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Legato-Bogensystem-Dokumentation, Seite 1

LEGATO-BOGENSYSTEM

TECHNISCHE DOKUMENTATION

Zeman & Co Gesellschaft mbHA-1120 Wien, Schönbrunner Straße 213-215Telefon: 01 / 814 14-0, Fax: 01 / 812 27 13

http://www.zeman-stahl.com, E-Mail: [email protected]


Inhalt:

A. ALLGEMEINER TEIL

1. Allgemeine Beschreibung und Anwendung 32. Beschreibung der Legato Systembauteile - Lieferprogramm 53. Bauphysik 124. Korrosionsschutz 125. Brandschutz 136. Gutachten und Normenhinweise 14

B. STATISCHER TEIL

7. Statisches Modell 158. Grundlagen der Berechnung 169. Material 1810. Nachweisführung 1811. Profilwerte 2012. Gutachten und Normenhinweise 23

C. FERTIGUNG UND MONTAGE

13. Toleranzen 2514. Güteüberwachung 2515 Montagerichtlinien 26

15.1. Transport 2615.2. Lagerung 2815.3. Montage 28

16. Befestigungsrichtlinien 3116.1 Einschaliges System 3116.2 Zweischaliges System 3216.3 Zweischaliges System für F30 Ausbildung 33

17. Gutachten und Normenhinweise 35

D. ANHANG

18. Tabellen 3619. Zusammenstellung der Gutachten und Normen 42

Stand: Dezember 2002


A. Allgemeiner Teil:

1. Allgemeine Beschreibung und Anwendung

Die Bogenelemente des System Legato bestehen aus Trapezprofilen, die nach der Herstellung derProfilform in einem darauf folgenden Fertigungsprozeß kreisbogenförmig gebogen werden,beziehungsweise bei einigen Profilformen ausgehend vom Coilmaterial in einem Fertigungsgangprofiliert und gekrümmt werden können.

Abbildung 1: Beispiel Trapezprofilblech

Es entsteht ein System, das in seiner statischen Wirkungsweise einem Zweigelenkbogenentspricht. Damit ist es möglich Spannweiten zu überbrücken, die weit über denen des flachenTrapezbleches in seiner konventionellen Bauform liegen.

Abbildung 2: Statisches System einschaliger Bogen

Durch geeignete Distanzprofile können zweischalige Systeme hergestellt werden, zwischen denensich eine Wärmedämmschicht befinden kann. Die Verwendung von zweischaligen Systemen bietetden Vorteil einer Erhöhung der Spannweite und das Erreichen brandbeständiger Konstruktionenmit einer Standsicherheit bis 90 Minuten.


Abbildung 3: Bogen mit Distanzprofil

Allen Bögen gemeinsam ist, daß eine tabellarische Erfassung der zulässigen Lasten beigegebener Spannweite, wie bei Trapezprofilen sonst üblich, nicht zielführend ist, da dieSchnittgrößen auch vom Verhältnis Radius zu Spannweite und im Fall des zweischaligen Bogensvon den Profilkombinationen abhängig sind. Daher ist für jeden Anwendungsfall eine statischeBerechnung durchzuführen. Richtwerte für die maximalen Spannweiten befinden sich in AbschnittD.

Mit dem System Legato können Spannweiten bis zu ca. 20 m überbrückt werden. Statischgesehen wären größere Spannweiten möglich, aus transporttechnischen Gründen ist manallerdings auf diese Spannweite beschränkt.

Aus der Bogenwirkung resultieren hohe Normalkräfte im Profil und damit an den Auflagern großeHorizontallasten. Diese müßten von der Unterkonstruktion aufgenommen werden können. Daherwird das System Legato üblicherweise mit Zugbändern im Abstand von 2–3m ausgeführt. Dieseübernehmen die Bogen – Horizontalkräfte aus den Auflasten, so daß die Unterkonstruktion mitAusnahme der Windsogbelastung nur vertikal belastet wird. Falls die Horizontalkräfte aus derAuflast im Gesamtkonzept des Bauwerkes berücksichtigt werden und die Unterkonstruktion auf dieAufnahme der Lasten bemessen wurde, kann auf Zugbänder verzichtet werden.

Zu beachten ist, daß die Abnahme des Bogenstiches mit einer Erhöhung der horizontalenAuflagerkräfte auf die Unterkonstruktion einhergeht. Sogenannte Flachbögen mit einem VerhältnisR:L=2:1 sollten eine Spannweite von ca. 10m nicht überschreiten.

Bei der Wahl der Blechstärken sind neben den statischen Gesichtspunkten auch dieproduktionstechnischen Mindestradien zu beachten. Aus statischer Sicht ist ein Verhältnis vonRadius zu Spannweite von 1:1 günstig („Normalbögen“). Es können aber auch größere Radiengewählt werden.

Zur Anwendung kommt das Legato Bogensystem sowohl als selbstragendes oder auf Pfettenaufliegendes Dachelement, als auch als gebogenes Wandelement.Die Bauform kann konkav (Bogen als Zugelement) oder konvex (Bogen als Druckelement)ausgeführt werden.


Einschalige Bögen können auch als verlorene Schalung bei Verbunddecken eingesetzt werden.

Für eine ausführliche Typologie des Legato Bogensystems wird auf den Bogenprospekt der FirmaZeman & Co GmbH verwiesen.

2. Beschreibung der Legato Systembauteile – Lieferprogramm

Im System Legato sind derzeit drei unterschiedliche Profilformen verfügbar. Jede Profilform ist inunterschiedlichen Blechstärken lieferbar.

Aus produktionstechnischen Gründen ist ein Mindestradius einzuhalten. Dieser ist von der Höhedes Profiles, der Blechstärke, der Materialqualität und den geometrischen Möglichkeiten derBiegemaschine abhängig.

Durch die Kombination von Profilhöhe und Profilstärke kann das System Legato optimal an dieBelastung und Spannweite angepaßt werden.

Verlege-richtung

Profiltyp Stahlqualität Materialstärke[mm]

Mindestradius[m]

0,75 8,000,88 6,001,00 4,501,25 4,00

Fe E 280 G

1,50 4,000,75 5,000,88 3,00

Legato 40

Coilbreite 1250 mm(Fe E 250 G)

nicht imStandardlieferprogramm 1,00 2,50


Verlege-richtung


Mindestradius[m]

0,75 12,00,88 10,01,00 8,01,25 8,0

Legato 70

Coilbreite 1250 mmFe E 320 G

1,50 8,0

Verlege-richtung


Mindestradius[m]

0,75 50,00,88 28,01,00 15,01,25 11,0

Fe E 280 G

1,50 10,00,75 20,00,88 13,0

Legato 107

Coilbreite 1250 mm

Fe E 250 G1,00 12,0

Die oben angeführten Mindestradien sind Werte, die durch die Höhe des Profiles, dieMaterialqualität und die Blechstärke bestimmt werden.Neben diesen einzuhaltenden Werten sollte aufgrund der geometrischen Möglichkeiten derBiegemaschiene ein Radius von 75 % der Spannweite nicht unterschritten werden. KleinereRadien sind nur auf Anfrage möglich.


Neben dem eigentlichen Bogenelement sind weitere Systembauteile notwendig, die einwandfreiekonstruktive und statische Gebrauchstauglichkeit gewährleisten.

-) Klemmplatten

Zur Verbindung der Bogenelemente mit den Widerlagern dienen Klemmplatten, die mit SchraubenM12 bzw. M16 der Festigkeitsklasse 8.8 befestigt werden. Durch das aufgebrachteAnzugsmoment wirkt die Verbindung als GV-Verbindung.

Durch eine Isolierlage wird die Dichtheit der Verbindung sichergestellt.

In Ausnahmefällen (sehr geringe Bogenkräfte) kann die Verbindung auch mit selbstfurchendenoder selbstbohrenden Schrauben erfolgen.

Abbildung 4: Klemmplatte schematisch

-) Widerlager

Es ist vorteilhaft, die Unterkonstruktion bereits im Winkel des Tangentenanstieges des Bogensauszubilden. In diesem Fall können die Bogenelemente direkt an der Unterkonstruktion befestigtwerden. Ist dies nicht möglich, oder sind große Toleranzen der Unterkonstruktion auszugleichen, müssenjustierbare Widerlagerfüße mit einem darauf befestigten Widerlagerprofil vorgesehen werden.

Die Horizontalkräfte aus der Auflast werden durch Zugbänder aufgenommen. Die Soglasten ausder abhebenden Belastung müssen entweder durch die Unterkonstruktion oder durch Druckprofileaufgenommen werden.


