Der Stahlbau : Beilage zur Zeitschrift die Bautechnik, Jg. 6, Heft 10

Ungefüll­

ter Boden

i Angefüllter Boden Wn.tmi/t’-Sä Win.getbSd.

feiner geh berSand

Toorbcden

Muttererde mit

Torfboden

DER STAHLBAU

®r.=3ng. A. H e r t w i g , G eh. Regierungsrat, Professor an der T echnischen H och sch u le Berlin, B erlin-C harlottenburg 2, T echnische H ochschule Fernsprecher: C I S te in p la tz 0011

Professor W. R e i n , Breslau, T echnische H och schule. — Fernsprecher: Breslau 421 61

B e i l a g e T A T T ? D A T T H T T 7 C * T U K T T T Z Fachschrlft für das g£-

z u r Z e i t s c h r i f t | )

Q A I J X I A > I I 1 \ I 1 \

6. Jahrgang BERLIN, 12. Mai 1933 Heft 10

D a s S ta h ls k e le tt für d en E r w e ite r u n g s b a u d e r B erlin er U n i v e r s it ä t s - F rau en k lin ik .

V on D ipl.-Ing. L e o n h a rd B e rg , B erlin -B orsigw ald e.

A lle R e c h te V o r b e h a l t e n .

K o n str u k tiv e V o r a u s s e tz u n g e n .

D ie A n w en d u n g der S ta h lsk elettb a u w eise für den drei- bis v ierg esch o s­

sig en N eubau der U niversitäts-Frauenk linik bedarf näherer Begründung;

sic ist nicht nur F o lg e der ausführungstechnischen V orteile dieser Bauart, nicht ungeprüftes Z ugeständnis an n eu zeit­

lich e G estaltu n gsm öglich keiten , d ie sie ver­

m ittelt, sondern E rgebnis m ethodischer Ü ber­

leg u n g en aus den örtlichen V erhältnissen und aus der Bauaufgabe.

B a u g r u n d u n d W ir ts c h a ftlic h k e it.

E ntsch eidend für d ie W ahl d es Stah l­

sk eletts war der m oorige, erst in tieferen Lagen tragfähige Baugrund der B au stelle, der ein e Ramm-

pfahlgrün- du ng n o tw en ­

dig m achte (Abb. 1). Um die K osten d ieser Grün­

dung herab­

zudrücken und um die Sicherheit g e g en spätere Setzrißbildungen zu erh ö h en , durfte nur ein m öglichst leichter Baukörper auf ihr errichtet w erd en . O bw oh l der Bau im w e ­ sentlich en nur d reig e sch o ssig ist und an der A usfachung w ie bei anderen Bauten geg en ü b er der mas­

siv en Ausführung nicht gespart w erd en konnte, war der w irtschaft­

liche Erfolg der A n w en du ng des S ta h lsk eletts an dieser S te lle einem M assivbau g egen ü b er g ew äh rleistet durch nicht u n b ed eu ten d e Erspar­

nisse b ei der künstlichen Gründung.

Nach V eröffentlich un g im Ztrlbl. d.

Bauv., H eft 1/2 ds. Jahrg., betragen d iese Ersparnisse bei den G esam t­

bau kosten 60 000 bis 70 000 RM.

D ie se s B eisp iel zeig t d eu tlich , daß die leid er oft g eü b te U n sitte, die W irtschaftlichkeit einer B auw eise aus der V ergleichsrechnung ein ­ zeln er B a u teile zu beurteilen , zu T rugschlüssen führen kann. Nur die G egenü berstellu n g der G esam tbau­

kosten kann das richtige Bild ergeben.

M o d e rn e T h e r a p ie . D ie n eu zeitlich e M edizin for­

dert d ie A u sn utzung der Heilkräfte von Son n e und Luft für die G e­

n esu n g der Kranken. W enn auch die so n st im h eu tigen Krankenhaus­

bau üblichen Terrassen und L iege- balk one vor den Krankenzim m er­

fronten hier aus b eson deren Gründen nicht angeordnet w erd en konnten, so ist dieser Forderung doch Rech­

nung getragen durch A u flösun g der Südfront in breite und h oh e S ch ieb e­

fenster (Abb. 2). K onstruktiv b ed eu te t d ies Z usam m en fassu ng der Lasten in schm ale Frontstützen, w ie sie am eh esten der Skelettbau erm öglicht.

schmutziger Sand

Moorboden

feiner

reiner Ties

euer Sonu

Scharfen 9'

Abb. I. Norm alquerschnitt.

G r ü n d u n g : P f a h l b ü n d e l S y s te m M a s t .

Abb. 3. G ep lan te G esam tbebauung m it E inb eziehu ng des jetzt errichteten B au teiles (w eiß es Dach).

Abb. 2. Südfront.

d e n b e i d e n O b e r g e s c h o s s e n K r a n k e n z im m e r , Im E r d g e s c h o ü P e r s o n a l w o h n r f lu m e .

U m b a u m ö g lic h k e it.

D ie S tellu n g d e s n eu en Bau­

körpers an der Z iegelstraß e zw ischen älteren G eb äud en berücksichtigt b e­

reits die Durchführung einer künfti­

g e n , groß a n g eleg ten Spreeufer­

b eb au un g zur Sanierung der alten K liniken. D er jetzt errichtete Bau­

körper wird dann durch An- und Ü berbauten in die n eu e G esa m tb e­

bauung e in b ezo g en w erd en (Abb. 3).

L eichte und b illig e U m b au m öglich ­ keit war d esh alb für die konstruk­

tiv e D urchbildung des Baues w esen tlich es Erfordernis; auch das sprach für ein en Stahlskelettbau .

K o n str u k tio n .

D ie G rundzüge der Konstruk­

tionen für G ründung und H ochbau

7 4

OER STAHLBAU

B e r g , D as S tah lsk elett für den E rw eiterungsbau der Berliner U n lv ersitäts-F rau en k lin ik Benage iur Zeitschrift .Die Bautechnik"

Abb. 4. Grundriß über dem K ellergeschoß und Lage der Fundam ente.

D er Trägerrost d ie se s K ellerfußbodens ist außerdem zur A u ssteifu ng statisch nutzbar gem ach t w orden.

Kragkonstruktionen im H ochbau reichen bis unm ittelbar an die G ieb elw ä n d e der N achbargebäude; sie erm öglichen die Grün­

dung der Ü bergangsbaukörper auf nur w en ig neue F undam ente; dabei so llte grundsätzlich verm ied en w erd en , die F undierung der A lt­

bauten durch Zusatzlasten zu gefährden. Das Rammen in unm ittelbarster N äh e der vorhan­

den en G ieb elw än d e kon nte durch d ie se M aß­

nahm en und durch A nordnung von Bohrpfählen vo llstä n d ig verm ied en w erd en (vgl. Abb. 4).

Das Trägersystem d es S k ele tts selb st sam ­ m elt die Lasten aus dem etw a 130 m langen und 14,5 m breiten Baukörper parallel zu seiner M ittelachse in zw ei Frontwand- und einer M ittel­

stü tzenreih e im Abstand von 8 b zw . 6,5 m w urden durch die Bauherrin, die Preußische

Bau- und F in anzdirektion, und durch ihren A rch itek ten, Herrn R egierungs- und Baurat W o l f f , schon vom V orentw urf an in der Er­

kenntnis d es wirtschaftlichen, konstruktiven und statischen Z usam m en han ges durchgeführt.

