DER STAHLBAU
81
S c h r i f t l e i t u n g :
iD r.^n g. A. H e r t w i g , G eh. Regierungsrat, Professor an der Technischen H och schule Berlin, B erlin-C harlottenburg 2, T echnische Hochschute Fernsprecher: C i S te in p la tz 0011
Professor W. R e i n , Breslau, T echnische H och schule. — Fernsprecher: Breslau 421 61
Beilage T ^ T T T " D A T T H T T T r^T U NT T T Z Fachschrift för das ge-
z u r Z e i t s c h r i f t I / I f ~ Q l ) / ~ \ I J T * V y I 1 1 \ 1 J L J lN . sam te B auingenieurw esen Preis des Jahrganges 10 RM und P ostgeld
5. Jahrgang BERLIN, 27. Mai 1982 Heft 11
Aue D as schrau b enförm ige Knicken
V on S r.Q p tg . A W enn ein b elieb ig er unregelm äßiger Trägerquerschnitt (Abb. 1) derart auf B iegu n g beansprucht ist, daß ein e b e lieb ig e Schw erachse x — x neutrale Faserschicht wird und d ie Beanspruchungen der anderen Q uerschnitts
punkte dem A bstande y von der x - A c h s e pro
portional sind, dann stellt d ie R esultierende aller Querschnittsspannungen ein M om ent A iv dar, das mit der _y-A chse den W inkel
cc = arc tg - -L y x
ein sch ließ t und d essen y - K om ponente M x x B iegu n gssp an nu ng
M x x
• y
liefert. x
B ed eu ten x und y d ie Ordi- naten und z d ie A b szissen der B ieg e lin ie , dann ist
d r y M ,
d z - d 2x d z 2
In entsprechender W eise wird y —y zur neutralen Faserschicht, w enn das M om en t M y mit der Ar-Achse den W inkel
' X X
L E - 0.
der E ckpfosten von G itterm asten.
E g g e n s c h w y le r . F a l l I.
Abb. 2 s te lle nun die A bw icklung ein es G itterm astes dar, Abb. 3 sein en Querschnitt, Abb. 4 d ie Ansicht in Richtung A und Abb. 5 die Ansicht in Richtung B (s. Abb. 3). Der P fosten / sei auf Knicken zu untersuchen. N im m t man, w ie üblich, an, daß das Ausknicken in Richtung einer der beid en an sch ließend en Fachw erkw ände erfolge, z. B. ln R ich tu n g *
d 2y
. U f
Abb. 1.
ß — arc tg L y ein schließt. D ie B iegu ngsspan nu ngen sind dann
M.yy
und die Ordinaten der B ieg elin ie entsprechen der B ezieh un g d 2y
d z - d 2x T z 2
:0,
M . ,
± _ y y )
)•
und
aus denen sich w eiter und
ergeben.
M x M,yy
- P
■-Pr, - P r . ,
Z w ischen dem ln den Profilbüchern m eisten s nicht a n gegeb en en Zentrifugalm om ent l x y und den T rägheitsm om enten Ix , /, 1 tan Und L i n b e ste h t d ie B ezieh u n g Ix y — | / (
sch en k lige W ink eleisen [I. Iy ) also /.
r2 x y -
• - r - i ' T L
Aiiax L L
für g leich -
(Abb. 6), dann wäre
d z 2 = 0 und M x — 0 ; die S ta b k r a ft/3 müßte irgend w o auf der Linie a angreifen, d ie durch den verschobenen Schw er
punkt 5 geh t und m it der ;e-A ch se den W inkel ß ein sch ließ t. Da der
Wird der Q uerschnitt durch ein e exzentrisch in einem b elieb igen Punkte A angreifende Druckkraft P beansprucht, dann kann d iese zerlegt w erden in ein e im Schw erpunkt 5 angreifende Axialkraft P und ein B ieg em o m en t
M = P r , das w ied er zu zerleg en ist in die M om en te
Mx = P e,
geom etrisch e Ort aller a -L ln ien e in e Zylinderfläche mit veränderlicher P feilh öh e ist, so müßte d ie Stabkraft d ieser Zylinderfläche folgen . D as widerspricht jed och der Annahm e, daß äußere Kräfte nur in den K noten
punkten angreifen und die Stabkraft in fo lg ed essen zw isch en je zw ei Knotenpunkten gerad linig verlaufen muß. D a r a u s f o l g t , d a ß e in S t a b ' u n m ö g l i c h in e i n e r a n d e r e n E b e n e a l s e i n e r s e i n e r b e i d e n H a u p t t r ä g h e i t s e b e n e n a u s k n i c k e n k a n n . E r w ir d e n t w e d e r in e i n e r H a u p t t r ä g h e i t s e b e n e o d e r in e i n e r r ä u m l i c h e n K u r v e a u s w e i c h e n . Im vorliegen d en F alle b ie g t er g leic h z eitig in der x - und
^/-R ichtung aus und es lie g t aus Sym m etriegründen die Annahm e nahe,
8 2 E g g e n s c h w y l e r , Das schraubenförmige Knicken der Eckpfosten von Gittermasten B e i l a g e z u r Z e i t s c h r i f t „ D ie B a l l t e c h n i k “
Abb. 8 a bis e.
A bb. 7.
daß d ie se b eid en A u sb iegu n gen gleich groß seien , daß das A usknicken also in einer Schraubenlinie erfolge, deren Projektion auf d ie Q uerschnitt
eb e n e annähernd ein Kreis sei (Abb. 7). D ie K notenpunkte 1, 2, 3, 4 usw.
versch ieben sich nach 1', 2', 3', 4' usw .
