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Gefamtanordnung und Gliederung des »Handbuches der Architektur» (zugleich Verzeichnis der bereits erfchienenen Bände, bezw. Hefte) find am Schluffe des vorliegenden Bandes zu finden.

Jeder Band

bezw. Halbband und jedes Heft des »Handbuches der Architektur« bildet auch ein für fielt abgefchloffenes Buch und ifl einzeln käuflich.

HANDBUCH

DER

ARCHITEKTUR.

Unter Mitwirkung von

und

Oberbaudirektor

Profeffor Dr. Jofef Durm

in Karlsruhe

Geh. Regierungs und Baurat

Profeffor Hermann Ende

in Berlin

herausgegeben von

Geheimer Baurat

Profeffor Dr. Eduard Schmitt

in Darmftadt.

Dritter Teil.

DIE HOCHBAUKONSTRUKTIONEN.

1. Band:

Konftruktionselemente in Stein, Holz und Eifen.

Fundamente.

DRITTE AUFLAGE.

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ARNOLD BERGSTRÄSSER VERLAGSBUCHHANDLUNG (A. KRÖNER).

STUTTGART 1901.

DIE

HOCHBAUKONSTRUKTIONEN.

DES

HANDBUCHES DER ARCHITEKTUR

DRITTER TEIL.

1. Band:

Konftruktionselemente in Stein.

Von Erwin Marx,

Geh. Baurat und Profeffor an der technifclien Hoclifchule zu Darmftadl.

Konftruktionselemente in Holz.

Von Dr. Friedrich Heinzerling,

Geh. Regierungsrat und Profeffor an der technifchen Hochfchule zu Aachen.

Konftruktionselemente in Eifen.

Von Georg Barkhaufen,

Geh. Regierungsrat und Profeffor an der technifchen Hochfchule zu Hannover.

Fundamente.

Von Dr. Eduard Schmitt,

Geh. Baurat und Profeffor an der technifchen Hochfchule zu Darmftadt.

D R 1 T T E A U F LAGE.

Mit S02 in den Text eingedruckten Abbildungen.

-H-

STUTTGART 1901.

ARNOLD BERGSTRÄSSER VERLAGSBUCHHANDLUNG

A. KRÖNER.

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Das Recht der Ueberfetzung in fremde Sprachen bleibt Vorbehalten.

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KRAKÓW

Druck der Union Deutsche

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Vorwort

Handbuch der Architektur.

III. Teil.

Hoehbaukonftruktionen.

i. Band.

(Dritte Auflage.)

INHALTSVERZEICHNIS.

Seite

Litteratur: Gefamtwerke über »Hoehbaukonftruktionen»

Grundfätze für die Konftruktion

Erfle Abteilung:

Konftruktionselemente.

i. Abfchnitt:

Konftruktionselemente in Stein.

1.    Kap. Steinkonftruktionen im allgemeinen..........

2.    Kap. Steinverband..................

a)    Steinverbände für Mauerwerke aus Backlteinen.......

1)    Arten des Backfteinverbandes...........

2)    Zufammenftofs von Mauern unter reebtem Winkel ....

3)    Zufammenftofs von Mauern unter fchiefen Winkeln ....

4)    Beliebige Mauerkörper mit rechtwinkeligen Ecken und Winkeln

5)    Mauerkörper mit rechtwinkeligen Hohlräumen......

6)    Mauerkörper mit fchiefen Ecken und Winkeln......

7)    Runde Mauerkörper...............

8)    Bogenverband.................

b)    Quaderverbände.................

c)    Verbände für Mauern aus Bruchfleinen und Feldfteinen ....

d)    Verbände für Mauern aus gemifchtem Mauerwerk......

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3. Kap. Steinverbindung.................

a)    Verbindung der Steine durch Bindemittel.........

b)    Verbindung der Steine durch befondere Formung der Fugenflächen

c)    Verbindung der Steine durch befondere Hilfsftücke    .....

Litteratur: Bücher über »Konftruktionselemente in Stein« und »Mauerwerkskunde«, fowie über »Steinhauerarbeit« und »Steinfghnitt« ........

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72

79

•    85

92

2. Abfchnitt:

Konftruktionselemente in Holz.

1.    Kap. Holzverbände........................

a)    Befeftigungsmittel.......................

1)    Befeftigungsmittel aus Holz..................

2)    Befeftigungsmittel aus Eifen..................

b)    Holzverbände........................

1)    Verlängerung der Verbandftücke (Balken).............

2)    Verbreiterung der Verbandftücke (Bretter und Bohlen).........

3)    Verftärkung der Verbandftücke (Balken)..............

4)    Winkelverband von Balken, Brettern und Bohlen in einer Ebene.....

5)    Winkelverband in zwei oder mehr parallelen Ebenen.........

2.    Kap. Freiftützen und Pfähle.....................

a)    Freiftützen.........................

b)    Pfähle...........................

c)    Spundbohlen.........................

3.    Kap. Balkenverftärkungen.....................

a)    Verzahnte und verdübelte Balken..................

b)    Gcfchlitzte und gefpreizte Balken..................

c)    Gitterträger .    ........................

d)    Armierte Balken......................

x) Hängewerkbalken.....................

2) Sprengwerkbalken.....................

4.    Kap. Balkenverbände.......................

a)    Winkelbänder........................

b)    Sprengwerkc.........................

c)    Hängewerke.........................

d)    Hängefprengwerke.......................

5.    Kap. Bohlen- und Bretterverbände..................

a)    Verbände in einer Ebene ....................

1)    Verbreiterungen......................

2)    Winkelverbände......................

b)    Verbände in zwei parallelen Ebenen.................

c)    Verbände in zwei zu einander geneigten Ebenen............

Litteratur: Bücher über »Konftruktionselemente in Holz«, fowie über »Zimmerwerks kun<K« und »Baufehreinerei«.............

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3. Abfchnitl:

Konftruktionselemente in Eifen.

1. Kap. Verbindung von Eifenleilen .

a)    Niete und Nietverbindungen .    .    .

1)    Niete und Nietlöcher ....

2)    Anordnung der Vernietungen

3)    Berechnung der Vernietungen

4)    Nietverbindungen.....

b)    Schrauben und Schraubenverbindungen

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Witworth's Skala der eingängigen fcharfen Schrauben Skala der metrifchen Gewinde ........

c)    Bolzenverbindungen....................

d)    Keile und Splinte, Keil- und Splintverbindungen...........

2.    Kap. Verlängerung von Eifenteilen.................

a)    Verlängerung von Blechen...................

b)    Verlängerung von Flacheifen und Rundeifen..............

c)    Verlängerung von Profileifen und Eifenteilen zufnminengefetzten Querfchnittes ....    1S1

3.    Kap. Eckverbindung, Endverbindung und Kreuzung von Eifenteilen

a)    Eck- (L-) Verbindungen............

b)    End- (T-) Verbindungen............ .

c)    Kreuzungen (-{--Verbindungen)...........

4.    Kap. Ketten und Drahtfeile..............

a)    Ketten....................

b)    Drahtfeile...................

5.    Kap. Anker...................

6.    Kap. Freiftützen..................

a)    Beanfpruchung und Berechnung...........

b)    Freiftützen in Gufseifen..............

c)    Freiftützen in Schweifseifen .............

d)    Kopf der Freiftützen...............

e)    Fufs der Freiftützen...............

1)    Fiifse gufseiferner Stützen............

«) Druckplatten....... .    .    .    .    ...

ß) Ankerplatten..............

2)    Fiifse fchweifseiferner Stützen......... .    .

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7. Kap. Träger........

a)    Gufseiferne Träger.....

b)    Schweifseiferne Träger

1)    Eifenbahnfchienen als Träger

2)    Walzeifen als Träger .    .

3)    Blechträger.....

4)    Gitterträger.....

c)    Auflager der Träger ....

d)    Zwei Beifpiele......

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Litteratur: JBücher über »Eifenkonftruktionen im allgemeinen« und »Konftruktions-elemente in Eifen«, fowie über »Baufchlofferei« und »Schmiedewerkskunde«

279

Zweite Abteilung:

Fundamente.

I. Abfchnitt :

Fundament und Baugrund.

Vorbemerkungen

2S3

Litteratur über »Fundamente im allgemeinen«

283

1.    Kap. Baugrund...........

a)    B'efchaffenheit des Baugrundes.....

b)    Unterfuchung des Baugrundes.....

c)    Verbefferung fchlechten Baugrundes .

2.    Kap. Konftruktionsbedingungen......

a)    Lage, Form und Gröfse der Fundamentbafis

b)    Sicherheit gegen Einfinken......

c)    Sicherheit gegen feitliches Verfchieben .

d)    Sicherheit gegen äufsere Einfliiffe ....

e)    Gründungstiefe..........

f)    Gründungsverfahren ........

284

284

288

295

Ueberficht

2. Abfchnitt:

Aufgebaute Fundamente.

1.    Kap. Baugrube.........

a)    Baugrube im Trockenen.....

c)    Gefriergründung.......

2.    Kap. Gemauerte Fundamente ....

a)    Voll gemauerte Fundamente ....

b)    Pfeilerfundamente.......

1)    Pfeilerfundamente für durchgehendes Tagmauervverk........

2)    Fundamente für einzelne Pfeiler..............

c)    Fundamente aus Trockenmauerwerk, Steinpackungen und Steinfchiittungen .

Litteratur über »Gemauerte Fundamente«..........

3.    Kap. Fundamente aus Beton- und Sandfchüttungen...........

a)    Betonfundamente.....................

b)    Fundamente aus Sandfchüttungen................

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Litteratur über »Fundamente aus Beton- und Sandfchüttungen«

359

4. Kap. Fundamente aus liegenden Rotten

a)    Einfachere liegende Rotte .    .

b)    Schwellrotte........

c)    Betoneifen rotte.......

359

36°

361

366

3. Abfchnitt:

Verfenkte Fundamente.

Gründung auf eifernen Pfählen .

I. Kap. Pfahlrottfundamente

a)    Rottpfähle

b)    Rottdecke .

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Litteratur über »Pfahlgründungen«

2. Kap. Senkbrunnengründung .........

a)    Anordnung und Konftruktion der Senkbrunnen .

b)    Ausführung der Brunnenpfeiler......

Litteratur über »Senkbrunnengründungen«

3. Kap. Senkröhrengründung

a)    Hölzerne Senkröhren .

b)    Eiferne Senkröhren

Litteratur über »Senkröhrengründungen«

4. Kap. Caitfongründung

Litteratur über »CaifTongriindungen«

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Handbuch der Architektur.

III. Teil.

Die Hoehbaukonftruktionen.

. . . architecture is nothing more or lefs than the art of ornamental and ornamented conßruction.

Fergusson, J. A hiftory of architecture in all countries.

London 1865. Band 1, S. 9.

. . . Dahingegen beruhet die Kenntnis deflen, was dazu gehöret, um die Gebäude dauerhaft aufzuführen, auf Grundfätzen der Statik, verbunden mit vielen Erfahrungen. Nach felbigen mufs der Baumeifter die verlangte Einrichtung der Gebäude zu entwerfen und die Dauerhaftigkeit damit zu verbinden wißen. Nach diefen Grundfätzen wird beftimmt, was ohne Gefahr möglich ift, oder was nicht erfüllt werden kann, ohne der Haupteigen-fchaft des Gebäudes, nämlich der Dauerhaftigkeit zu nahe zu treten.

Gzlly , D. Handbuch der Land-Bau-Kunft etc. Erller Teil.

Berlin 1797. S. 1.

In den beiden vorhergehenden Teilen unferes »Handbuches der Architektur« wurden in erller Reihe die Stoffe, aus denen unfere Bauwerke hergeftellt werden, vorgeführt, alsdann die llatifchen Bedingungen und Grundfätze, denen das ganze Bauwerk fowie feine einzelnen Teile unterworfen find, erläutert; endlich haben die Kunllformen, welche der Bauftoff unter Berückfichtigung feiner befonderen Eigenfchaften und feiner Stabilitätsbedingungen in den einzelnen Bauteilen, fowie in den Profan- und Monumentalbauten während der bedeutenderen, uns bekannten Kulturepochen erhalten hat, eine eingehende Behandlung erfahren. Nunmehr gelangen wir dazu, die einzelnen Teile eines Bauwerkes an und für fich, fowie auch in ihrer Zufammenfügung zum Bauwerke felbft vom konftruktiven Standpunkte aus zu betrachten.

Damit ein Bauteil dem beabfichtigten Zwecke in thunlichft vollkommener Weife ent-lpreche, mufs er eine bellimmte Gehalt und eine bellimmte Einrichtung erhalten. Damit das ganze Bauwerk diejenigen Bedingungen erfülle, denen es fein Entliehen verdankt, damit feine Benutzung in möglichft weitgehender, einfacher und bequemer Weife gefchehen könne, müffen die einzelnen Bauteile in fachgemäfser und zweckmäfsiger Weife aneinander gefügt werden. Den Hauptteil diefer Aufgaben hat die richtige Konftruktion zu erfüllen, und das wefentlichlle Ziel des III. Teiles unferes »Handbuches« ill hiermit gekennzeichnet.

Bereits in der allgemeinen Einleitung zum vorliegenden Werke *) wurde die Stellung und Bedeutung der Konflruktionslehre im Gefamtgebiete der Architektur charakterifiert; auch wurde an jener Stelle die Loslöfung des Ingenieurwefens vom Hochbauwefen erklärt und gedeutet. Gerade auf dem Gebiete der Konftruktion find die Berührungspunkte zwifchen Architekt und Ingenieur die innigften und zahlreichften. Grofse Decken-, Dach- und Hallen-konllruktionen werden bald vom Architekten, bald vom Ingenieur entworfen, und bei noch manchen anderen Entwürfen und Ausführungen des Hochbauwefens wird die Mitwirkung des Ingenieurs angeftrebt. Diefer Zufammenhang des gefamten baulichen Schaffens hat auch urfprünglich im »Handbuch der Architektur« durch die Vereinigung dreier Architekten mit einem Ingenieur als Herausgebern Ausdruck gefunden.

Bei der Gruppierung des in der Konflruktionslehre zu bewältigenden Stoffes mufsten wir wefentlich neue, von den feither üblichen abweichende Bahnen einfchlagen. Wir ftimmen allerdings mit anderen darin überein, »dafs der gefamte Stoff eine ftreng fylle-matifche Behandlung erfordere«; allein wir vermögen in der veralteten Trennung der ver-

¹) Siehe: Teil I, Band 1, erfte Hälfte, S. 10 u. 11. Handbuch der Architektur. III 1.    (3. Aufl.)

fchiedenen Konftruktionen nach dem Material (Stein, Holz und Eifen) eine folche fyft matifche Behandlung nicht zu erblicken. Es will uns nicht als organifcher Aufbau der liegenden grofsen Materie erfcheinen, wenn fo wichtige Bauteile, wie Wände, Decken, Dächer, Fenfter, Thüren, Treppen etc., welche doch immer einem beftimmten und gleich bleibenden Zwecke zu dienen haben, an zwei, drei und noch mehreren, voneinander ganz getrennten Stellen eines Buches befprochen werden, und zwar nur deshalb, weil der Bauftoff in dem einen Falle ein anderer ift, wie im zweiten — ganz abgefehen davon, dafs gewiffe Themata (wie z. B. die Fundamente etc.) fich nur ganz künftlich in ein folches Syftem einzwängen laffen — oder, weil dies ungeachtet alles Zwängens nicht ftatthaft ift, gewiffe Konftruktionen in einen befonderen Abfchnitt, der aufserhalb des Rahmens jenes Syltems liegt, verfchoben werden müffen.

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vor-

In gleicher Weife konnten wir uns auch nicht zu der gleichfalls hie und da beliebten Gruppierung der Hochbaukonftruktionen nach den verfchiedenen Gewerken entfchliefsen. Selblt wenn wir keinen Wert darauf legen wollten, dafs in den verfchiedenen Ländern die Trennung der einzelnen Baugewerke voneinander eine keineswegs gleiche ift, fo dünkt uns auch diefes »Syftem« als ein wenig glückliches ; denn es führt ebenfo zu unorganifchen Zerftückelungen eng verwandter Materien, wie das erftgedachte. Weil die »Treppe« in dem einen Gebäude vom Zimmermann, in dem anderen vom Steinhauer und Maurer, in einem dritten vom Schloffer oder gar von einer Mafchinenbauanftalt ausgeführt wird, wird die Befprechung diefes Gebäudeteiles, der in feinem eigenften Wefen immer derfelbe ift, vollftändig zerriffen und an drei oder gar vier Stellen des Buches verteilt. —

Abweichend von dem feitherigen Verfahren, glaubten wir als den bei der Gruppierung des Stoffes mafsgebenden Faktor »die Konftruktion als folche« erachten zu follen. Deshalb beginnen wir mit der Betrachtung der einfachften Konftruktionen, welche bei den verfchiedenartigen fteinernen, hölzernen und eifernen Gebäudeteilen vorzukommen pflegen; wir fchaffen damit eine Grundlage für die verwickelteren Anlagen und vermeiden dadurch Wiederholungen. Hierauf folgt, als gleichfalls allgemeiner Natur und bei keinem Bauwerk fehlend, die Befchreibung der Fundamente, der fleh alsdann die Befprechung jener Konftruktionen anfchliefst, welche die durch Errichtung des Gebäudes zu fchaffenden Räume nach der Seite, nach oben, bezw. unten begrenzen oder umfchliefsen. Indes find die fo gefchaffenen Räume nur in den allerfeltenften Fällen benutzbar; damit diefelben dem beabfichtigten Zwecke dienen können, müffen den raumbegrenzenden Konftruktionen oder dem fog. Rohbau Anlagen und Einrichtungen hinzugefügt werden, die man in der Regel als inneren Ausbau bezeichnet. Aeufserft mannigfaltig find die demfelben angehörigen Konftruktionen, je nach der Beftimmung des Gebäudes, je nach den Anfprüchen an Bequemlichkeit, Salubrität und Zierlichkeit.

Mit diefer Abteilung fchliefst die Reihe jener Konftruktionen, die faft bei jedem Gebäude Vorkommen, und es erübrigt noch die Betrachtung jener Anlagen, die nur gewiffen Bauwerken eigentümlich find, die bald zur Raumumfchliefsung dienen, bald einen Teil des inneren Ausbaues bilden. So ergab fich die Scheidung der Lehre von den »Hochbaukonftruktionen« in die fünf Abteilungen:

Konftruktionsele mente.

Fundamente.

Raum begrenzende Konftruktionen.

Konftruktionen des inneren Ausbaues.

Verfchiedene bauliche Anlagen.

Die Bauformenlehre erfcheint als eine fo umfaffende und dabei fo wichtige Lehre, dafs fie, wie auch von anderen angenommen wird, nicht nebenbei behandelt werden darf. Deshalb ift die Lehre von den Bauformen von der Lehre von den Baukonftruktionen getrennt, erftere indes vorausgefchickt worden. Deffenungeachtet erfchien es unthunlich, die formale Geftaltung der einzelnen Bauteile und Bauglieder aus der Baukonftruktionslehre ganz fortzulaffen. Ueben doch Bauftoff und Konftruktion einen fo wefentlichen Einflufs auf die Art und Behandlung der Kunftform eines Bauobjektes und feiner einzelnen Glieder aus; haben fleh doch gerade aus jenen beiden Elementen fo charakteriflifche Formenbehandlungen entwickelt, dafs es geradezu als eine Lücke empfunden werden müfste, wenn an den betreffenden Stellen diefes »Handbuches« der ftruktiven Geftaltung nicht auch einige kennzeichnende Worte über formale Ausbildung beigefügt würden.

Den gedachten fünf Abteilungen der Lehre von den Hochbaukonftruktionen, welche 6 Bände umfaffen wird, füllte lieh urfprünglich noch ein Anhang anfchliefsen, worin die Bauführung behandelt werden füllte. In einem das Gefamtgebiet der Architektur um-faffenden Werke darf diefer Gegenftand nicht fehlen. Im Laufe der Herausgabe des vorliegenden Werkes Bellte es fich indes als zweckmäfsig heraus, diefen Gegenftand dem I. Teile (Allgemeine Hochbaukunde) einzureihen, und zwar als IV. Abteilung (Band 5) desfelben. Wir haben diefem Bande auch die Betrachtung der bei der Ausführung von Hochbauten erforderlichen mafchinellen Einrichtungen einverleibt, und wir möchten an diefer Stelle ein für allemal bezüglich folcher mechanifcher Anlagen auf den eben bezeich-neten Band verwiefen haben.

Litteratur.

Gefamtwerke über »Hochbaukonftruktionen«.

Gilly, D. Handbuch der Land-Bau-Kunft etc. i. u. 2. Band. Braunfchweig 1797—98.    (6. Aufl. von

F. Triest 1831—36.) — 3. Band (in 2 Abt.) von D. G. Fridekici. Leipzig u. Halle 1811. (Neue Ausgabe 1836.)

Rondelet, J. Traité théorétiqtie et pratique de l'art de bâtir. Paris 1802—17.    (11. Aufl. 1854.) —

Deutfch von C. H. Distelbarth & ]. Hess. Leipzig u. Darmftadt 1833—36.

Bruyère, L. Études relatives a l'art des confiructions. Paris 1822—29.

Borgnis, J. A.    Traité élémentaire de conftruction appliqué a Varchitecture civile. Paris 1823.

Douliot, J. P.    Cours élémentaire, théorétique et pratique de conflruction. Paris 1826—28. (2. Aufl. von

Claudel. 1862.)

Weiss v. Schleussenburg, F. Lehrbuch der Baukunft etc. Wien 1830. (Neue Aufl. 1861.) Wolfram, J. L. F. Lehrbuch der gelammten Baukunft. Stuttgart 1833—42.

Breymann, G. A. Allgemeine Bau-Conftructions-Lehre, mit befonderer Beziehung auf das Hochbauwefen. Stuttgart.

1.    Theil: Conftructionen in Stein. 1849. (6. Aufl. von O. Warth. 1896.)

2.    Theil: Conftructionen in Holz. 1851. (5. Aufl. von H. Lang. 1884.)

3.    Theil: Conftructionen in Metall (Eifen-Conftructionen). 1854. (5. Aufl. von O. Königer. 1890.)

4.    Theil: Schlufs des Werkes. Fortgefetzt und beendet von H. Lang. 1863. (2. Aufl.: Verfchiedene

Conftructionen. Von A. Scholz. 1881.)

Linke, G. Vorträge über Bauconftructionslehre am Kgl. Gewerbe-Inftitute und an der Kgl. allgemeinen Baufchule. Berlin 1850.

Ringhoffer, E. Lehre vom Hochbau. Brünn 1862.    (2. Aufl. 1878.)

Scheffers , A. Handbuch des bürgerlichen und ländlichen Hochbauwefens. Mit befonderer Berück -fichtigung der Bau-Conftructionslehre. Leipzig 1865.

Ashpitel, A. Treatife on architecture ; including the arts of conflruction, building, flone-mafonry, arch, roof, joinery, carpentry, and flrength of Materials. Edinburg 1867.

Deutfch von E. O. Tafel.

Ramée, D. L'architecture et la conflruction pratiques etc. Paris 1868. —

Stuttgart 1870.

Tarn, E. W. The fcience of building etc. London 1870.    (2. Aufl. 1884.)

Mignard, B. R. Le guide des conflructeurs ou traité complet des connaiffances théorétiques et pratiques relatives aux conflructions. Paris 1870.    (5. Aufl. von BuiSSET & ÜENFER. 1880.)

Davidson, E. A. The éléments of building conflruction and architectural drawing. London 1869.

Von O. Huck. Leipzig 1870. Wanderley, G. Handbuch der Bau-Conftructionslehre. 2 Bände. Halle 1872 — 73. (3. Au fl. 1895.) Burn, R. S. Building con/lruction. London 1873—76.

Uhland’s technifche Bibliothek. 8. Bd. : Die Bauconftructionslehre.

Frauenholz, W. Bau-Conftructions-Lehre für Ingenieure. München 1876. Vos, N. DE.

Cours de conßruclion donné de 1864. a 1874 a la fection du génie de l'école d’application de Belgique. Paris 1876.

Schmidt , O. Handbuch, enthaltend einen Abrifs des Hochbaues mit befonderer Berückfichtigung der Feuerungs-Anlagen. Leipzig 1880.

Von

Gottgetreu, R. Lehrbuch der Hochbau-Conftructionen. Berlin 1880—89. (Bd. 1.    2. Aufl.

H. Koch. 1899.)

Lange, W. Katechismus der Baukonftruktionslehre. Leipzig 1881.

Michel, J. Theoretifch-praktifches Compendium des Hochbaues. Wien 1881.

Gugitz, G. Neue und neuefte Wiener Bauconftructionen aus dem Gebiete der Maurer-, Steinmetz-, Zimmermanns-, Tifchler-, Schloffer-, Spengler- u. f. w. Arbeiten. Wien 1881.

Engel, F. Die Bauausführung. Berlin 1881.    (2. Ausg. 1885.)

Redtenbacher, R. Die Architektonik der modernen Baukunft. Berlin 1883.

Schmidt, O. Praktifche Baukonftruktionslehre. Jena. Nur Bd. 1 u. 2 (1885 u. 1887) erfchienen. Friedel, J. Leitfaden für den Unterricht in der Bau-Constructionslehre etc. Wien 1900.

Schmidt, R. Die Hochbaukonftruktionen etc. Zerbfl. Erfcheint feit 1896.

Grundlätze für die Konftruktion.

Jedes Bauwerk, fowie jeder Beftandteil desfelben müffen, wenn fie richtig konftruiert fein füllen, gewiffen Grundfätzen entfprechen, welche fich in folgenden Punkten zufammenfaffen laffen.

1.

1.

Zweck-

Die Konftruktion mufs dem beabfichtigten Zwecke in thun-mäfsigkeit. lichft vollkommener Weife entfprechen.

Zu einer zweckmäfsigen Konftruktion gehört vor allem, dafs der betreffende Bauteil, bezw. das Bauwerk die feiner Beftimmung angemeffenen Abmeffungen habe, fowie dafs feine Benutzung in möglichft vollkommener, dabei aber auch in genügend einfacher und bequemer Weife gefchehen könne.

Damit ein Bauteil zweckmäfsig konftruiert fei, ift aber auch erforderlich, dafs er fich genügend leicht und einfach herftellen laffe.

2.

2.

Fertigkeit.

Die Konftruktion mufs genügend feft fein, d. h. die einzelnen Teile eines Bauwerkes an und für fich, fowie auch in ihrer Zu-fammenfügung zu einem Ganzen müffen für die gröfsten vorkommenden Beanfpruchungen die erforderliche Sicherheit gegen Ein-ftürzen aufweifen.

Damit ein Bauwerk die gewünfchte Stabilität befitze, mufs es allen ftatifchen Anforderungen Genüge leiften, dabei aber einen möglichft geringen Materialaufwand erheifchen. Bei den ftatifchen Ermittelungen werden in erfter Reihe die lotrechten Belattungen in Rechnung zu ziehen fein; doch find auch feitliche Beanfpruchungen, durch Erddruck etc., insbefondere aber durch Wind in geeigneter Weife in Rechnung zu ziehen.

Hat das Bauwerk nicht blofs ruhende, fondern auch bewegte Laften aufzunehmen, fo kommt die weitere Bedingung hinzu, dafs beim Einwirken folcher Kräfte das Bauwerk thunlichft geringe Schwankungen zeige.

Ift ein Bauwerk im oder am Waffer zu errichten, fo mufs die Bedingung der genügenden Fettigkeit auch in dem Sinne erfüllt fein, dafs dem nachteiligen Einflufs des Waffers, insbefondere des fliefsenden und des wellenfchlagenden, von vornherein begegnet fei.

3-

Dauer

haftigkeit.

Die Konftruktion des Bauwerkes, bezw. feiner einzelnen Teile mufs fo gewählt fein, dafs eine genügende Dauer derfelben gesichert ift.

Die Anfprüche in Bezug auf Dauerhaftigkeit find fehr verfchieden. Sie find am geringften bei Bauten für vorübergehende Zwecke (Eintagsbauten), am gröfsten dagegen bei Bauwerken, denen ein monumentaler Charakter zu verleihen ift.

Hiernach wird in erfter Reihe der Bauftofif zu wählen fein ; hiernach find aber auch jene Vorkehrungen zu treffen und einzurichten, die einerfeits zum dauernden Schutze gegen den Einflufs der Atmofphärilien, des Waffers etc. notwendig find, andererfeits diejenigen, welche der durch die Benutzung des Gebäudes bedingten allmählichen Zerftörung entfprechenden Widerftand entgegenfetzen.

4-

4-

Gefundheitliche

Die Konftruktion mufs den Anforderungen in Bezug auf die Ge-fundheit der Menfchen und Tiere, die darin wohnen oder aus ander- Anforderungen, weitigem Grunde einen längeren oder kürzeren Aufenthalt darin nehmen, entfprechen.

Wichtig und zugleich äufserft mannigfaltig find die gefundheitlichen (fanitären oder hygienifchen) Anfprüche, die an viele unferer Hochbauten geftellt werden; mit Recht wird der fog. Gefundheitstechnik oder Bauhygiene in neuerer Zeit erhöhte Aufmerkfamkeit zugewendet. England, zum Teile auch Nordamerika, find uns Deutfchen hierin vorangegangen, und felbft heute noch flehen manche gefundheits-technifche Anlagen jener beiden Länder unübertroffen da.

Wenn auch bei keinem Teile eines Bauwerkes die gefundheitlichen Anforderungen aufser acht gelaffen werden follen, fo gibt es doch unter den im folgenden vorzuführenden Konftruktibnen eine befondere Gruppe, die in hervorragender Weife zu den fog. gefundheitstechnifchen Anlagen gehören ; es find dies die »Anlagen zur Verforgung der Gebäude mit Licht und Luft, Wärme und Waffer« (flehe Band 4), fowie die »Entwäiferungs- und Reinigungsanlagen« (fiehe Band 5).

5-

5-

Feuer-

licherheit.

Die Konftruktion rnufs die Anforderungen der F e u e r fich e r h e i t in ausreichender Weife berückfichtigen.

Diefe Anforderungen find am weitgehendften bei folchen Gebäuden, die von aufsen, infolge ihrer Umgebung etc., der Feuersgefahr leicht ausgefetzt find; ferner bei folchen, in denen grofse Mengen feuergefährlicher Stoffe aufbewahrt und verarbeitet oder feuergefährliche Handhabungen etc. vorgenommen werden; endlich bei denjenigen, die zur Aufftellung und Aufbewahrung befonders koftbarer und wertvoller Gegenftände dienen ²).

. 6.

6.

Die Konftruktion mufs den Anfprüchen in Bezug auf formale Durch-

Aefthetifche

Anforderungen, bildung des betreffenden Bauteiles in ausreichender Weife Rechnung

tragen.

Auch hierin find die Anforderungen fehr mannigfaltig. Sie find am geringften bei einfachen Nützlichkeitsbauten, bei denen die reine Konftruktions- oder Nutzform zur Anfchauung gebracht wird. Die weitgehendfte Rückficht dagegen wird auf die architektonische Formgebung zu nehmen fein bei Bauwerken, die rein ideellen Zwecken zu dienen haben, bei monumentalen Gebäuden und Denkmälern.

Gerade der hier in Rede flehende Grundfatz mufste beflimmend fein, dafs, wie fchon in den einleitenden Vorbemerkungen (S. 2) getagt worden ift, bei der Befprechung der »Hochbaukonftruktionen« die formale Geflaltung nicht ganz unbertickfichtigt bleiben konnte.

7-

7-

Oekonomie

Die Konftruktion foll eine ökonomifche, die Herftellungs- und Unterhaltungskoften des betreffenden Bauteiles, bezw. Bauwerkes follen thunlichft geringe fein.

Zweck und Dauer des betreffenden Bauteiles einerfeits, die verfügbaren Geldmittel andererfeits werden in diefer Beziehung ausfchlaggebend fein.

/.

Handbuch der Architektur.

III. Teil:

DIE HOCHBAUKONSTRUKTIONEN.

ERSTE ABTEILUNG.

KONSTRUKTIONS

ELEMENTE.

■

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.

. ;

III. Teil, i. Abteilung:

K O N S T R U K T IONSELEMENTE.

i. AbfchnitL

Konftruktionselemente in Stein.

Von Erwin Marx.

i. Kapitel.

Steinkonftruktionen im allgemeinen.

Verfchiedenheit nach dem Material.

Die Hauptmaffe der meiften Bauwerke befteht aus Steinen oder fteinähnlichen Stoffen. Es gehören diefe daher zu den allerwichtigflen Bauftoffen, und es werden diefelben überall da verwendet, wo es fich um Herftellung von möglichrt dauerhaften, allen äufseren Einflüffen am längften Widerftand leiften follenden Bauten handelt. Von den Bauwerken der alten Völker find uns faft nur aus Stein errichtete erhalten geblieben; in keinem anderen Bauftoff läfst fich ein fo hoher Grad von Monumentalität erzielen; die meiften Architekturfyfteme beruhen auf der Verwendung von Stein oder fteinähnlichen Maffen.

Die Natur bietet nicht überall Felsarten, aus denen Baufteine gewonnen werden können; man war daher von den friiheften Zeiten an in vielen Gegenden darauf angewiefen, aus anderen, dem Mineralreiche entnommenen Stoffen auf künftlichem Wege fteinahnliche Maffen zu erzeugen.

Es kann dies auf zweierlei Weife gefchehen: entweder indem man geeignete Erden oder andere lofe Maffen zu regelmäfsigen Stücken formt, diefe auf irgend eine Weife fertigt und fie dann wie natürliche Steine zu Bauteilen zufammenfetzt, oder indem man diefelben Stoffe unmittelbar zur Herftellung gröfserer Baukörper durch Giefsen oder Stampfen verwendet. Es mag fogar diefe künftliche Erzeugung von fteinähnlichen Maffen dem Bauen mit den Felfen abgewonnenen Steinen der Zeit nach vorangegangen fein, da das letztere jedenfalls fchwieriger ift, die Kenntnis befferer Werkzeuge vorausfetzt und vielfach die Bewegung gröfserer Einzellaften in fich fchliefst.

Auf alle Fälle werden daher bei einer Befprechung der Steinkonftruktionen im allgemeinen nicht blofs die Konftruktionen aus einzelnen Stücken, fondern zugleich auch diejenigen Konftruktionen Erwähnung finden müffen, bei welchen aus urfprünglich weichen Maffen durch allmähliche Erhärtung fteinahnliche Baukörper in gröfserer Ausdehnung fich ergeben und die man gewöhnlich als Gufs- und Stampfmauerwerke bezeichnet. Bei den Steinkonftruktionen find alfo dem Material nach zu unterfcheiden :

a)    Konftruktionen aus natürlichen Steinen, und zwar aus folchen,

7.) die nach einer beftimmten Form genau bearbeitet und von grölseren

Abmeffungen find (Quader, Haufteine, Schnittfteine, Werkfteine, Werk-ftücke),

ß) die regelmäfsig bearbeitet, aber von kleineren Abmeffungen, wenig oder gar nicht bearbeitet find (Bruchfteine);

b)    Konftruktionen aus künftlichen Steinen;

c)    Konftruktionen aus Gufs- oder Stampfmaffen, und

d)    gemifchte Konftruktionen, bei denen die Konftruktionen unter a, b und c in den verfchiedenen möglichen Zufammenftellungen zur Ausführung von einem und demfelben Bauteil Verwendung finden.

Einflufs des

Will man zweckmäfsig bauen, fo mufs man die Eigenfchaften des Bauftoffes Steinmaterials, berückfichtigen. Es kommt hierbei namentlich der Widerftand gegen die möglichen Beanfpruchungen in Betracht. Die Steine leiften gegen Druck einen bedeutenden Widerftand, während ihre Fettigkeit gegen Zug und Biegung, fowie ihre Elaftizität eine verhältnismäfsig viel geringere ift. Es müflen demnach die Steinkonftruktionen namentlich auf Verwertung der Druckfeftigkeit abzielen. Dadurch wird einerfeits die Art ihrer Lagerung im Bau bedingt, andererfeits ihre Verwendungsfähigkeit und Verbindungsweife befchränkt.

Die oftmals bedeutende Härte des Steines, die Sprödigkeit und die geringe Fettigkeit desfelben gegen Zug und Biegung geftatten nicht oder nur ausnahmsweife Verbindungsarten, wie fie für die Holz-konftruktionen kennzeichnend find, als z. B. Zapfen, Verzahnungen etc. Die verhältnismäfsige Kürze, in der die meiften Steinftücke nur erlangt werden können, ebenfo wie die geringe Elaftizität und Biegungs-feftigkeit erlauben es nicht, Steine zu Balken in der Ausdehnung, wie Holz und Eifen zu verwenden. Die Steinbalkendecken der Aegypter, Syrer und Griechen wird man für heutige Verhältniffe nicht mehr brauchbar finden, obgleich andererfeits ähnliche Verwendungsweifen, wie zur Herftellung von Treppen, wagrechten Ueberdeckung von Oeffnungen etc. gar nicht zu umgehen und unter Beobachtung der nötigen Vorfichtsmafsregeln auch zweckmäfsig find.

Wenn auch infolge diefer befchränkteren Verwendungsfähigkeit der Stein gegen Holz und Eifen im Nachteil ift, fo bietet doch die fachgemäfse Ausnutzung der Druckfeftigkeit in den Gewölben ein Mittel, Aehnliches wie mit jenen zu erreichen und fehr grofse Weiten mit Steinkonftruktionen zu überfpannen, die den Holz- und Eifenkonftruktionen durch ihre gröfsere Dauer, bedingt durch die gröfsere Feuer-und Witterungsbeftändigkeit, entfchieden voranftehen.

Das gröfsere Gewicht bei einer durch das Material bedingten gewiffen Dicke gibt von Haus aus den reinen Steinkonftruktionen eine gröfsere Stabilität, als den Konftruktionen von Holz, ebenfo denen gegenüber, die aus Eifen hergeftellt werden, das zwar viel fchwerer ift, aber feiner grofsen Fettigkeit wegen in möglichft geringen Stärken verwendet werden mufs. Es ergibt fich hieraus die im allgemeinen weit gröfsere Einfachheit der Konftruktionen von Stein gegenüber denen von Holz oder Eifen, deren Stabilität durch Einführung zufammengefetzterer Verbände und Verbindungen, wie fie die Natur diefer Stoffe geftattet, erreicht werden mufs. In der vereinigten Ausnutzung der günftigften Eigenfchaften diefer drei Stoffe beruht u. a. die Anwendung der Holz- und Eifenfachwerke, bei denen die Felder des aus Holz, bezw. Eifen hergeftellten Gerippes mit Mauerwerk ausgefüllt werden.

io.

Verwendung der Mörtel.