Pfahlbündel (Pfähle, System Mast) unter den Stützen d es S k eletts übertragen die Lasten auf den Baugrund (Abb. 4) und erm öglichen durch Bodenverdich tun g als F o lg e der Z usam m enfas­

su n g ein e nen n en sw erte V erkürzung der Pfähle.

D ie Herabführung der Stah lstützen bis in die K ellersoh le b ed in gt ein e w eitere Ein­

schränkung der P fah llän gen , sie läßt ferner d ie Konstruktion ein es riß- und setzungsfreien K ellerfußbodens z u , für d essen unm ittelbare Aufnahm e der m oorige Baugrund m it dem stän dig sink en den G rundw asserspiegel nicht tragfähig und volu m b estän d ig gen u g erschien.

ms50-670ka/m‘

¡20+350 mkg/nr

230+350■

Abb. 5. Rahm ensystem d es S k eletts mit Lasten' schem a.

■Linoleum -ßipsestrich -Sandschüttung -Phonoplan

rtöeinesche Decke ■coup. [JO

ilOO-W

■12

McmPutz

■hintermauerungs- steine

■Vollporöse Steine

■mem Putz

Magerbeton- Mimalte—

Poröse 51 eine’

Putz---

I y+3t.00.Kf.

1+V 7//////S.

■rCOUpM

læ Jffl ¡gl ¡oïl; . -OTA/P55 s z l 100-200-16

Schnittg-h ß ^ S —'Pbsorbitplatten 'ff°P se ^ eine

l't S n ff

'/////■ 7 /7 //Z Mvibritplaite Schnitt a-b

y/77V?/77/777r/

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W öse Steine vftbsorbit-

platten

JL im00-16-h r ffä U :

M ittelstü tze Frontstütze

J a h rg a n g 6 H e it 10 -

12.M ai 1933 B e r g , D as Stah lsk elett für den Erw eiterungsbau der Berliner U n iversitäts-F rau en k lin ik 7 5

(Abb. 4 u. 5). Im Binder­

abstand von 6,6 m w erden d iese Stü tzen querzurLängs- rlchtung des B aues durch U n terzü ge zu Rahmen ver­

b u n d en , in die sich zur A ufnahm e der S te in e is en ­ d ecken Kappenträger im Abstand von etw a 2 m w iederum parallel zu den Frontw änden ein w in k eln . D ie Q uerrahm en nehm en durch b ieg u n g sfeste K eil­

verb in du ngen der M ittel­

stü tzen mit den ln ganzer Breite durchlaufenden U n terzü gen die W indkräfte auf. — Für d ie innerhalb der K eilverbind un gen auf­

tretenden bedeutend en Q uerkräfte w urde der er­

forderliche Q uerschnitt durch üb liche U nterzug­

verstärkung geschaffen . G leich zeitig b ed in g te die A u sb ildu ng dieser K noten­

punkte in allen G esch os­

sen das D oppelprofil der M ittelstütze aus zw ei

Norm alprofilträgern, während für die Frontwandstützen Breitflansch­

träger auch im In teresse einer g en ü g en d en V orm auerung bei geringer W andstärke bevorzu gt w urden (Abb. 6). D ie A ußenstützen sind nur über K eller g esto ß en ; bei der geringen G eb äu d eh öh e war m it einem S tü tzen stoß auszu kom m en. Das Frontm auerwerk wird h ofseitig in jedem G esch oß durch m it dem S k elett verb unden e Sturzträger aufgenom m en, das der Straßenfront d agegen wird infolge der breiteren Fensterpfeiler, deren M auerwerk ausreicht, um die kurzen Ü berlagsträger aufzunehm en, nur in H öh e der K ellerd eck e ein m al abgefangen. D ie die D ccken- konstruktlonshöhe b estim m en ­

den U n terzü ge w urden als Breitflanschträger g e w ä h lt; sie schränken zu gu n sten der Kran­

kenräum e die K onstruktions­

höh en vorteilh aft e in , da sie g eg en ü b er Normalprofilträgern g leich er H öh e größere Lasten übernehm en und größere S p ann w eiten überbrücken.

Für d ie Kappenträger w urden du rchw eg N orm al­

profile verw en d et. Ihr A n­

schluß an die U n terzü ge er­

folgte in der durch die Preußischen H ochbaubestim ­ m ungen für » teilw eise ein g e­

spannte Träger“ vorgesch rieb e-1 nen W eise durch Z uglasch en­

verb in du ng des O berflansches, A n schluß w inkel am S teg und A n k eilu n g d es Unterflansches.

D ie rech tzeitige Berücksichti­

g u n g d es E inbaues der H ei­

zungsrohre führte d azu , die au ß en lieg en d en Kappenträger 2 0 cm hinter den Frontwänden anzuordnen; d ie rechts und links in geringem A bstand neben den M ittelstützen liegen d en Kappenträger erm öglichen den z w an glosen Einbau der Lüf­

tun gsk anäle und ergaben als A uflager ein er doppelt aus­

geführten M ittelw and die Durch­

leitu n g von Rohren aller Art in akustisch einw andfreier W else.

D en A b schluß d es Er­

w eiteru n gsb au es nach der M onbijoustraße krönt der G ym nastiksaal, ein halbrunder überhöhter G lasaufbau hinter

A bb. 7. Ansicht von der M onbijoustraße aus.

N a c h d e r S t r a ß e n f r o n t l i e g e n k e i n e K r a n k e n r ü u m e .

ein em durch flußeisern e Rohrstützen g e b ild ete n S äu len gan g (Abb. 7 u. 8).

Das nahtlose Rohr hat sich zw ar trotz sein er statisch gü n stigen P rofilierung und gu ten architektonischen W irkung bisher w e g en der schw ierigen D urchbildung von A n sch lü ssen und w e g en se in e s verh ältn is­

mäßig hohen P reises noch w e n ig als Stü tze durch­

g e se tz t. Hier hat sich aber g e z e ig t, daß A n­

sch lu ß sch w ierigk eiten in­

fo lg e d es Fortschrittes der elektrisch en L ich tb ogen­

schw eißu ng nicht m ehr b e ­ steh en . Es steh t daher zu erw arten, daß b ei künfti­

gen Bauten d ie v ielse itig e n M öglichkeiten d ie se s Profils m ehr ausgen utzt w erden.

S ta tik .

