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DIE BAUTECHNIK
18. Jahrgang BERLIN, 4. Oktober 1940 Heft 43
A lle R ech te V o rb e h a lte n .
Die „echte
Von ordentl. Professor ®r.=2>ng. O tto U nsere Stahlbauten sind in viele Teile gegliedert, sie b estehen aus Trägern und Stäben. Weil ihr Werkstoff ein Metall von hohem Werte, besonders ab er von großer Festigkeit ist, haben sich die Stahlbauwerke in der Form und Art der Gerippebauten entwickelt. Die einzelnen Glieder w erd en auf G ru nd wissenschaftlicher Hilfsmittel und an Hand von praktischen Verfahren bem es sen, und sie fallen gem äß der hochwertigen Beschaffenheit des Stahls verhältnismäßig dünn u nd schlank aus. Jedes dieser Glie der hat seine statische Aufgabe, wie es etwa bei einer ein
gleisigen Eisenbahn-Fachwerkbrücke der Fall ist. Man hat hier die Haupt
tragglieder, nämlich die beid en Hauptträger, die den zu überbrückenden Raum übers pannen, sodann die Querträger, die Fahrbahnlängsträger und die Verbände.
Man sollte annehm en, daß bei einer so klaren Glied erung auch klare statische Verhältnisse vorlägen, d. h. daß unte r den angenom m enen Be
lastungen in je d e m der einze lnen Glieder ganz b estim m te innere Kräfte und Spannungen bestünden , und daß je des Glied die ihm anscheinend
Abb. 1.
F achw erk-S traßenbrücke mit steifer Fahrbahn- Rippenplatte.
eindeutig zu geteilte statische Aufgabe erfüllte und auch nur mit dieser belastet sei. Daß das aber nicht zutrifft, und zw ar zum Teil in hohem Maße nicht, ist bekannt. Die einzelnen Glieder, denen verschiedene statische Aufgaben zugew iesen sind, beeinflussen sich nämlich ge g e n seitig, un d zwar einmal durch ihr elastisches Verhalten und sodann da
durch, daß es praktisch nicht möglich ist, sie durch vollkomm en gelenkige Anschlüsse, punktförmige Lagerung usw. baulich un d damit auch statisch vollkom men gegeneinander abzugrenzen. Durch diese geg ense itige Beein
flussung treten zu den nach der Berechnung sich ergebenden H aupt
spannungen die sogenannten N ebenspannungen hinzu.
Die N ebenspannungen werden in ihrer Gesa mtheit seit jeh er durch die im Verhältnis zu den Festig kei tsgren zen niedrige Lage der zulässigen Beanspruchungen berücksichtigt. Diese summarische Berücksichtigung ist ln dieser Form aber nu r dann zulässig, w en n die Nebenspannungen nicht nur nach ihrer Art, sondern auch nach ihrer Größe als wirklich nebensächlich zu betrachten sind.
Ihr Verhältnis zu den Hauptspan nungen ist nun bei verschiedenen Stahlbauwer ken sehr verschieden. Bel dem einfachen Fall der Längs
träger der eben angeführten eingleisigen Eisenbahn-Fachwerkbrücke z. B.
ist von Nebensächlichkeit längst keine Rede mehr. Die neuesten Unter
suchungen von K r a b b e 1) und H a r t m a n n 2) haben eine Mitbeteiligung der Fahrbahnträger an den Kräften des Belastungsgurtes in außerordent
licher Höhe und damit derart überraschend hohe Abweichungen von den gewöhnliche n Voraussetzungen ergeben, daß über sie nicht mehr hinw eg
gese hen w erd en kann, und daß es unmöglich ist, die dort ermittelten zusätzlichen Beanspruchungen noch, als N ebensp annungen zu betrachten.
Hier erwächst eine dringende Forderung für solche Bauweisen, deren A bmessungen Möglichkeiten nach dieser Richtung geben, und zwar ent- 1) N eu ere Ergebnisse der Versuchsforschung auf dem Gebiet der Schwingungsmeßtechnik bei Elsenbahnbrücken. Stahlbau 1937, Heft 26, S. 201.
2) Der Einfluß der G urtd ehnung von Hauptträgern stählerner Brücken auf die Fahrbahn. Bauing. 1938, Heft 19/20, S. 285.
Trogbrücke“.
E iselin , Technische Hochschule Danzig.
w ed er dazu zurückzukehren, durch bauliche Mittel eine größere gegen
seitige Abgrenzung wiederher zu stel len, oder die entg egengese tz teFolg eru ng zu ziehen und diejenigen Stab- oder Trägergruppen, die sich ln so hohem Maße gegenseitig beeinflussen, baulich un d damit auch statisch zusam m en
zuschließen. Die A bgrenzung hat man früher verschiedentlich versucht, indem man z. B. Querträger punktförmig und gele nkig auf die H aupt
träger auflagerte. Sie hat aber einmal große bauliche Schwierigkeiten und nim m t weiterhin dem Bauwerk als Ganzem g egenüber unvorher
gesehenen Beanspruchungen unte r Umständen das sichere Gleichgewicht.
Man hat ja früher auch Fachwerkträger mit G ele nken ausgebildet und dies aus den se lben Gründen verlassen.
Der Verfasser hat mit den Vorschlägen in seiner letzten V er
öffentlichung3) den zweiten Weg beschritten und gezeigt, wie es erreicht werden kann, solche Stahlbrücken, bei denen hierfür be so ndere Möglich
keiten b estehen (was nochmals hervorgeh oben sein möge), als Trag
werke von homogenerer Beschaffenheit auszubilden. Sie führen im Fall der einfachen Fachw erk -S tra ßenbrü cke mit untenliegen der Fahrbahn und geschlossener stählerner Fahrbahntafcl zu einer Querschnittausbildung,
wie sie grundsätzlich' in Abb. 1 darges tellt Ist. Belastungsgurt und Fahrbahnträger und -tafel sind zu einer steifen Rippen
platte zusammengeschlossen.
Der Verfasser hat dann weiter in dem genannten Aufsatz die beschriebene Fol
gerung auf Stockwerkbrücken angew endet, deren Querschnitt dadurch den einer steifen, vierkantigen Röhre annimmt (Abb. 2). Die hierbei ent
ste h e n d e Brückenart wurde als
» s t e i f e R ö h r e n b r ü c k e ' bezeichnet. Sie b e d e u te t
]
]
Abb. 2. Stockwerkbrücke als »steife R öhrenbrü cke'.
[
[
gegenüber einer Stockwerkbrücke in der gewöhnliche n bisherigen Aus
führung ein e n - b e so n d e rs augenscheinlichen Schritt in der angegebenen Richtung. Statt all der vielen Tragteile liegt hier nur ein einziges Tragglied In Form einer steifen Röhre vor. Hier wird besonders ein
leuchtend, daß es grundsätzlich günstig er ist, w eniger Tragglieder mit mehrfacher, als meh r Tragglieder mit nur einfacher Beanspruchungsart zu haben, wen n es doch nicht bei der einfachen Beanspruchungsart allein bleibt, sondern wenn In nicht nachprüfbarem Ausmaße andere Beanspruchungen störend und verm ehre nd hinzukommen. Weitere wich
tige Vorteile sind, daß man bei schweren Tragwerken durch die Aus
bildung der Belastungsgurte als steife Rippenplatten die Plattenpakete mit ihren äußerst unangenehm en Stößen und Anschlüssen vermeidet. Der dort zusam mengedrängte Baustoff verteilt sich hier auf größere Räume, und man kann mit einfachen, d . h . mit nicht zu sa m mengesetz te n Bauteilen für Stege, Querplatten usw. auskommen, was weitere Vorzüge in baulicher Hinsicht mit sich bringt. Sodann ergibt sich eine bedeute nde Ersparnis an Baustoff, die 10°/0 und mehr ausmachen kann.
G era de der Zusammenschluß von Belastungsgurt und Fahrbahnträger und -tafel stellt einen Schritt in der Richtung dar, zu einer gleichartigeren Gestaltung unserer Stahlbauwer ke zu kommen, eine Richtung, die unter allen U mständen und mit allen Mitteln an gestre bt w erd en muß, nicht nur aus G rü nden baulicher un d wirtschaftlicher Art, sondern vor allem w egen der dadurch erreichten allgemein besseren Festigkeit des Tragwerks als Ganzes betrachtet. Wir haben bei einzeln w irkenden Fahrbahnträgern einen geradezu abgehackten Kräfteverlauf von den Längsträgern durch die engen Kanäle In ihren Anschlüssen an die Querträger, von diesen w ie der durch ihre Anschlüsse an die Hauptträger. Dagegen ist bei Pla ttengur tungen die unmittelb ar e Belastung wirksam und damit ein ruhigerer Kräfteverlauf, ein e geringere Stoßwirkung, eine geschlossenere Bauweise und da mit als wichtigster Vorteil eine weit hö here mechanische Widerstandskraft des gan zen Bauwerks.