N im m t man an, daß die Projektion der B ieg e lin ie auf d ie W and
flächen gen a u einer Sinuskurve entspreche, m it W endepunkten in 1, 3 usw . für Abb. 4 b zw . in 0, 2 usw . für Abb. 5, dann müßte in den Quer
schnitten 1, 3 usw . Aly = 0 und in den Q uerschnitten 0, 2 usw . M x — 0 sein , und d ie Stabkraft müßte den Q uerschnitt 1 irgendw o auf der a^L inie, den Q uerschnitt 2 irgend w o auf der ö 2-Linie usw . sch n eid en . D ie Stab
kraft b leib t also nicht in der ursprünglichen Stabachse, sondern folgt einer polygon alen Spirale, deren P rojektion auf die Q uerschnittebene aus S ym m etriegründen nur ein Quadrat sein kann, 1”— 2 ”— 3 ”— 4". D ie se Spirale ist rechtsläufig, w en n d ie B ieg e lin ie lin ksläu fig ist, und um gekehrt. An ihren Ecken treten Seitenkräfte 7',, T2 usw . auf (Abb. 4 u. 5), d ie in den an sch ließ end en Fachw erken nur axiale Stabkräfte erzeu gen und w eg en ihrer K leinheit für deren D im en sionieru ng außer Betracht fallen.
D ie D iagonale d ie se s Q uadrates verhält sich zum Durchm esser d es K reises 1'— 2'— 3' . . . w ie Ix y : Ix .
Für ein en b e lie b ig e n Q uerschnitt n d es Stab es versch iebt sich also der Schw erpunkt nach n! und die Stabkraft nach n" (Abb. 7). Durch Zer
leg u n g d es H eb elarm es r des M om en tes M = P r in die Richtungen von öj und a2 erhält man o1 und o2 und hieraus r t und r2. Da aber
d l x _ _ M y y _ _ P r *
d z 2 Iy E I y E ’
d 2 y M x x __ p , -
d z * 1 X E lx E
Ist, so kann man den Stab in ein e A nzahl gleich er T eile d z teilen und L E
m it den W erten r„ als Kräften und als P old istanz ein Kraft- und
2 P d z
ein Seileck zeich nen; dann ist letzteres die Projektion der B ieg elin ie, deren Ordinaten mit den W erten jc in Abb. 7 üb erein stim m en m üssen.
ln Abb. 8 a sind die Strecken 1'— 2', 1"— 2 ” usw . in je sech s g leich e T eile g eteilt. D ie gefu n d en en W erte r2 sind im Kraftcck Abb. 8 b auf
getragen. A ls P old istanz ist entsprechend der vorläu figen A nnahm e
der Wert
P _ J 2 d z ? t2 n 2
g ew ä h lt. Das S eileck ist keine g en a u e Sinuskurve, w eil die H ebelarm e r2 teils etw as größer und te ils etw as kleiner sind als d ie in Abb. 8a an
gen o m m en en A u sb iegun gen x. D ie b eid en Endtangenten d es S eileck s müßten sich ln Stabm itte schn eiden, w eil 1— 3 und 3 — 5 der B ieg e lin ie (Abb. 4) aus Sym m etriegründen gen au sp iegelb ild lich sein m üssen und die Kurve w e g en der ununterbrochenen B ieg u n g ssteifig k eit d es Stab es ln Punkt 3 stetig verlaufen muß. D as tun sie in A bb. 8 c nicht. Der Grund
lieg t darin, daß die Projektionen der B ieg e lin ie auf die W andflächen nicht gen au einer Sinuskurve entsprechen, daß vor allem die W endepu nkte sich etw as versch ieb en und dadurch die vorsteh en de A b leitung des G rößen
verh ältnisses zw ischen Quadrat und Kreis hin fällig wird. Wir versuchen d esh alb mit ein em etw as größeren Quadrat (Abb. 8 a ), bestim m en die neuen /-.¡-Werte und finden durch das Krafteck Abb. 8 d und das S eileck Abb. 8 e , daß die Endtangenten sich über Stabm itte schn eiden, w enn die S eiten lä n g e d es Q uadrates annähernd gleich dem Radius d e s K reises ist.
G leich zeitig ergibt sich v-(x’) = 38,4 cm,
-S'(.v) = 4 ,9 9 - [2 - (sin 1 5 ° + sin 3 0 ° + sin 4 5 ° + sin 6 0 ° + sin 7 5 ° ) + sin 9 0 °]
= 4,99 • [2 • (0,259 + 0,500 + 0,707 + 0,865 + 0,966) + 1,000]
= 4 ,9 9 -7 ,5 9 6 = 37,9 cm.
D ie Ordinaten der B icg e lin ie sind 1,3% größer als die in Abb. 8 a angenom m enenen A u sb iegu n gen . S ie wären gleich , w enn die P olw eite in Abb. 8 d um 1,3 % größer gew ä h lt w orden wäre. Daraus folgt die Knickkraft zu
P - ^ . ^ [ y. E . 1,013
D ie A b w eichu ng g egen ü b er dem g ew öh n lich angenom m enen Wert
"r
2 r-ist u n b ed eu ten d und könnte noch innerhalb der F eh lergrenzen d es an
g ew en d e ten zeich nerischen Verfahrens lieg en .
D ie A b w eich u n g d es S eileck s von der Sin usk urve ist augen sch einlich so u n b ed e u ten d , daß ein e Korrektur der in Abb. 8 a kreisförm ig angenom m enen B ieg ciin ie sich erübrigt.
F a l l 11.
Sind die K notenpunkte der beiden an d em selb en P fosten ansch ließend en Fachw erkw ände um % der F eld w elte geg en ein a n d er versetzt (Abb. 9), dann wird der Gurtstab w ied er g leich zeitig in der x - und ^ -R ich tu n g ausknicken und w enn die Projektion der B ie g e lin ie auf je d e der betden W andebenen ein e Sin us
kurve ist, dann ist die Projektion auf die Q uersch n ittseb en e ein e E llipse (Abb. 10a) und d ie Stabkraft fo lg t ein er e n tg e g en g e se tz t laufenden polygon alen Schrauben
lin ie 0"— 3"— 12” . . ., deren Projektion auf die Q u ersch nittsebene ein Rechteck m it dem Seiten verhältnis 3 : 1 ist. D ie Größe d ieses Rechtecks folgt w ieder aus der B edingu ng, daß sich die T angenten an die Punkte 0 und 12 der je -2-P rojek
tion der B iegelin ie in Stabm itte schn eiden Abb. 9.
