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Title:
PRESTRESS-STABILIZED CONSTRUCTIONAL ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/086089
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a constructional element (1) for use as a beam, support or brace, especially for use in structural engineering and bridge building, which is designed for a bending load (F) in at least one transverse direction. The constructional element (1) is composed of at least two longitudinal elements (2) and an interposed bulkhead (3) that are braced with one another via bracing elements (7) disposed in the longitudinal direction at least in the tension area of the construction element (1). The bulkhead (3) is thus pressed against the respective end sections of the longitudinal elements (2) merely by the prestress and stabilizes the shape of the longitudinal elements (2) and receives the shearing forces caused by the bending load. The longitudinal elements (2) are provided with at least one tension (4) and pressure chord (5) and thin-walled web elements (6, 6") linking them. The inventive constructional element (1) is light-weight and has an excellent flexural strength and torsion-proofness.

Inventors:
KURATH-GROLLMANN JOSEF PETER (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000254
Publication Date:
November 15, 2001
Filing Date:
May 08, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SWISSFIBER AG (CH)
KURATH GROLLMANN JOSEF PETER (CH)
International Classes:
E01D2/00; E04C3/22; E04C3/28; (IPC1-7): E04C3/28; E01D2/00; E01D15/133; E01D101/40
Foreign References:
FR2097111A11972-03-03
US2645115A1953-07-14
US3871146A1975-03-18
DE2520549A11976-11-18
US2874812A1959-02-24
US4079476A1978-03-21
DE29810236U11998-12-17
Attorney, Agent or Firm:
TROESCH SCHEIDEGGER WERNER AG (Schwäntenmos 14 Zumikon, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Als Träger, Stütze oder Strebe insbesondere im Hoch und Brückenbau verwendbares Konstruktionselement (1), wel ches für eine Biegebelastung (F) zumindest in einer Quer richtung ausgelegt ist und mindestens ein Längselement (2) aufweist, welches zumindest überwiegend aus einem ersten Material besteht, und mit mindestens einem Spannelement (7) bezüglich seiner Länge vorgespannt ist, wobei das Spannele ment (7) zumindest überwiegend aus einem zweiten Material besteht, und wobei wenigstens ein Spannelement (7) in Bezug auf die Biegebelastung (F) in der dabei in dem Konstrukti onselement (1) auftretenden Zugzone angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Längselemente (2) und ein zwischen den jeweils zugewandten Endkanten der Längs elemente (2) angeordnetes und an diese Endkanten anliegen des Schott (3) aufweist, wobei die Längselemente (2) je weils mindestens einen als Hohlkörper ausgebildeten Zug (5) und einen Druckgurt (4) sowie ein den Zugund Druck gurt verbindenden Steg (6,6') aufweisen, wobei der Steg ebenfalls als dünnwandiger Hohlkörper (6,6') ausgebildet ist, und dass jedes Spannelement (7) jeweils mindestens in den einander zugewandten Endbereichen der jeweils durch ein Schott (3) getrennten Längselemente (2) fixiert ist und da durch die entsprechenden Endkanten an das jeweilige Schott (3) anpressen.
2. Konstruktionselement (1) nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Spann element (7) in Bezug auf die Biegebelastung (F) in der da bei in dem Konstruktionselement (1) auftretenden Druckzone angeordnet ist.
3. Konstruktionselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (7) innerhalb der Zug (5) resp. Druckgurte (4) angeordnet sind.
4. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schotten (3) je weils ganzflächig an die entsprechenden Ränder der Längs elemente (2) anliegen, und dass diese Ränder der Längsele mente in einer Ebene liegen.
5. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schotten (3) mindestens bis zum Aussenquerschnitt der Längselemente (2) erstrecken und diesen vorzugsweise mindestens stellenweise überragen.
6. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schotten (3) aus Kunststoff, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff beste hen.
7. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (7) wenigstens bereichsweise in Längsrichtung mit den Längsele menten (2) verbunden sind, vorzugsweise verklebt sind.
8. Konstruktionselement (1) nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Spannelemente (7) aus faserverstärk tem, vorzugsweise kohlenfaserverstärktem Kunststoff beste hen, vorzugsweise in Form einer Lamelle (9).
9. Konstruktionselement (1) nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zug (5) und/oder Druckgurte (4) der Längselemente (2) auf der Aussenseite mit mindestens einer als Spannelement (7) wirkenden Lamelle (9) verbunden sind, vorzugsweise verklebt sind.
10. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material der Längselemente (2) ein Kunststoff, vorzugsweise ein faser verstärkter Kunststoff, vorzugsweise ein glasfaserverstärk ter Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul in Längsrichtung in einem Bereich von 5'000 bis 45'000 MPa ist.
11. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche l bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Material für das Spannelement (7) ein kohlefaserverstärkter Kunst stoff oder ein Stahl verwendet ist, vorzugsweise mit einem Elastizitätsmodul in Längsrichtung in einem Bereich von 100'000 bis 300'000 MPa.
12. Konstruktionselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Spannelemente (7) und/oder der Lamellen (9) 5 bis 40%, ins besondere bevorzugt 10 bis 25%, in Bezug auf die Druckbe lastbarkeit des ersten Materials der Längselemente (2) be trägt.
Description:
KONSTRUKTIONSELEMENTE MIT VORGESPANNTER STABILISIERUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konstruktionselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Konstruktionselemente werden insbesondere im Hoch-und Brückenbau als Träger, Stützen oder Streben ver- wendet und sind für Biegebelastung zumindest in einer Quer- richtung ausgelegt und weisen mindestens ein Längselement auf, welches zumindest überwiegend aus einem ersten Materi- al besteht. Beim Bau von Brücken, Gerüsten, Zelten, Dächern und anderen tragenden Konstruktionen werden Bauelemente be- nötigt, welche in der Lage sind, Biegebelastungen in we- nigstens einer Querrichtung zur Hauptlängsrichtung aufzu- nehmen. Diese Belastbarkeit sollte aus Sicherheitsgründen so gross sein, dass die im Bauwerk effektiv anliegende Be- lastung nur einen Bruchteil der maximalen Belastbarkeit ausmacht. Ausserdem ist es für die meisten Anwendungen wichtig, dass der Elastizitätsmodul solcher Elemente mög- lichst gross ist, d. h. dass die Elemente bei Belastung nur wenig gebogen werden.

