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Patent Searching and Data


Title:
FRONTAL BUTT CONNECTION BETWEEN TWO ROOF SLAB ELEMENTS OF A FLAT ROOF AND CORRESPONDING ROOF SLAB ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/046305
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a frontal butt connection between two roof slab elements of a flat roof and to a corresponding roof slab element (1) which comprises undercuts, grooves or pockets (8, 9) integrated into its profile walls (6, 7). In this area the pockets of at least one roof slab element are substantially recessed in the form of slots (11) or a jog (15), and the apex of the slab can be removed. The slabs can be nested into one another or stacked without the pockets or grooves mutually impeding one another. Especially when the slots or the jog is configured in such a way that they almost halve the pockets next to the upper chord, the remaining pockets enclose the pockets of the subjacent slab. The top slab, in the slot area, is elastic to such an extent that it almost engages into the upper chord of the lower slab. The roof slab elements can be fastened, for example, in the area of the overlapping upper chords or with their slab surfaces resting on the purlin either with one another and/or on the purlin. The invention allows a gap-free butt connection of the roof slab elements despite their projecting pockets.

Inventors:
ZAHN HARALD (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/004209
Publication Date:
June 05, 2003
Filing Date:
November 14, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ZAHN HARALD GMBH (DE)
ZAHN HARALD (DE)
International Classes:
E04D3/30; E04D3/362; E04D3/365; (IPC1-7): E04D3/30; E04C2/32
Foreign References:
JPS61237742A1986-10-23
FR1176824A1959-04-16
DE19943661A12001-03-15
FR1491552A1967-08-11
Attorney, Agent or Firm:
Zahn, Harald (Ludwig-Wagner-Strasse 10 Wiesloch, DE)
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Claims:
Stirnseitige Stoßverbindung zwischen zwei Dachblechelementen eines Flachdach und hierzu geeignetes Dachblechelement ANSPRÜCHE
1. Stoßverbindung zwischen zwei Dachblechelementen (1,2) die in ihren Profilwandungen (6,7) eingeformte Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) besitzen und wobei die zu stoßenden Dachblechelemente bei gleicher Profilgröße den gleichen Profilquerschnitt besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dachblechelemente (1,2) im Stoßbereich überlappen und wobei die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) mindestens eines der Dachblechelemente (1) im Überlappungsbereich zumindest teilweise entfernt oder ausgespart sind.
2. Stoßverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachblechelemente (1,2) zumindest im Bereich ihrer Untergurte (13,14) plan aufeinander liegen.
3. Stoßverbindung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) durch in deren Bereich beidseitig angeordnete Schlitze (11) zumindest teilweise entfernt sind.
4. Stoßverbindung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) durch eine Profilausklinkung (15) zumindest teilweise entfernt sind.
5. Dachblechelement (1) für eine Stoßverbindung nach Anspruch 1, insbesondere mit einem nahezu trapezförmigen Profilquerschnitt, wobei in dessen Profilwandseiten (6,7) Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) eingeformt sind und wobei die zu stoßenden Dachblechelemente bei gleicher Profilgröße den gleichen Profilquerschnitt besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachblechelement (1) beidseits im Bereich der Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) Schlitze (11) oder eine Ausklinkung (15) besitzt, die die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) weitestgehend ausschneiden und sich von der Stirnkante (12) aus in Längsrichtung des Dachblechelements (1) parallel zum Blechscheitel erstrecken.
6. Dachblechelement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachblechelement (1) im Bereich der Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) mit samt dem Blechscheitel ausgeklinkt ist, so dass die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen (8,9) weitestgehend ausgeschnitten sind und sich die Ausklinkung (15) von der Stirnkante (12) aus in Längsrichtung des Dachblechelements (1) parallel zum ursprünglichen Blechscheitel erstrecken.
Description:
Stimseitige Stoßverbindung zwischen zwei Dachblechelementen eines Flachdach und hierzu geeignetes Dachblechelement BESCHREIBUNG Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine stirnseitige Stoßverbindung zwischen zwei Dachblechelementen eines Flachdach und ein hierzu geeignetes Dachblechelement, das in seinen Profilwandungen eingeformte Hinterschneidungen, Nuten oder Taschen besitzt und wobei die zu stoßenden Dachblechelemente bei gleicher Profilgröße den gleichen Profilquerschnitt besitzen.

Stand der Technik Dachblechelemente sind meist s. g. Trapezbleche mit gleichmäßig sich abwechselnden Hoch-und Tiefsicken, die auf den Dachpfetten eines Flachdach aufliegen und üblicherweise mit einem Dämmmaterial belegt und mit Kunststoff-oder Bitumenbahnen abgedichtet werden.