Eine Vorausfetzung zu letzterer Verwendungsweife und überhaupt ein grofser Vorteil für die Verwendbarkeit des Steinmateriales ift der Umftand, dafs gewiffe Stoffe, namentlich die Mörtel, zur Verfügung fliehen, die in weit ausgedehnterer

Weife, ais dies bei Holz und Eifen der Fall ift, eine Verkittung einzelner Steinftücke zu mehr oder weniger monolithen Maffen geftatten und welche felbft mit der Zeit zu fteinähnlichen Maffen erhärten. Wenn nun auch die Fertigkeit diefer Verbindungen der Steine durch die Mörtel oder andere hierher gehörige Bindemittel nicht in allen Fällen fehr bedeutend ift, wenigftens für die Zeit kurz nach der Herrteilung, fo beruhen die Vorteile derfelben doch nicht blofs in der Verkittung, fondern auch noch in anderem, was in Kap. 3 (unter a) zu erörtern fein wird, und es ift in-folgedeffen die Verwendung der Bindemittel bei allen neueren Steinkonftruktionen eine fo allgemeine und ausgedehnte, dafs folche im Hochbau nur feiten ganz ohne diefelben ausgeführt werden. In Beziehung auf die Verwendung der Mörtel bei Steinkonftruktionen kann man diefelben daher einteilen:

a)    in folche ohne Mörtel;

b)    in folche mit Mörtel, und

c)    in folche, die fehr viel Mörtel enthalten oder ganz aus Mörtel beftehen.

Die Konftruktionen unter a nennt man wohl Trockenmauerwerke, wenn

Mauerkörper auf diefe Weife hergeftellt werden. Es find hierher aber noch eine Anzahl anderer Konftruktionen (ein Teil der Steintreppen, Dachdeckungen) einzureihen.

Die Konftruktionen unter b bezeichnet man gewöhnlich als Mörtelmauerwerk, wohl auch fchlechtweg nur als Mauerwerk, die unter c als Gufs- und Stampfwerk (hauptfächlich kommt hier der Beton in Betracht), wie in Art. 8 angeführt wurde.

11.

Anwendung.

12

Bedingungen für die Herftellung.

Die beiden letzteren Konftruktionsweifen bieten namentlich die Mittel zur Begrenzung von Räumen und Stützung von Laften. Die Hauptformen diefer Verwendungen find Mauern und Pfeiler, fowie die Gewölbe.

Die mannigfaltigen Formen, in denen die Steine gewonnen, zugerichtet und künftiich hergeftellt werden können, geben aber noch zu den verfchiedenften anderweitigen Benutzungen derfelben Veranlaffung, namentlich zu Fufsboden- und Decken bildungen. Es find hierbei anzuführen: Plattenbeläge, Pflafterungen, Mofaik etc.; Ueberdeckungen von Oeftnungen mit Steinbalken und von Balkenfächern mit Platten ; die verfchiedenen fteinernen Dachdeckungen, Wandbehänge und Wandtäfelungen. Die Konftruktionen der Steintreppen nehmen, wie in räumlicher Beziehung, fo auch in konftruktiver eine vermittelnde Stellung zwifchen Fufsboden-und Deckenbildungen ein.

Bei den Mauerwerken treten die Steine am maffenhafteften und felbftändigften auf; fie verdienen daher fchon bei einer allgemeinen Befprechung der Steinkonftruktionen befondere Berückfichtigung. Es laffen ftch für fie beftimmte Regeln entwickeln, die zum Teile auch für andere Konftruktionen von Stein Gültigkeit haben.

Wie fchon erwähnt, ift eine fehr wichtige Eigenfchaft der Mörtel die, dafs mit ihnen Steinftücke zufammengekittet werden können. Namentlich kommt diefelbe für Mauerwerke aus kleinen Stücken in Betracht. Diefe Verbindung der Steine wird aber erft allmählich, mit zunehmender Erhärtung der Mörtel, feft, und im Anfang find die durch Mörtel verbundenen Steine oft leicht verfchiebbar, ja mitunter noch leichter beweglich, als ohne denfelben, da durch diefe weiche, halbflüffige Zwifchen -läge die Reibung zwifchen den Steinen vermindert werden kann. Würde man immer einen plötzlich erhärtenden Mörtel verwenden und würden die Mörtel ftets fo feft, wie das Steinmaterial, fo hätte man es fchon von vornherein oder wenigftens nach einiger Zeit mit monolithen Steinmaffen zu thun, in denen die Steine unverrückbar

liegen würden, was der Endzweck der Konftruktion ift. Es wäre dann ganz gleichgültig, wie und in welcher Form die Steine neben- und übereinander gelagert find ¹). So rafch und nachhaltig erhärtende Mörtel gibt es nun allerdings; man verwendet fie aber aus anderen, hier nicht zu erörternden Rückfichten nur feiten. Zur Erzielung möglichfter Fettigkeit, d. h. hier alfo möglichfter Unverrückbarkeit der einzelnen Steine eines Mauerwerkes', gehören demnach noch andere Mittel, als blofse Verbindung durch den Mörtel, nämlich Rückfichtnahme auf Form und Zueinanderordnung der einzelnen Steine. Ja, bei Feftftellung der Regeln, nach denen Form und Aneinanderreihung der Steine im Mauerwerk zu beftimmen find, fpielt der Mörtel gar keine Rolle und kann dabei unberückfichtigt bleiben, wreil er in feiner erft weichen Befchaffenheit fich der Geftalt der Steine anfchmiegt, weil er ferner anfangs keine eigene Fettigkeit befitzt und weil endlich auch Mauerkörper ohne Mörtel herzuftellen find.

!3-

Lage der

Die Flächen, in denen fich die Steine im Mauerwerk berühren, heifsen Fugen-Fugenflächen. flächen, die Durchdringungen diefer Fugenflächen mit zur Anficht kommenden Flächen des Mauerwerkes Fugenlinien oder kurzweg Fugen.

Kräfte, die auf ein Mauerwerk wirken, werden in den Fugenflächen von einem Steine auf den benachbarten übertragen; man kann eine folche Kraft als Fugenkraft bezeichnen, und da hier meift nur Drücke zur Wirkung gelangen, insbefondere als Fugendruck. Verfchiebungen durch den Fugendruck fleht nur die Reibung in den Fugenflächen entgegen, da wir von einer Verkittung durch Mörtel hier abfehen. Wäre auch keine Reibung vorhanden, fo miifste die Fugenfläche fenkrecht zur Richtung des Fugendruckes liegen, wenn ein Gleiten vermieden werden foll. Abweichungen von diefer Lage der Fugenflächen find daher in ihrer Gröfse von der vorhandenen Reibung abhängig zu machen. Der Reibungskoeffizient zwifchen Stein auf Stein ist 0,« bis 0,7, der Reibungswinkel 31 bis 35 Grad. Unterfchiede zwifchen der Richtung des Fugendruckes und der Senkrechten zur Fugenfläche dürfen daher diefes Mafs nicht überfteigen. Nimmt man doppelte Sicherheit an, fo verringert fich diefer Winkel auf 17 bis 19 Grad. Da die Reibung auch durch Erfchütterungen, durch Waffer und fonftige äufsere Einflüffe vermindert werden kann, fo ift im allgemeinen als theoretifch zweckmäfsigfte Lage der Fugenfläche diejenige fenkrecht zur Richtung des Fugendruckes anzufehen. Abweichungen von diefer Richtung, foweit es die Reibung geftattet, werden nur durch andere Rückfichten gerechtfertigt werden können.

Die Richtung des Fugendruckes in einem Mauerwerk wechfelt häufig, z. B. bei einem Gewölbe; es werden demnach auch die Richtungen der Fugenflächen in einem folchen Falle wechfeln müffen. Man erhält infolgedeffen nicht parallele, fondera konvergierende Schichten des Mauerwerkes. Beruht nun darauf auch z. B. die Haltbarkeit der Gewölbe, und wird man fich bei diefen der fchwierigeren und koftfpieligeren Mauerung und Herftellung paffender Steine nicht entziehen können, fo wird man andererfeits in vielen Fällen, namentlich wo es fich um lotrechte Mauerkörper handelt, von der ftrengen Durchführung des vorher erörterten Grund-fatzes abzuweichen wünfchen müffen, um Erleichterung der Arbeit und Verminderung der Koften zu erzielen. Man wird deswegen häufig eine parallele

Schichtung des Mauerwerkes, fenkrecht zu einer mittleren Druckrichtung, vorziehen, weil dann die Steine von parallelen Flächen begrenzt werden können, was die Ausführung erleichtert.

Auch im Hochbau kommt es öfters bei lotrechten Mauerkörpern vor, dafs die mittlere Druckrichtung in denfelben nicht lotrecht ift, fondern fchief im Raume (bei Widerlagsmauern von Gewölben, Strebepfeilern, Futter- und Stützmauern etc.). Infolge der parallelen Schichtung -— bei Einführung einer mittleren Druckrichtung — und weil die Mauern in den meiften Fällen lotrechte Begrenzungsebenen erhalten müffen, ergeben fich an diefen fpitzwinkelige Kanten der Steine, die fachliche Bedenken gegen fich haben. Spitzwinkelige Kanten werden leichter abgedrückt; auch werden fie leichter durch die Verwitterung zerftört, als rechtwinkelige oder gar ftumpfwinkelige. Die rechtwinkeligen Kanten kann man aber im vorliegenden Falle nur durch wagrechte Schichtung des Mauerwerkes erzielen, welche auch die im Hochbauwefen am meiften angewendete ift. Das, was man hierbei an Fettigkeit der Konftruktion infolge gröfserer Abweichungen von der theoretifch richtigen Lage der Fugenflächen fenkrecht zur Druckrichtung einbüfst, mufs durch gröfsere Stärke der Mauer erfetzt werden. Wie man die fpitzen Winkel wenigftens an einer Seite der Mauern vermeiden kann, wird fpäter zu erörtern fein⁴).

Die aus den vorher angegebenen praktifchen Rückfichten auf die Art des Steinmateriales wünfchenswerte parallelepipedifche Geftaltung der Steine einer Mauer ift auch diejenige, die fleh am leichterten, einfachften und billigften ausführen läfst. Bei den zumeift im Hochbauwefen zur Verwendung kommenden natürlichen Steinarten , den Sedimentärgerteinen, entfpricht rte auch gewöhnlich der natürlichen Schichtung und Zerklüftung, fowie der Gewinnungsweife in den Steinbrüchen, während fle bei den künftlichen Steinen die für die Fabrikation bequemfte ift.

14-

Fugenflächen

und

Mauerfchichten.

Die Benennung der Fugenflächen ift je nach ihrer Lage zur Druckrichtung im Mauerwerk eine verfchiedene. In der Regel ift nur ein Hauptdruck vorhanden. Die im allgemeinen zur Richtung diefes Hauptdruckes fenkrecht zu legenden Fugenflächen heifsen Lagerflächen, die parallel zu derfelben liegenden Stofsflächen. Die Durchdringungslinien diefer Steinflächen mit den Begrenzungsflächen des Mauerwerkes heifsen Lagerfugen, bezw. Stofsfugen. Unter den Stofsflächen werden mitunter diejenigen, welche im Aeufseren des Mauerwerkes nicht durch Fugenlinien kenntlich werden, als Z wi fc he n f 1 ä ch e n bezeichnet. Es werden diefelben nur in einem Durchfchnitt Achtbar. Man nennt diefelben wohl auch gedeckte Fugen im Gegenfatz zu den äufserlich Achtbar werdenden offenen Stofsfugen.

Der Mauerabfchnitt zwifchen zwei fortlaufenden Lagerflächen heifst Mauer-fchicht (Wölbfchicht). Durch die Lagerflächen wird der Hauptdruck von einer Schicht auf die benachbarte übertragen; deshalb hat man den Lagerflächen eine der Natur des Steinmateriales entfprechende Gröfse zu geben. Sie ift mindeftens fo grofs zu machen, dafs auch unter den ungünftigften Verhältniffen der Druck auf die Flächeneinheit die zulaffige Beanfpruchung nicht iiberfteigt. Bei Verwendung von künftlichen Steinen hat man die Beftimmung diefer Gröfse allerdings nicht in der Hand. Die Druckfeftigkeit der Steine, quadratifche Druckfläche vorausgefetzt, nimmt mit abnehmender Höhe zu; fle nimmt auch noch unter Würfelhöhe

zu ⁵) ; daher ift es zweckmäfsig, die Höhe oder Stärke einer Schicht, die der Höhe einer Stofsfläche entfpricht, nicht gröfser als die kleinfte Abmeffung der Lagerfläche eines Steines zu nehmen, fondera eher noch geringer.

Die Länge der Lagerfläche hängt von der Biegungsfeftigkeit des Steinmateriales ab. Es kommt diefe in Frage, weil beim Mauerwerk feiten ganz genaue Arbeit vorauszufetzen ift und deshalb einzelne Steine hohl zu liegen kommen können. Die Biegungsfeftigkeit der Steine ift bekanntlich fehr gering und daher die Länge der Lagerflächen und mit diefen die Länge der Steine eine entfprechend befchränkte. Unter Berückflchtigung desfelben Umftandes darf auch die Stofsfläche im Verhältnis zur Lagerfläche nicht zu klein genommen werden. Daraus ergibt fleh eine kurze gedrungene Form der Steine als die zweckmäfsigfte, wozu noch der früher be-fprochene wünfehenswerte Parallelismus der gegenüber liegenden Flächen tritt.

i5-

Wahl der

Wären alle Steinmaterialien von durch und durch gleichartiger Befchaffenheit, Lagerflächen, fo würden alle Seiten derfelben gleich gut im Stoff geeignet fein, als Druck empfangende Lagerflächen zu dienen. Bei den künftlichen Steinen kann diefe Eigenfchaft vorausgefetzt und auch befchafft werden. Bei den zu Hochbauten zumeift verwendeten natürlichen Steinen, bei den gefchichteten Gefteinen, ift diefe Eigenfchaft infolge der natürlichen Schichtung gewöhnlich aber nicht vorhanden. Es befitzen diefelben fenkrecht zur natürlichen Schichtung gröfsere Druckfeftigkeit, als parallel zu derfelben. Man hat daher zu Lagerflächen die Bruchlagerflächen zu verwenden.

16.

Gröfse der Steine.

Die Riickficht auf das innere Gefüge der Steine ift zum Teile auch für die Beftimmung der Gröfse derfelben mafsgebend. Da nach den vorhin angegebenen Gründen die natürliche Schichtung immer fenkrecht zur Druckrichtung gelegt werden Tollte, fo ift die diefer Richtung entfprechende Abmeffung des Steines, die Höhe oder Dicke desfelben, abhängig von der Stärke der Gebirgsfchichten, von der Mächtigkeit der Bänke in den Steinbrüchen der Bezugsorte. Länge und Breite der Werkftücke aus natürlichem Stein mtiffen weiter zu ihrer Höhe in einem angemeffenen Verhältnis ftehen, das von der Biegungsfeftigkeit des betreffenden Materiales abhängig ift, wie dies fchon früher ausgeführt wurde. Im allgemeinen kann man wohl fagen, dafs man bei nicht fehr feften Sand- und Kalkfteinen das Doppelte, bei feften Sand- und Kalkfteinen das Dreifache, bei Marmor das Vierfache, bei Granit und entfprechenden Materialien das Fünffache der Höhe zur Länge nehmen kann. Die Breite wird zwifchen der einfachen und doppelten Höhe bemeffen, darf aber nicht geringer, als diefe fein (von Verblendungen mit Platten natürlich abgefehen). — Bei den künftlichen Steinen ift die Gröfse abhängig von der Grenze, bis zu welcher man eine gleichartige und fefte Maffe erzeugen kann.

Aufser von diefen in der Natur der Materialien begründeten Bedingungen für die Gröfsenbeftimmung der Steine ift diefelbe auch noch von der Möglichkeit der Beförderung und von der Art des Verfetzens im Bau abhängig. Beim Verletzen der Steine mit der Hand müffen die Steine handlich bleiben, dürfen alfo ein gewiffes Gewicht nicht überfchreiten, während fonft das gröfste zuläffige Gewicht von der Leiftungsfähigkeit der zur Verfügung flehenden Hebemafchinen abhängig ift.

¹7-

Steinverband und Steinverbindung.

Aus der Erfahrung hat fleh ergeben, dafs man bei den im Bauwefen bevorzugten, regelmäfsig fpaltenden Steinen am ficherften, bequemften und billigften in

5) Siehe: Bauschinger, J. Mitteilungen aus dem mechanifch-technifchen Laboratorium der k. polytechnifchen Schule in München. Heft VI. München 1876. S. 7.

Schichten mit durchgehenden parallelen Lagerflächen mauert, d. h. indem man eine Anzahl gleich hoher Steine in einer Schicht vereinigt. Bei lotrechten Mauern hält man aufserdem noch wagrechte ebene Lagerflächen für zweckmäfsig ⁶). Werden bei Verwendung von Mörteln hierbei noch die Mörtelbänder zwifchen den Schichten durchgehends gleicher Dicke gehalten, fo erzielt man dabei noch ein möglichft gleichmäfsiges Setzen, das innerhalb eines Mauerwerkes hauptfächlich durch das Zufammenpreffen des Mörtels und das Schwinden desfelben verurfacht wird.

von

Trotz diefer zweckmäfsigen Anordnungen find infolge von auf das Mauerwerk wirkenden Drücken Verfchiebungen einzelner Steine innerhalb desfelben möglich. Soweit dies überhaupt angeht, find diefe Verfchiebungen auf zweierlei Weife zu verhindern:

a)    Durch ein zweckmäfsiges Aneinanderreihen oder Verketten der Steine innerhalb einer Schicht und zweckmäfsiges Zueinanderordnen der Stofsfugen einer Schicht zu denen einer folgenden; es ift dies der Steinverband.

b)    Durch Hinzuziehen von Hilfsmitteln, die eine Bewegung einzelner Steine in einer Schicht unabhängig von den benachbarten durch Befeftigung der Steine untereinander verhüten follen. Wir wollen die Arten diefer Befeftigungen als Steinverbindungen⁷) bezeichnen. Es können diefelben auf dreierlei Weife her-geftellt werden :

1)    durch Verbindung mittels der fog. Bindemittel (Mörtel) ;

2)    durch befondere Formung der Fugenflächen, und

\

3)    durch befondere Hilfsftücke von Stein, Holz und Metall.

Ift nur ein Hauptdruck vorhanden und liegen dabei die Lagerfugen theoretifch richtig, alfo fenkrecht zur Druckrichtung oder innerhalb der zuläffigen Abweichung von derfelben (z. B. bei lotrechten Mauern mit lotrechter Beladung oder bei richtig konftruierten Gewölben), fo reicht man mit dem Steinverband aus. Ebenfo, wenn noch zuläfflge Beanfpruchungen (anders gerichtete Drücke oder Zugfpannungen) hinzutreten und auf diefe im Verband Rückficht genommen wird. In der Regel wird aber die unter b, r angeführte Verbindung durch den Mörtel hinzugezogen, und es wird diefe um fo wichtiger, je kleinftiickiger, weniger gut bearbeitet oder unregelmäfsiger das Material ift. Es wird diefelbe unentbehrlich, wenn man über-flüffige Mauerftärken vermeiden will, bei nicht richtiger Lage der Lagerflächen zur Druckrichtung und wenn mögliche zufällige Beanfpruchungen im Verbände nicht genügend berückfichtigt find. Es werden dann häufig noch die unter b, 2 und b, 3 angeführten Verbindungen angewendet. Die blofse Verwendung der Verbindungen ohne einen Verband kommt bei fachgemäfsen Steinkonftruktionen nicht vor, abge-fehen natürlich von den fchon mehrfach erwähnten Konftruktionen, deren Beftand auf der blofsen Verbindung durch Mörtel beruht oder die ganz aus derartigen Bindemitteln beftehen (Gufs- und Stampfmaffen).

Die Verbindungen werden fpäter (in Kap. 3) näher zu erörtern fein; dagegen follen jetzt fchon die allgemeinen Grundfätze für die Steinverbände feftgeftellt werden.

Als Aufgabe des Verbandes war das Verhüten von Verfchiebungen einzelner Steine bezeichnet worden. Denken wir uns ein Mauerwerk durch einen einzelnen

18.

Grundfätze für den Steinverband.

c) Da bei lotrechten Mauern der Hauptdruck meift ebenfalls lotrecht ift, fo empfiehlt fich, den Auseinanderfetzungen in Art. 13 (S. 13) entfprechend, auch vom theoretifchen Standpunkte aus die wagrechte Lage der Lagerflächen.

1) Entfprechend der Unterfcheidung von Holzverband und Holzverbindung.

Hauptdruck D beanfprucht und die Steine in der in Fig. i angegebenen Weife angeordnet, alfo mit in lotrechter Richtung durchgehenden Stofsflächen, fo wird von der Mauer nur der fchraffierte Teil durch D in Anfpruch genommen. Es könnten fleh in demfelben die Steine unabhängig von den benachbarten bewegen; an einer Bewegung würden fie höchftens durch Reibung in den Stofsfugenflächen gehemmt.

Fig. i.

Fig. 2.

Fig. 3-

<m

...

IM.

11

I\X

Konftruktionselemente in Holz.

b) Pfähle.

mn

Die Gleichungen für e lauten alfo:

Es leuchtet ein, dafs man im Falle III (Fig. 447)

I !QlFQi

Wie die beiden Gleichungen erkennen laffen, wird b

Nun kann man zunächft für die Fufshöhe h Grenzen n

Spannung, die von dem um den gleichen Winkel nach

fondere Niete auffaffen kann und die gröfste Beanf

In gleicher Weife wird mit anderen Prefsftempeln v

3i8

Fundamente aus Beton- und Sandfchüttungen.

Fundamente aus liegenden Rotten.

!üp

Senkröhrengründung.

¹

) Der Beton ift ein in diefem Sinne bereitetes Konftruktionsmaterial; nur auf der Bindung durch den Mörtel beruht feine Feftigkeit und Kohäfion, an die man daher nicht höhere Anfprüche ftellen darf, als fie der betreffende Mörtel zu leiden vermag.

IM.

Wir haben keinen Verband. Ordnen wir dagegen die Steine in der in Fig. 2 angenommenen Weife an, fo haben wir einen Verband; denn es können nun durch den Druck D nicht mehr blofs einzelne, unmittelbar lotrecht übereinander liegende Steine verrückt werden, fondern an einer etwaigen Verrückung müfste eine ganze Zahl von benachbarten teilnehmen. Es wird hierbei gleichzeitig etwas anderes Wichtiges erreicht: der Einzeldruck D wird auf einen gröfseren Teil der Mauer verteilt, ein einzelner Stein in derfelben viel weniger auf Zerdrücken in Anfpruch genommen.

Einzellaften kommen bei Hochbauten öfters vor, z. B. bei den einzelnen Balken einer Balkenlage ohne Mauerlatte, bei Tragbalken einer Deckenkonftruktion, bei Bindern der Dachwerke, bei Säulen-ftellungen etc.

Denken wir uns ferner den Fall, dafs ein vereinzelter Hauptdruck nicht in der ganzen Stärke einer Mauer zur Wirkung gelangt, wie in Fig. 3 (Querfchnitt in. Richtung der Mauerdicke) angenommen, fo wird eine Längsfpaltung der Mauer ein-treten können, wenn derfelben nicht durch einen Verband in Richtung der Stärke der Mauer vorgebeugt wird.

Zu den Hauptdrücken, mögen fie nun gleichmäfsig verteilt oder vereinzelt auftreten, kommen häufig noch zufällige Beanfpruchungen hinzu, und zwar:

Fig. 4.

Bl

1)    Solche fenkrecht zur Richtung des Hauptdruckes und fenkrecht zur An-fichtsfläche des Mauerwerkes (Stöfse etc., Z in Fig. 4); gehen dabei die Stofsflächen durch die ganze Mauerdicke hindurch, wie in Fig. 4 (Aufficht auf eine Lagerfläche) angenommen, fo werden die zwifchen zwei Stofsflächen gelegenen Steine allein beanfprucht und durch die Mauer gefchoben werden können, ohne daran durch ihre Nach-' barn gehindert zu fein. Dem würde auch durch einen Verband abgeholfen werden können¹).

zur

2)    Kräfte, gleichfalls fenkrecht zur Richtung des Hauptdruckes, aber parallel Anfichtsfläche des Mauerwerkes, die von örtlichen Senkungen, Erfchiitterungen etc.

Gründen der Ausführung vielfach die Stofsflächen durch die

herrühren und als Druck- oder Zugfpannungen auftreten können. Auch in diefen Fällen wirkt ein Verband für den Zufammenhalt eines Mauerwerkes günftig.

Eine Bewegung der Schichten übereinander infolge von fo gerichteten Kräften ift dadurch aber noch nicht ausgefchloffen und nur durch Aufgeben der Mauerung in Schichten oder durch Anwendung von Steinverbindungen zu verhüten.

Von den Urfachen, welche Längsfpannungen in einem Mauerwerk hervorrufen, mufs eine, als bisher zu wenig beachtet und erkannt, hier befonders hervorgehoben werden. Es ift dies die Ausdehnung und Zufammenziehung des Steinmaterials bei Wärmezu- und -abnahme. Es ift diefe Veränderlichkeit des Rauminhaltes durchaus nicht unbedeutend, wie aus den unten mitgeteilten Zahlen hervorgeht. (Der Ausdehnungskoeffizient für Sandftein ²) nähert lieh, der für Portland-Zementbeton ift gleich dem von Eifen, und der von Gips ift fogar gröfser.) Durch diefelbe können bei lang ausgedehnten Mauenverken Verfchiebungen von Steinen und Riffe entftehen; desgleichen können dann, wenn die Mauerenden feft gehalten find, gefährliche Ausbauchungen fich bilden. Es mögen derartige Erfcheinungen, für die man fonft keine genügende Urfache nachweifen konnte, oft auf diefe Veränderlichkeit der faft allgemein für raumbeftändig gehaltenen Stein- und Mörtelmaterialien zurückzuführen fein.

Die umfaffendften Verfuche über die Ausdehnung der Mauerwerke durch Wärmeerhöhung, welche dem Verfaffer bis jetzt bekannt geworden find, find diejenigen Bouniceau’s³ 4). Als Mittelwerte aus je zwei Verfuchen gibt derfelbe folgende Ausdehnungskoeffizienten an (lineare Ausdehnung für 1 Grad C. n).

Gufs aus reinem Portland-Zement

Gufs aus Portland-Zementmörtel

0,0000107 • 0,0000118

(1 Teil Zement, 2 Teile Quarzfand)

Backfleinmauerwerk in Portland-Zementmörtel .    .    . 0,ooooos9

(die Ziegel als Binder verlegt)

Dasfelbe (die Ziegel als Läufer verlegt).....0,ooooo4G

0,0000143 0,0000075

Portland-Zementbeton

Kalkfleinquader von Ranville

0,0000079 0,0000054 0,00001 66

Desgleichen von der Maladrerie bei Caen .... 0,ooooo89 Granitquader von Diélette Marmor .    .    .    .    . -.

Weifser Gipsgufs

Als Mittel zur Verhinderung der fchädlichen Wirkung der Ausdehnung der Steine durch Temperaturerhöhung fchlägt Bouniceau vor, bei lang ausgedehnten Mauerkonflruktionen, wie z. B. Umfaffungsmauern, Quaimauern etc., in Zwifchenräumen Schlitze von einigen Millimeter oder Centimeter Breite einzufchalten.

Als eine andere Urfache für das Entftehen von Längsfpannungen mag hier noch das infolge der Aufnahme von Feuchtigkeit eintretende Quellen mancher Steinarten, namentlich der thonigen Sandfteine, angeführt werden.

Den Einflufs der Wärme, Näffe und des Frofles auf Mauerwerke aus Sandfleinquadern und Back-fleinen, fowie auf Portland-Zementmörtel und Portland-Zementbeton behandelt ausführlich Debo ⁵). Derfelbe weift auch nach, dafs die oben mitgeteilten Bouniceau'fchen Zahlen nicht Anfpruch auf Zuverläffigkeit machen können und neue, gründlichere Verfuche zur Feftflellung von Koeffizienten, fowohl für die Ausdehnung der Mauerwerke durch die Wärme, als durch die Näffe erforderlich find.

Gufseisen

Schmiedeeifen .

Stahl ....

12) In: Der Einflufs der Temperatur und der Näffe auf Steine und Mörtel. Hannover 1897. — Ueber den Einflufs der Luftwärme auf das Verhalten des Mauerwerkes eines Brückenbogens flehe: Deutfche Bauz. 1895, S. 486.

19.

Benennung der Steine und Schichten.

man

unterfcheidet man das obere und das untere Lager.

Aus den gegebenen Beifpielen ergibt fich als erfter allgemeiner Hauptgrundfatz für die Steinverbände, dafs in zwei aufeinander folgenden Schichten keine Stofsflächen aufeinander treffen dürfen, fondern gegenfeitig verfetzt fein müffen, und dafs ferner auch in der Richtung der Stärke und Länge des Mauerwerkes wo möglich keine Stofsflächen ganz durchlaufen follten.

Berückfichtigt man weiter, dafs die Fertigkeit eines Verbandes nicht allein von der Anordnung der Stofsfugen abhängen kann, fondern auch von der eigenen Fertigkeit der einzelnen Steine abhängig fein mufs, und dafs in den Stofsfugen, wenn keine künftlichen Verbindungen zwifchen den Steinen angewendet find, irgend welche Fertigkeit nicht vorhanden ift, fo läfst fich weiter als zweiter Grundfatz für die Steinverbände folgern, dafs ein Verband um fo ferter fein wird, je weniger Stofsflächen innerhalb der Ausdehnung diefes Mauerwerkes in eine zur Hauptdruckrichtung parallele Ebene fallen.

Diefen Grundfätzen kann man durch Verfchiedenheit der Abmeffungen der einzelnen Steine oder durch Verwendung verfchieden grofser Steine und durch verfchiedene Lage der gleich oder verfchieden grofsen Steine in den Schichten gerecht werden.

Je nach der Anordnung der Steine in den Schichten erhalten diefelben verfchiedene Namen, die für alle Mauermaterialien gültig find und deshalb gleich hier angeführt werden können.

Diejenigen Steine, welche mit ihrer längften Seite in der Anfichtsfläche des Mauerwerkes oder parallel zu derfelben liegen, heifsen Läufer. Dagegen nennt man die Steine, welche mit ihrer Länge in das Mauerwerk eingreifen oder tiefer in dasfelbe hineinreichen, als die über oder unter ihnen liegenden Steine, diefelben alfo überbinden, Binder. In demfelben Sinne wird auch die Bezeichnung Strecker verwendet, die man mitunter aber auch nur auf Binder bezieht, welche durch die ganze Konftruktionsftärke hindurchreichen. Für diefen Fall werden auch die Namen Durchbinder oder Ankerfteine benutzt¹³).

Schichten, die nur aus Läufern oder nur aus Bindern zufammengefetzt find oder wenigftens in der Mauerfläche als fo zufammengefetzt erfcheinen, heifsen Läufer-, bezw. Binderfchichten.

Die in der Anfichtsfläche des Mauerwerkes liegende Fläche des Steines, die alfo einen Teil der erfteren bildet, nennt man das Haupt oder die An fichtsfläche. Mit diefer Bezeichnung im Zufammenhange fteht die Benennung von Verbandmauerwerken, bei denen nur eine oder alle beiden Langfeiten zur äufseren Erfcheinung gelangen, als einhäuptige und zweihäuptige. In demfelben Sinne gebraucht auch die Benennungen Stirn- und Kopfflächen. Bei den Lagerflächen

Die Längenrichtung der Aufsenfeite einer Mauer nennt man ihre Flucht.

¹³) Da die Bezeichnung »Strecker« auch manchmal für Läufer verwendet wird, fo erfcheint es zweckmäfsig, diefelbe ganz zu vermeiden.

2. Kapitel.

Steinverband.

Aus den Erörterungen des I. Kapitels ergab lieh die kurze, parallelepipedifche Geftalt der Steine als die zweckmäfsigfte zur Herftellung eines regelrechten Steinverbandes. Hält man dann weiter feft, dafs es Aufgabe des letzteren ift, die Steine innerhalb einer Schicht fowohl, als auch in Beziehung zu den benachbarten Schichten zweckmäfsig zu einander zu ordnen, fo leuchtet ein, dafs bei einer blofs theoretifchen Befprechung der Steinverbände die wirkliche Gröfse der Stücke nicht in Betracht zu kommen hätte, während das Verhältnis der drei Abmeffungen eines parallel-epipedifchen Stückes zu einander eine grofse Rolle fpielen mufs. In der Bauausführung kommt aber die wirkliche Gröfse der Stücke für den Verband infofern in Betracht, als man bei Herftellung eines Mauerwerkes aus den gröfseren natürlichen Steinen mit einfacheren Anordnungen in der Regel ausreicht, während bei Anfertigung desfelben Mauerwerkes aus kleineren Steinen die Verbandregeln in voller Ausdehnung zur Anwendung gelangen müffen. Ferner ift zu berückfichtigen, dafs die gröfseren Stücke bereits durch ihr Eigengewicht eine geficherte Lage bekommen, dafs bei ihnen fchon aus diefem Grunde eine weniger ftrenge Behandlung des Verbandes zuläfliger erfcheint, als bei kleinen Steinen, die felbft durch geringe Stöfse aus ihrer Lage verrückt werden können. Es folgt hieraus, dafs eine Erörterung der Verbände namentlich mit Rückficht auf die kleinen Steine zu erfolgen hat. Für die Durchführung folcher Erörterungen empfehlen fich namentlich die künftlichen Steine, da für diefe die Abmeffungen und die Verhältniffe derfelben untereinander ein für allemal feftgeftellt werden können, und zwar mit Rückficht auf Ermöglichung eines regelrechten Verbandes, während für die natürlichen Steine die Abmeffungen bei jedem Bau innerhalb gewiffer, durch die Verhältniffe der Steinbrüche gegebenen Grenzen an den meiften Orten beliebig beftimmt werden.

Aus den angeführten Gründen fcheint es zweckmäfsig, an dem Verfahren früherer Lehrbücher feftzuhalten und die Steinverbände zunächft für die noch immer am häufigften verwendeten Backfteine zu befprechen.

a) Steinverbände für Mauerwerke aus Backfteinen.

Um einen regelrechten Mauerverband herftellen zu können , ift es notwendig, dafs man die Backfteine nach allen drei zu einander fenkrechten Richtungen aneinander fchieben kann, ohne dafs fich irgend welche ftörende Vorfprünge ergeben. Dies ift möglich, wenn im allgemeinen die Länge l des Steines gleich ift der doppelten Breite b und die Breite gleich der doppelten Dicke h, wenn alfo zwifchen den Abmeffungen die Proportion

h:b:l = 1:2:4

befteht. Auch bei forgfältiger Herftellung find aber kleine Mafsunterfchiede zwifchen den Steinen eines und desfelben Brandes, ebenfo wie kleine Unebenheiten gewöhnlich nicht zu vermeiden; ferner müffen die Backfteine mit einem Mörtel vermauert werden , fo dafs alfo zwifchen den einzelnen Steinen ein Zwifchenraum, die Fugendicke (6 bis 15 mm), die wir mit /bezeichnen wollen, fich ergibt, was bei der Bemeffung der Steine zu berückfichtigen ift. Aus Fig. 5 u. 6, worin die Lagen,

Allgemeines.

21.

Abmeffungen

der

Backfteine.

in welchen die Mauerfteine zu einander gelegt werden können, dargeftellt find, ergeben fielt dann folgende Beziehungen :

Fig- 5-

-A~£~-3

/ = 2b+f= 4/^ + 3/;

l-f .

<---- ł

/- 3/

/-

Fig. 6.

. Jih...    ..fa .. J*.

Das Format der Backfteine ift durch diefe Beziehungen genau beftimmt, wenn man eine immer einzuhaltende Fugendicke und eine der drei Abmeffungen feftftellt. Zu letzterer eignet fielt am beften die Dicke h der Steine, weil diefe ein gewiffes Mafs nicht über-fchreiten darf, fobald die Steine beim Brennen eine durchweg gute Befchaffenheit erhalten follen. Der »Deutfche Verein für Fabrikation von Ziegeln, Thonwaren, Kalk und Zement« hat¹⁴) als gröfstes Mafs in diefer Beziehung 65 mm bezeichnet. Nimmt man eine Fugendicke von 10 obigen Formeln für diefe Dicke die Mafse

/<: = 65mm, £ = 140mm und /=290mm.

mm

"V

an, fo ergeben fich dann nach

Es find dies die Mafse des neuen öfterreichifchen Normal-Ziegelformates ¹⁵).

Diefes öfterreichifche Format ift alfo in Rückficht auf den Verband ein theo-retifch ganz richtiges, erfcheint aber aus hier nicht weiter zu erörternden Gründen als ziemlich grofs. Im Gebiete des ehemaligen Norddeutfchen Bundes hielt man ein kleineres Format für zweckmäfsiger und beftimmte dasfelbe zu 7z = 65 mm, £=120mm und /=250mm,

unter Zugrundelegung einer Stofsfugendicke von 10mm. Die Mehrzahl der deutfehen Regierungen hat diefes deutfche Normal-Ziegelformat¹⁽⁵) für die Staatsbauten vor-gefchrieben; auch hat es fich im Privatbau fehr viel Eingang verfchafft, obgleich immer noch andere Formate (ein kleineres teilweife in Norddeutfchland, ein gröfseres in Bayern) angewendet werden.

Bei diefem deutfehen Normal-Ziegelformat ift die Länge gleich der Summe von doppelter Breite und einer Fugenftärke, während die zu diefem P'ormat nach obigen Formeln zugehörige Steindicke anftatt 65mm nur 55mm betragen dürfte.

Diefe Unrichtigkeit des Formates macht fich geltend, wenn die fog. Roll-fchichten mit Flachfchichten in Verband treten follen. Unter einer Rollfchicht verlieht man eine folche Schicht, deren Höhe gleich der Ziegelbreite ift und bei welcher die Steine mit ihrer Länge fenkrecht zur Mauerflucht liegen (Fig. 7). Flachfchichten find dagegen folche Schichten, in denen die Steine auf einer Breitfeite, und zwar als Läufer oder Binder, liegen. Der Formatfehler zeigt fich darin, dafs zwei flach übereinander gelegte Steine mit einer Lagerfuge zwifchen fich die Rollfchicht um 20mm überragen müffen, was namentlich im Backfteinrohbau unangenehm werden kann, in welchem bei der Bildung von Sockelmauern und Gefimfen häufig der Fall eintritt, dafs Rollfchichten mit Flachfchichten in Verband zu treten haben.

n) In der Generalverfammlung zu Berlin am 8. u. 9. Februar 1869.

I⁵) Befchlufs des öfterreichifchen Ingenieur- und Architekten-Vereins 1874.

lö) Zuerft vorgefchlagen vom erwähnten »Deutfehen Verein für Fabrikation von Ziegeln, Thonwaren etc.'.

Man hat aber die fich fo ergebenden Uebel-ftände anderen Gründen gegenüber nicht erheblich genug erachtet, um das Format anders feftzufetzen ¹⁷).

Bei Mauerwerk aus Flachfchichten ift keine Notwendigkeit vorhanden, die Dicke der Lagerfugen gleich jener der Stofsfugen zu halten. Für die gewöhnlichen Mauerfteine (ordinäre Backfteine) ift eine Lagerfuge von 10mm Dicke etwas wenig; nimmt man diefelbe zu ca. 12mm an, fo erreicht man den Vorteil, dafs auf lm Höhe eine beftimmte Anzahl von Schichten, nämlich 13 folcher kommen ¹⁸).