Z w ecks G ew ichtserspar­

nis und wirtschaftlicher A u s­

w ertung d es S k eletts sind die F estigk eltseigen sch aftcn des S tah les in allen T eilen restlos ausgen u tzt worden: D ie D eck en nu tzlasten w urden ein schließlich der G ew ich te aus den Z w ischenw änd en m it 350 kg je m2 für den K rankenhausbetrieb als aus­

reichend an genom m en. G estützt auf die n eu esten E rgebnisse aus T heorie und V ersuch w urden die Näherungsform eln für te ilw e is e E inspannung nicht nur für die Kappenträger, sondern auch für die über drei Stützen durchlaufenden U n terzü ge angew andt. D ie dadurch m ögliche B em essu n g nach A L = -~-^ führte zu einer nenn en sw erten Ersparnis an G ew ich t

1 1 1

und K onstruktionshöhe. Nach A n w eisu n g der B au leitu ng waren alle V orkehrungen zu treffen, d ie spätere R isseb il­

du ng verhindern. S ystem und Konstruktion d es S k eletts waren in fo lg ed essen so aus­

zu b ild en , daß die Form ände­

rungen in geringen G renzen b leib en mußten. D ie W ahl statisch unbestim m ter durch­

laufender Träger über v ie le Stützen war d ieser Forderung gü n stig. Auf V eran lassung von Herrn R egierungs- und Baurat W o lf f vo rg en o m m en e B elastungsproben und Durch­

b ie g u n g sm e s su n g e n 1) am ferti­

gen S k elett haben ergeben, daß sich die D urchbiegung bei „ te ilw eise ein gesp an n ten Trägern“ unterstützt durch die B eton au sstelzu n g für d ie S tein ­ eisen d eck en trotz ihres k lein e ­ ren Q uerschnittes günstiger verhält als b ei Trägern auf z w ei Stü tzen. D ieses Ergebnis brachte ein e nicht u n w esen t­

lic h e , dem G eb äud e nutz­

bringende A u ssteifu n g durch d ie Kappenträger m it sich.

Der A n teil der Stahlkonstruk­

tion einschließ lich der losen Ü berlagsträger an den K osten für 1 m3 um bauten R aum es beträgt 5,55 RM.

M on tage.

D ie A u fstellu n g der Stah l­

konstruktionen erfolgte durch z w ei K olonnen m it leichten Abb. 8. A nsicht d es S tah lsk eletts b ei B egin n der A usfachung. l) S ieh e den Beitrag a u f S .76.

7 6

DER STAHLBAU

B e r g , Das S ta h lsk elett für den Erw eiterungsbau der Berliner U n iversitäts-F rau enk lin ik B e i l a g e z u r Z e i t s c h r i f t „ D ie B a u tc c h n ik *

Schw enkern in den M onaten Ju n i, Juli und A u gust d e s Som m ers 1930 von der Mitte der B au stelle aus nach ihren Enden zu; das un verm eid liche W achsen der Konstruktion bei zunehm ender Baulänge wurde dadurch unschädlich gem acht. A lle S tah lteile wurden mit Z em entm ilch geschläm m t an d ie B austelle gebracht. Ein D urchschlagen der Stahlkonstruktionen durch den A ußenputz verm eid et ein e V orm auerung von 12 cm vor die Stü tzen, d ie grundsätzlich durchgeführt w orden ist (vgl. A bb. 6).

S c h a lls c h u tz .

D ie B estim m ung d es G eb äu d es als Krankenhaus erforderte beson ders gu ten Schallschutz; Träger und Stützen haben g e g e n das Eindringen der S ch allw ellen ein e sorgfältige Isolierung erfahren. G egen Erschütterung und Schall vom Straßendamm her w urden die Stützenfüße auf Antivibrit- platten (Abb. 6) g e s e tz t, g e g en die K ellerw ände isoliert ein e senkrechte Lage Asphaltkorsll. E ine U m h ü llu ng d es B etonkernes der M ittelstützen

m it Arkim atten schützt sie g e g en das Eindringen der S ch allw ellen aus dem G eb äud e selb st, während Korkstreifen unter und über den Z w ischen­

wänden den Schall von den Kappenträgern fernhalten.

A u sfü h ru n g .

L ieferung und A u fstellu n g des S tah lsk eletts wurde unter Führung der Firma T h y s s e n , E isen- und Stahl-A kt.-G es., B erlin-B orsigw alde, durch d iese zu 60°/o> durch die Firma B r e e s t & Co., B erlin-T em pelhof, zu 4 0 °/o durchgeführt. D ie Nachprüfung der statischen Berechnung unterstand dem Leiter der „Preußischen Staatlichen P rü fungsstelle für statische B e­

rech n u n gen “, Herrn O berregierungs- und Baurat ®r.=3ttg. H e r b s t , d essen M itarbeit d ie A n w endu ng der n eu esten B erech nu ngsm ethoden zu danken ist. D ie tech n isch e Durchführung und Prüfung aller Konstruktionen leitete Herr R egierungsbaum eister H e t z e l t von der Preußischen Bau- und Finanzdirektion.

Ü ber d en Einfluß d er M itw ir k u n g v o n D e c k e n p la t t e n und V o u te n auf d ie V e r r in g e r u n g

A lle R e c h t e V o r b e h a l t e n .

d e r D u r c h b i e g u n g v o n D e c k e n t r ä g e r n .

Von ©r.=3nfl. cljr. H a n s S c h m u c k le r , B eratender Ingenieur für Stahlbau und Schw eißtechnik, B erlin-F rohnau.

D ie Deckenträger d e s S tah lsk eletts b ei dem im voranstehend en Aufsatz beschrieb en en N eub au der U niversitäts-Frauenklinik Berlin w urden als te ilw e is e ein gesp an n te Träger ausgeführt. Ihre B erechnung erfolgte in ungünstiger W eise: durchw eg m it A i = - y p -

D ie A usführung der D eck en z e ig t Abb. 1; sie w urde m it Rücksicht auf m öglichst w e itg eh en d e V erm inderung der Sch alleitu n g gew ählt.

Linoleum-) 2Yicmßipsestrich) 2V2cm Sand-] Phonoplan^

H n i l i l l l i < : , | i j i l i | i l [ l t l i l l ! i j i i l l i l | h _ i l l l l l l l ) i l l l | l i l | l | ( l l l i H l l l l l l l l j / r

« M g

‘M/

M i # Liocm Kleinesche Decke Kubitz i

A bb. 1. D eck en au sb ild u n g.

D as E igen gew ich t der D eck e ist . . . . g = 3 2 0 k g /m 2, als N u tzlast wurde ein sch ließ lich der Trenn­

w än d e a n g e n o m m e n ...p — 350 kg/m 2, dem nach G esam tb elastu n g q = 6 7 0 k g /m 2.

Dam it ergibt sich für die D eckenträger gem äß A bb. 2:

In den M ittelfeldern M = — (0,670 • 1,9 • 6 ,6 0 )’ — ^ - = 505 tem 11

und für das g ew ä h lte 1 2 4

Für den U nterzu g nach Abb. 3:

Ai = [(0,670 + 0,030) • 6,435 • 6,60] •

und b ei I P 34 <s =

643,5

11 505

" 354

= 2400 tem

1,420 t/m 2.

2400

2170 1,110 t/m 2.

g e m essen , um nach A b zu g der S enk un gen die w ahren D urchbiegungen d es D eckenträgers zu erhalten. D ie erm ittelten W erte sind ln der Tafel ein getragen . Nach der vollstä n d ig en Entlastung g in g die D urchbiegung d es D eckenträgers um 10 mm zurück, so daß 5 mm als b le ib en d e Durch­

b ieg u n g zurückblle-

^ f r d L -

■ ^ r 1900

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- M -

V IP39

*

6600 Abb. 2.

Um den Einfluß der D eck en platte nebst V ou ten auf d ie V erm inderung der D urchbiegung festzu stellen , w urden auf A nregung von R egierun gs­

baurat W o lf f , dem d ie G esam tbauausführung der Frauenklinik unterstand, B elastu n gsversu ch e durchgeführt und die D u rchb iegun g m ittels Durch­

b iegu n gsm essern S ystem „T onindustrie“ g e m e ssen . Der Apparat b esitzt ein e während d es V ersuches sich langsam drehende Trom m el, auf w elch er ein m it der zu prüfenden Konstruktion durch ein en senkrechten Führungs­

stab verbundener Schreibstift d ie D urchbiegungen in dop pelter Größe aufzeichnet.