3) Stahlbrücken mit Plattengurtu ngen. Bautechn. 1938, Heft 4, S. 41.
müssen die Q uerrahm en um die Längsrippen einwandfrei ausgeschnitten sein, dort ab er trotzdem die’nötige Biegungssteifigkeit aufweisen. Gleich- zeitig aber m uß ihr
S P am Trogblech an-
_ Ho Ho_ _ liegender G urt so
K
f7 an diesem befestigtj
sein, daß die dort in10 ' Längsrichtung durch-
__________ s______ ]______T y ) s tröm enden Haupt-
j t | j y ' Spannungen nicht
f S it gestört w erd en . Dies
Abb. 4. / kann in der Weise
Längsrippe Abb. 5. verwirklicht werden,
der .e c h te n Belastungsbild des Q uerrahm ens daß auch bei Tro gbrü cke“. bei knapper Bauhöhe. geschw eiß ter Aus
führung des Trag
werks hie r als an der einzigen Stelle als Befestigung Niete verw endet w erden, und zw ar so, daß eine der b e id e n Nietreihen längsverschieblich angeordnet wird (Abb. 6). Eine Aufschweißung wäre bei dem heutigen Stand der Sch w eiß ung vorläufig noch eine schw ere Gefahr. Es würden nämlich die q u er zur Längsb ean sp ruch ung der Trogplatten laufende Anschlußnähte (Abb. 7) nicht nur gefährliche Festigkeitsschwellen für die Trogplatte bedeute n, der H auptspannungsstrom w ürde auch eine b e d e n k liche Störung erleiden dadurch, daß er vers uchen würde, sich in die an
liegenden Gurte der Q uerrahm en auszubreiten. — Man sollte sich in solchen Fällen nicht vor der gleichzeitigen A nw endung von Nietung und Schw eiß ung scheuen. Wo bei geschw eißten Bauwer ken Schwächen auf- treten, die vorläufig noch durch das Wesen der Schw eißung b edingt sind, kann man ruhig auf Lösungen mit stellenw eiser N ie tu ng zurückgreifen.
Außer diesen Punkte n weist die G estaltung des Tragwerks keinerlei Schwierigkeiten auf. Die Q uerrahm en w erd en mit entsprechenden Rippen versteift, die A ußenseite des gan zen Troges Ist dagegen du rc hw eg glatt.
Lediglich oben können kleine Ecken zum Festhalten der Oberg urtpla tte vorges ehen w erd en (Abb. 3). E rw ähnt sei vielleicht noch, daß für die Längsrippen mit Absicht gewalzte Träger vorgesehen sind, u nd zwar deshalb, um nicht noch w eiter e Längsn ähte zwischen Längsrippensteg und Längsrippenunterflansch zu erhalten, da letzterer, auf der Trogplatte aufliegend, ja ebenfalls fast in der äußersten Faser lie g t4). Die A usbildung der Einzelheiten der Auflagergegend wird w eiter unte n be handelt.
4) Es ist inzwischen eine Lösung in Bearbei tu ng, die die Längs
rippen geschw eiß t und ü b erh au p t ohne unteren Flansch vorsieht.
! Längsrippe Querrohmen
Abb. 3 a u. b.
.E chte Tro gbrü cke“ (a) im Vergleich zur gew öhnlichen Trog
brücke (b) bei knapper Bauhöhe.
Bei der .ech te n Tro gbrü cke“ ist die Kontinuität des Tragwerks voll erreicht. Sämtliche Einzelträger, wie sie bisher die übliche Form einer vollwandigen Blechbrücke mit u ntenliegender F ahrbahn ausm achten, w erd en zu einem einzigen, vollkom m en zusam m en h än g en d en Tragwerk zusa m m engeschlo ss en. Abb. 3 a stellt den Q uerschnitt einer eingleisigen Eisenbahnbrücke mit sehr beschränkter Bauhöhe und offener Fahrbahn dar. Zum Vergleich ist d aneben als Bild 3 b der Querschnitt der gleichen Brücke in der bisher üblichen Bauart gezeigt. — Wir haben es hier mit einem wirklichen trogartigen Tragw erk zu tun. Es gibt keine Längs
träger, es gib t keine Querträger, es gib t keine Hauptträger, und cs gibt auch kein e Verb ände für sich — es gibt nu r ein Tragwerk, das Imstande ist, sämtliche Kräfte einwandfrei aufzunehm en durch Ausbildung eines einzigen vollw andigen U -förm igen Traggebild es, bestehend aus zwei Obergurtplatten, einem genügend starken Trogblech und den entspre chenden Versteifungen. Diese besteh en zunächst aus den Längsrippen, die bei einer Eisenbahnbrücke die sch w eren zusam m engefaßte n Lasten u nm ittel
bar aufz unehm en haben u n d dadurch gew ährleisten, daß die Form des U -förm ig en Tragwerks von
Zw isc henpunkt zu Zwischen
pu n k t erhalten bleibt. Es kann w dabei a n genom m en werden, j ‘ ' i daß sie auf diese Zwischen- [ H
lä ngen die Verk ehrslasten voll, f 4 j | die ständigen Lasten zu etwa i <j- K .
Längsrippe' J Ausschnitt,
um die Längsrippe Abb. 6 .
N ie tv erbin dung zwischen Q uerrahm en un d Trogblech,
Abb. 9 a u. b.
Echte Tro gbrü cke“ (a) im Vergleich zur gew öhnliche n Trog
brücke (b) bei durch
g e h e n d e r Bettung.
Abb. 8 a u. b,
„Echte Trogbrücke“ (a) im Vergleich zur g e w ö h n lichen Trogbrücke (b) bei
. reichlicher Bauhöhe.
~2Vlanustraoer .
Querträger' Querträger‘
Abb. 7.
Schw eiß verb indung zwischen Q uerrahm en und Trogblech.
4 9 4 E i s e l l n , D ie „echte T rogbrücke“ DIE BAUTECHNIK
Pachschilft f. d. ges. Bauingenieurw esen
In vielen Fällen ist nun allerdings eine hom ogenere Gestaltu ng unserer stählerne n Tragwerke nicht möglich, un d es muß bei der bisherigen G liederung in einzelne Arten von Tragtellen als günstig ster Bauart bleiben.
In vielen Fällen ist eine te ilweise Erfüllung der hier gestellten Forderung möglich, un d dann sollte sie auch befriedigt werden. V ollkom men kann die Homogen ität eines Stahltragwerks aber z. B. beim Blechträger mit unte nlie gender Fahrbahn erreicht werden. Die dab ei en ts te hende Brücken
form hat der Verfasser in seiner erw ähnte n Veröffentlichung entwickelt un d mit „ e c h t e T r o g b r ü c k e “ bezeichnet. Im folgenden seien nun dreierlei Lösungen dieser Bauart für eingleisige Eisenbahnbr ücken mit un d ohne durc hgehende Bettung behandelt. Da sich für eine solche Brücke die Schw eiß ung beso nders g u t eignet, seien die geplanten Bau:
weisen in geschw eißter A usführu ng gezeigt.
70 bis 8 0 % ü b e rn e h m e n , w ährend ihr Rest durch den Blechtrog auf
g enom m en wird, der selbst natürlich ebenfalls eine, wen n auch geringe Steifigkeit hat. Zu den so beanspruchten Längsrippen kann und muß dabei nach Abb. 4 ein Streifen des Trogbleches zu gerechnet werd en, ln dem dann diese aus der Wirkung der Längsrippen ents te henden sekundär en Spannungen die primären H auptspannungen, die aus der Biegung des gesam ten Tragwerks stam m en, überlagern.
