DE1008471B - Schalendach in Stahlbeton - Google Patents

Description

• Schalendach in Stahlbeton Die Erfindung bezieht sich auf ein Schalendach in Stahlbeton aus isotropen oder anisotropen Schalen von teilzylindrischem Querschnitt und in beistimmten Abständen angeordneten quer stehenden Binderscheiben.
• Anisotrope und isotrope Schalendächer von zylindrischer Bauart wirken wie Träger, wenn sie. an den Enden mit Aussteifungen in Querrichtung, z. B. Bindern, versehen sind. Da die Randbedingungen für den Membranzustand der Schale im allgemeinen nicht erfüllbar sind, treten Störungen dieses Spannungszustandes auf, die sich mit der Methoden für den reinen Biegezustand erfassen lassen.
• Derartige Schalendächer wurden bisher in Ortbeton auf Lehrgerüsten hergestellt oder als Fertigteile im ganzen versetzt. Bekannt ist beispielsweise ein Hallendach. das aus mehreren nebeneinanderliegenden Schalen besteht, die auf im Bauwerk verbleibenden Unterstützungen, z. B. Trägern, ruhen und mit diesen aal den Längsrändern monolithisch verbunden sind, wobei die Schalen als Fertigteile versetzt werden. Während das erwähnte bekannte Hallendach aus mehrerer Schalen besteht, ist bei dein Dach gemäß der Erfindung der Vorteil gegeben, daß es eine aus einzelnen Schalenteilen zusammengesetzte Überdachung darstellt, die die Tragwirkung einer Schale besitzt. Die Schalenteile in ihrer Gesamtheit wirken als Schalendach.
• Im übrigen sind die Abmessungen derartiger Schalen als im ganzen zu versetzende Fertigteile im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit begrenzt., da hierbei die Hebezeuge eine große Rolle spielen.
• Das Schalendach gemäß der Erfindung besitzt jedoch sowohl die Vorteile der Fertigbetonbauweise als auch die den Schalendächern eigentümliche günstige Tragwirkung. Gegenüber den bisher aus Fertigschalen zusammengesetzten Dächern, die aber als Gesamtheit nicht als Schalendach anzusehen sind, besteht der große Vorteil in bezug auf die Wirtschaftlichkeit, da.ß durch Wegfall der im Bauwerk verbleibenden Zwischenunterstützungen für die Auflagerung der einzelnen Teilschalen eine wesentliche Materialersparnis eintritt.
• Das neue Schalendach in Stahlbeton wird aus isotropen oder anisotropen Schalen von teilzylindrischem Querschnitt und aus in bestimmten Abständen angeordneten quer stehenden Binderscheiben hergestellt, und zwar bestehen die zwischen zwei Binderscheihen liegenden Schalen jeweils aus vorgefertigten streifenartigen Bogenelementen, die zweckmäßigerweise auf einem Hilfsgerüst montiert werden. Dabei werden die einzelnen Elemente durch nach der Montage leergestellte, entlang den Kämpferlinien verlaufende bewehrte Betonstreifen monolithisch verbunden. Gleichzeitig werden auch die streifenartigen Bogenelemente untereinander und mit den Binderscheibzn durch in der Gewölberichtung verlaufende Mörtelfugen monolithisch verbunden.. Das Hilfsgerüst unter den Kämpfern der Bogenelemente trägt außerdem die Schalung für die Betonstreifen entlang den Kämpferlinien und, falls es erforderlich ist, das Spannbett für eine Randvorspannung.
• Zur möglichst weitgehenden Erhaltung des Membranzustandes eines dünnwandigen Schalengewölbes sind die an den Rändern. auftretenden Schubkräfte wesentlich. Während an den Binderscheiben die auftretenden Schubkräfte ohne Schwierigkeiten aufgenommen werden können, ist dies an den Rändern längs der Erzeugenden nicht ohne weiteres möglich. Man hilft sich gewöhnlich durch Anordnung von sogenannten Randgliedern. Will man nun aus besonderen Gründen auf diese Randglieder verzichten oder sie sehr klein halten, so werden die im Membranzustand auftretenden Randschubkräfte nicht mehr aufgenommen. Dadurch wird die Tragwirkung des Schalengewölbes wesentlich herabgesetzt. Die dabei auftretenden Biegemomente in Gewölberichtung wachsen sehr rasch an und können von der dünnen Schale nicht mehr aufgenommen werden. Es müssen zur Erhöhung des Trägheitsmoments Rippen in der Gewölberichtung angeordnet werden.