Herkömmlicherweise werden für diese Zwecke Eisen-oder Stahlträger, sowie Beton in Kombination mit Armierungen verwendet. Letzteres beispielsweise derart, dass in den durch Biegebelastung entstehenden Zugzonen der Elemente Ar- mierungseisen angeordnet sind, welche die resultierende Zugbelastung aufnehmen können (sog. Schlaffarmierung). Dies ist notwendig, da Beton trotz verhältnismässig grossem Elastizitätsmodul zwar grossen Druckbelastungen standzuhal- ten vermag, gegenüber Zugbelastungen aber infolge seiner

Sprödigkeit vergleichsweise sehr anfällig ist. Derartige Schlaffarmierung weist den Nachteil auf, dass einerseits die Wirksamkeit der Armierung erst eintritt, wenn sich im Bauelement bereits eine Zugbelastung aufgebaut und der Be- ton gedehnt und damit das Bauelement bereits ein wenig durchgebogen hat, und dass andererseits die beim Betonieren entstehende Verbindung zwischen Beton und Armierungsmateri- al meist nicht optimal ist und somit der Zug nicht 100% ef- fizient übernommen werden kann. Insbesondere im Brückenbau wird deshalb, um elegantere Konstruktionen zu ermöglichen, sogenannter Spannbeton eingesetzt, bei welchem nicht Armie- rungseisen, sondern Rohre einbetoniert werden, in welche Spannkabel eingezogen werden. So kann der Beton bei glei- chem Querschnitt nicht nur stärker belastet werden, sondern es ist bei Anlegen einer Vorspannung an den Kabeln auch möglich, dass deren Wirksamkeit nicht erst bei einer signi- fikanten Durchbiegung des Betons einsetzt, sondern jede Zugbelastung sogleich direkt aufnimmt. Durch das Einführen von Kabeln wird aber der Elastizitätsmodul von Beton nicht wesentlich vergrössert, da die Kabel im Querschnitt nur ei- nen sehr kleinen Anteil im Vergleich zum Beton ausmachen, sondern es wird durch ein geeignetes Vorspannen und damit meist sogar verbundenem"Vorbeugen"entgegen der Biegebe- lastung verhindert, dass der Beton sich bereits infolge seines Eigengewichts derart durchbiegt, dass in den Zugzo- nen die Grenzen der Belastbarkeit erreicht werden.

Alle obigen Materialien weisen nun ein sehr hohes spezifi- sches Gewicht auf, was Nachteile beim Bauen hat und ausser- dem, wie oben erwähnt, gravierende Probleme infolge des Ei- gengewichts der Bauteile mit sich bringt. Gerade beim Beton

im Brückenbau ist normalerweise die Zusatzlast durch die Belastung bei der Benützung der Brücke fast vernachlässig- bar klein im Vergleich zum Eigengewicht. Dies ist auch der Grund, weshalb im Brückenbau meist die Vorspanntechnik ein- gesetzt wird und häufig zur Ermöglichung eleganter Kon- struktionen zusätzlich sichtbare, von Brückenträgern ausge- hende Trägerspannkabel verwendet werden, welche Anteile der Gewichtslast übernehmen können.

Ein grundsätzlich anderer Ansatz ist die Verwendung von leichteren Materialien. Besonders Kunststoffbauteile aus neuen, hochwertigen Kunststoffen mit ihrem niedrigen Ge- wicht und ihrer guten Umweltbeständigkeit werden in der letzten Zeit häufiger eingesetzt. So werden Stahlträger er- setzt, indem die klassischen Profilstrukturen aus Kunst- stoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) nachgebildet werden. Leider weisen die meisten Kunst- stoffe ungünstige Elastizitätsmodule auf, so dass zum Er- reichen von stahlträger-ähnlichen Eigenschaften sehr dicke Profile aus Kunststoff gebaut werden müssen. Eine leichte Reduktion der Dicke solcher Träger kann durch die Einbet- tung von sehr hochwertigen Fasern erreicht werden. Die Wirksamkeit solcher Lösungen ist aber gering, und es be- steht weiterhin ein ungedeckter Bedarf nach leichten, bie- gebelastungsstabilen und witterungsresistenten Konstrukti- onselementen.

Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Konstruktionselement zur Verfügung zu stel- len, welches bei niedrigem Gewicht in der Lage ist, eine grosse Biegebelastung aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Konstrukti- onselement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhaft wird ein einfaches, biegesteifes und leichtes Konstruktionselement bereitgestellt, welches durch die Kom- bination von Längselementen und dazwischenliegenden Schot- ten erzielt wird. Die Schotten sind dabei nicht fest mit den Längselementen verbunden, sondern werden durch die durchgehenden Spannelemente jeweils an die entsprechenden Endkanten der Längselemente angedrückt. Es hat sich überra- schend gezeigt, dass durch diese Verbindung das Beulverhal- ten des den Steg bildenden Hohlkörpers sehr positiv dahin- gehend beeinflusst wird, dass ein solches Konstruktionsele- ment auch grössere Biegebelastungen ohne ein Ausbeulen die- ses Hohlkörpers übersteht. Gleichzeitig können diese Schot- ten als Querkrafteinleitungselemente dienen, was gerade den Einsatz im Brückenbau prädestiniert.

