Der Bauingenieur : Zeitschrift für das gesamte Bauwesen, Jg. 15, Heft 5/6

DER BAUINGENIEUR

15. Jahrgang 2. Februar 1934 Heft 5/6

P R U F V E R F A H R E N z u r e r m i t t l u n g d e s wAr m e s c h u t z e s v o n W A N D EN u n d d e c k e n. Von Dr.-Ing. W. Weifiwange, Staatl. Materialpriifungsamt, Berlin-Dahlcm.

R a i s c h U b e r s i c h t : Fiir die den Anforderungen des Warmeschutzes

entsprecliende, sachgemiiBe Yerwendung der Baustoffe ist die Kennt- nis der wiLrmetechnischen Giitcziffern der Baustoffe und dereń Be- deutung unerlaOlich. Es bestehen in dieser Richtung noch mancherlei Unklarheiten, insbesondere hinsichtlich Ur.terscheidung der einzelnen Giiteziffern, wie Warmeleitzahl /, Warmedurchlafizahl Warmedurch- gangszahl k, Warmeiibergangszahl a. u. a. Nachstehend soli iiber die verschiedenen Prijfverfahren und dereń Entwicklung berichtet, sowie an Hand von Lichtbildem und Zeichnungen eine besondere, im Staatl.

Materialpriifungsamt gebaute Versuchseinrichtung besprochen werden.

Zur B curteilung eines B au stoffes oder einer Bauw eise hinsicht­

lich zweckm afiiger, bautechnischer und w irtschaftlicher y e rw e n ­ dung im W ohnungs- oder G eschaftshausbau ist neben den A nforde­

rungen an F estigk eit und Standsicherheit, W iderstandsfahigkeit gegen auBere und atm ospharisclie Einflusse, sowie Feuerbestandig- keit auch die K en n tnis iiber die G ute des W arm eschutzes von W ich tigkeit.

Dem W arm eschu tz h at m an erst in den N achkriegsjahren — yeranlaBt durch den dam aligen groBen M angel an Feuerungs- m aterial und Baustoffen, sow ie durch E infuhrung von E rsatzbau- weisen — erhohte A ufinerksam keit geschenkt,

D ie erhohte B eachtung des W arm eschutzes bedingte die E n t­

wicklung besonderer M eBeinrichtungen und Verfahren zur E rm itt- lung von warm etechnischen Giitcziffern der Baustoffe.

D er von P o e n s g e n vor dem K riege entw ickelte und in seinem Grundprinzip noch heute benu tzte P latten ap p arat 1 ge- sta tte t es, im Laboratorium V ersuchsstucke in Form ąuadratischer P latten von 50 cm K antenlange bis etw a 20 cm D ięke zu priifen.

Die P latten miissen bestim m te Abm essung, genaue Form und be­

sonders ebenc Oberflachen haben, um ein gutes Anliegen und somit einen einwandfreien W arm eiibergang zwischen den Versuchs- stucken und den Kiihl- bzw. H eizplatten des A pparates zu ermog- lichen. A bb. 1 zeigt die im Staatl. M aterialpriifungsam t vorhan- dene Yersuchseinrichturig zur Bestim m ung der W arm eleitzahl.

Solange es sich um M ateriał gleicher A r t handelt — W arm e- schutzstoffe, P latten oder Steine von rechteckigen Form en und allseitig ebenen Flachen u. a. — ist der Poensgen-Apparat ausge- zeichnet zu verw enden; Schwierigkeiten entstehen aber, sobald die Untersuchung von aus mehreren B austoffen zusam m engesetzten Bauweisen in F rage kom m t, wie M auerwerk aus Steinen m it Fugen- und Putzm ortel, oder Stahl- und Skelettbauten m it den zugehorigen Fiillstoffen. B ei der geringen Probenabm essung (50/50 cm) ist es nicht immer moglich, Proben zu fertigen, die gu te und zuverlassige M ittelw erte ergeben. H inzu kom m t die Forderung, solche Versuche nicht nur im Laboratorium , sondern auch a u f der B austelle auszufiiliren. Dies alles gab Veranlassung zur E n tw ick ­ lung der M eBverfahren fiir die E rm ittlun g des W arm edurchganges an fertigen Bauteilen und gegebenenfalls auch an in der Versuchs- anstalt hergestellten Probestiicken, die dann aber wesentlich groBere Abmessungen aufweisen ais die beim Poensgen-Apparat ver- wendeten.

Die E ntw icklun g dieser Priifverfahren beginnt in D eutschland etw a im Jahre 1915 im Laboratorium fiir technische P h ysik an der Technischen Hochschule Munchen und im Forschungsheim fur W arm eschutz E . V . in Munchen und ist an die Namen K n o b -

1 P o e n s g e n : Ein technisches Verfahren zur Ermittlung der Warmeleitfahigkcit plattenfórmiger Stoffe, in „Mitteilungen iiber Forsclmngsarbeiten auf dem Gebiete des Ingenieurwesens", Heft 130.

Berlin: Julius Springer 1912.

l a u c h , H e n k y , S c h m i d t , C a m m e r e r , u. a. gekniipft.

In Schweden ist es der A rch itek t A . E r i k s o n , der in Zu- sam m enarbeit m it Professor K r e ii g e r von der Technischen Hochschule Stockholm um fangreiche V ersuche in einem besonders fur solche Zwecke gebauten Versuchshause nach der sog. K asten- m ethode 2 durchfiihrt. G leichzeitig, jedoch unabhangig von d ie­

sen Arbeiten, werden in Norwegeń ahnliche Versuche von B u g g e und K o 1 f 1 a t h an 27 besonders gebauten Versuchshausern vor- genommen 3.

E in im Forschungsheim fiir W arm eschutz E . V . in Munchen gebauter V ersuchsstand wurde fiir Priifkorper in der Abm essung io o - 150 -50 cm eingerichtet.

Wosserki/Mung Leitung fiir M es Wasser /!usg/eichbeha/f:r

Kuh/maschine 7 >J

| |

bem/er

\Tempero/ui

Pumpe

KuhlploHe

Tempero/u^-

" nea/er I

Versuchssfiick

Korkiso/ierung-

Z

Pumpe Elektrische Hciz- - p/atte mit

Heizrahmen instfumente

m

'=*Thermoe/emen/e Kuhlplotte

Slromzufuhrung Abb. 1. Versuchseinrichtung zur Bestimmung der Warmeleitzahl im

Materialpriifungsamt.

B ei der K astenm eth ode wird au f die zu priifende W and ein K asten aufgesetzt, der au f vier Seiten geschlossen und nur an der der W and zugekehrten Seite offen ist. Die Tem peratur im Inneren des K asten s w ird durch elektrische H eizung au f der gleichen Hóhe gehalten wie die U m gebungstem peratur des K astens, so daB die dem K asteninneren zugefiihrte W arm em enge nur durch die V er- suchswand abstrom en kann und som it ein MaB fiir den W arm e­

schutz der W and ergibt. Eine ausfiihrliche D arstellung von C a m m e r e r befindet sich in den M itteilungen der Reichsfor- schungsgesellschaft 4.

Der heute in D eutschland zur E rm ittlu n g des W arm edurch- gangs benutzte W arm efluBm esser geht zuriick au f die sog. Hilfs- w andm etliode von H e n k y aus dem Jahre 1915 3. A u f die Priif- wand, dereń W arm eleitzahl bestim m t werden soli, w ird eine Ver- suchsplatte, etw a aus K ork, ais sog. Hilfswand aufgebracht, dereń W arm eleitzahl bekan nt ist. B ild et z. B. die zu priifende W and den AbschluB eines etw a a u f Zim m ertem peratur gehaltenen Raum es

2 K r e i i g e r , H. u. A. E r i k s s o n : Untersuchungen iiber das Warmeisolierungsvermogen von Baukonstruktionen. Berlin: Julius Springer 1923.

3 B u g g e u . K o l f l a a t h : Ergebnisse von Versuchen fiir den Bau warmer und billiger Wohnungen an den VersuchshaUsern der norwegi- sclien Techn. Hochschule. Berlin: Julius Springer 1924.

4 C a m m e r e r : Mitteilung der Reichsforschungsges. Nr. 50, Gruppe II 9 Nr. 4, Feb. 1930.

5 H e n k y : Gesundheitsingenieur (1919) S. 437.

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gegenuber der AuBenluft, so flieBt bei einem Tem peraturgefalle zwischen der L u ft im R aum und der AuBenluft ein W arm estrom durch die H ilfsw and und d am it auch durch die zu priifende W and, dessen GroBe aus der W arm eleitzahl, der D icke und den beider- seitigen O berflachentem peraturen der H i 1 f s w a 11 d errechnet wird. A us der GroBe dieses W arm estrom es, der D icke und den beiderseitigen O berflachentem peraturen der P r ii f w and ergibt sich dann die gesuchte W arm eleitzahl.