Ein erster D u rchb iegun gsversuch wurde am 11. Juli 1930 durchgeführt, b evor d ie D eck en ein geb au t waren, bei w elchem sich also d ie E inflüsse der D eck en und V ou ten nicht g e lte n d m achen konnten. D ie B elastung bestand zunächst aus ein em B o h len b ela g im G ew icht von 35 k g /m 2, auf den dann H ohlstein e m it je 3,47 kg G ew ich t mit Z w ischenräum en so aufgebracht w urden, daß ein e G ew ölb ew irk u n g verm ied en wurde.

D ie P rob eb elastu n g se tz te sich zusam m en aus:

T r ä g er -E ig e n g e w ic h t...30 k g /m 2, B o h l e n b e l a g ... 3 5 „ 2 Schichten D eck en h oh lstein e, 3 6 Stck., je 3,47 kg 250

zu sam m en 315 k g /m 2, w as etw a dem E igen gew ich t der fertigen D eck e von 320 k g /m2 entspricht.

Für die N u tzlast, d ie nur in dem m ittleren von drei benachbarten D eck en ­ feld ern aufgebracht w urde (Abb. 2 u. 3), sind drei Schichten H ohlstein e von 3 • 36 • 3,47 = 375 k g /m2 aufgebracht w orden, also etw as m ehr als die für den Bau v o rg eseh en e N utzlast von 350 k g /m 2.

Nach Abb. 4 w urden je w eils die D u rchb iegungen e in es D eckenträgers ln der M itte m it Apparat I und g leic h z eitig die S enkun gen der U nterzüge an den A n sch luß stellen d es Deckenträgers m it den Apparaten II und III

Abb. 3.

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ki7 kü

Abb. 4. A nordnung der M eßgeräte.

ben. D ieser verh ält­

nism äßig groß e B e ­ trag ist offen sicht­

lich auf das übliche S p iel in den bei Stahlskelettbauten ste ts zur A n w endu ng kom m end en Schrau­

benverbindungen, ferner auf die daraus herrührenden Ver­

schiebun gen in den A n sch lü ssen der o b e ­ ren Z uglaschen der teil w e ise ein gesp an n­

ten Träger zurück­

zuführen.

B ei ein em zw eiten D u rchbiegun gsversuch, w elch er am 9. Septem ber 1930 stattfand, w aren die D eck enplatten neb st V outen b ereits ein geb au t und hat­

ten ausreich end ab gebu n­

den. D ie D e ck en eig en g e­

w ichtslasten w urden durch H in term auerungsstein e ver­

v o llstä n d ig t, eb en so w ur­

den so lch e als N utzlast auf das M ittelfeld auf­

gebracht.

D ie B elastu n g se tz te sich w ie folgt zusam m en:

T r ä g e r ...3 0 k g /m 2, K lein esch e D eck e, 10 cm s t a r k ...130 S telzu n g ( V o u t e n ) ... 30 1 Schicht H in term aueru ngsstein e . . . . 125

315 k g /m2 (w ie beim ersten Versuch).

A ls N u tzlast für das M ittelfeld:

3 Schichten H interm auerungssteine, je 125 kg = 375 k g /m2 (w ie beim ersten Versuch).

D ie D urchbiegung d es D eckenträgers in der M itte und d ie Senk un g der U n terzüge w urden in gleicher W eise w ie beim ersten V ersuch g e m essen . D ie entsp rech en den W erte sind eb en falls in der Tafel eingetragen.

Man erkennt aus der erh eb lichen V erm inderung der D urchbiegung b ei M itw irkung der K leineschen D ecken und der V ou ten den b edeu ten d en Einfluß der Zusam m enw irkung von D eckenträger und D eckenkonstruktion.

Da d ie V erm inderung der D u rchb iegung einer entsprechen den A b­

m inderung der in den Trägern auftretenden Beanspruchung entspricht, so lassen sich b e i Stah lsk elett- und Trägerbauten b ed eu te n d e Ersparnisse erreichen, w en n man d ie M itw irkung der D eckenplatten und S telzu n g berücksichtigt. S e lb st w en n man von den etw a 7 0 % der D urchb iegun gs­

m inderung, w ie sie sich aus den b e id en V ersuchen ergeben hat, nur ein en T eil ausw erten kön nte, so w ürde e in e F ortsetzu n g der V ersuche unbedingt lohn en d sein .

J”hrf2.nMni 1SB3 10 S c h i n u c k l e r , Über den Einfluß der Mitwirkung vo n Deckenplatten und Vo uten auf die Verringerung us w. 7 7

E ines darf aber auch oh n e w eiteres als Ergebnis d ieser V ersuche bei der Frauenklinik g e sc h lo sse n w erd en , näm lich , daß auch b ei Trägern von m ehr als 7 m Spann w eite, selb st w enn sie zur A u ssteifung des G eb äu d es d ien en , ein e M inderung der Forderung nach Berechnung auf D urchbiegung eintrcten kann, w enn die D ecken platte m it V ou ten zw ischen d ie D eckenträger eingespann t ist. D ie effek tive D urchbiegung der D eckenträger von 6,60 m Sp ann w eite b ei der Frauenklinik bei M it­

w irkung der D ecken platte und S telzu n g beträgt: aus N u tzlast allein S p = 3,4 mm = der S tü tzw eite, gegen ü b er: ^

beim Träger oh n e M itw irkung der D eck e und V ou ten.

A us ständiger Last und N u tzlast zusam m en ist

S q = 4,75 mm = ^ ^ der S tü tzw eite, g egen ü b er: = J L beim Träger ohn e M itw irkung der D eck en platte und V ou ten .

T a fe l. D u r c h b ie g u n g d e r D e c k e n tr ä g e r aus

^ = 3 1 5 k g /m2

aus p — 375 k g /m2

im M ittelfeld

G es. Durchb.

aus g + p Sz + äP = Sq

1. ohne M itw irkung der

D eck en p latte und V outen 5,90 9,1 15,00 mm

2. unter M itw irkung der

D eck en platte und V outen 1,35 3,4 4,75 .

3. V erm inderung d. Durch­

b ieg u n g b ei M itw irkung der D eckenplatten und

V o u t e n ... 4,55 5.7 10,25 ,

4. w ie 3. in % von 1. 7 7 % 6 2 % 6 8%

A lle R e c h te V o r b e h a lte n .

Um den V ergleich weiterführen und Z ahlenw erte für H" und M"

erhalten zu können, m üssen nun b estim m te A nnahm en über das Träg­

h eitsm om en t J, d ie Elastizitäts- und W ärm eausdehnungsziffer d e s Bau­

stoffes und d essen Beanspruchung durch die Bogenkraft S ;) gem ach t w erden. H ierzu d ienen drei B e isp ie le A, B und C, deren jed es für alle in Betracht kom m end en L ageru n gssystem e untersucht wird. D ie an­

zun ehm en d en B ogenquerschn itte g e lte n für d ie m it dem Stoß zu schlag <p m ultiplizierte V erkehrslast < p p — 1 t/m . D ie zu geh örige stän dige Last g soll b ei Stahlbrücken g = 2 t / m , b ei B eto n g ew ö lb en £ = 4 t/m betragen, was etw a für sch w ere Straßenbrücken von größerer S tü tzw eite zutreffen dürfte. L eichtere Brücken ergaben kleinere Bogenquerschnitte und ent­

sprechend verm inderte W erte H t und H v so w ie M t und A iv , während H'p und VW” unverändert b leib en . D ie Q uerschnittshöhe d es Bogenträgers soll m it h, der Trägheitsradius d e s Q uerschnittes m it i b ezeich n et w erd en .