Ein weiterer grosser Vorteil liegt in der Wiederverwendbar- keit der Konstruktionselemente, indem nach dem Lösen der Vorspannung, d. h. dem Lösen der Spannelemente das Konstruk- tionselement wieder einfach in seine Einzelteile, d. h.

Längselemente, Schotten und Spannelemente zerlegt werden kann. Damit kann beispielsweise das Erstellen und Abbauen eines mobilen Übergangs wie einer Brücke vorteilhaft sehr einfach erfolgen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 2 bis 12.

So werden die Spannelemente vorteilhaft sowohl im Zug-wie im Druckgurt angeordnet, womit eine homogene Vorspannung über den gesamten Querschnitt des Konstruktionselementes und eine homogene Anpressung der Schotten an die Längsele- mente erfolgt.

Die Spannelemente werden vorzugsweise innerhalb der als in Längsrichtung durchgehend ausgebildeten Hohlkörper angeord- net, womit sie gegen äussere Einflüsse geschützt sind.

Die Schotten weisen vorteilhaft äussere Abmessungen und Formgebung entsprechend dem Querschnitt der Längselemente auf. Wenn sie als Krafteinleitungspunkte oder Auflagerpunk- te verwendet werden sollen, so können die Abmessungen aber vorzugsweise auch grösser ausfallen, zumindest bereichswei- se. Damit können beispielsweise auf einfache Weise Verbin- dungsstege zwischen zwei parallel angeordneten Konstrukti- onselementen zur Bildung einer Brücke mit den Schotten ver- bunden werden.

Als Werkstoff für die erfindunsgemässen Konstruktionsele- mente eignet sich insbesondere Kunststoff, vorzugsweise fa- serverstärkter Kunststoff. Die Zug-und Druckgurten können vorteilhaft aus geschlossenen Kunstoff-Hohlprofilen gebil- det sein, beispielsweise mit einem quardratischen Quer- schnitt. Im Zugbereich können wegen der höheren Belastung beispielsweise mehrere solcher Profile über-oder nebenein- ander verbunden sein. Der die Zug-und Druckgurte verbin- dende Steg kann ebenfalls vorteilhaft aus einem dünnwandi- gen Kunststoff gebildet sein, beispielsweise durch seitli- chen Anbringen von zwei gebogenen Halbschalen an die Sei-

tenwände der Zug-und Druckgurten. Diese Schalen können aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, ggf. in Sandwich- bauweise, um insbesondere den Anforderungen in Bezug auf die Aussenwand zu genügen.

Die einzelnen Längselemente können vor dem Zusammenfügen zum Konstruktionselement beispielsweise durch Aufbringen von Lamellen, vorzugsweise CFK-Lamellen, auf die Seitenwän- de der Zug-resp. Druckgurten bereits einzeln vorgespannt werden.

Dies ist eine ausgezeichnete Kombination von Materialien, welche sehr leicht, einfach zu verarbeiten, und von grosser Stabilität vor Witterungs-und Korrosionseinflüssen ist.

Es hat sich weiter gezeigt, dass die erfindungsgemässen Konstruktionselemente neben der gewünschten Biegesteifig- keit eine sehr hohe Torsionssteifigkeit aufweisen. Dies er- möglicht sogar den Einsatz eines einzigen derartigen Kon- struktionselementes als Biegeträger beispielsweise für Brü- cken oder Stege, ohne dass die Gefahr der Verwindung des daran befestigten Bodenbelages besteht.