Widerlagerfuß

Widerlager C-Profil. t=3.0mm

Klemmplatte (Abstand nach Statik)

Ankerschiene (Jordahl od. Halfen)

Zugstange

Abbildung 5: Auflagerfuß

-) Hutprofile

Als Verbindung zwischen den Schalen des zweischaligen Bogen werden Kantteile mit einer Höheabhängig der Stärke der Wärmedämmung (meistens 130 mm, auch höher möglich) und einerBlechdicke von 1,00 mm verwendet. Diese werden üblicherweise mit der oberen Schaleverschraubt und mit der unteren Schale durch Niete verbunden.

Abbildung 6: Hutprofil

Werden an die Wärmedämmung höhere Anforderungen gestellt, werden die Standardhutprofiledurch Einzelbügel mit einem darüberliegenden Längsprofil (z.B. Kunststoffleiste) ersetzt.


Abbildung 7: Einzelbügel mit Kunststoffleiste

Eine Alternative zu den oben beschriebenen Distanzkonstruktionen besteht in der Wahl vonniedrigeren durchlaufenden Kantteilen auf denen eine Kunststoffleiste angebracht wird.

-) Zugbänder

Als Zugbänder können Rundstähle mit Spannschlössern, ISTOR Zugstangen oder gleichwertigeErzeugnisse verwendet werden.

Abbildung 8: Beispiel für Zugstange mit Spannschloss


-) Ortgangformbleche

Zur Abdeckung der Ortgangkanten beim zweischaligen Bogensystem sind Ortgangformbleche,denen im Kanteinziehverfahren Kerbfalten eingeprägt werden, notwendig. Der Abstand der Faltenim senkrechten Schenkel bestimmt den Radius.

Abbildung 9: Ortgangformbleche

Beim einschaligen Bogensystem sind Ortgangformbleche optional möglich. Auf jeden Fall sindaber die ersten zwei Wellen durch ein gebogenes Blech entlang des Ortganges zu verbinden, umein Herabhängen des Bogenendes zu verhindern.

Abbildung 10: Aussteifung einschaliger Bogen


-) Lichtbänder

Lichtbänder, die in der Regel dieselbe Breite wie die Verlegebreite des Legato Profiles aufweisen,werden mit mindestens 10 mm starken Polykarbonat-Stegdoppelplatten ausgeführt. Ebenso können auch Lichtkuppeln oder Brandrauchentlüfter mit Auswechslungskonstruktionen mitdem Legato Bausystem zur Anwendung kommen.

Abbildung 11: Standard-Lichtbandausbildung zweischaliger Bogen

Abbildung 12: Standard-Lichtbandausbildung einschaliger Bogen


3. Bauphysik

-) Wärmedämmverhalten

Von einer autorisierten Versuchsanstalt (Technologisches Gewerbemuseum in Wien) wurden unternormgemäßen Bedingungen die Wärmedurchgangskoeffizienten für unterschiedliche zweischaligeBogendachaufbauten gemessen und in Versuchsberichten dokumentiert.

Für einen Aufbau mit dem Legato 40 als innere und äußere Schale mit einem durchgehendenHutprofil gemäß Abbildung 4 wurde ein Wärmedurchgangskoeffizient von

k = 0,51 W/(m2*K) gemessen.

Eine deutliche Verbesserung der Werte kann durch den Einsatz von Hutprofilen mitKunststoffleiste gemäß Abbildung 5 erreicht werden. Hier ergeben sich Werte von

k = 0,39 W/(m2*K) (ohne Hinterlüftung) beziehungsweise k = 0,38 W/(m2*K) (mit Hinterlüftung).

Alle Versuche wurden mit einer 100mm starken Wärmedämmung durchgeführt.

-) Schalldämmverhalten

Vom Technologischen Gewerbemuseum in Wien wird das in Versuchen ermittelte „bewerteteSchalldämmaß“ Rw des zweischaligen Bogensystems mit 38 dB angegeben.

In diesem Versuch wurde ein Aufbau mit dem Legato 40 als Innen- und Außenschale, einer 100mm starken Dämmung und durchgehenden Hutprofilen gewählt.

4. Korrosionsschutz

Grundsätzlich sind alle Bleche mit einer Zinkauflage von 275 g/m2 sendzimirverzinkt.Dies entspricht der Gruppe Z275 der DIN EN 10 147 (Tabelle 4).

Zusätzlich werden durch Bandbeschichten standardmäßig Kunststoffbeschichtungen aufgebracht.Die erforderliche Beschichtungsdicke wird in der DIN 18807, 1.Teil abhängig vomVerwendungszweck geregelt. Die Beschichtungseigenschaften und Güteprüfungen werden durchdie DIN 55928-8, Korrosionsschutz von tragenden dünnwandigen Bauteilen festgelegt.

Im Allgemeinen gilt für die durch Regen und Feuchtigkeit belastete Außenseite von BlechenKorrosionsklasse III (z.B. 25 my Polyester) und für die Gebäudeinnenseite Korrosionsklasse II (10my Schutzlack bzw. bei Feuchtebelastung 15 my Dünnbeschichtung).

Standardbeschichtungen des zweischaligen Bogensystems:

-) Innenschale Seite A: 10 my SchutzlackSeite B: 15 my Dünnbeschichtung

-) Außenschale Seite A: 10 my SchutzlackSeite B: 25 my Polyester

Standardbeschichtungen des einschaligen Bogensystems:


-) Tragschale Seite A: 10 my Schutzlack Seite B: 25 my Polyester

Weitere Beschichtungsmöglichkeiten sind:

25 my PVDF25 my Siliconpolyester100my Plastisol

Die Bleche eines Bauvorhabens sollten alle aus dem selben Coilmaterial stammen, da es sonst zuFarbdifferenzen kommen kann.

5. Brandschutz

Selbsttragende zweischalige Bogenkonstruktionen können als F30 (brandhemmende) Bauteile miteiner Tragsicherheit bis zu 90 Min nach ÖNORM B3800/2 ausgeführt werden.

Im Gegensatz zum standardmäßigen zweischaligen Bogenaufbau, bei dem die innere Schale aufder Unterkonstruktion gelagert wird, muß bei einer brandhemmenden Konstruktion die äußereSchale im Brandfall alleine die Tragfähigkeit sichern. Die Innenschale fällt als Tragelement aus undhat nur die Aufgabe das Herabfallen des Isoliermaterials zu verhindern. Durch die Dämmschichtwird eine unzulässig hohe Bauteiltemperatur der Außenschale verhindert.

Da der Brandfall als außergewöhnliches Ereignis gilt, kann die statische Berechnung mitverkleinerten Teilsicherheitsbeiwerten und verringerten Lasten gemäß Eurocode 1 durchgeführtewerden. Der Nachweis der Tragfähigkeit hat mit den der Bauteiltemperatur entsprechendenWiderstandswerten (E-Modul und zulässige Spannung) zu erfolgen.

Eine autorisierte Prüfanstalt (IBS – Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsforschung) hatdie unterschiedlichen zweischaligen Bogensystemaufbauten mit Hilfe von Versuchen klassifiziert.

Der Aufbau mit durchgehenden Hutprofilen kann der Brandschutzklasse -) F30 mit Tragfähigkeit bis 90 min

zugeordnet werden.

Bei Einzelbügeln mit darüberliegender Kunstoffleiste wird-) F30

erreicht.

Um die geforderte Brandwiderstandsklasse zu erreichen, sind auch alle Sekundärelemente(Zugband, Auflagerausbildung) dieser Klasse entsprechend auszubilden.


6. Gutachten und Normenhinweise

Bauphysikalische Gutachten:

[1] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 6881/WS;Wärmeschutz einer zweischaligen Konstruktion aus Trapezprofilen; TGM ZL.: 1384/1/87;23.10.1987

[2] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 9260/WS;Wärmeschutz einer zweischaligen Konstruktion aus Trapezprofil Stahlblech; TGM ZL.:1301/95; 22.1.1996

[3] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 9880/WS;Luftschallschutz einer Dachkonstruktion aus Trapezblechen; TGM ZL.: 1348/87; 6.10.1987

Brandschutzgutachten und Normen:

[4] Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsforschung: BV-Zahl 3612/96; Untersuchung des zweischaligen Bogendaches mit Einzelbügel und darüberliegenderKunststoffleiste; 8.7.96

[5] Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsforschung: BV-Zahl 2749/87; Untersuchung des zweischaligen Bogendaches mit durchlaufenden Hutprofilen; 10.7.87

[6] ÖNORM B3800 Teil 2:Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

Korrosionsschutz:

[7] DIN EN 10 147; Kontinuierlich feuerverzinktes Blech und Band aus Baustählen

[8] DIN 18 807, Teil 1; Stahltrapezprofile, Allgemeine Anforderungen,Ermittlung der Tragfähigkeitswerte durch Berechnung

[9] DIN 55928-8; Korrosionsschutz von tragenden dünnwandigen Bauteilen


B. Statischer Teil:

7. Statisches Modell

Wie bereits in Teil A beschrieben entspricht das Legato Bogensystem statisch einemZweigelenkbogen mit festen Auflagern.