In den schon erw ähnte n Zwischen punkte n sind Q uerrahm en angeordnet, die die Form erhalten, die das U -fö rm ig e H aupttragwerk an diesen Pun k ten hat. Sie haben nach Abb. 5 au ßer der Biegung aus ständiger Last auch diejenige aus Auflagerdruck der Längsrippen u nd aus seitlichen Ausknickkräften der O berg urte au fzunehm en . Wichtig ist hie r der b a u liche Z usam m enhang der Q u errah m en mit dem H aupttragwer k. Zunächst
'2500
Abb. 8 a stellt eine „echte Trogbrücke“ dar mit nicht so sehr be
schränkter Bauhöhe, so wie sie einer gewöhnlichen Trogbrücke nach der danebenstehenden grundsätzlichen Darstellung in Abb. 8 b entspricht.
Hier können die Querrippen nach außen verlegt werden, was eine ein
fachere Bauweise ergibt.
Hb Hp des Bauwerks auch ohne Bedenken
angeschweißt werden. Weiterhin 1 weicht auch die Beanspruchung des , 1 Querrahm ens insofern von der bei IQ - 1 ^ / 1 c*en Bauw erken ohne durchgehende
| Hz | -S Bettung ab, als er hier noch die
I j ' \_ J Auflagerkraft des unveränderlichen
i____________ waagerechten Zuges aus der Seil-
t t Wirkung der Tonnenplatte auf-
! ' zunehmen hat. Das Belastungsbitd
Abb. 11. ändert sich dann von dem ln Abb. 5 Belastungsbild des Querrahm ens ln das in Abb. 11 an gedeutetc.
bei durc hgehender Bettung. In Abb. 12 ist die bauliche Durch
bildung einer solchen eingleisigen Eisenbahnbrücke mit der Spannweite / = :2 0 m und mit durchgehender Bettung dargestellt. Abb. 12 b zeigt in ihrer linken Hälfte den Regei- querschnltt in Brückenmitte, in ihrer rechten Hälfte den Schnitt durch das Schleppblech am Auflag er5). Der wichtigste P unkt Ist die Aus
bildung des um die Längsrippe ausgeschnittenen Q uerrahm ens (Abb. 12c), wobei auch auf den Zusam m enbau der Brücke Rücksicht genom men w erden muß. Die F ühru ng der Baustellennähte geht aus den ein
getragen en Buchstaben B hervor. Danach wird eine solche Brücke dem H----1=8-2,.SO -30 m --- 1-1
Abb. 10. „Echte Trogbrücke“ mit durchgehender Bettung, Ansicht.
Z — Verstärkungsplatten der Zugflansche der Längsrippen.
Bei durc hgehender Bettung, also auch bei Straßenbrücken mit ent
sprechenden Abmessungen, weist die Bauart der „echten Trogbrücke“ in ve rs chie denen Punkte n wesentliche Unterschiede gegenüber den ersten beiden Arten auf (Abb. 9). Die Trogplatte liegt jetzt nicht mehr in der äußersten Faser, da sie zugleich Fahrbahntafel Ist. In dieser liegen viel
mehr die Unterflansche der Längsrippen, die von der Trogplatte nach unten ab steh en . Sie müssen deshalb sehr kräftig ausgebildet werden, da sie besonder s h o h e Beanspruchungen in den F eld m itte n erleiden.
4=200-20
5*250-30 4=20020
*25030■
*120-20
Abb. 12 d. Längsschnitt a— a neben der Längsrippe am Auflager.
0=200-20 e, i
i—150— ''¿170-20 Abb. 12c. V erbin dung zwischen Trogblech, Längs
rippe u nd Querrahmen.
Abb. 12a. Übersicht.
Querschnitt am Auflager Schnitt durch dos Schleppblech
4= 17020.
Querschnitt
in Brücken mitte ¿250-25
.4=360-20
*WJ-20 Zutage„Z’’300-15 ;k!
Abb. I2e. Querschnitt der Längsrippe in der Mitte des mittleren Feldes.
¿¡,W-20
14=500-10 S5
*250-30
¿170-12
*170-20 '*80-10
Schutzschicht § Abb. 12f. Querschnitt des Q uer
rahmens am Anschluß der Längsrippe,
\*W0-Vi
^ t * 120-30 4=250-30 250-25 V st
*25030.
*170-12
*110-15
*170-20
Abb. 12b. Querschnitt.
Abb. 12a bis g. Eingleisige „echte Trogbrücke“ für 20 m Stützweite. j--- f ' « ^ f\ ~ j
, i
Dort kom m en zu den Beanspruchungen aus der Biegung des ge sa m te n Querschnitt nach aus drei 1--- --- J Tragwerks die sekundär en Beanspruchungen infolge Biegung der Teilen zu sam men gebaut, zwei Abb. 12g. Rechteck der höchsten Längsrippe von Q uerrahm en zu Querrahmen hinzu. Am höchsten werden seitlichen mit den O bergurten, Beanspruchung im Trogblech, diese G esa mtanstrengungen in den Mitten der mittleren Felder, wo sie Stegblechen, den viertelkreis-
mit besonderen Zulageplatten (Z in Abb. 10) abgedeckt w erden müssen, förmig gebogenen Trogplattenteilen und dem daran hängenden Quer- Im G egensa tz zu den zwei vorhergehenden Lösungen braucht hier der rahmenteil un d dem mittleren Teil, bestehend aus der Tonnen-Trogplatte anliegende, also der obere Flansch der Querrahm en nicht von der Trog- --- .
platte statisch u n a b h ä n g i g gemacht zu werden, da diese hier nicht in der 5) Diese Durchbildung geschah im Auftrag des Reichsbahn-Zentral
äußersten Faser liegt. Der Flansch kann also bei geschweißter Ausführung amts München, das an ihr auch mitgewirkt hat.
Jahrgang 18 H eft 43
a.Oktober 1940 E i s e l l n , Die „ ec h te T r o g b r ü c k e “ 4 9 5
496 E i s e l i n , D ie „ech te T rogbrücke' DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. Baulngcnleurw esen
mit den Längsrippen und dem daran h än g en d en mittleren Teil des Q uer
rahmens. Eine der w ichtigsten Schw eiß nähte ist die Längsnaht, die die viertelkreisförmig g ebogenen Trogplattenteile mit der Tonnen-Trogplatte verbindet. Zwecks gute r Prüfbark eit ist sie seitlich heraus gezogen. Die Tonnen-T rogplatte kann natürlich nicht ein gew öhnlich es Tonnenblech sein, da nicht nu r ihre Längsborden wesen tlich bre ite r als gewöhnlich sind, sondern well die Abbiegung der Borde nicht scharfkantig, sondern abgeru ndet sein muß. Die Schnittführung des Q uerrahm enste gs um die Längsrippen ist deutlich zu erkennen. Besondere Sorgfalt ist zu richten auf die Ausbildung der besonders au szuw ähle nden Schutzschicht, die g e n ü g e n d e Sicherheit dafür b ie ten muß, daß die zugleich als F ah rb ah n tafel w irkende Trogpiattc mit Sicherheit vor Beschädigungen geschützt wird, wie sie durch Wasser, durch die Arbeiten an der Bettung u. a.
auftreten können.
Die A usbildung der A uflagergegend ist aus Abb. 12b rechts und außerdem aus Abb. 12d zu erkennen. Es sind zweimal drei von der Auflagerplatte ausstrahlende Versteifungspla tte n angeordnet, die ein gute s Einströmen des Auflagerdrucks besonders in die seitlichen H au ptsteg e und die Stege der Längsrippen gew ährleisten. F ü r die Durchführung der Bettung von der Brücke zum Widerlager ist ein Schleppblech von der
selben Form, wie sie die Trogplatte aufweist, eingelegt.
Bei der Bere chnung der Längsrippe wird für die Mitte des mittleren Feldes (Querschnitt in Abb. 12e) ein 300 mm breites Stück der Trogplatte als mittragend angenom m en, für den Q uerrahm en am Anschluß der Längsrippe (Abb. 12f) ein 500 mm breites Stück. Diese b e id e n Streifen des Trogblechcs von 500 mm u nd 300 mm Breite kreuzen sich (Abb. 12g), so daß in dem sich damit überdeckenden Rechteck von 300 X 500 mm zusam m en mit der H auptspannung aus Biegung die größte Beanspruchung des Tragwerks zustande kommt. Es müsse n nun alle tragenden Teile in Ihren A bm essungen de ra rt g egeneinander abgew ogen werd en, daß einmal die Beanspruchungen die zulässige G re nze nicht überschreiten, daß aber auch die Spannungen der anderen hoch beansp ruch ten Teile, wie z.B. die der oberen Gurtplatten, möglichst nahe an die zulässige Grenze herankom m en.