Um regelrechte Verbände bilden zu können, genügen die ganzen Steine nicht allein ; fondern es find noch Stücke derfelben notwendig, die durch Halbteilung und Vierteilung gebildet werden. Die Bezeichnung für diefe Steinteile ift in den einzelnen Gegenden Deutfchlands etwas verfchieden. Es foll hier die folgende Bezeichnungsweife, welche als die am wenigften zu Verwechfelungen Anlafs gebende erfcheint, feftgehalten werden:

1) ein Stück von der vollen Steinbreite und drei Viertel der Länge = Dreiquartier (Dreiviertelftein, Fig. 8 a)\

2)    ein Stück von der vollen Steinbreite und zwei Viertel der Länge = Zweiquartier (halber Stein, Fig. 8 à);

3)    ein Stück von der vollen Steinbreite und ein Viertel der Länge = Quartier (Einquartier, Fig. 8c¹⁹);

4) ein Stück von der ganzen Seitenlange und halber Breite = Längsquartier (langes Quartier, Riemchen, Riemftiick, Riemenftein, Fig. 8d²⁰).

Diefe Stücke müffen leider gewöhnlich durch Behauen und Spalten der ganzen Steine hergeftellt werden, wodurch fich viel Bruch ergibt; aufserdem leidet hierbei durch die ftarken Erfchütterungen die Fettigkeit des Materiales. Die Mafchinenfteine laffen fich häufig gar nicht in regelmäfsige Stücke zerfchlagen. Deswegen wäre es zweckmäfsig, wenn die Ziegeleien folche Teilftiicke, wenigftens Dreiquartiere, geformt auf Lager halten würden.

Um nicht unnützen Verhau zu bekommen, macht man die Mauerftärken immer als ein Vielfaches der Steinbreiten und benennt fie dem entfprechend. Man fpricht von ¹jl2 Stein, 1 Stein, 1 ^2 Stein, 2 Stein etc. ftarken Mauern.

Unter Zugrundelegung des deutfchen Normal-Ziegelformates und einer Dicke

ergeben fich dann folgende Mauerftärken :

¹ji Stein ftarke Mauer = 120mm dick,

= 250 »

= 380 »

22.

Steinteile.

Fig. 8.

<L

U,?j

der Zwifchenfugen von 10

mm

U/2

l7J Genaueres über Feftftellung eines guten Backfteinformates und über die Beftimmung des deutfchen Normalformates liehe in: Deutfche Bauz. 1869, S. 146, 257, 269, 281.

Ueber die daraus fich ergebende einfache Malfenberechnung liehe: Deutfche Bauz. 1869, S. 630. in) Die Bezeichnung Quartier wird auch für kleinere Stücke verwendet.

²") Ein Längsquartier wird häufig auch Kopfliück benannt; doch dürfte es zweckmäfsig fein, diefe Bezeichnung zu vermeiden, da diefelbe auch für die Zweiquartiere zur Verwendung kommt.

23-

Regeln für den Verband.

24.

Aeufsere

Erfcheinung.

Block-

2 Stein ftarke Mauer — 510 mm dick,

»    = 640 »    »

etc., alfo ftets eine Zunahme von 130mm für ¹j₂ Stein. In Wirklichkeit werden diefe Mauerftärken allerdings gewöhnlich überfchritten.

Würde man geformte Dreiquartiere beziehen können, fo wäre man in der Lage, die Mauerftärken auch um x/é Steinlängen (halbe Steinbreiten) abftufen zu können.

Es gibt eine ziemliche Zahl von Verbandanordnungen für Backfteine, die nicht alle gleichen Wert befitzen. Als Hauptregeln für einen guten Verband mögen die folgenden angeführt werden; fie entfprechen teils den theoretifchen Erörterungen des i. Kapitels ;_ teils find fie fachlichen Rückfichten entfprungen:

1)    Stofsfugen dürfen in aufeinander folgenden Schichten fich nur kreuzen, aber nie aufeinander treffen; es mufs immer eine Ueberbindung der Steine von mindeftens ¹j-L Steinlänge (^2 Steinbreite) ftattfinden. Ein Verband wird im allgemeinen um fo beffer fein, je weniger Stofsfugen einer Mauer in eine lotrechte Ebene fallen.

2)    Im Inneren der Mauer find wo möglich nur Binder zu verwenden, damit der Tiefe nach eine Ueberbindung der Steine um ^2 Steinlänge (1 Steinbreite) fich ergibt.

3)    Eine Mauer mufs möglichft viele ganze Steine enthalten; Steinteile dürfen nur zur Einrichtung der Verbandordnung Verwendung finden.

Die Lehre von den Steinverbänden ift am meiden in Deutfchland ausgebildet worden ; in England und Frankreich finden fich zwar diefelben Verbände; man fcheint aber in diefen Ländern nicht denfelben Wert auf eine theoretifch richtige Durchbildung derfelben zu legen, als dies in unferen Lehrbüchern meid gefchieht. In der Anwendung werden aber häufig genug auch bei uns die Regeln aufser acht gelaffen.

1) Arten des Backfteinverbandes.

Wenn auch die Anwendung der verfchiedenen Verbände zum Teile von der Mauerftärke abhängig ift und bei Verwendung eines und desfelben Verbandes für verfchiedene Mauerftärken fich befondere Regeln aufftellen laffen, fo bieten diefelben doch fchon in der äufseren Anficht der mit ihnen hergeftellten Mauern kennzeichnende Eigentümlichkeiten, die in der verfchiedenen Anordnung der Binder und Läufer in den Schichten und in der Anordnung der Schichten zu einander zum Ausdruck kommen. Hiernach follen die verfchiedenen Verbände zunächft überfichtlich zu-fammengeftellt werden.

Eine maffive Mauer zeigt äufserlich:

oc) Nur Läufer in allen Schichten (Fig. 9 al) — Schornfteinverband; der-felbe wird nur bei ¹/i Stein Harken Mauern verwendet; man könnte ihn auch Läuferverband nennen.

ß) Nur Binderköpfe in allen Schichten (Fig. 10). Es wird diefer Verband mitunter Kopfverband oder Strecker verband genannt; da aber die Bezeichnungen Kopf und Strecker (fiehe Art. 19 u. 22) in verfchiedenem Sinne verwendet werden, fo ift es vielleicht beffer, den Namen Binderverband zu gebrauchen.

7) Wechfel von Läufer- und Binderfchichten :

21) regelmäfsiger Wechfel in allen Schichten:

a) die Läufer immer lotrecht übereinander (Fig. 11) verband;

Fig. 9.

Fig. 13.

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Fig. 10.

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Tl

Tl

Fig. 14.

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1 iir

Fig. 11.

Fig- 15-

Tl

Tl

b) die Läufer in einer Schicht um die andere um ^2 Steinlänge ver-fchoben (Fig. 12) — Kreuz verband;

33) auf 1 Binderfchicht 2, 3 oder mehr Läuferfchichten folgend (Fig. 13) — englifcher Verband. Nach Rankine wird der in Füg. 13 dargeftellte Verband, bei dem auf 1 Binderfchicht 2 Läuferfchichten folgen, in England für gewöhnliche Fälle als der befte gehalten.

S) Läufer und Binder in allen Schichten (Fig. 14) — polnifcher oder gotifcher Verband (in England flämifcher Verband genannt).

3) Binderfchichten wechfeln mit Schichten, in welchen Läufer und Binder Vorkommen (Fig. 15) — holländifcher Verband.

Bei allen diefen Verbänden liegen die Steine fenkrecht zur Mauerflucht. Für fehr ftarke Mauern würde noch ein Verband hier anzuführen fein, der äufserlich das Block- oder Kreuzverbandmufter zeigt, im Innern aber fleh kreuzende Schräglagen von Steinen aufweift. Es ift dies der fog. Strom- oder Feftungsverband. Aufserdem ift der figurierte Verband zu erwähnen, deffen Anordnung fehr ver-fchieden fein kann und mehr mit Rückficht auf Zierwirkung, als richtige Konftruktion getroffen wird.

Wir gehen nun zur Befprechung der einzelnen Verbände für verfchiedene Mauerftärken und der lotrechten Endigungen der Mauern über.

Beim Läufer- oder Schornfteinverband ergibt die Steinbreite die Mauerdicke, und der regelrechte Verband ift einfach durch Verfchiebung der Steine in einer Schicht um die andere um ^2 Steinlänge zu erzielen. In jeder Schicht find nur

Läufer vorhanden, die einander um das gröfstmögliche Stück, nämlich um ^2 Steinlänge überbinden. Die lotrechte Endigung der Mauer befchafft man in einfachffer sj Weife durch Anordnung von Zweiquartieren an einem Ende derfelben, und wenn die Länge der Mauer einer ~ Anzahl von ganzen Steinlängen entfpricht, an den beiden —3 Enden in der zweiten, vierten, fechften etc. Schicht

Fig. 12.

I IT

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T~~T

25-

Läuferverband.

Fig. 16.

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26.

Binderverband.

Fig. 19.

Fig. 17.

(Fig. i6). Durch die Zweiquartiere wird der Verband eingerichtet. Ift die Länge der Mauer gleich einer Anzahl ganzer Steine zuzüglich ¹j2 Stein, fo kommen die Zweiquartiere an den Enden in verfchiedene Schichten zu liegen, während bei Mauerlängen, die eine Anzahl ganzer Steine zuzüglich x/é oder ³/4 Steinlänge meffen, zur Endigung derfelben auf einer Seite abwechfelnd Quartiere und Dreiquartiere erforderlich werden.

Die unvollendete Endigung der Mauer auf der rechten Seite in Fig. 16 nennt man eine Verzahnung, die auf der linken Seite eine Abtreppung.

Fig. 18 zeigt die Anwendung des Binderverbandes auf eine 1 Stein ftarke Mauer, die üblichfte Anwendung desfelben. Alle Stofsfugen laufen durch die Mauer hindurch, die nur aus ganzen Steinen gebildet wird, die aber alle nur um a/i Steinlänge fich überbinden, worin die Schwäche diefes Verbandes liegt. Auf der linken Seite der Figur lind Abtreppung und Verzahnung erlichtlich, während die rechte Seite den lotrechten Abfchlufs der Mauer zeigt, und zwar mit Zuhilfenahme von 2 als Läufer angeordneten Dreiquartieren in einer Schicht um die andere. Es ift diefe Anordnung von Dreiquartieren jedenfalls beffer, als die Verwendung der zerbrech-

Fig. 18.

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liehen Längsquartiere zu demfelben Zwecke, die auf zweierlei Weife erfolgen kann, wie Fig. 17 u. 19 ausweifen. Die Längsquartiere werden entweder an das Ende jeder Schicht gelegt, wo aber diefe langen und fchmalen Stücke leicht aus der Mauer herausgeftofsen werden können, oder fie werden beffer hinter die erften Binder gelegt, wobei dann in der folgenden Schicht zwei ganze Steine als Läufer erforderlich werden. Die Längsquartiere werden von den Maurern gern durch kleine Bruch-ftücke erfetzt, was zu Ungunften derfelben hier noch anzuführen ift. Da nun aufser-dem die Anwendung der Dreiquartiere, als der gröfseren Stücke, der Benutzung der Längsquartiere auf Grund der allgemeinen Gefetze für die Verbände vorzuziehen ift, fo foll künftighin von der letzteren nur noch ausnahmsweife die Rede fein.

Für Zwecke des Feftungsbaues kommt vorfchriftsmäfsig der Binder verband auch bei ftärkeren Mauern hie und da zur Anwendung (Fig. 20), jedenfalls in dem Gedanken, dafs eine Mauer dem feindlichen Feuer gröfseren und längeren Widerltand entgegenfetzen werde, wenn die Front möglichft viel grofsen Stücken zufammengefetzt ift, dafs die einzelnen Steine dem auftreffenden Gefchofs beffer die kurze Seite, als die lange bieten und dafs bei einer folchen Anordnung, infolge der kurzen Ueberbindung der Steine nach der Seite hin, die Wirkung des Schuffes auf möglichft kurze Strecken eingefchränkt werde. Will man diefe Vorteile ganz erreichen, fo dürfen in der Front zur Her-ftellung des Verbandes mit dem Inneren der Mauer nur Dreiquartiere zur Verwendung gelangen (Fig. 21), aber nicht Zweiquartiere (Fig. 22), wie dies in Verkennung der der Vorfchrift zu Grunde liegenden Abficht mitunter gefchehen foll ²²).

²²) Siehe: Haarmann’s Zeitfchr. f. Bauhdw. 1872, S. 131.

aus

\\

Fig. 20.

Fig. 21.

555s

SS

Fig. 22.

Xÿjm.

V/ÀÀÀ.

Auf die Verwendung diefes Verbandes zur Verblendung von Mauern kommen wir im nächft folgenden Hefte (Abt. III, Abfchn. i, A) diefes »Handbuches« zu fprechen. Er ift fur den Backfteinrohbau von befonderer Wichtigkeit. Doch verdient diefer Verband wegen feiner Einfachheit und Bequemlichkeit auch fonft in geeigneten Fällen, namentlich bei im Ziegelbau ungeübten Maurern, öftere Verwendung.

Stärkere als 1 Stein dicke Mauern (für den gewöhnlichen Hochbau) können allerdings nur mit Hilfe von Zweiquartieren (als Beifpiel ift der Verband für eine Stein flarke Mauer in Fig. 23 beigefügt) hergeftellt werden, die entweder durch Halbteilung der ganzen Steine oder durch befondere Beftellung in den Ziegeleien zu befchaffen find. In diefer Notwendigkeit, halbe Steine verwenden zu müffen, liegt der Grund dafür, warum diefer Verband für ftärkere Mauern nicht oft zur Verwendung gelangt. Es liegt fehr nahe, zwei nebeneinander liegende halbe Steine durch einen ganzen zu erfetzen, und man wird fo ganz von felbft auf den Block- und den Kreuzverband geführt, die fich nur äufserlich vom Binderverband unterfcheiden.

Der Blockverband kann für die verfchiedenften Mauerftärken verwendet werden. Es folgt bei ihm auf eine Binderfchicht immer eine Läuferfchicht, deren Stofsfugen gegen die der erfteren um ¹ji Steinlänge verfchoben find. Die Stofsfugen der Fig. 24.

Fig. 23.

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Sch. /

27.

Blockverband.

Fig. 25.

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kl

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LL

II

Fl

1    11 T

i_

In Fig. 24 ift eine 1 Stein ftarke

Läuferfchichten liegen lotrecht übereinander.

Mauer im Blockverband dargeftellt, links mit Abtreppung und Verzahnung, rechts mit der lotrechten Endigung.

Die Abtreppung zeigt ungleich breite Stufen, wechfelnd in den Breiten von lji Stein und 3,4 Stein. Die Verzahnung weift gleichmäfsig J/4 Stein tiefe Lücken auf.

Die lotrechte Endigung ift durch Einlegen von 2 Dreiquartieren an den Enden der Läuferfchichten erzielt (Fig. 27). Das Anfichtsmufter ift fchraffiert angegeben (Fig. 24). Die lotrechte Endigung kann auch durch Einlegen von Längsquartieren

hinter den erften Bindern der Binderfchichten hergeftellt werden (Fig. 26); indeffen ift die Verwendung von Dreiquartieren aus den früher angegebenen Gründen vorzuziehen.

Fig. 26.

FT

Fig. 27.

Sch.//

Sc h l

Bei der 2 Stein ftarken Mauer (Fig. 25 u. 28) find beide Aufsenfeiten gleich denen der 1 Stein ftarken Mauer gebildet. In den Binderfchichten liegen zwei Reihen Binder hintereinander und bilden fo die Mauerdicke; die Stofsfugen der Binder treffen aufeinander ; fie gehen in einer Linie durch die Mauer hindurch: fie fchneiden fich. In den Läuferfchichten liegen nur Läufer an den Aufsenfeiten der Mauer; der Zwifchenraum zwifchen denfelben wird durch eine Reihe Binder ausgefüllt, die fo gelegt

find, dafs die im Mauerhaupt fichtbar werdenden Stofsfugen auch in diefer Schicht durch die Mauer hindurchgehen und die Binder diefer Schicht gegen die der vorhergehenden um ¹ji Steinlänge verfchoben find.

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Sch. II

JHP

Sch. /

Die lotrechte Endigung der Mauer wird fo hergeftellt, dafs in den Läuferfchichten vier Dreiquartiere hintereinander liegen, in diefer Weife die Mauerdicke ergeben und den Verband einrichten. In den Binderfchichten find die beiden elften Binder jeder Seite nicht ganze Steine, fondern Dreiquartiere, zwifchen denen dann ein ganzer Stein den Reft der Mauerdicke ausfüllt, fo dafs auch an diefer Stelle keine Stofsfuge lotrecht durch mehrere Schichten durchgeht.

In ganz ähnlicher Weife geftaltet fich der Blockverband für die 3 Stein, 4 Stein etc. ftarken Mauern oder für alle diejenigen, deren Dicke einer Anzahl von ganzen Steinen oder einer geraden Anzahl von Steinbreiten entfpricht. Alle in den Aufsenfeiten fichtbaren Stofsfugen gehen durch die Mauer hindurch ; in den Binderfchichten liegen fo viele Binder hintereinander, als die Mauerdicke verlangt, und im Inneren der Läuferfchichten ebenfo viele Binder weniger einem. Die lotrechte Mauerendigung wird dadurch erzielt, dafs am Ende der Läuferfchichten fo viele Dreiquartiere, als die Mauerdicke Steinbreiten enthält, hintereinander als Läufer zu liegen kommen und an den Enden der Binderfchichten auf jeder Seite der Mauer ein Dreiquartier-Binderpaar und zwifchen diefen im Inneren fo viele ganze Steine, als dazwifchen gehen.

Fig. 29.

, , \

II

Bei den Mauern, die zur Dicke eine ungerade Zahl von Steinbreiten haben, alfo bei 1¹j->, 2¹/?, 3¹/² etc. Stein Harken Mauern, ändert fich der Blockverband in der Weife, dafs nicht eigentliche Binder- und Läuferfchichten miteinander abwechfeln, fondern dafs alle Schichten einander gleich find und fämtlich Läuferreihen enthalten, nur diefe regel-mäfsig abwechfelnd auf entgegengefetzten Seiten der Mauer. Blofs die in den Läuferreihen fichtbar werdenden Stofsfugen gehen durch die ganze Mauerdicke hindurch. Es fchneiden fich alfo nicht alle Fugen. Fig. 29 gibt als Beifpiel eine 1¹/-2 Stein Harke Mauer.

Ganz ebenfo werden die ftärkeren Mauern gebildet, nur dafs einer Läuferbreite genügend viele hintereinander liegende Binderreihen hinzuzufügen find.

Die lotrechte Endigung der l¹^ Stein Harken Mauer iH in Fig. 31 dargeHellt. In der Schicht / geben zwei hintereinander liegende Dreiquartier-Binderpaare die MauerHärke, in der Schicht II drei als Läufer hintereinander liegende Dreiquartiere.

Fig. 30.

Fig- 3i.

Ganz ähnlich ift es bei den ftärkeren Mauern, wie

mksch.11

Sch.11

m,

BP

§j§§

Sch.l

Sch./

dasBeifpiel einer 2¹/² Stein ftarken Mauer (Fig. 30) zeigt. In den Schichten / treten zwifchen die Dreiquartier-Binderpaare genügend viele Binderpaare von ganzen Steinen ; die Schichten II zeigen dagegen fo viele Dreiquartiere, als die Mauer Steinbreiten zur Dicke hat, hintereinander als Läufer. Es gelten alfo für die lotrechte Endigung der Mauern von einer Dicke,

die einer ungeraden Zahl von Steinbreiten entfpricht, genau diefelben Regeln wie für Mauern, die eine gerade Zahl von Steinbreiten zur Dicke haben.

Hat man geformte Dreiquartiere zur Verfügung, fo laffen fich mit deren Hilfe, wie fchon früher angeführt worden, auch l¹/*, l³/4 Stein ftarke Mauern herftellen.

Neben flehend werden in Fig. 32 und 33 ²³) zwei dergleichen Beifpiele gegeben ; die Mauerenden laffen fich für diefe Mauerftärken nicht ganz regelrecht herftellen.

Beim Kreuzverband wechfeln, wie beim Blockverband, regelmäfsig Läuferfchichten und Binder-fchichten miteinander ab, deren Stofsfugen gegen-feitig um lj± Steinlängen verfchoben find ; aufserdem find aber die Läuferreihen abwechfelnd um */2 Steinlänge gegeneinander verfchoben, fo dafs die Stofsfugen einer Läuferreihe auf die Mitten der Läufer der nächft darauf folgenden und nächft darunter liegenden Läuferfchicht treffen (fiehe die 1 Stein Harke Mauer in Fig. 34 u. 35). Es wird dies erreicht durch Einfchaltung eines Binders bei der 1 Stein Harken Mauer vor dem Ende der vierten Schicht (natürlich einer Läuferfchicht). Zur Anlage des Kreuzverbandes einer 1 Stein Harken Mauer find alfo immer drei ver-fchiedene Schichten notwendig; die Binderfchichten / und III find immer einander

gleich; die Läuferfchichten II und I V wechfeln regelmäfsig miteinander ab. Sonfi ifi die Anlage der Schichten und der Endab-fchlufs, wie beim Blockverband.

Als äufsere Merkmale des Kreuzverbandes ergeben fich die abgefonderten Kreuze des Verbandmufi.ers (durch Schraffierung in Fig. 34 angedeutet), ferner die gleich-mäfsige Abtreppung (beim Blockverband in ungleichen Stufen) und doppelt abgeftufte Lücken in der Verzahnung (beim Blockverband einfach abgeftufte Lücken). Die Abtreppung läfst fich fo viele Male nach beiden Richtungen in der Maueranficht zeichnen, als ganze Läufer in einer Schicht liegen.

Auch bei den fcärkeren Mauern, deren Dicke einer geraden Anzahl von Steinbreiten entfpricht, ift die Verbandanlage der eriten drei Schichten genau wie beim Blockverband; nur jede vierte Schicht zeigt die Einfchaltung von Zweiquartieren in den Läuferreihen vor den am Ende liegenden Dreiquartieren, um das Kreuz-verbandmufter herzutlellen. Als Beifpiel find in Fig. 36 die zur Herftellung einer 2 Stein ftarken Mauer notwendigen Schichten gegeben.

Fig- 3²-

28.

Kreuzverband.

'WÉÊÊWÊ

Fig- 33-

■ ■

mmmm

Fig. 34-

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Ti

Fig- 35-

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IV

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TH?

Sch.11/

Sch.l!

Sch. 1 u.H7

Etwas anders ifi es bei den Mauern, die in ihrer Dicke eine ungerade Anzahl

Bei diefen find nur die erfien beiden Schichten gleich

von Steinbreiten enthalten, denen des Blockverbandes; die beiden folgenden enthalten in den Läuferreihen ein Zweiquartier vor den Dreiquartieren am Ende der Mauer. Dann beginnt die Schichten-

29.

Englifcher

Verband.

30.

Polnifcher

Verband.

Fig- 36-

Fig- 37-

f§

WmSck.iv

Sch.11/

mm

mm.

ÉH!

Seh.III

Sch. II

Sch. / *.///

jp

folge von neuem. Es find alfo in diefen Fällen (als Beifpiel ift in Fig. 37 eine 1 ^2 Stein ftarke Mauer gegeben) vier verfchiedene Schichten notwendig, und zwar damit das Kreuzverbandmufter auf beiden Seiten der Mauer fich ergibt.

Nach Rankine befteht der englifche Verband darin, dafs man wiederkehrend ganz aus Läufern oder Bindern zufammengefetzte Schichten legt. Er begreift alfo den Block- und Kreuzverband von 1 Stein ftarken Mauern in fich, bei welchen der Wechfel regelmäfsig in allen Schichten erfolgt. Manchmal kommt er aber auch fo vor, dafs auf eine Binder-fchicht mehrere Läuferfchichten folgen. Fig. 38 zeigt eine 1 Stein ftarke Mauer, bei welcher nach einer Binderfchicht zwei Läuferfchichten kommen. Es läfst diefes Beifpiel, wie alle ähnlichen, eine Abweichung von der bei allen regelrechten Ziegelverbänden zu befolgenden Regel erkennen, dafs in übereinander liegenden Schichten keine Stofsfugen aufeinander fallen dürfen. Hier treffen die gedeckten Stofsfugen der Läuferfchichten in der ganzen Länge der Mauer aufeinander.

Der polnifche oder gotifche Verband kennzeichnet fich dadurch, dafs in allen Schichten Läufer und Binder im Mauerhaupt fichtbar werden. In Fig. 39 u. 40 find Beifpiele von 1 Stein und 1¹j-2 Stein ftarken Mauern gegeben. Wie aus den-

Fig. 38-

Fig. 39-

Fig. 40.

felben hervorgeht, leidet diefer Verband an demfelben Fehler, wie der eben vorher befchriebene englifche. Es treffen nämlich die gedeckten Stofsfugen in den übereinander liegenden Schichten, hier allerdings nur teilweife, dafür aber in der ganzen Höhe der Mauer durchgehend, aufeinander. Bei der 1 v\2 Stein ftarken Mauer kommt noch hinzu, dafs die Binder aus zwei hintereinander liegenden Dreiquartieren

beftehen, die alfo die unter ihnen liegenden Läufer nur um ¹ji Steinlänge überbinden, während beim Block- und Kreuzverband der Tiefe der Mauer nach immer um ¹j-2 Steinlänge Überbunden wird. Die Verwendung von fo vielen Dreiquartieren widerfpricht zudem dem Grundfatze, dafs möglichft viele ganze Steine zum Mauerverband benutzt werden follen. Hat man nicht geformte Dreiquartiere, fo wird durch den ftarken Verhau die Ausführung auch koftfpielig. Man fieht hiernach, dafs diefer Verband für maffive Backfteinmauern nicht empfohlen werden kann; dagegen wird fich fpäter ergeben, dafs er bei Verblendungen und hohlen Mauern recht wohl verwendbar ift. Er wird dann aber häufig dahin verändert, dafs zwifchen die Binder mehrere Läufer gelegt werden.

In England, wo diefer Verband, wie angedeutet, den Namen flämifcher Verband führt, wird er des hiibfchen Mufters wegen häufig zur Anwendung gebracht.

Die Verzahnung ift bei diefem Verband diefelbe, wie beim Kreuzverband, nämlich gleichmäfsig mit I4 Stein tiefen Lücken; die Abtreppung ift ebenfalls gleichmäfsig, aber mit sji Stein breiten Stufen.

Beim holländifchen Verband wechfeln Binderfchichten mit Schichten ab, in welchen Läufer und Binder zur Anficht kommen. Dadurch wird der Fehler des

polnifchen Verbandes (Aufeinandertrefien von Stofsfugen) vermieden, wie dies die in Fig. 41 darge-ftellte 1 Stein ftarke Mauer zeigt. Bei der 1 Stein

V¹:---------; ftarken Mauer wird aber hier der Verbrauch an

Dreiquartieren noch bedeutender, als beim polnifchen Verband.

Die Verzahnung ift gleichmäfsig mit einfachen, Stein I f\j tiefen Lücken ; die Abtreppung zeigt den regelmäfsig wieder-kehrenden Wechfel von drei aufeinander folgenden, y* Stein breiten Stufen mit einer ³/4 Stein breiten.

Der fog. Strom- oder Feftungsverband ift nur für fehr ftarke Mauern anwendbar, wie deren im eigentlichen Hochbau, aufser bei Gründungen, feiten Vorkommen. Er gelangt befonders beim Waffer- und Feftungsbau zur Verwendung, auch für Stützmauern, und ift in dem Beftreben erfunden worden, eine möglichft grofse Ver-wechfelung oder verfchiedenartige Lage der Stofsfugen innerhalb des Mauerkörpers zu erhalten. Zu diefem Zwecke hat man auf zwei gewöhnliche Schichten des Kreuzoder Blockverbandes mehrere Schichten von fich kreuzenden Schräglagen (Stromlagen, Schmieglagen, Kreuzlagen, Diagonal-fchichten)folgenlaffen, nach einigen Schrift-ftellern vier dergleichen, beffer wohl aber nur zwei, weil dann eine Wiederkehr der-felben Stofsfugenanordnung nur alle vier

Schichten ftattfindet (Fig. 42). Die Schräglagen bilden mit den Mauerfluchten Winkel von 45 Grad oder beffer 60 Grad; äufserlich find fie mit dem Block- oder Kreuzverband zugehörigen Steinreihen verkleidet. Der Anfchlufs an die letzteren erfolgt mit fpitzwinkeligen Stücken, die wohl zweckmäfsigerweife als Formfteine (nach Heufinger v. Waldegg Klampziegel oder Spitzfteine genannt) bezogen werden.

3¹-

Holländifcher

Verband.

Fig. 41.

Dl

Dp

3²-

Stromverband.

Fig. 42.

XX

34-

Vergleich der verfchiedenen Verbände.

ver-

33-

Figurierter

Verband.

Für abgetreppte Grundmauern in diefem Verbände kann man der Verkleidungs-fchichten und der Vollendung der Schrägfchichten mit Formfteinen entbehren. Es folgt auf eine gerade Schicht nur eine Schrägfchicht (Fig. 43), dann wieder eine gerade Schicht und auf diefe eine Schrägfchicht in einer der erften entgegengefetzten Richtung. Die geraden Schichten werden immer um eine halbe Steinlänge fchmaler²⁴). Sie können abwechfelnd aus lauter Bindern oder aus lauter Läufern zufammengefetzt werden.

Die figurierten Verbände werden gewählt, um mit ihnen Wandflächen zu verzieren. Es kann dies entweder fo gefchehen, dafs man:

Fig. 43-

1 a.

lvl V¹ f

gs

a.) die befchriebenen oder annähernd nach den Regeln derfelben gebildeten Verbände nach ihrem Mufter oder fich aus denfelben ergebenden Motiven in fchiedenfarbigen Steinen ausführt, oder dafs man

ß) beliebige neue Muflcer erfindet, deren Fugenlinien zierend wirken follen, oder dafs man

7) beide Verfahren verbindet.

Die Ausführungsweifen unter ß geben häufig beim Verlaffen der wagrechten Schichtung Anordnungen, die fich, fobald man ftärkere Mauern haben will, fchwer mit einer Hintermauerung verbinden laffen, und welche fich daher mehr nur zu fchwachen Ausmauerungen von Fach werken eignen.

Zu den in figurierten Verbänden ausgeführten Mauern gehören auch die durchbrochenen.

Da die figurierten Verbände fich in aufserordentlicher Mannigfaltigkeit bilden laffen und diefelben mehr dem Gebiete der Formenlehre angehören, fo würde hier das Vorführen von Beifpielen nicht angebracht fein. Es dürfte genügen, unten²⁵) auf einige hauptfächlich in Betracht kommende Werke zu verweifen.

Vergleichen wir die Verbände mit Rückficht auf den im 1. Kapitel aufgeftellten erften Hauptgrundfatz für alle Steinverbände: dafs nämlich in zwei aufeinander folgenden Schichten keine Stofsflächen aufeinander treffen dürfen, fo ergibt fich, dafs alle Verbände, mit Ausnahme des als englifchen bezeichneten und des polnifchen oder gotifchen Verbandes, diefem Grundfatze genügen, alfo in diefer Beziehung gleichwertig find. Anders verhält es fich, wenn wir den zweiten Grundfatz: dafs ein Verband um fo fefter fein wird, je weniger Stofsflächen innerhalb der Ausdehnung eines Mauerwerkes in eine zur Hauptdruckrichtung parallele Ebene fallen, mit zum Vergleiche heranziehen. Infolge der verfchiedenen Anordnungen werden

-i) Siehe: Müller, H. Die Maurerkunft. 3.Aufl. Leipzig 1879. S. 87.

25) Fleischinger, A. F. & W. A. Becker. Syftematifche Darftellung der im Gebiete der Lar.dbaukunft vorkommenden Conftructionen etc. Abt. I : Die Mauerwerks- oder Stein-Conftructionen. Berlin 1859.

Adler, F. Mittelalterliche Backfteinbauwerke des preufsifchen Staates. Berlin 1859.

Grcner, L. Terracotta architecture of North Italy {12.—16. centj. London 1867.

Degen, L. Der Ziegelrohbau. München 1859—65.

Bkthke, H. Decorativer Ziegelbau ohne Mörtelputz. Stuttgart 1877.

Chabat, P. La brique et la terre cuite. Paris 1881.

Lacroux, J. La brique ordinaire. Paris 1883—84.

Gottlob, F. Formenlehre der norddeutschen Backfteingothik. Leipzig 1900.

fich die Verbände für die verfchiedenen möglichen Druckrichtungen verfchieden fchätzen laffen. Die Hauptdruckrichtungen können entweder in eine zur Mauerflucht parallele oder in eine zu derfelben rechtwinkelige, auf den Lagerfugenflächen fenk-recht ftehende Ebene fallen. Fälle, bei denen die Drücke in fchräg zur Mauerrichtung flehenden Ebenen hegen, laffen fleh durch Kräftezerlegung auf jene beiden anderen Fälle zurückführen. Da wir hier nur die gewöhnliche wagrechte Lagerung der Schichten in Betracht ziehen wollen, fo find jene Druckrichtungsebenen lotrechte. Die lotrechte Richtung des Druckes gehört beiden Druckrichtungsebenen gemein-fchaftlich an; fie hat uns daher zunächft zu befchäftigen.

Aus der Betrachtung der Verbände ergibt fleh, dafs für die lotrechte Druckrichtung der vorteilhaftefle Verband der Strom- oder Feftungsverband und nach diefem der Kreuzverband fein mufs, weil bei diefen die Lage der Stofsfugen am meiden wechfelt. Der erdere kann bei Hochbauten zu feiten angewendet werden, fo dafs alfo für diefen Fall der Kreuzverband obenan deht. Ihm würde der eng-lifche Verband gleich kommen, wenn er nicht den fchon befprochenen, hier gerade fehr wefentlichen Fehler hätte.

Fig. 44-

Fig. 45-

13

zt

V~T

Drücke, die in der Längen- oder Querrichtung auf ein Mauerwerk wirken, werden die Zugfedigkeit der Schichten in Anfpruch nehmen. Diefe id um fo gröfser, je weniger Stofsfugen die Druckrichtung durchfchneidet, d. h. je mehr Steine mit ihrer Länge in der Druckrichtung liegen. Für Drücke in der Längenrichtung wird demnach als der ungündigde Verband der Binderverband zu bezeichnen fein. Blockverband und Kreuzverband haben gleich viele Läufer in der Längenrichtung, werden alfo als gleich fed angefehen werden müffen. Betrachten wir indes diefe beiden Verbände etwas näher, und zwar in Beziehung auf die Gedaltung der möglichen Trennungsflächen, fo erweid fleh für diefen Fall der Druckrichtung der Blockverband etwas grindiger, weil infolge der ihm eigentümlichen ungleichförmigen Abtreppung die Trennungsfläche verhältnismäfsig mehr Ausdehnung erhält, als beim Kreuzverband mit feiner gleichförmigen Abtreppung (flehe Fig. 44 u. 45). Vorausgefetzt wird hierbei natürlich immer, dafs der Ziegel feder, als die Mörtelfuge id, wie ja überhaupt bei der Feddellung einer vergleichsweife beden Verbandanordnung die Verbindung durch den Mörtel nicht zu berückflchtigen id.

Fig. 46.

Einem Drucke, deflfen Richtungsebene fenkrecht zur Mauerrichtung deht, der alfo die Querfedigkeit der Mauer beanfprucht, wird dagegen der Binderverband den meiden Widerdand entgegenfetzen. Blockverband und Kreuzverband find für diefen Fall ganz gleichwertig, weil der Mauerquerfchnitt bei beiden ganz gleich gedaltet id (flehe Fig. 46, Querfchnitt einer 2 Stein darken Mauer in Block- oder Kreuzverband). Beide dehen auch dem Binderverband nicht viel nach, und bei därkeren Mauern wird diefer Unter-fchied verfchwindend klein, weil bei ihnen das Innere der Mauer ja auch, wie beim Binderverband, aus lauter Bindern bedeht.

35-

Arten

des

Nach Rankine 2G) follte die Anzahl von Läufer- und Binderfchichten von der bezüglichen Wichtigkeit der Längen- oder Querfeftigkeit abhängen. Nach ihm ift das Verhältnis von einer Binderfchicht

von gröfserer Wichtigkeit, als wie die Fettigkeit in der Querrichtung ; deshalb ift es bei folchen Bauten rätlich, verhältnismäfsig mehr Läufer, alfo drei bis vier Läuferfchichten auf eine Binderfchicht anzuwenden.«

vor dem Blockverband wird übrigens nur bei fchwächeren Mauern entfchieden zum Ausdruck gelangen, da bei ftärkeren Mauern der Ünterfchied zwifchen beiden Verbänden nur in den ljv Stein breiten Läuferreihen vorhanden ift, alfo nicht ftark in das Gewicht fallen kann.

erfolgt meift unter rechtem Winkel und kann in der Weife ftattfinden, dafs zwei Zufammen- Mauern entweder eine Ecke bilden oder dafs eine Mauer auf die Flucht einer

ftofses.

auf je zwei Läuferfchichten dasjenige, welches der Mauer gleiche Zugfeftigkeit in der Längen-, wie in der Querrichtung verleiht und welches fonach in gewöhnlichen Fällen als das beite angefehen werden kann. Er fagt weiter: »Bei einer Fabrikeffe ilt Fettigkeit in der Längenrichtung, welche einer Kraft, die den Schornltein zu fpalten ftrebt, widerlteht

Jedenfalls wird bei einem derartigen Verband die Abweichung vom erften Hauptgrundfatz für alle Verbände fehr grofs. Weiter ilt zu berückfichtigen, dafs die lotrechte Druckrichtung fchon durch das Eigengewicht des Materials, aufserdem aber durch Gebälke und deren Belattungen, die bei weitem häufiglte ift und diefe nicht blofs einen Verband in der Längenrichtung, fondern auch in der Querrichtung verlangt. Es wird daher für die gewöhnlichen Fälle dem Kreuzverband fein Vorzug gewahrt bleiben müffen. Der Vorzug des Kreuzverbandes

Lotrechten Drücken auf eine Mauer gleich zu achten find Beanfpruchungen derfelben, die infolge von ungleichen Senkungen des Fundamentes zu stände kommen.

Drücke in der Längenrichtung der Mauer ergeben fich im Hochbau meift durch Uebervvölben von Oeffnungen in derfelben, Drücke in der Querrichtung durch gegen diefelbe gefpannte Gewölbe und Bogen, für welche befonderen Fälle fich der Blockverband, bezw. der Binderverband als die günftigften Verbände herausftellten ; der Kreuzverband fleht ihnen aber auch hier nicht viel nach. Da aber diefe Beanfpruchungen in der Regel zufammen mit der in lotrechter Richtung auftreten und für diefen häufigflen Fall der Kreuzverband der günftigfte ift, fo erfcheint der Vorzug, der demfelben in der Regel vor den übrigen eingeräumt wird, als begründet.

Auf die Mauern können unter Umftänden auch Drücke in wagrechter Richtung oder parallel den Lagerfugenflächen einwirken. Da diefe immer durchgehen, fo find für diefen Fall alle Verbände gleichwertig. Treten folche Drücke vereinzelt auf, fo werden um fo weniger fchädliche Verrückungen eintreten, je mehr Verband innerhalb der einzelnen Schichten vorhanden ift, d. h. je weniger Stofsfugen durch die ganze Schicht hindurch laufen.

2) Zufammenftofs von Mauern unter rechtem Winkel.