JahrR anR 5 H eft 11
2 7 . M al 1932 E g g e n s c h w y l e r , Das schraubenförm ige Knicken der Eckpfosten von G itterm asten
m üssen, w e il d ie W elle 0 — 12 aus Sym m etriegründen genau sp iegelb ild lich zur W elle 12— 24 und die Kurve in 12 ste tig sein muß.
Durch Probieren wurde gefund en , daß d iese B edingu ng fiir die in Abb. 10a g ezeich n ete Rechteckgröße erfüllt ist. In Abb. 10b sind die Kräfte, d .h . die H eb elarm e r,, g egen ü b er Abb. 10a 2 7 2 mal verkleinert.
D ie P olw eite ist , c
F a l l IV u n d V.
In Abb. 12a bis f ist angenom m en, daß die K notenpunkte um a min = V12 bzw . 5/ i 2 der F eld w eite gegen ein an d er versetzt seien . D ie Projektion der schraubenförm igen B iegclin ie auf die Q uerschnittsebene ist w ied er eine E llipse und es w u rd e, entsprechend w ie für Fall II, durch Probieren gefu n d en , daß die Endtangenten der S eileck e (Abb. 12c u. f) sich in Stab
m itte schn eiden, w en n die Stabkraft den in Abb. 12a u. d gezeich n eten Rechtecken 0"— 1”— 12" bzw . 0"— 5"— 12" folgt. In Abb. 12b sind die W erte r2 g egen ü b er Abb. 12a w ieder 2,5 mal verkleinert. D ie in Abb. 12c u. f gefund en en A u sb iegun gen sind um
2,5 • 35,3 : (7,596 • 5,01) = 2,32 mal bzw . 4 4 ,6 : (7 ,5 9 6 : 4 , 9 8 ) = 1,18 „
zu groß. D ie m aßgebenden T rägheitsm om ente l sind also (für ein W inkel
profil 100- 1 0 0 - 10):
für ö . = 0 / = = / , „ = 73 cm*
Zix'/-2ii2cn
In folgedessen sind die O rdinaten x ' der B ieg elin ie (Abb 10c) mit 2,5 zu m ultiplizieren. Dadurch werden sie aber 2,5 • 26,2 : (7,596 ■ 5,0) = 1,73 mal größer als die in Abb. 10a an genom m enen A u sb iegu n gen . Sie wären gleich , w enn die P o lw eite 1,73 mal größer wäre. Daraus folgt, daß die Knickkraft im elastisch en Bereich
F a l l III. für a = 0 P = Q T - 1...., - £ = 1 , 0 0
Fallen die K notenpunkte der beiden an dem selben Eckpfosten an
sch ließ en d en S treb en züge zusam m en (Abb. 11), dann erfolgt das A u s » a ~ Vl2 / > - 1
»
4 »
knicken augensch einlich in Richtung d es kleinsten Trägheitshalbm essers.
D ie E llipse der Abb. 10a g eh t ln ein e G erade über und die Knickkraft . * = //, P = (
: ■ !
r
■ = -wird , . /
p __ n . i p __. . _ x . p
r ~ P m in [2 2,42 . a = ‘U P = [
; i ) 2 * = 1 ’7 8
8 4 E g g e n s c h w y l e r , Das schraubenförmige Knicken der Eckpfosten vo n Gittermasten B e i l a g e z u r z e i t s c h r i r t , D ie B « u t e c h „ i k “
für a = IU
= 6/u'
H - r ) - i . /
rz = //.
71-
~ w
712
~ F
. , „ • £ = 2 , 2 5 .
■IX ' E 2,42
■ Ix - E - 2,42
erh alten , entsprechend der g estrichelten Linie in Abb. 13. Man w ürde also für a lle zw isch en 0 und 0,5 / lieg en d en W erte von a w esen tlich zu hoh e K nick festigk eiten erhalten und fin d en , daß die K nickfestigkeit zw isch en a = 0,356 L und a — 0,5 l unverändert g leic h
t2
P =
l2
ist, während in W irklichkeit dieser Wert nur b e i a - annähernd erreicht wird.
F a ll VI.
/v
an
Abb. 16a u. b.
Zu den D ruckstäben, die in einer räumlichen Kurve ausknicken, geh ören auch die aus einfachen W inkeiprofilen besteh en d en Pfosten ein es A f-System s (Abb. 16), die in der R egel auf der ein en S eite ein e Druck
kraft S _ und auf der anderen ein e g leic h große Zugkraft S + = — S _ erhalten. N im m t man w ied er an, daß die A u sb iegu n g in der a: -Richtung einer Sinuskurve mit einfacher und in der ^/-Richtung ein er Sinuskurve mit doppelter W ellen län ge entspreche (Abb. 16a u. b), dann entspricht die Projektion auf die Q uersch n ittseb ene der ln Abb. 17 gezeich n eten Kurve.
D abei ist das V erhältnis der A usb iegu n gen f x und f y unbekannt. Außer
dem schlägt die Druckkraft in ein er unbekannten Richtung und um einen unbekannten Betrag 0 —6" aus und die Zugkraft sp ieg elb ild lich dazu nach der Linie 6[j.— 12".
D ie U ntersuchung kön nte w ieder in der W eise durchgeführt w erden, daß man aus Abb. 17 die H eb elarm e rx und r2 der M om en te M xx und
My y bestim m t, die x — z- und die y — z-P rojek tion der B ieg clin ic als S e il
eck aufzeichnet und das Verfahren so lange w iederh olt, bis d ie Ordinaten der S eilp o ly g o n e m it den anfangs an genom m enen A usb iegun gen ü b erein
stim m en, die Punkte 0, 6 und 12 der y — z-P ro jek tlo n auf einer G eraden liegen und d ie P o lw eite für b e id e S eiieck c d ie se lb e Knickkraft P liefert.
