Rahm enkonstruktionen
B. K onstruktion der R ahm enträger
1. Zweigelenkrahmen.
Rahmenträger werden vorwiegend als Zweigelenkrahmen ausgeführt. Die Höhe des Riegelquerschnittes kann je nach der Belastung und dem Verhältnis der Stützweite zur Sticlhöhe zwischen Vi2 L bis V25 L schwanken, ausnahmsweise auch darüber. Die Stiel
breiten schwanken innerhalb der gleichen Grenzen. Handelt es sich um übereinander auf
gesetzte Rahmen, so wird die Forderung nach einer geringen Bauhöhe des oberen Riegels maßgebend sein, um die verbleibende lichte Höhe in den Geschossen nicht zu klein zu erhalten.
Um dies zu erreichen, muß man oft zum zweistegigen Profil greifen.
Die Rahmen können mit einstegigen Blechträgern, I-Walz- und Breitflanschträger
querschnitten gebaut werden, oder man verwendet zweistegige Querschnitte. Diese müssen aber entweder auf einer Seite (gewöhnlich unten bzw. innen) offen sein, damit die Her
stellung der Stoßdeckungen möglich ist und die dann in diesem Gurt Bindebleche erhalten.
Aber es sind auch zwei nebeneinanderliegende, mit Zwischenräumen versehene einstegige Profile, also Doppelträger verwendet worden, die streckenweise gemeinsame Kopfplatten erhalten können, aber oft völlig unabhängig für die ihnen zugewiesenen halben Momente und Kräfte ausgebildet sind und nur Querlaschen zur Verbindung erhalten.
Derart ausgebildete Rahmenkonstruktionen ermöglichen infolge der Zwischenräume einen günstigen Anschluß von Konsolarmen, wie sie für Galerien in Kinos oder in Theatern notwendig werden, oder nach außen hin ausladende Konstruktionen und Aufhängungen von Zwischenbühnen oder Decken am Querriegel.
Bei der Montage schwerer Rahmen kann die Zweiteilung Vorteile bieten, indem man jeden Einzelrahmen unabhängig versetzt und dann verlascht.
W ill man, um an Bauhöhe zu sparen, geschlossene kastenförmige Querschnitte ver
wenden, dann müssen Mannlöcher angeordnet werden, damit die Nietung der Stoßdeckungen erfolgen kann. Diese wird man an Stellen eines kleinen Momentes etwa in Vs L bis V7 L von der Rahmenecke entfernt anordnen. Bei Haus „Potsdam " in Berlin befindet sich ein Mannloch im Stehblech der Ecke selbst1.
Die für den Riegel gewählte Querschnittstype wird zweckmäßig auch im Stiel bei
behalten.
Schließlich können die Rahmen als Fach werk ausgebildet sein.
Die Rahmenecken werden bei vollwandiger Ausführung entweder nach einem Vi Kreis ausgerundet oder mit einer Anzugschräge versehen oder ohne eine solche ausgebildet. Im ersteren Falle ist die Arbeit teuer, weil alle Winkel und Kopfplatten gebogen werden müssen.
Diese Ausführungsart gestattet aber gewissermaßen einen allmählichen Übergang des Kraftflusses aus dem Riegel in den Stiel. Allerdings sind dann die Anschlüsse von oberen Aufbauten in den Rahmenecken unangenehmer durchzuführen. Bei der Ausbildung der Rahmenecken mit und ohne Schrägen entfällt das teure Biegen; die Arbeit ist leichter.
Die Rahmenstiele können parallel begrenzt sein oder gegenüber der Stielachse sym metrisch oder einseitig, außen oder innen mit einem Anzug durchgeführt werden. Beim Vermauern haben die parallel begrenzten Stiele einen Vorzug.
1 L e i t h o l f , O .: H aus Potsdam . D t. B auzg. 1912/I, S. 145.
Zweigelenkrahm en. 9 7
Innen wird gerne eine lotrechte Begrenzung gewählt, weil die Ummauerung die lot
rechte Flucht einhalten kann und daher dort nicht viel Raum weggenommen wird. Manch
mal hat man außen schräg begrenzte Stiele in der Fassade ohne Ummantelung gelassen.
Hohe Stiele müssen auch auf Knickfestigkeit untersucht werden. Wurde hierbei ein einstegiges Profil gewählt, so ergibt sich oft die Notwendigkeit, auf den Steg ein quer
gestelltes I-Profil mit den Flanschen behufs gemeinsamer W irkung anzunieten, eventuell beiderseits, so daß ein Kreuzquerschnitt entsteht.