Gefchloffene Räume ergeben fich durch den Zufammenftofs von Mauern. Diefer

anderen trifft oder dafs fie fich durchkreuzen. Alle diefe Fälle laffen fich auf die fchon befprochene Herftellung der lotrechten Endigung einer Mauer zurückführen 2 7), nur dafs hier der Abfchlufs der einzelnen Schichten abwechfelnd in der einen und der anderen Mauer aufzufuchen ift. Es follen die einzelnen Fälle für die verfchie-denen Mauerftärken für fich behandelt werden, aber nur für den Block- und den Kreuzverband und nur für Verwendung von Dreiquartieren zur Herftellung des Schichtenab fchluffes.

²⁶) In : Handbuch der Bauingenieurkunft. Deutfeh von F. Kreuter. Wien 1880. S. 431. 2Î) Siehe Art. 25—28 (S. 23—27).

Befolgt man bei der Anlage von ganzen Mauerfyftemen die Regel, eine in derfelben Höhe durchlaufende Schicht in den parallel laufenden Mauern nur als Binderfchicht oder nur als Läuferfchicht auszuführen, fo ergibt fleh daraus, dafs an einer Ecke eine Binderfchicht mit einer Läuferfchicht zufammentreffen mufs. Es gilt dies auch für Mauerftärken, die einer ungeraden Zahl von Steinbreiten entsprechen, wenn man nur durchgängig die Bezeichnung Läufer- oder Binderfchicht von derfelben Seite der Mauer ableitet. Die Herftellung des Eckverbandes erfolgt dann in der Weife, dafs man immer die Läuferfchicht bis zur anderen Mauerflucht

Mauerecke.

Fig. 47-

Fig. 48.

Fig. 49.

Sek. II

Sek. II.

Sek. //

Sek, / V.

Läuferreihe

Sek. I.

L auferTeih e

Sch /

Fig. 5°-

Sek I

Sek. [II.

§i

Fig. 51.

Sek.Jl

Sek. IK

Sek. II

Sek. /K

Sek. I

Sek. Ul.

Sek./.

Sek. III.

durchlaufen läfst (fiehe das Schema in Fig. 47) und dort nach den Regeln abfchliefst, wie fie für die lotrechte Endigung der Mauern gegeben worden find, d. h. dort fo viele Dreiquartiere als Läufer nebeneinander legt, als die betreffende Mauer Steinbreiten zur Dicke hat; diefe erfcheinen dann als Binder in der anderen Mauerflucht. Eine Ausnahme macht nur die Ecke von x/2 Stein ftarken Mauern, bei welcher die Schichten durch ganze .Steine gefchloffen werden, der fog. Schornftein-verband (flehe Fig. 48). Als Beifpiele mögen obenftehend dienen: die rechtwinkelige Ecke von zwei 1 Stein ftarken (Fig. 49), 2 Stein ftarken (Fig. 50), IS/s Stein

Handbuch der Architektur. III. i. (3. Aufl.)

37-

Fig. 5²-

Sch. IV

Sch, II.

Sch. III.

Sch.l.

Anfchlufs einer Mauer an andere.

38.

Fig. 54-

Fig. 53-

Sch. II

Sch. //.

mk

Läuferreihe

Sch, I.

Sch. /.

Durchkreuzung von Mauern.

ftarken (Fig. 51) Mauern, fowie die Ecke, gebildet von einer 14/2 Stein ftarken und einer 2 Stein ftarken Mauer (Fig. 52). In diefen Beifpielen find die Schichten I und // zur Herftellung des Blockverbandes, die Schichten / bis IV zur Herftel-lung des Kreuzverbandes auf allen Seiten erforderlich. Aus diefen Abbildungen ift erfichtlich, dafs immer die innere Flucht der Läuferfchicht der einen Mauer als Stofsfuge durch die andere Mauer hindurchgeht, und dafs die der inneren Ecke (dem Winkel) zunächft liegende durchgehende Stofsfuge der Eäuferfchicht um x/4 Stein vom Winkel entfernt liegt (fiehe das Schema in Fig. 47).

Der zweite Fall, dafs eine Mauer eine rechtwinkelig auf die Flucht einer anderen trifft, kommt gewöhnlich beim Anftofs von Scheidemauern an eine Umfaffungs- oder Mittelmauer vor. Wir wollen die erftere daher kurzweg Scheidemauer nennen. Es gelten hier ähnliche Regeln, wie bei der

rechtwinkeligen Ecke. Man läfst die Läuferfchicht der einen Mauer (der Scheidemauer) bis zur äufseren Flucht der anderen (der Hauptmauer) hindurchlaufen, bezw. diefe mit der inneren Flucht am Ende der Scheidemauern vorübergehen (fiehe das Schema in Fig. 53).    Nur die Läufer-

fchichten der Scheidemauer erfordern am Zufammenftofs die Endigung mit Dreiquartieren, von denen wieder fo viele am Ende nebeneinander angeordnet werden, als die Scheidemauer Steinbreiten in der Dicke zählt. Eine Ausnahme machen hier die Fälle, in denen zwei ^2 Stein ftarke Mauern zusammenftofsen (Fig. 54) oder eine ^2 Stein ftarke Scheidemauer auf eine ftärkere Mauer trifft (Fig. 55).

Im erfteren Falle werden zu beiden Seiten der durchgehenden Schicht der Scheidemauer Dreiquartiere erforderlich. Im zweiten Falle (die flärkere Mauer in Fig. 55 ift 1 Stein ftark angenommen) müffen in der durchgehenden Schicht der ¹jz Stein

ftarken Scheidemauer zwei Dreiquartiere als Läufer hintereinander gelegt werden. In allen anderen Fällen gilt die angegebene Regel, zu der noch kommt, dafs die den Winkeln zunächft liegenden durchgehenden Stofsfugen der durchlaufenden Schichten gegen die Fluchten der ftumpf anftofsenden Schicht um ¹/4 Steinlänge verfchoben find. Die Beifpiele in Fig. 56 bis 59 verdeutlichen dies. Die Schichten / und II genügen zur Herftellung des Blockverbandes, während die Schichten I bis IV zur Herftellung des Kreuzverbandes notwendig find.

Auch für den dritten Fall : der rechtwinkeligen Durchkreuzung von Mauern, find ähnliche Regeln mafsgebend. Man läfst die Läuferfchichten ungeftört durch die andere Mauer hindurchgehen und hat nur darauf acht zu geben, dafs die den Winkeln zunächft befindlichen durchgehenden Stofsfugen derfelben um x/4 Stein-

länge von den Winkeln entfernt liegen (fiehe das Schema in Fig\ 60). Fig. 61 bietet ein regelrechtes Beifpiel hierfür. Nur in denjenigen Fällen, in denen eine

Fig- 57-

Sc/i. /. u. III.

Sc k. ! i

Sch. / V

Fig. 56.

Sch. II.

Sch. IV.

Sch .II

Sch. IV

Sch. I.

Sch. I.

Sch. III.

Sch . UL

¹/-2 Stein ftarke Mauer eine gleich ftarke oder eine ftärkere durchkreuzt, find Abweichungen in der Verbandanlage der ^2 Stein flarken Mauern notwendig. Es müflen Dreiquartiere angeordnet werden, um den regelrechten Stofsfugenwechsel der

Fig- 59-

Fig. 58.

Sch. //.

Sch. IV

Sch. II.

Sch. IV

Sch. I.

Sch . III.

Sch. I

Sch. ///.

ÉÉ

übereinander folgenden Schichten herbeizuführen (Fig. 62 u. 63). Für den Blockverband braucht man nur die Schichten I und II, für den allfeitigen Kreuzverband die Schichten I bis IV.

Sch. II.

Bei der Durchkreuzung von Mauern tritt häufig der Fall ein, dafs fich über den Kreuzungspunkt hinaus die Mauerftärken verändern. Hierbei find die für den Anfchlufs von Scheidemauern und für die Durchkreuzung vorgeführten Regeln zufammen zu verwenden. Man läfst die Läufer-fchichten durchgehen und fchliefst fie da, wo fie nicht weiter laufen können, mit Dreiquartieren ab. immer wieder darauf genau zu achten, dafs die durch eine Läuferfchicht durchgehenden Stofsfugen um ¹j± Steinlänge gegen die Winkel verfchoben find. Ein Beifpiel bietet Fig. 64 mit den für allfeitigen Kreuzverband erforderlichen

Läuferreihe

Auch ift

Sek. 1.

Fig. 61.

Fig. 62.

Sch //.

Sch IV.

Sch. II.

Sek. IV,

Sch. I.

Sch. III.

Sch. I.

Sch, III.

Fig. 63.

Sch. lu. III.

Sch. II.

Sch. IV

Sch. II.

Sch. I.

Fig. 64.

Sch. IV.

Sc.h. III.

vier Schichten. Die richtige Anordnung der Dreiquartiere ift bei derartigen zu-fammengefetzteren Fällen die Hauptfache.

3) Zufammenftofs von Mauern unter fchiefen Winkeln.

In den Gebäuden kommt häufig der Fall vor, dafs zwei oder mehrere Mauern unter fchiefen Winkeln zufammenftofsen. Handelt es fich dabei nur um zwei Mauern, fo können diefe wieder entweder eine Ecke bilden oder fich aneinander anfchliefsen oder fich durchkreuzen. Für diefe Fälle gelten natürlich auch die allgemeinen Regeln für alle Backfteinverbände, insbefondere aber, foweit möglich, die Regeln für den rechtwinkeligen Zufammenftofs. Die Eckanlage erfordert hier jedoch ganz befondere Aufmerkfamkeit. Die fchiefwinkelige Ecke kann man der Natur der Sache nach nicht mit rechtwinkeligen Steinen herftellen ; fondera man mufs die Steine nach dem zwifchen den zufammenftofsenden Mauern vorhandenen Winkel verhauen, wenn man nicht befondere Formfteine verwenden kann. Die Befchafifung der letzteren wird fich empfehlen, wenn an einem Gebäude vielfach derfelbe Winkel zwifchen den Mauern vorkommt. In beiden Fällen dürfen aber diefe Eckftücke nicht zu klein

39-

Mauerecke.

Bei den zugehauenen Steinen müffen die in die äufseren

angenommen werden.

Fluchten fallenden möglichft wenige verhauene Flächen nach aufsen hin erhalten,

da durch das Verhauen die etwas angefinterte und deshalb befonders witterungs-beftändige Aufsenkrufte der Mauerfteine entfernt wird. Ebenfo müffen diefelben möglichft genau zugehauen werden, was für die in das Innere der Mauer fallenden nicht in folchem Mafse notwendig ift. Auf die Ecke darf nie eine Stofsfuge treffen; auch find fpitze Winkel der Steine an den Aufsenflächen möglichft zu vermeiden. Alle Stofsfugen müffen wo möglich fenkrecht zu den Mauerfluchten flehen. Wie bei allen Ziegelverbänden ift auch hier der Stofsfugenverband immer einzuhalten,

40.

Stumpf

winkelige

Ecke.

Fig. 65.

und es find möglichft wenige Teilfteine zu verwenden. Am einfachften find die Aufgaben beim fchiefwinkeligen Zufammenftofs von zwei Mauern zu löfen, wenn auch hier der Grundfatz feftgehalten wird, dafs in einer und derfelben Schicht an der Aufsenfeite die Steine in der einen Mauer als Binder, in der anderen als Läufer liegen. Die einfachere und den allgemeinen Regeln entfprechendere Löfung läfst im allgemeinen die ftumpfwinkelige Ecke zu, die daher zuerft behandelt werden foll.

Der ftumpfwinkelige Eckverband von gleich ftarken oder in ihrer Stärke wenig verfchiedenen, nicht zu ftumpfwinkelig aufeinander treffenden Mauern (der Winkel darf ca. 135 Grad nicht überfteigen), läfst eine ähnliche Behandlung wie der rechtwinkelige zu. ‘ Während man bei letzterer abwech-felnd die inneren Fluchten beider Mauern als Stofs-

läfst man bei der ftumpf-

fugen durchgehen läfst winkeligen Ecke von der inneren Ecke (dem Winkel)

Làujer

Binder

aus abwechfelnd in den aufeinander folgenden Schichten eine Stofsfuge fenkrecht zur einen und anderen Mauer ausgehen. Am zweckmäfsigften gehört diefe durchlaufende Stofsfuge zur Binderfchicht (die Bezeichnung Binder- oder Läuferfchicht ift nach dem Ausfehen der Schicht an der ausfpringenden Seite der Ecke zu wählen). Die dem Winkel zunächft liegenden Stofsfugen der Läuferfchicht find auch hier um lji Stein gegen den Winkel zu verfetzen (fiehe das Schema in Fig. 65, worin die Linien a b die vom Winkel aus fenkrecht zur Mauerflucht durchgehende, cö? die um x/ä Stein verfetzte Stofsfuge bedeuten). Unter Feft-haltung der eben angegebenen Regeln bei gleich ftarken Mauern ergibt fleh ein ganz gleich geformter Eckftein in

Fig. 66.

<y\

Fig. 67.

Sa⁻'

Fig. 69.

Fig. 68.

allen Schichten, nur abwechfelnd in umgekehrter Lage. Es erleichtert dies die Verwendung von Formfteinen.

Die beiden äufse-ren Seiten des Eckfteines haben dabei einen Längen-unterfchied von ¹/i Stein.

Zugehauene Steine können nur dann zur Anwendung gelangen, wenn

die gewöhnliche Steinlänge ausreicht, was nur bei nicht fehr ftumpfen Winkeln der Fall ift. Die Beifpiele in Fig. 66 bis 69 werden das Getagte erläutern. Es find in denfelben aber nur die Schichten für den Blockverband gegeben ; die für den Kreuzverband erforderlichen werden nach den früheren Beifpielen leicht hinzukonftruiert werden können. Bei ¹/i Stein ftarken Mauern (Fig. 7°) ift die dem Winkel zunächft liegende Stofsfuge um Stein von demfelben entfernt. Die Beifpiele in Fig. 67 u. 68 zeigen, dafs die um ¹/i Stein vom Winkel entfernt liegende Stofsfuge nicht immer die dem Schema in Fig. 65 entfprechende Lage erhalten kann, weil fonft der Eckftein zu lang werden würde.

Beim Zufammenftofs von fehr verfchieden ftarken Mauern oder von verfchieden ftarken Mauern, die einen fehr ftumpfen Winkel bilden, laffen fich die Eckverbände nicht in der angegebenen Weife herftellen, weil in diefen Fällen die eine vom Winkel fenkrecht zur einen

Mauerflucht ausgehende Stofsfuge entweder fehr nahe an die Ecke oder erft auf die Verlängerung der bezüglichen Mauerflucht trifft, alfo die andere unter fpitzem Winkel fchneiden mufs, was unzuläffig ift. Man ordnet dann eine vom Winkel aus durchgehende Stofsfuge in der Binderfchicht der fchwächeren Mauer an, während man die in der darauf folgenden Schicht vom Winkel ausgehende Stofsfuge der ftärkeren Mauer bis an die äufsere Läuferreihe der fchwächeren gehen läfst. Die um x/4 Stein vom Winkel entfernten Stofsfugen gehen fo weit, als dies der Verband zuläfst. Es genüge ein Beifpiel (Fig. 71) für diefen Fall.

Will man an der Aufsenfeite der Mauerecke das regelmäfsige Verbandmufter bis ganz an die Ecke heranführen, was bei Backfteinrohbauten in Frage kommen kann, fo mufs man auch mit der Beftimmung der Gröfse des Eckfteines den Anfang machen und diefen an der Läuferfeite ³/4 Stein lang und an der

Binderfeite ¹fe Stein

Fig- 73-

Fig. 72.

Sch. II.

lang bemeffen, wenn dies die Gröfse des Winkels bei der gewöhnlichen Steinlänge geftattet. Anderenfalls ift man gezwungen, befon-dere Formfteine anzuwenden. Aber auch dann ergibt fleh in der Regel am inneren Winkel ein fchlechter Verband.

Sind auf beiden Seiten der ftumpfwinkeligen Ecke die Schichten gleichartig, d. h. laufen in denfelben Flöhen Läuferreihen oder Binderreihen um die Ecke herum, fo ift die Verbandanlage dahin zu ändern, dafs man vom Winkel nach beiden Mauerfluchten hin fenkrechte Stofsfugen in derfelben Schicht ausgehen läfst, in der darauf folgenden Schicht ebenfalls zwei folche, die aber vom Winkel 1/4 Stein entfernt find (fiehe die Schichten / und II im Schema von Fig. 72). Für die Schicht / ift es zweckmäfsig, dafs an den inneren Fluchten der Mauern Binder liegen. In der Schicht II kann man, um Formfteine am Winkel zu vermeiden, dafelbft die Läufer mit diagonaler Stofsfuge zufammenfehneiden laffen. Fig. 73 gibt als Beifpiel die ftumpfwinkelige Ecke zweier 2 V2 Stein ftarken Mauern.

Sch. II

Läuferreihe.

ScA.f,

Sch■ I.

LäuferreiheT

Fig. 74-

Läuferreihe.

um

41.

Spitzwinkelige

Ecke.

Der Eckverband der unter fpitzem Winkel zufammentreffenden Mauern ift in der Weife zu behandeln, dafs man die äufsere Läuferreihe der Läuferfchicht bis zur Ecke fortlaufen läfst und mit dem nach dem gegebenen Winkel zugehauenen Eck-ftein fchliefst. Bis an diefe Läuferreihe führt man die Binderfchicht der anderen Mauer heran, fo dafs alfo die innere Flucht derfelben bis dahin als Stofsfuge fortläuft.

Man fehe das

Schema in P'ig. 74, worin die eben gedachte Anordnung veranfchau-licht ift.

Dg. 75-

Dg. 76.

Dg. 77.

Die Einrichtung E des regelrechten Stofs-fugenwechfels zwifchen den Schichten erzielt man dadurch, dafs man die Länge h des Eckfteines gleich macht der Länge b\ des schräg zugehauenen

Sch. II.

Sch. II

Hauptes zuzüglich Stein (4 — b\ -f- —

in P'ig. 75). Derfelbe Eckftein läfst fich dann in allen Schichten verwenden, nur abwechfelnd in umgekehrter Lage. Fig. 76 u. 77 geben Beifpiele für den Eckverband von zwei ungleich ftarken und zwei gleich ftarken Mauern.

Sch. I.

Sch.I

42.

Abgeftumpfte

fpitzwinkelige

Ecke.

Beim fpitzwinkeligen Zu-fammenftofs von zwei Mauern

kann es, namentlich wenn der

Winkel ziemlich klein ift, wünfchenswert erfcheinen, die Ecke abzuftumpfen. Ift die Abftumpfung fo grofs, dafs der fpitze Winkel im Inneren verfchwindet, fo hat

man es mit drei Mauern und zwei ftumpfwinkeligen Ecken zu thun, alfo nicht mit etwas Neuem. Bleibt dagegen auf der Innenfeite der fpitze Winkel, fo bietet diefer Fall Anlafs zu be-

fonderer Befprechung.

An der ftumpfungsfläche, die fenkrecht zur Mittellinie des fpitzen Winkels zwifchen den beiden Mauerfluchten zu legen ift, damit zwei gleiche äufsere ftumpf-winkelige Ecken gebildet werden, müffen des regelrechten Verbandes wegen Läuferund Binderfcbichten miteinander abwech-feln. Des guten Aus-fehens, aber auch der einfacheren Konftruk-

Fig. 78.

Fig. 79.

Ab-

Sch. II

Sch I.

./

Sch.JI

Sch. I.

tion halber ift es dann zweckmäfsig, von der bisher allenthalben durchgeführten Regel, in einer und derfelben Schicht in der einen der die Ecke bildenden Mauern aufsen eine Läuferreihe, in der anderen eine Binderreihe anzuordnen, abzufehen und den Fall fo aufzufaffen, als gehörte die Abftumpfungsfläche einer dritten Mauer an. Es werden dann in derfelben Schicht in den beiden Mauern gleichzeitig aufsen Läufer oder Binder fich befinden, an der Abftumpfungsfläche dagegen Binder oder Läufer (flehe das Schema in Fig. 81).

Die Breite der Abftumpfung beftimmt fich fo, dafs zwifchen den beiden fchräg zugehauenen Eckfieinen ein oder zwei Binderhäupter Platz haben. Die Gröfse und Form der Eckfteine find in der Weife zu ermitteln, dafs man den einen Schenkel des ftumpfen Winkels ³/ä Stein, den anderen (den fchräg zuzuhauenden) ¹ 2 Stein lang macht (Fig. 80). Sollte fich der Stein

dann immer noch zu lang ergeben, fo mufs man beide Schenkel fo verkürzen, dafs dabei der Unterfchied der Schenkellängen immer ¹/i Stein bleibt. Es find dann in allen Schichten diefelben Eckfteine, nur abwechfelnd in umgekehrter Lage, verwendbar. Die Eckanlage ift fonft ähnlich wie bei der fpitzwinkeligen Ecke, indem man abwechfelnd die eine oder die andere der inneren Mauerfluchten als Stofsfuge fo weit durchführt, als dies möglich oder zweckmäfsig erfcheint. In Fig. 78 u. 79 find Beifpiele zur Erläuterung gegeben.

Der fchiefwinkelige Anfchlufs einer Mauer an eine andere wird in der Weife behandelt, dafs man die anfchliefsende Scheidemauer in einer Schicht um die andere nicht bis an die äufsere Flucht der Hauptmauer durchlaufen läfst, fondern nur bis

hinter die dafelbft angeordnete Läuferreihe (flehe das Schema in Fig. 82), wodurch die zu verhauenden Steine in das Innere der Mauer kommen. Das Eingreifen oder Einbinden der Scheidemauer erfolgt alfo in den Läuferfchichten der Hauptmauer. Auch hier ift wieder die Regel zu befolgen, dafs die dem fpitzen Winkel zunächft liegende durchlaufende Stofsfuge a b der Scheidemauer um ¹j± Stein vom Winkel entfernt liegen mufs. Weiter erfcheint es zweckmäfsig, in der Hauptmauer eine durchlaufende

Fig. 80.

>-

o»

Fig. 81.

\Läuferreihe

43-

Anfchlufs einer Mauer an eine andere.

Fig. 82.

Sch. I.

Sch. II.

~u

Fig. 83.

Sch.I.

Sch. II.

Stofsfuge cd in der in Fig. 82 in Fig. 83 : der Anfchlufs

angegebenen Weife anzuordnen. Es möge das Beifpiel

einer 1 x/ä Stein ftarken Scheidemauer an eine 2 Stein ftarke Hauptmauer, genügen.

Die fchiefwinkelige Durchkreuzung ift nur die Verallgemeinerung des Falles der rechwinkeligen. Wie das Schema in Fig. 84 zeigt, gelten genau diefelben zweier Mauern.,

44.

Durchkreuzung

45-

Zufammenftofs von mehreren Mauern.

Regeln, wie fie früher für die rechtwinkelige Durchkreuzung ausführlich befprochen wurden. Auch hier ift, wegen der Einrichtung des Verbandes, in den aufeinander folgenden Schichten wohl darauf zu achten, dafs in der durchlaufenden Schicht eine durchgehende Stofsfuge um x/4 Stein entfernt von einem der Winkel angeordnet werden mufs. Ein befonderes Erläuterungsbeifpiel erfcheint hier nicht notwendig.

Es kommt bei Bauwerken öfter der Fall vor, dafs mehr als zwei Mauern unter beliebigen Winkeln in einem Punkte zufammen-ftofsen. Je nach der Anzahl der zufammen-treffenden Mauern, der Stärke derfelben und den Winkeln, unter denen fie zufammentreffen, mufs die Löfung diefer^ Aufgaben eine verfchiedene werden. Es dürfte zu weit führen und auch über-flüffig fein, eine grofse Zahl folcher Fälle erörtern. Es möge nur der eine Fall hier nähere Befprechung finden, wenn X drei Mauern in einem    \X

Punkte zufammenftofsen.    ^

Die allgemeine Löfung diefer Aufgabe ift die, dafs man zwei der Mauern als eine Ecke bildend    /

anfieht und die dritte    J||

dann in einer Schicht um die andere in die Ecke

Fig. 84.

J Sch- I

Sch. n.

ZU

m.

Fig. 86.

Fig. 85.

Sch.I,

Sek. II.

Im

(m

IM

Sch l.

Sch.- IL

einbindet, während man fie in den übrigen Schichten nur ftumpf anftofsen läfst. Jeder befondere Fall wird überdies noch unter Berückfichtigung der gegebenen Ver-hältniffe und Fefthaltung der allgemeinen Regeln feine eigene Behandlung zulaffen.

Das wichtigfte Vorkommen des Zufammenflofses von drei Mauern dürfte das fein, dafs an eine Ecke, an eine rechtwinkelige oder ftumpfwinkelige, fich ein Strebepfeiler in diagonaler, den Winkel der beiden die Ecke bildenden Mauern halbteilender Richtung anlegt. Die beigefügten Beifpiele in Fig. 85 u. 86 werden das einzufchlagende Verfahren erläutern, obgleich diefes, wie fchon gefagt, je nach den vorliegenden Verhältniffen Umänderungen erheifcht. Gleichmäfsiger Anfchlufs des Strebepfeilers an beide Seiten der Mauerecke läfst fich erzielen, wenn die beiden die Ecken bildenden Mauern nach aufsen hin gleichartige Schichtenbildung in gleicher Höhe zeigen. Es hat dies aber wenig wirklichen Wert, da der Anfchlufs beider Seiten nicht gut gleichzeitig gefehen werden kann.

4) Beliebige Mauerkörper mit rechtwinkeligen Ecken und Winkeln.

Die gewöhnlichen Backfteine eignen fich infolge ihrer Geftalt eigentlich nur zur Herftellung von Mauern mit rechtwinkeligen Ecken und Winkeln, und es find deswegen auch nur für den Verband folcher klare Regeln aufftellbar. Daher ift die Betrachtung hier auf diefe zu befchränken. Die Behandlung wird eine etwas ver-fchiedene fein müffen, je nachdem alle Abmeffungen einem Vielfachen von halben Steinlängen (Steinbreiten) entfprechen oder je nachdem einzelne oder alle Mafse nicht ohne Reit durch halbe Steinlängen teilbar find, fondern einen Ueberfchufe von einem Viertelftein haben. Es wird dabei angenommen, dafs alle Längen von Backftein-mauerwerken als Vielfache von Viertelfteinlängen bemeffen werden. I11 der Ausführung vorkommende Abweichungen laffen fich leicht ausgleichen.

Der erfte Fall, dafs alle Abmeffungen eines Mauerkörpers durch halbe Steinlängen ohne Reft teilbar find, ift der einfachere und mag daher zuerft zur Behandlung gelangen. Es werden hierbei die Regeln angewendet, welche für die lotrechte Endigung der Mauern (Fig. 87 bei a), die rechtwinkelige Ecke (Fig. 87 bei b) und den rechtwinkeligen Anfchlufs einer Mauer an eine andere (Fig. 87 bei c) unter Benutzung von Dreiquartieren fchon aufgeftellt worden find.

Das Hauptfächlichfte derfelben mag hier kurz wiederholt werden. Die beiden zur Herttellung des Blockverbandes notwendigen Schichten enthalten hiernach für die lotrechte Endigung in der einen Schicht fo viele Dreiquartiere, als die Mauer Steinbreiten dick ift, hintereinander als Läufer, in der anderen immer nur 2 Paar Dreiquartiere als Binder. Bei der rechtwinkeligen Ecke kommen auf jede Seite derfelben abwechfelnd fo viele Dreiquartiere, als die beiden die Ecke bildenden Mauern Steinbreiten in der Dicke zählen, als Läufer, und beim rechtwinkeligen Anfchlufs einer Mauer an eine andere legt man in der einen Schicht in der Verlängerung der anfchliefsenden Mauer und parallel der Richtung derfelben fo viele Dreiquartiere nebeneinander an die äufsere Flucht der Hauptmauer, als die anfchliefsende Steinbreiten dick ift, während in der darauf folgenden Schicht der Verband der Hauptmauer ununterbrochen durchgeht.

Bei der Anwendung diefer Regeln für zufammengefetzte Mauerkörper, wie fie hier befprochen werden follen, kommt es nun vor allen Dingen darauf an, die Dreiquartiere zuerft und richtig zu legen. Dazu gehört:

a) Dafs alle Dreiquartiere in einer und derfelben Schicht parallel gerichtet find, oder was dasfelbe ift, dafs nur parallele Seiten der Ecken mit Dreiquartieren befetzt werden.

Diefe Forderung wird zum Teile fchon erfüllt, wenn an der früher aufgeftellten Regel, dafs an den Ecken und Maueranfchlüffen in einer Höhe Läufer- und Binderfchichten zufammentreffen follen, feft-

ß) Dafs jedem Dreiquartier auf der einen Seite des Mauerkörpers ein anderes ebenfo gerichtetes auf der anderen Seite entfprechen mufs.

dafs man

die Schichten durch den Seiten parallele Linien aus allen Eckpunkten in rechteckige Streifen zerlegt und

46.

Abmeffungen.

47-

Vielfache von 1/2 Steinlängen.

gehalten wird.

Der Ort für diefe einander entfprechenden Dreiquartiere ift leicht dadurch zu finden

¹

) Es mufs hier angeführt werden, dafs man dech, aus Mauerftärke hindurchlaufen läfst, dafür aber oft Steinverbindungen hinzuzieht.

²

)    Nach Adie ift der lineare Ausdehnungskoeffizient für Sandftein 0,₀ooOH74 und nach Lavoifier und Laplace für weiches gefchmiedetes Eifen O,₀₀ooi220- (Vergl. : Lueger, O., Lexikon der gefamten Technik. Bd. I, S. 587.)

³

10)    Mitgeteilt in: Annales des ponts et chauffées 1863, 1. Sem., S. 178.

⁴

11)    Des Vergleiches wegen feien aus Teil I, Band 1 diefes »Handbuches«, Art. 163 (S. 184) [2. Aufl. Art. 233, S. 223] die Ausdehnungskoeffizienten für Eifen nach Heinzerling (auf 1 Grad C. umgerechnet) wiederholt :

⁵

0000132 °> 0000145 0,0000135-

11

Fig. 88.

Fig. 87.

■ -X-

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Sch.I.

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die Richtung derfelben in den aufeinander folgenden Schichten regelmäfsig wechfeln läfst. Die Enden der Streifen werden, den angeführten Regeln entfprechend, mit den Dreiquartieren befetzt (Fig. 87). Die Zwifchenräume zwifchen den Dreiquartieren werden dann noch regelrecht mit ganzen Steinen unter Zuziehen von Zweiquartieren je nach Bedürfnis ausgefüllt.

In einzelnen Fällen find durch kleine

Abweichungen von den angeführten Regeln Vereinfachungen möglich. So läfst fich z. B. dadurch, dafs man auf der linken Seite der Schicht / in Fig. 87, Abteilung a die Läuferreihe auf die rechte Seite der Mauer legt, eine einfachere Ausfüllung mit Ganzen erzielen ; auch laffen fich die Zweiquartiere bei c der Schicht / in P'ig. 87 vermeiden. Diefe Veränderungen find in Fig. 88 dargeftellt2S).

Bei Feftftellung der Verbandanordnungen für beliebige Mauerkörper mit rechtwinkeligen Ecken laffen lieh anftatt der Dreiquartiere auch die Längsquartiere anwenden. Der Verband mit folchen ift aber fehr unfelbftändig und nicht immer ganz durchführbar. Aus diefen und den fchon früher angeführten Gründen kommt er hier nicht zur Behandlung.

28) Die Anlage der Mauerverbände von Mauerkörpern mit rechtwinkeligen Ecken wurde zuerft nach allgemeinen Grundfätzeu von C. v. Brand behandelt, in deffen Arbeiten fich Ausführlicheres über diefen Gegenftand findet. Es find dies: Praktifche Darftellung des Ziegelverbandes nach einfachen, allgemeinen, bisher unbekannten Gefetzen. Berlin 18Ć4. — Etwas fafslicher gefchrieben, wenn auch nicht fo vollftändig und fo durchgebildet : Ueber Mauerziegelverband. Haarmann’s Zeitfchr. f. Bauhdw. 1862, S. 64.

Die Verbandanlagen von Mauerkörpern, deren Abmeffungen nicht reine Vielfache von halben Steinlängen find, fondern zu denen noch Viertelfteinlängen treten, laffen fich nicht nach fo fcharf ausgeprägten Gefetzen beftimmen, wie dies bei denjenigen der Fall ift, deren Längen durch halbe Steinlängen ohne Reft teilbar find. Es follen diefe Fälle nach den von v. Brand angegebenen Verfahren hier nur andeutungsweife behandelt werden.

₄s.

Vielfache von % Steinlängen -f- 1/4 Steinlänge.

a) Verfahren des Abfchneidens (Coupierens). Man ergänzt nach diefem Verfahren die Abmeffungen fo, dafs alle zu Vielfachen von halben Steinlängen werden, legt für die fo ergänzte Figur den Verband nach den früheren Regeln an

und fchneidet darauf das zur ur-

Fig. 89.

Fig. 90.

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Sch.Ia

mm

Sch. Ia

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Sch. II.

Sch. II.

Sch. Ib

Sch. I.

fprtinglichen Figur Hinzugefügte wieder ab. Die fich ergebenden kleineren Steinteile werden nach Möglichkeit zu gröfseren vereinigt.

Das zuerft Hinzugefügte, nachher wieder Abgefchnittene ift in den Beifpielen (Fig. 89 u. 90) durch geftrichelte Linien, die Vereinigung von Steinteilen durch ein Kreuz angedeutet. Auch laffen fich fonft noch Verbefferungen mitunter anbringen, wie die Schichten I,b und I, c von Fig. 89 ausweifen.

il.

Sch Ie

Bei der Anwendung diefes Verfahrens ergeben fich oft Ausklinkungen von Steinen, die man aber gern zu vermeiden fucht. Es kann dies durch Anwendung der Viertelfchrägfuge gefchehen. Man verlieht darunter eine von einem Winkel des Grundriffes in der

Richtung der Mittellinie des Winkels ausgehende Fuge von der Länge der Diagonale eines Achtelfteines (Fig. 90, Schicht /, II).

ß) Verfahren des Zufammenfchiebens. Diefes Verfahren findet nur da Anwendung, wo vor einem Hauptkörper von Abmeffungen, die durch halbe Steinlängen ohne Reft teilbar find, kleinere rechteckige Vorlagen fich befinden, deren Mafse (eine oder alle beide) in Viertelfteinlängen feftgefetzt werden müffen.

Nach diefem Verfahren werden beide zum Verband notwendige Schichten für den Hauptmauerkörper wie gewöhnlich feftgeftellt. Dann wird in einer Schicht um die andere unter Anwendung der Viertelfchrägfuge ein Stück von der Länge der Vorlage und ¹U Stein breit herausgefchnitten und ein entfprechendes Stück, vergröfsert um die Vorlage, wieder angefchoben. Je nach den Umftänden kommen

hierbei ein oder zwei Schrägfugen zur Anwendung (Fig. 91 u. 92). Der Verband der Vorlage wird nach dem Verfahren des Abfchneidens beftimmt.

Fig. 91.

Fig. 92.

'!

Sch. I.

Sch. II.

-J Sch-1 Kleinere Steinteile der Vorlage laffen fich mit folchen des Hauptkörpers oft zu gröfseren vereinigen, oder es können noch auf andere Weife Verbefferungen im Verband angebracht werden. So liefse fich an

Sch. II.

Stelle der Schichtanordnung II in Fig. 91 mit Vorteil diejenige der Schicht I,c in Fig. 89 verwenden. 7) Verfahren der zuläffigen Fugen. Bei diefem in allen Fällen anwendbaren Verfahren werden zuerft eine Anzahl Fugen in der Weife beftirnmt, dafs man

von jedem einfpringenden Winkel aus fenkrecht zur Längenrichtung des Grundriffes je zwei Fugen, die Grenzfugen genannt werden füllen, zieht. Die eine diefer Grenzfugen bildet die Verlängerung eines Winkelfchenkels ; die andere läuft parallel der erfteren und beginnt am inneren Ende einer Viertelfchrägfuge. In jeder der beiden zur Bildung des Verbandes notwendigen Schichten wird von den Grenzfugen für jeden einfpringenden Winkel eine genommen, diefe aber fo gewählt, dafs zwifchen den Grenzfugen fich Abteilungen ergeben, deren Breite einem Vielfachen von halben Steinlängen entfpricht. Die für die eine Schicht nicht benutzten Grenzfugen kommen in der anderen zur Verwendung. Zur Beftimmung der übrigen Fugen legt man über den Grundrifs ein Netz von parallelen, rechtwinkelig fich kreuzenden Linien in Entfernungen von je x/2 Steinlänge. Die erfte der Parallelen zur Längenrichtung des' Grundriffes läfst man am inneren Endpunkte einer Viertelfchrägfuge beginnen. Jede Viertelfchräg-fuge, die an ihrem inneren Endpunkte nicht von einer der Parallelen getroffen wird, ift aufzugeben.

In Fig. 93 find die Grenzfugen der erften Schicht mit /, die der zweiten mit 2 bezeichnet; die fich kreuzenden Parallelen für die erfte Schicht find durch dünne Linien angegeben. Die Parallelen der einen Schicht miiffen von denen der anderen um Stein entfernt liegen. Die Linien des Netzes geben dann alle zuläffigen Fugen an, die nun in thunlichft gefchickter Weife zu möglichft vielen ganzen Steinen zufammengefafst werden. Die Beftimmung der aufser den Grenzfugen weiter zuläffigen Fugen kann für die ganze Grundrifsfigur gleichmäfsig erfolgen oder für jede Abteilung befonders. Das letztere Verfahren liefert häufig beffere Löfungen, ift aber im allgemeinen umftändlicher. In Bezug auf das Nähere diefes Verfahrens mufs auf das in Fufsnote 28 (3. 44) angeführte Werk von v. Brand verwiefen werden²⁹). In Fig. 93 ift eine auf Grundlage der erwähnten Vorarbeiten mögliche Steinverteilung der erften Schicht durch Kreuze angedeutet.

Nach der Erörterung der allgemeinen Grundfätze und der zur Vereinfachung der Arbeit anwendbaren Verfahren wird es nun leicht fein, öfter im Bauwefen vorkommende Sonderfälle zu behandeln. Solche Fälle find : Pfeilervorlagen von Mauern, Eckverftärkungen, Thür- und Fenfterpfeiler, frei ftehende Pfeiler (Freiftützen), Mauern und Pfeiler mit Hohlräumen etc.

Häufig werden Verftärkungen von Mauern notwendig, die entweder, in gewiffen Abftänden itarkungen; wiederkehrend, von einfach rechteckigem oder reicher gegliedertem Querschnitt den Mauerfluchten vorgelegt werden — die fog. Pfeilervorlagen, oder welche die Standfähigkeit der Mauerecken erhöhen follen und die dann nach

Fig- 93-

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Fig. 94.

49.

Pfeilervorlagen ; Eckver-

Nifchenecken.

Fig- 95-

aufsen oder nach innen vorfpringen können — die äufseren und inneren Eckverftärkungen. Im Gegenfatz zu diefen Verftärkungen kommen auch Schwächungen der Mauerkörper durch Nifchen vor, deren Eckbildungen — die Nifchenecken

befondere Behandlung verlangen. Diefe Fälle können mit Hilfe der be-

kannten gewöhnlichen Regeln über die Bildung

29) Eine praktifche Vereinfachung des Verfahrens der zuläffigen Fugen durch Anwendung von Fugennetzpaaren gibt Jummerspach in : Deutfche Bauz. 1897, S. 574.

a\

Fig. 96.

