DE2519769C3

DE2519769C3 - Verbindungsstück für die Knotenausbildung von wellenbeaufschlagten Fachwerkkonstruktionen aus Großrohren, insbesondere für Bohrinseln

Info

Publication number: DE2519769C3
Application number: DE2519769A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl.-Ing. 5810 Witten Icking
Original assignee: Estel Hoesch Werke AG
Current assignee: River Don Castings Ltd
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1982-07-08
Also published as: NL7604661A; IT1059419B; DE2519769A1; FR2309749A1; NO152805B; GB1517233A; FR2309749B1; NO761503L; NL181447C; DE2519769B2; NL181447B; NO152805C

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück für die Knotenausbildung von wellenbeaufschlagten Fachwerkkonstruktionen aus Großrohren, insbesondere für Bohrinseln, das aus Stahlguß gefertigt ist und in dem die Enden der Großrohre unter verschiedenen Winkeln biegesteif miteinander verbunden sind, und das aus einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Grundkörper mit daran angeordneten Rohrstutzen gebildet ist

In der US-PS 37 91 154 für wellenbeaufschlagte Fachwerkkonstruktionen beschriebene Rohrverbinder aus Stahlguß haben vorwiegend eine Hilfsfunktion für eine rasche und unkomplizierte Montage, indem sie so außen um die Rohrbeine greifen. Eine Tragfunktion erfüllen sie nur mit Hilfe von Keilnähten und dem anschließend eingegossenen Beton, wobei die Keilnähte die Gefahr von Spannungsspitzen und Dauerbrüchen begründen.

Die Rohrverbinder stellen lediglich zylindrische Außenabmessungen aufweisende Manschetten dar, in denen die Kräfte auf Umwegen übertragen werden. Durch die Vergrößerung der Außenabmessungen und Trägheitsmomente im Bereich des Knotenpunktes eo ergeben sieh eine Versteifung des Knotens und höhere Fachwerknebenspannungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsstück für die Knotenausbildung zu schaffen, bei dem unter den ungünstigen, insbesondere dynamisehen Beanspruchungen des vorliegenden Anwendungsfalles mit verhältnismäßig geringem Herstellungs-, insbesondere Materialaufwand, eine einwandfreie Kraftübertragung und Haltbarkeit gewährleistet ist

Gemäß der Erfindung wird dazu bei einem Verbindungsstück für die Knotenausbildung der eingangs näher bezeichneten Gattung vorgeschlagen, daß der Grundkörper von den Stirnflächen zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin mit sich verjüngenden Außenabmessungen und dabei zunehmender Vergrößerung der Wandstärke ausgebildet ist

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine totale Integration des Stahlgußkörpers in das Rohrfachwerk erreicht Der Kräftefluß vollzieht sich durch unmittelbare Übertragung von Normalspannungen aus den Rohren auf die Stirnflächen des Knotens.

Die Verjüngung des Knotens zur Mitte hin ist ferner nicht nur von Vorteil wegen geringer Wellenangriffsflächen und damit kleinerer Horizontalbelastung der gesamten Konstruktion. Sie ermöglicht erst in manchen Fällen, daß man auch die kompliziertesten Knoten noch in einem entfernt von der Montagestelle liegenden Werk vorfertigen und über Straße und Eisenbahn transportieren kann, da oft erst die erfindungsgemäße Stahlgußausführung bei vertretbaren Außenmaßen eine Zusammenführung der Rohrachsen in einem Schnittpunkt ermöglicht

Im Gegensatz zur vorbekannten Ausführung ergibt sich infolge der erfindungsgemäßen Verjüngung der Außenabmessungen bei etwa konstant bleibender, ggfs. sogar verringerter Querschnittsgröße im Bereich des Achsenschnittpunktes eine gezielte geringere Steifigkeit durch wesentliche Verringerung des Trägheitsmoments im Bereich des Rohrachsenschnittpunktes. Dadurch können die bei steifen Ausbildungen sonst auftretenden unerwünschten Fachwerknebenspannungen weitgehend verhindert und gemäß der Aufgabenstellung eine günstige Kraftübertragung und Haltbarkeit erzielt werden.