Die Ü b erleg en h eit der echten g e g e n ü b e r der gew öhnlichen Trog
brücke ist v erschie dener Art. Zunächst ergibt sich bei gleichen Voraus
setzungen eine Gewichtsersparnis von 10 bis 1 5 % . was einem Werkstoff
gew in n gleichkommt. Sodann ist eine solche „echte Tro gbrü cke“ in geschweißter Bauweise besser auszuführen, und zwar deshalb, weil hier
die gefährlichste S chw eiß verb indung der gew öhnlichen Vollwandbrücke, nämlich die des schw eren Zuggurts mit dem Steg, gew issermaß en auf
gelöst Ist ln gewöhnliche Längsnähte zw ischen nicht überm äßig dicken Platten. Daß es gefährlich ist, kräftige Zuggurte von Blechträgern g e wöhnlicher A bmess ungen anzuschweißen, ist nach den bis herigen zahl
reichen Untersuch ungen wohl folgen derm aß en zu erklären. Der W ärm e
einfluß dringt, sow eit er das Gefü ge des Baustoffes ändert, bei den Halsn ähten starker Ansch lu ßplatten w ohl nicht vollkom m en durch. Es bilden sich vers chie denartig e Festig keitsbereic he mit einer Begrenzung, w ie sie in Abb. 13a schematisch darges tellt ist, wäh rend beim Anschluß von Platten geringere r Dicke der W ärmeeinfluß durch und durch geht.
Im letzteren Fall bilden sich nach Abb. 13b zwei kurze und klare „Festig keitsschw elle n“, die festig keitsmäß ig b ess er über
w u n d e n w erden als Festig keits
bereiche, deren Begrenzu ng nach allen Richtungen wechselt.
a.
w - b
f. ^--- Abb. 13a u. b. Schweißstellen.
Ein weiterer Vorzug ist baulicher Art: Es wird ln vielen Fällen eine durchgehende Bettung entbehrlich, was w ie der einen gro ßen wirtschaft
lichen Vorteil mit sich bringt. Er dürfte bei der großen Men ge voll- w andig er Elsenbahnbr ücken b e d e u te n d ins G ewicht fallen.
Alle diese Vorteile aber w erd en überr agt dadurch, daß das T r a g w e r k a l s G a n z e s e i n g r ö ß e r e s W i d e r s t a n d s v e r m ö g e n erreicht.
Wie schon zu Beginn herv orgehoben, haben wir es hier, mit einem e i n z i g e n , g e s c h l o s s e n e n T r a g w e r k zu tun, bei dem gle ichm äßige Spannungss tröm e herrschen, g eg en ü b er einer meist großen Zahl gewisser
maßen aufeinanderg etürm ter Träger mit ihren vielen gefährlichen Auf
lageranschlüssen, ln denen die Kräfte von einem Bauteil in den anderen hineingezw ängt werden. Mit einem Wort: Wir haben hier ein Tragwerk von vollkom m ener baulicher und statischer Kontinuität. Es kann sogar erw ogen w erden, bei Tragw erken von hohem Kontinuitätsg rad die z u lässigen Spannungen zu erhöhen. Bei der D urchbildung eines jeden Bauwerkes sollte es eine der Hauptrichtiinien sein, alles daranzusetzen, um e i n e n m ö g l i c h s t h o h e n G r a d an Kontinuität zu erreichen. Daß er in manchen Fällen, w ie hier z. B. bei einer eingleisigen Eisenbahn
brücke, v o l l k o m m e n erreicht w erd en kan n, zeigen die hier vorgeführten Lösungen.
A lle R ech te V o rb e h a lte n .
W eitgespannte Sägedachbauten in Eisenbeton.
Von Sr.=3nß- H u b e r t R ü s c h , Berlin.
Die technische Entwicklung und im m e r w eitere V erv ollkom m nung unserer Baustoffe bringen es mit sich, daß die Grenzen für die A nw endung bestim m ter Baustoffe — sofern sie ü b erh au p t g ezogen w erden können — sich dauernd vers chie ben. Dies gilt in beso n d erem Maße für das G ebie t des H allenbaues in Eisenbeton. Durch die Erfindung der Sch alen bauwelse ergaben sich hier ganz neue Möglichkeiten. Eine gro ße Anzah l von Im In- un d Auslande ausgeführten Vers am m lu ngshallen, Markthallen und F lu gzeughalle n weisen bei wesentlich verrin gertem Eigen gew icht Spann
w eiten auf, die früher für eine Ausführung in Eisen bet on nicht in Frage kamen.
Die neuzeitlichen H erstellungsverfahren un d vor allem der Wunsch nach Freizügigkeit bei Betriebsum ste llu ngen bringen es mit sich, daß In le tzte r Z eit auch für Werksta tth allen im m er grö ßere Span nw eiten gefordert w erd en. D am it erg eb en sich n eu e Bauaufgaben. Es soll Im folgenden gezeigt w erd en, w elche W ege hierbei beschritten wurden.
Abb. 1 zeigt die w esentlic hen A bm essungen einer Fertigungshalle, die sich derzeit im Bau befindet. Die Ford erung nach bes onders gu te r Belichtung durch senkrechte Fensterflächen konnte durch die A nw endung von Säg ed ächern erfüllt w erden.
Das Mittelschiff der Halle hat eine freie S pannw eite von 48 m b ei einer lichten H öhe von 15,80 m ü b e r der U nte rges choßdecke. Hierbei ist b e so n d e r s ers chwerend, daß aus betrieblichen G rü n d e n die in diesem Schiff la ufende K ranbahn g eteilt w erden mußte. An Stelle von Kranen mit 46 m Spa nnw eite kam d i e . d o p p e l t e Anzahl von Kranen mit 23 m S pannw eite zur Ausfü hru ng. Die inneren Kranbahnträger mußten ln der Mitte der Spannw eite an dem Tragwerk des Daches aufgehängt werden.
Da auf je d e r dieser K ra nbahnen drei 15-t-Krane hin tere inander laufen, ergaben sich für das Tragwerk des Daches außerordentlich hohe wechselnde Lasten. Die auf einen Dachbinder in F eld m itte w irkende Last erreicht bei ungünstigster Stellung der Krane die G rö ße von 142 t. Der Einfluß dieser V erkehrslast ist an nähernd gleich dem Einfluß der ruhenden Last.
Die Krane in den 24 m weit g espannten Seitenschiffen sind für 7,5 t, die Krane ln den niedrigeren Hallenteilen für 5 t Nutzlast be m esse n.
Zur A ufn ah me dieser großen Lasten w urde in der Fensterw and ein Fachwerkbinder angeordnet, der als durchlau fender Träger die drei H allen
schiffe überbrückt. Dieser Träger kom m t In Eisenbeton nach der Bauart Fin sterw alder zur Ausführung. Da die Zugschrägen erst nach der A us
rü stu ng u m m a n te lt w e rden, w erden die aus der V erformung herrührenden N eb en sp an n u n g en w eitgehend herabgesetzt.
Die Dachhaut b e s te h t aus einer Eisenbetonschale, die in Abständen von 12 m durch gebogene Binderg urte ausg este ift w ird. Die Bindergurte sam m eln die Lasten der Dachhaut u n d übertragen sie unm ittelb ar auf die Knoten punkte des Fachwerks. Die Schale verb in d et den O bergurt mit dem U nte rgurt von zw ei benachbarten Fachwerkträgern. Die Knick- sicherhelt der Fachw erk stäbe Ist da mit ohne w eiteres gegeben. Außer
dem bete iligt sich die Schale auch an der A ufn ah me der Stabkräfte der b eid en Gurtungen.
Die zu beiden Se lten der H auptstütz en lieg enden Kranbahnträger sind in Eisen beton ausgeführt. Sie verbinden die einzeln en Tragsäulen zu einem Rahmentragwerk, das die von den Kranen und der Windlast herrührenden Längskräfte übernim m t. Die am Dach aufg ehängten Kran
b ah n träg er w urden in Anbe tracht der auftretenden V erform ungen als Stahlträger mit möglichst geringer B auhöhe vorgesehen.
Die nieder en Seitenschiffe sind ebenfalls mit Schalendächern überdeckt.
Trotz der außerordentlich erschwere nden U m stände konnte der Eisen
verb rauch bei dieser Halle s e h r niedrig g ehalten w erden. Er beträgt für den gan zen Eisenbetonbau der H alle einschließlich der Ausfachung der A ußenw ände, jedoch oh n e Unte rg eschoßdecke, 65 kg für 1 m2 Grundriß
fläche. Die Kranbahnträger, die zum Teil in Eisenbeton, zum Teil in Stahl zur A usführung k om m en, erh öhen den Stahlverbra uch auf insgesamt 81 kg für 1 m3 Grundrißfläche.