Fig. 99.

pp

mm

Fig. 97.

Fig. 100.

Fig. 98.

m.

F’ig. 101.

Fig. 102.

Fig. 103.

fl

Fig. 104.

des lotrechten Mauer-abfchluffes, des Mauer-anfchluffes und der Mauerecke gelöft werden.

So zeigen ficłi z. B. in Fig. 94, 96 u. 99 in a der Mauerabfchlufs und in b der Maueranfchlufs zur Anwen-Erleichtert

düng gebracht, wird jedoch auch in diefen

oft einfachen Fällen die Ver-

der Dreiquartiere

legung

durch das oben empfohlene Zerlegen der Schichten in rechteckige Streifen, was natürlich in den zufammen-

zur

gefetzteren Fällen noch mehr Geltung gelangt. Dafs aber diefes Verfahren, wie

überhaupt jede Handhabung nicht blofs

von

Regeln,

5°-

Thür- und Fenfterpfeiler.

s*-

Freiftützen

ohne

Vorlagen.

Fig. 107.

Fig. 106.

Fig. 105.

...

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Fig. 108.

Fig. 109.

ii

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mm

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Fig. 113.

Fig. in.

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Fig. 112.

mechanifch, fondern mit Ueberlegung angewendet werden follte, zeigt das Beifpiel in Fig. ioo, im Vergleich zur Löfung derfelben Aufgabe in Fig. 99. Durch eine kleine Abweichung von der Regel, die in Fig. 99 ftreng durchgeführt ift, wurden eine ganz wefentliche Herabminderung des Verbrauches an Dreiquartieren und vermehrte Verwendung von ganzen Steinen erzielt.

In Fig. 94, 96, 99, 100 u. 103 find Beifpiele von Pfeilervorlagen, in Fig. 104 ein folches einer äufseren und in Fig. 97 u. 98 folche von inneren EckverfLärkungen gegeben. Fig. 95 zeigt eine Nifchenbildung.

Die Thür- und Fenfterpfeiler erhalten im reinen Backfteinbau nach dem Lichten der Oeffnung zu Vorlagen, ebenfalls von Backfteinen, welche den Anfchlag der Oeff-nungsverfchlüffe bilden follen. Die Breite des Anfchlages, fowie die Tiefe und Bildung der Laibung der Oeffnung wechfeln nach Bedürfnis, desgleichen die Länge der Pfeiler. Ver-fchiedene Verhältniffe find in den Beifpielen Fig. 101,    102,    105

bis 109 beriickfichtigt, die keiner befonderen Erläuterung bedürfen.

Nur zu Fig. 107 fei bemerkt, dafs darin die Länge des Pfeilers einer Zahl von halben Steinlängen zuzüglich einer Viertelfteinlänge entfpricht und fich daraus die einfache Umgeftaltung der Verbandanlage von Fig. 106 ergibt.

Ueber die Art und Weife, wie die leicht aus dem Verband lösbaren Quartierftiicke des Anfchlages durch Anwendung von Formfteinen zu vermeiden find, wird das Nötige in Teil III, Band 2, Heft 1 (Abt. III, Abfchn. 1, B) diefes »Handbuches« mitgeteilt werden.

Die Verbände für Freiftützen oder frei ftehende Pfeiler ergeben fich fofort, wenn man diefelben als kurze Mauerftücke auf- Fig- IIO‘ fafst, durch Aneinander-fchieben der betreffenden lotrechten Mauerendigungen. Da bei den Pfeilern die Belaftung der Flächeneinheit in der Regel gröfser ift, als bei Mauern, fo ift namentlich bei ihnen der Verband möglichft richtig und aus möglichft vielen grofsen Stücken herzuftellen, und daher befonders bei P'reiftützen der fchlechte Verband mit Ouartierftücken und Längsquartieren zu vermeiden oder auf Fälle zu befchränken, wo er nicht zu umgehen ift. Deswegen find auch hier keine derartige Beifpiele gegeben worden.

Wie die beigefügten, nur mit Hilfe von Dreiquartieren, bezw. Zweiquartieren konflruierten Beifpiele (Fig. xio bis 113) zeigen, ergibt fich bei Pfeilern mit quadratifchem Grundrifs der Verband der zweiten Schicht aus dem der erflen fofort durch Drehung um 90 Grad. Das Kreuzverbandmufter kann erft zur Anwendung gelangen, wenn eine Seite des Pfeilers mindeftens B Steine lang ift. In Fig. 113 ift der Kreuzverband an einer quadratifchen Freiftiitze von 3 Stein Seitenlange in feinen vier Schichten durchgeführt. Es ergibt fich hierbei auch eine Schicht aus der anderen durch Drehung um 90 Grad. Es ift dies durch die Bezifferung der Seiten verdeutlicht.

Freiftützen mit rechteckigem Kern und Vorlagen auf drei oder allen vier Seiten entfprechen dem rechtwinkeligen Anftofs oder der Durchkreuzung von zwei Mauern mit nahe gerückten lotrechten Endigungen und bieten daher für die Betrachtung nichts Neues. Ebenfo ift es mit Pfeilern von unregelmäfsigem Grundrifs, die nach den allgemein gültigen Regeln für beliebige Mauerkörper mit rechtwinkeligen Ecken zu behandeln find. Wir können uns daher hier auf Vorführung einiger oft vorkommender Beifpiele (Fig. 114 bis 120) von Freiftützen mit quadratifchem Kern und allfeitigen gleich grofsen Vorlagen, den fog. Kreuzpfeilern, befchränken.

Füg. 114.

52.

Freiftützen

mit

Vorlagen.

Fig. 115 -

Fig. 116.

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Fig. 117.

Æ.æ

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■ BH

Füg. 118.

Fig. 119.

Fig. 120.

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Es ergibt fich auch bei diefen wieder eine Schicht aus der anderen durch Drehung um 90 Grad. Fig. 118 bis 120 geben die dreifache Löfung eines Kreuzpfeilers mit Vorlagen von 2 Stein Länge und ¹ji Stein Vorfprung.

5) Mauerkörper mit rechtwinkeligen Hohlräumen.

In den Mauerkörpern find vielfach lotrecht auffteigende Höhlungen anzubringen, und zwar einesteils zur Herftellung von Rauch-, Zuluft- und Abluftkanälen, fowie zur Unterbringung von Waffer-, Heiz- und anderen Rohren, anderenteils aber, um in den Mauern ifolierende Luftfchichten zur Warm- und Trockenhaltung der Gebäude und zur Verhinderung der Fortpflanzung des Schalles zu befchaffen, bezw. um Mauermaterial zu fparen. — Für die angegebenen Zwecke können die auffteigenden Kanäle einzeln oder auch in Gruppen in Mauern oder Pfeilern angeordnet werden. Sie können rechtwinkeligen, vieleckigen oder runden Querfchnitt haben. Wir be-fchäftigen uns hier zunächft nur mit den rechteckigen, während bezüglich der anderen Querfchnittsformen auf das bei den vieleckigen und runden Mauerkörpern mit Hohlräumen Folgende, fowie auf das in Teil III, Band 4 diefes »Handbuches« (Abt. IV, Abfchn. 4, B, Kap. 4, unter c) Vorzuführende, verwiefen werden kann.

Handbuch der Architektur. III. x. (3. Aufl.)

53-

Hohles . Mauerwerk.

Die Querfchnitte rechtwinkeliger, lotrecht auffteigender Kanäle find zwar vom Zwecke abhängig und werden häufig durch Berechnung beftimmt; immerhin Tollten in Mauern, diefelbeii aber zur Erleichterung der Konftruktion To bemeffen werden, dafs die

Fig. 122.

54-

Lotrechte

Kanäle

Fig. 121.

Fig. 123.

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Fig. 124.

Fig. 125.

Fig. 126.

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111

Mafse zu den Ziegelformaten in einer gewiffen Beziehung flehen. Es ergeben fich daher gewiffe, oft wiederkehrende Ouerfchnittsformen, die fich von ¹j-i Stein zu xli Stein abftufen. So z. B. ^2 Stein x -¹/² Stein, V2 Stein x 1 Stein, ³/-i Stein x ³/4 Stein, 1 Stein X 1 Stein etc. Die angeführten Mafse find auch die für die engen, fog. ruffifchen Schorn-fteine üblichen, namentlich ³/4 Stein x ³/l Stein, während für die weiten befteigbaren Schornfteine die Abmeffungen 1³/i Stein X 1³/r Stein und 2 Stein X 2 Stein (deutfches Normal-Ziegelformat vorausgefetzt; wegen der Be-fleigbarkeit ift man an gewiffe beftimmte Mafse gebunden) gebräuchlich find. Die Wandungen, fowie die Scheidewände (Zungen) mehrerer nebeneinander liegender Kanäle werden in der Regel ^2 Stein fiark gemacht. Diefe Kanäle miiffen nicht nur im allgemeinen ununter-

Fig. 127.

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Fig. 128.

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Fig. 129.

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brochen lotrecht auffteigen (wenn man nicht aus irgend welchen Gründen fie in der Richtung der Mauer zu ziehen genötigt wird); fie miiffen auch mit dem anftofsenden Mauerwerk in regelrechtem Verband angelegt werden. Diefen regelrechten Verband erlangt man am beften, wenn man ftreng nach den fur beliebige Mauerkörper angegebenen Regeln verfährt und zur Erleichterung des Verfahrens die Schichten durch den Seiten parallele Linien aus allen Ecken und Winkeln in Streifen zerlegt, deren Enden mit in der Richtung der Streifen liegenden Dreiquartieren in der dem Sonderfall entfprechenden Zahl befetzt werden. In den aufeinander folgenden Schichten mufs natürlich die Richtung der Parallelen wechfeln; auch ift auf richtigen Stofsfugenwechfel bei Herftellung der ¹/2 Stein ftarken Kanalwände zu achten. Im übrigen wird auf das früher Gefagte verwiefen. Bei den Kanälen, deren Mafse nur in Viertelfteinlängen ausdrückbar find, ift die Anwendung von Quartier-ftücken nicht zu umgehen. Beifpiele für Kanäle, einzeln oder zu zw’eien nebeneinander in der Mauerftärke untergebracht oder Vorfprlinge vor derfelben bildend, liefern Fig. 121 bis 127. Die Verbandweife bei mehr als zwei nebeneinander liegenden Kanälen ift fehr leicht aus der für zwei dergleichen gegebenen zu ermitteln. Beifpiele für Verbände mit Anwendung von Längsquartieren und für quadratifche

Fig. 134-

Fig. 131.

Fig. 132.

Fig. 133-

Fig. 130.

Fig. 135-

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Fig. 136.

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Fig. 137.

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Fig. 138.

Fig. 139-

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Fig. 140.

Fig. 141.

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Fig. 142.

Fig. 143-

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Kanäle von 1 Stein Weite finden fich in Teil III, Band 4 diefes »Handbuches« (S. 149 ¹).

Fig. 128 u. 129 bieten Beifpiele für die Anordnung von Kanälen in Mauerkreuzungen. Sie find hierbei oft, wie Fig. 129 zeigt, bei

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Lotrechte Kanäle in Pfeilern

Fig. 144.

56-

Hohlmauern.

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Sch. II.

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Sch. II.

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gefchickter Anordnung der Mauern, fo anzubringen, dafs fie keine Vorfprünge in den Räumen bilden.

Mit Mauern nicht in Verbindung gebrachte Kanäle, einzeln oder in Gruppen nebeneinander, bilden Hohlpfeiler, wie fie namentlich für Schornfteine von den Dachbalkenlagen an oder für ganz frei von unten an auffteigende gröfsere Schornfteine notwendig werden. Die Wandungen und Zungen der frei auffteigenden Schornfteine werden bei den kleineren Querfchnitten x/2 Stein, bei den gröfseren Querfchnittsflächen und Höhen 1 Stein und darüber ftark gemacht. Bei den ^ Stein ftarken Wandungen wird der früher befprochene Läufer- oder Schornfteinverband angewendet. Beifpiele für verfchiedene Abmeffungen der Kanäle, einzeln und zu mehreren nebeneinander, bieten Fig. 130 bis 133, 135 bis 138, 142 u. 143.

Fig. 134 u. 139 geben Beifpiele von gröfseren Querfchnittsflächen und 1 Stein ftarken Wandungen. In Fig. 139 ift der Hohlraum quadratifch von 2 Stein Seitenlange, in Fig. 134 rechteckig von 2 ³/p X 3 ³/p Stein Seitenlange. Die Eckanlagen mit Dreiquartieren find für beide Fälle verfchieden. Die Anordnung der Eckfugen für ähnliche Falle ift aus den fchematifchen Figuren 140 u. 141 erfich tlich. Fig. 141 gibt die Anordnung, wenn die Seitenlangen durch Steinbreiten ohne Reft mefsbar find, Fig. 140 dagegen diejenige, wenn die Seiten fich nur durch Viertelfteinlängen ausdrücken laffen.

Wie fchon angeführt, werden Mauern mit Hohlräumen, die fog. Hohlmauern, hergeftellt, um in ihnen ifolierende Luftfchich-ten zu erhalten oder fie in ihrer Material-maffe zu verringern.

Der erftere Grund wird namentlich bei Umfaffungsmauern häufig als vorliegend erachtet, der zweite befonders bei Scheidemauern aus konftruk-

tiven oder wirtfchaft-lichen Rückfichten. In beiden Fällen kann es nicht, wie bei den Kanälen, darauf ankommen, dafs die Hohlräume ununterbrochen lotrecht durchlaufen ; im Gegenteile, es werden bei der grofsen Längenerftreckung derfelben (fie find fo lang wie die Mauern zu machen) Unterbrechungen durch Steine notwendig, welche die beiden Frontfeiten zufammenbinden, um ihnen den durch die Hohlräume genommenen Teil ihrer Standfähigkeit wieder zu erfetzen. Bei den Umfaffungsmauern mit ifolierenden Luft-fchichten hält man in der Regel die äufsere Hälfte mindeftens 1 Stein ftark, weil

Fig. 146.

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Sc A //.

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Fig. 147.

man die Stärke von ]/2 Stein gegen das Durchfchlagen der Feuchtigkeit für nicht genügend erachtet. Der innere Teil ergibt fich dann bei Mauern von nur 1 x/2 Stein Stärke ¹j-2 Stein dick, was für diefen Teil, wenn er Balken zu tragen hat, zu wenig ift. Diefer Gegenftand wird ausführlich im nächftfolgenden Hefte (Abt. III, Ab-fchnitt 1, A, Kap. 2) diefes »Handbuches« befprochen werden. Der Luftfchicht gibt man ¹j± Stein oder ^2 Stein Breite.

Fig. 148.

Fig. 149.

Fig. 144 zeigt die zur Einrichtung des Kreuzverbandes an den Aufsenfeiten notwendigen vier Schichten der mit Luftfchicht l³/-i Stein ftarken Mauern einer Gebäudeecke, Fig. 145 die zwei Schichten für die im Blockverband herzuftellende Ecke zweier mit Luftfchicht 2¹/* Stein ftarken Mauern. Die Durchbinder oder Ankerfteine, welche die beiden Fronten der Mauern zufammenhalten, find in Abhanden von ca. 2 Steinlängen anzuordnen.

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Fig 150.

Fig. 151.

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Bei den 2 x/4 Stein ftarken Mauern läfst fich der Hohlraum auch in die Mitte legen und dann mit Vorteil der Binderverband verwenden (Fig. 146). Es hat diefe Anordnung noch den Vorzug, dafs für die Stock-werksgebälke in dem 1 Stein ftarken inneren Teile eine fichere Untermauerung ge-fchaffen wird.

Bei denjenigen Hohlmauern, die nicht Schutz gegen von einer Seite zur Wirkung gelangende Feuchtigkeit bieten füllen, wie dies in der Regel

1 mm

bei Scheidemauern der Fall ift, und die nicht als Trag- oder Stützwände zu dienen haben, können die beiden Fronten unbedenklich ^2 Stein ftark gehalten werden. Es ergibt fich dann bei regelmäfsiger Anordnung von Binderfteinen ein Verband, den man als Käftelverband bezeichnet. Unter Umftänden können dabei auch hochkantig geftellte Steine zur Verwendung gelangen. Es gewährt dies die Möglichkeit der Herftellung von 1 Stein ftarken Mauern als Hohlmauern (Fig. 147). Beifpiele von l¹^ Stein ftarkem Käftelmauerwerk geben Fig. 148 u. 149, von folchem 2 Stein ftark dagegen Fig. 150 u. 151. Es geht aus diefen Beifpielen hervor, dafs fich das Käftelmauerwerk auf verfchiedene Weife herftellen läfst³¹).

6) Mauerkörper mit fchiefen Ecken und Winkeln.

Da die Geftalt der gewöhnlichen Backfteine ohne weiteres die Bildung von fchiefwinkeligen Mauerkörpern nicht zuläfst, fo müffen diefelben zu diefem Zwecke entfprechend zugehauen werden, oder man mufs fich befonderer Formfteine bedienen. Wie fchon bei Gelegenheit der Befprechung des fchiefwinkeligen Zufammenftofses von Mauern ausgeführt wurde, verlieren die Mauerfteine beim Verhauen an gutem Ausfehen, an Fettigkeit und an Witterungsbeftändigkeit. Es wird daher das Verhauen der Steine nur dann zuläffig erfcheinen, wenn der Bedarf an zugehauenen Steinen ein geringfügiger ift oder wenn die Mauerflächen geputzt werden. Aber auch in letzterem Falle wird man die Anwendung von fehr kleinen Stückchen, fowie den fpitzwinkeligen Auslauf der Fugen in den Aufsenflächen zu vermeiden fuchen müffen.

In allen Fällen, wo fchiefe Winkel an einem Bauwerke in gleicher Gröfse oft wiederkehren, namentlich bei Backfteinrohbauten, wird fich die Verwendung von Formfteinen für die Ecken empfehlen. Aufser der Beachtung der allgemein gültigen Verbandregeln werden hierbei für die Bildung diefer Formfteine gewiffe Grundfätze feftzuhalten fein, welche etwa die folgenden find: die Formfteine füllen die Gröfse der gewöhnlichen Backfteine nicht wefentlich überfteigen (die Dicke ift immer genau beizubehalten); der Verband ift mit möglichft wenigen Sorten von Formfteinen her-zuftellen; die Stofsfugen follen fenkrecht zu den Aufsenflächen der Mauerkörper laufen.

Ein fehr häufig vorkommender Fall, bei dem man fleh aber in der Regel der gewöhnlichen Backfteine be-laibungen dienen wird, ift die Anordnung von abgefchrägten Laibungen der Thür- und Fenfterpfeiler.

Das gewöhnliche Verfahren hierbei ift das in Fig. 15 2 dargeftellte, wonach man fich zunächft den Verband für rechtwinkelige Laibungen auf-fucht und durch diegewünfehte Schräge der Laibung die von den Mauerenden abzuhauenden Steinftiicke beftimmt. Ein anderes Verfahren gibt Fig. 153 ; es find dabei fo gut, als es

57-

Grundfätze.

58.

Thür-

und Fenfter-

Fig. 152.

Fig. X53-

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Fig. 154-

lU

³¹) Ueber die Herftellung von Hohlmauern mit Hilfe von Hohlfteinen wird im nächftfolgenden Hefte (Abt. III, Ab-fchnitt 1, B, Kap. 2) diefes »Handbuches« die Rede fein.

ging, die Regeln für ftumpfwinkelige Mauerecken befolgt, die Stofsfugen teilweife fenk-recht zu den äufseren Mauerfluchten, die fpitzen Winkel der Steine möglichft in das Innere des Mauerkörpers verlegt worden. Trotzdem ift zuzugeben, dafs durch diefes Verfahren ohne Verwendung von Formfteinen keine grofsen Vorteile zu erzielen find.

Seltener ift der Fall, dafs Mauerfluchten unter fchiefen Winkeln einfehneidende Pfeilervorlagen einzubinden find. Das Einbinden erfolgt dann etwa in der in Fig. 154 mitgeteilten Weife.

Häufiger find vieleckige Freiftützen herzuftellen, und unter diefen am häufigften regelmäfsig achteckige. Fig. 155 gibt eine Schicht einer folchen von 2x/z Stein Stärke für Herftellung aus gewöhnlichen Backfteinen. Durch fortgefetzte Drehung diefer Schicht um 45 Grad kann ein vierfacher Hl \ Wechfel der Fugenrichtung in vier aufeinander folgenden Schichten

- erzeugt werden. Es entfpricht demnach diefe Verbandanordnung allen

j Anforderungen an Fugenverwechfelung und Ueberdeckung der Steine "/ in den aufeinander folgenden Schichten, während fie andererfeits in dem ftark fpitzwinkeligen Auslauf der ftark verhauenen vier Eckfteine einen bedeutenden Mangel aufweift. Diefer fonft bequem einzurichtende Verband wird daher nur dann anzuwenden fein, w^enn es fleh um Herftellung weniger und

zu putzender Pfeiler handelt. Für andere Fälle ift die Verwendung Sch. III. von Formfteinen entfehieden anzuraten. Derartige Beifpiele bieten Fig. 156 u. 157.

Fig. 156 zeigt die Verwendung von nur einer Sorte Formlteinen in allen Schichten , während alle übrigen Steine gewöhnliche Mauerfleine, bezw. Dreiquartiere find. In Fig. 157 find drei verfchiedene Sorten Formfteine benutzt worden und dabei ein Fugen wechfel erzielt, der dem des Kreuz ver-bandes entfpricht. Die Einrichtung des Verbandes ift dabei eine fehr leichte.

In P'ig. 158 ift eine Freiftütze von 4V2 Stein Stärke dargeftellt. Die zweite Schicht ift durch Drehung der erften um 45 Grad erzielt. Der Grundgedanke der

Verbandbildung bei diefem Beifpiel ift auch für noch ftärkere Pfeiler anwendbar. Es wird nur eine Sorte Formfteine für die Ecken notwendig.

Reicher gegliederte Freiftützen mit Vorlagen an den Vieleckfeiten oder mit Dienften befetzte Pfeiler, wie fie als Stützen von Gewölben oft notwendig werden, deren auf eine Andeutung zu befchränkende Behandlung fleh am beften hier anfchliefst, find immer nur mit Formfteinen und als Rohbau auszuführen. Fig. 159 und 161 mögen als Beifpiele genügen³²).

Dreieckige

Pfeiler

vorlagen.

60.

Vieleckige

Freiftützen.

Fig- 155-

Fig. 156.

Fig- 157-

Sch.I.

Sch II

>ch. IIS

Fig. 158.

VJS

32) Zahlreiche Beifpiele finden fich in dem fchon in Fufsnote 25 (S. 30) angeführten Werke von Fleifchinger & Becker, dem auch Fig. 159 u. 161 nachgebildet find.

61.

Gegliederte

Freiftützen.

62.

Vieleckige

Hohlpfeiler.

63-

Gekrümmte

Mauern.

■r

jgl

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Auch unter den vieleckigen Hohlpfeilern, welche fo oft als Fabrikfchornfteine Verwendung finden, find die von regelmäfsig achteckigem Grundrifs die häufigften. Es werden bei diefen, wie bei allen anderen, zunächft die Regeln angewendet werden müffen, welche früher für die Bildung der ftumpfwinkeligen Ecken mitgeteilt

Fig. i6r.

Fig. 162.

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wurden, wenn gleich hier die zufammenftofsenden Mauern nur fehr kurz find. Es ergeben fich dann die in Fig. 160 u. 162 vorgeführten Verbände eines Schornfteines, deffen innere Achteckfeite 1 Stein lang ift (der Durchmeffer des eingefchriebenen Kreifes ift dann gleich 2,414 Steinlängen) und deffen Wandftärken 1 Stein oder lJ/2 Stein betragen. Die zweiten Schichten find fofort durch Drehung der erften um 45 Grad zu erlangen.

7) Runde Mauerkörper.

Für die Herftellung von runden Mauerkörpern empfiehlt fich faft mehr noch, als für vieleckige die Verwendung von Formfteinen, welche an den in den Mauerfluchten oder konzentrifch zu diefen liegenden Seiten die entfprechende Krümmung und fenkrecht zur Krümmung gerichtete Stofsfugen, alfo die Form von Ringftücken befitzen müffen. Würde man zur Herftellung runder Mauerkörper die gewöhnlichen rechteckigen Mauerfteine verwenden, fo erhielte man in jeder Schicht anftatt der gebogenen Flucht eine vieleckige. Die Läuferfchichten würden von der Bogenform noch mehr abweichen, als die Binderfchichten, weil fie nur die halbe Seitenzahl erhielten als die letzteren. Bei grofsen Krümmungshalbmeffern würden allerdings die Abweichungen von der cylindrifchen Mauerflucht fo gering ausfallen, dafs fie nicht ftören könnten.

Fig. 163.

Diefe Abweichung könnte noch vermindert werden, wenn man anftatt eines Verbandes mit wechfeln-den Läufer- und Binderfchichten nur den Binderverband wählte. In Fig. 163 ift diefer Verband für eine 1 Stein ftarke Mauer, in Fig. 164 jener für eine lx/2 Stein ftarke Mauer gegeben. Im letzteren Falle kamen abwechfelnd aufsen und innen Zweiquartiere zur Verwendung.

Aber auch bei diefer Verbandweife ergeben fich notwendig von innen nach aufsen zu fich verbreiternde Stofsfugen (Fig. 165). Die Keilform der Stofsfugen wird fich mit abnehmendem Krümmungshalbmeffer verftärken. Es wäre nun zu unterfuchen, bis zu welchem geringften Halbmeffer herab man bei gegebener Steingröfse gekrümmte Mauern ausführen könnte, ohne dafs die Keilform der Stofsfugen unzuläffig grofs würde, oder welcher geringfte Halbmeffer fich ergibt, wenn man ein Höchftmafs für die Verbreiterung der Fuge von vornherein feftftellt.

Wir wollen den letzteren Weg einfchlagen und annehmen, dafs die Stofsfugen an der äufseren Mauerflucht das Mafs von 15mm nicht überfteigen, an der inneren Flucht aber nicht unter 7,5 mm herabgehen dürfen. Unter Fefthaltung des Binderverbandes erhalten wir dann, wie Fig. 166 nachweift, bei der 1 Stein Harken Mauer die Proportion

2_.

Fig. 164.

Fig. 165.

daraus r —

135 : 127,5 = (250 + r) : r 127,5 • 250

7,5

= 4,25 m ,

Fig. 166.

Fig. 167.

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120

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120

"380

mm

wobei r den lichten Halbmeffer des gekrümmten Mauerwerkes bezeichnet. Nach Fig. 167 erhalten wir für die \ljz Stein Harke Mauer

und r =

135 : 127,5 = (380 + r) : r 127,5 . 380

7,5

Es würden alfo unter den gemachten Vorausfetzungen 1 Stein ftarke Mauern mindeftens einen Halbmeffer von 4,2 5 m= 17 Steinlängen und 1 x/2 Stein ftarke Mauern einen geringften Halbmeffer von ca. 6,5 m = 26 Steinlängen erfordern. Auch für noch ftärkere Mauern ergibt fich als ungefähres Verhältnis zwifchen Mauer-ftärke und Halbmeffer 1 : 17. Für kleinere Halbmeffer oder vielmehr bei gekrümmten Mauern, deren Stärke grölser als ¹jn des lichten Halbmeffers ift, wird fich unbedingt das Verhauen der Steine oder noch mehr die Anwendung der befchriebenen Form-fteine empfehlen. Mit den letzteren laffen fich dann die gekrümmten Mauern ganz in denfelben Verbänden wie die geraden ausführen.

64.

Runde

Freiftützen.

Fig. 168.

Fig. 170.

Fig. 169.

Fig. 171.

Fig. 172.

/.

2.

Auch

5.

4.

mm

Die Herftellung von Rundpfeilern aus gewöhnlichen Backfteinen liefert fehr fchlechte Ergebniffe, wie das Beifpiel in Fig. 168 zeigt, bei welchem allerdings ein Wechfel von vier Schichten ganz verbandgerecht durch fortgefetzte Drehung um 45 Grad erzielt werden kann. Wenn nun auch die Verwechfelung der Fugen eine regelrechte ift, fo entfpricht doch der Verband anderen, nicht minder wichtigen Forderungen nur in geringem Grade.

Es find in jeder Schicht nur zwei nach dem Mittelpunkte laufende Stofsfugen vorhanden; alle anderen treffen unter zum Teile fpitzem Winkel den Umkreis. Nur ein Stein (der in der Mitte) braucht nicht verhauen zu werden, bei allen übrigen ift dies notwendig; dabei kommen alle behauenen Flächen in den Umfang zu liegen und eben dahin noch eine Anzahl fehr kleiner Stücke.

Infolgedeffen wird fich, abgefehen von fonftigen Nachteilen, trotz des gröfsten Aufwandes von Mühe und Sorgfalt seitens des Maurers, immer nur ein fehr unvollkommen geftalteter Säulencylinder ergeben. Es wird in folchen Fällen die Verwendung von Formfteinen auch hinfichtlich der Koften fich lohnen, namentlich wenn man folche nur am Umfang verwendet, den Kern aber aus gewöhnlichen Backfteinen herftellt, wie dies Fig. 172 zeigt. In Fig. 169 ift der Formfteinverband für einen 2 bis 2 lf-2 Stein ftarken Rundpfeiler in feinen zwei Schichten dargeftellt, wobei man mit zwei Sorten von Form-fteinen auskommt, diefer Verband ift mangelhaft, da die ein Sechseck bildenden Zwifchenfugen in den aufeinander folgenden Schichten fich nur wenig überdecken und infolgedeffen innerhalb des Pfeilers ein nur wenig unter fich verbundener Mantel und Kern fich bilden werden. Beffere Ergebniffe erzielt man bei Anwendung von vier Formfteinforten (Fig. 170). In Fig. 171 u. 172 find Verbände für 5 Stein ftarke Rundpfeiler dargeftellt. Zur Herftellung von Pfeilern nach Art von Fig. 171 find fechs Sorten von Formfteinen erforderlich.

Als Beifpiel ift noch der aus Formfteinen hergeftellte Verband der kannelierten Mittelfchifffäulen der Bafilika zu Pompeji hinzugefügt worden (Fig. 173).

Von diefen Säulen flehen jetzt Stümpfe von 1 bis 2m Höhe aufrecht. Die Formfteine find zwar bei allen nach derfelben Weife gebildet; fie find aber nicht überall in den Mafsen gleich. So haben die im Durchmeffer wechfelnden kreisrunden Mittelftticke 52 cm und 48 cm, bezw. 36 cm und 25 cm Durchmeffer; dementfprechend find auch die radialen Stücke verfchieden. Die Lagerfugen find dünn, nämlich 3 bis 5 dick. Die Stofsfugen find fehr verfchieden gemauert. Sie find bei vielen Säulen bis zu 40mm dick zwifchen den radialen Formfteinen; bei anderen find fie wieder dünn gehalten. Ob dies ebenfo, wie die verfchiedene Gröfse der Steine mit der Herftellung der Säulenverjüngung zufammenhängt, wird fich nur durch genauere Unterfuchung feftftellen laffen, namentlich der Frage, ob und welche der Säulenftümpfe nach der Aufgrabung etwa neu aufgemauert worden find. Die Kanneluren fcheinen durch Zuhauen hergeftellt worden zu fein. Dafs die Säulen geputzt waren, braucht wohl kaum befonders hervorgehoben zu werden.

Fig. 173-

~-Ł-27_?

Fig. 174.

Fig. 175.

SL^J-

Verfchiedene antike Säulenverbände von Backfleinen aus Pompeji und Rom find in Teil II, Band 2 diefes »Handbuches« zu finden.

Fabrikfchornfteine erhalten fehl* häufig die Geftalt von Hohlpfeilern mit kreisrundem Grundrifs. Da bei folchen die Ausführung eines Putzes, fowohl innen als aufsen, unzweckmäfsig ift, fo müffen diefelben unter allen Umftänden an den äufseren und inneren Flächen aus Formfteinen hergeftellt werden (Fig. 175). Bei gröfseren Mauerftärken können dabei im Inneren des Mauerwerkes wohl auch teil weife gewöhnliche Backfteine Verwendung finden, wofür Fig. 174 ein Beifpiel gibt.

Es mag hier noch angeführt werden, dafs man in neuerer Zeit zur Herftellung von Fabrikfchornfteinen, fowohl runden als vieleckigen, die Verwendung von Hohl-fteinen befonders empfiehlt.

65.

Runde

Hohlpfeiler.

8) Bogenverband.

Die Steinkonftruktionen zur Ueberdeckung von Räumen und Oeffnungen müffen wie alle Mauerwerke nach den allgemeinen Gefetzen hergeftellt werden, wie fie im 1. Kapitel vorgeführt wurden. Es find danach die für diefe Zwecke zur Anwendung gelangenden Gewölbe aus Schichten herzuftellen, deren Lagerflächen im allgemeinen fenkrecht zur Richtung des Hauptdruckes liegen. Es führen dementfprechend bei den Gewölben die fo gelegenen P'ugenflächen den Namen Lagerflächen und die Durchdringungen derfelben mit den Anfichtsflächen der Gewölbe die Bezeichnung Lagerfugen (Wölbfugen); alle übrigen Fugenflächen und Fugen nennt man Stofsflächen, bezw. Stofsfugen. Die Richtung des Fugendruckes ift in den Gewölben eine wechfelnde; fie folgt einer gekrümmten Drucklinie. Die Schichten eines Gewölbes können demnach nicht von parallelen Lagerflächen begrenzt fein; fondern es müffen die letzteren fich gegeneinander neigen. Gewöhnlich ift die Drucklinie nicht konzentrifch zur Wölblinie oder Bogenlinie des Gewölbes. Da man aber um des Ausfehens willen und um fpitzwinkelige Aufsenkanten der Wölbfteine zu vermeiden, die Lagerfugen fenkrecht zur inneren Wölblinie annimmt, bei Kreisbogen alfo nach dem Mittelpunkt gerichtet, fo ergibt fich daraus für die Lagerflächen faft immer eine von der theoretifch richtigen abweichende Lage.

Diefe Abweichung darf nach den Auseinanderfetzungen des 1. Kapitels ein gewiffes Mafs nicht überfchreiten, wenn ein Gleiten der Wölbfteine aufeinander ausgefchloffen fein foll. Hierauf ift bei der Konftruktion der Gewölbe unter Umftänden die gebührende Rückficht zu nehmen. Dem Gleiten der Wölbfteine aufeinander

66.

Fugenflächen

und

Fugenlinien.

67.

Verband.

68.

Form der Steine.

Fig. 176.

Fig. 177.

Fig. 178.

Fig. 179.

la

mmmm

iii

Fig. 180.

Il—

wirkt der zwifchen die Fugenflächen gebrachte Mörtel entgegen. Da nun die Wölb-fteine zum gröfsten Teile im Bau eine folche Lage haben, dafs fie dem Gefetze der Schwere folgen müffen, wenn fie nicht bei genügendem Widerftande der Widerlager durch die Spannung im Gewölbe daran verhindert werden, fo folgt daraus, dafs Mittel, welche die Reibung in den Fugenflächen vergröfsern, für die Wölbungen willkommen fein müffen, alfo auch das Einbringen des Mörtels in die Fugen. Ins-befondere gilt dies für die Gewölbe aus Backfteinen und Bruchfteinen, während bei den Haufteingewölben aus Gründen, die hier nicht zu erörtern find, die Verhält-niffe etwas anders liegen. Sehen wir alfo, dafs für die Gewölbe aus Backfteinen der Mörtel eine bedeutfame Rolle fpielt, fo ift klar, dafs man die zur Anwendung kommenden Steinverbände nicht ohne Rtickficht auf die Wirkfamkeit des Fugenmörtels, die bei den verfchiedenen Verbänden in verfchiedener Weife fich äufsert, befprechen kann, dafs alfo deren Erörterung hier noch nicht am Platze, fondera zweckmäfsigerweife nach Teil III, Band 2, Heft 2 (Abt. III, Abfchn. 2, A) diefes »Handbuches« zu verfchieben ift. Nichtsdeftoweniger ift es möglich, hier wenigftens die gebräuchlichen Verbandanordnungen vorzuführen, welche bei der Konftruktion der Mauer- und Gurtbogen zur Anwendung gelangen, weil fie ganz und gar den Pfeilerverbänden entfprechen, wenn man fich die lotrechte Achfen-linie des Pfeilers durch die gekrümmte des Bogens er-fetzt denkt. Es können dann die für Freiftützen früher gegebenen Verbandanordnungen als unmittelbar auch für Bogen gültig angenommen werden. Es brauchen diefe Beifpiele hier nur durch folche, die auf die Bildung eines Anfchlages Bezug haben, vermehrt zu werden, da bei den zur Ueber-deckung von Fenfter- und Thüröffnungen angewendeten Mauerbogen Anfchläge aus denfelben Gründen, wie bei den Thür- und Fenfterpfeilern erforderlich werden. Den für letztere in Fig. 101,

102, 105 bis 109 mitgeteilten Beifpielen fchliefsen fich die unter Fig. 176 bis 180 für Bogen paffend an.

Erhalten die Bogen eine bedeutende Tiefe, werden fie zu Tonnengewölben, fo erhalten die Schichten die Verbandanlagen von Mauern mit lotrechten Abfchlüffen an beiden Enden, wie ja auch die Pfeiler in ihrem Verband nichts anderes zeigen, als die nahe zufammengerückten Endigungen von Mauern.

Am beften werden die Bogen aus keilförmig geftalteten Steinen ausgeführt. Kann man folche für den gegebenen Halbmeffer des Bogens nicht geformt aus der Ziegelei beziehen, fo mufs man fie keilförmig zuhauen. Befonders wichtig wird dies für die Halbkreisbogen, weil bei diefen die Dicke des Bogens im Verhältnis zum Halbmeffer ziemlich grofs ift, die Schichten alfo ftark keilförmig ausfallen. Die Keilform der Steine darf aber gewiffe Grenzen nicht überfchreiten. Beim Brennen würde eine fehr ungleichmäfsige Dicke der Steine ein Verziehen zur Folge haben; ebenfo

würde aber ein zu ftarkes Verhauen die Wölbfteine zu fehr fchwächen. Man kann wohl annehmen, dafs die Schwächung der Steine ¹js der Dicke, alfo beim Normalformat ca. 22 mm nicht überfteigen follte. Nimmt man einen folchen noch zuläffigen Unterfchied in der Dicke der Steine an der inneren und äufseren Wölbfläche des

Bogens an, fo wird fich daraus berechnen laffen, welche Stärke ein Bogen, der im Verband eingewölbt werden foll, bei gegebenem Halbmeffer nicht überfteigen darf, oder bis zu welchem kleinften Halbmeffer herab ein Bogen von gegebener Stärke im Verband hergeflellt werden kann. Unter diefer Annahme berechnet fleh der Halbmeffer eines Bogens

von l'j2 Stein Stärke zu 251mm,

CO IO

»    1    »    »    »    52    » ,

»    l¹/2    »    »    »    79    »,

alfo im allgemeinen annähernd der Halbmeffer als Zweifaches der Bogenftärke³³).

und die Fugendicke an der Bogenlaibung zu 7,5 mm an, fo

mm

Bei flachen Bogen konvergieren die Schichten nicht ftark, fo dafs es möglich wird, diefelben aus den parallelepipedifchen gewöhnlichen Backfteinen herzuftellen und nur die Lagerfugen keilartig zu geftalten, ähnlich wie dies für rundes Mauerwerk erörtert wurde. Nimmt man, wie damals die zuläffige Dicke der Fugen am Bogenrücken zu 15

berechnet fleh der lichte Halbmeffer des Bogens

bei 1 Stein Bogenftärke zu 2,4iem,

» 1 ¹/s » » 2 »

» 3,671 »,

» 4,9 3 0 »,

alfo ungefähr der kleinfte Halbmeffer, mit dem ein Bogen aus gewöhnlichen Backfteinen, ohne dafs die Fugen zu keilartig ausfallen, im Verband gewölbt werden kann, zur io-fachen Bogenftärke.

