Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fachwerkgewölbe mit mindestens einem Feld, welches ein aus vorfabrizierten Stäben zusammengesetztes, selbsttragendes Netzwerk aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fachwerkgewölbe zu schaffen, das zu seiner Errichtung an der Baustelle keine Nacharbeiten benötigt, sondern ohne wesentliche maschinelle Hilfsmittel zusammengestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein Fachwerkgewölbe der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welchem die Knotenpunkte ausserhalb der Randzone des Feldes des Netzwerkes durch drei Normalstäbe gebildet sind, von denen zwei Stäbe mit ihren Enden in der Mitte des dritten Stabes anstossen und die durch Steckbolzen miteinander verbunden sind, welche Stäbe alle das gleiche Profil, die gleiche Länge, den gleichen Schnittwinkel sowie gleiche Bohrungen für die Steckbolzen und Ausnehmungen aufweisen, wobei das Netzwerk eines Feldes durch einen Rahmen begrenzt ist, und dass die Stäbe innerhalb der Randzone des Netzwerkes mit dem Rahmen verbunden sind.
Dadurch erreicht man, dass man unter Benützung eines Rahmens praktisch beliebig grosse Felder eines selbsttragenden Netzwerkes beliebiger Tragfähigkeit durch fortgesetztes Verbinden von Normalstäben mittels Steckbolzen mühelos erstellen kann.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fachwerkgewölbes mit vier Feldern,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ansicht auf das Feld eines selbsttragenden Netzwerkes, bestehend aus A-Stäben der einen und B-Stäben der anderen Stabrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ansicht auf einen Knotenpunkt,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3,
Fig. 6 eine Darstellung der für die Erstellung eines Feldes notwendigen vorzufabrizierenden Stäbe, wobei a) und b) den Normal-Stab Ao bzw.
Bo mit der Länge L in Auf- und Grundriss, c) den Anschluss-Stab Al mit der Länge 3 L in Aufund Grundriss, d) den Anschluss-Stab A2 und A3 mit der Länge 3 L und mit entgegengesetzt geneigtem Kürzungsschnitt in Auf und Grundriss, e) den Anschluss-Stab A4 mit der Länge · L in Auf und Grundriss, f) den Anschluss-Stab Bl mit der Länge · L in Auf und Grundriss, g) den Anschluss-Stab B2 und B3 mit der Länge · L und mit entgegengesetzt geneigtem Kürzungsschnitt in Auf- und Grurdriss, zeigen,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII - VII in Fig. 2 mit einer Ansicht eines Randbogens,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII - VIII in Fig. 2,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 2,
Fig.
10/11 eine schematische Darstellung eines Fach werkgewölbes mit triangulären Feldern in Auf- und Grund riss,
Fig. 12 einen teilweisen Grundriss zweier zusammenstos sender Felder des Fachwerkgewölbes nach Fig. 10 und 11,
Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII - XIII in Fig. 12 und
Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie XIV - XIV in Fig. 10.
In Fig. list ein Fachwerkgewölbe dargestellt, das vier
Felder 1-4 eines selbsttragenden Netzwerkes aufweist. Jedes
Feld weist einen Rahmen mit Kämpfer 5, First 6 und zwei Randbogen 7 auf. Das Netzwerk besteht aus Stäben, die in zwei verschiedenen Richtungen, beispielsweise 900 zueinander, angeordnet sind, wobei die Stäbe der einen Richtung als A- und diejenigen der anderen Richtung als B-Stäbe bezeichnet werden.
Der Aufbau eines Feldes ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Felder sind beim Kämpfer 5 mittels Drehgelenken 8 schwenkbar gelagert. Das Netzwerk wird aus einzelnen Stäben zusammengesetzt, wobei die Verbindung der Stäbe an Knotenpunkten 9 erfolgt, welche anhand von Fig. 3-5 näher erläutert werden.