Die Lagerung der Rahmen erfolgt auf Stahlgußlagern (Punktlager werden bevorzugt) oder auf einfachen Linienkipplagern aus Stahl, und zwar vornehmlich zentrisch. Es können aber auch exzentrisch zur Stielachse liegende Lager verwendet werden, die manche Vor
teile bieten, auf die noch zurückgekommen wird. Es sind aber auch reine Flächenlager ausgeführt worden, die bei großen Stielhöhen und kleinen Belastungen die Momente nur wenig gegenüber einer Kipplagerung beeinflussen. Die Horizontalkraft wird entweder un
mittelbar in die Fundamente geleitet oder wird sie von einem eigenen Zugband aufgenom
men oder bei aufgesetzten Rahmen in den unteren Rahmenriegel geleitet.
Sind noch Zwischengeschosse vorhanden und Unterzüge, die über den Rahmenlagern liegen, so können diese Unterzüge auch als Zugband benützt werden, wobei ein zweifach statisch unbestimmtes System entsteht, das dann die Fußhorizontalkraft entlastet, und zwar um einen Betrag, der von der Höhenlage dieses Zugbandes abhängig ist.
In Dachgeschossen kommen dann auch oft Rahmen mit geknicktem Riegel oder Drei
ecksrahmen und trapezförmige Rahmen vor, sowie Kombinationen solcher Formen in A n
passung an die Dachform.
Die Stöße der Stege erfolgen bei ausgerundeten Ecken an jenen Stellen, wo die dort gekrümmte Rahmenachse in die Gerade übergeht, so daß die an das Eck anschließenden Stege des Riegels und Stieles aus Flach- oder Breiteisen bestehen können.
In diesem Falle und auch sonst wird man die Stöße des Riegels in die Nähe der Mo- mentenkleinstwerte verlegen, ausnahmsweise in Riegelmitte.
Die Zahl der durchgehenden Stöße richtet sich nach der Länge und dem Gewicht der Teile, so daß sie noch transportiert und mit den vorhandenen Kranen eingebaut werden können. Die A rt des Stoßes selbst richtet sich auch nach dem gewählten Arbeitsvorgang bei der Montage, über den also schon bei der Entwurfsbearbeitung entschieden sein muß.
Die Einhaltung der Durchbiegung der Riegel im Betrage von höchstens Vsoo L wird meist verlangt, namentlich wenn die Riegel über die ganze Gebäudebreite gestützt sind und ihnen die aussteifende Wirkung des Baues überwiesen wird.
Es mögen nun einige Ausführungsbeispiele von Rahmenkonstruktionen besprochen werden.
In Abb. 130 ist ein Rahmen für einen Theatersaalbau im Hochhaus S u s c h it z k y , Prag, wiedergegeben. Der Rahmen ist in Si St ausgeführt, und zwar vom Eisenwerk Witkowitz.
Er hat eine Stützweite von 13,1 m bei 12,514 m Höhe, eine Riegelquerschnittshöhe von x,o m, ausgerundete Ecken und Stiele mit nach unten verjüngten Breiten. Die Rahmen sind zweiteilig und erhielten bei jeder zweiten Stehblechaussteifung des Stieles eine durch
gehende Querschotte (Abb. 131). Die Stegbleche der Querriegel sind alle Meter versteift, bei den Lagerungen oberhalbliegender Stützen sind doppelte Aussteifungen und in den Ecken sowie bei den Aufhängestellen der Zwischendecke noch Querschotten. Das Rahmeneck ist durch beiderseits aufgenietete Bleche und durch radial angeordnete Außenwinkel ver
steift (Abb. 132). Sonst sind die beiden Trägerteile durch Bindebleche verbunden. Die Stehblcchstöße sind in Abb. 130 und Abb. 132 ersichtlich. Die Abb. 133 bis 135 geben die Anordnung einer Aufhängung, einer Säulenabstützung und eines Unterzuganschlusses wieder.
Die Lagerung des Rahmens erfolgt auf einem aus drei I Nr. 50 bestehenden Rost, der über mehrere Rahmenstützen durchläuft und den Zweck hat, ungleichmäßige Fundament
setzungen auszugleichen (Abb. 136 bis 138). Der Rahmenfuß ist gefräst und unmittelbar
Hawranek, Der Stahlskelettbau.
7
9 8 E n tw u rf d er S tah lsk elettb au ten .
auf die Rostträger aufgesetzt, bildet also ein Flächenlager. Aus Abb. 132 ist außerdem die Lagerung einer Außenkonsole zu ersehen.
In Abb. 139 ist die montierte Rahmenkonstruktion wiedergegeben.
8
Abb. 132. Rahmenecke.