Für die Berechnung des einschaligen Bogens wird das System als zweidimensionalerStabpolygonzug mit einem Meter Einflußbreite dargestellt.

12

34 5 6 7

89

10

Abbildung 13 einschaliger Bogen

Die Querschnittswerte der unterschiedlichen Profiltypen können Teil D und Kapitel 11 entnommenwerden.

Der zweischalige Bogen wird als System zweier konzentrischer Polygonzüge, durch Radialstäbedistanziert, dargestellt. Die Systemlinien stellen die Schwerachsen der Trapezprofile dar. DieGröße der Schnittgrößen und deren Verteilung hängen maßgeblich vom Verhältnis derSteifigkeiten der Schalen zueinander, der Steifigkeit der Radialstäbe und der Schubweichheit derVerbindung ab.

Abbildung 14 zweischaliger Bogen

Die Radialstäbe simulieren die Hutprofile, deren Querschnittswerte unter Berücksichtigung derVerbindungsmittel durch Versuche ermittelt wurden. In Schubversuchen wurden für verschiedeneProfilkombinationen Verformungen gemessen, aus denen fiktive Trägheitsmomente für dasstatische Modell rückgerechnet wurden.

Die Tragfähigkeitswerte und Steifigkeiten der Hutprofile sind in Teil D dokumentiert.


Bedingt durch die Form der Hutprofile stellt sich der Anschluß an die obere Schale als gelenkig,der an das untere Blech als biegesteif dar.

Anzumerken ist, daß es sich bei Trapezprofilbögen um statisch sensible Systeme handelt, derenBerechnung Genauigkeit und sorgfältige Bemessung voraussetzt.Auflagerverschiebungen oder geometrische Imperfektionen wirken sich in einerStichhöhenreduktion bzw. -erhöhung und damit in den Schnittgrößen aus.

Daher ist die Nachgiebigkeit der Unterkonstruktion zu beachten und die Auflagerverschiebunggering zu halten, so daß die Annahme von festen Auflagern für das Bogensystem gerechtfertigt ist.Im Übrigen befindet man sich mit dieser Annahme im statischen System für die Bemessung derUnterkonstruktion auf der sicheren Seite, da in diesem Fall die Horizontalkräfte überschätztwerden. Die Horizontalkräfte aus Auflast müssen durch Zugbänder aufgenommen werden. Diese werdenüblicherweise am Auflagerlängsprofil im Abstand von 2-3 m angeordnet. Der Bogen zusammen mitdem Auflagerlängsprofil und den Zugbändern bildet ein in sich geschlossenes System, das beivertikalen Auflasten keine Horizontalkräfte nach außen abgibt.

Die Horizontallasten aus Soglasten können entweder über Druckprofile oder über dieUnterkonstruktion abgetragen werden.

8. Grundlagen der Berechnung

-) Belastungen:

Auf der Belastungsseite werden die jeweiligen Landesnormen herangezogen. Die meisten Normengeben sowohl für Wind als auch Schneebelastungen Werte für gewölbte Dachformen an.Alternativ können die Belastungswerte, falls im jeweiligen Land zugelassen, auch nach den„Eurocodes“ ermittelt werden.

-) Schnee

Sowohl ÖNORM B4013 als auch ENV 1991-2-3 geben Zahlenwerte desanzusetzenden Formbeiwertes µ an.Zu beachten ist im Fall eines Vordachbogens der eventuell anzusetzendeSchneesack. Bei mehrschiffigen Bögen ist auch ein Abrutschen des Schnees in dasBogental zu berücksichtigen.Auf jeden Fall sind asymmetrische Schneelastfälle zu untersuchen, da diese diegrößeren Biegemomente ergeben.

-) Wind

Der ÖNORM B4014 und ENV 1991-2-4 können cpe-Werte für zylindrischeDachflächen entnommen werden. Beide Normen geben keine Angaben überWindbelastungen von freistehenden Bogendächern an. Diese können einem, für dieFirma Zeman & Co GmbH angefertigten, Gutachten der Bundesversuchs- undForschungsanstalt Arsenal entnommen werden.


-) Nutzlast

Ob auf dem Dach eine Nutzlast zu berücksichtigen ist, ist den jeweiligenLandesnormen zu entnehmen. In den meisten Fällen, wie auch in der ENV 1991-2-1, ist diese nicht gemeinsam mit Schnee und Wind anzusetzen. In Österreich liegteine Entscheidung des zuständigen Fachnormenausschuß 176 vor, daß dieNutzlast nur in den Bereichen mit einer Dachneigung bis 5° anzusetzen ist.

Auf jeden Fall ist aber der Montagezustand, mit einer an ungünstigster Stelleanzusetzender Einzellast von 1,50 kN, zu untersuchen.

-) Imperfektionen

Wird eine Berechnung nach Th.II.O. durchgeführt, sind Imperfektionen zuberücksichtigen. Dies kann auch durch Annahme einer Ersatzbelastung geschehen.Es hat sich bewährt diese nach DIN 18 800 Teil 2, Tab. 23 (Knickspannungslinie c;l/400) anzusetzen.

-) Brandfall

Wird eine Bemessung für den Brandfall gefordert, ist zu beachten, daß die innereSchale als Tragelement ausfällt. Die äußere Schale muß die Lasten alleine abtragenkönnen.In diesem Fall kann mit verminderten Belastungen und TeilsicherheitsbeiwertenγF=1,0 und γM=1,0 gerechnet werden. Für die Annahme der Belastungen kann z.B.die ENV 1991-2-2 herangezogen werden. Der Brandlastfall gilt alsaußergewöhnliche Belastung. Die Materialkennwerte sind der Temperaturanzupassen.

-) Schnittgrößenermittlung:

Die Ermittlung der maßgebenden Lastkombinationen und Teilsicherheitsbeiwerte wird gemäß denLandesnormen oder der ENV 1991-1 durchgeführt.

Für den einschaligen Bogen kann sowohl eine Berechnung nach Th.I.O. als auch nach Th.II.O.durchgeführt werden. Für den zweischaligen Bogen erfolgt die Berechnung zweckmäßig nachTh.II.O., da eine gleichzeitige Erfassung der Systemstabilität und der Stabilität der Einzelstäbenicht zielführend ist. In den Vorverformungen werden daher nur die Imperfektionen desGesamtsystems berücksichtigt und der Nachweis der Stabilität der Einzelstäbe durch dasErsatzstabverfahren berücksichtigt.

-) Bemessung:

Die Bemessung der Trapezprofile kann nach DIN 18 807 oder ENV 1993-1-3 erfolgen. DurchGutachten der TU Karlsruhe [21] und der TU Graz [20] wurde nachgewiesen, daß die eigentlich fürgerade Trapezprofile geltende DIN 18 807 auch für gebogene Profile gültig ist.


Die Tragfähigkeitswerte der Sonderbauteile wie Hutprofile, Klemmplatten und Auflagerschuhewurden durch Versuche ermittelt und sind in Gutachten, [22]-[26] und [29], und Teil Ddokumentiert.

Wird der Nachweis nach DIN 18 807 Teil 3, 3.3.3.6.1 geführt, muß die AnpassungsrichtlinieStahlbau beachtet werden.

Die Nachweisführung nach DIN 18 807 Teil 3 wird in Kapitel 10 vorgestellt.

9. Material

Zur Anwendungen kommen verschiedene in der DIN EN 10 147 geregelte Coil-Vormaterialien.Das verwendete Material hat nicht nur Auswirkungen auf die Tragfähigkeit sondern auch auf denMindestradius der Bogenschale. Allgemein benötigen höherwertige Bleche einen größerenMindestradius.

In der Fertigungspraxis haben sich für die unterschiedlichen Profilformen, Materialqualitäten undBlechstärken einzuhaltende Mindestradien ergeben, um ein Beulen bzw. Falten des Steges zuverhindern. Diese können Teil D entnommen werden.

Üblicherweise werden für das Legato Bogensystem die Stahlsorten

Fe E 320 G (Fließgrenze fy,k=320 N/mm2) für das Legato 70,Fe E 280 G (Fließgrenze fy,k=280 N/mm2) für das Legato 40 und 107beziehungsweise für kleinere Blechstärken des Legato 107Fe E 250 G (Fließgrenze fy,k=250 N/mm2)

nach DIN EN 10 147 verwendet.

Alle Profilformen sind in unterschiedlichen Blechstärken lieferbar, nämlich0,75; 0,88; 1,00; 1,25 und 1,50 mm.

10. Nachweisführung

Sind die maßgebenden Schnittgrößen aus der statischen Berechnung bekannt, können dieTrapezprofile und Sonderbauteile auf ihre Tragfähigkeit nachgewiesen werden.