Die Stäbe sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, im rechten Winkel zueinander angeordnet, könnten aber auch rautenförmig angeordnet sein. Die Teile 5, 6 und 7 des Rahmens schneiden die durch die Stäbe A, B gebildeten Quadrate in der Mitte der Quadratseite, was zur Folge hat, dass die am Rahmen anstossenden Stäbe Längen aufweisen, die t · oder 3 der Länge des ungekürzten Stabes sind. Der Rahmen kann auch in anderer Weise die Randquadrate schneiden, doch ergibt sich bei der Verwendung gerader Stäbe eine Vereinfachung, indem die Mitte zweier benachbarter Quadratseiten, die an den Rahmen anstossen, auf derselben Höhe liegen, so dass der Bogen 7 aus geraden Profilen zusammengesetzt werden kann.
Die gegenüber den Normal-Stäben Ao, Bo kürzeren Anschluss-Stäbe sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist mit den Indizes 1-4 bezeichnet. Hierbei sind die Anschluss-Stäbe Al, A2, A3 3 L, der Anschluss Stab A4 · L und die Anschluss-Stäbe Bl, B2 und B3 1,4 L lang (Fig. 7).
Jeder Knotenpunkt 9 wird aus drei Stäben gebildet, entweder aus zwei A-Stäben und einem B-Stab oder aus zwei B-Stäben und einem A-Stab. Der Knotenpunkt liegt immer in der Mitte des einzelnen Stabes.
In Fig. 3 stossen beispielsweise zwei A-Stäbe in der Mitte auf einen B-Stab und werden mittels vier Steckbolzen 10 verbunden. Die Bolzen 10 werden gegen Herausfallen gesichert, beispielsweise wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, durch Muttern 11. Anstelle der Muttern 11 können jedoch auch andere Sicherungen, beispielsweise Splinten, Sprengringe und dgl. verwendet werden.
Da es sich um die Erstellung eines Gewölbes mit geraden Stäben handelt, sind einerseits, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die beiden A-Stäbe zueinander geneigt, da sie auf Sehnen der Gewölbekrümmung liegen und mit ihren Enden die Gewölbekrümmung berühren. Der dazugehörige B-Stab liegt ebenfalls auf einer Sehne der Gewölbekrümmung und da die Enden der A-Stäbe in der Mitte des B-Stabes anstossen, liegt der B-Stab tiefer als die Enden der beiden A-Stäbe. Da sowohl die A- wie auch die B-Stäbe als Doppel-T-Profil ausgebildet sind, muss an den Enden der Stäbe eine entsprechende Ausnehmung 12 vorgesehen werden. Weiter sind, wie aus
Fig. 5 ersichtlich ist, da sowohl die A- wie auch die B-Stäbe auf einer Schraubenlinie liegen, die Enden der anstossenden
Stäbe, in Fig. 3 der A-Stäbe, gegeneinander verdrillt ange ordnet.
Dies wird dadurch erreicht, dass die durch die Boh rungen für die Steckbolzen 10 gebildeten Achsen 13 - 16 parallel zu den Stegen der drei Stäbe verlaufen. Zudem ver laufen sie an uen Enden der Stäbe, in Fig. 4 an den Enden der A-Stäbe, parallel zur Schnittkante des Profils. In der Mitte des dritten Stabes, in Fig. 3 des B-Stabes, müssen die vier
Achsen 13-16 ebenfalls vorhanden sein und es verlaufen die auf der einen Seite des Steges liegenden Achsen, bei spielsweise 13, 14, mit > gegengesetzter Neigung zu den auf der anderen Seite des Steges angeordneten Achsen 15, 16.
Wesentlich ist nun, dass, wenn die Gewölbekrümmung und die Stablänge festgelegt sind, die Stäbe mit ihren Bohrungs- achsen und dem Schnittwinkel der Schnittkante - -vie mit der entsprechenden Ausnehmung vorfabriziert der Baustelle nur mittels der Steckbolzen 10 zusammengesetzt werden können. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Der die Länge L aufweisende Normal-Stab Ao, Bo weist an seinen Enden einen Schnittwinkel a mit entgegengesetzt gerichteter Neigung, die Ausnehmungen 12 an beiden Enden sowie Bohrungen mit den Achsen 13-16 an den Enden und in der Mitte des Stabes auf. Im Grundriss bedeutet ein voller Kreis eine Bohrung im obern und ein leerer Kreis eine Bohrung im untern Flansch. Der Bo-Stab wird durch Drehung eines Ao-Stabes um 1800 erhalten, wie aus b) ersichtlich ist.