Eine andere Ausführung eines Rahmens von der Seeflugzeughalle in Travemünde1 ist in Abb. 140 bis 144 gezeigt2. Die Stützweite beträgt 8,22 m, die Höhe 4,17 m und die
1 L e o : Seeflughalle bei Travem ünde. B au tech nik 1928, S. 294.
- A usführung: A ug. K lönne, D ortm und.
a ? - o f
Abb. 130. Abb. 131.
Abb. 130 bis 138. Hochhaus „Su sch ick y“ , Prag. Rahmenträger'des
Zw eigelenkrahm en. 9 9
Abb. 133.
c - c r
A b b . 13 5 .
Abb. 134.
Riegelhöhe 0,6 m. Der Rahmen weist nur auf der Innenseite eine Ausrundung beim Übergang vom Riegel zum Stiel auf mit einem Halbmesser von 750 mm und besitzt einen kastenförmigen Querschnitt, beiderseitige Verstärkungen der Stehbleche im
Rahmcncck und in der
<3 - c 3 - ) ■ - f O -ö Zugwirkung unter 45°
i^ i m }| jj Stiel und Riegel ver
bindende Doppelwinkel.
Dagegen sind keine Druckaussteifungen dort vorhanden, die sich emp
fehlen.
Der Stielfuß ruht auf einem Stahlkugel
lager und ist mittels zweier Ankerstangen vom Durchmesser 51 mm mit dem Fundament verbunden, die seitlich der Lager laufen.
Auf diesen Rahmen stützt sich ein zweiter mit Hilfe eines zentrisch angeordneten Druck
stückes. Außerdem sind diese beiden Rahmen miteinander gleichfalls und in der gleichen Weise durch zwei Rund
eisenanker zusammen
gehalten. Der Sitz die
ser Ankerstangen ist auch im Querschnitt er
sichtlich.
Eine besondere An
ordnung zeigt Abb. 144.
Es ist der Lagerpunkt des Binders der Flug
zeughalle, der sich auf den rechten Stockwerk
rahmenstiel abstützt, wiedergegeben. Der obere Riegel des letzten Rahmengeschosses, der als Dreigelenkbogen mit einem elastischen Gelenk ausgebildet ist, stützt sich mittels eines Druckstückes an den Stiel. Die lotrechten Kräfte werden durch waagerechte Winkel aufgenommen.
Dieser Stockwerkrahmen hat den ganzen Winddruck auf die Halle aufzunehmen, da ihre Binder auf der anderen Seite auf Pendelstützen aufruhen.
Ein einfaches Beispiel einer Rahmeneckausbildung bei Anwendung von Walzprofilen
Abb. 136. Rabmenfuß. Abb. 137.
Kinos (Si-Stahl). Ausführung: Eisenwerk W itkowitz.
100 E n tw u rf der S tah lsk elettb au ten .
für Stiel und Riegel zeigt Abb. 145 vom „H aus Vaterland"1 nach der Ausführung der Firma Steffens & Nölle, Berlin.
Die Walzprofile sind im Eck auf Gehrung geschnitten, beiderseits mit Blechen gedeckt, die eine kleine Schräge innen bilden, auf welche beiderseits bis auf die Außenflanschen reichende Winkel aufgebracht sind. Die Flanschdeckungen erfolgen außen und innen durch über die Ecke und Schräge gebogene Flacheisen.
Man muß bei dieser Ausführung einigen Materialabfall in den K auf nehmen, aber die Arbeit ist wesentlich vereinfacht. Es handelt sich hierbei um einen Rahmen von 8,5 m
Stützweite und 4,09 m Höhe, der die Dach
decke trägt.
Eine ähnliche Ausbildung zeigt der Rahmen von der Aufstockung des Geschäfts
hauses „Scherl" in Berlin2, die von der Firma Breest & Co., Berlin ausgeführt wurde. Der Rahmen hat eine Stützweite von 12,53 m bei 3,80 m Geschoßhöhe (Abb. 146).
Es sind im Abstande von 0,340 m lie
gende Doppelrahmen, aus Peineträgern I P 50 bestehend. Die Ecke ist außen drei
eckig abgekantet. Der Stoß der Stege ist schräg geführt, durch Doppellaschen ge
deckt, aber nicht vollkommen. Die äußeren Flanschen sind mittels eines in die Ab
schrägungen eingefügten Winkels durch Flacheisen gedeckt, während die Deckung der Flanschen auf der Innenseite der Rah
menecke mit Hilfe eines Peineträger
stückes erfolgt, dessen Steg dreieckig aus
genommen ist und um 90° zu einem Win
kel zusammengebogen ist, bis sich die Aus
schnittbegrenzungen zusammengeschlossen haben. Diese so entstandene Stoßfuge ist beiderseits durch abgeflanschte
U-Eisen-A bb. 139. Hochhaus Suschitzky, Prag. U-Eisen-Ansicht der Rahmenträger. , .. . , . . , . .