-) Trapezprofile

Wie zuvor bereits erwähnt, können die Schnittgrößen des einschaligen Bogens entweder nachTh.I.O oder nach Th.II.O berechnet werden. Je nach Berechnung ergeben sich unterschiedlicheNachweisführungen. Diese können entweder nach DIN 18 807 oder ENV 1993-1-3 geführt werden.An dieser Stelle wird der Nachweis nach DIN 18 807 Teil 3, 3.3.3.6.1 vorgestellt. Zu beachten istdie Anpassungsrichtlinie Stahlbau, Punkt 4.13 vom Mai 1996, die eine Anpassung der DIN 18 807auf das semiprobalistische Sicherheitkonzept vornimmt.

Wurden die Schnittgrößen nach Th.I.O. ermittelt, muß der Nachweis nach demErsatzstabverfahren durchgeführt werden.


Im Fall einer Druckkraft kommt

1MM

NN15,01

NN

ddD

D

dD

D ≤+

−⋅⋅+⋅ α (DIN 18 807 Teil 3; 3.3.3.6.1; Gl.(1)),

im Fall einer Zugkraft

1MM

NN

ddZ

Z ≤+ (DIN 18 807 Teil 3; 3.3.3.6.1; Gl.(2)),

mit

NZ γ-fache Zugkraft,ND γ-fache Druckkraft,M γ-faches Biegemoment,Md aufnehmbares Biegemoment (Designwert),NdZ aufnehmbare Zugkraft (Designwert),NdD aufnehmbare Druckkraft (Designwert),α vom Profil bzw. Systemgeometrie abhängige Größe,

zur Anwendung.

Ef

isf k,y

ef

k

el

k,y ⋅⋅

==πσ

α (DIN 18 807 Teil 1; 4.2.8.2; 1≤α ; Gl.(3))

mit

sk Knicklänge nach DIN 18800 Teil 2; 6.1.1.1,ief Trägheitsradius des wirksamen Querschnittes undσel Knickspannung des effektiven Querschnitts.

Werden die Schnittgrößen nach Th.II.O. berechnet, ist im Fall einer Druckkraft nur noch einQuerschnittsnachweis mit

1MM

NN

ddD

D ≤+ Gl.(4)

zu führen. Bei Zugkräften bleibt der Nachweis gemäß Gl.(2) unverändert.

Zweischalige Bögen werden nach Th.II.O. berechnet. Durch die Eingabe eines LastfallesVorverformung ähnlich der Knickbiegelinie, ist die Systemstabilität bereits berücksichtigt. DieEinzelstäbe hingegegen wurden noch nicht auf Stabilitätsversagen untersucht.

Daher ist ein Nachweis nach Gl.(1) mit einer Knicklänge gleich der Einzelstablänge zu führen.

Alle für die statische Berechnung notwendigen Profilwerte sind in Kapitel 11 bzw. Teil D aufgeführt.Die Mindestradien können Teil A bzw. D entnommen werden.

-) Sonderbauteile

Für Klemmplatten, Auflagerschuhe und Hutprofile existieren Tabellen mit versuchstechnischermittelten Tragfähigkeitswerten. Diese können Teil D entnommen werden.


Die Bogenunterkonstruktion wie Zugbänder, Auflagerprofile oder auch Lichtkuppelauswechslungenmüssen nach gültigen Normen nachgewiesen werden.

11. Profilwerte

Alle Profilwerte der folgenden Tabellen wurden nach DIN 18 807 Teil 1-3 ermittelt.

-) Legato 40:

Verlege-richtung

Tabelle 1: Profilwerte (alle Fe E 280 G)

Steifigkeit und Zug Druck und Biegung

Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 8,87 20,49 1,52 1,88 1,88 7,78 1,53 20,36 10,83 10,830,88 10,49 24,24 1,52 1,88 1,88 9,55 1,53 24,09 12,81 12,811,00 11,99 27,70 1,52 1,88 1,88 11,20 1,52 27,53 14,64 14,641,25 15,11 34,91 1,52 1,88 1,88 14,69 1,52 34,69 18,45 18,451,50 18,23 42,12 1,52 1,88 1,88 18,23 1,52 41,89 22,26 22,26

Tabelle 2: Charakteristische Grenzkräfte

Grenznormalkraft[kN/m]Stahlsorte Blechdicke

t[mm] NR,k Zug NR,k Druck

GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 248,36 217,84 2,940,88 293,72 267,40 3,541,00 335,72 313,60 4,101,25 423,08 411,32 5,16

Fe E 280 Gfy,k = 280 N/mm2

1,50 510,44 510,44 6,23


-) Legato 70:

Verlege-richtung

Tabelle 1: Profilwerte (alle Fe E 320 G)


Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 10,98 86,08 2,80 3,65 3,65 6,95 2,97 85,97 23,44 23,230,88 12,99 101,84 2,80 3,65 3,65 8,96 2,92 101,72 28,19 27,481,00 14,84 116,35 2,80 3,65 3,65 10,89 2,89 116,25 32,63 31,411,25 18,71 146,69 2,80 3,65 3,65 14,99 2,86 146,52 41,80 39,581,50 22,57 176,95 2,80 3,65 3,65 19,20 2,84 176,79 50,63 47,76




GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 309,40 219,80 6,570,88 365,96 279,72 7,781,00 418,04 336,00 8,891,25 526,96 455,00 11,20

Fe E 320 Gfy,k = 320 N/mm2

1,50 635,88 576,52 13,52


-) Legato 107:

Verlege-richtung

Tabelle 1: Profilwerte (0,75 und 0,88 mm Fe E 250 G, alle übrigen Fe E 280 G)


Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 11,81 182,7 4,00 5,30 5,30 9,01 4,20 182,4 34,43 34,430,88 13,12 209,9 4,00 5,30 5,30 9,35 4,31 209,6 39,55 39,551,00 14,99 239,8 4,00 5,30 5,30 10,83 4,28 239,5 45,19 45,191,25 18,90 302,4 4,00 5,30 5,30 15,01 4,18 301,9 56,96 56,961,50 22,80 364,8 4,00 5,30 5,30 19,47 4,10 364,3 68,74 67,74




GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 212,62 162,21 6,17Fe E 250 G

fy,k = 250 N/mm2 0,88 328,00 233,75 9,551,00 419,72 303,24 12,231,25 529,20 420,28 15,87Fe E 280 G

fy,k = 280 N/mm21,50 638,40 545,16 19,25



Belastungen und Schnittgrößenermittlung:

[10] ENV 1991: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke

[11] ÖNORM B 4012: Belastungsannahmen im Bauwesen, Veränderliche Einwirkungen,Nutzlasten

[12] ÖNORM B 4013: Belastungsannahmen im Bauwesen, Schnee- und Eislasten

[13] ÖNORM B 4014-1: Belastungsannahmen im Bauwesen, Statische Windwirkungen (nichtschwingungsanfällige Bauwerke)

[14] Bundesversuchs- und Forschungsanstalt Arsenal: Bericht über Windkanalversuche anModellen von Flugdächern; 1987

[15] Österreichisches Normungsinstitut, FNA 176 (Belastungsannahmen im Bauwesen):Interpretation der Lastnorm B 4012; 1996

[16] DIN 18 800 Teil 2 (11.90): Stabilitätsfälle, Knicken von Stäben und Stabwerken

Bemessung:

[17] DIN 18 807 Teil 1-3: Stahltrapezprofile

[18] Mitteilungen des Deutschen Instituts für Bautechnik; Anpassungsrichtlinie Stahlbau; Mai1996

[19] ENV 1993-1-3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten, AllgemeineBemessungsregeln- Ergänzende Regeln für kaltgeformte dünnwandige Bauteile undBleche

[20] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. F. Resinger, ao.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R. Greiner: Bericht über dieTragfähigkeitsuntersuchung gekrümmter Trapezprofile; Technische Universität Graz16.2.1987

[21] o.Prof.Tekn. dr R. Baehre: Untersuchung des Tragverhaltens von gekrümmtenTrapezprofilblechen; Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steine der Universität Karlsruhe15.1.87

[22] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R. Greiner: Versuche zur Bestimmung der Tragschubkraft undNachgiebigkeit der Hutprofile in zweischaligen Bogendachkonstruktionen; TechnischeUniversität Graz 12.6.91

[23] Univ.Prof.Dr.-Ing. H. Saal: Experimentelle Untersuchung zur Ermittlung der Tragfähigkeitund Verformbarkeit von Hutprofilen in zweischaligen Bogendachkonstruktionen;Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steine der Universität Karlsruhe 1995


[24] Univ.Prof.Dr.-Ing. H. Saal: Ermittlung der Schubtragfähigkeits- und Schubsteifigkeitswertevon zweischaligen Bogendachkonstruktionen; Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steineder Universität Karlsruhe 1995

[25] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R Greiner: Versuche zur Bestimmung der Tragfähigkeit derAuflagerelemente des Bogendaches mit Ergänzungsbericht; Technische Universität Graz1992 und 1993

[26] DI. W. Radhuber: Versuchsbericht über Traglastversuche für ein Widerlager; Wernberg2.12.85

[27] Univ.Prof.Dr.-Ing. H.Saal: Untersuchung des Tragverhaltens von gekrümmtenStahltrapezprofilen TRE 106; Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steine der UniversitätKarlsruhe 1994


[29] DI. E. Gartner: Schubeinleitung in Trapezbleche unter besonderer Berücksichtigung derKlemmplatten; Wien 2001

Material:

[30] DIN EN 10 147: Kontinuierlich feuerverzinktes Blech und Band aus Baustählen, TechnischeLieferbedingungen


C. Fertigung und Montage

13. Toleranzen:

Für gekrümmte Trapezprofile gelten die selben Toleranzgrenzen wie für ebene Bleche.Für die einzelnen Bleche können diese der DIN 18 807 Teil 1 und „Bauelemente aus Stahlblech,Gütesicherung, RAL-GZ 617“ entnommen werden.