Alle andern in Fig. 6 dargestellten Stäbe sind Anschluss Stäbe, die gegenüber dem Normal-Stab Ao, Bo verkürzt sind.
Aus dem Vergleich mit Fig. 2 ist ersichtlich, wo die Anschluss-Stäbe verwendet werden. Jeweils zwischen den Teilen 5 und 6 einerseits und den Teilen 7 andererseits gegenüberliegende Anschluss-Stäbe sind gleich. Dazu kommt noch ein Anschluss-Stab A4, der auf beiden Seiten gekürzt ist. In jedem Falle ist es jedoch so, dass die nichtgekürzten Enden und die Mitten der Anschluss-Stäbe genau gleich bearbeitet sind wie die Normal-Stäbe Ao, Bo, d.h. sie weisen dieselben Bohrungsachsen und dieselben Ausnehmungen auf wie die Normal-Stäbe.
Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, dass die sich kreuzenden Stäbe in unterschiedlicher Höhe zueinander stehen. Wird dagegen ein Schnitt in der Mitte der Quadratseite, d.h. in einem Abstand von · L vom Stabende, so sind an dieser Stelle die beiden Stäbe auf gleicher Höhe. Dies ist der Grund, weshalb der Randbogen (Fig. 7) an diese Stelle gelegt wird.
Es kann dann der Randbogen aus Profilen 20, 21, beispielsweise U-Profilen, hergestellt werden. Die Verbindung der Anschluss-Stäbe mit dem Randbogen ist aus Fig. 8 und 9 ersichtlich. Je nachdem, ob es sich um einen A- oder B-Anschluss-Stab handelt, ist die Neigung, mit welcher der Stab am Randbogen anstösst, verschieden. Dabei weisen die B-Anschluss-Stäbe eine grössere Neigung auf, wie dies auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, wo die B-Anschluss-Stäbe über den A Anschluss-Stäben liegen. Die gleichen Verhältnisse treten auch beim First 6 und beim Kämpfer 5 auf, wobei die Befestigung in gleicher Weise wie in Fig. 8 und 9 mittels Steckbolzen 10 erfolgen kann. Das Spiel zwischen den Anschluss Stäben und dem Profil 20, 21 kann durch entsprechende Unterlagsscheiben 23, 24, beispielsweise aus Kunststoff, aufgehoben werden.
Es ist aber auch möglich, die Verbindung zwischen den Anschluss-Stäben und den Rahmenteilen 5, 6, 7 auch anders vorzunehmen, beispielsweise durch Schweissen.
Wie bereits erwähnt, braucht der Rahmen nicht durch die Mitte der Quadratseiten gelegt zu werden, sondern kann auch an anderer Stelle liegen. In jedem Falle müssen die Normal Stäbe beim Übergang auf den Rahmen gekürzt werden, doch wenn die Lage des Rahmens gegenüber dem Netzwerk festliegt, können auch die Anschluss-Stäbe in genau gleicher Weise vorfabriziert werden wie die Normsl-Stäbe. Das in Fig. 2 dargestellte Feld ist in Wirklichkeit immer erheblich grösser, so dass die Anschluss-Stäbe nur einen kleinen Teil der benötigten Stäbe ausmachen. Der überwiegende Anteil besteht jedoch aus Normal-Stäben Ao, Bo, mit denen das Netzwerk durch fortgesetztes Zusammensetzen und Zusam- mensteckeii mittels der Steckbolzen 10 erstellt werden kann.