• Ordnet man nun. an den freien Rändern der Schale längs der Kämpferlinien Betonstreifen mit vorgespannter Bewehrung an, so kann man auf den Schalenrand äußere Randschubkräfte ausüben, die den Mernbranzustand der Schale im wesentlichen erhalten. Werden diese Vorspannglieder zum Schalenrand gekrümmt angeordnet, so übt nian damit neben der Schuhkraft eine :Normalkraft tangential zur Schale auf den Rand (#o = const.) aus und erhöht die Trag-"rl;ung der Schale wesentlich. Die Vorspannbewehrungr in den Betonstreifen längs der Kämpferlinien dient also einmal zur Sicherstellung des monolithisehen Verbundes der Einzelelemente und zum anderen zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Schalengewölbes. Durch den Wegfall des aufwendigen Lehrgerüstes mit der gekrümmten Schalung für die dünne Schale aus Ortbeton und den Wegfall der großen Randglieder werden die Baukosten gegenüber der Herstellung des Schalendaches in Ortbeton verringert.
• Das Vorspannen der Betonstreifen längs der Kämpferlinien erfolgt in bekannter Art, z. B. durch Vorspannen mit nachträglichem Verbund oder durch Vorspannen im Verbund, indem die Vorspannglieder, die im Spannbett in. Spannung versetzt werden, ihre Vorspannkraft nach dem Erhärten des Betons mittels Haftspannung auf den Beton übertragen. Infolge der Einleitung der Vorspannkra.ft in den Schalenrand wirken die streifenartigen Bogenelemente im Verbund als vorgespanntes Schalengewölbe.
• Bei mehreren nebeneinander angeordneten Schalengewölben wird die Vorspan.nbewehrung in die Kehle verlegt, die von den Kämpfern zweier benachbarter Gewölbe gebildet wird, und einbetoniert.
• In, den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt; es zeigt Fig. 1 den Querschnitt eines vorgefertigten., streifenartigen Bogenelements für eine Schale von teilzylindrischem Querschnitt, Fig. 2 den Grundriß eines Bogenelements nach Fig. 1, Fig. 3 den Querschnitt eines Bogenelements für ein Shed-Dach, Fig. 4 die Skizze der Montage einer Hallenüberdachung, Fig. 5 den Grundriß nach Fig. 4, Fig.6 den Querschnitt des endgültigen Schalengewölbes nach der Vorspannung und Ausrüstung, Fig. 7 dein Querschnitt der endgültigen Überdachung nach Fig. 6 für mehrere nebeneinanderliegende Schalen.
• Ein Schalendach gemäß der Erfindung wird von vorgefertigten., streifenartigen Bogenelementen 1 zwischen zwei quer stehenden Binderscheiben 2 gebildet, die in bestimmten Abständen angeordnet sind. Die gekrümmten, streifenartigen Bogenelemente l werden am Boden in besonderer Schalung hergestellt, auf einem Hilfsgerüst 10 montiert und untereinander und mit den Bin.dersch.eiben 2 durch in der Gewölberichtung verlaufende Mörtelfugen 5, 6 monolithisch verbunden. Die Betonstreifen 7 längs der Kämpferlinien sind mit Vorspanndrähten.3 aus hochwertigem Stahl bewehrt, die eine Schubkraft auf die Schale ausüben. Dadurch. werden normalerweise in der Randzone auftretende: hohe Betonzugspannungen beseitigt oder zumindest stark abgemindert. Während der Montage werden die Bogenelemente 1 mit einem Hilfszugband 9 versehen, um die Biegemomente in Gewölberichtung klein zu halten. Die Biegemomente können auch durch. zusätzlich angeordnete Verstärkungsrippeai 4 aufgenommen werden. Das Hilfszugband 9 kann nach der Ausrüstung entfernt oder auch als Konstruktionselement belassen werden.
• Fig. 7 zeigt die Überdachung einer mehrschiffigen Halle mit einem erfindungsgemäßen Schalendach. Die Einzelschalen können hierbei durch einen bewehrten Betonstreifen in der Kehle8, die von den Kämpfern zweier nebeneinanderliegender Schalen gebildet wird, monolithisch verbunden, oder durch eine Dehnfuge getrennt werden.. Die Vorspannkraft wirkt im ersten Fall auf be:de Schalen gleichzeitig.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schalendach in Stahlbeton aus isotropen oder anisotropen Schalen von teilzylindrischem Querschnitt und in bestimmten Abständen angeordneten quer stehenden Binderscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Binderscheiben (2) liegende Schale jeweils aus vorgefertigten, streifenartigen Bogenelementen (1) besteht, die untereinander und mit den Binderscheiben (2) durch in der Gewölberichtung verlaufende Mörtelfugen (5, 6) sowie durch entlang den Kämpferlinien verlaufende bewehrte Betonstreifen (7) monolithisch verbunden sind.
2. 2. Schalendach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewehrten Betonstreifen (7) vorgespannt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung R 8691 V / 37 a; Zeitschrift »Der Bauingenieur«, Jg. 1951, Heft 6, S. 181 bis 184; Zeitschrift »Die Bauwirtschaft«, Jg. 1951, Heft 28/29, S. 15.