Diese legen Grenzgrößen fest in Bezug auf Grenzabmaße der Profilgeometrie wie

-) Profilhöhe-) Baubreite-) Ober- und Untergurtbreite-) Innenradien-) Gurtsicken bezüglich Höhe und Lage-) Stegsicken bezüglich Länge und Versatz-) Einschnürung und Ausbauchung-) Säbeligkeit-) Querverwölbung

Für den gesamten Bauteil legen ÖNORM DIN 18 202 und ENV 1090 die zulässigen Toleranzenfest.

14. Güteüberwachung

Die Eigen- und Fremdüberwachung erfolgt nach RAL-GZ 617.

Im Rahmen der Eigenüberwachung prüft und dokumentiert das Herstellerwerk die Einhaltung derProfileigenschaften bezüglich des Werkstoffes, der Verzinkung, der Blechdicke und derMaßhaltigkeit.

Die Fremdüberwachung hat von einer anerkannten Prüfstelle (LMPA Sachsen-Anhalt) zu erfolgen.


15. Montagerichtlinien

Bei der Montage des Legato Bogendaches müssen einige Bedingungen und Richtlinien unbedingtbefolgt werden, um die einwandfreie Funktion des Bogensystems garantieren zu können.

15.1. Transport:

Beim Transport des Legato Systems sind grundsätzlich die IFBS Richtlinien und weiters die untenangeführten Randbedingungen unbedingt einzuhalten:

-) Aufgrund der Straßenverkehrsordnung ergeben sich Beschränkungen in Bezug auf Höheund Länge des Transportes.

-) Ein Bogenelement–Paket sollte 3000 kg wegen der Beschädigungsgefahr der unterenBlechtafeln nicht wesentlich überschreiten.

-) Aus Gründen der Stabilität werden höchstens drei Pakete übereinander empfohlen.


Beim Entladen sind hochfeste Gurte zu verwenden, die unter den beiden mittleren Palettendurchgefädelt werden. Die Gurte sollen einen spitzen Winkel einschließen, um die nach innenwirkenden Kräfte auf die Paletten möglichst gering zu halten.Werden kürzere und leichtere (bis 2000 kg) Bogenpakete entladen, können diese auch mit einerVerlade bzw. Montagegabel entladen werden.


15.2. Lagerung:

Neben den unbedingt einzuhaltenden IFBS Richtlinien sollten die unten angeführten Bedingungenbeachtet werden. Außerdem sollte die Anzahl der Manipulationen wegen derBeschädigungsgefahr der Bleche möglichst gering gehalten werden.

Die üblicherweise zwischen 2000 und 3500 kg schweren Pakete werden sinnvollerweise möglichstnahe der Einbaustelle gelagert. Die vorgesehenen Flächen sind eben abzugleichen und dieElementenden werden auf waagrecht eingemessenen Holzbohlen gelagert. Die Bogenpaketemüssen mittig durch höhenverstellbare Stützböcke unterstellt werden.

Werden die Elemente über einen längeren Zeitraum als einige Tage gelagert, müssen sie durchWind- und wetterfeste Folienbahnen abgedeckt werden. Elemente in bereits geöffnetenOriginalverpackungen müssen gegen Windeinwirkungen in ihrer Lage gesichert werden.

15.3. Montage:

Eine mit Trapezprofilverlegung vertraute Mannschaft ist sicher geeignet, mit der Montage desBogensystems betraut zu werden. Nach Möglichkeit sollte einer der Monteure ausgebildeterSpengler sein, um die Arbeit mit Kantblechen durchführen zu können.

Die für die Montage des Legato Bogensystems notwendige Mannschaft besteht aus mindestensvier Monteuren. Drei von ihnen sind für Arbeiten am Dach vorzusehen, ein Mann wird auf Boden-bzw. Lagerungsniveau benötigt.

Für einen ordentlichen Montageablauf, ist das Vorhandensein von eindeutigen Verlegeplänen undStücklisten, unbedingt erforderlich. In diesen muß auch die Verlegerichtung (günstig gegen dieWetterseite) vermerkt sein. Weiters müssen alle Details eindeutig und klar dargestellt undBefestigungsvorschriften auf der Baustelle vorhanden sein.


-) Montage des einschaligen Systems:

Vor der Montage der Bogenelemente müssen die Widerlager und Rinnenteile bereits montiert undeingemessen beziehungsweise für den gleichzeitigen Einbau vorbereitet sein. Die Tragfähigkeitund feste Fixierung dieser Bauelemente muß durch Kontrolle des Monteurs bestätigt werden.

Zur raschen Durchführung der Montage wird ein Mobilkran mit mindestens 500 kg Tragkraft amAuslegerende benötigt.

Weiters sind auf jeden Fall Absturzsicherungen an den freien Dachrändern vorzusehen. Derzuständige Bauleiter hat sich vor Baubeginn unbedingt über das Vorhandensein von geeignetenAbsturzsicherungen zu vergewissern.

Sind alle diese Voraussetzungen erfüllt, kann mit der Verlegung des Dachsystems begonnenwerden:

Das erste Bogenelement wird auf die Montagegabel geklemmt, gegen Windeinwirkungen gesichertund dann zur vorgesehenen Stelle geschwenkt. An beiden Widerlagern hat ein Monteur zu stehen,um das Element nach dem Einschwenken in seiner Lage vorläufig zu sichern. Die vorgesehenenBefestigungsmittel (Klemmplatten) werden noch nicht endgültig festgezogen. In dieser Zeit mußdas Bogenelement weiter durch die Montagegabel gesichert bleiben. Nach der exaktenAusrichtung des Bogenelementes mit Hilfe des Krans, wird eine Aufstiegshilfe (z.B. Strickleiter)über den Bogen gezogen. Der dritte Monteur kann nun auf den Bogenscheitel klettern, und dieKlemmen der Montagegabel lösen. Nachdem der Monteur das Element wieder verlassen hat, kannder Kran die Montagegabel freischwenken und das nächste Element aufnehmen. Die Schraubender Klemmplatten können nun endgültig festgezogen werden.

Nach der Sicherung des zweiten Elementes auf der Gabel, kann auch dieses an die Einbaustelleeingeschwenkt werden. Dieses wird an den Widerlagern befestigt, der dritte Mann klettert auf denScheitel des ersten Elementes, setzt von der Mitte ausgehend Verbindungsschrauben in dieÜberlappungssicke und löst die Montagegabel wieder. Das zweite Element kann nun endgültigdurch Festziehen der Schrauben in seiner Lage befestigt werden.Nun kann die Aufstiegshilfe aufdas soeben verlegte zweite Element versetzt werden.

Der oben beschriebene Montagevorgang wird bei den nächsten Elementen wiederholt, wobei beijedem dritten bis fünften Element die exakte Ausrichtung der Bogenschale kontrolliert werden soll.

Dieser Ablauf erfolgt nun bis zum Ende der Halle, beziehungsweise bis zu eventuell vorgesehenenLichtbändern. Lichtbänder haben üblicherweise die Breite eines Bogenelementes. Wird eines derElemente für ein zukünftiges Lichtband freigelassen, muß die Montage wieder, wie beim erstenElement beschrieben, fortgesetzt werden.

Manchmal kann es aus statischen Erfordernissen notwendig werden, seitlich zu den Lichtbändern,je ein halbes Bogenelement zur Randverstärkung zu verlegen.

Quer zu den Lichtbändern werden zwischen den durch das Lichtband getrennten Dachschalen imAbstand von ca. 2m Verbindungsprofile eingebaut. Diese verhindern das seitliche Ausweichen derdurch die Lasten auf das Lichtband beanspruchten Ränder. Erst dann können die Lichtbänder (imRegelfall Polycarbonat-Doppelstegplatten) verlegt werden.