Sind die Bogen im Verhältnis zum Halbmeffer fo ftark zu machen, dafs die Steine oder die Fugen in unzuläffiger Weife keilförmig gemacht werden miifsten, fo mufs man es aufgeben, im Verband zu wölben. Man mufs dann von einem der erften Grundfätze für alle Steinverbände abfehen, nämlich dem, dafs in aufeinander folgenden Schichten nie Stofsfugen aufeinander treffen follen. Die Ausführung erfolgt dann entweder fo, dafs man mehrere im Verbände gewölbte Ringe übereinander anordnet, oder fo, dafs man den Bogen aus einer Anzahl von konzentrifchen, ¹/-2 Stein ftarken Schalen oder Ringen (englifcher Verband, Schalen- oder Rouladenbogen) zufammenfetzt. Bisweilen werden die Schalen an paffenden Stellen durch Binder verbunden oder in Abteilungen zerlegt. Das Nähere über diefe Kon-ftruktionen folgt fpäter.

b) Quaderverbände.

6g.

Natürliche

Quader.

Regelmäfsig bearbeitete natürliche Steine von anfehnlicher Gröfse nennt man Quader, Haufteine, Werkfteine, Werkftücke oder Schnittfteine. Quader werden aber und künftiiche auch gröfsere, aus Mörtelmaterialien durch Giefsen oder Stampfen in Formen erzeugte künftiiche Steine genannt (Betonquader). Zwifchen natürlichen und künftlichen Quadern ift indes in Beziehung auf die Verbandanordnung weiter kein Unterfchied zu machen als der, der fleh daraus ergibt, dafs es für die künftlichen Quader bequemer ift, diefelben in genau regelmäfsiger Form herzuftellen, während bei den

natürlichen Quadern häufig gewiffe Abweichungen von der regelmäfsigen Form zu-läffig erfcheinen.

70.

Abmeffungen

der

Quader.

Würde man die Abmefifungen der Quader nach den fur die Backfteine gültigen Verhältniffen beftimmen, fo würde über die Quaderverbände weiter gar nichts Behänderes zu Tagen fein. Die Quader haben aber in der Regel kein vorher genau beftimmtes Mafs; fondern fie werden fur jeden Bau besonders beftellt und hergerichtet, fo dafs man in der Lage ift, innerhalb gewiffer Grenzen die Mafse nach den herzuftellenden Mauerdicken feftzufetzen ³⁴). Die Abmefifungen für jeden einzelnen Quader werden in den für jede Schicht zu zeichnenden und mit genau ein-zufchreibenden. Mafsen verfehenen Schichtenplänen ermittelt und bei der Beftellung angegeben. Die Lieferung mufs dann unter Hinzufügung des fog. Arbeitszolles (2,5 bis 3,o cm) erfolgen. Immerhin ift man aber bei der Feftfetzung der Mafse von der Art des natürlichen Gefteines und von der Stärke der Bänke oder Schichten desfelben in den Steinbrüchen abhängig. Hierüber, fowie über die Proportionierung der Quader ift fchon im i. Kapitel das Notwendige gefagt worden. Es mag dem hier noch hinzugefügt werden, dafs die Höhe eines Quaders, auch wenn daran feft-gehalten wird, dafs die natürliche Schichtung fenkrecht zur Druckrichtung zu legen ift, doch niemals die Dicke der Bank des Steinbruches überfteigen darf, damit die Quader keine natürlichen Lagerfugen erhalten. Ebenfo foll aber die Höhe der Quader nicht viel kleiner als die Bankdicke genommen werden, ausgenommen natürlich den Fall fehr grofser Mächtigkeit der Bänke, wie fie häufig bei den Sand-fteinen vorkommt. Bei reicheren Quaderbauten wird man innerhalb der eben angedeuteten, fur das zur Verfügung ftehende Material zu ermittelnden Grenzen die Mafse der architektonifchen Ausbildung entfprechend feftfetzen. Bei billiger herzuftellenden Bauten dagegen wird man mehr auf die Mafse Rückficht zu nehmen haben, in denen fich die Steine in den Brüchen gewöhnlich ergeben. Man wird zwar die Höhe aller Steine einer Schicht gleich halten, dagegen auf die Gleichheit der Länge aller Steine und der Höhe der übereinander folgenden Schichten verzichten.

Hauptgrundfatz für die Herftellung eines guten Verbandes bleibt dann ein gutes Ueberbinden der Steine in der Längen- und Querrichtung der Mauern. Als geringfte Gröfse diefes Ueberbindungsmafses, alfo des Mafses, bis zu welchem fich die Stofsfugen zweier aufeinander folgenden Schichten nähern dürfen, ift die halbe Höhe der Quader anzunehmen; als mittleres Ueberbindungsmafs ift dagegen die ganze Quaderhöhe anzuftreben.

Je nach der Stärke der Mauer wird diefelbe nur aus Läufern oder aus Läufern und Bindern oder wohl auch aus nebeneinander zu legenden , verfchieden breiten Läuferreihen zufammengefetzt. Die Läufer erhalten eine Länge, die gleich ift der zwei- bis dreifachen Höhe, und eine Breite gleich der einfachen bis doppelten Höhe. Den Bindern gibt man ein Drittel bis die Hälfte der Läuferlänge zur Breite und macht fie zwei- bis dreimal fo lang. Die Proportionierung der Mafse ift jedoch, wie früher fchon angeführt, von der Güte und Fettigkeit des Materiales abhängig.

dafs in einigen Gegenden mit ausgedehntem Steinbruchbetrieb gewiffe Sorten von

3i) Es ift hierzu anzuführen

Quadern auf Vorrat gearbeitet und nach einem Marktpreis verkauft werden. Es finden diefelben dann in der Regel nur bei Maffenbauten Verwendung, beim Hochbau meift nur zu den Fundamenten. So ift es z. B. in den fächfifchen Elb-Sandftein-brüchen, wo die Mafse für eine ziemliche Zahl von oft verlangten Steinwaren durch Vereinbarung feftgefetzt worden find; diefe werden nach dem Stück bezahlt, während alle übrigen nach Mafs beftellten Steinftücke nach dem Rauminhalt verrechnet

Ift die Mauer nur fo dick, dafs eine Quaderbreite zur Herftellung derfelben ausreicht, fo wird fie nur aus Läufern hergeftellt. Sind alle Quader gleich lang, fo

erhält man dann den Läufer- oderSchorn-fteinverband der Backfteine (Fig. 18 5). Je nachdem man die Quader erhalten kann oder gröfseren oder geringeren Wert auf Regelmäfsigkeit des Verbandes legt, find weiter noch folgende Abänderungen des Läuferverbandes zu unterfcheiden :

1)    gleich hohe Schichten, in den Schichten regelmäfsiger Wechfel von kurzen und langen Steinen (Fig. 181);

2)    regelmäfsiger Wechfel von niedrigen und hohen Schichten, in den wiederkehrend gleich hohen Schichten gleich lange Steine, in den unmittelbar aufeinander folgenden Schichten ungleiche Länge der Steine (Fig. 182);

3) gleich hohe Schichten, ungleiche Länge der Steine (Fig. 183);

4) verfchieden hohe Schichten und ungleiche Länge der Steine (Fig. 184).

Ift die Mauer ftärker als eine Quaderbreite, fo kann fie:

1)    aus Schichten, die aus zwei verfchieden breiten Läuferreihen beftehen (Fig. 186), hergeftellt werden ;

2)    man kann Binderreihen und Läuferreihen wechfeln laffen (Fig. 187); man erhält dann den Blockverband der Backfteine, den man durch abwechfelndes Ver-

fchieben der Läuferreihen in den Kreuz-

Fig. i8i.

Fig. 182.

Fig. 185.

Fig. 187.

Fig. 183.

Verband für 1 Stein ftarke Mauern.

Fig. 184.

Fig. 186.

\[

72.

Verband für ftärkere Mauern.

Fig. 188.

FT

verband umgeftalten könnte ;

3) man kann Binder mit Läufern in den

einzelnen Schichten abwechfeln laffen (Fig. 188); man erhält

dann den polnifchen oder gotifchen Verband mit feinen Mängeln, die fich aber durch Anwendung von verfchieden breiten Läufern befeitigen lafien, wie Fig. 189 zeigt.

Diefe breiteren Läufer haben nach der Erklärung des Begriffes Binder in Art. 19 (S. 18) als folche zu gelten.

73-

Mauerecken,

-anfchlüfle,

-durch-

kreuzungen

etc.

!\ \

Fig. 191.

\[

Fig. 192.

Fig. 193.

Fig. 194.

PL

-Æ

\A

Fig- 195-

Auch die anderen Ziegelverbände laffen fich nach Belieben zur Anwendung bringen.

Bei noch dickeren Mauern kann man in einer Schicht um die andere diefelbe aus drei Läuferreihen beftehen laffen, die übrigen Schichten entweder aus zwei Läuferreihen (Fig. 190) oder aus lauter Durchbindern (Fig. 191) herftellen.

Es können hierbei die Schichtenhöhen auch verfchieden fein; z. B. anftalt dafs fie, wie in Fig. 190, gleich hoch angenommen find, könnten die Schichten mit drei Läuferreihen niedriger, als die mit zweien gehalten werden. Auch ilt es nicht notwendig, dafs fich die Stofsfugen fchneiden, wie dies bei den Backfteinverbänden üblich und zweckmäfsig ift; fondern es kann in den Läuferreihen die innigere Verwechfelung der Stofsfugen angeordnet werden, wie fie Fig. 191 zeigt.

Im übrigen können auch bei den eben befprochenen ftärkeren Quadermauern diefelben ; >

Aenderungen in Bezug auf die Gröfsen der Quader eintreten, wie bei den Mauern, die nur aus einer Quaderreihe hergeftellt werden, wenn nur immer ein genügendes Ueberbindungsmafs eingehalten wird.

Stärkere Quadermauern, als die fchon wenig verwendeten, welche eine dreifache Quaderbreite zur Dicke haben, find fehr teuer und kommen im Hochbau wohl nur feiten vor. Sie werden in der Regel durch die gemifchten Mauerwerke erfetzt, die fpäter zur Befprechung gelangen.

Die Mauerecken, Maueranfchlüffe und Mauerdurchkreuzungen, dieMaueranfchläge und die Freiftützen können nach denfelben Verbandregeln , natürlich unter Be-rückfichtigung der Gröfse der Quader, aus letzteren hergeftellt werden, wie fie für die Backfteine ausführlich erörtert worden find, bedürfen daher hier keiner wiederholten Befprechung.

Es ift jedoch darauf auf-

merkfam zu machen, dafs die Quader, allerdings unter Material, verluft, eine Bearbeitung in beliebigen Formen geftatten, welche Verbanderleichterungen ermöglichen, wie fie bei den Backfteinen nur ausnahmsweife und dann auch gewöhnlich nur mit Forrn-fteinen zur Ausführung gelangen. Es bezieht fich diefe Bemerkung auf die häufig angewendeten Auskröpfungen oder Aus-klinkungen der Quader.

Fig. 196.

Es ftellen dar: Fig. 192 eine Eckbildung, Fig. 193 einen Maueranfchlufs, Fig. 194 die Bildung des Anschlages einer Oeffnung, Fig. 195 einen Kreuzpfeiler unter Benutzung folcher ausgekröpfter Quader oder der fog. Flügelfteine.

Ferner kann angeführt werden, dafs man fich zur Bildung der Ecken öfters auch gröfserer Quader bedient, als fonft in der Mauer Verwendung finden (Fig. 196).

Bei ftumpf- und fpitzwinkeligen, fowie bei abgerundeten und abgefiumpften Ecken, die hier nur beiläufig erwähnt werden follen, legt man ebenfalls zweck-mäfsigerweife gröfsere Quader an die Ecke, und zwar häufig in diagonaler Richtung mit der Rückfichtnahme, dafs die Stofsfugen möglichft fenkrecht zu den Fluchten ftehen² 3).

c) Verbände für Mauern aus Bruchfteinen und Feldfteinen.

Unter Feldfteinen verfteht man alle Gefchiebe und Findlinge verschiedener Gröfse, die fich zerftreut in den Flüffen, an den Ufern derfelben, in Wäldern und auf Feldern finden, alfo alle einzeln fich findende Steine. Unter Bruchfteinen find dagegen alle folche Steine zu verftehen, die von anftehenden Felfen gebrochen werden. Sind die Feldfteine grofs, fo können fie zerteilt werden und ebenfo wie die Bruchfteine gröfsere oder geringere Bearbeitung erfahren. Von den natürlichen Quadern unterfcheiden fich die Bruchfteine entweder durch die geringere Bearbeitung oder, wenn fia regelmäfsig bearbeitet find, durch die geringere Gröfse³³). Im letzteren Falle find fie Schichtfteine ⁴) zu nennen, wenn fie parallelepipedifche Form haben, Polygon deine oder Mofaikfteine dagegen, wenn fie vieleckige Stirnfeiten erhalten.

Bei Herftellung jedes Bruchftein- oder Feldfteinmauerwerkes ift die Einhaltung der Verbandsregeln, wie fie für regelmäfsige Steine gelten, nach Möglichkeit anzu-ftreben. Je gleichmäfsiger die Zufammenfetzung der Schichten, je beffer der Verband in denfelben, um fo beffer wird das Mauerwerk fein, um fo mehr wird es fich an Güte dem Backftein- und dem Quadermauerwerk nähern.

Das Bruchfteinmauerwerk läfst fich danach in folgende 3 Gattungen zerlegen:

1)    Mauerwerk aus Schichtfteinen ;

2)    Mauerwerk aus lagerhaften Bruchfteinen mit abgefetzten Schichten, und

3)    ordinäres Bruchfteinmauerwerk.

Zu diefen würden noch als befondere Formen hinzuzutreten haben:

4)    der Cyklopenverband und

5)    der Polygon- oder Mofaikverband.

Kennzeichnend für das Schichtfteinmauerwerk ift, dafs alle Schichten in gleicher Stärke durchlaufen. Die Schichten werden dabei entweder durchgängig gleich hoch (ca. 20cm) oder verfchieden hoch gehalten. Im erften P'alle werden die Schichten Schichtfteinen'

74-

Steinmaterial.

75\

Mauerwerks

arten.

76.

Mauerwerk

aus

Berlin 1844.

in der Regel nur äufserlich mit regelmäfsig bearbeiteten Schichtfteinen (im weltlichen Deutfchland nach dem Franzöhfchen moellons genannt) verkleidet und im Inneren aus Füllfteinen gebildet, während es im zweiten Falle ohne wefentlich höheren Koftenaufwand möglich ift, die Schichten durchweg aus lauter Schichtfteinen herzuftellen. Diele letztere Art des Mauerwerkes ift im Inneren und Aeufseren ganz gleichartig gebildet (nur die Stirnfeiten erhalten oft feinere Bearbeitung), und ein regelrechter Verband ift bei derfelben durchführbar. Eś fteht ein folches Mauerwerk bei entfprechendem Material an Güte kaum hinter dem Backftein- und Quadermauerwerk zurück.

Werden Fiillfteine (mehr oder weniger unregelmäfsige Stücke) im Inneren zur Anwendung gebracht, fo ift zur Erzielung eines leidlichen Verbandes die Verwendung von möglichft vielen Bindern notwendig. Auf zwei Läufer in der Front foll mindeftens ein Binder kommen. Die Länge der Steine darf das Drei- bis Fünffache der Höhe nicht überfteigen; als Mindeftmafs der Höhe ift 10cm anzufehen. Die Ueberbindung der Steine foll mindeftens 8 bis 10cm betragen.

Vom Schichtfteinmauerwerk unterfcheidet fich das Mauerwerk mit abgefetzten abgefetztenSchichten dadurch, dafs die entweder von Natur lagerhaften oder lagerrecht bearbeiteten Bruchfteine nicht in durchgehenden Schichten vermauert, fondern je nach ihrer Höhe fo zufammengefetzt werden, dafs manchmal 3 Schichten in 2 oder 2 Schichten in 1 übergehen (d. f. die abgefetzten Schichten). Hohlräume in den Fugen find mit Schiefern oder Steinfplittern (Zwickern) auszufüllen.

Oefters ift eine wagrechte Abgleichung herbeizuführen, fo dafs etwa alle 1 bis 1 m eine Lagerfuge durch die ganze Mauer hindurchläuft. Auch find bei geringeren Mauerftärken in Abhanden von 1,5 bis 1,8 m Durchbinder anzuordnen. Gleichförmiges Setzen des Mauerwerkes erzielt man durch gleichmäfsige Verteilung der gröfseren Steine und dadurch, dafs man an denjenigen Stellen, wo mehrere weniger dicke Steine übereinander folgen, den Mörtel in den Lagerfugen dünner aufträgt.

Mauerwerk aus ganz unregelmäfsigen Bruchfteinen oder Feldfteinen nennt man ordinäres Bruchftein- oder Feldfteinmauerwerk. Es werden die Steine fo gut, als möglich, aneinander gepafst; auf eine Deckung der Stofsfugen wird Rückficht genommen, wo möglich alle Steine auf die Breitfeite und als Binder verlegt und auch das Innere aus möglichft grofsen Steinen hergeftellt, kleine Stücke nur zum Füllen von Höhlungen zwifchen den grofsen verwendet. Zu den Ecken nimmt man die gröfsten und lagerhafteften Steine. I11 vielen Fällen, namentlich bei den rundlichen Feldfteinen, mufs man die Ecken aus befferem Material herftellen. In Höhen-abftänden von 1,5 bis 2,o m ift das Mauerwerk wagrecht, auch wieder mit möglichft grofsen Stücken, abzugleichen (Mauerung in Bänken). Die Fertigkeit der Mauern gewinnt fehr, wenn man an diefen Stellen einige Schichten aus regelmäfsigem Material (3 bis 4 Backfteinfchichten oder mehrere Schichten aus lagerhaften Steinen) einfchaltet.

77-

Mauerwerk

mit

Schichten.

78.

Ordinäres

Bruchftein-

mauerwerk.

79-

Cyklopen-

Verband.

Zum ordinären Bruchfteinmauerwerk find auch das Mauerwerk aus Flufs-gefchieben und das aus Kiefeln beizuzählen.

Der Cyklopenverband wird, wie das ordinäre Bruchfteinmauerwerk, aus ganz unregelmäfsigen Stücken hergeftellt; nur find diefe Stücke oft von fehr bedeutender Gröfse, und es werden diefelben gewöhnlich ohne Mörtel vermauert. Die Steine werden nur wenig zugerichtet, möglichft gut zufammengepafst und die Höhlungen zwifchen denfelben mit kleineren Stücken forgfältig ausgeftillt.

oder

Der Polygonverband ift nur eine Verfeinerung des Cyklopenverbandes. Die Steinftücke werden an den Fugenflächen fo bearbeitet, dafs fie überall fcharf aneinander paffen. Erhalten dabei die Steine durchgängig eine gleiche oder rhythmifch wiederkehrende regelmäfsige Form, fo ergibt fleh der zierliche, aber fehr teuere Moiaikverband. Der Polygonverband kommt naturgemäfs am zweckmäfsigften für die kryftallinifchen Steine zur Verwendung; doch liefert befonders der Bafalt infolge feines Vorkommens' in Säulen von vieleckigem Querfchnitt ein leicht herzu-ftellendes gutes Polygonmauerwerk.

Da bei den Bruchfteinmauerwerken der Mörtel gewöhnlich eine grofse Rolle fpielt, fogar mit Zementmörtel ein vorzügliches Mauerwerk aus ganz unregelmäfsigen Steinen fleh herftellen läfst, weil ferner zur Vermehrung der Feftigkeit der Mauern dabei oft gemifchte Materialien zur Verwendung gelangen, fo erfcheint es zweck-mäfsig, die eingehendere Befprechung auf das nächfte Heft (Abt. III, Abfchn. i, A) diefes »Handbuches« zu verfchieben.

d) Verbände für Mauern aus gemifchtem Mauerwerk.

Man hat es mit gemifchtem Mauerwerk zu thun, entweder wenn einzelne lotrechte Abfchnitte der Mauern aus anderem Material hergeftellt werden, als der gröfsere Teil der Längenerftreckung, oder wenn die Mauer der ganzen Länge und Höhe nach aus parallel nebeneinander fortlaufenden Teilen von verfchiedenem Material befteht.

Die zuerft angeführte Anordnungsweife wird getroffen, wenn die Mauer an einzelnen Stellen fefter konftruiert werden foll, als dies mit dem in ihrem Hauptteile zu verwendenden Material möglich ift, wie dazu namentlich die Ecken von Bruchfteinmauern Veranlaffung geben. Wird aus konftruktiven, wirtfchaftlichen oder äfthetifchen Gründen die Mauer aufser an den Ecken noch an anderen Stellen durch lotrechte Streifen von anderem Material in Abteilungen zerlegt, fo ergibt fleh eine Konftruktion, die eine gewiffe Aehnlichkeit mit den Holz- und Eifenfachwerken zeigt, aber auch zum Teile deren Mängel aufweift. Diefe Aehnlichkeit wird noch gröfser, wenn die lotrechten Streifen durch wagrechte Schichten von regelmäfsigen Steinen miteinander verbunden find.

Man kann daher diefe Konftruktionsweife als Steinfachwerk bezeichnen.

Die zweite Ausführungsweife wird gewählt, wenn ein Material von geringer Witterungsbeftändigkeit zu fchützen ift, oder wenn das Ausfehen eines Mauerwerkes verbeffert werden foll, oder wenn Aufsenflächen von befonders grofser Widerftands-fahigkeit gegen mechanifche, chemifche oder phyflkalifche Einflüße erforderlich werden. Es handelt fleh alfo in der Regel um die Verkleidung oder Verblendung eines geringeren Materiales mit einem befferen. Damit ift gewöhnlich eine nicht unwefentliche Koftenerfparnis verknüpft, wegen deren wohl alle Monumentalbauten der Neuzeit nicht in gleichförmigem, fondern in gemifchtem Material ausgeführt werden. Als übliche Zufammenftellungen find anzuführen: Mauerkern von Back-fteinen, Bruchfteinen oder Beton mit Verblendung oder Vertäfelung von irgend einem Hauftein oder koftbarerem Geftein, wie Marmor, Serpentin u. a. m. Verkleidung eines eben folchen Mauerkernes mit Verblendfteinen, Klinkern oder mit feineren Thonwaren, als Terrakotta, Majolika, Fayence u. dergl.

Beide Ausführungsweifen, das Steinfachwerk fowohl, als auch die Mauerverblendung führen ähnliche Nachteile mit fich, die im nachfolgenden noch zu erörtern

Polygon-und Mofaik-verband.

81.

Verfchieden-

heit.

fein werden. Im nächftfolgenden Hefte (Abt. III, Abfchn. I, A) diefes »Handbuches« wird Gelegenheit fein, die Anwendung und Ausführung der gemifchten Mauerwerke ausführlich zu befprechen, weswegen wir uns hier auf die Behandlung der hierher gehörigen Verbandanordnungen zu befchränken haben.

c;-f

82.

Allgemeines

über

Wir befchäftigen uns zunächft mit den Mauerverblendungen, und zwar nur mit denjenigen Fällen, in denen die Verblendung eines Mauerkernes von Backfteinen, Verblendungen. Bruchfteinen oder Beton mit Quadern oder eines Mauerkernes von ordinären Bruch-fteinen oder Beton mit Backfteinen erforderlich wird.

Obgleich bei allen gemifchten Mauerwerken die gewöhnlichen Verbandregeln zu befolgen find, fo ift doch noch auf einen befonderen Umftand Rückficht zu nehmen; es ift dies die ungleichmäfsige Zufammenfetzung des Mauerkörpers. Diefe führt zu einer verfchiedenen Zahl von Lagerfugen im äufseren und inneren Teile und bedingt dadurch in demfelben ungleich grofse Zufammenpreffung des Mörtels, alfo ungleichmäfsiges Setzen. Trotz angewendeter Vorficht ift das Ergebnis davon, dafs der eine Teil dem anderen beim Setzen nicht zu folgen vermag und dafs Längsfpaltungen eintreten. Der äufsere Teil, die Verblendung, ift in der Regel der fchwächere. Kommt dann dazu, was fehr häufig der Fall ift, dafs er weniger Lagerfugen, als der Kern hat, und befitzt er dabei nicht die der Belaftung entfprechende Knickfeftigkeit, fo ergeben fich zunächft Ausbauchungen und dann Einfturz der Verblendung. Aehnliche Gefahren können auch infolge unüberlegter Verwendung von Mörteln von verfchiedenen Eigenfchaften im Mauerkern und in der Verblendung eintreten. Es wird alfo bei gemifchten Mauerwerken, abgefehen davon, dafs die Gefamtdicke aller Lagerfugen in beiden Teilen möglichft gleich zu halten und wo möglich ein nicht fchwindender Mörtel zu verwenden ift, darauf ankommen, das Entftehen von Längsfpaltungen durch eine möglichft innige Verbindung der Verblendung mit dem Mauerkern zu verhindern. Dies wird durch Anordnung von ent-fprechend vielen, in den Kern eingreifenden Bindern in der Verblendung erreicht. Die Möglichkeit der Anwendung fehr vieler Binder gewährt befonders der hollän-difche Verband, der denn auch für die Verblendungen mitunter zur Verwendung gelangt. Wegen der vielen Binder wird derfelbe aber oft zu koftfpielig befunden, und man begnügt fich daher gewöhnlich mit der Verwendung des Block- oder Kreuzverbandes, fowie befonders mit dem polnifchen Verband oder Abänderungen desfelben. Auch kann nicht unter allen Umftänden eine fehr grofse Zahl von Bindern als zweckmäfsig bezeichnet werden, worauf im nächftfolgenden Hefte (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. 1) diefes »Handbuches« zurückgekommen werden wird.

Aufser den erwähnten Vorfichtsmafsregeln. wird noch gewöhnlich die in Anwendung gebracht, ein gemifchtes Mauerwerk ftärker zu machen, als ein gleichförmig regelmäfsiges. Häufig hält man den Mauerkern fo ftark, dafs er für fich allein der gegebenen Beanfpruchung genügen würde.

man

läfst, wie dies auch für ordinäres Bruchfteinmauerwerk empfohlen wurde (fiehe

Die Feftigkeit der gemifchten Mauerkörper wird wefentlich vergröfsert, wenn in Zwifchenräumen Schichten von regelmäfsigem Material ganz durchgehen

Art. 78, S. 66).

83-

Quader

verblendung.

Aufser durch Anordnung einer genügenden Anzahl eingreifender Binder ift zwifchen der Quaderverblendung und einem aus regelmäfsigen Steinen beftehenden Mauerkern eine innige Verbindung nur dann zu erzielen, wenn eine Schicht der Verblendung einer Anzahl von Schichten der Hintermauerung genau entfpricht, fo

6g

dafs alfo alle Lagerfugen der Verblendung wagrecht durch den ganzen Mauerkörper hindurchgehen. Bei Hintermauerung mit nur lagerhaften oder ordinären Bruch-fteinen ift Aehnliches anzuftreben. . Von diefer Regel werden fich allerdings fowohl bei den zuletzt erwähnten Materialien, als auch bei den Backfteinen, infolge der architektpnifchen Anordnung der Maueranfichtsflächen, mitunter Abweichungen nötig machen.

Die Quaderverblendungen können entweder auf beiden Seiten der Mauer vorhanden fein oder nur auf einer; fie können entweder aus vollftändigen Quadern oder nur aus Platten beftehen.

Ift die Quaderverblendung auf beiden Häuptern der Mauern auszuführen, fo werden die Verbandanordnungen anwendbar, wie wir fie bei den Hohlmauern aus Backfteinen als Käftelverbände kennen gelernt haben (fiehe Fig. 147 bis 151, S. 53). Die Fertigkeit folcher Mauern wird befonders grofs, wenn die Mauerdicke und die

Fig. 197.

Steinlängen es geftatten, die Binder als Durchbinder oder Ankerfteine durch die ganze Mauer hindurchreichen zu laßen (Fig. 197). Vermehrt kann die Fertigkeit noch werden, wenn eines der im 3. Kapitel zu befprechenden künftlichen Verbindungsmittel in Anwendung gebracht wird. Diefe letzteren gebraucht man auch mit dem-felben Nutzen, wenn Ankerfteine durch aneinander zu ftofsende kleinere Stücke erfetzt werden müffen, oder wenn die Binder nur bis zur gegenüber liegenden Läuferreihe reichen.

Wird eine Quaderverblendung nur an einem Mauerhaupte ausgeführt, fo wird man, je nach den Mitteln oder Umftänden, mehr oder weniger Binder in Anwendung bringen. Als genügend feft betrachtet man in der Regel einen Verband, bei welchem

Fig. 199.

Fig. 198.

¹

2. Aufl. : S. 218.

²

Ausführlicheres über die Eckbildungen von Quadermauern flehe in: Ringleb, A. Lehrbuch des Steinfchnitts.

³

   D. h. es darf das Gewicht derfelben nicht gröfser fein, als dafs fie noch von 1, höchftens 2 Maurern mit den Händen verfetzt werden können.

⁴

³⁷)    Siehe auch Teil 1, Band 1, erfte Hälfte (Fufsnote 6 auf S. 67 [2. Aufl. : Fufsnote 22 auf S. 84]) diefes »Handbuches«.

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Fig. 200.

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in jeder Schicht der Verblendung zwifchen zwei Läufern ein Binder liegt, alfo den polnifchen Verband (Fig. 198). Verbände von geringerer Fertigkeit zeigen in abfteigender Linie Fig. 199 u. 200 ³⁸). Für Verblendungen mit Haufteinplatten empfiehlt fich befonders der in Fig. 201 u. 202 dargeftellte Verband. Die Lage der Binder kann auch bei diefen Anordnungen durch kiinftliche VerbindungsmitteL gefichert werden.

33) Die Römer bedienten fich insbefondere des in Fig. 200 dargeftellten Verbandes und haben mit demfelben vortreff-• liehe Ergebnifie erzielt.

84.

Verblendung

mit

Backfteinen.

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Erhalten die Mauern bei geringeren Stärken auf beiden Seiten Verblendung mit Backfteinen, fo eignen fich ebenfalls die Anordnungen des Käftelmauerwerkes. Bei gröfseren Mauerftärken und einfeitiger Verblendung kommt namentlich der pol-nifche Verband zur Anwendung (Fig. 204). Doch ift derfelbe eigentlich nur brauch-wenn der Mauerkern aus Beton oder fehr kleinftückigen Bruchfteinen befteht.

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Fig. 204.

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Fig. 206.

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Fig. 205.

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Fig. 207.

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85.

Stein

fachwerk.

Bei gröfseren Bruchfteinen ift eine gleichmäfsige Auflagerung der eingreifenden Binderköpfe nur fchwer herbeizuführen und deshalb bei der geringen Dicke der Backfteine ein Abbrechen derfelben zu befürchten, wodurch natürlich der Zweck der Verbindung verloren geht. Mehr zu empfehlen ift für diefen Fall die Her-ftellung einer ftärkeren Verblendung von wechfelnder Dicke (Fig. 203), wobei alfo eine Verzahnung in der ganzen Ausdehnung der Mauer ausgeführt wird.

Die Verblendung kann auch mit Luftfchicht hergeftellt werden, wie Fig. 205 bis 207 zeigen. Bei Backfteinrohbauten empfiehlt fich für die */² Stein ftarke Verblendung mit Luftfchicht der Binderverband (Fig. 205). Fig. 207 ftellt eine Verblendung mit hochkantig geflehten Steinen dar. Die Verblendung von Back-fleinmauern mit feinen Verblendfteinen wird im nächftfolgenden Heft (Abt. III Abfchn. 1, A, Kap. 2) diefes »Handbuches« behandelt werden.

Das Steinfachwerk leidet an demfelben Uebelftand wie die Mauerverblendung, dem nämlich, dafs fich die verfchieden gebildeten Teile ungleich fetzen und fich voneinander trennen können. Man fucht diefem Nachteil in der Regel durch eine Verzahnung zu begegnen; doch ift darauf zu fehen, dafs die Zähne keine zu geringe Höhe und keine zu grofse Länge erhalten, weil fie fonft leicht abbrechen. Ferner ift bei den Verzahnungen ebenfalls wieder, wie bei den Verblendungen, ftreng darauf zu achten, dafs die Lagerfugen der gröfseren Steine in der ganzen Mauer fortlaufen, was allerdings nur bei regelmäfsigem oder lagerhaftem Mauermaterial erreichbar ift

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Fig. 208.

Fig. 209.

Fig. 210.

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(Fig-. 208 u. 209). Bei ganz unregelmäfsigen Bruchfteinen ift eine abfatzweife Aus-gleichung einzuführen und dann die fchon erwähnte, den Abfätzen entfprechende Durchführung von Schichten aus regelmäfsigem Material von Vorteil (Fig. 210).

Bei Backfteinen darf die Verzahnung niemals nur eine Schicht ftark werden, fondera mufs ftets aus mehreren

Fig. 211.

Fig. 212.

Schichten beftehen. Trotzdem wer-11l.LZ§§|l|f|É    den fich bei hohen Mauern, nament

lich wenn diefelben nicht in die er-

wähnten Höhenabteilungen zerlegt find, Trennungen zwifchen den ver-fchiedenen Teilen ergeben, auch wohl die Verzahnungen abgefprengt werden. Deswegen fieht man in folchen Fällen wohl auch von den Verzahnungen ganz ab und läfst die Mauerteile in lotrechten Nuten ineinander greifen, fo dafs fich diefelben unabhängig bewegen können. Es ift dies allerdings nur bei dicken Mauern ausführbar (Fig 211); auch

füllten die aus regelmäfsigerem Material hergeftellten Abfchnitte vor den anderen vorfpringen, um die Anfchlufsfuge zu decken (Fig. 212).

In ähnlicher Weife hat man im allgemeinen auch beim Anfchlufs neuer Mauerteile an alte zu verfahren. Verzahnungen find dabei nicht zu empfehlen.

3. Kapitel.

Steinverbindung.

Zur Herftellung fetter Steinkonftr.uktionen benutzt man die Steinverbände und in den meiften Fällen mit diefen zufammen die Steinverbindungen. Sachliche Rückfichten machen es zumeift nicht möglich, die Verbandanordnungen fo zu treffen, dafs durch fie allein Bewegungen einzelner Steine unmöglich werden. Um folche zu verhindern, zieht man die Steinverbindungen hinzu, welche die Befeftigung der Steine untereinander bezwecken. Diefe Befeftigung kann, wie fchon im 1. Kapitel angeführt wurde, auf dreierlei Weife erfolgen, und zwar:

a)    durch Verbindung mittels der fog. Bindemittel (Mörtel etc.);

b)    durch befondere Formung der Fugenflächen, und

c)    durch befondere Hilfsftücke.

Diefe Verbindungen können entweder die Befeftigung der Steine innerhalb einer Schicht (in den Stofsflächen) oder der Steine aufeinander folgender Schichten (in den Lagerflächen) oder beides gleichzeitig bezwecken.

Das letztere ift in der Regel bei den Mörtelverbindungen der Fall, während die anderen Verbindungsarten einzeln oder vereinigt zur Verwendung gelangen.

a) Verbindung der Steine durch Bindemittel.

86.

Aufgabe

der

Die Einzelbewegung eines Steines in einem Verbandmauerwerk, ein Gleiten oder ein Drehen desfelben kann nur eintreten, wenn der Platz dazu vorhanden ift.

Bindemittel. p}jefer Platz ift durch den Fugenraum zwifchen den Steinen gegeben. Sind diefe Zwifchenräume fehr klein, die Fugen fehr eng (fcharf), was bei forgfältiger Bearbeitung oder Herftellung der Steine möglich ift, fo wird die Bewegung eines Steines unabhängig von feinen Nachbarn nur fehr gering ausfallen können. Sie wird aber ganz verhindert, auch bei gröfseren Zwifchenräumen, wenn diefelben mit einem Stoff von geeigneter Befchaffenheit ausgefüllt werden. Solche Stoffe find die fog. Bindemittel, durch welche alfo zunächft die Unverrückbarkeit der Steine erzielt wird, woraus eine Erhöhung der Fettigkeit des Verbandmauerwerkes fich ergibt. Unverrückbarkeit würde allerdings fchon eintreten, wenn die Fugen zwifchen den Steinen nur an einzelnen Stellen durch fefte Körper fcharf ausgefüllt werden. Erfolgt aber die Ausfüllung in der ganzen Ausdehnung der Fugen, fo ergibt fich eine weitere Erhöhung der Fettigkeit der Lagerung der Steine durch die vergröfserte Adhäfion zwifchen den Steinflächen, da diefe mit der Gröfse der Berührungsflächen wächft. Es folgt daraus aber auch, dafs es unbedingt zweckmäfsig ift, nicht blofs einzelne Fugen, fondern alle Fugen, und zwar vollftändig zu füllen. Dazu gehört aber, dafs das Bindemittel fich leicht in die Phigen bringen läfst, und anfänglich weich ift, damit es fich an alle Unebenheiten der Steine eng anfchliefsen könne. Dadurch erhält man zugleich einen ferneren Vorteil für die Konftruktion, nämlich den einer

gleichmäfsigen Druckverteilung in derfelben, die nicht mehr nur durch einzelne vor-fpringende Punkte vermittelt wird, fondern in der ganzen Ausdehnung der Lagerflächen ftattfindet. Es mufs dabei das Bindemittel indes der Bedingung Genüge leiften, dafs es, einmal zufammengedrückt, fleh nicht noch weiter zufammendrücken läfst.

Den bisher erwähnten Eigenfchaften, die von einem für die Füllung von Fugen geeigneten Bindemittel verlangt werden müffen, genügen aufser ,den Mörteln auch Moos und einige Erdarten, welche letzteren Stoffe denn auch in dem angedeuteten Sinne bei den fog. Trocken- oder Feldmauern Verwendung finden.

Viele Bindemittel, die fog. Mörtel, befitzen indefs noch eine weitere fehr wertvolle Eigenfchaft, nämlich die, aus einem weichen, halb flüffigen Zuftande in einen ftarren überzugehen und dabei feft an den Steinflächen zu haften, fo dafs ein Zufammenkitten der Steine erfolgt. P2s find dies die Bindemittel im wahren Sinne des Wortes, über welche fchon in Teil I, Band i, erfte Hälfte (Abt. I, Abfchn. I,

Kap. 3) diefes »Handbuches« das Nötige mitgeteilt worden ift, und die dort in chemifche und mechanifche Mörtel eingeteilt wurden. Die Mauerwerke, welche mit Hilfe der chemifchen Mörtel (Kalk-, Zement-, Gipsmörtel) hergeftellt werden, nennt man im gewöhnlichen Leben gemörtelte oder gefpeifte³⁹) Mauern.