Alle von außen her auf den Knoten einwirkenden Schnittlasten — Biegemomente, Normalkräfte, Querkräfte und Torsionsmomente — weruen über günstig liegende Schweißfugen ohne Umwege in den erfindungsgemäß gestalteten Achsenschnittpunkt eingeleitet und können selbst bei außerplanmäßigen Überlastungen lediglich zu bei dem Werkstoff Stahlguß völlig unschädlichen Plastizierungen führen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat neben den bisher erläuterten Vorteilen auch einen produktionstechnischen Vorteil:

Die Wanddicken können zur Knotenmitte hin allmählich wachsen, ohne daß der Gesamtquerschnitt, also das Knotengewicht pro Längseinheit, ansteigt

Dies bedeutet daß beim Abgießen des Körpers der oder die Eingußtrichter in der Nähe des Knotenmittelpunktes angeordnet werden können, wodurch eine günstige Temperaturführung des flüssigen Stahls gewährleistet ist.

Je nach Anwendungsfall, Durchmesser des Grundkörpers und Lage des Knotens im Fachwerk kann dabei der durchgehend hohlen oder der vollkernigen Ausführungsform der Vorzug gegeben werden.

Falls eine verhältnismäßig schlanke, dem Wellenschlag nur wenig Angriffsfläche bietende Knotenausbildung erwünscht ist kann die Ausbildung so erfolgen, daß der Grundkörper von den Stirnflächen zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin allmählich von einem Hohlquerschnitt in einen Vollkörper übergeht.

Eine weniger steife und leichtere Knotenausbildung kann dadurch geschaffen werden, daß der Grundkörper

von den Stirnflächen zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin einen Hohlquerschnitt aufweist.

Schließlich kann es bei der Verschweißung von Großrohren mit dem Knoten auf der Baustelle von Vorteil sein, wenn an den Stirnflächen des Grundkörpers und/oder der Rohrstutzen Anschlußenden aus Stahlblech bereits werksseitig angeordnet sind.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Alisicht eines Großrohrknotens mit vier Rohrstutzen,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie IMI in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt, ähnlich der F i g. 2, jedoch bei einer Ausführungsform mit im Bereich des Schnittpunktes der Rohrachsen angeordnetem Hohlraum.

Gemäß Fig. 1 sind an dem rotationssymmetrischen Grundkörper 1 Stirnflächen 11 angeordnet, an die nicht dargestellte, gleichachsig verlaufene Großrohre angeschweißt werden. Die weiterhin an dem Grundkörper angeordneten vier Rohrstutzen 12 weisen ebenfalls Stirnflächen 121 auf für den Anschluß von ebenfalls nicht dargestellten Großrohren.

Gemäß F i g. 2 ist der Bereich des Schnittpunktes der Rohrachsen als Vollkörper 13 ausgebildet, so daß ein verhältnismäßig schlanker Rohrknoten gebildet ist

Die F i g. 3 zeigt, daß der Bereich des Schnittpunktes der Rohrachsen als Hohlraum 14 ausgebildet ist, wodurch sich eine leichtere, nicht so steife Ausführungsform ergibt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindungsstück für die Knotenausbildung von wellenbeaufschlagten Fachwerkkonstrulctionen aus Großrohren, insbesondere für Bohrinseln, das aus Stahlguß gefertigt ist, und in dem die Enden der Großrohre unter verschiedenen Winkeln biegesteif miteinander verbunden sind, und das aus einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Grundkörper mit daran angeordneten Rohrstutzen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) von den Stirnflächen (11) zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin mit sich verjüngenden Außenabmessungen und dabei zunehmender Vergrößerung der Wandstärke ausgebildet ist

2. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper von den Stirnflächen (11) zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin allmählich von einem Hohlquerschnitt in einen Vollkörper (13) übergeht.

3. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper von den Stirnflächen zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin einen Hohlquerschnitt (14) aufweist

4. Verbindungsstück nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Rohrstutzen (12) von ihren Sti.nflächen (121) zum Schnittpunkt der Rohrachsen hin sich verjüngende Außenabmessungen aufweisen.

5. Verbindungsstück nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflächen des Grundkö« yers und/oder der Rohrstutzen Anschlußenden aus Stahlblech angeordnet sind.