Ausführung: Eisenwerkwitkomu. stucke gedeckt, deren Flanschen noch ein über Riegeleck und Stiel laufendes Flach
eisen aufgenietet erhielten. Auf diese Weise ist innen eine aussteifende Schräge ent
standen, die für Schrägschnitte eine wesentlich vergrößerte Trägerhöhe aufweist.
Der Stielfuß erhielt eine exzentrische Lagerung (Abb. 147, 148), indem der Lagerpunkt gegen die Stielaußenseite um 105 mm verschoben ist. Der Stielfuß ist in der Richtung der Außenwand durch schräge U-Eisen verbreitert und ein Flacheisenzugband angeordnet, dessen Anschluß auf der Fußplatte aus Abb. 149 zu entnehmen ist.
Die Auflagerung des gegen die Front zurückgesetzten Stielfußes des oberen aufgesetzten Rahmens ist in Abb. 150 wiedergegeben, die gleichzeitig die Anschlüsse der Deckenträger mit oberer Zuglasche und die Riegelaussteifung zeigt.
Eine sehr sorgfältige Rahmenausbildung ist bei dem Neubau des Geschäftshauses
„Sam t und Seide“ in Mannheim vom Eisenwerk Kaiserslautern angewendet worden, dessen Querschnitt in Abb. 32 wiedergegeben ist3. Es handelt sich um einen Rahmen von 14,6 m Stützweite und 3,8 m Geschoßhöhe (Abb. 151), wobei diesmal der Riegel mit
1 G o t t f e l d t , H .: H aus V aterland. Stahlbau 1930, S. 6.
2 Peine-Ilseder W erkzeitung 1928, Nr. 50. 3 W o l f f , L .: Stahlbau 192S, S. 45.
Zweigelenkrahm en. 101
Walzträger Nr. I 60, der Stiel als Vollwandblechträger ausgebildet und eine innere Schräge angeordnet ist. Der Walzträger reicht bis zum Ende der Schräge, daran schließt sich ein trapezförmiges Eckblech bis zur Außenkante des Stieles, das beiderseitig durch Bleibleche verstärkt ist, wobei noch Platz für die Stoßdeckung des Riegels gelassen wurde. Dieser Stoß ist sowohl durch Steglaschen wie auch durch die auf die Winkel gelegten Hilfslaschen
gedeckt (Abb. 152). Die Flanschen des I-Trägers sind durch Winkel gedeckt und wegen der Hohlkehle und der Flanschschräge dieses Profils mit einem keilförmigen Futter versehen (Abb. 153). Diese Winkel laufen oben als Gurtwinkel bis zur Außenkante des Stieles, die unteren bis zur Innenkante des
selben als Aussteifung weiter. Die Eckschräge des Rahmens ist durch Winkel gesäumt.
Der Stiel besteht aus Stehblech, Winkeln und je zwei Kopfplatten, wobei aber zwischen Winkel und Stehblech noch ein Flacheisen liegt (Abb. 154), damit die Stiel
winkel umgekröpft über das
bei-Abb. 140. Abb. 141. 0 1
derseits verstärkte Eckblech und damit über die ganze Stielhöhe laufen können. Auch die
Kopf-Abb. 143. Abb. 144.
Abb. 140 bis 144. Rahmenträger-Ausbildung. Flugzeughalle bei Travemünde. Ausführung: Aug. Klönne, Dortmund.
(Nach Leo: Bautechnik 1928.)
platten sind über den ganzen Stiel beiderseits ausgeführt, was eine außerordentliche Versteifung gibt.
Die Lagerung des Rahmens erfolgt zentrisch auf breiter Platte mit vorragendem, heraus- gehobeltem Druckstück, das zwischen beiderseitigen Anschlägen auf dem darunter befind
lichen Rahmen aufsitzt. Eine von unten über das Lager heraufreichende, mit dem oberen Rahmenstiel vernietete Kopfplatte macht seitliche Verschiebungen unmöglich und ist mittels Schrauben in Langlöchem angeschlossen, ebenso wie die Innenwinkel.
Abb. 142.
E ntw urf der Stahlskelettbauten
Abb. 155 zeigt noch die Deckenträgeranschlüsse, wobei durchwegs kleine Montagestütz
winkel verwendet worden sind. Außerdem ist noch in Abb. 151 die Abstützung der oberen I_________|__________ 1 Rahmenfüße und die Stegaussteifung der Riegel an dieser