In Fig. 10 bis 14 ist eine andere Ausführungsform des Feldes dargestellt, das aus Teilfedern in Form eines Dreiecks besteht. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, können durch Aneinanderfügen mehrerer Teilfelder Fachwerkgewölbe erstellt werden. Bei der Verwendung von vier Teilfeldern kann ein Gewölbe mit quadratischem Grundriss erstellt werden, während bei Verwendung von beispielsweise acht gleichen Teilfeldern gemäss Fig. 10 ein Fachwerkgewölbe nach Fig. 11 erstellt werden kann. Gegenüber dem Feld nach Fig. 2 besteht der Unterschied darin, dass die Teilfelder als Ganzes und ohne Rahmen miteinander zu einem Feld verbunden werden können, wobei bezüglich des Zusammenfügens zweier Teilfelder die in Fig. 12 dargestellte Anordnung möglich ist. Die Stäbe 30, 31 begrenzen die Kathetenseiten des Teilfeldes. Die Anordnung der Anschluss-Stäbe 33, 34 ist aus Fig. 13 zu ersehen.
Die nachfolgenden Anschluss-Stäbe 35, 36 sind umgekehrt angeordnet wie die Stäbe 33, 34, d.h. Stab 35 reicht bis zum Stab 31, während der Stab 36 beim Stab 31 aufhört. Die freien Ränder der Teilfelder weisen dagegen, wie bereits beschrieben, einen Rahmen auf.
Die Ausbildung der Teilfeldbegrenzungen ist unterschiedlich, je nachdem, ob zwei Teilfelder parallel zueinander, wie beispielsweise die Teilfelder 40, 41, 42, oder mit ihren freien Rändern im rechten Winkel zueinander, wie beispielsweise die Teilfelder 39, 42 angeordnet sind. Fig. 13 zeigt die Begrenzung zweier anstossender parallel angeordneter Teilfelder, beispielsweise der Teilfelder 40, 41 oder 41, 42. Fig. 14 zeigt die Begrenzung zweier anstossender Teilfelder, deren freie Ränder im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, z.B. die Teilfelder 39, 42. Die Anordnung der Anschluss Stäbe erfolgt in genau gleicher Weise wie in Fig. 13; der Unterschied liegt lediglich darin, dass der Winkel, mit welchem die Anschluss-Stäbe gegeneinander anstossen, grösser ist als in Fig. 13.
Im übrigen erfolgt jedoch auch bei den Teilfeldern der Aufbau des Netzwerkes in genau gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 2 und insbesondere die Ausbildung der Knotenpunkte ist dieselbe.
The present invention relates to a framework vault with at least one field, which has a self-supporting network composed of prefabricated rods.
The object of the present invention is to create a lattice vault which does not require any reworking to be erected on the construction site, but can be put together without essential mechanical aids.
This object is achieved according to the invention by a lattice vault of the type described at the outset, in which the nodes outside the edge zone of the field of the network are formed by three normal rods, of which two rods abut with their ends in the middle of the third rod and which are connected by socket pins are connected to each other, which rods all have the same profile, the same length, the same cutting angle and the same holes for the socket pins and recesses, the network of a field is limited by a frame, and that the rods within the edge zone of the network with the Frames are connected.
This means that, using a frame, fields of practically any size of a self-supporting network of any load-bearing capacity can be created effortlessly by continuously connecting normal bars using socket pins.
The invention is illustrated in the accompanying drawings using exemplary embodiments and described below.
It shows:
1 is a schematic view of a half-timbered vault with four fields,
2 shows a schematic representation of a view of the field of a self-supporting network, consisting of A-bars in one direction and B-bars in the other direction,
3 shows a schematic representation of a view of a node,
4 shows a section along the line IV - IV in FIG. 3,
Fig. 5 is a section along the line V-V in Fig. 3,
Fig. 6 shows a representation of the rods to be prefabricated necessary for the creation of a field, whereby a) and b) the normal rod Ao and
Bo with the length L in the elevation and floor plan, c) the connecting rod Al with the length 3 L in the elevation and floor plan, d) the connecting rod A2 and A3 with the length 3 L and with an oppositely inclined shortcut in the elevation and floor plan , e) the connecting rod A4 with the length · L in top and bottom plan, f) the connecting bar B1 with the length · L in the top and bottom plan, g) the connecting rod B2 and B3 with the length · L and with an oppositely inclined cut in elevation and elevation, show
7 shows a section along the line VII - VII in FIG. 2 with a view of an edge curve,
8 shows a section along the line VIII - VIII in FIG. 2,
9 shows a section along the line IX-IX in FIG. 2,
Fig.