Die nach dieser M ethode von S c h m i d t cntw ickelten und vom Forschungsheim fiir W ann eschutz E .V . in M unchcn gebauten W arm efluBm eBstreifen dienen der U ntersuchung von Rohrlcitun- gen bei liohen Tem peraturen und bestehen aus einem mehrere mm dicken, 60 cm langen und 6 cm breiten Gum m istreifen, der eigent- lichen H ilfsw and, auf die eine groBe Anzahl (mehrere hundert) hintereinandergeschaltete Therm oelem ente aufgew ickelt und durch Vulkanisierung m it dem Gum m istreifen fest verbundcn sind.

FlieBt durch den W'armefluBmesser ein W arm estrom , so erhalt man an einem geeigneten M eBinstrum ent einen gut meBbaren Aus- schlag in M illivolt. U nter Beriicksichtigung des zugehórigen Eich- faktors ergibt sich hieraus unm ittelbar die GroBe der hindurch- strómenden W arm em enge fur die Flachen- und Zeiteinheit (1 m 2, 1 Stunde). D ie bei der H ilfswandm ethode erforderliche Messung der O berflachentem peraturen und der D icke kom m t in F o rtfall.

Zur Durchfiihrung der Messung ist noch eine R eihe besonderer MaBnahmen, w ic B lindstreifen'aus Gummi, um ein seitliches Aus- weichen des W arm estrom es zu verhindern, sowie gegebenenfalls das Aufbringen besonderer D am pfungsschichten erforderlich. Im ubrigen kann au f die L iteratu r verwiesen werden 6.

B ei W ohnbauten wurde der W armefluBmesser zum erstenm al angew endet bei den von Cammerer fiir die Reichsforschungsgesell- sch aft an B auten der Yersuchssiedlungen in D essau-Torten und F rankfurt am M ain-Praunheim durchgefiihrten warm etechnischen Versuchen.

D a bei W ohnbauten nur m it geringem Tem peraturgefalle zu rechnen ist, wurde die E m pfindlichkeit der M eBplatte durch Ver- starkung der D icke und Verm ehrung der Therm oelem ente w esent­

lich erhóht; die GrdBe der M cBflache wurde au f 1/4 m 2 (5 0 x 5 0 cm) ausgedehnt, um einen m oglichst guten M ittelw ert zu erhąlten.

F ast in die gleiche Zeit, jcdoch unabhangig vo n Cam m erer, fallen die Arbeiten von H o f b a u e r i n W ien, der eine fast gleich- artige W arm eflufim eBplatte b a u t 7.

Die bereits erwahnten und auch andere, in den letzten Jahren von Cam m erer durchgefiihrten V ersu ch e8 sind stets an ausgefiihrten B auten vorgenom m en worden. A u ch Y ersu ch e ahnlicher A rt von Dr. R e i h e r in S tu ttg a rt wurden an solchen B au stoffen vorge- nommen, die in seinem In stitu t eingebaut sind 9 ; sie sind also den Versuchen von D r. Cam m erer zuzuordnen. A lle solche Versuche haben den V orteil, daB handwerksm aBig verarbeitete B au sto ffe untersucht werden unter den bei solchen B au ten in F rage kom m en- den Bedingungen hinsichtlich E rhartung, Austrocknung (Feuchtig- keitsgehalt) und EinfluB der W itteru n g u. a.

Diese Versuche m achen jedoch eine P riifung im Laboratorium an besonders gefertigten Yersu chsstiicken n ich t uberfliissig; es kann der F ali eintreten, daB Laboratorium sversuche nicht nur zweckmaBig, sondern notw endig sind. D a der W ann eschutz zu den w ichtigsten Eigenschaften der B au stoffe fiir den H ochbau ge- hórt, miissen solche W erte bei der bau- und feuerpolizeilichen Zu- lassung neuer, bisher n ich t erprobter B au sto ffe vorliegen. Sind bei B eantragung der Zulassung noch keine groBeren B au ten ausgefiihrt.

6 H eft S der Mitteilungen aus dem Forscliungsheim fiir Warme- schutz E. V, Miinchen 1930, sowie Regeln fiir die Priifung fiir Warme und Kalteschutzanlagen. Berlin; VDI-Verlag 1930.

7 H o f b a u e r : „Warmeschutz von Gebauden'1, Sparwirtsohaft (1930) S. 507 ff. u. Arch.f.W arm ewirtschaft u. Dampfkesselwesen (1929) S. 398ff.

8 Gesundlieitsingenieur (1931) Heft 43.

9 Bauwelt (1932) Heft 13, S. 335,

so ist es erforderlich, Laboratorium sw erte zugrunde zu legen, dereń N achprufung spater durch Versuche auf der B austelle zur Beriick- sichtigung von dort auftretenden Einfliissen, wie Verarbeitungs- fehlern, ungiinstige W itterung u. a., erwiinscht ist. A uch um gekehrt kann der F ali eintreten, die m it gewissem Zeit- und K ostenaufw and am B au gefundenen W erte durch U ntersuchungen im Laboratorium nachzuprufen.

Die Bestim m ung des Feuchtigkeitsgehaltes, der zur Beurtei- lung des gemessenen W arm edurchgangswertes unerlaBlich ist, m acht es notig, die gepriifte W and aufzustem m en, um M auerwerk zu entnehmen. Dies wird an ausgefiihrten B auten n icht imrner m oglich sein. Hinzu kom m t noch, daB die D urchfiihrung der Y e r ­ suche eine iiber mehrere T age gleichbleibende AuBentem peratur be- dingt, die aber m it Sicherheit nur im H erbst und teilw eise den W in ­ ter iiber vorhanden ist.

Alle diese Uberlegungen gaben veranlassung, im S t a a 1 1. M a t e r i a 1 p r ii f u ii g s a m t , B e r 1 i n - D a h 1 e m , eine Ver- suchseinrichtung zu schaffen, in der Probekorper von 3-— 4 m 2 GroBe, und zw ar sowohl ais senkreclit stehende Priifkorper (WiLnde) ais auch ais solche in liorizontaler L age (Decken) zu jeder Zeit gepriift werden kónnen. D ie Abm essung der Probestiicke von etw a 2 x 2 m bietet die M óglichkeit, solche Versuchskorper móg- lichst baum aBig herzustellen, um bei der P riifung selbst Materia) von D urchschnittseigenschaft zu untersuchen.

Fiir die U n ter­

suchung wird der Priifkorper (Wand) au f einem Ladegestell in einer Versuchshalle des A m tes angefertigt und dort zunachst mehrere W ochen ste- hen gelassen, bis der Mórtel abgebunden hat und eine genii- gende A ustrocknung eingetreten ist. D abei ist es erwiinscht, den Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen, wie er sich spater tatsachlich im fertigen M auerwerk einstellen wird. B ei der H erstellung ist es belanglos, ob es sich um Yersuchsw ande aus Vollsteinen im N orm alform at oder aus H ohlsteinen der

verschiedensten A rt, Form und Abmessungen handelt, ob sie aus Materialien verschiedener Beschaffenheit zusam m engesetzt w er­

den; auch die Herstellung von Fachw erkbauten (Holz, Stahl) m it

■ entsprechenden I''ullstoffen bietet keine Schw ierigkeit. Zur Prii- fung wird die Versuchswand m it einem besonderen Transportw agen (Hubwagen von 3,5 t Tragfahigkeit) in die in A bb. 2 schematisch dargestellte Yersuchskam m er gefahren. E in groBer, durch 16 cm dicke K orkplatten m it beiderseitigem P u tz gebildeter Versuchs- raum, dessen auBere Abm essungen etw a 5 m in der Lange, 3 m in der H óhe und 3 m in der T iefe betragen, w ird durch eine ebenfalls 1 6 cm dicke K orkw and in einen R aum A vo n etw a l , r,0'm B reite fiir die U ntersuchung von W anden und einen R aum B vón der doppelten B reite fiir die Deckenpriifungen unterteilt. N ach vorne sind beide R aum e durch groBe K iihlschrankturen abgeschlossen

D ie Priifw and w ird dann m it Isolierung aus K órksch rot — c in A bb. 2 — au f ihren vier Seitenflachen s o . m it der umgebenden K orkw and verbunden, daB aus dem urspriinglichen R aum A zwei kleine in sich geschlossene K am m ern entstehen, zwischen denen sich ais Trennw and die Priifw and •— - in A bb. 2 ist eine 38 cm dicke,

fia t/m fl Raum B_____

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Kuhlschrankfuren

Abb. 2. Versuchscinrichtung zur Bestimmung des Warmedurchganges an Wanden und

Decken.