Im Sta hlbau, Heft 14/15 vom 5. Juli d. J. (S. 69), besc hreib t Dipl.-Ing.
B e s c h d e n stähle rn en H allenba u eines Preßwerks. Bei diesem Bauwerk liegen die Verhältnisse ganz ähnlich w ie bei der eb en beschriebenen Fertigungshalle. Zu Beginn des Aufsatzes wird gesagt, daß der Bau in Stahl ausgef ührt wurde, da „die Stü tzweiten d e r Hallenschiffe un d die Lasten d e r Laufkrane für die V erw en d u n g von Stahl an Stelle des Eisen
b eto ns sp rach en “. Das eben beschrie bene Beispiel zeigt, daß h e u te auch für solche H allen von außerg ew öhnlichen A bm essungen technisch ein
wandfreie u nd wirtschaftliche Lösungen in Eisenbeton g e g e b e n sind.
Welche Bauweise in bestim m ten Fällen den Vorzug verdient, hängt vor allem davon ab, w elche F o rderungen der Beu rteilu ng zu g ru n d e gelegt w erd en. Eine wesentlic he Rolle spielt hierbei bei der jetzig en Wirt
schaftslage die Höhe des Stahlverbrauchs.
Jahrgang 18 H eit 43
4 . O ktober 1940 R ü s c h , W eitgesp annte Sägedachbauten tn E isen b eton 497
Querschnitt
Längsschnitt
Querschnitt - Mittelschiff
Querschnitt-Seitenschiffe
Abb. 2. Halle eines Preßw erks (Entwurf).
Abb. 2 zeigt einen Vorschlag für die Ausführung in Eisenbeton, der seinerzeit auch bei der Pla nung des Preßwerks vorgelegt wurde. Bei dem damaligen Stande der Entw urfs bearbeitung waren noch senkrechte Fen sterb än der vorg esehen, die später auf 6 0 ° Neigung umgeändert w u rd e n 1), Im w esentlichen beru ht dieser Entwurf auf den gleichen b au
lichen G rundsätzen, w ie der der eben beschriebenen Fertigungshalie.
Die Kranbahnträger für die bis zu 40 t schweren Krane waren ausn ahm s
los in Eisenbeton vorgesehen.
Besonders b em erkensw ert sind die Angaben über den Stahlverbrauch.
Neben dem Pre ßw erk kam en für die gleiche Werkanlage gleichzeitig drei große Hallen mit 160 000 m2 Grundrißfläche mit Sägedächern in
l) Stahlbau 1940, S. 69, Abb. 1.
*6_ —
1 §
1 £
^--- ---162.00---J
Schalenba uw eise zur Ausführung. Die S pannw eite dieser Hallen betrug 24 X 8 m. Für diese Eisenbetonhallen einschließlich der Ausfachung aller A ußenw ände betrug der Stahlverbrauch 24 kg für 1 m2 Grundrißfläche. Für die wesentlich größeren Spannweiten des Preßwerks hätte sich nach dem gezeigten Entwurf einschließlich der Kranbahnen und der Ausfachung der
498 R ü s c h , W eitgesp an n te S äged ach b au ten In E isen b eton DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. Baulngenleurwescn
A ußenw ände ein Stahlverbrauch von 51 kg für 1 m2 Grundrißfläche ergeben.
Die vers chie denen A bänderu ngen geringfügiger Natur, die die Ausführung g e g e n ü b e r dem Eisenbetonentw urf aufweist, h ätten diese Zahl nu r u n w esen tlich beeinflussen können. Im G egensa tz dazu ergab sich bei der Ausführu ng in Stahl ein Stahlverbrauch von 160 kg für 1 m2 Grundriß
fläche. Die Eisenbetonlö sung erfordert demnach für die g eg eb en en A b
m essungen n ur etwa 1/ 3 der Stahlmenge.
Es hat sich gerade bei dieser W erk anlage gezeigt, daß Stahl und Eisen beton auch in der Kürze der Ausführungszeit sehr wohl in W ett
b ew erb treten können. Dies gilt besonders dann, wenn man berü ck
sichtigt, daß bei der Fertig stellung des E isenbetonbaues schon die feste Dachhaut verlegt ist.
Die beid en Beispiele zeigen, daß es durch die A nw en d u n g neu er Bauweisen h eute gelu ngen ist, auch bei Hallen von außergew öhnlicher Spannw eite, in denen schwere Krane laufen, technisch einwandfreie und wirtschaftliche Lösungen in Eisenbet on zu finden. Aus den aufgeführten Zahlen ergibt sich, daß durch solche Lösungen eine w esentliche Ein
sparung an Stahl möglich ist.
A lle R e c h te V o rb e h a lte n .
Die Gleitsicherheit der Gründung von W asserbauwerken
und der Böschungen von Dämmen unter Berücksichtigung der Sickerkräfte.
Von Dipl.-Ing. A. I. Iw anoff, Moskau.
Das M om ent der Außenkräfte inbezug auf den Koordinatenursprung, der mit dem M ittelp unkt des Bogens der Gleitiläche zusammenfällt, ist dem Mom ent der Tangentialspan nungen in bezug auf denselben Punkt gleich. Infolgedessen Ist:
T = f T d s
J o
Im Jahr e 1936 hat der Verfasser einen Bericht ü b e r die gleiche Frage dem II. Internationalen Talsperrenkongreß in Washington v o r g e .e g t1) und darin eine allgem eine Lösu ng der Fra ge der Standsicherheit von Erdmas sen bei G leiten auf kreiszylinderförmigen Gleitflächen bei belieblgerBelastungs- richtung gegeben. Der vorlie gende Aufsatz g e h t von diesem Bericht aus, indem er seine Ergebnisse in gedrängter Form w iederholt und schlägt in seinem Hauptteile ein einfaches Verfahren zur Berücksichtigung der hydro
dynamischen Kräfte des durch den Damm sickernden Wassers *• tr.
(3)
Abb. 1. Abb. 2.
und
1. A ll g e m e i n e B e s t i m m u n g d e r S t a n d s i c h e r h e i t v ss en.
Die in Betracht ko m m e n d e Gleitfläche ist in Abb. 1 w ^ u g e n A C mit dem H alb m esser p dargestellt. D er Rutschkörper ist oben durch eine Fläche A B C beliebig er Form und un te n durch eine kreiszylindrische Gleitfläche beg renzt u nd befindet sich unte r der Einwirkung einer Kräftegruppe
P lt P 2, P3 P n.
Auf der Gleitfläche A C en tstehen unte r der Einwirkung der an
grei fenden Kräfte Tangentialsp annungen r und N ormalspannungen n, die für verschiedene P u n k te der Gleitfläche verschieden groß sind. Die Tangentialspannungen sind bestre bt, den Bodenkörper auf der Gleitfläche zu verschieben, die Norm alsp annungen hingegen erregen Reibungskräfte, die zusam m en mit den Haftkräften des Bodens der V erschiebung en tg eg e n wirken. Die G le itsicherheit des Rutschkörpers ist dargestellt durch die Kennziffer:
f j n d s + c S
(1) f r ä s - , *
s
wobei die Integration über die g esam te Gleitfläche durchgeführt wird.
In dieser Gleichung sollen die Reibungsziffer / u n d die Haftfestigkeit c des Bodens als unverän derlich angenom m en w e rd e n ; S b edeute t die ganze Länge des G leitbogens, ds ein unendlich kleines Teilstück davon.
0 ' x
(3 a) (-V.V)2 -K (-VK)2 = + Nach einfachen Umfo rmungen wird
A'» X X y 0
'x0 X Y - y 0 X X \ 2.