Die Dämm-und Dichtungsmaterialien werden mechanisch befestigt.

Dies erfolgt mittels Schrauben und großflächigen Lastverteilteller oder mittels Kunststoffschraubkombinationen. Kunststoffschraubkombi- nationen bestehen jeweils aus einem aus Kunststoff beschaffenem Hohlschaft, in dem eine Schraube versenkt aufgenommen ist. Die Schrauben besitzen eine Bohrspitze, die sich in das Dachblechelement einschneidet. Bei konventionellen Dachblechelementen durchdringen die Schrauben das Dachblech im Bereich des Blechobergurtes und sind von der Gebäudeinnenseite her sichtbar, was nicht nur optisch sondern auch hinsichtlich der Korrosionsanfälligkeit nachteilig sein kann. Um diese Nachteile zu beheben ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 43 661 A1 ein Befestigungssystem beschrieben, bei dem das Dachblechelement in seinen Wandseiten eingeformte Taschen oder Nuten besitzt. Die Taschen oder Nuten zwei parallel benachbarter Wandseiten bilden ein Hinterschneidungspaar, das als Rückhaltemittel für in der Tiefsicke des Dachblechelements eingesetzten Klemmlaschen dienen. Die Klemmlaschen bilden eine durchbohrbare Angriffsfläche für die Befestigungsschrauben. Die die Klemmlaschen durchschneidenden Bohrspitzen ragen in die Tiefsicken der Dachblechelemente und sind von der Gebäudeinnenseite her nicht mehr sichtbar. Die so ausgeformten Dachblechelemente können im stirnseitigen Stoßbereich, d. h. beim s. g. Querstoß, nicht mehr überlappend verlegt werden, da dies die in den Blechwänden eingeformten Taschen und Nuten nicht mehr zulassen. Die Stoßverbindungen werden beispielsweise mit Übergangsblechen hergestellt.

In der FR 1 491 552 ist ein Trapezblech beschrieben, das zur Vermeidung der Anbringung von Bohrlöchern bei der Montage mit Ausbuchtungen versehen ist, in denen Befestigungsmittel verankert werden können. Um einen Zusammenbau der Elemente in

Längsrichtung zu ermöglichen, ist ein am Ende der Trapezbleche angeordnetes Aufnahmeprofil vorgesehen, das durch Verformung des betreffenden Endes so ausgebildet ist, dass die ebenen, leicht aufgeweiteten Abschnitte genau an den ebenen Abschnitten des angrenzenden Elementes anliegen. Die so ausgebildete Stoßverbindung ist technisch aufwendig weil die Stoßverbindung eine Verformung der Blechteile erfordert und in sich mechanisch gesichert werden muss. Dies hebt jedoch den ursprünglich gewonnenen Vorteil der schraublosen Verbindung wieder auf.

Außerdem lässt der spezifische Auslauf der Blechelemente kein beliebiges Drehen der Elemente zu, sondern müssen immer in einer bestimmten Laufrichtung verwendet werden. Dies wiederum führt zu einem relativ hohem Verschnitt und damit zu einem vermehrten Blechbedarf.

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, eine einfache und sichere Stoßverbindung für Dachblechelemente zu schaffen, die in ihren Profilwandungen eingeformte Hinterschneidungen, Nuten oder Taschen besitzen. Ferner soll mit der Erfindung ein für eine solche Stoßverbindung geeignetes Dachblechelement geschaffen werden, wobei die zu stoßenden Dachblechelemente bei gleicher Profilgröße den gleichen Profilquerschnitt besitzen.

Darstellung der Erfindung Zur Lösung dieses technischen Problems schlägt die Erfindung vor die Dachblechelemente im Stoßbereich zu überlappen und dabei an

mindestens einem der Dachblechelemente die Hinterschneidungen, Taschen oder Nuten im Überlappungsbereich auszusparen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Dachblechelemente im Stoßbereich in konventioneller Weise überlappt werden können. Dies bringt nicht nur einen statischen Nutzen sondern ist auch für die Verlegetechnik ein Vorteil. Die Bleche können sowohl ineinander geschoben und verschoben werden als auch einfach aufeinander aufgelegt werden, um den Stoßbereich zu bilden. Trotz des eigentümlichen Profilquerschnitts, muss im Querstoßbereich keine Sonderkonstruktion verwendet werden. Es kann damit ein Querstoß mit konstruktiver Überdeckung in Spannrichtung in bewährter Art und Weise hergestellt werden, der den Vorgaben nach DIN 18807 entspricht, wobei durch die Erfindung erstmals für solch modifizierte Bleche mit Taschen ein Überlappungsstoß möglich ist.