Derartige erfindungsgemässe Konstruktionselemente eignen sich insbesondere für die einfache, kostengünstige und ra- sche Erstellung von Übergängen wie Brücken oder Stege. Der- artige Bauwerke lassen sich mit den erfindungsgemässen Kon- struktionselementen nicht nur schnell aufbauen, sondern ebenfalls auch wieder rasch abbauen und ggf. am gleichen oder an einem anderen Ort wieder neu einsetzen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gesamtkosten beispielsweise für Kleinbrücken, wie Fussgängerbrücken, im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen aus Stahl oder Holz wesentlich kleiner sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an- hand von Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfin- dungsgemässen Konstruktionselementes in der Grundform ; Fig. 2 den Querschnitt durch das Konstruktionselement nach Figur 1 ; Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines aus meh- reren Längselementen und Schotten bestehenden Kon- struktionselements ; Fig. 4 den Querschnitt durch eine Längselement eines erfindungsgemässen Konstruktionselementes ; Fig. 5 den Querschnitt durch den Druckgurtbereich ei- nes Längselementes mit zusätzlicher Abdeckung ; Fig. 6 schematisch die Zusammenstellung eine erfin- dungsgemässes Konstruktionselementes ; Fig. 7 schematisch die Teilansicht einer Brücke unter Verwendung von zwei parallel angeordneten erfindungs- gemässen Konstruktionselementen ;

Fig. 8 schematisch den Querschnitt durch eine alterna- tive Brückenform unter Verwendung eines einzelnen er- findungsgemässen Konstruktionselementes.

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Darstellungen eines einfachen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Konstruktionsele- ments 1, welches zwei Längselemente 2 und ein dazwischen- liegendes Schott 3 umfasst. Das Längselement 10 besteht beispielsweise aus je einem als länglicher, schachtelförmi- ger Hohlkörper ausgebildeten Zug-5 und Druckgurt 4 sowie zwei den verbindenden Steg bildenden Halbschalen 6,6'.

Vorzugsweise werden die Hohlkörper der Zug-resp. Druckgur- te 4,5 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) stranggezogen oder extrudiert. Das Konstruktionselement 1 ist für die Aufnahme einer Biegebelastung F ausgelegt, wel- che mit einem Pfeil markiert ist.

Wird eine Biegebelastung F angelegt, so verformt sich das Konstruktionselement 1, und auf der der Biegebelastung F zugewandten Seite bildet sich eine Druckzone, wo das Mate- rial zusammengepresst wird, und auf der der Biegebelastung F abgewandten Seite bildet sich eine Zugzone, in der das Material auseinandergezogen wird. Zwischen Druck-und Zug- zone befindet sich eine sogenannte neutrale Zone, in wel- cher beim Durchbiegungsprozess im wesentlichen keine oder nur kleine Druck-oder Zugspannungen entstehen. Damit die obengenannten Spannungen nicht nur vom Material der ent- sprechenden Zug-resp. Druckgurten aufgenommen werden müs- sen, werden nun in der Zugzone und in der Druckzone Spann- elemente 7 eingezogen, und zwar bevorzugt parallel zur

Längsrichtung des Konstruktionselements 1 im Hohlraum des entsprechenden Zug-resp. Druckgurtes 4,5. Die Spannelemen- te 7 könnten alternativ selbstverständlich auch ausserhalb des Hohlraumes angeordnet sein.

Die Spannelemente 7 bestehen aus einem Material, welches in Längsrichtung einen wesentlich grösseren Elastizitätsmodul aufweist, als das Material der Zug-5 resp. Druckgurten 4.

Als geeignet erweisen sich dafür Stahlkabel oder auch koh- lefaserverstärkter Kunststoff (CFK). Während GFK-Teile in Längsrichtung Elastizitätsmodule im Bereich von 5-45 GPa aufweisen, können mit CFK-Kabeln Elastizitätsmodule von 100-300 GPa erreicht werden. Durch die geeignete Wahl und Anordnung der Spannelemente 7 sowie das punktuelle oder li- nienförmige fixieren der Spannelemente 7 am Längselement 2 wird so der Elastizitätsmodul des Konstruktionselements 1 als ganzes wesentlich erhöht.