D ie B eisp iele sind w ie folgt g ek en n zeich n et:

A. Schlanke Stahlbogenbrücke mit - - — , - - = ^ F — 120 cm2 = 0,0120 m

Ü b er G e le n k a n o r d n u n g e n b ei B o g e n tr ä g e r n .

V on, ®r.=3ug. K. H o e n in g , Köln.

(Schluß aus H eft 9.)

T a fe l 3 . M o m e n t e Ai" in tm.

100 H g + <pp = 76,8 t;

3 2 \ 2

100 )

-■ 0,012 = 0,001 229 m F _{S ta lil} = 21 B. G ed ru n gen e Stahlbogenbrücke m it —

/ / ¿ + „ = 7 6 ,8 t;

J = 0,0 1 0 0,005 057 m 4,

10° t/m 2.

1 r 1

20 ’ / 45*

F = 100 cm2 = 0,0100 m 2;

C. E isen b eto n g ew ö lb e m it ~ , ~ = -y^y-

H e + 'Pi> = 128 t; F = Fb + n F e = 0,80 + 10 • 0,008 = 0,880 m2;

0,880 ( “ - ) 2= 0,0525 m4; £ Beton = 1,5 . 10* t/m2.

System I II III

...IV (I)

B eispiel A | H p h H t

»■v

0,520 3,690 1,024

0,096 0,679 0,188

0,256 1,815 0,504

0,270 1,918 0,532

0,227 1,607 0,446

B eispiel B

j

” v

2,569 14,882 4,214

0,472 2,736 0,775

1,263 7,320 2,073

1,335 7,734 2,190

1,1.19 6,481 1,835

B eispiel C

j 1

H 'ph H t

\ H V

0,303 7,353 3,125

0,056 1,352 0,575

0,149 3,617 1,537

0,157 3,822 1,624

0,132 3,202 1,361

S ystem I

11 ^{III IV (I)}

K äm pferm om ent . - 1 6 , 9 9 0 - 4,33 - 4,80 - 1 1 , 4 0 B ogen m om en t A il0

M s

+ 5,50 + 3,61

+ 6,74 + 6,89 - 1,60 Sch eitelm om en t . + 9,18 + 4,81 + 8,55 + 8,80 0 K äm pferm om ent . - 7 0 , 3 2 0 - 1 7 , 9 0 - 1 9 , 8 7 - 4 7 ,1 7 B ogen m om en t Af10

Ais

+ 2 2 ,7 7 + 14,91

+ 2 7 ,8 9 + 28,51 - 6,63 Sch eitelm om en t + 3 8 ,0 0 + 19,92 + 3 5 ,3 8 + 3 6 ,4 2 0 Käm pferm om ent . - 3 5 , 0 0 0 - 8,91 - 9,89 — 23,48 B ogen m om en t Af10

Aia

+ 11,33 + 7,43

+ 13,88 + 14,19 - 3,30 S ch cltelm om en t . + 18,91 + 9,91 + 17,61 + 18,13 0

D ie B ogenschubkräfte H p j2 , H t und H v sind in Tafel 2 zusam m en- g cstellt. Da d ie S y stem e II, III und IV m it S c h eitelg elen k keinen B ogen­

schub H" ergeben , scheid en sie für d iese U ntersuchung aus. Der Eln- g elen k b o g en wird m it S ystem (I) b ezeich n et.

T a fe l 2. B o g e n s c h u b H " in t.

D ie B iegu ngsm om en te Ai" = 77" y = ( H p /z + H t + H v ) y sind in Tafel 3 zu sa m m en g estellt, und zwar für den Bogenkäm pfer, für den Punkt des größten B o g en m o m en tes M ' in der N äh e d e s B o g en v iertels, im A bstande a : = 10 bzw . x = 8 vom K äm pferpunkt, und für den B ogen ­ scheitel.

B eispiel A i

r B eisp iel B i

B eisp iel C

D ie Tafel läßt erkennen, daß bei größerer Q uerschnittshöh e des B ogens die M om en te M " sehr erh eb lich zunehm en und daß die baulich und wirtschaftlich zu rechtfertigende H öhe in B eisp iel B für a lle L agerungs­

sy stem e, b eson d ers aber für den g e le n k lo sen B ogen nach System I und den E in gelen k b ogen nach System (1) bereits w eit überschritten ist. Der Z w eig elen k b o g en läßt ein e größere H öhe zu als die S y stem e III und IV mit v ersch ob enen G elen k en . D iese sind hinsichtlich der auftretenden M om en te w esen tlich gün stiger als der g e le n k lo s e und der E in gelen k b ogen , und zwar z eig t sich dieser Vorteil ganz ü b erw iegen d bei dem E inspann­

m om en t an der Käm pferfuge. D ie K äm pfprm om ente verhalten sich b ei den S y stem en 111 und IV geg en ü b er d en jen igen b ei S ystem I etw a w ie 1 zu 3,7. D as E isen b eto n g ew ö lb e nach B eisp iel C hat b ei g leich em H öhenverh ältn is etw a dop pelt so große M om en te w ie der Stah lb ogen , doch ist Infolge der größeren stän digen Last die V ersch ieb ung der S tü tz­

lin ie aus der B ogen ach se nur w e n ig größer. Tafel 2 z eig t w eiter, daß der größte A n teil an den M om en ten A i" auf d ie W ärm eausdehnung entfällt.

B ei geom etrisch ähnlicher V ergrößerung oder V erk leinerung der B ogen ab m essu n gen ändern sich, w ie ein gan gs erläutert, die Kräfte und n otw en d igen Q uerschnittsflächen in linearem , die M om en te 714’ und Ai"

in quadratischem V erhältnis zum Längenm aßstab. D ie Beanspruchungen b leib en hierbei unverändert. Ä ndert sich d agegen nur d ie P feilh öh e d es B ogen s, während d ie S tü tzw eite und die Q uerschnittshöhe unverändert b leib en , so wird die Q uerschnittsfiäche sich etw a im u m gek eh rten V er­

hältnis zur P feilh öh e ändern. In d iesem F alle b leib en die M om en te A i' nahezu unverändert, während d ie M om ente A i" im um gekehrt qua­

dratischen V erhältnis zur P feilhöhe zu- oder ab n eh m en . Daraus folgt für flache Bogen ein e sehr starke Z unahm e dieser M om en te, die es nah elegt, nam entlich hierfür G elenkan ord nu ngen zu w äh len , die m öglichst k lein e M om en te A i" entsteh en la ssen . S olch e M om en te feh len gan z bei den statisch b estim m ten A nordnungen II, III und IV m it S ch eitelg ele n k en , die m ithin w ese n tlich e V orteile hinsichtlich der Baustoffausnutzung geg en ü b er den starren, statisch un bestim m ten S y stem en bieten .

D er z w e ite nicht w en ig er w ic h tig e G esichtspun kt für die W ahl des S y stem s ist dessen Steifigk eit. D ie hierdurch b ed in gten Anforderungen sind den vorsteh en d erläuterten in m ancher H in sich t e n tg e g en g ese tz t.