Leitung furwarme Luft Leitung fiir kaite Luft

Raum B Venti/ołor\

Kii/i/maschine

\Prufkórper I I [Decke]

Ziegelwand eingezeichnet •— befindet. D a die vordere T iir wahrend der ganzen Versuclisdauer geschlossen bleibt, sind in der D ecke K lappen — d — angeordnet, die ein B etreten der K am m ern w ah ­ rend der Versuche gestatten. Zur D urchfiihrung der Versuche w ird die Tem peratur der einen K am m er auf etw a + 2 0 ° (Zimmertempe- ratur) und die der anderen auf etw a — 5 0 (Au Beatem peratur) ge- bracht und iiber einen Zeitraum vo n m elireren T agen gleichmaBig gehalten. E s setzt dann ein W arm eaustausch (nachstehend kurz W arm estrom genannt) zwischen beiden K am m ern durch die zu priifende W ahl hindurch ein, dessen GroBe von den E igenschaften der Prtifw and abhangig ist und som it einen M aBstab zur Beurtei- lung des W arm eschutzes liefert. Gemessen w ird dieser W arm e­

strom m it dem vorher beschriebenen W armefluBmesser, in A bb. 2 m it e bezeichnet. Die seitlich des W arm efluBm essers angeordneten m it f bezeichneten Streifen aus Gum m i bezw ecken eine m oglichst gleichmaBige V erteilung des W arm estrom es iiber die ganze W and und sollen dadurch etw aige R andstorungen am W armefluBmesser ausschlieBen. Zur Berechnung des W arm eschutzes werden ferner die Oberflachentem peraturen zu beiden Seiten der P riifw and mit- tels Therm oelem enten und die D icke gemessen. A bb. 3 gib t noch

Abb. 3. GrundriB der Versuchseinrichtung mit Leitungsplan.

einen tjb erb lick iiber die gesam te Versuchseinrichtung einschl.

GrundriB der Versuchskam n:ern. A u f der linken Seite der A bb. 3 befindet sich die A n lage zur Erzeugung der kalten Tem peratur, be- stehend aus einer vollautom atisch arbeitenden Kiililm aschine, aus einem L u fłk u h lsyste m aus Rippenrohren m it 18 in2 Oberflache, einem V en tilato r und zugehorigen luftdich ten L eitungen aus Blech von 20 x 20 cm Q uerschnitt. D er V en tilato r driickt die im L u ft- kiihler durch die Kiihlm aschine erzeugte k alte L u ft durch die L e i­

tungen in die Versuchslcammer m it niederer Tem peratur und saugt sic am anderen Ende dieser K am m er im ununterbroche-

nen K reislauf wieder ab. D ie Tem peratur in der K am m er selbst w ird durch einen Feintherm ostaten m it einer Schalt- genauigkeit von ±VlO°» der au f dem M otor der K iihl- maschine arbeitet, gleichm aBig gehalten.

In entsprechender W eise wird die Tem peratur der Versuchskam m er m it war mer Tem peratur erzeugt und gleichmaBig gehalten, nur daB hier an Stelle des L u ft- kiihlers m it K iihlanlage eine elektrische H eizung vo r dcm Ventilator eingebaut ist. D ie m it A bsich t auBerhalb der Versuchskam m ern aufgestellten Einrichtungcn zur E rzeu ­ gung der W arnie und K a lte erm óglichen es, je nach Be- darf m it der gleichen Anlage abwechselnd auch die K a m ­ mer B zur Priifung von Decken zu betreiben.

In Abb. 4 sind die K iihlschranktiiren geóffnet, um den Einbau der Versuchsstiicke zu zeigen. In der linken Kam m er befindet sich ais Priifw and die bereits erwShnte 38 cm Ziegelwand, in der rechten K am m er eine Hohlstein- decke, wobei die seitliche Isolierung dieser Decke, die den oberen (kalten) Raum von dcm unteren (warmen) m ittels K orksch rot trennt, deutlich zu sehen ist.

B ei der Versuchsdurchfiihrung sind folgende Mes- sungen erforderlich:

Lfd.Nr.

Eigcnschaft Bezeich-

nung

GróBen- ordnung

Zeit der Beob- achtung 1 Dicke der Priifwand . . . d m vor dem Yer­

such 2 Oberflaclientemperatur der

warmen Seite der Priifwand ° C

Dauerbeob- achtung wah­

rend des Ver- suehes 3 Oberflaclientemperatur der

kalten Seite der Priifwand ° C

4

Ausgetausclite Warmemenge zwischen den beiden Ober­

flachen der Priifwand . . . Q kcal

5 Gewiclit ... Cr kS vor und nach dem Versuch 9 A b m e s s u n g e n ... - m vor dem Yer­

such A us vorstehenden MesSungen werden errechnet:

t , + 1 , 1) M ittlere Tem peratur t m = - — - in °C.

2) Tem pcraturdifferenz A t = t w— t k in °C, 3) W arm edurchlaBzahl A Q . kcal

A t m m 2 °C h ’

d. h. die W arm edurchlaBzahl A bezeichnet fiir die v o r h a n - d e n e , also gepriifte W anddickc diejenige W arm emcnge, die bei einer Tem peraturdifferenz der O berflachen von 1° in der Zeit- einheit — 1 Stunde — durch die W and hindurchgeht.

4) W arm eleitzahl _{• '} 7. = A - d in₁ kcal

°C • H

d .h . die W arm eleitzahl A ist die fiir/1 erm ittelte W arm em cnge, je tz t aber nicht m ehr bezogen a u f die g e p r i i f t e W a n d d i c k e , sondern auf 1 m W anddicke (ais E inlieit). D araus ergibt sich die allgem cin gebrauchliche E rk la ru n g : ,,A bezeichnet diejenige W arm e- menge, die durch einen W iirfel von 1 m K antenlange von einer Oberflache zur gegenuberliegenden hindurchgeht bei 1° T em peratur­

differenz der beiden Oberflachen wahrend einer S tu n de." Hierbei w ird angenommen, daB die W arm c scnkrecht zu den betrachteten Oberflachen durch den W iirfel flieBt und an den R and em keine V erluste auftreten.

5) R aum gew ich t in kg/m3 )

6) F euchtigkeitsgehalt, erm ittelt durch | vor un nac em T rocknung in R aum - bzw . G ew ich ts-% . Yersuch;

Abb. 4. Geóffnete Versuchskammern mit eingebauten Yersuchsstucken.

•D* !fe b r^ R E?934UR WFJs SWANGE, PROF Vt Z RF AHRĘN Z U R F.RM 1T T L UNG DES WAR ME S C HU T Z ES . 4 5

46 WEISS W A i\!GE, P R t ) F V E l i F A H R E N Z U R E R M I T T L U N G DES WA R ME S C HU T Z ES . DER BAUINGENIEUR 1934. H E Fr 5/6.

7) W arm edurchgangszahl k bzw . ais um gekehrter W ert:

W arm edurchgangswiderstand -)--- i;

Jv Ói. A ci

1 a

wahrend die W erte d und A aus den vorstehendcn Ausfuhrungen b e­

kan nt sind, sind die a-W erte noch naher zu crlautcrn.

|* jS? D iese werden ais W arm eiibergangszahlen bozeichnet, und zwar

<*j fiir den U bergang der W arnie von der L u ft des Innenraum es auf die w arm e Oberflache der W and und «a von der auBen liegenden Oberflache der W and an die AuBenluft. D ie GroBe dieser W erte ist abhangig von der vertikalen oder horizontalen L ag e des Priifkorpers und von der geographischen L age des betrachtetcn Gebaudes. Ais gebrauchlich gelten folgende M ittelw erte

G e s c h l ó s s e n e R a u m e : W andflachen, FuBbdden und Decken,

letztere bei W arm eiibergang von unten

nach oben ...— 7 kcąl/m2h° C FuBboden und Decken bei Warnieiiber-

gang von oben nach u n t e n ...a, • $ ,, I m F r e i e n :

Innenbezirke von S t a d t e n ...== 20

AuBenbezirke von Stadten und freie L age <xa = 25 ,,

Hieraus ergibt sich, daB k diejenige W&rmemenge bozeichnet, die in der Zeit- und Flacheneinheit von der L u ft auf der einen Seitc der W and durch die W and zur L u ft auf der anderen Seite hindurchgeht bei 1° Tem peratunm terschied zwischen den beiden Luftm edien.

8) Q+ == k • F - (t; — t a). Q+ ist diejenige Warmemęnge, die bei der W arm euntersuchung eines Gebaudes z. B . zur Errechnung des Heizungsbedarfes, zu erm itteln ist. k bezeichnet die unter Ziffer 7 angegebene W arm edurchgangszahl, F die vorhandene Flachę des betreffenden Gebaudes, t, und t 2 die der Untcrsuchung zugrunde zu legenden Tem peraturen innerhalb des Gebaudes (Raumtemperatur) und auBerhalb (AuBentempcratur). Im iibrigen sei zur Durchfiihrung der Berechnung auf die deutschen Normen D IN 4701, Regeln fiir die Berechnung des W arm ebedarfes von Gebauden und fiir die Berechnung der Kessel- und Heizkórper- groBen von H eizungsanlagen — erschienen im B euth-V erlag 1929 — venviesen.

W enn som it die Ycrsuchsergebnisse bei der Berechnung des Heizungsbedarfes praktische Yerw endung finden, so ist dam it der Zweck der M aterialuntersuchung keineswegs erschopft. D enn es gehort zu den wichtigsten Aufgaben der M aterialprufung,Vergleiclis- werte fiir versęhiedenc Materialien untereinander zu schaffen.