(4) N-- ' I n d s -
und damit aus Gl. (1), (3) u. (4) die Kennziffer für die Standsicherheit des Rutschkörpers:
„ f N + c S f [ x 0 X X + y 0 X Y \ + c S o
U T x 0 X Y — y 0 X X
Zur Erm ittlu ng dieser Kennziffer k für eine g e g e b e n e Gleitfläche ist es also nicht nötig, eine umständliche zeichnerische Integration aus
zu fü hren , vie lm ehr genügt es, die Seitenkräfte X X un d X Y der Mittel
kraft aller den Bodenkörper angreifenden Kräfte und die Koordinaten x 0 und y 0 ihres Schnittpunktes mit der Gleitfläche zu b estim m en. Dies Verfahren ist w enig er zeitra ubend als die zeichnerische Integration, au ßerd em gibt Gl. (5) die Möglichkeit, die Aufgabe für den all
gem einen Fall bei Wirkung einer beliebigen Kräftegruppe und nicht nur für lotrechte Kräfte, wie ¡es b is h er üblich war, zu lösen. F ür diesen Fall, d. h. wenn der Rutschkörper sich unte r der Ein wirkung von nur lotrechten Kräften
Mit wird:
befindet, wird Gl. (5) b e d e u te n d v ereinfacht4).
(5a) = / . Ä -
Xq
qS
k„ X ?
Um die Standsicherheitsziffer k des Rutschkörpers berechnen zu können, sind vo r allem die beiden Integrale der Gl. (1) zu bestim men.
Die Lösung der G le ic hung ist im Schrifttum 2) w ie derh olt behandelt, hier soll nur eine verhältnismäßig einfache und zugleich einwandfreie Lösung beschrieben w e r d e n 3).
In Abb. 2 sind x0 und y 0 die Koordinaten des Punktes m der Gleit
fläche, in dem die Mittelkraft aller den Bodenkörper angreifenden Kräfte .T /? die Gleitfläche A C schneidet. Die waagerechte und senkrechte Seltenkraft der Mittelkraft ist X X un d XY, so daß
(2) ( X R f = ( X X ) 2 + (.I T)2 =
r~
+ N 2,w en n T und N die Seltenkräfte gleichgerichtet und senkrecht zur Gleit
fläche im P unkte m (x0 y 0) sind.
Abb. 3.
2. B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r h y d r o d y n a m i s c h e n D r u c k k r ä f t e . Bei Einsetzen der den Boden körp er angreifenden Kräfte h a t man größte Schw ierigkeiten bei der Bestim m ung des hydrodynamischen Druckes zu überw in den . Wir beziehen den Bereich des Sickerstromes auf das bisherig e K oordinatennetz (Abb. 3) und versuchen, die Summe d er Wasserdruckkräfte zu bestim m en, die auf einen Zylinderabschnitt von der H öhe 1 (senkrecht zur Bildebene) u nd der Grundfläche ß , die durch den gesch lossenen Umriß A B C von beliebig er Form begrenzt ist, ein
wirken. Bei dem P unkte m ( x , y ) , der sich innerhalb des geschlossenen Umrisses A B C befindet, liege eine unendlich kleine Fläche da> = d x dy.
W enn die Druckhöhe der Sickerflüssigkeit in diesem P unkte gleich H ist, so betragen die w aagerechte und lotre chte Seitenkraft des auf den Zylinder mit der Grundfläche dco w irkenden hydrodynam ischen Druckes:
*) A. I. Ivanov, Stability conditions of earth bodies and the analysis of slopes and foundations of earth dams. Transactions Second Congress on large dams. Band IV, Frage III, Bericht D 40, S. 615. Washington D. C., 1936.
2) Ein ausführlicher Nachweis der neuen Veröffentlichungen ü ber die Standsicherheit von S ta udäm m en findet sich im Bericht D38 E h r e n b e r g zur gleichen Frage dés Talsp erre nkongre sse s in Washington (s. vor. Anm.).
3) I w a n o f f , a. a. O., S. 619ff.
(6) (7)
d X ,H *>H
.
— * (ICO
d Y .H
0 J/ • do
4) A. I. Iwanoff, Z ur Fra ge der Berech nung der Stands icherheit von Erdböschungen von S taudäm m en, E rdschüttu ngen u nd Einschnitten. — Bulletin vom Nischnew oigaprojekt N 6 . 1936.
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acht gelas sen werden dür
fen. Bei Bestimm ung der gefährlichen Gleitfiäche nach einem der üblichen Verfahren wird es sich em pfehle n, die Sta nd
sicherheit für diese Fläche in der vorgeschlagenen Weise nachzuprüfen, um ein e Vorstellung über den wirklichen Standsicherheitsgrad zu bekom m en.
s) Prof. N. N. P a v l o v s k y , Motion of Water un der dams, 1. Congrds des grands barr ages, Band IV, S. 188 bis 190. — S c h o k l i t s c h , Durchsickerung unte r Sta uw ehre n. Wkr. u. Ww. 1936, H. 3 , S. 35. — V r e e d e n b u r g h - S t e v e n s , De Ingen. 1933, S. B. 187, u. 1937, S. B. 17.
artiger Flächen ist bei bekanntem Potentialnetz mit keinerlei Schwierig
keiten verbunden. Bei bekanntem Flächeninhalt kann man nach den Gl. (10) u. (11) die Seitenkräfte der hydrodynamischen Druckkräfte und nach den Regeln der Mechanik ihre Angriffspunkte bestimmen.
Bei angenäherter Berechnung, bei der das Potentialnetz nicht auf
gebaut wird, kann die Aufgabe noch vereinfacht werden, indem man annimmt, daß die Potentiallinien durch die senkrechten Geraden dar
gestellt sind, die sich von der Sickerlinie nach unten bis zur unteren G re nze des vom Sickerstrom eingenom menen Geb iete s erstrecken. Die Druckhöhe ist in je der dieser Potentiallinien offenbar gleich z, d. h. gleich der H öhenla ge des entsprechenden P unktes der Sickerlinie E K über der Bezu gse bene M N (Abb. 7). Unter dieser V oraussetzung wird der auf die Rutschkörper einwirkende hydrodynamische Druck durch folgende Teilkräfte gekennzeichnet (Abb. 7):
X H = Fläche K i m m ' — Fläche p p ' r = Fläche K m n m ! YH = 0, d. h. die Mittelkraft der hydrodynam ische n Druckkräfte ist waagerecht In der Richtung des Rutschens der Böschung gerichtet. Die Druckhöhe ist In jedem P unkte den Kraftflächen der Ordin at e z des entsprechenden Punkte s der Slckerlinle gleich.
Aus dem Gesagten g eh t hervor, daß bei ho her Lage der Durch- nässungslinic die hydrodynam ischen Kräfte eine b e d e u te n d e Rolle für die Standsicherheit des S taudam m es spielen können und daß es nicht ratsam ist, sie zu vernachlässigen. Unters uch t man nach dem beschriebenen Verfahren die bei schneller Entleerung von Stauseen oder bei Regen
niederschlägen vorkom m enden Böschungsrutsche, so wird man leicht die Erklärungen für die Ursachen derar tiger Unfälle erhalten.
Bestimmung der Sickerkräfte bei der Berechnung der Standsicherheit eines auf nicht felsigen Baugrund gegründeten massiven Stauwehres.
Abb. 8 zeigt die Anordnung der Untersuchung eines derartigen Wehres. Die Mittelkraft R n aus dem Eigengewicht der massiven Teile des Wehres und dem auf sie wirkenden Druck des Oberwassers unter Abzug des Auftriebes schneidet die Wehrsohle in dem in der Abbildung angegebenen Punkte. Der Querschnitt ist auf die Koordinatenachsen O X und O Y bezogen. Alle Maße und Kräfte, die für die Untersuchung benötigt werden, sind in der Abbildung angegeben. Außerdem sind die Potentiallinien des Sickerstromes Hu H 2, Hn gezeichnet, die z, B. durch Messen des Spannungsverlaufes in einem von elektrischem Strom durchflossenen Modell erhalten werd en k ö n n e n 5). Die Bezugsebene der Druckhöhen ist in Höhe der Sohle des Flutbettes angenommen,
Nach Gl. (10) u. (11) ist die lotrechte Seitenkraft des auf den Bodenabschnitt w irkenden Sickerdruckes (Abb. 8 b):
Y
hoiy c Oly d
und die waagerechte Seitenkraft (Abb. 8 c):
X ff = coxa w xb-
Ist die Form der Flächen o xa, n>x b , o>y c , wy d bekannt, so ist es nicht schwer, auf G rund der bekannten Gese tz e der Mechanik auch die Angriffs
punkte der Seitenkräfte des Sickerdruckes festzustellen.
Die U ntersuchung zeigt, daß die Sickerkräfte für die Standsicherheit von Erd dämm en und Stauwehren große Bed eu tu ng haben können und nicht außer
Abb. 8 a bis c.
Abb. 7.