Die Verbindung der Einzelelemente untereinander erfolgt bei einschaligen Dachsystemen durchselbstbohrende Dichtschrauben längs ihrer Überlappungen in einem Abstand von empfohlen 3 Stk.


pro lfm (höchstens 500mm). Der Abstand der Verbindungen am Widerlager muss durch einestatische Berechnung festgelegt werden.

Ist das Dachsystem verlegt, können alle noch übrigen Detailarbeiten wie z.B. Rinnen undVerblechungen durchgeführt werden.

-) Montage des zweischaligen Systems:

Die künftige Innenschale wird grundsätzlich wie vorher beschrieben verlegt. Unterschiedebestehen nur in Bezug auf:

-) Befestigungsmittel: Für die Befestigung der Elemente untereinander werden stattder selbstbohrenden Dichtschrauben Dichtniete verwendet.

-) Lichtbänder: Die Verbindungsprofile quer zum Lichtband können entfallen, daderen Aufgabe durch die Distanzkonstruktion übernommen wird. Weiterhin kann esaber erforderlich sein, seitlich je ein halbes Element am Rand zu verlegen.

Nach der Montage der Innenschale, ist ein dauernder Kraneinsatz nicht mehr erforderlich. Dieserwird nur mehr für den Transport der Elemente auf die Dachebene gebraucht, alsSicherungselement ist er nicht mehr notwendig.

Um eine diffusionsdichte Innenschale zu gewährleisten, müssen die Überlappungsfugen derInnenschale nach dem endgültigen Ausnieten mit diffusionsdichten, alubedampften Klebebändernverschlossen werden. Dabei müssen auch die Nietköpfe vom Dichtband erfaßt werden.

Nach der Montage der Innenschale, können die Distanzkonstruktionen verlegt werden. Diesekönnen, wie in Teil A beschrieben, entweder als durchgehende Kantteile oder als Einzelbügel mitdarüberlaufenden Längsprofil ausgeführt werden.

Die Hutprofile werden ausgehend vom Widerlager in einem Abstand von 1,25-1,5 m zum Scheitelhin montiert. Nach Möglichkeit sollte der lichte Abstand zwischen den Distanzkonstruktion immer derStandardbreite der Isoliermatten entsprechen, so entfallen Zuschneidearbeiten des Dämmaterials.

-) durchgehende Distanzkonstruktion: Es wird empfohlen das Dämmaterial bereits amBoden zugeschnitten in die Hutprofile einzulegen, mit Klebebändern zu sichern underst dann an die Einbaustelle zu befördern. Die Befestigung der Distanzkonstruktionan die Innenschale erfolgt durch Dichtniete, die die Unterflansche mit denHochrippen des Trapezprofiles verbinden.

-) Einzelbügel: Beim Legato 40 ist es ausreichend, nur auf jeder zweiten Hochsickeeinen Einzelbügel mit Dichtnieten zu befestigen. Bei den Profiltypen Legato 70 und107 dagegen ist es erforderlich an jeder Hochsicke einen Bügel zu montieren.

Nach der Montage der Bügel können die Längsprofile mittels selbstbohrenderSenkkopfschrauben befestigt werden.

Anschließend werden die Bügel bzw. die Leiste mit vorgefertigten Isolierpasstückengefüllt.


Nach der Montage der Hutprofile können die Trapezblechelemente der Aussenschale und dieDämmaterialien auf das Dach gehoben werden. Sinnvollerweise werden 5-10Trapezblechelemente auf einmal hochgefördert und in den der Gesamtbreite der Elementeentsprechenden Distanzen gelagert. Üblicherweise ist damit der Kraneinsatz beendet.

Unmittelbar nach der Verlegung der Dämmstoffe werden in den entsprechenden Bereichen dieTrapezbleche an den Distanzen mittels Dichtschrauben befestigt. Zugleich sindRinneneinlaufbleche und Kantteile entlang der Traufe mit einzubauen.

Die Lichtbänder können zu einem späteren Zeitpunkt montiert werden.

Die Außenschale des Legato 40 wird in jeder zweiten Tiefsicke mit den Distanzen verschraubt,Ausnahmen sind das Profil längs des Scheitels und die traufennächsten Distanzkonstruktionen.Bei diesen muß jede Tiefsicke mit der Distanzkonstruktion verbunden werden.

Die Außenschalen der Profile 70 und 107 müssen ausnahmslos in jeder Tiefsicke befestigtwerden.

Genaue Angaben über die Befestigungsrichtlinien des Legato Systems können Kapitel 16entnommen werden.

16. Befestigungsrichtlinien

16.1. Einschaliges System

Befestigung am Widerlager:

Klemmplatten mit Dichtbeilage (witterungsbeständig und hitzefest), Schrauben M12 bzw. M16;Klasse 8.8

Profiltyp Jede bzw. jede2. Tiefsicke

Lochabstand Durchmesser

LT 40 Je nach Statik 160 bzw. 320mm M12LT 70 jeder 187,5 mm M12LT 107 jeder 250 mm M16

Das Lochbild der Unterkonstruktion muß sich mit dem des Trapezbleches decken.

Verbindung der Elemente untereinander (Längsstöße):

Spezialdichtschrauben aus A2 Stahl samt Beilagsscheibe mit aufvulkanisierter Neoprene Auflage;Schaft mit Blechtreibgewinde; Länge mindestens 25 mm; Durchmesser 6,5 mm.

Abstand: empfohlen 3 Stk./lfm; maximal 500 mm für alle Profiltypen


16.2. Zweischaliges System

Befestigung der Innenschale:


Klemmplatten mit oder ohne Dichtbeilage (witterungsbeständig und hitzefest), Schrauben M12bzw. M16; Klasse 8.8



LT 40 Je nach Statik 160 bzw. 320mm M12LT 70 jede 187,5 mm M12LT 107 jede 250 mm M16

Das Lochbild der Unterkonstruktion muß sich mit dem des Trapezbleches decken.


Dichtniet mindestens 4,8/10 mm; Alu.

Abstand: maximal 500 mm für alle Profiltypen

Die Längsstöße müssen durch alubedampfte Klebebänder (mind. 50 mm breit) Nietloch- undFugendeckend diffusionsdicht ausgebildet werden.

Befestigung der Distanzkonstruktion an der Innenschale:

Dichtniet mindestens 4,8/10 mm; Alu.

LT 70 und 107: Auf jeder HochsickeLT 40: Auf jeder 2. Hochsicke

Thermische Trennung auf den Distanzkonstruktionen:

Distanz-Bügel: Recycling Kunststoffleiste (RG 900-950 kg/m3) 1x auf jedem Bügelaufgeschraubt (SFS Stadler, Typ SC5/46-DS 12-5,5x60, selbstbohrend)

Befestigung der Aussenschale an den Distanzkonstruktionen:

Dichtschrauben aus A2 Stahl samt Beilagsscheibe mit aufvulkanisierter Neoprene Auflage; Schaftmit Blechtreibgewinde; Länge mindestens 25 mm; Durchmesser 6,5 mm.(Auf den Bügeldistanzkonstruktionen muß die Länge der Schraube mindestens 35 mm betragen.)

LT 70 und 107: Auf jeder HochsickeLT 40: Auf dem traufennächsten und dem entlang des Scheitels verlaufenden

Hutprofil auf jeder, sonst auf jeder 2. Hochsicke




Abstand: empfohlen 3 Stk./lfm; maximal 500 mm für alle Profiltypen

16.3. Zweischaliges System für Standsicherheit bis 90 Min bzw. F30 Ausbildung:

Befestigung der Innenschale:


Befestigung am Widerlagerblech für den Montagezustand mit Blechtreibschrauben bzw.Setzbolzen. (Abstand laut statischer Berechnung).

Die Funktion der Tragschale wird durch die Aussenschale wahrgenommen. Die Innenschale mußdaher nur Montagezuständen standhalten und hat im Brandfall die Aufgabe, das Herabfallen derWärmedämmung zu verhindern.


Dichtniet mindestens 4,8/10 mm; Stahl (Aluminium bzw. Legierungen mit geringererSchmelztemperatur als Stahl dürfen keinesfalls verwendet werden!)

Abstand: maximal 500 mm für alle Profiltypen

Die Längsstöße müssen durch alubedampfte Klebebänder (mind. 50 mm breit) Nietloch- undFugendeckend diffusionsdicht ausgebildet werden.

Befestigung der Distanzkonstruktion an der Innenschale:

Dichtniet mindestens 4,8/10 mm; Stahl.