K ennzeichnend für die S teifigk eit d es Tragwerks sind in erster Linie die B iegungsordinaten ä, d ie bei B elastung ein er B ogen h älfte auftreten. D ie D u rchbiegungen S so llen eb en so w ie d ie M om en te in zw ei A n teile S' und S" zerlegt w erd en , von den en der erste d ie Form änderung bei un­

veränderter B ogen- und S eh n en län ge, der zw e ite den Einfluß von J l bzw . J s umfaßt. In Abb. 5 bis 8 sind die B iegu ngslinien ¿’ bei Halb-

7 8 H o e n i n g , Ü ber G elenkanordnungen b ei Bogenträgern

DER STAHLBAU

B eilag e z u r Z e its c h rift „D ie Bautechnik**

belastu n g für die S y stem e I bis IV dargestellt, und zwar g e lte n d ie ein ­ gesch rieb en en O rdinatcn für ein T rägheitsm om ent d es Bogenquerschnitis nach B eispiel A, also für J = 0,001 229 m 4. Sind S ch elteig elen k e vor­

handen, so ändern sich die B iegu ngslinien 8' für H albbelastung nicht, w e il ja das S cheitelm om en t M'm b ei d iesem Belastungsfall stets gleich N ull ist. Der V ergleich .z e ig t, daß die B iegu ngsord in aten bei den S ystem en I, 111 und IV nah ezu g leich , bei System II d agegen mehr als d op p elt so groß sind. Änderung d es T rägheitsm om en tes J bewirkt rezi­

proke Ä nderung der D urchbiegungen, so daß der Nachteil für S ystem II durch Wahl einer größeren Q uerschnittshöhe a u sgeglich en w erden könnte.

Bei schlanker Bogenform verdienen d ie S y stem e III und IV beson dere B eachtung, w eil sie b ei w esen tlich klein eren E inspannm om enten d ieselb en D u rchbiegungen z eig en w ie der g e le n k lo se B ogen.

D ie B legu n gslin len 8" haben stets die Form der E influßlinic für H oder H '. S ie sind b ei g e g eb e n em J l oder J s nahezu un abhängig von der Q uersch nittsgestaltung des B ogens. Ihre Ordinaten sind 8 " = y J l , w en n tj die O rdinaten der E influßlinie für H b ezeich n et. In Abb. 5 bis 8 sind d ie E influßlinien für H ' dargestellt, die sich von denen für H nur um den m eist geringen Prozentsatz >• unterscheiden, um den H kleiner

H ■ l

Ist als H '. J l setzt sich aus ein em A n teil J /„ = -J. = für elastisch e P E - F

B ogenverkürzung, ¿1 lt = / .« • £ für W ärm eänderungund J t v = v für W ider­

lagerversch iebu n g zusam m en. Beim B eispiel des Z w eig elen k b o g en s ergibt sich d ie größte E insenkun g 8" im S ch eitel für H alb belastun g mit

¡pp — 1 t/m , W ärm eänderung von — 3 0 ° und W iderlagerversch iebu ng nach der A u ß en seite mit J L = 0,195 + 1,129 - f 0,3 2 0 — 1,644 cm und m it der O rdinate j? = 1,2485 zu

8" = 1,644- 1,2485 = 2,05 cm.

Bei den übrigen S y stem en ohn e S ch eitel­

g e le n k e sind die Ein­

sen k u n gen 8" in Bogcn- m itte infolge der stärker g ew ö lb ten Form en der Einflußlinien für H um etw a 2 0% größer.

Bei den System en mit S ch eitelgelen k en haben d ie B iegu n gs­

linien 8" in Brücken­

m itte statt d es stetig en Ü b erganges vom fallen­

den zum steig en d en Ast ein e Sp itze, deren Ordi­

nate stets größer Ist als die entsp rech en de Ordi­

nate beim S ystem ohn e S c h eitelg elen k . Die Ein­

flußlinien für H bzw . H ', deren Ordinaten denen der B iegu n gslin ien 8”

v erh ältn isgleich sind, sind in den Abb. 5 bis 8 dargestellt.

a Scheitelgelenk

1 Muy \ —j----

/ «_L f ohne Scheileh

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fl-y-1,765 T'^'l i

Abb. 5.

Abb. 6.

Abb. 7.

A bb. 8.

B ei Ä nderung d es L ängenm aßstabes für das Trägersystem geom etrisch ähnlicher Anordnung und g leich er B elastung b leib en , w ie oben bereits erläutert, die B iegu n gslin ien 8 ' und 8 ” geom etrisch ähnlich. B ei Ver­

ringerung d es B ogen p feils, aber gleic h b leib en d er S tü tzw eite, neh m en die B iegu ngsord in aten 8' in fo lg e der größeren B ogenqu erschn itte etw a in g leich em V erhältnis des B o g en p feils ab, während die Ordinaten 8" in reziprokem V erh ältnis zunehm en.

Um noch ein en kurzen H in w eis auf d ie Zunahm e der B iegu n gs­

m om en te in fo lg e der Verform ung des T rägersystem s zu g e b e n , w erd e für den einfachsten und zu gleich u n gü n stigsten Fall, den D reigelenkbogen nach S ystem (II) mit der Q uersch nittsbem essu ng nach B eisp iel A , die M om entenzunahm e, d ie m it A4"’ b ezeich n et w erd en m öge, näherungs­

w e ise erm ittelt.

Für H alb belastun g ist Hg + <pp = 64 t ; ¿n’lax = 0 ,017 65 m ; m ithin in erster Annäherung A4'" = 64 • 0,017 65 = 1,13 tm. D ie Z unahm e der D urchbiegung in folge A4'" ist:

8"' = 0,017 65 • - = 0,001 25 m, lb,UÜ

wodurch die E insen kun g 8 ' -j- 8"' auf 0,0189 m und das M om ent A4'”

auf 1,21 tm anw ächst.

D ie vorsteh en d en Ü b erlegu n gen la ssen erkennen, daß der g e le n k lo se B ogen, der in folge seiner stetig verlaufenden B icgu n gslin ien nam entlich für Eisenbahnbrücken das zw eck m äß igste S y stem ist, in baulicher H in­

sicht nur beschränkt anw endbar ist, und daß se in e V erw endbarkeit dort ihre G renze findet, w o in folge verhältnism äßig gerin gen B ogen pfeils und großer Q uerschnittsflächen die E inspann m om ente ein e H öh e erreichen, d ie mit norm alen baulichen M itteln nicht m ehr zu beherrschen ist. In solch en Fällen kann bei reichlich b em essen er Q uerschnittshöhe der ein ­ fache Z w eig elen k b o g en sich als berechtigt erw eisen . W enn in d essen aus baulichen oder ästh etischen G ründen die Q uerschnittshöhe eingeschränkt w erd en so ll, so finden m it V orteil die S y stem e III und IV m it ver­

schob en en K äm pfcrgelenken, oh n e S c h e itelg elen k e, A n w endu ng, w e il bei ihnen ohn e Z unahm e der D u rchb iegung das E inspann m om ent nahezu auf ein V iertel d esjen ig en beim g e le n k lo s en B ogen abgem indert wird.