Das Minuszeichen entspricht dem Zusammenfallen der Bewegungs
richtung des Sickerstromes mit der positiven Rlchtungder Koordinatenachsen.
Wir teilen die durch den Umriß A B C begrenzte Fläche in unendlich schmale waagerechte und lotrechte Streifen a — b und c — d, integrieren Gl. (6) u. (7) nach der Fläche .0 und finden, daß die waagerechten und lotrechten Seitenkräfte des gesa m te n hydrodynamischen Druckes betragen:
d \ b ' d
(8) * " = / S ~ - f x - d x ä y = = SXHd - H o ) dy
c J c
‘ b
O) Yh = J J - \ Hy - d y d x = f { H c - H d) d x .
a \-c J a
wobei die Integrationsgrenzen c und d in Gl. (8) durch die Grenzlinien der Projektion des Umrisses A B C auf die Achse O Y und in Gl. (9) durch die Grenzlinien der Umrißprojektion A B C aut O X bestim mt sind.
Gl. (8) u. (9) stellen eine allgemeine und durchaus strenge Lösung der gestellte n Aufgabe dar, die für jeden beliebigen Fall, an
wen dbar ist. Da die Werte der Druckhöhe in je dem Pun kte des Umrisses A B C als b e k a n n t vorausgesetzt werd en, so beschränkt sich die Aufgabe auf die Bestimm ung der Flächeninhalte von vier Druckflächen der Druck
höhe H (Abb. 4 u. 5) und auf die Bestimmung der Seitenkräfte:
( 10) X H ==ZCÜx a — °>xb,
(11) °}y c c,)y d
worin <uxa, oixb, coy c , o>y d die Flächeninhalte der auf den Abbildungen gezeigten Flächen sind.
3. Bestimmung der Sickerkräfte bei der Berechnung der Standsicherheit von Erddämmen.
In Abb. 6 a sei A L D C die Böschung eines Erdstaudammes, wobei der Spiegel des Unterwassers um die Höhe h über der Sohle AL der Böschung liegt. Die Sickerlinie sei E K und die Gleitfläche des Erdkörpers die Linie A B C . Das Strömungsbild (Potentialnetz) sei als bekannt vorausgesetzt, und die Werte der Druckhöhe H seien in ver
schiedenen Pun k ten des Sickerstromgebietes festgesetzt. Als Bezugs
ebene wird die Linie M N , die mit dem Unterw asser sp iegel zusammenfällt angenommen. W enn man die O rdinaten (geodätischen Höhen) der Punkte des gesch lossen en Umrisses, der den vom Sickerstrom eingenom menen Bereich umgrenzt, mit z bezeichnet u nd sie als positiv in der Richtung nach oben un d neg ativ nach unten annnimmt, so erg eben sich folgende Werte der D ru ckhöhe in vers chie denen Teilen (Abb. 6 a):
a) Auf der Strecke A L N Ist die Druckhöhe gleich Null,
b) . , , N E K » . . + z.
c) , , „ K S B A wird sie durch e nts prechende, aus dem Potentialnetz sich e rg eb en d e Werte bestimmt.
D em ents prechend sind die in Gl. (10) u. (11) genannte n Flächen nach Abb. 6 b:
o>xa — Fläche K l m n B m ' o>xb = Fläche - I p p r -p Fläche a b B und nach Abb. 6 c:
o>y c = Fläche N E K l <uy£f= Fläche mn b b ' a .
Die w aagere chte n Abmess ungen d e r Flächen der Abb. 6 b und die senkrechten A bm essungen der Abb. 6 c sind den Druckhöhen in den entsprechenden Punkte n des Grenzumfanges gleich. Der Aufbau der
Abb. 6 a. Abb. 6 b.
5 0 0 P rofessor W. Rein 60 Jahre — V erm isch tes Pachschrlft D1Ë Bf. d. ges. BauingenieurwesenaÜTECHNIK
A lle R ech te V o r b e h a l t e n .
Professor W. Rein 60 Jahre.
Am 19. S eptem ber hat Professor Rein sein 60. Leb en sjahr vollendet.
Zu diesem Tage möchte Ich neben den G lü ckwünschen, die ihm h eute von seinen näheren F reunden, Mitarbeitern u nd Hörern dargebracht sein mögen, D olmetsch der herzlichen Wünsche aller derer sein, die sich im d e u t s c h e n S t a h l b a u zu sa m menfassen lassen, in erster Linie also der im D eu tsch en Stahlbau-V erband und w eiter in der Fachgruppe Stahlbau der Wirtschaftsgruppe Stahl- und Eisen bau zusam m engeschlo ssenen Lfnternehmen, dann aber auch der im Sta hlbau tätigen Fachgenossen.
Es gibt wohl unte r den he u te w irkenden Hochschullehrern kaum einen, der so ausschließlich von Beginn seiner Laufbahn an alle seine Kräfte dem Stahlbau gew idm et hat wie Professor Rein und darum aus seiner Beherrschung der wissenschaftlichen, baulichen und wirtschaftlichen G rund
lagen sowie alles dessen, was mit dem Sta hlbau zusam m enhängt, sich mit solcher Wärme und solchem Eifer für die A nerk ennung u nd Durch
setzung des Stahlbaues ein gesetz t hat wie er.
Nach Abschluß seiner Studien an der Hochschule Darmstadt trat er als junger D iplomingenieur bei der Firm a Harkort in Duisburg ein und w urde hie r ln einer der besten Schulen der damaligen Zelt un ter S e i f e r t s und R a d e m a c h e r s Leitung ausgebildet. Nach längerer Tätigkeit beim Eisenwerk Kaiserslautern und später bei J. Pohllg in Köln trat er im Jah re 1912 in das einige Jah re zu vor von mir eingerichtete und geleite te Statische Büro des Stah lwer ks-V erban des ein, dem die Aufgabe gestellt war, durch wissenschaftliche und praktische Förder ung der Eisenbauweise den Eisenabsatz im Bauwesen, der besonders ln Form elsen stark zurück
ging, wieder zu heben. Er übern ah m ln seiner neuen Tätigkeit den Bezirk Baden un d Württem berg. Die Tätigkeit des Statischen Büros zeitigte einen lebhaften Kampf un te r den V ertretern der vers chiedenen Bauweisen. In Vorträgen, in Aufsätzen der Fachpresse und durch Be
ratung der Baukreise wurde versucht, unbere chtig te Einschränkungen und Zurückdrängungen ab zu w eh ren, Übertreib ungen auf das richtige Maß zurückzuführen un d dem, was wir für gut und vielfach für bess er hielten, den Platz zu wahren. Dabei platzten die G e m ü te r manchmal heftig auf
einander. In diesem Kampfe, an dem Rein lebhaft beteiligt war, b e w ährte er sich als wackerer Mitstreiter. Der Krieg unterbrach diese Tätigkeit und führte Rein dem Luftschiffbau zu, wo er in leitender Ste llu ng an der Entwicklung des Schütte-Lanz-Luftschiffes mitarbeitete.
Durch die Not nach dem Kriege waren alle Industrien zu verm ehrten A nstrengungen gezw ungen, um sich im Kampf ums Dasein zu behaupten.
In richtiger Erkenntnis des ungeheuren Wertes wissenschaftlicher Durch
dringung unserer Bauentwürfe hatte sich der Verein Deutscher Brücken- un d Elsenbaufabriken schon bei seiner G rü n d u n g im Jah re 1904 neben der Wahru ng seiner wirtschaftlichen Belange die Aufgabe gestellt, groß
zü gige Versuche mit Baugliedern durchzuführen. Mit der Übertrag ung der Geschäftsführung des V erbandes an mich w urden diese Versuche mit besonderem Nachdruck in Angriff genom m en, un d es gelang, Rein als Mitarbeiter dafür zu gew innen. In dem Maße, wie für mich selbst die
wirtschaftlichen Aufgaben wuchsen, w urd e ihm im m er meh r die Leitung d e r wissenschaftlichen A rbeiten, in sbesondere die V orbereitung und Durchführung der genannte n Versuche und alle damit zu sam m en h än g en den Aufgaben übertragen. In dieser Tätigkeit hat Rein z. T. In enger Z usam m en arb eit mit G eheim rat Dr. Z i m m e r m a n n un d später mit G eheim rat Dr. S c h a p e r außerordentlich W ertvolles ge le iste t, w orü ber in den Geschäftsberichten des Deutschen Stahlbau-V erbandes fortlaufend berichtet word en ist. So w urden, um an die hauptsächlichsten Arbeiten zu erinnern, damals Versuche mit der N achbildung von Druckstäben von Brücken, gru n d leg en d e Knickversuche mit einfachen Stäben, anschließend mit zusa m m engesetz te n Que rschnitten durch gef ührt un d im w eiteren Verlauf die g anze Knicklehre verfolgt. In Heft 4 der Berichte des Aus
schus ses für Versuche im Stahlbau hat Professor Rein da rü ber abschließend berichtet. Daneben hat er durch seine Tätigkeit als Schriftleiter fruchtbar auf einen großen Kreis eingewirkt. In den Jahren 1924 bis 1931 war er zusam m en mit Probst, Petry und Foers ter in der Schriftleitung des .B a u in g e n ie u rs“ tätig, bis er im Jahre 1930 die Schriftleitung der seit 1928 von G ehelm rat H e r t w i g geleiteten Zeitschrift „Der Sta h lb au “ übern ahm .