D afiir sind die nach den Formeln 7) — k — und 8) — Q + — errechneten W erte nicht gecignet, da sie F aktoren enthalten, die je nach den vorliegcnden Verhaltnissen schwanken konnen. Des- wegen kommen nur die W erte in Frage, die nach den Formeln unter 3) •— A — und 4) — A — erm ittelt sind. H ierbei ware aber auch A gegebenenfalls auszuscheiden, da in diesem W ert auBer dem zu beurteilenden W arm eschutz noch eine w eitere veranderliche GroBe, nam lich die D icke der W and, enthalten ist. Daher erscheint es.zweckm aBiger, auf die Einheitsdieke von 1 m zu beziehen und som it den W ert A zu erhalten.

W ahrend bisher bei der physikalischen Ausw ertung A die Funk- tiou einer M aterialkonstanten h atte unter der selbstverstandlichen Voraussetzung, daB es sich um ein homogenes M ateriał liandelt, wird je tzt A auf Bauglieder iibertragen, die aus verschiedenen E in-

10 DIN 4701, Zahlcntafel -2 und C a m m e r e r : Warmeschutz- technische Untorsuchungen an Wobnbauten, Bericlit Nr. 2 der Reichs- forschungsgesellschaft, August 1930.

zeistoffen zusam m engesetzt sind und sich deshalb von den A- W crten fiir die Einzelm aterialien unterscheiden mussen.

E s ist daher der Vorschlag aufgetaucht, dies A ais ,,aquivalente WŚ.rincleitzahl“ zu bezeichnen n . B e i Untersuchungen im A m t w urde hierbei die Bezeichnung ,,G esam tw arm eleitzahl“ , namlich

„W arm eleitzahl der gesamten gepriiften K on struktion" w iederholt angewandt. E in e einheithehe Bezeichnung dieser GroBe ware erwiinscht. R eg.-Baum eister a. D , S a u 1 1 e r schliigt vo r: ,,W irk- same W arm eleitzahl1- 12.

Zur B eurteilung der G iite des W arm eschutzes einer W and- konstruktion dienen daher die A-Werte der yersęhiedenen M ateria­

lien. Hierbei liegt es nahe, fiir A gewisse M indeśtw ertc einzusetzen.

Ausgchcnd von dem H e n k y s c h e n Yorschlag 1921 13, der auch Aufnahm e gefunden h at in den vom PreuBischen Minister fiir V olksw ohlfahrt 1924 herausgegebenen R ichtlinien w, gilt heute die i 1/j-Stein dicke Ziegelm auer (380111) m it einer Gesam twarm e- leitzahl von A = 0,75 ais M indestforderung fiir den W arm eschutz;

d. h. eine Yergleichsm auer muB, nach folgender Gleichung um- gcrechnet, mindestens den W arm eschutzw ert dieser 38 cm dicken Ziegelm auer aufweisen, also

W anddicke der W arm eleitzahl Gesuchte D icke d e r ( _ gepriiften W a n d _der Ziegelwand

V crgleichsw and j W arm eleitzahl der gepriiften W and ’ " ^ Cm B ei einer Stellungnahm e zu der Zw eckm aBigkeit dieser heute um strittenen Vergleichsform el, die ais M indestschutz die 38 cm dicke Ziegelm auer vorsielit, ist zunachst dreierlei zu unterscheiden:

1. Ist eine W anddicke von 38 cm stets und fiir alle klim ątischen V erhaltnisse erforderlich (W arm eschutz, Schw itzw asserbildung) ? 2. Ist A = 0,75 ein tatsachlich billigerweise zugrunde zu legen- der W ert fiir Ziegeim auerwerk?

Liegen hierfiir genugend Versuchsergebnisse vo r?

D ies kann besonders dann vo n W ich tigkeit sein, wenn andere M aterialien A-Werte haben, die nur ein geringes iiber 0,75 liegen.

3. MuB bei der B eurteilung des W arm eschutzes der V organ g der Auskiihlung bzw . der W arm espeicherungsfahigkeit des M a­

terials b criicksich tigt werden ?

D a es im Rahm en der A rbeit nicht m óglich ist, hierzu ein- gehend Stellung zu nehmen, so sei kurz folgendes gesagt und eine Auseinandersetzung einer spateren A rbeit vorbelialten:

Zu 1. E ine A ufteilung dieser Forderung nach einżelnen Ge- bieten, abhangig von der geographischen L age und dcm K lim a scheiht wunschenswert. V orschlage hierfiir liegen vor und sind auch anderweitig in A rb e it13’ I0.

Zu 2 u. 3. D ie bisher; vorliegenden W erte sind, sow eit erforder­

lich, durch w eitere Forschungsarbeit zu erganzen. H ierbei mussen die neueren E rfahrungen iiber den E in fiu B des F euchtigkeits- gehaltes beriicksichtigt werden.

Solclie Versuche sind bereits im Gange.

U ber die Ergebnisse wird spater berichtet werden.

11 Regeln fiir die Priifung von Warme- und Kiilteschutzanlagen, VDI-Verlag (1930). DIN 4701, S .7 .

12 S a u t t e r : „Warme- und Schallschutz im Hochbau" (1933) Bauweltverlag, S. 6, Ziff. 13.

13 H e n k y: Die Warmeyerluste durch ebene Wandę, Verlag Oklen- bourg (1921) S. 63.

14 ErlaB vom 30. April 1924 Nr. 512 A Ziff. 4.

15 S c h a u e r : Grundsatzliclies. zur Frage einer wirtschaftlich giinstigen und hygienisch ausreichenden Bemessung des Warmeschutzes von AuBenwanden. Verlag Frommhold & Wendler, Leipzig 1931.

C a m m e r e r u. K r a u s e: Grundlagen fiir wirtschaftlichen Warme- schuti!. A lg i. Warmewirtsch., lici.14, Nr. 5 vom Mai 1933, S. 117 bis 120.

DER BAUINGENIEUR

2.FEBRUAR 1 9 3 4- CICIN, D I E N E U E SEESCI I LEUSE VON ST. MALO — ST. S ER VA N. 47

D IE N E U E S E E S C H L E U S E V O N ST.M ALO — ST. SERV AN . Von Ing. Dr. techn. Paul Cicin, Wiesbaden.

(SchluB von Seite 27.) Z w 1 s c 11 e 11 r a li ra e 11. D ie B lech h au t ist durch 13 waage-

rechte Zwischenrahm en, dereń A bstand sich entsprechend dem steigenden W asserdruck nach unten verringert, ausgesteift. Die Rahm en bestehen aus W inkeln, die an der B le ch h au t und an den Standem angenictet und durch K notenbleche gegeneinander aus­

gesteift sind. Au Cer der A ussteifung der B lech h au t sollen diese Riegelrahm en die ganze Torkonstruktion zu einem raundichen steifen Gebilde zusam m enfassen. A n den R ahm en sind auch die R eibhólzer durch auBerhalb der B lech h au t liegende W inkel an- geschlossen.

D e r S c h w i m m l c a s t e n . D er untere T eil des Tores ist zu einem Schwimmlcasten ausgebildet, um eine E n tlastu n g der Lager herbeizufiihren. D er wasserdichte R au m ist nach oben durch die bereits erw ahntc Zwischenwand abgcgrenzt und durch einen der m ittleren Stander in zw ei K am m ern getrennt worden, dam it bei etwaigem Leckw erden eines Teiles der andere zur E n tlastu n g ver- bleibt. D ie wasserdichte W and besteht aus einzelnen Tafeln, die zwischen den durchgehenden S tand em eingesetzt sind.

Um jederzeit in die Schw im m kam m ern geiangen zu konnen, sind die R aum e zwischen den S tand em I I — II I und I I — I I I zu Einsteigschachten ausgebildet worden, indem au f der ganzen Hóhe Steigleitern eingebaut und im oberen Riegel und in der waage- rechten Zwischenwand entsprechende Einsteiglocher angeordnet wurden. D as Einsteigloch in der Zwischenwand ist durch D eckel w asserdicht verschlieBbar, da die Schachte gewohnlich m it W asser gefiillt sind und nur im B edarfsfalle durch w asserdichte Tiiren vom iibrigen B allastraum abgeschlossen werden. D ie iibrigen S ta n d e r—

m it Ausnahm e des ais Trennwand dienenden Standers V I — haben innerlialb und oberhalb der Schwim m kam m ern einfache Mann- locher erhalten, dam it alle Teile des Tores zuganglich sind.

Zum Fiillen und Leeren des B allastraum es dienen zw olf guB- eiserne K rum m er (Abb. 5 u. 16), die von seinem Boden — der wasserdichten Zwischenwand — durch den Schw im m kasten und die Blechw and nach Oberwasser fiihren. O rdnet m an diese Off- nungen au f der U nterwasserseite an, so verdop pelt sich fast der A uftrieb bei hohem AuBenwasser, wahrend er bei der getroffenen Anordnung nahezu konstan t bleibt. D ie innerhalb der Einsteig- schaclite befindlichen K rum m er sind durch K lappen verschlieBbar.