Der Querstoß soll statisch nur zur Übertragung von Quer-b. z. w.

Auflagerkräften dienen. Eine Übertragung von Biegemomenten ist nicht beabsichtigt. Die besondere erfindungsgemäße Durchbildung stellt sicher, dass das Dachblech der Querstoßkonstruktion wie ein Endauflager eines herkömmlichen ungeschlitzten oder nicht ausgeklinkten Blechs ausgebildet und bemessen werden kann. Durch die Befestigung auf der Dachpfette sind die erfindungsgemäßen Dachbleche zusätzlich im Stoßbereich gegen Windsogkräfte geschützt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dachblechelemente zumindest im Bereich ihrer Untergurte plan aufeinander liegen. Die Taschen sind dabei so ausgespart, dass diese selbst nicht mehr auftragen können, was ansonsten zu Spalten bei der Überlappung führen würde. Wenn anstelle einer Ausklinkung, bei der

auch der Obergurt des Blechs entfernt ist, eine beidseitige Schlitzung gewählt ist um die Taschen zu entfernen oder auszusparen, so liegen auch die Obergurte mit ihren benachbarten Flächen aufeinander auf.

Die Bleche können ineinander eingeschoben oder aufeinander aufgelegt werden, ohne dass sich die Taschen oder Nuten gegenseitig behindern. Insbesondere dann, wenn z. B. die Schlitze so ausgeführt sind, dass diese die Taschen nahe des Obergurtes annähernd halbieren, umgreifen die restlich verbleibenden Taschen die Taschen des darunter liegenden Blechs. Das obere Blech ist dabei im Schlitzbereich soweit elastisch, dass dieses weitestgehend in den Obergurt des unteren Bleches einklippst. Die Dachblechelemente können z. B. im Bereich der sich überlappenden Obergurte oder mit ihren auf der Pfette aufliegenden Blechflächen entweder miteinander und/oder auf der Pfette befestigt werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass sich die Schlitze oder die Ausklinkung von der Stirnkante ab in Längsrichtung des Dachblechelements erstrecken. Bei dieser Ausgestaltung muss das jeweils erste Blech des Verlegeverbundes nicht verändert werden. Jedes weitere Blech benötigt nur an einer Stirnseite die z. B. erfindungsgemäßen Schlitze.

Der über dem Schlitz befindliche Obergurt stützt sich dann auf dem Obergurt des darunter liegenden Blechs ab.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dachblechelement im Bereich seiner Hinterschneidungen, Taschen oder Nuten ausgeklinkt ist. Da der Obergurt des Dachblechs keinerlei statische Belastungen ausgesetzt ist, kann dieser anstelle der vorgenommenen Schlitzung ganz ausgeklinkt bzw. entfernt werden.

Die Schlitzungen oder Ausklinkungen können wahlweise sowohl werks- als auch bauseitig vorgenommen werden.

Ferner stellt die Erfindung ein Dachblechelement für eine Stoßverbindung nach Anspruch 1 bereit, insbesondere mit einem nahezu trapezförmigen Profilquerschnitt, wobei in dessen Profilwandseiten Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen eingeformt sind und wobei die zu stoßenden Dachblechelemente bei gleicher Profilgröße den gleichen Profilquerschnitt besitzen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das Dachblechelement beidseits im Bereich der Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen Schlitze oder eine Ausklinkung besitzt, die die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen weitestgehend ausschneiden und sich von der Stirnkante aus in Längsrichtung des Dachblechelements parallel zum Blechscheitel erstrecken.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dachblechelement im Bereich der Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen mit samt dem Blechscheitel ausgeklinkt ist, so dass die Hinterschneidungen, Nasen oder Taschen weitestgehend ausgeschnitten sind und sich die Ausklinkung von der Stirnkante aus in Längsrichtung des Dachblechelements parallel zum ursprünglichen Blechscheitel erstrecken. Gerade diese Ausgestaltungen mit verbleibendem oder enferntem Blechscheitel ermöglicht eine völlig flexible Handhabung der Bleche in der Praxis. Die zu stoßenden Bleche können aufeinander gepresst oder ineinander eingeschoben werden, so das eine gegebenenfalls benötigte Längenanpassung möglich ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Kurzbeschreibung der Zeichnung Die Zeichnungen ergeben eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wieder.