Seine Tätigkeit als Sta hlbauin genieur fand ihre A nerkennung und K rö nung durch die Berufung zum ordentlichen Professor an der Tech
nischen Hoch schule Breslau. Hier konnte er seine reichen Erfahrungen über den Baustoff Stahl, seine Vorzüge und seinen richtigen Einsatz in begeis te rnden Ausführu ngen seinen Hörern darlegen. Immer w ieder unte r
streiche n seine V orlesungen wie auch seine zahlreichen Veröffentlichungen in Fachzeitschriften die überragenden Vorteile des Bauens in Stahl und im m er gilt sein Eifer der Bekäm pfung der Stahlverschw endung. So hat er schon vielen Jahrgängen ju n g e r Ingen ieu re den W eg zum werkstoff
gerechten, sp ar samen un d doch eindrucksvollen Bauen weisen können.
Bald nach d e r M achtübernahm e w urd e er als einer der ältesten Partei
genossen seiner Hochschule — er hatte aus heißem vaterländischen Gefühl, um die E rneueru ng u nd G estaltung unseres Volkes besorgt, früh
zeitig den W eg zum F ü h re r gefunden — zum Rektor der Hochschule berufen. Als solcher hat er sich große Verdienste um die Förd erung der Technischen Hochschule Breslau erw orben. Es gelang ihm nicht nur, die Selb stä ndigkeit der Hochschule, die mit der U nivers ität Breslau zusam m engelegt w erd en sollte, zu erhalten, sondern gleichzeitig eine E rw eiteru ng u nd Verv ollstän digung der Lehreinrichtungen zu erreichen und damit eine Stärkung dieses wichtigen geistigen Bollwerks im neuen großen deu tschen Osten zu erzielen.
Professor Rein hat, weil er aus der Praxis kam, die Füh lu n g mit ihr b ehalten und zu vertiefen ge w ußt. Wissenschaft und Praxis vere inen sich in seiner Person in einer Weise, wie wir Praktik er sie uns nicht bess er wünschen können. Möge sein großes Können noch lange w eiter frucht
bar w erden in erfolgreicher A rb eit zum Besten der Hochschule un d des
Stahlbaues'. 33r.=3ng. F i s c h m a n n .
Vermischtes.
H o f r a t P r o f e s s o r 3)r.<3nn. f. T). A. B irk 85 J a h r e . Der bekannte S traßenbauer, von 1897 bis 1925 Inhaber des Lehrstuhles für Eisenbahn-, Tunnel- un d Straßenbau an der Deutschen Technischen Hochschule in Prag, vo llendete am 26. S eptem ber das 85. Lebensjahr. Von seiner umfangreichen schriftstellerischen Tätigkeit sei hier nur das S am m elw erk
„Der W e g e b a u “ u nd das Werk „Die S tr a ß e “ genannt.
N e u e N o r m e n f ü r d i e P r ü f u n g v o n N a t u r s t e i n . Der Arbeits
ausschuß „Prüfung von natürlichen G e s te i n e n “ beim Deutschen Verband für die Materialprüfungen d e r Technik (DVM) hat u n te r Leitung von Professor Otto G r a f in Stu ttg art die N orm blattentw ürfe DIN DVM E 2106, 2111 und 2112 über die Prüfung von Naturstein ausge arbeitet, die die Wetterbes tändig keit, den Kristallisationsversuch und die Biege
festigkeit beh an d eln . A ußerd em hat er den Entwurf einer N eubearbei
tu n g der DIN DVM 2101 — Prüfung von Naturstein, Richtlinien für die Pro b en ah m e — her ausgegeben. Die Entwürfe können von d e r Geschäfts
stelle des Deutsch en V erbandes für die Materialprüfungen der Technik, Berlin NW 7, Doro th een straß e 40, bezogen w erden. Einsprüche und Änderungsvorschläge sind in doppelter Ausfertigung bis zum 30. N o
v e m b e r 1940 derselb en Stelle mitzuteilen.
S c h w i n g r ü t t l e r f ü r B u n k e r . Damit sich in d en Bunkerausläufen auf Bau stellen das M as sen g u t nicht festsetzt, bringt man vielfach Rüttel- elnrlchtungen an, die auf mechanische Art durch außerm ittig umlaufe nde M a s s e n 1) oder durch schw in gende Kolben ln B ew egung ve rs etz t werden.
Eine Rüttele inrichtung mit schw in gendem Kolben, Bauart Robert W a c k e r , die Insgesam t 24 kg wiegt, ruht auf einem Flansch, der mit der B unkerw and fest vers chw eißt oder ve rs chra ubt Ist (Abb. 1), damit die Schw in gungen möglichst kräftig auf das M assengut Im Bunker ü b er
tragen w erden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Schwingrüttler durc h eine Klemm vorrichtu ng mit A ndrückplatte un d Tragwinkel an einer Bunkerw and zu befestigen (Abb. 2), so daß das Gerä t leicht versetzt w erden kann.
Die Schwingkräfte w erd en durch einen Schlagkolben erzeugt, der durc h einen 0,25-kW-Elektromotor (220/380 V Spannung) ü ber ein Stirn-
l) Bautechn. 1939, Heft 51, S. 632.
radgetriebe, eine Ple uelstange u nd eine F ed e r zum Schwingen g e b ra c h t wird. Der Schlagkolben bew egt sich in einem Zylinder, der die Schwin
gungen senkrecht zur Auflagerfläche auf die B unkerw and überträgt. Die Schwingungen wirken dah er nur in e i n e r Richtung, im G egensa tz zu den Schwingrüttlern mit außerm ittig um laufenden Massen, bei denen sich die Sch w in gungen meh r oder w enig er zerstreuen.
Formwand durch T-Eisen verstärkt
Befes/igungs- taschenonder Andrückplatte N j
Abb. 1.
Elektro - Schlagkolbenrüttler an einer Bunkerwand.
Trag winket' onderForm- wond ange
schweißt
^ Andrückplatte der Form wand angepaßt Abb. 2.
Lösbare Befestigung eines Schwing
rüttlers durch eine Klemmvorrichtung.
Außer zum Rütteln von Bunkerw änden kom m t der Schwingrüttler auch zum Verdichten von Beton in Sch alu ngen oder bei offenen Beton
decken In Betracht. R.
I N H A L T : D i e „ e c h t e T r O R b r ü c k e “ . -* W e i t g e s p a n n t e S t l g e d a c h b e u t e n In E i s e n b e t o n . — D i e G l e i t s i c h e r h e i t d e r G r ü n d u n g v o n W a s s e r b a u w e r k e n u n d d e r B ö s c h u n g e n v o n D ä m m e n u n t e r B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r S l c k e r k r f l f t e . — H o f r a t P r o f e s s o r S ) r . * 3 n g . C. A. B i r k 8 5 J a h r e . — Neue N o r m e n f ü r d i e P r ü f u n g v o n N a t u r s t e i n . — S c h w l n g i ü t t l e r f ü r B u n k e r .
V e r a n t w o r t l i c h f ü r d e n I n h a l t : S ) r . . 3 n g . E r i c h L o h m e y e r , O b e r b a u d i r e k t o r a. D., Ber li n- St eg li tz , Am S t a d t p a r k 2 . — V e r l a g : W i l h e l m E r n s t & S o h n , V e r l a g f ü r A r c h i t e k t u r u n d t e c h n i s c h e
W i s s e n s c h a f t e n , B e r l i n W 9 . — D r u c k : B u c h d r u c k e r e i G e b r ü d e r E r n s t , B e r l i n SW 68.