A ußerdem wäre unter allen d iesen B edingu ngen g en ü g en d en Lösungen d iejen ig e au szu lesen, die die klein ste Druckkraft ergibt. Es wäre mit
= 0,5 l spitzenartig
Sind die F eld w eiten der b eid en an
sch ließ en d en Strebenzüge u n gleich , z. B.
ly — 4 : 3 (Abb. 14), und nim m t man w ieder daß die Projektion der B ieg elin ie auf die
erheblichen A b w eichu ngen von der Sinusform zu rechnen. D ie U nter
suchung w ürde augensch einlich ziem lich um ständlich und kann desh alb hier nicht w eiter verfolgt w erden.
W ollte man die A ufgabe analytisch lösen , dann erhält man j b — x — r2 + rx - t g « ,
2 = y — h + r 2 - t g ß
l
Abb. 15.
b eid en W andflächen nur w en ig von der Sinusform ab w eich e, dann ent
spricht d ie Projektion der B ieg e lin ie auf d ie Q uerschnittsebene der Abb. 15. Das V erhältnis der A u sb iegu n gen in der a t - und y - Richtung wird unbekannt, und die Stabkraft wird sich w ieder in ein e geb roch en e Schraubenlinie ein stellen , deren Form aber erheblich schw ieriger zu b e stim m en ist. D ie U ntersuchung wird dadurch w esen tlich um ständlicher, w esh alb hier nicht w eiter darauf ein gegan gen w erden kann.
und hieraus
(b + a - t g ß ) — y — x - i g d
(a-
1 — t g « . t g , 3
b • t g « ) — a : — y • t g «
1 — tg « • tg ß
D ie B ieg clin ic entspricht den D ifferentialgleichungen d 2 y p / . P ( y + x . t g ß - zl (b + a . t g ß ) ]j d z 2 ' IX E IX E ( 1— t g a - t g ; ? )
d 3 x d z 2
Pr, 7
~ Ep ( * + . y - t g « — (a + • tg « )j /., /: (1 — tg « • tg ß)
Im G eg en sa tz zu dem v iel einfacheren A nsatz der E ulerschen G leich ung
d 2 x _ P x
d z 1 I E
erscheinen also hier auf der rechten S eite der G leichung je w eils a lle drei U nbekannten x , y und z, wodurch d ie Lösung außerordentlich erschwert und m it den bekannteren G rundlagen der höheren M athematik nicht mehr m öglich wird.
D asselb e g ilt für die E ckpfosten von G itterm asten, für die der analytische W eg auf ein en ähnlichen, nicht direkt lösbaren A nsatz führt.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Es w urde g e ze ig t, daß ein Stab nur en tw ed er in ein er Schraubenlinie oder in einer seiner H auptträgheitsebenen, nicht aber in einer anderen E bene ausknicken kann. A us einfachen W inkelprofilen b e ste h e n d e Eck
pfosten von G itterm asten w eich en b e i versetzten A n schlüssen der b eiden an
schließ en den Streb en zü ge in ein er Schraubenlinie aus. Bei hälftiger V er
setzu n g w eich t die Knickkraft nicht w e sen tlich von der üblichen A nnahm e ab , daß Ix bzw . Iy das m aßgebend e T rägheitsm om ent und d ie F e ld w eite lx = ly g leic h der freien K nicklänge sei. B ei nichthälftiger Ver
setzu n g d agegen liefert die R echnung m it Ix : l 2 b zw . Iy : l 2 bzw . / mln : a 2ax w esen tlich zu h oh e W erte für d ie K nickfestigkeit.
D ie U ntersuchung wurde auf den elastisch en Bereich beschränkt und auf graphostatischem W ege durchgeführt. Für u n gleich e F eld w eiten der b eid en ansch ließend en Streb en zü ge und für d ie Pfosten ein es P -S y ste m s wird sie sehr kom pliziert und der analytische W eg führt auf noch größere S ch w ierigk eiten , so daß e in e b efried igen d e Klärung d ieser bisher un
g e lö sten P rob lem e eher durch V ersuche zu erwarten ist.
J a h r g a n g 5 H e f t 1 1
2 7 . M a l 1 9 3 2 W e i ß , Der Ne ub au des Kaufhauses der E. Breuninger A.-Q. in Stuttgart 8 5
Nutzlast
¡cokgfa-
j j 6 -m - j W200 Abb. 2. Fundam entplan
Abb. 4. S y stem sk izze.
stark um rahm te Flächen kenntlich gem acht. D ie konstruktive Ausführung Abb. 3. Das N esen b a ch -B ett. ist d ie m eist üb lich e m it K notenblechen und F üllstäben und g eh t zur
G en ü ge aus den Aufnahm en während der A u fstellu n g des S k eletts, den die W indkräfte in die Fundam en te abzuleiten haben. Z w ischen den b eiden Abb. 6 u. 7 hervor. D ie Abb. 6 zeig t auch deutlich die so lid e V erbindung K ellergesch ossen ist ein e Eisenbetonrippendecke m it 34 cm Rippenabstand der Stahlkonstruktion der W indböcke m it den E isenb etonw änden der Unter- und 33 cm B auhöhe eingebaut. Der N esenbach trennt das erste K eller- g esch o sse. D ie hieraus] nicht ersichtliche V erankerung einer solchen Wind-
Schnitt c a
amc
Rechte j)er N e u bau des K aufhauses der E. B reuninger A .-G . in Stuttgart.
V on ®r.=3ng. W ilh . W eiß , M ünchen.