D ie GroBe des Schwim m - kasten s w urde so gew ahlt, daB beim G esam tgew icht eines T orfliłgels von 225 t unter vollem A u ftrieb ein llb e rg ew ich t vo n etw a 75 t verbleibt.

Um eine vollkom m ene D ich th eit zu gewahrleisten, wurde uberall D ich tnietung angew endet und bei allen in F rage kom m enden Ble- c h e n d ie K a n te n verstem m t.

AuBerdem w urden einzelne Fugen insbesondere in den Rahm en der w aagerechten Zwischenwand durchSchw ei- Bung geschlossen.

D erA nsch luB der Reib- Abb. 11. Halslager. und D ichtungsholzer im Be-

reich des Schw im m kastens wurde durch Befestigungsschrauben, die auBerhalb der B lech h au t durch die H altew in kel fassen, bew irkt, um ein Durchbohren der B lech haut ■ und som it u n dich te-Stellen zu verm eiden.

D urch den Schw im m kasten sind jederzeit auch die unteren Teile des Tores vo n innen zuganglich, was an sich einen groBen V orteil bedeutet. Dem gegenuber kann der entlastenden W irkung nur eine sekundare B edeutun g beigemessen werden, da das Tor

oftm als bei ganz niedrigen W asserstanden, also praktisch ohne A u f­

trieb, b ew egt werden muB.

D i e D r e h l a g e r . D ie L age der Tordrehachse ist durch die B edingung gegeben, daB einerseits der Stem m kórper sich vom Lagerboclc beim Óff-

nen abheben muB, und daB andererseits das in d erN isch ebe- findliche T o r m it den R eibholzcrn um 10 cm hinter der M auerkante der H aupter zuruck- springen muB.

D a s H a l s ­ l a g e r . D er Dreh- zapfen ist am Stem m - korper angegossen und h a t einen Durch- messer von 320 mm.

D ie V erbin dun g m it der Yerankerung ver- m itte lt das H alsband (Abb. 11 u. 12), das den D rehzapfen um- faBt und durch je eine , A nkerschraube m it den zw ei Yeran- kerungsbocken ver-

bindet. D ie A nker- Abb- 12■ Halsbandverankerung.

sclirauben ermogli-

chen es im V erein m it den entsprechenden V orrichtungen am Spurlager, die D rehachse bei der M ontage genau einzustellen und sie dadurch m it der L ag e des RiegelstO tzpunktes, dessen Rege- lung durch den erwahn-

ten E instellkeil im Lager- bock erfolgt, in E inklang zu bringen. N ach dieser E in stellu n g werden die N ischendichtungholzer eingepaflt.

D a s S p u r l a g e r - (Abb. 13). D er halbkugel- form ige Spurzapfen ist m it seinem konischen S ch aft in einen StahlguB- korper eingepaBt, der in einer fest m it dem Schleu- senm auerwerk veranker- ten P fanne cingelassen ist.

D as Spurlager ist — wie erw ah nt— verstellbar an­

geordnet, indem zwischen StahlguB korperdes Spur- zapfens und Pfanne ent- sprechend Spiel gelassen wurde. D as Ausrichten bzw . das Festlegen des

Zapfens in seiner end- Abb. I3. Spurlager.

giiltigen L age erfolgt m it­

tels dreier K eile. D ie H albkugelform fiir den Spurzapfen ist bei so groBen T oren m it R iicksich t au f die GroBe und R ich tu n g der A b stiitzk raft der zylindrischen vorzuziehen. D er am T or befestigte Lagerkorpcr tra g t die ebenfalls halbkugelform ige Lager- schale. D ie w eiteren E inzelheiten gehen aus den Abbildungen hervor. D er W erkstoff fiir die L ag er und Stem m kórper ist Stahl-

4 8 CICIN, D I E N E U E S EE S CH L E U S E VON ST. MAŁO — ST. SER VAN. D E i 93BtA H E F T 5/6 U R

Abb. 14. Zuganker.

guB, m it A usnahm c der K cile, Ankerschrauben und des Spur- zapfens, die in Schm iedcstahl hergestellt wurden.

D i e V e r a n k e r u n g erfolgt m ittels zw eier A n ker, dereń Anordnung aus der A bb. 3 zu ersehen ist. D er O ffnungsw inkel zwischen den Anltern betriigt 6o°. Mit. R u cksich t au f die Maucr- werksbegrenzung ist es in der R egel nicht moglich, die Yerankerung

das T o r in der N isclie liegt, eine gro(3te D ru ck kraft vo n 40 t. Der Zuganker h a t eine m ą iim a le Z u gkraft von 115 t aufzunehm en. D ie beiden A n ker sind verschieden ausgebildet. D er Zuganker (Abb. 14) besteht aus zw ei Flaclieisen 400 x 20, die in den K n ickp u n kten ge- lenkig m iteinander verbunden und m it Lagerkorpern gegen das M auerwerk abgestiitzt sind. D ie T iefe des R ostes w urde nach der gróCten Z u gkraft in iiblicher W eise bestim m t. D er D ruckanker (Abb. 15) ist fachw erkartig ausgebildet, um die ihm zufallenden Zug- und D ru ckkrafte einwandfrei an das Schleusenm auerwerk ab- geben zu konnen.

B eide A n ker wurden in dafiir vorgesehene Aussparungen ein- gelassen, ausgerichtet und einbetoniert. D ie Feinregelung erfolgte durch die E instellvorrichtung.

Entsprechend der W irkungsweise der A n k er ist es erforderlich, daB das betreffende Verbindungsrundeisen zwischen Anlcer und H alsband beim D ruckanker D ruck- und Z u gkrafte zu iibertragen verm ag, wahrend es beim Zuganker nur Z ugkrafte aufzunehm en

so anzuordnen, daB beide Strange nur Zug erhalten; es tritt viel m ehr beim inneren A n ker beim Offnen des Tores ein W echsel von Zug au f D ruck ein. D ie Anker mussen fiir die Aufnahm e des ge- sam ten Torgew ichts entsprechend der B ew egung in der leeren Schleusenkam m er oder dem Leckw erden des Schwim m kastens be- messen werden. U nter dieser Voraussetzung erhalt der D ruckanker zu Beginn der Bew egung eine groBte Z u gkraft von 85 t, und wenn

Abb. 15, Driickauker.

Abb. 16. Gegentore.

hat. D as zum D ruckanker fiihrende Rundeisen wurde daher an das Halsband durch beiderseitige Schraubenm uttern befestigt (Abb. 11 u. 12), wahrend beim Zuganker eine B ew eglichkeit in der D ruckrichtung durch Fortlassung der zweiten M utter zugelassen wurde. D adurch w urde verm ieden, daB ein T eil der Stemm- k raft in das H alsband bzw. in die Yerankerung geleitet wird. E s zeigte sich auch tatsachlich im B etrieb, beim A uftreten der Stcm m kraft, trotz sorgfaltigen Aus- richtens, ein leichtes Abheben des Zugankers vom Halsband, ein Zeichen, daB es beim drucksteifen AnschluB K ra fte aufgenom m cn hatte..

D i e G e g e n t o r e . Diese sind, w ie erwahnt, dazu bestim m t, die nach dem AuBenwasser kehrenden Tore, d. h. die Fluttore, gegen plótzliches Aufschlagen beitn hohen W ellengang zu sichern. N ach den Ausfuhrungsvorschriften wurde fiir die Berechnung eine plotzliche Senkung des AuBenwassers um 3,16 m beim aus- gegliclienen hochsten W asserstand angenommen, wodurch sich fiir ein T o r eine nach auBen gerichtete K r a ft vo n 650 t ergibt. H iervon en tfallt au f die A b stiitzu n g am oberen R iegel 3071, und au f diejenige des unteren Riegels 3431. D ie Anordnung und Ausbildung der Gegentore ist aus der allgemeinen U bersicht und aus den A b b . 3,

D E R BA U IN G EN IEU R

2. F E B R U A R 1934. CICIN, D I E N E U E S EE S C H L E U S E VON ST. MALO - ST. S E R V A N . 49 16 u. 17 zu entnehmen. D ie Torę sind in den Nischen liinter den

Stautoren untergebracht und werden erforderlichenfalls durch den dazugehorigen A ntrieb ausgeschwenkt. Sie bestehen aus dem oberen und unteren Stiitzbalken, die durch eine W ende- und eine Schlagsaule m iteinander verbunden sind. Zur A ussteifung sind zw ei sich kreuzende D iagonalen eingezogen. F u r die K raftiiber- tragung sind eigentlich nur die zwei Stiitzbalken bestim m t, durch das Strebenkreuz t r itt jedoch eine statische U nbestim m theit und dadurch eine M itw irkung der Streben hinzu, die in der Berechnung beriicksichtigt wurde.