Dabei zeigen : Figur 1 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Dachblechelements Figur 2 die erfindungsgemäße Stoßverbindung in einer Seitenansicht Figur 3 ein perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Dachblechelements Figur 4 eine Stirnansicht eines Versuchskörpers Figur 5 eine Seitenansicht des Versuchskörpers aus Figur 4 Figur 6 eine Systemskizze zu einem Versuchsaufbau Figur 7 die Lagerung der Versuchsobjekte am ausgeschnittenen Ende Figur 8 Kraft-Verschiebungsdiagramme der untersuchten Trapezblechabschnitte (Maschinenweg s) Figur 9 Kraft-Verschiebungsdiagramme der untersuchten Trapezblechabschnitte (Endauflager-Verschiebung w) Figur 10 eine Zusammenstellung der statistischen Auswertung der erreichten Traglasten Figur 11-13 gibt die wichtigsten Abmessungen der geprüften Trapezbleche wieder Figur 14 eine schematische Darstellung der konstruktiven Überdeckungslänge in Spannrichtung Figur 15 eine Seitenansicht in der die Länge der Schlitzung definiert ist

Figur 16 eine Stirnansicht in der die Höhe der Schlitzung definiert ist Figur 17 eine Tabelle über die Mindestauflagerbreiten des Stoßes Figur 18 eine schematische Darstellung zur möglichen Anordnung zusätzlicher Verbindungsmittel Ausführungsbeispiel der Erfindung Verwendet als Dachblechelement 1 ist ein Stahltrapezblechprofil E 160 der Firma Hoesch. Dieses Stahltrapezblech wird nachträglich am Obergurt so kaltverformt, dass die Möglichkeit besteht, schraubenlos Verriegelungselemente am Trapezblech anbringen zu können.

Das mit 1 bezeichnete Dachblechelement besteht aus parallelen trapezförmigen Hoch-und Tiefsicken 3 und 4. In Figur 1 ist die nächste sich an die Hochsicke 3 anschließende Tiefsicke 4 nur angedeutet. Die Dachblechelemente 1 und 2 werden im Bereich der mit 5 bezeichneten Pfette überlappend gestoßen. Die Dachblechelemente 1,2 besitzen in ihren Wandseiten 6,7 nachträglich eingeformte Taschen 8,9. Aufgrund dieser besonderen Profilform ist es bisher nicht möglich gewesen einen üblichen Querstoß mit konstruktiver Überdeckung in Spannrichtung weitestgehend nach DIN 18807 Teil 3, Abs. 4.6. 1 auszuführen. Das Dachblechelement 1 besitzt daher erfindungsgemäß in seinen beiden Wandseiten 6,7 jeweils einen Schlitz 11, der sich von der Stirnkante 12 aus in Blechlängsrichtung erstreckt und der die Taschen 8,9 in etwa halbiert, so dass diese über die darunter liegenden Taschen 8', 9' übergestülpt werden können. Das Dachblechelement 1 umgibt im Überlappungsbereich das darunter liegende Dachblechelement 2, wobei beide Bleche mit ihren Untergurten 13,14 bzw. Obergurten 16,17 dicht aneinander anliegen.

Um die Funktionstauglichkeit der Erfindung nachzuweisen wurden an den Trapezblechabschnitten der Stoßkonstruktion Belastungsversuche durchgeführt, die im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren erläutert werden. Hierzu wurden 2,5 m lange Abschnitte der moifizierten Stahltrapezprofilblechtafeln verwendet, bei denen, wie in den schematischen Abbildungen Figur 4 und 5 dargestellt ist, an einem Tafelende die Obergurte auf einer Länge von etwa 25 cm und einer Höhe von etwa 4 cm ausgeschnitten waren, wobei die Ausklinkung mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Die Versuche wurden unter Beachtung der DIN 18807 als s. g. Endauflagerversuche unter Sogbelastung durchgeführt. Der hierzu erforderliche und dabei realisierte Versuchsaufbau ist im wesentlichen in den Figuren 6 und 7 wiedergegeben. Dieser Aufbau entspricht in allen wesentlichen Einzelheiten den Vorgaben der hier maßgeblichen Norm. Zur Belastung diente ein servo-hydraulisch gesteuerter 63 kN Einzelprüfzylinder. Die Versuche wurden weggeregelt gefahren, Steuergröße war die Verschiebungsgeschwindigkeit des Prüfzylinderkolbens. Die konstante Verschiebungsgeschwindigkeit betrug 0,08 mm/sec. Messgrößen waren die Kolbenverschiebung (Maschinenweg S) und die resultierende Kraft F. Die elektrischen Messsignale wurden mittels PC erfasst, weiterverarbeitet und direkt als Kraft-Verschiebungskurven aufgezeichnet.