Die mechanifchen Mörtel (Lehm, Schamotte, Kitte, Afphalt, Schwefel, ge-fchmolzenes Blei, Lote etc.) haben eine mehr untergeordnete Bedeutung und finden nur aus befonderen Veranlaffungen Verwendung. Auch bei den chemifchen Mörteln ergibt fich fait immer nur eine mechanifche Verbindung mit den Steinflächen, durch Adhäfion und Eindringen in die Poren.

Auf die weitere Bedeutung vieler Mörtel als Mittel zur Dichtung der Fugen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit fei hier nur vorläufig hingewiefen. Ebenfo ift es hier nicht am Platze, auf das Befondere der Anwendung der verfchiedenen Mörtel bei den verfchiedenen Steinmaterialien (auf das Mauern) einzugehen; dagegen müffen fchon hier die für alle Materialien gültigen Grundfätze der Anwendung erörtert werden.

87.

Grundfatz

Mörtel.

Die chemifchen Mörtel, wenigftens die Kalk- und die Zementmörtel, werden in der Regel mit einem Zufatz von Sand oder einem anderen Füllftoff bereitet, für chemifche Beim Zement wird der Sand der Erfparnis, der ficheren und leichteren Verwendung wegen zugefetzt; beim Kalk ift er notwendig, um im Mörtel die genügende Porofität für das Eindringen der atmofphärifchen Luft und damit ausreichende Säuerung des Aetzkalkes mit Kohlenfäure, möglichft vollftändige Umbildung des Aetzkalkes in kohlenfauren Kalk zu erzielen. Auch ift der Sandzufatz nötig, um genügende fefte Körperflächen zu haben, an welche der fich bildende kohlenfäure Kalk fich feft an-legen kann. Ohne Sandzufatz wirkt der Kalkteig nur druckausgleichend zwifchen den Steinen.

Die Menge Bindeftoff, welche dem Sande zur Mörtelbildung zuzufetzen ift, entfpricht der Menge von Flüffigkeit, die vom Sand unter gewöhnlichen Verhält-niffen kapillar zurückgehalten werden kann. Es ift dies ein Mindeftmafs des Kalk-zufatzes, welches aber bei ungenügendem Luftzutritt für rafchere Verfertigung des Mörtels günftiger wirken kann, als ein reichlicherer Zufatz⁴⁰). Im allgemeinen ift aber zur Erzielung gröfster Fertigkeit vollkommene Füllung aller Zwifchenräume zu

³⁹) Die Bezeichnung »Mauerfpeifei' oder »Speifs* wird vielfach für Mörtel verwendet.

ł0) Siehe: Hauenschild, H. Zur Frage der Erhärtung des Kalkmörtels. Notizbl. des Ziegler- und Kalkbrenner-Vereins 1881, S. 68.

verlangen. Dies gilt auch 'vom Beton, bei deffen groben Füllmaffen übrigens die Kapillarität zwifchen denfelben nur fehr gering fein kann. Man hat daher zur Her-ftellung eines guten Betons alle Steinbrocken desfelben vollfländig mit Bindeftoff zu umhüllen; ein Mehr würde nicht nützlich fein. Alle Zwifchenräume follen eben ausgefüllt werden, was allerdings wegen der Körperlichkeit des Bindeftoffes einen Ueberfchufs an folchem über die gemeffene Summe der Zwifchenräume der Steinbrocken ohne Bindeftoff verlangt.

nur

Derfelbe Grundfatz ift auch für die Bildung von Mörtelmauerwerk aufzuftellen ; nur dafs bei diefem felbftverftändlich die Mauerhäupter von der Benetzung mit Mörtel auszufchliefsen find. Ein fo hergeftelltes Mauerwerk nennt man fcharf gemauert. Die Menge des notwendigen Mörtels ergibt fich dann als Summe der Zwifchenräume, der Fugen, für welche das zuläffig geringfte Mafs anzunehmen ift. Diefes geringfte zuläffige Mafs, die Fugendicke, ift aber von der Befchaffenheit der Fugenflächen und des Mörtels abhängig.

88.

Fugendicke.

Je ebener die Fugenflächen und je feinkörniger der Füllftoff des Mörtels find, um fo enger wird man die Fugen machen können. Beides hat aber feine untere Grenze, da durch Uebertreibung der Wirkfamkeit des Mörtels gefchadet werden kann. An glatten Flächen haftet der Mörtel meiftens fchlechter, als an etwas rauhen ; ftaubartiger Sand ift für die Mörtelbereitung untauglich ; er foll immer ein gut fühlbares, fcharf kantiges Korn befitzen.

Die Dicke der Fugen ift auch von der Geftalt der Steine und der Art des Steinmateriales abhängig. Ebenfo wird man zwifchen Lagerfugen und Stofsfugen einen Unterfchied machen können.

Bei der Mafsbeftimmung der Mauerziegel wird auf die Dicke der Fugen fchon Rückficht genommen; fo ift beim deutfchen Normal-Ziegelformat (fiehe Art. 21,

S. 20) die Dicke der Stofsfugen auf 10 in der Regel etwas ftärker angenommen werden mufs, nämlich zu ca. 12mm, wobei

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feftgefetzt, während die der Lagerfugen

dann auf lm Höhe 13 Schichten kommen. Abgefehen von der dadurch erzielten Bequemlichkeit für die Maffenberechnung ift die gröfsere Lagerfugendicke häufig deswegen notwendig, weil die Steine gewöhnlich etwas verfchieden dick und öfters etwas über 65mm ftark find, und man daher einigen Spielraum braucht, um die Oberkante der Steine in eine Wagrechte bringen zu können. Bei den forgfältig zubereiteten Verblendfteinen und feinfandigem Mörtel wird man dagegen bis zu 6 bis 8mm herabgehen dürfen, während als oberfte Grenze für ordinäre Backfteine 15 mm anzunehmen wäre. Bei einer dicken Fuge wird wohl eine gleichmäfsige Druckverteilung zu erwarten fein, aber auch ein ftarkes Setzen des Mauerwerkes durch Zufammenpreffen und Schwinden des Mörtels. Wenn die Römer bei ihren Ziegelbauten Fugen von 25 bis 50mm Dicke anwendeten, fo war dies wohl nur infolge ihres rafch bindenden Puzzolanmörtels zuläffig.

Auch bei Mauerwerken aus bearbeiteten natürlichen Steinen ift bei Feftftellung der Mafse auf die Fugendicke Rückficht zu nehmen, wenigftens auf die der Lagerfugen, die der gleichmäfsigen Druckverteilung wegen bei Verwendung von Mörtel nicht unter 5 bis 6mm dick zu machen find, fonft aber auch nicht über 12 mm. Die Stofsfugendicke fucht man im allgemeinen möglichft knapp zu halten und kann dann, wenn man diefelben nach innen zu fich etwas erweitern läfst, bis zu 3 mm im Haupt herabgehen.

Bei Mauerwerk aus unregelmäfsigen Bruchfteinen ift felbftredend die b ugen- *

dicke von der Form der Steine abhängig; doch dürfte hier, wie bei den Ziegeln, ebenfalls eine obere Grenze von 15mm feftzuhalten fein. Gröfsere Höhlungen find mit Zwickern auszufüllen.

Vorfichts

mafsregeln,

90.

Schädigung durch Hitze und Froft.

Mit einem Mörtel wird lieh nur dann die beabfichtigte Wirkung vollkommen erzielen laffen, wenn gewiffe Vorfichtsmafsregeln bei der Verwendung beobachtet werden.. Dahin gehören Reinigen der Steinflächen, Näffen mancher Steinarten, Nicht -ftören des Abbindens des Mörtels und Verwendung von frifchem Mörtel.

Vollkommene Adhäflon zwifchen Mörtel und Stein kann nur eintreten, wenn keine fremden Körper zwifchen ihnen fleh befinden, an welche der Mörtel fleh an-legen kann. Solche, wie Staub, Verunreinigungen mit Erde etc., find daher ftets vor dem Vermauern von den Steinen zu entfernen, am vollftändigften durch Weg-fchwemmen mit Waffer.

Dadurch wird zugleich bei vielen Steinen etwas anderes, ebenfo Wichtiges erreicht, nämlich ein gewiffer Feuchtigkeitsgrad der Steine, welcher bewirkt, dafs dem Mörtel nicht zu rafch fein Waffergehalt entzogen wird; denn der Erhärtungsvorgang eines chemifchen Mörtels kann nur dann genügend ftattfinden, wenn der-felbe einige Zeit eine ausreichende Feuchtigkeit behält. Bei porigen oder thonhaltigen Steinen, fowie bei Mauerziegeln, wenn fie nicht fehr fcharf gebrannt find, iffc das erwähnte Annäffen der Entfernung des Staubes wegen noch nicht ausreichend; fondera es wird bei ihnen eine ftärkere Durchfeuchtung durch Begiefsen oder Eintauchen notwendig. Dagegen kann bei dichten Steinen und Klinkern ein ftärkeres Annäffen fchädlich fein.

Sind die Steine einmal in ihr Mörtelbett gelegt, fo dürfen fie nicht wieder verrückt oder erfchüttert werden, weil der Mörtel nur einmal abbindet, was in Berührung mit dem Stein in dünner Schicht ziemlich rafch vor fleh geht. Ein zweites Mal gehen die meiften Mörtel mit dem Stein keine Verbindung ein. Man mufs fleh daher beftreben, die Steine rafch in die richtige Lage zu bringen und fie in diefer zu beiaffen. Deshalb ift auch das manchen Orts beliebte Zurichten der Schichtfteine oder Bruchfteine auf der Mauer entfehieden verwerflich. Eben deshalb ift es auch fchwierig, bei Mauern aus fchweren, mühfam verfetzbaren Quadern eine wirkliche Mörtelverbindung zu erzielen, und man hat daher bei diefen den Mörtel mehr als Füllmaterial für die Fugen zu betrachten.

Wünfcht man eine fefte Mörtelverbindung, fo ift es aus dem eben angegebenen Grunde unbedingt notwendig, dann, wenn man gezwungen ift, einen fchon verfetzten Stein wieder zu verrücken oder aufzuheben, den früheren Mörtel forgfältig zu be-feitigen und durch neuen zu erfetzen. Wegen des rafchen Abbindens der chemifchen Mörtel, namentlich der Zemente und des Gipfes, darf man auch nur verhältnis-mäfsig geringe Mengen auf einmal zubereiten, d. h, nur fo viel, als man in der Zeit vom Anmachen bis zum vollendeten Abbinden zu verwenden im ftande ift. Es gilt dies auch für die Kalkmörtel, die man deswegen nicht über Nacht unver-wendet und, wenn dies nicht zu umgehen ift, wenigftens nicht ohne gewiffe Schutz-mafsregeln ftehen laffen follte.

Ueber diefe Dinge, über die Eigenfchaften, die ein guter Mörtel haben foll, über die verfchiedenen Arten und die Zubereitung derfelben findet fich das Nähere in Teil I, Band i, erfte Hälfte (Abt. I) diefes »Handbuches«. Es mag jedoch hier noch darauf aufmerkfam gemacht werden, dafs aufsergewöhnliche Lufttemperaturen die Mörtelverbindung eines Mauerwerkes wefentlich ftören können. In heifser

Witterung hergeftelltes Mauerwerk, namentlich von dünnen Wänden, fowie fchnell künstlich getrocknetes Gemäuer erhält nur geringe Fertigkeit, infolge zu rafcher Entziehung der Feuchtigkeit oder infolge zu rafcher Erhärtung der äufseren Mörtelteile und dadurch herbeigeführter Minderung der Porofität⁴¹). Frort wird die Entwickelung einer Mörtelverbindung ganz zerftören oder wenigftens verzögern⁴²).

Wo Bauausführungen bei Froftwetter nicht zu umgehen find, mufs man be-fondere Mafsregeln treffen, die aber entfprechende Kortenvermehrung verurfachen ⁴³),

91.

Fertigkeit von Mörtelmauerwerk.

Je gleichartiger ein Stoff in feinem Gefüge ift, um fo gröfsere Fertigkeit wird er verhältnismäfsig beßtzen. Ein Mauerwerk ift nun keine einheitliche Maffe, da die einzelnen Stücke desfelben durch die Fugen getrennt werden. Durch das Ausfüllen der Fugen mit Mörtel wird nun allerdings eine gröfsere Gleichmäfsigkeit erzielt; aber immerhin ift ohne weiteres anzunehmen, dafs ein folches Mauerwerk weniger feft fein wird, als der einzelne Stein für fich. Im Mauerwerk haben wir eine Verbindung von Körpern verfchiedener Fertigkeit, in welcher die Druckverteilung ungleichmäfsiger ift, als in den Steinen und dem Mörtel für fich allein. Es wird dies durch die Erfahrung beftätigt.

Böhme fagt hierüber⁴⁴): »Namentlich werden — wenn das Bindematerial härter als der Stein ift — die Stofsfugen die Zerftörer fein, indem der darauf liegende Stein nicht zerdrückt wird, fondern zerbricht. Ift aber das Bindemittel weniger feft, fo wird an den Stellen, wo der Mörtel in grofser Menge vorhanden ift (z. B. in den Stofsfugen), derfelbe früher zerftört werden als der Stein; der Druck geht alsdann auf eine kleinere Fläche über, beanfprucht alfo die Flächeneinheit höher, und die übrigen Steine werden dadurch ebenfalls fchneller zerftört werden mtiffen. — Stellt man dagegen einen Mauerklotz her, der aus genau bearbeiteten Steinen in gutem Zementmörtel ohne Verband (frei von Stofsfugen) gemauert ift, fo ergeben fich bedeutend günftigere Refultate; ja es ift fogar vorgekommen, dafs ein folcher Mauerklotz mehr Widerftandsfähigkeit lieferte, als ein einziger Stein von der Gattung, aus welcher der Mauerklotz hergeftellt war.«

Verbandmauerwerk ift nun ohne Stofsfugen nicht herftellbar (höchftens bei fchwachen Haufteinpfeilern), fo dafs die Verfuche, welche mit Mauerklötzen angeftellt wurden, die nur Lagerfugen hatten, für die Praxis eigentlich keine Bedeutung haben. Leider ift die Unterfuchung von gröfseren Mauerkörpern aus Verbandmauerwerk mit grofsen Schwierigkeiten verknüpft, fo dafs folche bis jetzt wenig ausgeführt worden find. P'ür Mauerziegel liegt jedoch eine von Böhme mitgeteilte längere Verfuchsreihe vor⁴⁵). Von derfelben füllen hier die Schlufsergebniffe mitgeteilt werden, aus welchen der wefentliche Einflufs des Mörtels auf die Fertigkeit des Mauerwerkes erhellt.

Wenn mit d die Fertigkeit des gemauerten Würfels und mit die zuläffige Beladung desfelben bei io-facher Sicherheit in Prozenten der Fertigkeit der unver-mauerten Steine bezeichnet wird, fo betragen diefe Werte bei den angeführten Mörtelmifchungen :

⁴¹) Ausführlicheres hierüber flehe in : Gottgetreu , R. Phyfifche und chemifche Befchaffenheit der Baumaterialien. Bd. II. 3. Aufl. Berlin 1881. S. 269 u. ff. — Vergl. auch das nächftfolgende Heft (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. 2) diefes »Handbuches«.

<2) Siehe hierüber: Hauenschild, H. Zur Frage der Erhärtung von Kalkmörtel. Notizbl. des Ziegler- und Kalk-brenner-Ver. 1881, S. 68.

⁴³) Ueber die Ausführung eines Brückenbaues bei Froftwetter flehe: Deutfche Bauz. 1880, S. 74 — desgl. über die Ausführung des Bahnhofes Friedrichsftrafse in Berlin: Baugwks.-Ztg. 1885, S. 35. — Vergl. auch das nächftfolgende Heft (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. 2) diefes »Handbuches«.

it) In: Die Fertigkeit der Baumaterialien. Berlin 1876. S. 9.

⁴⁵) In: Thätigkeit der k. Prüfungs-Station für Baumaterialien im Jahre 1878. Zeitfchr. f. Bauw. 1880, S. 555. Ueber andere Verfuche folgen Mitteilungen im nächftfolgenden Heft (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. ix) diejgs »Handbuches«. Mitteilungen über Prüfungen von Ziegelmauerwerk an Pfeilern von 22 X - - cnl Druckfläche bei 60 cm Höhe finden fich auch, in: Zeitfchr. f. Arch. u. Ing. 1897, Heftausg., S. 407 (nach Thoninduftrie-Ztg. 1896, S. 861).

Mörtelmifchung:

Fettigkeit

I.

II.

III.

IV.

1    Teil Kalk,

2    Teile Sand.

7 Teile Kalk,

1 Teil Zement, 16 Teile Sand.

1 Teil Zement, 6 Teile Sand.

1 Teil Zement, 3 Teile Sand.

CO

co

Ot

cn

CO

Prozent.

Unter Benutzung diefer Werte von und der aus vielen Verfuchen gefundenen Mittelwerte für die Druckfeftigkeit der verfchiedenen Backfteinforten hat Böhme über die zuläffige Beladung eines aus denfelben hergeftellten Verbandmauerwerkes folgende Tabelle aufgeftellt.

Art der Steine

Mittlere

Druck

feftigkeit

der

unver

mauerten

Steine

Zuläffige Belattung des Verbandmauerwerkes bei Mörtelmifchung

I.

II.

III.

IV.

Zuläffige Belattung nach den Beftimmungen des Berliner Polizeipräfidiums

Bemerkungen

Kalkül =4,₊ 4,s Proz. 5,5 Proz. 6,3 Proz. mörtel Proz.    __i

Zement

mörtel

Gewöhnliche Hmtermaue-rungsfteine .

Beffére Bachfteine, Mittelbrand ......

Klinkerfteine.....

206

258

379

9,i

9,8

co

11,4

12,4

16,7

18,2

Poröfe Vollfteine

184

8,i

8,8

I—¹    K)    H—¹

©    O

M    CO    b3

CO    cd

r—I    1—I Ol

OO

Poröfe Lochfteine .

84

Lochfteine

194

3,7

8,5

9,3

1—t    1-0 Od

H    r—1

leicht gebrannt hart gebrannt

Kilogramm für 1 qcm.

Mit Bruchfteinen find ähnliche Verfuche zwar noch weniger angeftellt worden ; doch wird man bei ihnen über die für Backfteine ermittelten Prozentfätze (dj der Fertigkeit der un vermauerten Steine nicht hinausgehen dürfen, da die Geftalt der Stücke mit in Rechnung zu ziehen ift. Böhme gibt folgende Tabelle, deren Zahlen aber von ihm als hohe bezeichnet werden :

Bezeichnung

der

Bruchfteine

Mittlere Druck-fefligkeit der unvermauerten Steine für die Würfelform

Zuläffige Beladung

für platten- oder klotzförmige Werkftücke ohne Mörtelverbindung

für Bruchfteinmauer-werk in Zementmörtel

(3i =5,5 Proz.)

Granit.....

Porphyr . Sandftein . Quaderfandftein . Sandfteinquarz Bafaltlava .

Bafalt.....

1107

1302

. 460

679

1523

391

1382

110

130

46

68

152

39

138

60

72

25

37

84

21

76

Kilogramm für 1 Qcm.

92.

Mechanifche

Mörtel.

93-

Trocken

mauerwerk.

94.

Wahl des

Bindemittels, dauerhaften Beftand eines Bauwerkes von grofser Wichtigkeit fein. Es ift hier nun nicht

der Platz, auf diefen Gegenftand näher einzugehen, da hierüber einesteils fchon in Teil I, Band 1, erfte Hälfte (Abt. 1 : Die Technik der wichtigeren Bauftofife) diefes »Handbuches« verhandelt worden ift, anderenteils dazu Veranlaffung bei der Be-fprechung der einzelnen Konftruktionen vorliegt. Wir können uns daher hier mit allgemeinen Andeutungen begnügen.

Für die Wahl des Bindemittels kommen namentlich in Betracht: Beanfpruchungen durch die Konftruktion, Einflüße von Witterung, Feuchtigkeit, Temperatur und Benutzung des Bauwerkes, Einwirkung von Naturereigniffen und benachbarten Nutzanlagen.

War es bei den chemifchen Mörteln im allgemeinen notwendig, die Steinflächen zu näffen, fo ift das Umgekehrte bei den mechanifchen Mörteln der Fall. Es find diefelben in zwei Gattungen zu fcheiden: in folche, die aus dem halb fliiffigen Zuftande infolge Austrocknens der mechanifch beigemengten Flüffigkeit in den feften übergehen (Lehm, Schamotte etc.), und in folche, die gefchmolzen werden und durch Abkühlung erftarren (Afphalt, Blei, Schwefel etc.). Bei den erfteren würde das Näffen der Steine, ebenfo wie eine zu grofse Feuchtigkeit des Mörtels (er braucht nur mit der Kelle verarbeitet und in die Fugen gebracht werden zu können) den ErhärtungsVorgang nur verzögern und ein ftärkeres Schwinden und damit vermehrtes Setzen des Mauerwerkes verurfachen. Bei den letzteren würde dagegen vorhandene Feuchtigkeit fogar fchädlich (Verhinderung der Adhäfion) und unter Umftänden (bei Blei) auch gefährlich für den Arbeiter werden können. Bei diefen Bindemitteln ift es daher angezeigt, die Steinflächen vor Feuchtigkeit zu fchtitzen und etwa vorhandene durch Austrocknen zu befeitigen.

Für Lehm, Schamotte u. dergl. Mörtel gelten bezüglich der zu verwendenden Mörtelmenge und der Fugendicke diefelben Grundfätze, wie bei den chemifchen Mörteln; es ift diefelbe nach Möglichkeit einzufchränken. Für die zu fchmelzenden Bindemittel laffen fleh in diefer Beziehung keine allgemeinen Regeln aufftellen.

Trockene oder Feldmauern werden mit Hilfe von Moos und Erde hergeftellt. Da es fich hierbei nur um Ausfüllung der Zwifchenräume und fefte Lagerung der Steine handelt, fo mufs das Bindemittel trocken zur Anwendung gelangen, damit ein fpäteres Schwinden und Setzen ausgefchloffen ift. Unter Trockenheit ift aber bei Erde nicht ftaubartige Befchaffenheit derfelben zu verftehen ; fondera fie mufs etwas, knetbar fein und fich noch gut in den Zwifchenräumen durch Klopfen und Stampfen zufammenpreffen laffen, wozu bei geeignetem Material nur geringe Feuchtigkeit notwendig ift.

Die richtige Wahl eines Bindemittels für einen gegebenen Fall kann für den

Werden Bauteile ftark auf Zug oder Druck in Anfpruch genommen, fo mufs ein Mörtel gewählt werden, der rafch eine eigene grofse Fertigkeit erlangt (z. B. Portlandzement, während bei anderen, weniger beanfpruchten Teilen ein Mörtel von geringerer Fertigkeit oder ein folcher, der erft langfam feft wird (z. B. Luftkalkmörtel), genügen kann. Aehnlich verhält es fich, wenn bei Mauerkörpern ftarkes Setzen zuläffig ift oder nicht (in letzterem Falle wird man einen rafch erhärtenden, nicht fchwindenden Mörtel verwenden miiffen), oder wenn Erfchütterungen durch Naturereigniffe oder benachbarte Nutzanlagen zu erwarten find oder nicht. Häufig wiederkehrende Erfchütterungen können unter Umftänden einen elartifchen Mörtel zweckmäfsig erfcheinen laffen (z. B. Afphaltbeton für Gründung von Dampfmafchinen, Dampfhämmern etc.). Die

vorausfichtlichen Einflüffe von Witterung und Feuchtigkeit verlangen einen Mörtel von entfprechenden, gewöhnlich einen folchen von hydraulifchen Eigenfchaften. Da, wo Feuchtigkeiten am Durchdringen oder Auffteigen verhindert werden follen, ift ein wafferdichter Mörtel notwendig (Zement, Afphalt). Mauerwerke, die höheren Temperaturen ausgefetzt find, müffen mit einem Mörtel hergeftellt werden, der durch die Hitze nicht zerfetzt wird (Lehm, Schamotte u. a. m.). Räume, in denen alkalifche oder fauere Dämpfe entwickelt werden, zur F'ortleitung oder Aufbewahrung ähnlicher Flüffigkeiten oder von Auswurfftoffen benutzte Kanäle oder Gruben verlangen einen Mörtel, der keine chemifchen Veränderungen durch die genannten Diinfte oder Stoffe erleidet. Andererfeits dürfen Eifen, Blei und andere Metalle, die mit dem Mörtel des Mauerwerkes in Berührung kommen, durch diefen nicht angegriffen werden. Mauern, welche wafferdurchläffig fein follen (Futtermauern), wird man unter Um-ftänden als Trockenmauern aufführen können. Auch die Zufammenfetzung eines und desfelben Mörtels kann je nach dem Orte der Verwendung und der Beanfpru-chung verändert werden. So wird man Mauerkörper, welche fpäterhin ftarke Belaftung erhalten, mit einem magereren Luftmörtel ausführen können, als folche, die nur wenig belaftet werden ; Mauerziegel hat man, des geringeren Eigengewichtes wegen, mit fetterem Luftmörtel zu vermauern, als Quader und dichte Bruchfteine.

b) Verbindung der Steine durch befondere Formung der Fugenflächen.

Zur Verbindung der Steine innerhalb einer Schicht durch befondere Formung der Stofsflächen find namentlich folgende Mittel im Gebrauch: vieleckige Geftaltung der Steine im Grundrifs, fchwalbenfchwanzförmige Ausbildung derfelben, Verfchrän-kung oder Auskröpfung der Stofsfugen und Anwendung von Nut und Feder (Spundung). Die erften beiden Mittel gelangen mehr im Ingenieurbauwefen zur Benutzung, müffen aber der Vollftändigkeit wegen hier mit zur Erörterung kommen und können in befonderen Fällen auch im Hochbau Verwendung finden. Die beiden zuletzt angeführten Formungen der Fugenflächen find mehr im Hochbau gebräuchlich; zum Teile haben fie allerdings auch nicht viel mehr, als gefchichtliche Bedeutung.

Bei all diefen Arten der Formung der Fugenflächen ift es erforderlich, darauf Rückficht zu nehmen, dafs die Kanten der Steine nicht zu fpitzwinkelig ausfallen. Es wird dies um fo notwendiger, je weicher das Steinmaterial ift. Auch empfiehlt es fich immer zur Erfparnis an Koften und Erzielung genauer Arbeit, möglichft einfache Formen zu wählen.

Die vieleckige Grundrifsbildung der Steine ift mit dem Polygonverband von aufgehendem Mauerwerk verwandt. Sie ift namentlich bei der Konftruktion von Leuchttürmen und Brückenpfeilern zur Anwendung gekommen, bei welchen der

Wellenfchlag, bezw. der Eisgang oft fehr bedeutende Schübe ausüben, fo dafs eine befondere Sicherung der Steine geboten erfcheint.

!    In Fig. 2x3 ift als charakteriftifches Beifpiel

j ein Teil einer Schicht eines Leuchtturmunterbaues aus der Bucht von Plymouth mitgeteilt⁴⁶). Der Fugenfchnitt ift hier mit grofsem Verftändnis behandelt. Die aufeinander folgenden Schichten find

95-

Verbindung innerhalb einer Schicht.

96.

Vieleckige

Form

der Steine.

Fig. 213.

Fig. 214.

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98.

Verfchränkung

der

Die Verfchränkung der Stofsfugen befteht darin, dafs die Fugenflächen auf einen Teil ihrer Länge rechtwinkelig ausgekröpft werden, und dafs man in die fo ge-stofsfugen. fchaffenen Winkel die Ecken anderer Steine eingreifen läfst. Diefe Verbindungsweife ift bei vollem Quadermauerwerk zur Anwendung gebracht worden, wie das Beifpiel in Fig. 218 zeigt, welches einen Teil der Umfaffungsmauer des Zeus-Tempels zu Akragas darftellt. Fig. 219 zeigt, wie in dem Beifpiel Fig. 214 durch Anwendung der Verfchränkung die fpitzwinkeligen Kanten fleh befeitigen liefsen.

99.

Verbindung

mittels

Feder u. Nut.

97-

Schwalben-fchwanzformige Bildung der Steine.

durch eiferne Ringdübel verbunden. — Eine umfländlichere, fpitzwinkelige Kanten nicht vermeidende Bildung zeigt das Beifpiel in Fig. 214. Es würde fich diefer Mangel durch die fpäter zu befprechende rechtwinkelige Verfchränkung der Steine vermeiden laffen (ftehe Fig. 219).

Sehr viel wird zur Verbindung von Steinen einer Schicht die fchwalbenfchwanzförmige Geftaltung der Steine in Anwendung gebracht, weniger bei durchgängigem Quadermauerwerk (doch gehört teilweife hierher das Beifpiel in Fig. 214), als bei gemifchtem Mauerwerk mit Quaderverblendung aus Läufern und Bindern. Durch die in ent-fprechende Vertiefungen der Binder eingreifenden Vorfprünge der Läuferenden werden diefe letzteren in ihrer Lage ge-fichert, während die Binder durch die Hintermauerung belaftet und feftgehalten werden (Fig. 215). — Bei zwei-häuptigem Mauerwerk können die Binder zu fehr wirk-famen Ankerfteinen gemacht werden (Fig. 217, bei et). Sind die Binder nicht in einer der Mauerdicke entfprechenden Länge zu befchaffen, fo kann man eine ähnlich kräftige Verankerung durch Stofs zweier oder mehrerer Binder und Verklammerung der inneren Köpfe (Fig. 217, bei U) erzielen. — Die Schwalbenfchwanz-form wird oft auch zum Feftbinden von vor die Mauerfluchten vorfpringenden Architekturteilen benutzt (Fig. 216 4 7).

Fig. 216.

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Fig. 217.

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Fig. 218.

Fig. 219.

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Die Verbindung der Steine durch Nut und Feder kennzeichnet fleh dadurch, dafs in den Mitten der Stofsflächen an einen Stein ein beliebig, aber zweckmäfsig geformter Vorfprung in eine entfprechende Vertiefung des benachbarten Steines ein-

greift. Es ift diefe Verbindungs weife im Grunde von der Verfchränkung und von der fchwalbenfchwanzförmigen Geftaltung nicht wefentlich .verfchieden; fie ift aber

diejenige, welche im Hochbau auch heutzutage noch zumeift angewendet wird, und zwar namentlich zur engeren Verbindung von Abdeckungsplatten von Mauern, von geftofsenen Treppenftufen oder auch zur befferen Sicherung von aufrecht geftellten Sockelplatten etc. (Beifpiele hierfür bieten Fig. 220 a—d,

221 und 222.) Die Griechen befeftigten auf diefe Weife mitunter die Metopen-platten der dorifchen Tempel in den Tri-glyphenblöcken ⁴⁸). Selbftverftändlich kön-

Fig. 220.

Fig. 223.

Fig. 221.

Fig. 222.

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Fig. 224.

nen auch Läufer und Binder in diefer Weife verbunden werden.

Diefes Mittel wird auch zur Dichtung der Fugen von Balkonplatten, Treppenflözen, Abdeckungsplatten oder dergl. verwendet (Fig. 223). Zu demfelben Zwecke wird die Ueberfalzung benutzt (Fig. 224). Diefe kommt ebenfalls bei aufrecht geftellten Platten zur Anwendung. So zeigt Fig. 225 die bei dem Dachreiter der frühgotifchen Kapelle zu Iben in Rheinheffen verwendete Ueberfalzung.

Zur Verbindung der Steine aufeinander folgender Schichten durch befondere Formung der Lagerfugenflächen verwendet man die Verkämmung und auch wieder die Verbindung durch Nut und Feder.

Die Verkämmung der Lagerflächen ift der Verfchränkung der Stofsflächen ganz

Fig. 225.

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Verbindung in aufeinander folgenden Schichten.

Fig. 226.

Fig. 227.

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«) Siehe Teil II, Band i (S. 86, 2. Aufl. S. 1x8) diefes »Handbuches«. Handbuch der Architektur. III. 1. (3. Aufl.)

ähnlich; fie befteht in rechtwinkeligen Auskröpfungen. Ein gutes Beifpiel hierfür bietet das Stylobatgemäuer des Zeus-Tempels zu Akragas (Fig. 226), von dem fchon ein Stück Umfaffungsmauer in Fig. 218 (S. 80) dargeftellt wurde⁴⁹).

Fig. 228.

Fig. 229.

Fig. 230.

Fig. 231.

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Fig. 232.

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Fig- 233.

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Die in Fig. 229 mitgeteilte Verkämmung verhindert nach allen Richtungen hin Verfchiebungen.

In Frankreich werden Backfteine nach demfelben Grundgedanken hergefleht, und zwar in zwei Formen : Brique Robert (Fig. 233) und Bi'ique-blindage (Fig. 230 ⁵⁰).

Fig. 234.

Die Verkämmung der Lagerfugen wird öfters angewendet, um Sockelfteine und Deckplatten von Futtermauern, Stützmauern, Terraffenmauern etc. gegen Ver-fchiebung zu fichera (Fig. 227, 234 u. 235), ebenfo um aufrecht geflehte Platten von Sockelmauern feftzuhalten (Fig. 228).

Die Verbindung der Lagerflächen durch Nut und F'eder wird häufig zur Anwendung gebracht, um frei flehende Kon-ftruktionsteile oder folche, die keine Belaftung erhalten dürfen, gegen eine feitliche Verfchiebung zu fichera, fo z. B. die einzelnen Höhenabteilungen von Galerien oder Baluftraden (Fig. 231) und die Fenftermafswerke (Fig. 232).

Fig. 235.

Ganz ähnlich ift die Zapfenverbindung, welche mitunter zu verwandten Zwecken angewendet wird.

IOI.

Verbindung der Wölbfteine in den Lagerfugen.

Hierher gehören auch die verfchiedenen Verbindungsweifen von Wölbquadern in den Lagerfugen, um fie gegen ein Gleiten zu fichera oder auch um die Widerlagsflärken verringern zu können.

Zu diefem Zwecke werden Verkämmungen, Verhakungen oder Verzahnungen fowie auch die Verbindungen von Nut und Feder, befonders bei den fcheitrechten Bogen, angewendet.

Fig. 236 zeigt die Konftruktion des Sturzes der Mittelthür des römifchen Theaters zu Orange in Südfrankreich. Diefe Konflruktionsweife wurde von den Römern mitunter zur Anwendung gebracht. Fig. 237 fleht die im XVIL und XVIII. Jahrhundert fehr beliebte Umbildung derfelben für den Vollbogen dar. Der konftruktive Wert

Die Benutzung von Nut und Feder für den fcheitrechten Bogen und Vollbogen zeigen Fig. 238 u. 239. Es wird diefe Verbindungsweife auch bei gebrannten Steinen angewendet, fo die Art der Kon-ftruktion in Fig. 238 öfters bei Terrakottabauten in England, 'die Wölbungsweife in Fig. 239 zur Herftellung der Brennkammern von Ziegelöfen. Noch künftlichere Verbindungen diefer Art finden fich an mittelalterlichen Bauwerken Englands und Frankreichs²), fowie an mohammedanifchen Bauten³). — Eine Vereinigung der Verzahnung und der Verbindung durch Nut und Feder bietet Fig. 240⁴). Diefe künftliche Verbindung wird im Aeufseren der fcheitrechten Bogen nicht fichtbar.

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Fig. 239.

Ein ähnliches Mittel, die Zapfenverbindung, verwendeten die Römer, um die

Fig. 241.

Fig. 236.

Fig. 237.

Fig. 238.

diefer Verbindung ift jedoch zweifelhaft. Die Anwendung erfolgte in der Regel, um den An-fchlufs und die Höhe der benachbarten Qua-derfchichten regeln zu können.

Fig. 240.

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Wölbfteine der unteren Teile der Bogen aufeinander feftzuhalten, da diefe ohne Wölbrüfbung ausgeführt wurden, fo am Koloffeum in Rom (Fig. 241 ⁵).

Oefters erfcheint es zweckmäfsig, fowohl die Steine der Schichten unter fich, als auch die Schichten miteinander zu verbinden. Das letztere erfolgt allerdings gewöhnlich durch Hinzuziehen befonderer Hilfsftücke, wie dies z. B. in Fig. 213

102.

Verbindung der Steine in den Stofs- und Lagerflächen.

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103.

Fugen mit Kanälen.

(S. 79) der Fall war. Eine allfeitige Verbindung neben- und übereinander liegender Stücke durch Nut und Feder zeigt das in Fig. 242 abgebildete Stück des fteinernen Geländers der Freitreppe am Stadthaufe in Winterthur. Verbindung aller Steine in den Stofs- und Lagerfugen durch Verfchränkung, bezw. Verkämmung wurde bei dem neuen Eddyftone-Leuchtturm angewendet (Fig. 243 u. 244 5 5).

Ein anderes hier anzuführendes Mittel ift

Fig. 244.

die Einarbeitung von einander entfprechenden dreieckigen oder halbkreisförmigen Nuten in den Lager- oder Stofsflächen oder in allen Fugenflächen der benachbarten Steine, wodurch Kanäle von quadratifchem oder kreisförmigem Quer-fchnitt von 3 bis 10cm Breite gebildet werden, die man mit Zementmörtel oder Zementbeton ausfüllt (Fig. 246).

Zu berückflchtigen ift hier auch die Verbindung der Steine in den Stofsfugen dadurch, dafs man in die Stofsflächen gegenüber liegende Höhlungen (Fig. 245) einarbeitet, welche mittels eines Kanales von oben her mit Zementmörtel oder auch mit Blei ausgefüllt werden.

Vom neuen Leuchtturm zu Eddyftone⁵⁵). böO w. Gr.

Fig. 245.

Fig. 246.

II

c) Verbindung der Steine durch befondere Hilfsftücke.

Die Verbindung der Steine mittels befonderer Formung der Fugenflächen ift zwar in den meiften Fällen geeignet, die ficherften und dauerhafteften Ergebniffe zu liefern ; fie ift aber immer koftfpielig, nicht nur wegen des infolge des Ineinandergreifens der Steine erforderlichen gröfseren Materialaufwandes, fondern auch wegen der oft umftändlichen und fehr genau auszuführenden Bearbeitung der Flächen und der fchwierigen Verfetzung der Steine. Bei nicht ganz genauer Arbeit wird der beabflchtigte Zweck entweder ungenügend oder gar nicht erreicht. Deswegen bedient man fleh viel häufiger der billigeren und bequemer anzuwendenden Verbindung durch befondere Hilfsftücke, die allerdings oft, wegen 'der Vergänglichkeit der verwendeten Materialien und der mit denfelben für die Konftruktion verknüpften Gefahren befondere Vorfichtsmafsregeln erforderlich machen. Diefe Bemerkung bezieht fleh auf das fo oft zur Anwendung gelangende Eifen und auch auf das Holz.

Die Hilfsftücke können nämlich aus Stein, Holz und Metallen hergeftellt werden. Unter den letzteren kommen zur Verwendung Kupfer, Bronze, Meffing, Blei und vor allen Dingen das Eifen, als das billigfte. Holz ift bekanntlich unter wechfelnder Trockenheit und Feuchtigkeit von geringer Dauer; durch Einwirkung von Feuchtigkeit quillt es an und kann die verbundenen Steine zerfprengen. Das Eifen roftet rafch, befonders unter Einwirkung von Näffe und Kalk- und Gipsmörtel, dehnt fleh dabei aus und kann infolgedeffen auch die Konftruktion en zerftören.

Verhütung diefer Gefahren zu ergreifenden Mafsregeln follen fpäter befprochen werden.