10/11 a schematic representation of a truss vault with triangular fields in elevation and ground plan,
12 shows a partial floor plan of two colliding transmitter fields of the framework vault according to FIGS. 10 and 11,
13 shows a section along the line XIII-XIII in FIG. 12 and FIG
FIG. 14 shows a section along the line XIV - XIV in FIG. 10.
In Fig. List a half-timbered vault is shown, the four
Fields 1-4 of a self-supporting network. Each
Field has a frame with frame 5, ridge 6 and two edge arches 7. The network consists of rods that are arranged in two different directions, for example 900 to each other, the rods of one direction being referred to as A- and those of the other direction as B-rods.
The structure of a field can be seen from FIG. The fields are pivotably mounted on the fighter 5 by means of swivel joints 8. The network is composed of individual bars, the bars being connected at nodes 9, which are explained in more detail with reference to FIGS. 3-5.
As can be seen from FIG. 2, the bars are arranged at right angles to one another, but could also be arranged in a diamond shape. The parts 5, 6 and 7 of the frame intersect the squares formed by the bars A, B in the middle of the side of the square, with the result that the bars adjoining the frame have lengths that are t or 3 the length of the untrimmed bar . The frame can also intersect the edge squares in other ways, but the use of straight bars results in a simplification in that the center of two adjacent square sides that abut the frame are at the same height, so that the arch 7 is composed of straight profiles can.
The connecting bars, which are shorter than the normal bars Ao, Bo, are denoted by the indices 1-4, as can be seen from FIG. The connecting rods A1, A2, A3, 3 L, the connecting rods A4 · L and the connecting rods B1, B2 and B3 are 1.4 L long (FIG. 7).
Each node 9 is formed from three bars, either from two A-bars and one B-bar or from two B-bars and one A-bar. The node is always in the middle of the individual rod.
In FIG. 3, for example, two A-bars meet a B-bar in the middle and are connected by means of four socket pins 10. The bolts 10 are secured against falling out, for example, as can be seen from FIG. 4, by nuts 11. Instead of the nuts 11, however, other securing devices, for example split pins, snap rings and the like, can also be used.
Since it is a question of creating a vault with straight bars, on the one hand, as can be seen from FIG. 4, the two A-bars are inclined to one another, since they lie on chords of the vault curvature and their ends touch the vault curvature. The associated B-rod also lies on a chord of the arch curvature and since the ends of the A-rods meet in the middle of the B-rod, the B-rod is lower than the ends of the two A-rods. Since both the A and B bars are designed as a double T profile, a corresponding recess 12 must be provided at the ends of the bars. Next are how out
5 it can be seen that both the A and the B bars lie on a helical line, the ends of the abutting ones
Rods, in Fig. 3 of the A-rods, twisted against each other is arranged.
This is achieved in that the axes 13 - 16 formed by the holes for the socket pins 10 run parallel to the webs of the three rods. In addition, they run ver at the uen ends of the bars, in Fig. 4 at the ends of the A-bars, parallel to the cutting edge of the profile. In the middle of the third rod, in Fig. 3 of the B rod, the four
Axes 13-16 may also be present and the axes located on one side of the web, for example 13, 14, run with> opposite inclination to the axes 15, 16 arranged on the other side of the web.
It is now essential that, once the vault curvature and the rod length have been determined, the rods with their bore axes and the cutting angle of the cutting edge can be prefabricated with the corresponding recess of the construction site only by means of the socket pins 10. This is shown in FIG. 6. The normal rod Ao, Bo having the length L has at its ends an intersection angle a with an oppositely directed inclination, the recesses 12 at both ends and bores with the axes 13-16 at the ends and in the middle of the rod. In the plan, a full circle means a hole in the upper flange and an empty circle means a hole in the lower flange. The Bo rod is obtained by turning an Ao rod by 1800, as can be seen from b).