Die Spannelemente 7 können dabei lediglich im Endbereich nahe des Schotts 3 in den Längselementen 2 fixiert sein oder jeweils an den freien Enden der Längselemente 2, bei- spielweise an dort angebrachten Platten, fixiert sein. Im ersteren Fall wird die Vorspannung lediglich im Bereich der Schotten 3 des Konstruktionselementes 1 aufgebracht, im letzteren Fall wird die Vorspannung entlang der gesamten Länge des Konstruktionselementes 1 aufgebracht.

Die Verwendung der Materialkombination GFK und CFK ermög- licht Konstruktionselemente 1 von grosser Ermüdungssicher- heit, von sehr guter chemischer Beständigkeit, von leichtem Gewicht und mit grossen Spannungsreserven. Die GFK-Teile

können dabei Wandstärken von 1-100 mm und bevorzugt von 2- 20 mm aufweisen, und es hat sich gezeigt, dass ein Quer- schnittsverhältnis von GFK zu CKF von 5 : 1 bis 20 : 1, insbe- sondere von 10 : 1 vorteilhaft ist.

Die Spannelemente 7 werden vorgespannt, indem sie bei- spielsweise an den Enden der Zug-5 resp. Druckgurten 4 in Halterungen 8 gefasst und angezogen werden. Die Spannele- mente 7 in den Druck-als auch in den Zugzonen werden dabei vorteilhaft auf bis zu 30% der Druckbelastbarkeit des Mate- rials der Zug-4 resp. Druckgurten 5 vorgespannt. So ergibt sich der Vorteil, dass die Wirksamkeit der Spannelemente 7 nicht erst einsetzt, wenn bereits eine Verformung der Längselemente 2 stattgefunden hat, sondern bereits gleich vom Anfang der Belastung F an.

Um diesen Effekt noch zu verstärken, kann sogar beispiels- weise so vorgegangen werden, dass die Spannelemente 7 im Hohlkörper des Zug-4 resp. Druckgurtes 5 in einem Rohr oder durch Führungsösen derart geführt werden, dass beim Anspannen und Strecken der Spannelemente 7 das Längselement 1 der erwarteten Biegebelastung F leicht entgegengebeugt, d. h. vorgeformt wird. Die Biegebelastung F wird so optimal vorweggenommen und von den in den Zugzonen angeordneten Spannelementen 7 im wesentlichen gänzlich übernommen, wäh- rend in den Druckzonen der Druck im Längselement 2 zunimmt und die dort angeordneten Spannkabel 7 leicht entlastet werden.

Es ist nun auch möglich, die Spannelemente 7 in Form von Bändern, Streifen oder Lamellen 9 in die Längselemente 2

einzuziehen, einzukleben, zu fixieren, oder direkt beim Fertigungsprozess in die Wand einzubauen.

Die Vorspannung mittels derartiger Lamellen 9 kann auf vielfältige Weise erzeugt werden, eine einfache Art und Weise der Vorspannung beim Ein-oder Ankleben von Spannla- mellen 9 ist beispielsweise folgender Herstellungsprozess : Das Längselement 2 wird der erwarteten Biegebelastung F mit einer Gegenkraft entgegengebogen. So entsteht eine Druckzo- ne dort, wo bei der eigentlichen Biegebelastung F eine Zug- zone entsteht. In dieser momentanen Druckzone wird die La- melle 9 nun aufgeklebt und die Gegenkraft am Längselement 2 entlastet sobald der Kleber trocken ist. Dieses Verfahren kann in alle möglichen Belastungsrichtungen durchgeführt werden.

Ebenfalls kann das Längselement 2 vor dem Fixieren der La- mellen 9 in Längsrichtung gestaucht werden. Wird nach dem Fixieren der Lamellen 9 das Längselement 2 wieder entlastet so geht die Stauchung elastisch zurück und die Lamellen 9 werden unter eine Vorspannung gesetzt.

In Figur 3 ist ein Konstruktionselement 1 dargestellt, wel- ches aus drei Längselementen 2 und zwei Schotten 3 besteht.