Der N eubau d es K aufhauses Breuninger A.-G. in Stuttgart hat allgem ein gcsch oß in zw ei T eile. D as in stark armierter und isolierter B eton
berechtigte A ufm erksam keit erregt und über die Kreise der B auw elt hinaus konstruktion ausgeführte Bett d es Baches hat 4,3 m Lichtw elte und 2,9 m
h o h e A n erkenn ung gefund en. Im H öhe. Das Profil des Bachbettes
DER STAHLBAU B eilag e z u r Z e its c h rift .D i e B a u te ch n ik '
W e iß , Der N eub au d es K aufhauses der E. Breuninger A .-G . in Stuttgart
[jOUNcl £ BREUŃINO!
Abb. 6. M ontage des Stah lsk eletts Abb. 7. Das fertig m ontierte Stahlskelett.
Fachwerkwand Ist in Abb. 8 konstruktiv dargestellt. In der Abb. 4 sind die zu übertragenden W indlasten ein getragen und die Konstruktion ein es W indbockes durch S ystem lin ien a n ged eu tet. Ferner sind die Längs- und H öh en ab m essu n gen , so w ie auch d ie N utzlasten d es G eb äu d es daraus zu erseh en .
Beim Breuninger-N eubau Ist bezü glich der Stützen der C H -Q u ersch n itt ein h eitlich durchgeführt; in den unteren G esch ossen ist d ieser Querschnitt, den w achsen den Stü tzenb elastu ngen entsprechend, durch Platten verstärkt, ln Abb. 5 sind ein zeln e Stü tzen b elastu n gen ein getragen . D ie größte Stü tzenlast beträgt 780 t. B el F estlegu n g der Stützenentfernungen war zu berücksichtigen, daß das gen orm te Mobiliar leich t u m zu stellen sein mußte.
D ieser Forderung entsprechend w urden die Stü tzenentfern un gen bzw . der lichte Abstand zw ischen den Stützen nach beid en Richtungen gleich groß gew üh lt. D ieser M ittenabstand beträgt 6,7 m. B el der A u sb ild u n g der
IPX W°9ners/raJse
m 'bH l 1 I . § 1 ! j i _ _ rp;n
J -± .L -L.j..i..j^l..i .j iS X35
'• J Wnd-Vhöcke \ \ tuttl r T T T I
entspricht dem in Abb. 5 beson ders g ek en n zeich n eten Punkte A einer Frontwand und gibt auch so n st ein en gu ten Einblick in die sehr zw eck m äßige L ösu ng aller konstruktiven Fragen.
H ohe B edeutun g, so w o h l in baukünstlerischer als auch in stahl
konstruktiver H insicht, kom m t b ei dem B reuninger-N eubau in folge der Betonung der Horizontalen den Lichtbändern der F enster und dem Band
der Fensterbrüstungen zu. D ie A rt, w ie konstruktiv d ie se baukünstlerische Fordc- -rv jig g g 'S ? rung gem eistert w urde, muß als mustcr-
g ü ltig b ezeich n et w erden; um som ehr, als
!j dam it gleich zeitig durch V erm eidung von
j Fensterstürzen stärkste Lichtzufuhr und
] | ^ g u te Entlüftung ln einfachster W eise er- z ie 'i w erd en konnte. D ie Abb. 10 gibt
. OK F706
NuschelkalKplallen ■
" ’
.,<• >
\ H e i z Körper¿ s , U
'¿p^Entliflung0 M 0 .6 m *[¿2
o m o s Uno/eum ßimsbe/on
*0 Rauhs/rich ßirmte/on
MmenzellendecKe Abb. 9 u. 10.
Korknohervng P ersp ek tivische D arstellung uSchutzpoppe konstruktiver E inzelheiten . .•41 l^lad ! H ! 1=4! i i I ! !
2S2,St MarK/s/roae
Abb. 5. E rdgeschoß-G rundriß und Trägerlagen.
D ecken kam es auf g latte U ntersichten an. D ie D eckenträger (über
w ieg en d 1 3 0 ), w e lch e im A bstand von rund 1,7 m liegen , m ußten deshalb in d ie U n terzü ge ein g ew in k elt w erd en . Bei dem Anschluß der U nterzüge an d ie Stützen war zu beachten, daß die säm tlichen Rohrleitungen für d ie Installation ohn e B ehinderung an den Stützen entlang durchgeführt w erden m ußten. Daraus ergab sich die N otw en d igk eit dop p elseitiger A n sch lüsse der U n terzü ge an die Stü tzen. Da hierfür C -P ro file nicht ausreichten, fanden im m ittleren Teil Breitfianschträger von gleicher H öhe w ie d ie Deckenträger ( I P 30) A n w endung. A usflanschungen b ei derartigen A n schlüssen sind natürlich unum gänglich, sie bringen aber für die In
stallation erh ebliche V orteile und K ostenersparnisse, so daß auf diesem G eb iet der A u sgleich für d ie M ehrkosten an W erkarbeit g e g eb en Ist.
N och gün stiger wird d ie Anordnung, w enn sich die Rohrleitungen für die
uns in Isom etrischer D arstellung hiervon ein an
schau liches Bild. Wir entnehm en hieraus, daß die durchlaufenden Brüstungen aus Blechträgern b esteh en , d ie mit B im sbeton einbetoniert sind und an deren unterer Gurtung die Deckenträger aufgehängt sind.