D ie L agerung der T ore ist analog derjenigen der Stem m tore, auch die A usbildung im einzelnen erfolgte nach denselben Grund- siitzen. D as H alsband ist wiederum m ittels źw eier Anlcer im Mauer- w erk verankert, im G egensatz zu den H aupttoren sind jedoch beide A nker Zuganker. Entsprechend den kleineren K ra fte n sind auch die Verankerungen einfacher. In ausgeschwenkter L a g e legt sich das Gegentor m it den an den Saulenkopfen angebrachten Stiitz- kórpern gegen entsprechend ausgebildete Lagerkorper am oberen und unteren R iegel des H aupttores (Abb. 3 u. 16). Gleichzeitig kom m en in der Nische die inneren Stem m korper der Stiitzsaulen gegen die im M auerwerk eingelassenen Lagerbocke zum Anliegen.

B ei den Lagern zw i­

schen H au pt- und Gegentor muBte allerdings ein ge- wisses Spiel (5 mm) belassen werden, um eine Zw angung und event. Uber- beanspruchung der K onstruktion durch W arm edehnungen zu verm eiden. In- folgedessen und da die Schutzm olen, die den hohen W el- lengang von den Toren abhalten sollen, noch nicht fertiggestellt sind, legten sich die H aupttore ur- spriinglich m it einem lieftigenStoB an die Gegentore.

. . . _ E s w urde daher

Abb. 17. Gegentor m der Nische. .

nachtraglich zw i­

schen T or und Gegentor eine K eilvorrich tu 11 g eingeschaltet, wo- durch die StoBw irkung aufgehoben wurde.

W e r k s t o f f . A is W alzm aterial w urde fiir alle Teile Stah l 37 • 12 verw endet; die zulassige B eanspruchung w ar fu r die Blecli- haut m it 1,0 t/cm 2, fiir die iibrige K on stru k tio n m it 1,2 t/cm 2 vor- geschrieben. F iir die StahlguBteile wurden die Reichsbahnvor- schriften zugruride gelegt.

G e w i c h t e fiir einen T o rfliig e l:

H a u p t t o r ... ... 1 9 9 1 dazugehoriger StahlguB und Schm iedestahl . . 26,2 t V e r a n k e r u n g ...I 3 t

E i c h e n h o l z ... ... 3,4 m 3 G e g e n t o r ... 2 8 1

StahlguBteile und Schmiedeeisen dazu . . . . 4,9 t

Yerankerung . ... 0 ,5 1 Somit insgesam t 1810 t Eisenkonstruktion und 230 t StahlguB und

Schmiedestahl.

A n s t r i c h . T ore und Gegentore erhielten einen doppelten Bleim ennige-Grundanstrich und zw ei Deckanstriche m it einer Teerspezialfarbe.

M o n t a g e. D ie Tore wurden zunachst im W erk zusammen- 2 Nach Mitteilung der Firma Joseph Paris, Nantes, welche die An- triebe und die Zylinderschutzen projektiert und ausgefiihrt hat.

gebau t (Abb. 18), die StahlguBstiicke eingepaBt, wieder zerlcgt und au f dem W asserwege nach der Baustelle befordert. D ie M ontage erfolgte entsprechend der GroBe der Tore stehend in halboffener L age. F iir den Einbau w urde eine a u f den H au p tem gelagerte ver- schiebbare M ontagebriicke m it elelitrischer L au fk atze verwendet.

D e r A n t r i e b . F iir die Antriebe wurde die Anordnung ahnlich wie bei der neuen Ym uidner-Seesclileuse gew ah lt (Abb. 19 u. 20). Die Schubstange ist an einer elektrisch betriebenen L a u f­

katze gelenkig angeschlossen, die im entsprechend ausgebildeten Sch ach t lau ft und m ittels eines R itzels in die im Mauerwerk ver- ankerte Zahnstange eingreift. Gegen Verschiebungen nach oben und unten und nach der Seite ist die L au fk a tze durch Fuhrungs- rollen, die zwischen Schienen laufen, gesichert. D er A ntrieb er- folgt durch E lektrom otor iiber ein Schneckenrad und Stirnradvor- gelege. Gegen U berlastungen ist nachtraglich eine R utschkupp- lung eingebaut worden. D er Strom w ird m ittels Biigeln vo n der beiderseits angeordneten Sclileifleitung abgenommen; dieEndlagen sind durch Endausschalter gesichert. D ie Offnungs- bzw . SchlieB- zeit b etragt normal drei Mimiten.

D ie Bemessung desAntriebserfolgte fiir eine groB teK raft vo n 6 0 1, entspre­

chend einem tjber- stau vo n 0,25 m *2.

Die Schubstange w ar urspriinglich — w ie aus dem Liclit- bild ersichtlich — durch V erm ittlung zweier Satze stah- lerner Tellerfedern an den Antriebs- wagen angeschlos­

sen. B eim Probe- betrieb h a t sich je ­ doch gezeigt, daB fiir die B etatigu n g der Tore beim hohe- ren Seegang die ver- haitnism aBig wenig nachgiebige Fede- rung nicht ausrei- chend w ar. E s w ur­

de deshalb in der Abb. 19. Antriebswagen fiir das Stautor mit der ursprtinglichen Federung.

50 B E R N H A R D , D E R L A N G E R 'S C H E B A L K E N A L S K R A N T R A G E R . DER BAUINGENIEUR 1934. HEFT 5/6.

Schubstange selbst, verteilt au f ihre ganze Lange, ein Feder- system eingebaut, das von einer M ittellage nach beiden Seiten w irksam ist und fiir eine M axim alkraft vo n 60 t bemessen wurde.

D ieser groBten K r a ft entspricht ein Federw eg von ± 75 cm.

D ie Federn wurden au f 8 1 vorgespannt, entsprechend dem Bew egungsw iderstand des Tores bei ruhiger See. A is Federn wurden zwei S atz k raftiger Gum m iringe verw endet, die au f eine

H ierfiir sprechen folgende Griinde:

D ie W ellenbew egung fo lgt in der H auptsachc der R ichtun g der Schleusenachse, jedenfalls ist die W irku n g dabei am starksten, und der W ellenschlag erreicht bei fast geschlossenen Toren seinen GroBtwert, da bei dieser L ag e der Ausgleich zwischen AuBen- und Innenwasser am langsam sten vo r sich gehen kann. Beim K urbel- antrieb geh t aber gerade zu Beginn der B ew egung der groBte An-

Abb. 20. Antriebswagen mit der neuen Federung.

au f die ganze Schubstangenlange sich erstreckende R undeisen- stange aufgezogen sind. Diese Rundeisenstange ist m it ihrem auBe- ren E nde an das T o r gelenkig angeschlossen (Abb. 20). D ie neue Federung h a t sich sehr gu t bew ahrt.

W ie vorher erw ahnt, ist fiir StoBwirkungen, die 60 t tiber- schreiten, im Antriebsw agen eine R utschkupplung zwischen R itze l und dem ersten VorgeIege eingebaut worden.

D ie Federung ge sta tte t auBerdem, die T orę in S tau lage gegeneinander anzupressen.

B ei der vorliegenden Anlage ergab der Schubstangenantrieb m it R iicksich t auf den zwei ten A n trie b fiir die Gegentore die zw eck- m afiigste Anordnung.

Allgem ein sei jedoch gesagt, daB fiir derartige Seeschleusen, an H and der hier gem achten E rfahrungen, der K urbelan trieb in m ancher Beziehung vo rteilh after erscheint.

teil der Schubstangenkraft in den fest eingem auerten D rehzapfen des Kurbelrades, wahrend beim Schubstangenantrieb auch in dieser L age die K r a ft fast in ihrer vollen GróBe a u f den Antriebsw agen iibertragen wird. M it R iicksich t auf die W ellenw irkung ergibt sich som it beim K urbelantrieb der V orteil, daB das W indw erk von den StoBwirkungen fast vollkom m en verschont bleibt.

D ie Antriebe fiir die Gegentore wurden ahnlich denjenigen fiir die H aupttore ausgebildet, sie erhielten jedoch nur Handantrieb.

D ie B etatigu n g der Stautore und der Zylinderschiitzen erfolgt von einem erhohten gemeinsamen Steuerstand am dockseitigen H aupt.

Der Um bau w urde abschnittsw eise durchgefiihrt und dauerte im ganzen zehn Jahre. D ie P lanbearbeitung und L ieferung der T ore und Gegentore nebst L agern und Verankerungen erfolgte durch die M a s c l i i n e n f a b r i k A u g s b u r g - N i i r n b e r g A .G ., W e r k G u s t a v s b u r g , i n den Jahren 1928— 29.

D E R L A N G E R ’SCH E B A L K E N A L S K R A N T R A G E R U N D SE IN E W IR T SC H A F T LIC H E B EW ER TU N G . 7on J. M . Bernhard, Munchen.