Die Längselemente 2 werden einfach modular aneinander ge- hängt, und die Spannelemente 7 werden hier beispielsweise durch die ganze Länge des Konstruktionselements 1 eingezo- gen und ganz aussen an Halterungen 8 befestigt. Die Längs- elemente 2 stossen dabei mit ihren Enden auf die Schotten 3, welche dadurch einfach durch die Vorspannung angepresst werden und eine Reibungsverbindung eingehen. Es sind damit

keine weiteren Verbindung der einzelnen Längselemente 2 und der Schotten 3 untereinander notwendig. Eine Biegebelastung F kann so optimal auf der ganzen Länge des Konstruktions- elements 1 verteilt werden. Die Vorspannung erweist sich hier als besonderer zusätzlicher Vorteil, da die einzelnen Elemente, d. h. die Längselemente 2 und die Schotten 3 nicht miteinander verschraubt oder verklebt werden müssen. Erste- res führt nämlich in der Regel zu einer beachtlichen Schwä- chung des Materials infolge der für die Verschraubung not- wendigen Ausnehmungen und ist aufwendig, und letzteres ist auf der Baustelle nur beschränkt effizient durchführbar, weil die Haftung äusserst gut sein muss.

In der Figur 4 ist nun der Querschnitt durch ein Längsele- ment 2 eines erfindungsgemässen Konstruktionselementes 1 dargestellt. Hier sind nun vorzugsweise zwei Zuggurte 5 und ein einzelner Druckgurt 4 ausgebildet. Diese Zug-5 sp.

Druckgurten 4 werden durch im wesentlichen einen quadrati- schen Querschnitt aufweisenden Hohlkörperprofilen gebildet.

Innerhalb dieser Profile sind hier beispielsweise im Druck- bereich ein einzelnes Spannelement 7 in Form eines runden Kabels angeordnet ; ebenfalls im jeweiligen Profil der Zug- gurten 5. Durch diese Anordnung kann der im Einsatz durch die Biegebelastung F herrührenden Zugbelastung Rechnung ge- tragen werden, während im Druckbereich lediglich die Vor- spannung aufgebracht werden muss, während unter der Biege- belastung F hier eine Entlastung auftritt.

Die gebogene Formgebung der beiden Halbschalen 6 resp. 6' wird durch die jeweils zwischen den Enden der Längselemente

2 angeordneten Schotten 3 nach der Vorspannung durch die Spannelemente 7 fixiert.

Die Zug-5 resp. Druckgurten 4 können selbstverständlich auch in anderen Querschnittsformen ausgebildet sein und insbesondere auch in der Anzahl entsprechend der Bedürfnis- se variieren. So können beispielweise in derartigen Hohl- räumen anstelle der Spannelemente 7 beliebige Installatio- nen wie beispielsweise Kabel oder Röhren geführt sein.

In Figur 5 ist noch ein Ausschnitt eines Querschnittes durch ein Längselement 2 eines alternativen erfindungsge- mässen Konstruktionselementes 1 im Bereich des Druckgurtes 4 dargestellt. Der Druckgurt 4 besteht hier aus zwei über- einander angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Profi- len. Die Schalen 6 resp. 6'sind hier bis über die gesamte Höhe dieser beiden Profile mit deren Seitenwänden verbunden ausgebildet. An der Aussenseite dieser Schalen 6 resp. 6' im Bereich des Druckgurtes 4 sind hier nun Lamellen 9 aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff angebracht, welche die auf den Druckgurt 4 im Fertigungsprozess aufgebrachte Vor- spannung, wie vorgängig bereits geschildert, aufnehmen.