D ie sich so erg eb en d e G esam th öhe des B im sbeton
körpers erh ielt nach außen ein en mit D ollen im Beton verankerten Vorsatz von h e llen fränkischen M uschelkalkpiatten. D ie Abb. 10 läßt w eiter er
kennen, in w elch er W eise durch Schlitze in der D eck e die Entlüftung reguliert w erden kann und gew ährt zu
gleich Einblick ln d ie Bauart der Decke des 5. O ber
g e sc h o sses, die abw eichend von den D ecken der übrigen G esch o sse als R ah m en zellend eck e S ystem Pohlm ann ausgeführt w urde, um bei dieser D eck e ein e beson ders g u te W ärm ehaltung zu gew ährleisten . D ie Sp ann w eite Installation um 9 0 ° g e g en d ie U n terzu gan sch lü sse versetzt durchführen
lassen; D eckenträgeranschlüsse an d ie Stü tzen sind in diesem Fall durch entsprechende Trägereinteilung leicht verm eid lich. D ie isom etrische Dar
ste llu n g in Abb. 9 veranschaulicht d ies beson ders gu t. D iese D arstellung
Abb. 8. V er- w u rd e, da im Erfrischungsraum keine Stützen stehen ankerung d es so llten , zu 13,8 m festg ele g t. D ie g leich e Sp ann w eite S k eletts im b esitzen auch d ie D eck en des 6. und 7. G esch osses, E isenbetonpfahl. die für Arbeitsräum e bestim m t sind. Für die Aus-
J a h rg a n g 5 H e it 11
2 7 . M al 1932 W e i ß , Der Neub au des Kaufhauses der E. Breuninger A.-G. in Stuttgart 8 7
führung der D eckenplatten w urde beim B reuninger-N eu bau grundsätz
lich B im sbeton verw en d et; auch son st war die V erw en du ng von Bim s
beton sehr w eitg eh en d , so daß man feststellen kann, daß alle Stah lteiie in B im sbeton ein g eb ettet lieg en . Ebenso w ie die Brüstungsträger und die Stahlkonstruktion der Treppenhaustürm e sind auch die säm tlichen Stützen m it B im sbeton u m geben und verputzt. Im Lichte der B auw eisen g e se h e n , stellt sich so m it der Breuninger-N eubau als ein typischer Stah lskelett-B im sbetonbau dar.
Der Bau wurde ln zw ei A bschnitten ausgeführt (s. Abb. 2): der Bau
abschnitt 1 an der H olzstraße beanspruchte sieb en W ochen, der Abschnitt 2 an der Karlstraße sech s W ochen für die A ufstellung. Lieferung und A uf
stellu n g der Stahlkonstruktion im G ew ichte von 1400 t erfolgte durch die Firmen M a s c h i n e n f a b r i k E ß l i n g e n A .-G . und G e b r . W ö h r , U nter
kochen; die Abb. 6 und 7 geb en ein ige Baustadien w ieder. Entwurf und B auleitu ng lagen in den H änden der Architekten B. D. A. E i s e n l o h r
& P f e n n i g , Stuttgart, die statische B erech nu ng und Prüfung der Stah l
konstruktionen war dem bekannten Techn. Büro von Reg.-Baum eister Prof. K i n t z l n g e r , Stuttgart, übertragen. M it dem B reuninger-N eubau hat nicht nur das Stadtbild der Stadt Stuttgart ein e r eizv o lle neu zeitlich e B ereicherung erfahren, sondern auch die stattliche Anzahl deutscher hervor
ragender Stah lskelettbauten ist dam it wiederum um ein Bauwerk verm ehrt w orden, w e lch es der Stahlb auw else w eitere Freunde gew in nen wird.
Ane Rechie Vorbehalten. Umbau ein es K esselhauses unter A ufrechterhaltung d es B etriebes.
Von Dipl.-Ing. H ein rich B e r g h a u s, Dortmund.
Um den Einbau von etwa 20 m hohen Steilrohrkesseln im alten Von B edeutung war die konstruktive A usbildung der M ittelstiele und K esselh au s der Schachtanlage Scholven (B ergw erks-A ktien gesellschaft ihrer Füße, die m öglichst gedrungen ausgeführt w erden m ußten, w ell sie R ecklinghausen) zu erm öglichen, wurde d ie H ebung d es Daches d ieses keinen größeren Raum ein nehm en durften als d ie alten Stützen, die zw ischen den vorhandenen in Betrieb befindlich en K esselbatterien e in gesch ach telt waren.
.
m aA bb. 1. Q uerschnitt und Grundriß des K esselh a u s« ^
K esselh au ses um 9,40 m notw endig. D ie Seitenm auern sollten 2,40 m aufgem auert und darüber durch 7 m hoh e Stahlfachwände mit großen Lichtbändern a u sg efü llt w erden.
B ed in gu ng w ar, d ie Seitenm auern durch die erforderliche N eukonstruktion so w o h l vertikal als auch horizontal m öglichst w en ig zu beanspruchen.
W eiterhin so llte der K esselh ausb etrieb während der Bauzeit in v o llem U m fange weitergeführt w erd en , w o b ei in erster Linie die Bunker
beschickungsbahn mit den alten Bunkern während der ganzen M ontagedauer erhalten und in Betrieb b leib en m ußte. Säm tliche Schutzm aßnahm en, säm tlich e R ohrabstützungen usw . sollten alleinige Sache d es U nternehm ers sein .
U nter d iesen U m ständen erw ies sich als g ü n stig e Form für die n eu e Stahlkonstruktion ein etw a 4 4 m w e it g esp a n n tes und 25 m h o h es R ahm ensystem , w elch es ln Abb. 1 stark au sgezogen g ezeich n et ist, im G egensatz zu der gestrichelten D arstellu ng, w elch e d ie K onstruktion der H alle in ihrem alten Z ustande w ied ergib t. D ieser elffach sta tisc h -u n b estim m t g erech n ete, m ehrstielige Rahmen ist m it sein en Seiten p fosten b ew eg lich g elagert, um b ei Auftreten von Horizontalkräffen (u. a. W ind auf d ie 7 m h oh e Fachwand und auf das g esam te Dach) die Außenm auern nicht zu beanspruchen. An die 19,5 m hoh en und 7,58 m
breiten dreistöckigen M ittelrahm en lehnen sich einhüftige Rahmen von / = 18,270 m an. — Z w ischen den M ittelstielen Ist der Bunker gelagert, der ein F assu ngsverm ögen von 50 t je lfdm hat und durch ein darüber
lieg en d e s Transportband beschickt wird.
Abb. 2. M ontagezustand.