■ Bei allen A nordnungen mit S c h eitelg clen k cn tritt b e i sch n ellem Befahren der- Brücke mit schw eren Lasten außer den Stoßw irkungen in­

fo lg e der U n stetigk eiten der B ieg u n g slin ie ein sehr plötzlicher, oft schlag­

artiger Q uerkraftw echsei im G elen k se lb st auf, der auch b ei sorgfältiger und reichlich b em essen er Durchbildung zu w eiteren Stoßw irkungen V er­

anlassun g g ib t. S c h eitelg elen k e sind daher nur bei Straßenbrücken schw erer Bauart anzuw en den, bei d en en d ie v o lle Last nicht plötzlich auftritt und ein hoher achsialer G elenkdruck d ie W irkung der veränder­

lichen Querkraft abschwächt. In g e e ig n e te n F ällen bieten d ie statisch bestim m ten S y stem e mit S ch e itelg elen k den V orteil, daß d ie beträcht­

lichen Z usatzm om ente aus W ärm eänderung und W iderlagerversch iebung fortfallen.

D ie S y stem e III und IV, die sich b eson d ers in solch en F ällen , in d en en ein e flache und schlanke Linienführung des B ogenträgers angestrebt wird, als vorteilhaft erw eisen , sind einander in ihrer statischen Wirkung sehr ähnlich. W enn auch die G elenkan ord nu ng nach S ystem III hier hinsichtlich der auftretenden B ieg u n g sm o m en te nach ob ig em um etw a 10 bis 1 5 % gün stiger Ist als die b e w e g lic h e Lagerung nach S ystem IV, so fehlt dieser das sichtbare und oft unschön w irkende G elen k im B o g en ­ träger. S ie ist in erster Linie für Bogenträger in Stahlkonstruktion g e ­ eign et. Der Baustoffaufwand für die hoch b elasteten P en d el- oder R ollen­

lager an den Kämpfern ist k ein esfalls höher als derjen ige ein er vier­

m aligen Z usam m en fassu ng der Bogenkraft in ein en Lagerkörper bei S ystem III. Der N achteil der vertikal nachgiebigen K äm pferlagerung kann, w ie hier vo ra u sg esetzt Ist, durch A nordnung von Fahrbahn-Schlepp­

trägern in den E ndfeldern b e se itig t w erden.

Z u s a m m e n f a s s u n g :

Es w erd en vier v ersch ied en e Lagerungsanordnungen von B o g en ­ trägern hinsichtlich ihrer Kämpfer- und B og en m ö m cn te so w ie hinsichtlich der auftretenden Form änderungen v ergleich end untersucht. D ie U nter­

su ch un g erfolgt n äh eru n gsw eise derart, daß d ie E rgeb n isse m öglichst v ielse itig auf versch iedenartige g eom etrisch e B ogenanordn ungen anw endbar sind . D abei ergibt sich, daß in v iele n F ällen Sonderanordnungen zw ec k ­

mäßig sind, w e lch e Z w ischenstufen zw isch en dem g e le n k lo se n und dem gelen k artig gelagerten Bogenträger darslellen .

V e r s u c h e d e s K o m ite e s für E le k t r o s c h w e iß u n g d e r U k r a in is c h e n A k a d e m ie d er W is s e n s c h a f t e n in K iew .

M itgeteilt von Prof. M ü lle n h o ff, A achen, und D ipl.-Ing. F r o e h lic h , H eerlen.

A lle R e c h t e V o r b e h a lte n .

IV. V e r s tä r k u n g g e n ie t e t e r T r ä g e r m itte ls A n s c h w e iß u n g v o n L a m e lle n .

D ie zw eck m äß igste Anordnung solcher V erstärkungen w erd en von Prof. P a t o n und Ing. S c h e w e r n i t z k y untersucht.

D ie F estig k eit ein es Trägers kann nach der auftretenden Spannung Ai

Es w urden nun zunächst sech s Träger nach Abb. 1 von 2 m S tü tz ­ w e ite h er g este llt und in vier Stufen b ela stet bis zu ein er H öchstlast von 17,73 t. D ie Last wirkte als E inzellast in Trägerm itte; D eh n u n gsm esser,

d —

W b eu rteilt w erden. Bel g e n iete ten Trägern ist das effek tiv e W ider­

stan d sm om en t W e kleiner als das th eoretisch e Wt . Ist v , das Verhältnis der effek tiven W iderstandsm om en te vor und nach der V erstärkung, rjt das der th eoretisch en W iderstandsm om en te, so kann man aus ein em V ergleich d ieser W erte auf die G ü te der V erstärkung sch ließ en . Je näher ge dem W erte gt kom m t, d esto größer ist der W irkungsgrad der V erstärkung.

100 100

= — o '' e ,*"o ’ o‘ ’ o ’ o o o ' Fl o oo O 1 ♦ t 1 o_o|Jo

ß i m - 8 r L B O - m

t> M M , p

L B O - m - k

t d - 1 5 i °

X o o.o o , o 1 o o | « . o l ! ' ¡ ' ¡ ' i ' l V l ' 1 ' ' ' ill?l

. M L

J2SSL Abb. 1.

J a h rg a n g 6 H e il 10

12. M ai 1933 M ü l l e n h o f f u. F r o e h l l c h , V ersuche d es K om itees für E lek trosch w eiß u n g der U krainischen A kadem ie u sw .

79

r°i— -

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Tö'--- 1 .

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.

P.

£ oAiS ^{t> rJL r. l1} 0L 9

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8 tk._W*J

8 ^1-160-8

ouo-m

1-300-8

Ilii ^rst.

2-05-30

-170-10

Verst.-- -130-10 2-20-12 1 -3 0 -1 2 -130-10

Verst.:

-05-20 2-30-12 -190-10 Abb. 3 b is 7.

Verst.:

-05-12 2^- 20-12 2L30-05-6

Verst.:

-05-12

2

20-12

2-30-12 -V 0-10

H uggenb ergersche T ensom eter, waren nah e den äußeren Kanten der Gurt­

platten in 30 cm Abstand von der M itte an gesetzt. D as M om ent an dieser p

S telle betrug also M = • 0,7 = 0 ,3 5 P mt. D ie Spannungen w urden aus den g e m essen en D ehn un gen unter der Annahm e ein es E lastizitätsm oduls E = 2 1 0 0 t /c m2 errechnet. Daraus ergaben sich für ein e g e m e ss e n e Span­

nung von 900 k g/cm2 in den Randfasern die effek tiven W iderstandsm om ente der unverstärkten Träger W ‘‘ = - l~- (vgl. Z usam m en stellu n g I, Spalte 2).

Nach Entlastung w urden dann die Träger in der aus Abb. 2 bis 7 ersichtlichen W eise durch A ufschw eißen von Flachstählen bzw . W inkeln verstärkt und w ieder in fünf bis sech s Stufen b elastet, bis (rechnungsm äßig) die z u lä ssig e Scherspannung der H alsn iete erreicht wurde, das heißt bis zu etw a 2 0 bis 22,7 t B elastung. Nach nochm aliger Entlastung w urden dann die G urtw inkel in der aus Abb. 2 ersichtlichen W else m it unter- brochenen Schw eißnähten 70 bis 100 nach dem Q uerschnitt der

200 ’ )e

Verstärkung, a ngesch w eiß t und nun die Träger bis zum Bruch belastet.