LT 70 und 107: Auf jeder HochsickeLT 40: Auf jeder 2. Hochsicke

Thermische Trennung auf den Distanzkonstruktionen:

Distanz-Bügel: Recycling Kunststoffleiste (RG 900-950 kg/m3) 1x auf jedem Bügelaufgeschraubt (SFS Stadler, Typ SC5/46-DS 12-5,5x60, selbstbohrend)


Befestigung der Außenschale an den Distanzkonstruktionen:

Spezialdichtschrauben aus A2 Stahl samt Beilagsscheibe mit aufvulkanisierter Neoprene Auflage;Schaft mit Blechtreibgewinde; Länge mindestens 25 mm; Durchmesser 6,5 mm.(Auf den Bügeldistanzkonstruktionen muß die Länge der Schraube mindestens 35 mm betragen.)

LT 70 und 107: Auf jeder HochsickeLT 40: Auf dem traufennächsten und dem entlang des Scheitels verlaufenden

Hutprofil auf jeder, sonst auf jeder 2. Hochsicke



Abstand: empfohlen 3 Stk./lfm; maximal 500 mm für alle Profiltypen.



Toleranzen:

[40] DIN 18 807 Teil 1: Stahltrapezprofile; Allgemeine Anforderungen, Ermittlung derTragfähigkeitswerte durch Berechnung

[41] Bauelemente aus Stahlblech; Gütesicherung; RAL-GZ 617

[42] ÖNORM DIN 18 202; Toleranzen im Hochbau, Bauwerke

[43] ENV 1090; Ausführung von Tragwerken aus Stahl

Güteüberwachung:


Montagerichtlinien:

[45] IFBS Richtlinie 8.01: Richtlinie für die Montage von Stahlprofiltafeln für Dach-, Wand-, undDeckenkonstruktionen


D. Anhang

18. Tabellen

18.1. Legato 40

Verlege-richtung

Tabelle 18.1.1: Mindestradien bestimmt durch Höhe des Profiles, Materialqualität undBlechstärke


Mindestradius[m]

0,75 8,000,88 6,001,00 4,501,25 4,00

Fe E 280 G

1,50 4,000,75 (5,00)0,88 (3,00)

Legato 40

(Fe E 250 G)nicht im

Standardlieferprogramm 1,00 (2,50)

Daneben sollte ein Radius von 75 % der Spannweite nicht unterschritten werden

Tabelle 18.1.2: Profilwerte (alle Fe E 280 G)Steifigkeit und Zug Druck und Biegung

Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 8,87 20,49 1,52 1,88 1,88 7,78 1,53 20,36 10,83 10,830,88 10,49 24,24 1,52 1,88 1,88 9,55 1,53 24,09 12,81 12,811,00 11,99 27,70 1,52 1,88 1,88 11,20 1,52 27,53 14,64 14,641,25 15,11 34,91 1,52 1,88 1,88 14,69 1,52 34,69 18,45 18,451,50 18,23 42,12 1,52 1,88 1,88 18,23 1,52 41,89 22,26 22,26

Tabelle 18.1.3: Charakteristische GrenzkräfteGrenznormalkraft

[kN/m]Stahlsorte Blechdicket[mm] NR,k Zug NR,k Druck

GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 248,36 217,84 2,940,88 293,72 267,40 3,541,00 335,72 313,60 4,101,25 423,08 411,32 5,16

Fe E 280 Gfy,k = 280 N/mm2

1,50 510,44 510,44 6,23


18.2. Legato 70

Verlege-richtung



Mindestradius[m]

0,75 12,00,88 10,01,00 8,01,25 8,0

Legato 70 Fe E 320 G

1,50 8,0


Tabelle 18.2.2: Profilwerte (alle Fe E 320 G)


Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 10,98 86,08 2,80 3,65 3,65 6,95 2,97 85,97 23,44 23,230,88 12,99 101,84 2,80 3,65 3,65 8,96 2,92 101,72 28,19 27,481,00 14,84 116,35 2,80 3,65 3,65 10,89 2,89 116,25 32,63 31,411,25 18,71 146,69 2,80 3,65 3,65 14,99 2,86 146,52 41,80 39,581,50 22,57 176,95 2,80 3,65 3,65 19,20 2,84 176,79 50,63 47,76

Tabelle 18.2.3: charakteristische Grenzkräfte



GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 309,40 219,80 6,570,88 365,96 279,72 7,781,00 418,04 336,00 8,891,25 526,96 455,00 11,20

Fe E 320 Gfy,k = 320 N/mm2

1,50 635,88 576,52 13,52


18.3. Legato 107Verlege-richtung



Mindestradius[m]

0,75 50,00,88 28,01,00 15,01,25 11,0

Fe E 280 G

1,50 10,00,75 20,00,88 13,0

Legato 107

Fe E 250 G1,00 12,0


Tabelle 18.3.2: Profilwerte (0,75 und 0,88 mm Fe E 250 G, alle übrigen Fe E 280 G)


Blechdickemm

Agcm2/m

Igcm4/m

igcm

eocm

eucm

Aefcm2/m

iefcm

Iefcm4/m

Wo,efcm3/m

Wu,efcm3/m

0,75 11,81 182,7 4,00 5,30 5,30 9,01 4,20 182,4 34,43 34,430,88 13,12 209,9 4,00 5,30 5,30 9,35 4,31 209,6 39,55 39,551,00 14,99 239,8 4,00 5,30 5,30 10,83 4,28 239,5 45,19 45,191,25 18,90 302,4 4,00 5,30 5,30 15,01 4,18 301,9 56,96 56,961,50 22,80 364,8 4,00 5,30 5,30 19,47 4,10 364,3 68,74 67,74

Tabelle 18.3.3: Charakteristische Grenzkräfte



GrenzmomentMR,k

[kNm/m]0,75 212,62 162,21 6,17Fe E 250 G

fy,k = 250 N/mm2 0,88 328,00 233,75 9,551,00 419,72 303,24 12,231,25 529,20 420,28 15,87Fe E 280 G

fy,k = 280 N/mm21,50 638,40 545,16 19,25


18.4. Grenzspannweiten der Bogenprofile (nur informativ, ersetzt die statische Berechnung nicht)

Die unten angeführten Werte wurden unter folgenden Bedingungen ermittelt:

-) Geschlossenes Gebäude-) Verhältnis Spannweite / Radius = 1/1-) Gebäude-Traufenhöhe 6,0 m über Grund-) Schneelast 0,75 kN/m2 bzw. 1,00 kN/m2

-) Windkräfte: v10=125 km/h; GF II => q=0,57 kN/m2

-) Lastannahmen nach ÖNORMEN-) Ermittlung der Schnittgrößen nach DIN 18 800-) Bemessung nach DIN 18 807 und Anpassungsrichtlinie Stahlbau Mai 1996

Einschaliger Bogen

Tabelle 18.4.1: Grenzspannweiten einschaliger Bogen

Profiltyp Blechstärke[mm]

so=0,75 kN/m2

Grenzspannweite [m]so=1,00 kN/m2

Grenzspannweite [m]0,75 8,75 7,751,00 9,75 8,50Legato 401,25 10,50 9,500,75 13,50 12,251,00 15,00 13,50Legato 701,25 16,50 15,000,75 15,50 *) 14,00 *)

1,00 18,50 16,50Legato 1071,25 20,00 18,75

*) In diesem Fall beträgt der Radius 20,0 m (Mindestradius), das Verhältnis L/R beträgt alsonicht 1/1.

Zweischaliger Bogen

Zusätzlich zu den Lastangriffen aus den oben angeführten Belastungen muß der Montagezustand(nur die untere Tragschale kann zur Lastabtragung herangezogen werden) beachtet werden.

Der Montagezustand kann durch das Eigengewicht des Bogens und einer Verkehrslast von 1,5 kNim Viertelpunkt (ungünstigste Laststellung für den Bogen) abgedeckt werden.

Der Schalenabstand beträgt jeweils 130 mm (Hutprofilhöhe). Unterschiedliche Profiltypen als Trag-bzw. Deckschale werden nicht verwendet. (Unterschiedliche Verlegebreite und statisch nichtsinnvoll)


Tabelle 18.4.2: Grenzspannweiten zweischaliger Bogen

Profiltyp Blechstärke[mm]

so=0,75 kN/m2

Grenzspannweite [m]so=1,00 kN/m2

Grenzspannweite [m]0,88+0,75 13,00 **) (16,00) 13,00 **) (15,00)

Legato 40+401,25+0,88 14,25 **) (17,50) 14,25 **) (15,75)

Legato 70+70 0,88+0,75 20,00 20,00

Legato 107+107 0,88+0,75 20,00 20,00**) In diesen Fällen ist der Montagelastfall maßgebend. Die Werte in Klammer wären vom

fertigen zweischaligen System erreichbar.