A bb. 3. Blick in das Innere des K esselh au ses während der M ontage.
N eb en den rein praktischen Vorzügen der N eukonstruktion sei auch kurz auf das g u te A u sseh en der Rahmen h in g ew iesen , deren ruhige und sachliche Formen sich gerade während des U m baues g eg en das Gewirr der v iele n M aschen der alten K onstruktion w oh ltuen d abhoben.
D as G eb äud e trägt w eiterhin noch einen 6,21 m hohen und 18,50 m breiten Dachaufbau mit Jalousien und Stahlfenstern. V iele L aufstege mit zw eckm äßig an g eleg ten Treppen sorgen für leichte und b eq u em e Zu
gänglichkeit zu allen w ichtigen T eilen d es G e
bäudes.
Säm tliche P fetten , der Dachaufbau und die D achverbände w urden der alten Konstruktion ent
nom m en.
Mit zur Lieferung gehörte die A b deck ung der alten und die E indeckung der neu en H alle m it S teg zem en td ielen unter tunlichster V erw endung des A ltm aterials, die W iederverw endun g der Jalou
sien und der Fen ster des Dachreiters.
D ie M ontage fiel ln die W interm onate 1929/30 und war unter den g eg eb en en U m ständen äußerst schw ierig. An den b eiden L ängsseiten d es G e
bäudes war kein Platz für d ie A u fstellung irgend
w elch er M ontagegeräte. T iefe Baugruben zur Ver
legu n g von K abeln und L eitungen aller Art versperrten zum größten Teil den W eg. So entschloß man sich , d ie neuen Bunkerträger durch beh elfsm äß iges A ufklem m en von Schienen als Fahrbahn für ein en M ontagekran zu b e nutzen und so von ob en her zu m ontieren.
Zunächst mußte allerdings das erste alte Binder
feld von der G iebelw and aus abgebau t, die ersten beiden Rahmen m ontiert und d ie Bunker
träger ein geb aut w erd en , um ein e Fahrbahn für das v o rg eseh en e M ontagegerüst zu schaffen. J etzt konnte der eig en tlich e M ontagekran a u fgestellt w erden und m it sein en 22 m langen elektrisch betriebenen A uslegern die alten T eile von innen nach außen und d ie N eukonstruktion,
8 8 B e r g h a u s , Umbau eines K es se lh ause s usw. — Vers ch ied en es D E R S T A H L B A U
B e i l a g e z u r Z e i t s c h r i f t . D i e B a u t e c h n lk *
d ie vom W aggon aus durch einen Abladekran auf K leinw agen um geladen und herangefahren wurde, von außen nach innen transportieren und an der gew ü n sch ten S te lle absetzen. D as F ahrgestell d e s Kranes war 8 m breit, so daß die R eich w eite d es ganzen G erätes 50 m betrug, in ihren tiefsten A u sladu ngen mußten die A u sleger Stücke von 6 t h eben. D ie S töß e der Rahmen waren so g ew ä h lt, daß sie durch g em ein sa m es Arbeiten der b eiden A u sleger sch n ell zu sam m engefü gt w erden konnten.
D ie M ontage g in g feld erw eise vor sich. Nach dem Abbruch ein es alten B inderfeldes wurde ein Rahmen mit Pfetten, Bunkerträgern, R iegeln und V ersteifungen eingebaut, d ie K ranschienen v erleg t und der Kran vor
gefahren. Eine g e w isse Schw ierigkeit bot das Einfädeln der bereits oben erw ähnten M ittelstiele in die verhältnism äßig klein en Ö ffnungen zw ischen den vorhandenen K esseln . Für das M ontieren d es D achaufbaues und des Bunkers w urden beson dere H eb ezeu g e aufgesteilt, w elch e eb en falls oben
V e r s c h 1
B e m e r k e n s w e r te L o n d o n e r S ta h ls k e le ttb a u te n . (Nach „TheStructural E ngin eer“, Februar 1931.) Abb. 1 zeig t ein en Schnitt durch ein en e lf
stöckigen Baublock der .B an k von England". B em erkensw ert sind hier b eson ders d ie schw eren B lechträger (Abb. 1 rechts), w elch e die Stü tzen lasten von zehn G esch ossen abfangen, um im K eller ein en großen stü tzen freien Raum für die H eizungs-, Licht- und Kraftzentrale zu erhalten. D ie über d iesen schw eren Blechträgern ersichtlichen Q ueraussteifungen der Stü tzen durch Schrägen in Z w ischen w än d en bzw . durch Kopf- und Fuß
bänder dienen nicht nur zur A u ssteifun g d es G eb äud es g e g en Windkräfte, sondern auch zur V errin g e ru n g der D urchbiegung dieser Blechträger.
Man b eab sich tigt mit dieser M aßnahm e, R isse in dem darüberliegenden M auerwerk und außerm ittige B elastu n g der Stützen zu v erm eid en . Hier
durch kom m t natürlich ein e vielfache statische U n b estim m th eit in die Konstruktion, und ein e ein igerm aß en gen au e Erfassung d es K räfteverlaufs dürfte w oh l a u sgesch lossen sein.
(Q uerschnitt).
A bb. 2 z eig t ein en Schnitt durch ein en anderen Baublock der .B an k von E nglan d“. Auch hier sind schw ere Blechträger zur A bfangung der M ittelstützen angeordnet. Z w ischen diesen Blechträgern und den Stützen w urden Eckaussteifungen v o rg eseh en , w e lch e led iglich der A b leitu n g von W indkräften dien en so llen . Um zu verhindern, daß schon w ährend der A u fstellu n g d es S ta h lsk eletts durch die allm ählich w ach sen d e Durch
b iegu n g des Trägers B iegu n gsm om en te in den Stützen erzeu gt w erd en , w urde zunächst zw ischen den A u ssteifun gen und den Blechträgern ein Spalt frei g ela ssen , w elch er etw a der D urchbiegung des Trägers in fo lg e der stän digen Last entsprach. D ie A ussteifung w ärend der Auf
stellu n g w urde durch b eh elfsm äß ige H olzstreb en erzielt. D iese b e h e lfs
m äßigen Streben waren unm ittelbar neb en den Stü tzen auf den U nter
zü gen einer eb en falls nur während der A u fstellu n g ein geb au ten Z w ischen
d eck e abgestü tzt. Nachdem d ie g e sam te stän dige Last auf d ie B lech träger wirksam war, w urden d ie H olzstreb en entfernt, und der erw ähnte Spalt schloß sich fast vollstän d ig, so daß die en d gü ltigen Eckaussteifungen vern ietet w erden konnten.