In Figur 8 sind die in den Belastungsversuchen ermittelten Kraft- Verschiebungsdiagramme von vier durchgeführten Belastungsversuchen grafisch dargestellt. Figur 9 zeigt die Ergebnisse der Verschiebungsmessungen am Endauflager. Die Tabelle der Figur 10 gibt die Zusammenstellung der statistischen Auswertung der erreichten Traglasten wieder. Die Figuren 11-13 enthalten die wichtigsten Abmessungen der geprüften Trapezbleche. Die Begutachtung der Erfindung im Zusammenhang mit den durchgeführten

Belastungsversuchen führten im Ergebnis dazu, dass ein auf das Versagen ausgerichteter Versuch erst beim Ausknöpfen der Schrauben beendet werden musste. Die Versuche führten ferner zu der Erkenntnis, dass die Richtwerte für die in Figur 14 angegebene konstruktive Überdeckungslänge lü in Spannrichtung nach DIN 18807 maßgebend sind. Für Trapezprofilunterschalen mit oberseitiger Dachabdichtung sind für die Überdeckungslänge Richtwerte von 50 bis 150 mm gegeben. Die Länge der Ausklinkung bzw. Schlitzung Is (Figur 15) sollte den Richtwerten der Überdeckungslänge mit einer zusätzlichen Verlängerung um das Maß des möglichen Montagespalts s (Figur 14) aus vorhandenen Toleranz-und Verlegeabweichungen entsprechen.

Aus statischer Sicht ist die Länge der Schlitzung ls (Figur 15) und somit auch einer alternativ möglichen Ausklinkung, also einer völligen Wegnahme des Obergurts, nicht relevant. Die Schlitzung sollte sich, wie in Figur 16 dargestellt ist, auf den Bereich der Taschen beschränken. Die Auflagerbreiten bAder erfindungsgemäßen Elemente im Bereich der Querstoßkonstruktion nach Figur 14 entsprechen den Mindestauflagerbreiten von Endauflagern nach DIN 18807 Teil 3, Abs.

4.2. 1, auf deren Gesamtheit hier Bezug genommen wird. Beim geschlitzten bzw. ausgeklinkten Trapezblech sind aufgrund der Querschnittsschwächung die Mindestauflagerbreiten bA2 ab Ende der Schlitzung bzw. Ende der Ausklinkung im ungeschwächten Bereich einzuhalten. Die Mindestauflagerbreiten sind vom Montageablauf abhängig. Das unten liegende ungeschlitzte oder nicht ausgeklinkte Trapezblech wird im Regelfall nicht unmittelbar nach dem Verlegen auf dem Auflager befestigt. Beim oben liegenden geschlitzten oder ausgeklinkten Trapezblech besteht die Möglichkeit einer unmittelbaren Befestigung nach dem Verlegen. Die in Anlehnung an DIN 18807 empfohlenen Mindestauflagerbreiten für das erfindungsgemäße Trapezblech sind in der Tabelle der Figur 17 wiedergegeben. Für die

Verbindungsmittel gelten die maßgebenden Normen oder bauaufsichtlichen Zulassungen des deutschen Instituts für Bautechnik, wobei die Regelungen nach DIN 18807 Teil 3 einzuhalten sind.

Der minimale Randabstand der Verbindungsmittel zum Querrand von Stahltrapezblechen beträgt nach DIN 18807 Teil 3 : e > 20mm, e > 2 x d mit d = Lochdurchmesser Die Verbindung zwischen dem geschlitzten bzw. ausgeklinkten Trapezblech und der Unterkonstruktion sollte aufgrund der Querschnittsschwächung bei hohen Sogbelastungen möglichst nahe am Ende der Schlitzung bzw. Ausklinkung erfolgen. Experimentelle Untersuchungen wurden mit folgendem Abstand der Verbindungsmittel zum Ende der Schlitzung durchgeführt : e + s < 60 mm Falls die Einhaltung dieses Abstandes aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist, sollte die Anordnung eines zusätzlichen Verbindungsmittels im ungeschwächten Bereich des geschlitzten bzw. ausgeklinkten Trapezblechs erfolgen, wie dies in Figur 18 dargestellt ist. Die Anordnung weiterer Verbindungsmittel ist aus statischer Sicht nicht erforderlich. Konstruktive Zusatzbefestigungen, wie z. B. die Befestigung des restlichen Obergurts im Bereich der Schlitzung am darunter liegenden Trapezblech können jedoch angebracht werden.

Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegebenen Merkmale können sowohl für sich alleine, als auch zusammen mit anderen Merkmalen erfindungswesentlich sein.