18.5. Hutprofile

Tabelle 18.5.1: Durch Versuche ermittelte Trägheitsmomente und Grenzschubkräftedes durchlaufenden Hutprofiles; Befestigung in jeder Sicke

Bogenverbundprofil Je HutprofilTragschale Deckschale

rechnerischeHöhe [cm] IHk [cm4/m] THk [kN/m]

LT 40/0,88 LT 40/0,75 17,12 0,9LT 40/1,25 LT 40/1,00 17,12 1,0 12,5

LT 70/0,88 LT 70/0,75 20,02 1,2LT 70/1,50 LT 70/1,25 20,02 1,5LT 107/0,88 LT 107/0,75 23,49 1,5LT 107/1,50 LT 107/1,25 23,49 2,0

7,0

Tabelle 18.5.2: Durch Versuche ermittelte Trägheitsmomente und Grenzschubkräfteder Einzelbügel mit Kunststoffleiste; Befestigung in jeder Sicke

Bogenverbundprofil Je HutprofilTragschale Deckschale

rechnerischeHöhe [cm] IHk [cm4/m] THk [kN/m]

LT 40/0,88 LT 40/0,75 18,10 1,17 11,2LT 40/1,00 LT 40/0,75 18,10 1,17 14,5LT 70/0,88 LT 70/0,75 21,02 1,9 11,0LT 70/1,00 LT 70/0,75 21,02 1,9 13,0LT 107/0,88 LT 107/0,75 24,70 2,6 10,9LT 107/1,00 LT 107/0,75 24,70 2,6 12,1

Für Kursiv geschriebene Profiltypen existieren keine Versuche. Die oben angeführten Wertewurden aus den Versuchen der Typen LT 40 und LT 107 gemittelt.

Rechnerische Höhe: Fiktive Stablänge (Schwerpunktsabstände der Schalen)IHk: ideelle Trägheitsmomente (in Versuchen ermittelt)THk: Grenzschubkraft (in Versuchen ermittelt)

Für die Traglastversuche wurden die Hutprofile bzw. Bügel in jeder Sicke der Tragschale mittelsDichtnieten befestigt.


18.6. Klemmplatten

Klemmplatten mit Dichtbeilage (witterungsbeständig und hitzefest), Schrauben M12 bzw. M16;Klasse 8.8

Tabelle 18.6.1 Klemmplatten



LT 40 Je nach Statik 160 bzw. 320mm M12LT 70 jeder 187,5 mm M12LT 107 jeder 250 mm M16

Tabelle 18.6.2 Traglast von Klemmplatten

Profiltyp Jede bzw. jede 2. Tiefsicke Traglast min. TRd [kN/m]Jede 40,6LT 40 Jede 2. 20,3

LT 70 Jede 34,2LT 107 Jede 40,3

Die Traglast ist abhängig von der Blechstärke des Trapezprofiles, der aufgebrachtenVorspannkraft, einer eventuell vorhandenen Gummizwischenschicht und der Art der Klemme(Gußeisen oder Stahlklemme). Die oben angeführten Werte entsprechen den Minimalwerten undkönnen durch geeignete Maßnahmen noch erhöht werden.

18.7. Auflagerschuhe

Tabelle 18.7.1: Tragfähigkeit der Auflagerkonstruktion (Auflagerschuhe)

UnterkonstruktionBemessungswert TRd des Widerstandes in

[kN](je Auflagerschuh)

Stahl 86 kN

Beton B300 ohne LastverteilungsplattenJordahl Ankerschiene K 40/22/2,5 18 kN

Beton B300 mit LastverteilungsplattenJordahl Ankerschiene K 40/22/2,5 23 kN


19. Zusammenstellung der Gutachten und Normen

Gutachten und Normen zu Teil A (Allgemeiner Teil):

Bauphysikalische Gutachten:

[1] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 6881/WS;Wärmeschutz einer zweischaligen Konstruktion aus Trapezprofilen; TGM ZL.: 1384/1/87;23.10.1987

[2] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 9260/WS;Wärmeschutz einer zweischaligen Konstruktion aus Trapezprofil Stahlblech; TGM ZL.:1301/95; 22.1.1996

[3] Physikalisch-Technische Versuchsanstalt am TGM Wien : Gutachten 9880/WS;Luftschallschutz einer Dachkonstruktion aus Trapezblechen; TGM ZL.: 1348/87; 6.10.1987

Brandschutzgutachten und Normen:

[4] Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsvorschung: BV-Zahl 3612/96; Untersuchung des zweischaligen Bogendaches mit Einzelbügel und darüberliegenderKunsstoffleiste; 8.7.96

[5] Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsvorschung: BV-Zahl 2749/87; Untersuchung des zweischaligen Bogendaches mit durchlaufenden Hutprofilen; 10.7.87

[6] ÖNORM B3800 Teil 2:Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

Korrosionsschutz:

[7] DIN EN 10 147; Kontinuierlich feuerverzinktes Blech und Band aus Baustählen

[8] DIN 18 807, Teil 1; Stahltrapezprofile, Allgemeine Anforderungen,Ermittlung der Tragfähigkeitswerte durch Berechnung

[9] DIN 55928-8; Korrosionsschutz von tragenden dünnwandigen Bauteilen

Gutachten und Normen zu Teil B (Statischer Teil):

Belastungen und Schnittgrößenermittlung:

[10] ENV 1991: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke

[11] ÖNORM B 4012: Belastungsannahmen im Bauwesen, Veränderliche Einwirkungen,Nutzlasten

[12] ÖNORM B 4013: Belastungsannahmen im Bauwesen, Schnee- und Eislasten


[13] ÖNORM B 4014-1: Belastungsannahmen im Bauwesen, Statische Windwirkungen (nichtschwingungsanfällige Bauwerke)

[14] Bundesversuchs- und Forschungsanstalt Arsenal: Bericht über Windkanalversuche anModellen von Flugdächern; 1987

[15] Österreichisches Normungsinstitut, FNA 176 (Belastungsannahmen im Bauwesen):Interpretation der Lastnorm B 4012; 1996

[16] DIN 18 800 Teil 2 (11.90): Stabilitätsfälle, Knicken von Stäben und Stabwerken

Bemessung:

[17] DIN 18 807 Teil 1-3: Stahltrapezprofile

[18] Mitteilungen des Deutschen Instituts für Bautechnik; Anpassungsrichtlinie Stahlbau; Mai1996

[19] ENV 1993-1-3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten, AllgemeineBemessungsregeln- Ergänzende Regeln für kaltgeformte dünnwandige Bauteile undBleche

[20] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. F. Resinger, ao.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R. Greiner: Bericht über dieTragfähigkeitsuntersuchung gekrümmter Trapezprofile; Technische Universität Graz16.2.1987

[21] o.Prof.Tekn. dr R. Baehre: Untersuchung des Tragverhaltens von gekrümmtenTrapezprofilblechen; Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steine der Universität Karlsruhe15.1.87

[22] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R. Greiner: Versuche zur Bestimmung der Tragschubkraft undNachgiebigkeit der Hutprofile in zweischaligen Bogendachkonstruktionen; TechnischeUniversität Graz 12.6.91

[23] Univ.Prof.Dr.-Ing. H. Saal: Experimentelle Untersuchung zur Ermittlung der Tragfähigkeitund Verformbarkeit von Hutprofilen in zweischaligen Bogendachkonstruktionen;Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steine der Universität Karlsruhe 1995

[24] Univ.Prof.Dr.-Ing. H. Saal: Ermittlung der Schubtragfähigkeits- und Schubsteifigkeitswertevon zweischaligen Bogendachkonstruktionen; Versuchsanstalt für Stahl Holz und Steineder Universität Karlsruhe 1995

[25] o.Univ.Prof.DI.Dr.techn. R Greiner: Versuche zur Bestimmung der Tragfähigkeit derAuflagerelemente des Bogendaches mit Ergänzungsbericht; Technische Universität Graz1992 und 1993

[26] DI. W. Radhuber: Versuchsbericht über Traglastversuche für ein Widerlager; Wernberg2.12.85




[29] DI. E. Gartner: Schubeinleitung in Trapezbleche unter besonderer Berücksichtigung derKlemmplatten; Wien 2001

Material:

[30] DIN EN 10 147: Kontinuierlich feuerverzinktes Blech und Band aus Baustählen, TechnischeLieferbedingungen

Normen zu Teil C (Fertigung und Montage):

Toleranzen:

[40] DIN 18 807 Teil 1: Stahltrapezprofile; Allgemeine Anforderungen, Ermittlung derTragfähigkeitswerte durch Berechnung


[42] ÖNORM DIN 18 202; Toleranzen im Hochbau, Bauwerke

[43] ENV 1090; Ausführung von Tragwerken aus Stahl

Güteüberwachung:


Montagerichtlinien:

[45] IFBS Richtlinie 8.01: Richtlinie für die Montage von Stahlprofiltafeln für Dach-, Wand-, undDeckenkonstruktionen

legato-bogensystem - zeman-stahl.com · legato-bogensystem-dokumentation, seite 3 a. allgemeiner...

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