B el d iesem G eb äud e sind d ie Stützen nicht mit der üb lichen g en ieteten Fußkonstruktion verseh en , und zur Ü bertragung der Stü tzenlasten auf die üb er d ie gan ze Grundfläche d es G eb äu d es durchgehend e E isenbetonplatte w urden auch k ein e druckverteilenden Trägerroste verw en d et. Für d ie Ü bertragung der Stü tzcnlasten w urden hier vielm eh r ein fach e Stahlplatten v erw en d et, auf w elch en d ie Stützen errichtet w urden. D iese Anordnung soll ein e w esen tlich e Ersparnis an Baukosten erbracht hab en , da b ei der
auf der N eukonstruktion verfahrbar waren. Hand in H and mit der A u f
stellu n g der Stahlkonstruktion g in g d ie Eindeckung der neuen H alle mit S teg z em en td ielen , so daß bereits d ie ersten Arbeiten für die A u fstellu n g der S teilrohrkessel in dem fertig ein ged eck ten Teil der H alle vor sich g eh en konnten. Nachdem die n eu e K esselan lage mit den Bunkern ln Betrieb gen om m en war, wurde der alte Bunker mit der B eschickungsbahn abm ontiert und verschrottet. D ie Abb. 2 u. 3 veranschaulichen deutlich den V organg der M ontage und das A u sseh en der neu en H alle. Trotz der W interm onate g in g en d ie von der Firma H e i n r i c h B e r g h a u s , Dortm und, ausgeführten Arbeiten oh n e B etriebsstörung vor sich und sind term inm äßig b e e n d e t worden.
Z usam m enhängend sei noch erwähnt, daß das gan ze G ebäude eine Fläche von 92,43 m X 44,12 m b ed eck te, w ob ei die R ahm enentfernung naturgem äß durch die alte B inderteilung g e g eb en war.
e d e n e s.
son st üb lichen A nordnung hoher Fundam entblöcke deren Soh le bedeutend tiefer geführt w erd en m ußte. A ußerdem w o llte man auch verm eiden , daß ein zeln e Fund am en tblöck e in den Kellerraum hineinragten. Bei der g ew äh lten A nordnung beträgt d ie D icke der Stahlplattcn für die am höchsten b elasteten Stützen (rd. 1000 t) nur 230 mm bei 1,8 m Länge und Breite. Ob durch d ie se Platten ein e g leich m äß ige Übertragung der Stü tzen
lasten auf die B etonfuge erreicht wird, Ist bei dieser Plattenstärke aber w oh l fraglich.
(Q uerschnitt).
D ie B ew ehrung der E isenb etonfu nd am en tplatte ist so b e m e ssen , daß sie für Stützendrücke bis rd. 350 t ausreicht. U nter Stützen mit großen Lasten w urden k reu zw eise Z usatzbew ehrungen angeordnet, w elch e b e isp iels
w e ise b e i den schw ersten Stützen aus ingesam t 80 Rundelsen von 32 mm Durchm esser b esteh en , von w elch en ein e H älfte gerad e geführt ist, w ährend die andere zur Aufnahm e der Scherkräfte au fgeb ogen ist.
Eine w eitere in der A b han dlun g b esch rieb en e Stahlkonstruktion betrifft den S p eisesaal des H aileybury C o lleg e. D essen D eck e besteh t aus einem großen K reu zgew ölb e m it vier a n sch ließ en d en kleineren T on n en gew ölb en . D ie Kämpfer der aus einer Fachw erkstahlkonstruktion b esteh en d en Grat- und W andbogen dieser G ew ö lb e m ußten auf V erlangen d es A rchitekten sehr hoch angeordnet w erd en , und dort waren die B ogenschü be, näm lich 35 t d es G ratbogens und 28 t d es W and bogens, unm ittelbar abzu leiten . Aus d iesem Grunde w urden Köpfe und Füße der E ckstützen durch die Streben e in es H ängew erks, d essen P fosten in K äm pferhöhe angeordnet ist, verbunden. Köpfe und Füße der gegen ü b erlieg en d en E ckstützen sind durch b eson d ere Anker m iteinander verb unden , so daß sich die G e w ö lb e sch ü b e in d ie sen Ankern g e g en se itig aufheben. A. S c h u l t z , Breslau.
I N H A L T : D as s c h ra u b e n f ö rm ig e K n ic k e n d e r E c k p fo ste n v o n G itte r m a s te n . — D e r N e u b a u d e s K a u fh a u s e s d e r E. B re u n ln g e r A .-G . ln S tu ttg a rt. — U m b a u e in e s K e s s e lh a u s e s u n te r A u fre c h te rh a ltu n g d e s B e trie b e s. — V e r s c h i e d e n e s : b e m e r k e n s w e rte L o n d o n e r S ta h ls k e le tt
b a u te n . ---
F ü r d ie S c h rlftle ltu n g v e ra n tw o r tlic h : G eh. R e g ie ru n g s ra t P ro f. A. H e r t w l g , B e rlln -C h a rlo tte n b u rg . V erlag v o n W ilh elm E rn s t & S o h n, B erlin W 8.
D ru c k d e r B u c h d ru c k ere i G e b rü d e r E rn s t, B e rlin SW 6 8 .