A us den hierbei g em essen en Spannungen wurden w ied er die effektiven W iderstandsm om ente der verstärkten Träger berechnet. Sie sind in der Z usam m en stellu n g I den theoretischen W erten ge g en ü b e rg este llt, und zwar für d ie Spannung von 900 k g/cm 2.

D ie S ch w eiß u n gen w urden w ie b e i den V ersuchen, über die wir schon früher berichtet h a b e n 1), durch ein en m ittelgu ten Schw eißer ausgeführt, also nur so, w ie sie im laufenden B etrieb e zu erwarten sind, und nicht als Paradeversuche, b ei denen etw a w en iger gut ausgefallen d e Proben durch andere ersetzt w erden.

Z u sam m en stellu n g I.

Träger

E ffektives W iderstands­

m om en t b ei 900 kg B eanspruchung vor | nach der Verstärkung

W ‘ | W ve

=5

II

T heoretisches W iderstandsm om ent

vor | nach der Verstärkung

IV" | IV f

£J-v.

ll_ II

I 652 831 1,27 852 1090 1,28 0,992

II 577 ‘ 894 1,55 852 1342 1,58 0,981

III 687 1032 1,50 852 1422 1,67 0,897

IV 652 781 1,19 852 1176 1,38 0,862

V 615 661 1,08 852 943 1,11 ^0,973

VI 663 910 1,38 852 1182 1,39 0,993

Der W irkungsgrad der V erstärkung y = — ist also bei den Trägern I

und VI am besten . ‘‘

Der Z uw achs an W iderstandsm om ent für die F lächen ein h eit der V er­

stärkung ergibt sich aus der

Z u sa m m en stellu n g II.

Träger w v l p F v F a J F J W

v = - j j r

I 831 652 179 103,7 85,7 18,0 10,0

II 894 577 317 117,7 85,7 32,0 10,0

III 1032 687 345 129,7 85,7 44,0 7,8

IV 781 652 129 120,9 85,7 35,2 3,7

V 864 616 248 101,3 85,7 18,5 2,4

VI 910 663 247 118,4 85,7 32,7 7,6

Am gü n stigsten ste llten sich also die Träger I und II, am ungün stigsten die Träger IV und V.

D ie erreichten H öch stlasten sind in der Z u sam m en stellun g III an­

g e g eb en . D ie dort gleich fa lls a n g e g e b e n e red uzierte H öchstlast ist F *

max/^red — max P m ' “ I T ’ a*so ^ie D öchstlast b ez o g en auf den Quer- 1 m

schnitt d es Trägers I.

Z u sa m m en stellu n g III.

T r ä g e r I II III IV V VI

H öch stlast P m ... 91,2 96,2 100,9 101,6 82,5 101,6 F läche F v ... 103,2

R eduzierte H öch stlast max P reil 91,2 117,7

85,0 129,7

81,0 120,9

87,3 101,3

84,5 118,4

89,0 Am gü n stigsten ste llte n sich die Träger I und VI.

A ls Maß der S teifigk eit der Träger w urden ferner die W erte der D u rchbiegungen b e z o g e n auf ein m ittleres T rägheitsm om ent m iteinander verglich en . Träger VI war der steifste, es folgten V, I, IV, II, III.

Natürlich m üssen b ei der Wahl ein er Verstärkungsart auch die K osten der Sch w eiß u ng berücksichtigt w erd en . D ie gru nd legen d en Daten sind aus der Z u sam m en stellu n g IV zu en tn eh m en .

Z u sa m m en stellu n g IV.

T r ä g e r 1 ■II III IV V VI

Zahl der aufgeschw eißten Verstär­

k u n gsteile ... 2 2

I

6 ^{4 5} 6

Zahl der N ä h t e ... 4 8 12 ! 8 10 12

Zahl der Ü b erkop fschw eißun gen . 2 2 _— 2 ^—

G ew icht des S ch w eiß gu tes . . kg 4,5 11,3 9,6 6,7 6,7 8,4 Dauer der Schw eißarbeit . . Std. 11 25 14 9,5 12 13

Im ganzen ergibt sich also d ie fo lg e n d e R angordnung der ver­

sch ied enen V erstärkungen:

Z u sa m m en stellu n g V.

Rangordnung der Träger 1 2 3 4 5 6

nach dem Effekt der Verstärkung . . nach dem W irkungsgrad

I VI 11 V III IV

des au fgew en d eten M aterials . . 1 11 III VI IV V nach der B r u c h l a s t ... I VI 111 IV Ii V nach der S t e if ig k e it ... VI V I IV II III

nach dem A rbeitsaufw and . . . . I I V V VI 111 II

Im ganzen z eig t sich also die A nordnung I als d ie w irksam ste und w irtschaftlichste V erstärk un gsw eise. D och läßt sich mit ihr nur ein e verhält­

nism äßig gerin ge Erhöhung d es W iderstandsm om en tes erzielen . W enn d iese größer sein m u ß , ist die Verstärkungsart d e s Trägers VI am gü n stigsten.

D ie V ersuche haben w eiter g e z e ig t, daß w e g en der M ehrbelastung der H alsniete durch die V erstärkung d es G urtquerschnittes die A nbringung einer unterbrochenen N ah tsch w eiß u n g der am S te g a n lieg en d en W ink el­

schenk el zw eck m äß ig ist; das effek tive W iderstandsm om ent ist dadurch nicht unerheblich vergrößert w orden.

D ie V ersuche sollten auch der F eststellu n g d ienen, w elch er A n teil der Schubkraft durch die N ie te und d ie se unterbrochenen N ähte auf­

gen o m m en w urde. D ie M essu n gen haben aber kein klares Bild ergeben, so daß von ihrer W ied ergabe ab g e seh en wird.

S o w eit der Bericht von Prof. P a t o n . Daß die Spannungen in Blech- trägem m it der nach der üblichen Form el 8 — - ^ - aus dem theoretischenM W iderstandsm om ent b erech n eten m itunter w en ig üb erein stim m en , war bekannt. So h a t 2) Prof. Frank M c K ib b e n 1912 B ieg ev ersu ch e an zw ei alten sch w eiß eisern en Blechträgern veröffentlicht, bei denen sich für die von Prof. P a t o n als V ergleichsw ert benutzte B eanspruchung von

900 kg/cm2 ln dem Träger A B

m it ein em theoretischen W iderstandsm om ent Wt ein effek tiv es W iderstandsm om ent We

IV.

ergab, som it war das Verhältnis

= 5300

= 5970

5320 6 2 0 0 8)

IV, = 1,13 1,16.

H ier blieb en also die g e m ess e n en Spannungen hinter den berechneten zurück. D a g eg en war d ie D urchbiegung fast e b en so groß, w ie sich aus der R echnung ergab. Das effek tive W iderstandsm om ent nahm m it steig en d er Spannung ab, d. h. die g e m essen en Spannungen w u ch sen rascher als die B elastung.

D as war auch bei den russischen V ersuchen der Fall.

Für d ie unverstärkten Träger ergab sich im M ittel fo lg en d es:

9 V gl. Stahlbau 1933, H eft 1, S. 6, und H eft 5, S. 40.

2) V gl. Eng. Rec. 1912, vol. 66, Nr. 6; E isenbau 1913, S. 157 b is 162.

3) Da bei den V ersuchen d ie D eh n u n gen unter der ersten Laststufe von 0 bis 9 t nicht g e m e ss e n w urden, sind die W erte We nur durch Extrapolation zu erm itteln und daher nicht ganz genau.