All other rods shown in FIG. 6 are connection rods which are shortened compared to the normal rod Ao, Bo.
A comparison with FIG. 2 shows where the connecting rods are used. In each case between the parts 5 and 6 on the one hand and the parts 7 on the other hand opposite connecting rods are the same. There is also an A4 connection rod that has been shortened on both sides. In any case, however, the non-shortened ends and the centers of the connecting rods are machined exactly the same as the normal rods Ao, Bo, i.e. they have the same bore axes and the same recesses as the normal bars.
From Fig. 4 and 5 it can be seen that the intersecting bars are at different heights to each other. If, on the other hand, a cut is made in the middle of the side of the square, i.e. at a distance of · L from the end of the rod, the two rods are at the same height at this point. This is the reason why the edge arch (Fig. 7) is placed at this point.
The edge curve can then be produced from profiles 20, 21, for example U-profiles. The connection of the connecting rods with the edge curve can be seen from FIGS. 8 and 9. Depending on whether it is an A or B connection rod, the inclination with which the rod hits the edge curve is different. The B connection bars have a greater inclination, as can also be seen from FIG. 2, where the B connection bars lie above the A connection bars. The same conditions also occur in the ridge 6 and in the transom 5, it being possible for the fastening to take place in the same way as in FIGS. 8 and 9 by means of socket pins 10. The play between the connecting rods and the profile 20, 21 can be eliminated by appropriate washers 23, 24, for example made of plastic.
But it is also possible to make the connection between the connecting rods and the frame parts 5, 6, 7 in a different way, for example by welding.
As already mentioned, the frame does not have to be placed through the middle of the square sides, but can also be located elsewhere. In any case, the normal bars must be shortened when transitioning to the frame, but if the position of the frame in relation to the network is fixed, the connecting bars can also be prefabricated in exactly the same way as the Normsl bars. The field shown in FIG. 2 is actually always considerably larger, so that the connecting rods make up only a small part of the rods required. The predominant part, however, consists of normal rods Ao, Bo, with which the network can be created by means of the socket pins 10 by means of continued assembling and assembling.
In Fig. 10 to 14 another embodiment of the field is shown, which consists of sub-springs in the form of a triangle. As can be seen from FIG. 10, truss vaults can be created by joining several subfields. When using four subfields, a vault with a square plan can be created, while when using, for example, eight identical subfields according to FIG. 10, a truss vault according to FIG. 11 can be created. Compared to the field according to FIG. 2, the difference is that the subfields as a whole and without a frame can be connected to one another to form a field, the arrangement shown in FIG. 12 being possible with regard to the joining of two subfields. The rods 30, 31 delimit the cathetus sides of the subfield. The arrangement of the connecting rods 33, 34 can be seen from FIG. 13.
The subsequent connecting rods 35, 36 are arranged in reverse order to the rods 33, 34, i.e. Rod 35 extends to rod 31, while rod 36 ends at rod 31. In contrast, as already described, the free edges of the subfields have a frame.
The design of the subfield delimitations is different depending on whether two subfields are arranged parallel to one another, such as subfields 40, 41, 42, or with their free edges at right angles to one another, such as subfields 39, 42. Fig. 13 shows the delimitation of two adjoining subfields arranged in parallel, for example subfields 40, 41 or 41, 42. Fig. 14 shows the delimitation of two adjoining subfields, the free edges of which are arranged at right angles to one another, e.g. the subfields 39, 42. The connecting rods are arranged in exactly the same way as in FIG. 13; the only difference is that the angle at which the connecting rods butt against one another is greater than in FIG. 13.
Otherwise, however, the structure of the network also takes place in exactly the same way in the subfields as in the embodiment according to FIG. 2 and in particular the formation of the nodes is the same.