U b e r s i c h t : Es werden die Vorteile des Langer’schen Balkens, ais Krantrager gegeniiber dem iiblichen statisch bestimmten Kranfach- werktrager besprochen, dann eine kurze allgemeine Berechnung des Langer’schen Balkens gegeben mit einem Yergleich der statisclien Ergebnisse fiir beide Tnigcrtypen an Hand eines Zahlenbeispiels.

Zum SchluB wird eine Gegeniiberstellung der gesamten in den beiden Tragern auftretenden Stabkrafte gebracht.

Y o n m otorisch bew egten Eisenkonstruktionen, insbesondere von solchen, die wiederum von E isenkonstruktionen getragen wer­

den, wie beispielsweise K ran trag er und K ranlaufbahnen, wird aus w irtschaftlichen Griinden in erster L in ie eine leichte K on struktion verlangt, D ie Hebezeugefirm en bauen deshalb, um allen Ansprii- chen zu geniigen, je nach der B etriebsart, leichtere und schwerere A u sfiih ru n gen ; nicht zu letzt auch m it R iicksich t a u f die Erstehungs- kosten des U nterbaues (sowie au f den Strom verbrauch). D ie neueren Katzenlconstruktionen tragen dieser Forderung Rechnung. Das G ew icht der K ran trager dagegen steh t aber im iner noch n ich t in einem annehm baren Verhaltnis zu den zu hebenden Lasten. Ich habe deshalb einen T rager m it drei Gurtungen vorgeschlagen; der-

selbe ist innerlich einfach statisch unbestim m t und verhaltnism aBig einfach zu berechnen. Eine besondere B edeutung bekom m t dieser T ragertyp speziell fiir den K ran bau dadurch, daB er m it einer kiinstlichen Vorspannung n egativ belastet w erden kann. D ie Aus- fiihrung wird bei gleicher Sicherheit und S teifigkeit wesentlicli leichter und einfacher. Die M aterialersparnis b etragt 50% und mehr. D ie spez. m ax. Beanspruchungen konnen w esentlich hoher genommen werden, ais bei den normalen K rantragern, da die Durchbiegungen auch bei hóherer spez. Beanspruchung gering und bei jeder K atzenstellung nach oben und unten erfolgen. D ie m as.

M omente treten n icht in der M itte, sondern seitlich in A bstanden von I/5 von den A uflagern auf. In der M itte betragt das m ax.

M om ent nur 1/3 des an der Seite auftretenden m ax. MomenteS. E s laBt sich deshalb fur den oberen B alken ein abgestuftes T ragheits­

m om ent vo rteilh aft verwenden, wodurch weiteres M ateriał gespart werden kann. D ie D ifferenz der m ax. positiven und negativen Momente, welche bei den ungiinstigstenK atzenstellungen auftreten, wird durch die kunstliche Yorspannung ausgeglichen; sie erzeugt

DER BAUINGENIEUR

2. FEBRUAR 1934. B E R N H A R D , D E R L A N G E R 'S C H E B A L K E N A L S K R A N T R A G E R . 5 1

X = — 1 t gewonnen (s. Verschiebungsplan in A bb. 9). A u f Grund der Gegenseitigkeit der Form anderungen ist dann nach M a x w e 11 : P • 77 — X • (5 = o,

oder

R max

Abb. 1. Fachwerktrager fur 3 01 Tragfahigkeit und 1 = 24 m Spannweite in normaler Ausfuhrung.

Triiger mit drei Gurtungen fiir 30 t Tragfahigkeit und 24 in Spannweite in der vorgeschlagenen Form.

Momentenflache aus der horizontalen Belastung X = — 1 t.

Abb. 3 b. Querschnitt des Fach- werktragers nach Abb. 1 ohne seit- lichen Versteifungstrager. Durch besondere MaBnahmen werden die dynamisclien Krafte beim Brem- sen des Fahrwerks vom Triiger

(Abb. 3 a) allein aufgenommen.

Abb. 3 a. Querschnitt in der Mitte des Fachwerktragers nach Abb. 1 mit Fahrwerk- und horizontaler Verstei-

fungstragerbelastung.

Abb. 4. EinfluB- linien fiir die Mo- mente aus den Raddriicken der Katze eines Trii- gers auf n Stiit-

zen.

Abb. 7. Cremonaplan aus der Belastung X = — 1 t.

Abb. 8. Seilpolygon zur Konstruktion der Biegungslinie (Abb. 9) Momentenflachen (Abb. 6) ais Belastung nach Mohr.

Abb. 10. Tragerteil in der Ausfiihning.

Abb. 2. Tragerschema zur Aufstellung der all- gemeinen Momenten-

gleicliung.

EinfluBlinie und Biegungslinie fiir den Querschnitt 4 mit Ver- schiebungsplan.

bei N u llast eine U berhohung des oberen Ballcens, wodurch die Biegungsspannungen aus den R addriicken der K a tz e paralysiert werden und die D urchbiegungen aus L a s t und E igen gew icht auf ein M inimum reduziert werden konnen. So ist das m ax. M om ent fiir den statisch bestim m ten Triiger (s. A b b . 1) in A usfuhrung nach Abb. 3 b ohne F ahrw erkbelastung und seitliche Yersteifun g

X • y ist hierbei das n egative M oment aus der horizontalen Spann- k ra ftim U n te rg u rt. D ie sta tisch eU n b ek an n teX wird am einfachsten in der in A b b . 5— 9 angedeuteten W eise nach M ohr gewonnen. D ie O rdinaten der Biegungslinie (s. A bb. 9) ?; bestim m en die Durch- biegung des oberen B alkens fiir eine senkrechte B elastung P = 1 t.

D ie Yerschiebung ó = <5j + ó2 w urde aus der H orizon talkraft

52

D ie Yerschiebung, <5X = 11 in cm abgemessen, w urde au f graphi- schem W ege gewonnen; ihr M aBstab stim m t m it dem jenigen fiir ?;

V S? ‘ s uberein. dagegen w urde nach der bekanntcn Form el ó2= / , fiir E = 1 an H and einer T abelle berechnet (<5Z = 90,6). U m <5t und <5, addieren zu kónnen, miissen sie zu vor au f einen gem einsam en . M aBstab gebracht werden. D ies geschieht am einfachsten durch Bestim m ung des M aBstabverhaltnisses; zu diesem Zw ecke wurde f5j nochm als aus der Bedingungsgleichung

8 M, (4)

-> 7 /

fiir E = 1 berechnet. E s ergibt sich dann fiir X die Gebrauchs- form el:

F ' V = . V

(5 11,8

(5)

N un kónnen die EinfluBlinien der M omente allgemein

(6) M .== M0— Mx * 2

fiir jeden beliebigen Q uerschnitt in der bekannten W eise unter B e- riicksichtigung der MaBsta.be entworfen werden. S teh t die L a st beispielsweise im A bstand x 4 vo m A u flager a, so ist das M om ent fiir eine vertik ale K r a ft P = r t (wenn y 4 der zugehorige vertikale A b stan d vom U ntergurt).

M4- i £ = ^ x 4 — X - y *

oder nach Einfiihrung des W ertes fiir X = 1 • ~~ . M. = Z i 1 (1 — x 4)

1

.

y / ■ 1 •

= I .y±

W ird nun die EinfluBlinie b c in A bb. 9 m it dem M aBstab — auf- getragen, so kann der K lam m erausdruck ohne weiteres graphiscli y 4 subtrahiert werden. F iir die Lastengruppe R 2, R j ergib t sich das gróflte positive M om ent bei K atzen stellu n g IV im Q uerschnitt 4 zu : (7) + MC_{R max '}

y*,

In A b b . u sind sam tliche K notenm om ente fiir die K atzen stellun - gen V , IV , II I , II, I, o aufgetragen. D as gróBte n egative M om ent erscheint bei K atzen stellu n g I I I im Q uerschnitt (— 3)

y - 3 .

■MflR m ax ^ [ R

2

^2

D ie M omente aus E igen gew icht rechnen sich m it:

(8) Fi ■ g"

D ie positiven und negativen m ax. M omente aus L a st und E igen ­ gew icht sind d a n n :

+ M ( R + g ) m a x tm ,

bzw. M (R - g ) max t m .

Die Differenz (M(R+g) max — M(R—g) mu) soli nun die ktinstliche Vor- spannung ausgleichen und gleichzeitig eine Oberhóhung des B al- kens herbeifiihren. D as m ittlere M om ent im Q uerschnitt 4 bzw.

(— 3) betragt d a n n :

M i M; M?

± ( R + 6 ) m a I (R — g) m ax t m

In den Querschnitten 4 und — 3 treten dann E ntlastungen auf von

— Mk+ tm

bzw . von — M k— 3 tm

die durch eine gleichm aflig au f die Y e rtik a len verteilte negative Belastung von je V k(t) hervorgerufen werden kónnen. Zur B e .

a M0 ist das gewólmliche Balkenmoment.