Über diesem oberen Abschnitt des Konstruktionselementes 1 ist nun eine u-förmige Abdeckschiene 10 angeordnet, welche den gesamten Bereich mit den Lamellen 9 sowie die obere Kante des oberen Profils des Druckgurtes 4 bedeckt. Dies dient einerseits dem Schutz dieses Bereiches sowohl vor Witterungseinflüssen wie auch vor einer Beschädigung dieser Bereiche durch externe Einwirkung beispielweise von Perso- nen oder durch Fahrzeuge. Gleichzeitig können an dieser Ab-

deckschiene 10 beispielsweise auch Pfosten 11 von Geländern oder dergleichen angebracht sein.

In Figur 6 ist schliesslich nochmals zur besseren Übersicht schematisch die aufeinanderfolgende, aufgelöste Anordnung der einzelnen Elemente der Grundform eines erfindungsgemäs- sen Konstruktionselementes 1 dargestellt. Dieses besteht aus einem ersten Längselement 2, einem darauf folgenden Schott 3 und einem weiteren Längselement 2. Diese Elemente 2 und 3 werden lediglich durch Anbringen der im Zug-und Druckbereich des Konstruktionselementes 1 angeordneten Spannelemente 7 miteinander verspannt verbunden. Vorteil- haft werden keine weiteren Verbindungselemente benötigt, was auch die einfache und leichte Demontage eines dadurch gebildeten Konstruktionselementes 1 ermöglicht. Es liegt auf der Hand, dass durch die Anordnung einer beliebigen An- zahl derartiger Längselemente 2 und Schotten 3 einerseits Konstruktionselemente 1 in praktisch beliebiger Länge er- stellt werden können, andererseits aber auch in gewissen Grenzen die Form und die Steifigkeit durch die Verspannung durch die Spannelemente 7 und ggf. das Aufbringen unter- schiedlicher Vorspannung durch die als zusätzliche Vor- spannelemente wirkendend Lamellen 9 den Bedürfnissen ent- sprechend eingestellt werden können.

Ein Verwendungsbeispiel der oben beschriebenen Konstrukti- onselemente 1 ist in Figur 7 dargestellt. Es handelt sich dabei um eine einfache Brücke 12, wie sie beispielsweise für die Überbrückung eines Flusses oder einer Strasse ein- gesetzt wird. Die Brücke 12 besteht aus zwei seitlich pa- rallel zueinander verlaufend angeordneten Konstruktionsele-

menten 1 und 1', sowie aus einer dazwischen angeordneten, betret-oder befahrbaren Brückenfläche 13. Diese Brücken- fläche 13 wird hier beispielsweise durch zwei parallel übereinander angeordneten Plattenelemente gebildet, welche jeweils mit den Schotten 3,3'der beiden Konstruktionsele- mente 1, 1'verbunden sind.

In Figur 8 ist der Querschnitt durch eine alternative Aus- führungsform einer Brücke 12 dargestellt. Bei diesem Bei- spiel wird die sehr hohe Torsionssteifigkeit der erfin- dungsgemässen Konstruktionselemente 1 ausgenutzt, und nur ein einzelnes solches Konstruktionselement 1 in der Längs- achse der Brücke 12 angeordnet. Die Schotten 3 sind hier vorzugsweise direkt als weit ausladende Spanten ausgebil- det, auf deren Oberkante die Brückenfläche 13 direkt ange- bracht werden kann. Gerade für kleinere Brücken 12 mit be- grenzter Belastung ermöglicht diese Ausführung eines beson- ders kostengünstige Realisierung eines Überganges.

Weitere Verwendungen der beschriebenen Konstruktionselemen- te ergeben sich überall dort, wo Träger, Stützen, Streben oder flächige Konstruktionen mit tragender Funktion benö- tigt werden, die bei wenig Eigengewicht eine hohe Biegefes- tigkeit aufweisen sollen und eine grosse chemische Bestän- digkeit haben müssen. So sind darüberhinaus auch Anwendun- gen im Gerüstbau, im Zeltbau, aber auch im Bau von Dächern, Stützwänden, Möbeln sowie im Flugzeug-und Schiffsbau denk- bar.