3 g = Tragergewicht pro m = 0,15 t/m einschl. der Vertikalen und der daran hangenden Unterspannung. FI = schraff. EiufluBflache s. Abb. 9).

stim m ung dieser B elastung aus der kiinstlichen Vorspannung kann Gl. (7) verw endet werden. E s ist:

M k 4 - Ł . V k - r ( f ) t m

M k — 3 = • V k - £ [ S ) t m H ieraus ergibt sich Vk (t) * 1

N ach den Verhaltnissen des Cremonaplanes (s. A b b . 7) w urde dies einem kiinstlichen Z u g im U n tergu rt vo n _

X k = 1 V(-1)

(t)

entsprechen.

H inzu die Spann kraft aus dem E igengew icht:

1

(8 a) ^{X „ F lo ■} g ( = ~ 4 1)

und diejenige aus den R addriicken R 2 und R j. Sie w ird bei K a tze n ­ stellung o (in der M itte) am gróBten und is t nach Gl. (5)

R ■ ??max

X R = , ---- (= ' * 8 V , t )

D ie G esam tspannkraft der m ittleren dritten G urtung ist deshalb:

X = Xk + Xg-]- Xr= (48,5 t) Die m ax. spez. obere R andspan n ung:

, > M max X

19; <Tmax — — -p

Beim stat. best. F ach w erktrager tr itt die m ax. Randspannung im Fachw erlcknoten unten au f:

M m a x A R

(IO)

R 8 V ■ eu

^m ax unten •— '— *— •

12 • I li • F

i o o o o - 100 • 16,8 126000

= — 1200 kg/cm3)

12 -2 5 7 0 2-95>4 1

D ie zusatzlichen Beanspruchungen aus den dynam isclien K raften, die beim Brem sen des K a tz - oder K ranfah rw erks entstehen, sollen der U bersichtlichkeit halber hier n ich t eingesetzt werden. Jeden- falls is t die angenom m ene Profilierung zu verstarken. Diese N ot- w endigkeit ergibt sich auch aus den Durchbiegungen. Diese ist fiir den schwereren T rager m it seitlicher Verspannung aus L a s t und E igen gew ich t nach H iitte I

f m as = f R max + fg uiax — R - l 3 , Q • 5 ' l3 E I • 48 E l 384 (fiirI = 1 680000cm1 ; f = ~ 2 1/s cm)

Bęim Anheben, insbesondere beim Arretieren der V ollast, entstehen jedoch zusatzliclie K ra fte (s. meine A bhandlung iiber die dynam i- schen K ra fte wahrend der ± -B esch leunigungsperiode; Fórder- technik, 1926, H e ft 21 u. 22). H iernach w are 30% zuzuschlagen.

D er zulassigeD urchhan g w ird m it q' = 2 cm begrenzt.

U m die kiinstliche V orspannung bei dem stat. unbest. Trager zu erreichen, sind die UntergurtstS.be zu verkiirzen, die w ahrend der

4 Um die Krafte im Untergurt nicht wesentlich zu erlióhen, kann bei normaler Ausfuhrung (s. Abb. 5 mit den angegebenen rj- und 6- Werten) der Momentenausgleich nur teilweise erfolgen.

5 Die Krafte in den Vertikalen lassen sich auch analytisch berech- nen. Legt man das Koordinatenkreuz in Punkt a (Abb. 6), so hat man fiir den vertikalen Abstand der Unterspannung (von Mitte Balken) die Parabel: y — ™ x (1 — x), wobei h die Hóhe der Parabel in Mitte. Die Tangente an die Kurve ist:d y _ 4 h

dx 1

Nach Abb. 7 ist dann, wenn n die Anzahl der Felder l/aV t— 1) ‘ n 4 h ' 8 h 8 - 3

oder V (— ! ) = — = --- 8 h x . , dy 4 h

——- ; fur x = o wird — — -r

l2 dx 1

dy

dx 1 11 ■ 24

6 h = 2 m, die gunstigste Tragerhóhe nach Hutte III. A' die Feldweite, Ra kann vernachlassigt werden (s. Abb. 4).

0,0918 t

DE2RFEABRUARN/9j”R B E R N H A R D , D E R L A N G E R ’S C H E B A L K E N A L S K R A N T R A G E R . 53

LaB t m an an Stelle und in R ich tu n g der gefragten D urchbiegung f eine gedachte K r a ft P „ = 1 1 w irken, so kan n m it H ilfe der Ar- beitsgleichung die U berhohung f oder auch die D urchbiegung L a st und E igengew icht gefunden werden, wenn die gedachte K r a ft nachtraglich w ieder gleich N u li gesetzt wird.

f 3 A f M x - 8 M x

(I2) d X

J

So ergib t sich beispielsweise fiir die T ragerm itte hieraus die D urch­

biegung

( » ) V - 4 ° h • l 2 • X

K 3' mltt° 384 • E I

die von der D urchbiegung fiir den einfachen B alken abgezogen werden muB, um die w irklich e D urchbiegung zu erhalten.

Diese s in d : 1. fiir M itte T r a g e r : a) aus E igengew icht:

5 j g l / J 3

E l - 384

40 h l2> X „ 3 8 4 - E l

b) aus der kiinstlichen Vorspannung 5 - g k - l ' l 3 40 h l 2X k

k E l - 384 384 ■ E - I (° ’ 4 Cm) c) aus der E in zellast R = R 1 + R 2:

fiir I — 92 000 cm 4 (0,2 cm)

40 h l 2 • X R

'

I - E -3X d x + X • y = o .

Abb. 14. Konstruktion der Diagonalkrafte fur den statisch bestimmten Fachwerktrager.

B ei E insetzung der Spannkrafte X g, X k, X R w ar zu beachten, daB S 2 * s

s ie n u ra u s d e n L a n g e n a n d e r u n g e n d e r S ta .b e ' ~EE bestim m t werden diirfen. In dieser H insich t besteht die Gleichung:

' M_ • 3 M_ _ S? ■ s

7 M- d s = F ist der Flachenstreifen des wirklichen Momentes.

Ma = £ die Ordinate der Momentenflacbe aus der Last P = 11, die an der gefragten Stelle der Durchbiegung angreift; abgelesen unterhalb des Schwerpunktes des Flachenstreifens F.

8 Man erhalt nach dieser Methode die genaueren Werte:

1. fur Mitte Trager: fg = 0,05 cm; fk = 0,08 cm, frt = 0,2 cm;

2. fiir Querschnitt 4: fg = 0,06 cm; fk = 0,10 cm; f R = 2 cm.

B ei variablem Tragheitsm om ent ist die zeichnerische A usw ertung der A rbeitsgleicliung vorteilh after. D ie M om entenflachen lassen sich dann schnell fiir die verschiedenen Tragheitsm om ente redu- zieren. E s is t b ekan ntlich:

f M , • M (16) 1 (t) • <5 = J ds.

F iir ein gleichbleibendes E und I erhalt man

E • I • 1 (t) > d = / ( M • ds) • Ma = ^ ^ ( F - f ) * 7 F iir den stat. best. T rager ergibt sich aus L a s t und E igengew icht:

2 (F • £) 8144 tm • m tm

<5 = w ---Tir = --- — — — Ti—5---»— 1 = 0,025m.

E • I • 1 (t) 21 500 000 • 0,0168 • 1 t/m2 • m1 • t

B ei Berechnung der D urchbiegungen fiir den stat. unbest. Trager konnen die M om entenflachenstreifen (M • ds) aus der B elastu ng R unter B each tu n g der M aBstabe nach A b b . 11 und die Momenten- flache aus P = 1 t aus der EinfluBflache A b b . 9 b en u tzt werden, nur sind die abzulesenden f noch m it^ zu m ultiplizieren [s. Gl. (8)].

Zu beachten sind hierbei dieV orzeichen fiir i ,,u n d " fiir dieM om ente, sowie die M aB stabe8. Infolge der fa st gleich groBen positiven und negativen EinfluBflachen fiir die M om ente sind die D u rch ­ biegungen aus gleichm aBig verteilter B elastu ng selbst in dengefahr- liclien Q uerschnitten 4 und — 3 auBerordentlich gering (auch bei hoheren spez. Spannungen). Insbesondere die D urchbiegungen aus L a s t in M itte Trager, w ie dies die M om entenflachę aus L a s t fiir K atzen stellu n g in M itte T rager (s. A b b . ir ) bew eist. A b er auch M ontage bei hóherer T em peratur eingenietet werden konnen. D . b.

die Stabe der dritten G urtung werden in norm aler W eise fiir die ge- gebene Spannw eite dim ensioniert und nur der obere B alken erhalt infolge der t)berhohung eine zusatzliche L an ge nach der F o r­

mel (s. H iitte I)

m s = 2 . i/ 2 . [ I +

f f a - f i i

Abb. 13.

Max. i-M om ente fiir alle Querschnitte aus Belastung und Eigen-

gcwiclit fiir beide Trager.

Abb. u . Momenten­

flachen fiir die Katzen- stellungen V, IV, III, TI, I, o aus den Raddriicken

der Katze.

Abb. 12. Momenten- flache aus Eigengewicht.