Zur Verbindung der Steine in einer Schicht werden namentlich die Verklammerungen und Verankerungen verwendet. Bei den erfteren greift das Hilfsftück in der Regel nur über eine Stofsfuge hinweg, während bei den letzteren eine gröfsere Anzahl von Stofsfugen überfprungen werden.

Die Klammern kommen hauptfächlich in zweierlei Geftalt in Anwendung : in der doppelt fchwalbenfchwanzförmigen Geftalt (Fig. 249) und als prismatifcher Stab mit umgebogenen Enden (Fig. 250). Die erfte Form wird entweder von einem feften

und zähen Stein (Granit,

Grünftein, Marmor) oder von Metall hergeftellt.

Nach Ch. Normand⁵⁶) find beim Pantheon in Rom doppelt fchwalbenfchwanzförmige Klammern aus Bronze von 280mm Länge, 130 mm Breite und 22ram Dicke zur Verwendung gekom-und Rondelet⁵⁷) teilt mit, dafs beim Abbruch eines Teiles der äufseren Umfaffungsmauern des Forum des Nerva in Rom aufserordentlich gut erhaltene Schwalbenfchwänze aus hartem Holz gefunden wurden.

Die zweite, bei weitem häufiger vorkommende Form der Klammer wird nur in Metall ausgeführt, und

I04.

Hilfsftücke.

Die zur

105.

Verbindungen in einer Schicht.

Fig. 247.

Fig. 249.

Fig. 248. ä

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Fig. 250.

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Fig. 251.

⁵⁶) In: EJfaifür l'exißence d’une architecture métallique antique. Encyclopédie d'arch. 1883, S 75.

⁵0 In: Theoretifch-praktifche Anleitung zur Kunft zu bauen. Band 2. Aus dem Franzöfifchen von C. H. Distelbarth. Leipzig und Darmftadt 1834. S. 27.

Fig. 252.

zwar gewöhnlich in Gufs- oder beffer in Schmiedeeifen. Man nennt folche Klammern Steinklammern, zur Unterfcheidung von den ähnlich geformten Holzklammern, welche aber fpitze Füfse haben und in das Holz eingefchlagen werden. Die Steinklammern werden um ihre Dicke in den oberen Lagerflächen der Steine eingelaffen. Die umgebogenen, 25 bis 40 Klammerfüfse oder Pratzen, greifen in entfprechend tiefe und gröfsere Löcher ein, welche fleh nach aufsen etwas erweitern r um das Herausziehen derfelben zu er-fchweren (Fig. 247). Der Raum um diefelben wird mit einem zweckentfprechenden Material (Blei, Schwefel, Gips, Zement, Afphalt, Steinkitt) feft ausgefüllt, worüber weiter unten das Nötige mitgeteilt werden wird. Die Länge und Stärke der Klammern haben fleh einesteils nach der Gröfse der zu verbindenden Steine zu richten, anderenteils nach der Fettigkeit des Steinmaterials, nach welcher zu beurteilen ift, wie weit von den Fugen entfernt man die Klammerlöcher anbringen kann; hiernach kann diefes Mafs 5 bis 20cm betragen.

Zu den fchmiedeeifernen Steinklammern wird Quadrat- oder Flacheifen verwendet; die umgebogenen Enden werden durch Stauchen verdickt. Bei Verwendung von

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langen und gewöhnlich aufgehauenen Enden, die

Flacheifen liegt in der Regel die Klammer mit der flachen Seite auf dem Stein. Bleiben jedoch die Klammmern äufserlich Achtbar, wie bei der Verbindung von Mauerabdeckungsplatten, fo ift es zweckmäfsiger, diefelben hochkantig zu ftellen, um fie dadurch vor der Einwirkung der Atmofphäre und vor Entwendung beffer zu fchützen (Fig. 248).

Dasfelbe kann auch mit den fchwalbenfchwanzförmigen Klammern gefchehen (Fig. 252).

Griechen und manche andere alte Völker verwendeten bei

Fig. 253.

ihren Quaderbauten vielfach verfchiedenartig geformte Metallklam-

Fig- 254.

mern

58).

Klammern, welche vom oberen Lager eines aufrecht geflehten längeren Werkftückes (z. B. von einem Fenfter- oder Thürgewände) in das benachbarte Mauerwerk greifen, um den fehlenden Verband zu erfetzen, nennt man Stichklammern.

In befonderen P'ällen werden die Steinklammern

Fig- 255.

Fig. 256.

Fig. 257.

mit gegabelten oder auch mit entgegengefetzt umgebogenen Enden verfehen. Das erftere wird angewendet, wenn durch eine Klammer mehr als zwei Steine verbunden werden follen, das letztere, wenn Quader mit einer Hintermauerung von Ziegeln oder Bruch-fteinen in Verbindung zu bringen find. Das aufwärts gebogene Ende läfst man in die Fugen der Hintermauerung eingreifen (Fig. 251).

Bei Herftellung der Hohlmauern aus Ziegeln bedienen fleh die Engländer häufig in der in Fig. 261 dargeftellten Weife einer der in Fig. 253 bis 260 abgebildeten Klammerformen Gufs- oder Schmiedeeifen. Auch in Deutfchland werden jetzt Klammern zu

Fig. 258.

Fig. 259.

Fig. 260.

aus

diefem Zwecke verwendet⁵⁹), die man wohl auch aus Draht herftelltu0).

58} Siehe hierüber Teil II, Band i (S. 57 [2- Aufl. S. 77]) und Band 2 (S. 132) diefes «Handbuches«. ⁵⁹) Vergl.: Centralbl. d. Bauverw. 1890, S. 455.

5°) Ebenda!. 1892, S. 486.

Bei Hintermauerung' von Quaderverblendungen, fowie bei Mauerwerk aus kleinftückigem Material kommen auch die eigentlichen Verankerungen in Anwendung. Die Anker find entweder ähnlich gehaltet wie die Klammern, d. h. bei gröfserer Länge mit umgebogenen Enden ver-fehen, oder fie find wie die Balkenanker gebildet, d. h. fie haben Splinte, die in lotrechter Stellung durch Oefen am Ende der Eifenftangen gefleckt werden.

Fig. 261.

Die erftere Art wird von Rankineül) als Reifeifenverband bezeichnet und mitunter bei Ziegelmauerwerk angewendet, um die Zugfeftigkeit in der Längenrichtung zu vermehren. Die Flacheifenftangen follen in ihren Stöfsen abwechfeln, an den Enden um ca. 5 cm nach abwärts gebogen fein und brauchen als Querfchnitts-fläche nicht mehr als ^300 des Mauerquerfchnittes zu haben.

Nach H. Müller ⁶²) werden zum Reifeifenverband gewöhnlich Bandeifen von 2 mm Dicke und 42 mm Breite verwendet, die im Handel in Längen von ca. 8,20 bis 8,20 m zu haben find. Sie werden in die Lagerflächen der Backfteinfchichten zu mehreren nebeneinander gelegt, und zwar fo, dafs fle auf keine in der Längenrichtung laufenden Stofsfugen treffen. An den Enden werden die Bandeifen um den letzten Stein herum bis zum zweiten oder dritten Stein vorher zurückgebogen. Durch die Einwirkung des Kalkmörtels werden die Bandeifenftreifen zwar nach und nach zerftört; inzwifchen ift aber die Fettigkeit des Mörtels felbft eine bedeutende geworden.

Brunei hat durch Verfuche die grofse Wirkfamkeit des Reifeifenverbandes nachgewiefen⁶³). Er fchreibt den Zuwachs an Fettigkeit der Adhälion des Zement- oder Kalkmörtels an der Oberfläche des Eifens zu, wonach eine gröfsere Anzahl von fchwachen Bändern zu befferen Ergebniffen führen würde, als eine kleinere Zahl ftärkerer. An Stelle von Eifen verwendete Brunei auch dünne Holzlatten. Er weift übrigens auch auf die Gefahren hin, die durch die Roftbildung des Eifens für Fundamente aus poröfen Ziegeln fleh ergeben ⁶⁴).

Die Anker mit Splinten haben folche entweder nur an einem Ende (Fig. 262) oder an beiden Enden. Der Splint befteht aus Flacheifen, deffen Breite in die Längsrichtung des Ankers genommen wird, oder aus Quadrat- oder Rundeifen. Die Oefe wird entweder durch Verdrehen (Kröpfen) und Umbiegen des Flacheifens gebildet (Fig. 262), oder durch Umbiegen des Endes und Durchlochung (Fig. 263), oder durch Ausfchmieden eines Ringes (Fig. 264).

Die Verankerungen werden mitunter auch fo ausgeführt, dafs der Anker an dem einen Ende einen Splint hat, während er mit dem anderen umgebogenen Ende in das Loch einer in der Längsrichtung der Mauer laufenden Eifenfchiene greift, welche denfelben Dienft auch noch anderen Ankern leiftet.

Fig. 265 zeigt die Anwendung diefer Verbindungs weife beim Wiederherftellungs-bau des Schloffes Saint-Germain bei Paris ⁶⁵).

Anzuführen find hier auch die Verankerungen mit langen Eifenfchienen, an welchen in Abftänden Zapfen befeftigt find, die in die Steine eingreifen. Bei diefen und ähnlichen Konftruktionen find die Gefahren zu berückfichtigen, die, aufser durch das Roften, auch durch die Ausdehnung und Zufammen-ziehung der langen Eifenfchienen bei Temperaturänderungen für das Mauerwerk erwachfen können.

Sehr ausgedehnte Verankerungen kommen bei folchen Gebäuden zur Anwendung, welche gegen die Wirkungen von Erdbeben oder Bodenfenkungen gefchützt werden follen. Ueber die befonderen Konftruktionen zu diefem Zwecke findet fich das Nähere in Teil III, Band 6 diefes »Handbuches« (Abt. V, Abfchn. 1, Kap. 3: Sicherungen gegen die Wirkung von Bodenfenkungen und Erderfchütterungen). Ver-

⁶¹)    Handbuch der Bauingenieurkunft. Ueberfetzt von F. Kreuter. Wien 1880. S. 432.

⁶²)    In : Die Maurerkunft. 3. Aufl. Leipzig 1879. S. 306.

⁶³)    Nach: Allg. Bauz. 1838, S. 137.

61) Ein Beifpiel einer Gründung mit Bandeifeneinlagen auf nachgiebigem Boden findet fich in: Centralbl. d. Bauverw.

1898, S. 237.

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ankerungen zur Verftärkung der Fettigkeit der Mauern werden auch im nächften Bande,

Heft I (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. 11) diefes »Handbuches« befprochen werden.

106.

Verbindung

aufeinander

folgender

Schichten.

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Fig. 263.

Fig. 264.

Die Verbindung der Steine aufeinander folgender Schichten erfolgt durch prismatifch, cylindrifch oder doppelt fchwalbenfchwanzförmig geftaltete Stücke von Stein, Holz oder Metall, welche in beide Lagerflächen auf angemeffene Tiefe eingreifen, durch die fog. Dübel oder Dollen⁶⁶).

Die fteinernen Dübel werden nur da angewendet, wo die Gröfse der Quader dies geftattet; fle find im Querfchnitt quadratifch und erhalten eine Länge, die etwa dem fünften Teile der Höhe der zu verbindenden Quader entfpricht, während die Breite etwa ebenfo grofs bis zwei Drittel davon gemacht wird. Der dazu verwendete Stein mufs fehr feft und zähe fein. Sie werden häufig in das obere Lager der unteren Schicht genau paffend mit Zement eingefetzt, während das Loch im unteren Lager der oberen Schicht grofs genug fein mufs, um ein bequemes Verfetzen zu ermöglichen. Der Zwifchenraum wird in der fpäter zu befchreibenden Weife mit Zement ausgegoffen. Für das Vergiefsen ift es beffer, umgekehrt zu verfahren und den Dübel im unteren Lager des oberen Steines zu befeftigen. Es gilt dies auch für die Dübel aus anderen Stoffen.

Die hölzernen Dübel find ähnlich geftaltet, wie die fteinernen und von ähnlicher Gröfse. Sie müffen von möglichft trockenem, feftem, zähem und dauerhaftem Holz (Eiche, Cypreffe, Olive) hergeftellt werden. Die Fugen füllt man mit Sand oder Harzkitt aus. Von den Griechen find hölzerne Dübel bei den Tempelbauten vielfach verwendet worden.

Die metallenen Dübel (am beften von Bronze oder Kupfer, am häufigften von Eifen) werden ähnlich wie die fteinernen verfetzt, erhalten eine Länge, die auch für

die gröfsten Quader mit ca. 15cm genügend, gewöhnlich aber mit 8 bis 10cm hinlänglich grofs ift, und eine Dicke von 2,5 bis 5,o cm. Die beiden Enden werden nach entgegengefetzter Richtung aufgehauen. In den Löchern werden fie mit den fchon für die Klammern angegebenen Mitteln vergoffen.

Fig. 266.

Fig. 267.

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Es ift hier noch anzuführen, dafs man die Metalldübel, und zwar gewöhnlich in doppelt fchwalbenfchwanzförmiger Geftalt (wie Fig. 252, S. 85), auch zur Verbindung der Stofsfugen aufrecht geftellter Platten benutzt (Fig. 266), bei denen eine Klammerver-gjf bindung im oberen Lager eine Bewegung im unteren Teile nicht verhindern könnte, wie fie z. B. durch Gefrieren von eingedrungenem Waffer oft verurfacht wird. Ebenfo verwendet man zur ;ijf-Verbindung der Stofsfugen von Deckplatten mitunter Steindübel (Fig. 267), um feitliche Verfchiebungen zu verhindern. Eine befondere Fugengeftaltung für diefen Zweck (Fig. 220, S. 81) ift allerdings koftfpieliger, aber auch ficherer, da die Dübel bei ftärkeren Steinen nicht in der ganzen Höhe der Stofsflächen ausgeführt werden.

107.

Verbindung

der

Wölbfteine.

Zur Verbindung der Wölbfteine in den Lagerfugen bedient man fleh mitunter auch der Dübel, ausnahmsweife der Klammern. Die Dübel werden auch zu diefem Zwecke aus Stein, Holz oder Metall angefertigt.

Beim Bau der Blackfriars-Brücke in London hat man fich beifpielsweife würfelförmiger Steindübel

bedient.

Die mittelalterlichen Bogen im Hofe des alten Poftgebäudes zu Bafel waren in fämtlichen Steinen durch eiferne, in Blei vergoffene Dübel von ca. 9 cm Länge und 9 ft⁰¹¹¹ Querfchnitt verbunden, fo dafs deren Abbruch, der wegen des Wiederaufbaues derfelben forgfältig gefchehen mufste, die gröfsten Schwierigkeiten verurfachte ⁶⁷).

Die Gewölberippen der Marien-Kirche in Stuttgart wurden durch Bleidübel verbunden. Es wurde hier Blei gewählt, um bei der allmählich fortfehreitenden Belaftung während des Baues die Rippen etwas

biegfain zu haben, wurden auch die Rippenfugen mit Bleigufs ausgefüllt ⁶⁸).

Aus demfelben Grunde

Fig. 268.

Die Dübel müffen fenkrecht zu den Lagerfugen geftellt werden (Fig. 268 a). Bei fcheitrechten Bogen kommen auch Z-förmige Klammern zur Verwendung (Fig. 268 à).

Die Verankerungen von Gewölben zur Verminderung oder Aufhebung des Schubes derfelben werden im nächften Bande, Heft 3 diefes

»Handbuches« (bei den Gewölben) zur Befprechung gelangen.

108.

Verbindung in den Stofsund

Lagerfugen.

Zur Verhinderung der Verfchiebung von Steinen fowohl neben-, als übereinander werden die befprochenen Hilfsftücke in den Lager- und Stofsfugen gleichzeitig zur Anwendung gebracht.

Sehr ausgiebigen Gebrauch in diefer Beziehung haben u. a. die Griechen bei der Herftellung ihrer Tempel gemacht, dabei aber von der Verwendung eines Mörtels abgefehen.

®‘) Siehe: Deutfehes Baugwksbl. 1882, S. 115. ⁶⁸) Siehe: Deutfche Bauz. 1880, S. 554.

go

Fig. 269.

OM

Ebenfo kommen die Verbindungen durch befondere Formung der Fugenflächen und durch Hilfsftücke vereinigt, in äufserft ausgedehntem Mafse beim Bau der Leuchttiirme zur Anwendung⁶).

Daly⁷) macht von ägyptifchen Mauern Mitteilung, die er in Denderah, am fog. Hypaithraltempel von Philä und a. a. O. gefunden hat und welche in fehr bemerkenswerter Weife die vereinigte Verwendung von Mörtelkanälen und Schwalbenfchwänzen (wahrfcheinlich wie fonft aus Sykornorenholz) zur Herflellung einer allfeitigen Unverfchieb-lichkeit der auf das genauefte, mit ganz fcharfen Fugen bearbeiteten Quader zeigen. Fig. 269 ftellt einen Teil einer folchen Konftruktion dar. Die Quader haben in den oberen und unteren Lagerflächen, ebenfo in den Stofsflächen, Kanäle, die mit ausgezeichnetem Mörtel ausgefüllt waren. Aufserdem griffen über die Stofsfugen die fchon erwähnten Schwalbenfchwänze.

109.

Befeftigung

der

Die für die Hilfsftücke in die Fugenflächen einzuarbeitenden Löcher können nicht derartig hergeftellt werden, dafs fie ganz dicht an erftere anfchliefsen. Ein Hilfsftücke. Herausziehen derfelben bleibt alfo möglich. Man macht deshalb die Löcher von vornherein etwas gröfser und fo grofs, dafs man fie nach dem Einbringen der Hilfsftücke bequem und ficher mit einem zweckentfprechenden Material ausfüllen kann. Man verwendet dazu, wie fchon erwähnt, bei fteinernen Hilfsftücken Zementmörtel; bei folchen von Holz in trockener Lage Sand und dort, wo fich Zutritt von Feuchtigkeit erwarten läfst, Harzkitt; bei Hilfsftücken von Metall Blei, Kitt, Zement, Schwefel, Gips, Afphalt. Eifenklammern kann man aufserdem noch dadurch zum feften Anfchlufs an die Steine bringen, dafs man fie vor dem Einfetzen erhitzt; beim Erkalten ziehen fie fich zufammen und preffen hierdurch die zu verbindenden Stücke aneinander.

Das Blei ift zwar teuer, aber zu dem angegebenen Zweck vorzüglich geeignet. Es wird gefchmolzen und in das vorher forgfältigft zu trocknende Loch um das Metallftück gegoffen. Beim Erkalten zieht es fich zufammen, legt fich infolge -deffen feft an die Klammerfüfse oder Dübel an, löft fich aber gleichzeitig vom Steine los. Damit die fo entftehenden Hohlräume nicht verbleiben, mufs das Blei mittels eines Stemmeifens nachgekeilt werden. Diefe letztere nicht zu verfäumende Arbeit läfst das Blei nur da anwendbar erfcheinen, wo man diefelbe auch ausführen kann, alfo nur bei Klammern und an einem der Dübelenden.. Sie müfste alfo beim zweiten Dübelende unterlaffen werden, weil diefes nur durch einen Gufskanal nach dem Ver-fetzen des zweiten Steines umfüllt werden kann. Die vorgefchlagene Füllung der fich bildenden Höhlungen mit Zement ift nicht zu empfehlen, weil nach neueren Erfahrungen Zement und Kalk bei Zutritt von Feuchtigkeit und Luft rafch zerfetzend auf das Blei einwirken follen.

Von den Kitten kommen zur Anwendung Roftkitte (Gemenge von Kalk, Zement oder Gips mit Eifenfeilfpänen), Harzkitte (hergeftellt aus Pech, Schwefel und feinem Quarzfand oder Ziegelmehl) und Oelkitte (z. B. bereitet aus Bleiglätte, Kalkhydrat und Leinölfirnis). Die Kitte find zum Teile recht gut, oft auch teuer und können meift, wie das Blei,. nur da angewendet werden, wo man fie feft in die Löcher eindrücken kann.

Sehr gut bewährt hat fich der Portlandzement, namentlich für die Befeftigung von Eifen in Stein. Unter der Umhüllung von dichtem Zementmörtel roftet das

Eifen anfänglich nur fehr wenig, wird aber durch diefelbe vor dem weiteren Roften gefchützt. Um gute Erfolge zu erzielen, mufs man dem Zement die nötige Zeit und Ruhe zur völligen Erhärtung laffen; man darf ihn aber auch nicht ohne Sand-zufatz verwenden, da fonft erhebliche Gefahren für die Konflruktionen entliehen können ⁸).

Den Schwefel, der fich fehr bequem an allen Stellen anwenden läfst, fehr rafch feft wird und aufserordentlich wetterbeftändig ift, betrachtet man trotzdem für die Befeftigung von Eifen mit einem gewiffen Mifstrauen, weil fich unter Einwirkung der Luft Schwefeleifen bilden, infolge der dabei eintretenden Volumvermehrung die Steine auseinander treiben und aufserdem diefelben auch braunrot färben foll.

Es wird zur Verhütung diefer Uebelftände empfohlen, bei der Anwendung von Schwefel denfelben weit über den Schmelzpunkt zu erhitzen, bis er eine tiefbraune Farbe annimmt. Zweckmäfsig ift es, Stein und Eifen vor dem Vergiefsen etwas zu erwärmen. Zur Befeftigung von Eifen in Stein hat fich auch das Verfahren bewährt, ein Gemenge von Schwefel und Eifenfeilfpänen mit Effig zu übergiefsen, wodurch fich eine fich felbft erhitzende Maffe ergibt, welche fich zum Vergiefsen eignet und nach dem Erkalten hart wird.

Der Gips ift ebenfalls fehr bequem zu verwenden und wird auch fehr rafch feft, ift aber nicht wetter- und wafferbeftändig und daher nur im Trockenen brauchbar. Aber auch da befördert er beim Eifen die Roftbildung, fo dafs er jedenfalls nur dann benutzt werden follte, wenn auf grofse Dauerhaftigkeit der Verbindung kein befonderer Wert gelegt wird.

Afphalt fchützt zwar das Eifen vortrefflich, bekommt aber zu wenig eigene Fettigkeit, um Bewegungen der Verbindungsftücke zu verhindern. Er ift deswegen auch nur dort anzuwenden, wo die Einwirkung von Kräften und, da er leicht fchmelz-bar ift, auch die von Hitze ausgefchloffen ift.

no.

Vorfichts

mafsregeln.

Die leichte Vergänglichkeit von Holz und Eifen, ebenfo die Gefahr, welche durch die Volumvergröfserung diefer Materialien beim Quellen, bezw. Roften herbeigeführt wird, machen befondere Vorfichtsmafsregeln bei Verwendung derfelben notwendig. Es erftrecken fich diefe auf den Ort der Verwendung und auf die Behandlung der Oberflächen der Verbindungsftücke.

Holz fowohl, als Eifen füllten nur an folchen Stellen zur Anwendung gelangen, wo fie den Einwirkungen der Luft und der Feuchtigkeit entzogen find, alfo an vorausfichtlich trocken bleibenden Orten und möglichft tief in den Mauern. Aber auch da find die betreffenden Konftruktionsteile den Einwirkungen der Mörtelfeuchtigkeit ausgefetzt, bis diefelbe, was oft recht lange dauert, verdunftet ift. (Der trocken gewordene Mörtel wird weiterhin dann fchützend wirken.) Es ift demnach in allen Fällen angezeigt, die Oberfläche der Holz- und Eifenftücke weniger empfindlich zu machen.

Bei Holz, welches vor der Verwendung fchon ganz trocken fein follte, ift tüchtiges Auskochen zu empfehlen, desgleichen Tränken mit heifsem Leinölfirnis.

ver-

Für den Schutz des Eifens kommen mannigfaltige Mittel in Anwendung. Solche Schutzmittel find: Eintauchen der noch heifsen Eifenftücke in Schmiedepech oder Oelfirnis; beffer Ueberzug mit heifsem Afphalt; Anftrich mit Afphaltlack;

fchiedene Metallüberzüge. Die letzteren find im allgemeinen das empfehlenswertefte Schutzmittel. Unter ihnen ift am betten, allerdings auch am teuerften, das Verkupfern oder Verbleien. Häufiger wird das Verzinnen oder Verzinken angewendet, und zwar ift das letztere dem erfteren entfchieden vorzuziehen, weil die geringfte Verletzung oder Unvollftändigkeit des Zinnüberzuges das Rotten geradezu befördert.

Litteratur.

Bücher über »Konftruktionselemente in Stein« und »Mauerwerkskunde«, fowie über »Steinhauerarbeit«

und »Steinfchnitt«.

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III. Teil, i. Abteilung: KONSTRUKTIONSELEMENTE.

2. Ablchnitt.

¹

9) Siehe ebendaf., S. 52 (2. Aufl. S. 72).

5u) Nach: La femaine des conft., Jahrg. 3, S. 380.

²

)    Siehe: Gwilt, J. An encyclopedia of architecture. London 1876. S. 568.

³

)    Vergl. : Teil II, Band 3, zweite Hälfte (Art. 32, S. 38 [2. Aufl. S. 40]) diefes »Handbuches«.

⁴

⁶³) Nach: Ringleb, A. Lehrbuch des Steinfchnittes etc. Berlin 1844. Taf. 21.

⁵

⁵*) Nach: Choisy, A. Vart de bâtir chez les Romains. Paris 1873. S. 127.

⁶

) Ein lehrreiches Beifpiel hierfür bietet : The Chickens rock lighthoufe. Engineer, Bd. 47, S. 356.

⁷

IO) In: Revue gên. de Varch. 1882, S. 51.

⁸

Ueber die durch Zementmörtel am Stefans-Dom in Wien verurfachten Zerllörungen vergl. : Centralbl. d. Bauverw. 1889, S. 16. — Wochfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1889, S. 126. — Baugwksztg. 1889, S. 22, 90, 221, 543. — Thonind.-Zeitg. 1890, S. 486.

Konftruktionselemente in Holz.

Von Dr. F. Heinzerling.

i. Kapitel.

Holzverbände.

III.

Zweck.

Der Holzverband bezweckt diejenige Verbindung von Balken, Bohlen und Brettern, welche die Herftellung der vetTchiedenen Holzkonftruktionen eines Bauwerkes aus dem Gebiete des Hochbaues erfordert. Das von Nadelhölzern oder Laubhölzern gewonnene Bauholz wird im Hochbau als Rundholz, Kantholz und Schnittholz verarbeitet. Das ftärkfte Rundholz hat 35 bis 45cm Zopfftärke bei 10 bis 16m Länge. Das meift durch Zerfägen, feiten durch Befchlagen gewonnene Kantholz kommt, je nachdem der Stamm nur ein Kantholz liefert oder in 2, 4 oder 6 Kanthölzer zerlegt wird, als Ganzholz, Halbholz, Kreuzholz und Sechftelholz vor und erhält Querfchnittsabmeffungen von 10 bis höchftens 40cm und Längen von 10 bis höchftens 15m. Das Schnittholz kommt teils als Bohlen in Stärken von

und mit Längen von 3,00 bis 5,oo, höchftens

cm

cm

5 bis 10 cm, mit Breiten von 25 bis 40 7,50 m, teils als Bretter in Stärken von 1,5 bis 4,5 cm, mit Breiten von 15 bis 25

und mit Längen von 3,00 bis 4,5 0 , höchftens 6,00 m, teils als Schrothölzer und als Latten zur Anwendung.

Wo diefe Abmeffungen zu Hochbaukonftruktionen von gröfserer Ausdehnung nicht ausreichen, bezweckt der Holzverband zur Herftellung der erforderlichen Längen-, Breiten- und Stärkenmafse zunächft:

a)    die Verlängerung der Verbandftücke in wagrechter, lotrechter oder geneigter Richtung,

b)    die Verbreiterung der Verbandftücke nach einer diefer Richtungen, oder

c)    die Verftärkung der Verbandftücke durch Verbindung derfelben in der Richtung ihrer Dicke.

Wo ferner die Hochbaukonftruktionen das Zufammenfetzen von Verbandftücken unter rechtem, fpitzem oder ftumpfem Winkel, alfo eine Winkelverbindung erfordern, bezweckt der Holzverband entweder:

d)    den Winkelverband in einer Ebene, oder

e)    den Winkelverband in zwei oder in mehreren parallelen

Ebenen.

Nach jedem vorliegenden befonderen Bedürfniffe bezweckt der Holzverband eine Verbindung nach einer Richtung, nach zwei oder nach drei zu einander

fenkrechten Richtungen, wovon jede der erlten beiden Verbindungen eine verhältnis-mäfsig feite und nur die letztere eine vollkommen feite Verbindung ift.

112.

Verbindungs

weife.

i*3-

Grundformen der Fuge.

Jede Vereinigung zweier hölzerner Verbandftücke wird durch die dem jeweiligen Zwecke entfprechende Form ihrer Berührungsflächen oder Fugen, und zwar — je nachdem nur eine Verbindung oder eine Beteiligung derfelben nötig ift — ohne oder mit Anwendung befonderer hölzerner oder eiferner Befeftigungsmittel bewirkt. Sowohl die Form der Fuge, als auch die Form und Lage des Befeftigungsmittels hängen von der Fettigkeit und der eigentümlichen Faferllruktur des Holzes ab. Während Zug- und Druckfeftigkeit des Holzes nicht wefentlich verfchieden find, da letztere zwifchen etwa ³ji bis ⁷/s der erfteren fchwankt, fo ift die Schubfeftigkeit desfelben fehr verfchieden, je nachdem die Schubkraft parallel oder fenkrecht zur Richtung der Fafern wirkt, da die erftere nur zu etwa ²/î der letzteren angenommen werden kann. Alle Holzverbände find daher fo anzuordnen, dafs, wo möglich, nur die Druck- oder Zugfeftigkeit des Holzes und feine Schubfeftigkeit fenkrecht zu feiner Faferrichtung zur Wirkung kommen und dafs, wo feine Schubfeftigkeit parallel zu feiner Faferrichtung in Anfpruch genommen werden mufs, Form und Mafs der Fuge der verhältnismäfsig geringeren Leillungsfähigkeit des Holzes vollkommen entfprechen.

Zur Erhöhung ihrer Dauer find die Holzverbände möglichft fo anzuordnen, dafs das Eindringen von Feuchtigkeit in die Fuge, alfo das Entliehen von Fäulnis in derfelben, thunlichft verhütet wird, oder man hat, wo das Eindringen von Näffe nicht zu verhindern ift, diefelben wenigftens fo anzuordnen, dafs die Näffe leicht abziehen kann und die Luft Zutritt hat, um das Austrocknen zu befördern.

Die Form der Fuge mufs ftets das An- oder Ineinanderfügen der Verband-ftticke gellatten; fie ftellt alfo, da die letzteren auf dem umgekehrten Wege auseinander genommen werden können, an und für fich eine Verbindung, nicht aber eine Beteiligung her. Sie reicht für fich nur in den Fällen aus, wo das Verfchieben nach einer oder nach zwei zu einander fenkrechten Richtungen zu vermeiden ift, und gellattet in diefen Fällen, eine Verbindung herzuftellen, welche die Beteiligung der Verbandftücke erfetzt. Zur Verbindung von Balken und Pfählen, als Verbandltücken mit kurzen Fugen, dienen: der Stofs, das Blatt, die Verfatzung, der Zapfen, die Klaue und der Kamm; zur Verbindung von Balken, Pfählen, Bohlen und Brettern, als Verbandltücken mit langen Fugen, dienen: das Säumen der Fugen, der Falz, die Verfchränkung, die Verzahnung, die Spundung, die Verzapfung, die Verzinkung, Nut und Feder und das Anfchäften, welche mit den erftgenannten Verbindungen verwandt, und zwar teils Verlängerungen, teils Wiederholungen derfelben find. Eine Ueberficht über diefe Grundformen der Fuge, worin die verwandten Formen gegenüber geftellt find, gibt die umltehende Tafel.

a) Befeftigungsmittel.

Da die Form der PTige für fich allein nicht ausreicht, um eine Beteiligung der Verbandftücke herzuftellen, fo wendet man hierzu befondere Verbandftücke an, welche nach Mafsgabe der an fie geflehten Anforderungen entweder aus hartem Holz oder aus Eifen, und zwar, je nach der Art ihrer Beanfpruchung, aus Schmiedeeifen, aus Gufseifen oder aus beiden zugleich beftehen.

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Grundformen der Fuge.

Lange Fugen (Bretter und Bohlen).

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XV a

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XXI a

XXII a

XXIII a

XXIV a

XXIV b

Stumpfe Fuge (Säumen)

Schräge Fuge (Meffern)

Fuge auf Gehrung

Falz (Verfalzung)

Verfchränkung

Verzahnung

Keilfpundung

Verzapfung

Nut und Feder

Quadratfpundung

Nuten auf den Grat

Anfchäften

Nut und Feder

Desgl.

Verzinkung

Verdeckte Verzinkung

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Kurze Fugen (Balken).

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Gerader Stofs

Schräger Stofs

Stofs auf Gehrung

Gerades Blatt

Schräges Blatt

Gerades Hakenblatt

Schräges Hakenblatt

Gerade Verfatzung

Schräge Verfatzung

Gebrochene Verfatzung

Einfache Verfatzung

Doppelte Verfatzung

Einfache Klaue

Klaue mit Zapfen im Nefl

Blattzapfen

Schlitz- oder Scherzapfen

Nutzapfen

Keilzapfen

Bruftzapfen

Weifsfchwanzzapfen (mit Keil)

Kreuzzapfen

Einfacher Kamm

Doppelter Kamm

Schwalbenfchwanzkamm

Wei fsfch wanzkamm

Kreuzkamm

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i) Befeftigungsmittel aus Holz.

114.

Dollen.

Die wichtigften hölzernen Befeftigungsmittel find Dollen, Dübel und Federn, Nägel, Keile, Klammern und Lafchen.

a) Die Dollen (fiehe Fig. 274 u. 304) dienen zum Beteiligen von Balken bei ihrer Verlängerung oder Winkelverbindung und beftehen in cylindrifchen oder vier-und mehrfeitig prismatifchen Holzftückchen, welche bezw. die ganze bis halbe und die halbe Dicke der Verbandftücke zur Länge und x/io bis ¹/ö derfelben zur Stärke erhalten. Die Dollen, welche erlt unten, dann oben mit Anwendung von heifsem Teer oder Leim in ihre Sitze feil eingetrieben werden, find aufsen nicht fichtbar.

115-

Dübel.

ß) Die Dübel (fiehe Fig. 322 bis 324 ⁷²) follen das Verfchieben aufeinander gelegter Verbandftücke nach einer Richtung verhindern und beftehen in prismatifchen Holzftücken mit meift quadratifchem oder rechteckigem, bisweilen doppelt fchwalben-fchwanzförmigem Querfchnitt. Sie erhalten die halbe bis ganze Breite ihrer Verbandftücke zur Länge, je nachdem fie verdeckt oder äufserlich fichtbar fein follen, ihre halbe bis viertel Höhe zur Breite und ²/i 0 bis ¹ja diefer Höhe zur Dicke. Um die äufserlich fichtbaren Dübel beim Schwinden der Verbandftücke nachtreiben zu können, erhalten fie vorteilhaft die Form fchlanker Keile.

116.

Nägel.

7) Die Nägel (fiehe Fig. 278, 289, 291, 297, 299 u. 300) dienen zum Beteiligen von übereinander verlegten Verbandftücken und beftehen in vier- bis acht-feitigen prismatifchen Holzftückchen, welche bei einer Stärke von 1 bis 3cm die Höhe beider Verbandftücke zur Länge erhalten und in vorher gebohrte Nagellöcher eingetrieben werden. Durch konifche Erweiterung der Nagellöcher nach aufsen und durch Eintreiben kleiner Keile in die Hirnenden der Nägel laffen fich ihre Enden nach Art verfenkter Nietköpfe verdicken, wodurch die Befeftigung der Verbandftücke nach der Längsachfe der Nägel wefentlich erhöht wird.

1I7 ■ Keile.

5) Die Keile (fiehe Fig. 279, 280 u. 296) kommen als einfache und als doppelte zur Verwendung. Die erfteren dienen teils zum Aneinanderpreffen von Verbandftücken, teils zum Auseinandertreiben von Zapfen und Nägeln innerhalb' ihrer Sitze, die letzteren zum Auseinanderpreffen paralleler Fugen behufs dichteren Anfchluffes der Verbandftücke, wie z. B. bei der Verdübelung von Balken (fiehe

Fig. 324).

Il8.

Klammern.

s) Die Klammern dienen zum Beteiligen nebeneinander befindlicher Verbandftücke und befitzen die Form eines doppelten Schwalbenfchwanzes, welcher verdeckt oder äufserlich fichtbar eingelegt wird, die Hälfte feiner Länge zur Breite und bis ]/3 feiner Breite zur Dicke erhält.

2) Befeftigungsmittel aus Eifen.

Die wichtigften eifernen Befeftigungsmittel find Schrauben, Nägel, Klammern, Schienen, Ringe, Anker und Hängeeifen.

119.

Schrauben.

C) Die Schrauben dienen zum dichten Aneinanderpreffen der Verbandftücke. Bei Balken und ftarken Bohlen wendet man Kopffchrauben (Schraubenbolzen), bei fchwachen Bohlen und Brettern fog. Holzfchrauben an.

a) Die Schraubenbolzen (fiehe Fig. 285, 287 u. 320 bis 330) erhalten Längen und Dicken, welche bezw. der Stärke der Verbandftücke und dem erforderlichen Grade der Zufammenpreffung entfprechen miiffen und in den einzelnen Fällen ver-fchieden find. Ueber die zu wählenden Abmeffungen der Bolzen, Köpfe, Muttern

⁷²) Siehe die Fufsnote 66 auf Seite 88.

und Unterlagsplättchen ift im folgenden Abfchnitt (Kap. i, unter b) das Erforderliche zu finden.

b) Die Holzfchrauben erhalten, je nachdem fie verfenkt werden follen oder nicht, bezw. einen umgekehrt konifchen oder faft halbkugelförmigen Kopf, welcher jederzeit mit einem Einfchnitte zum Einfetzen des Schraubenziehers verfehen ift, und eine fchlank konilche Spindel mit Schraubengängen, welche im Querfchnitt ein rechtwinkeliges, meift gleichfchenkeliges Dreieck zeigen.

rj) Die Nägel (liehe Fig. 271, 277, 310 u. 317) dienen ebenfalls zum Anein-anderpreffen der Verbandftücke, erhalten je nach ihrem befonderen Zwecke fchlanke, keilförmig zulaufende Schäfte mit dreieckigem, rechteckigem oder quadratifchem Querfchnitt oder cylindrifche Schäfte und höhere pyramidenförmige, halbkugelförmige, flache oder konifche Köpfe von quadratifcher, ovaler oder runder Grundform. Hiernach unterfcheidet man die Nägel im engeren Sinne, die Spieker, die Querköpfe, und die gewöhnlich aus ungeglühtem Eifendraht mafchinell hergeftellten Drahtftifte. Die gröfseren Nägel (Leiftnägel), welche zur Befeftigung der gröfseren Verbandftücke dienen und auf befondere Beftellung bis zu 50cm Länge und darüber gefchmiedet werden, find in Längen von 15 bis 30cm im Handel, während die kleineren Nägel, Spieker und Querköpfe, je nachdem fie zum Befeftigen von Bohlen oder Brettern dienen, Längen von 5 bis 15cm und die Drahtftifte Längen von 1 bis 20cm bei 0,25 bis 6,00 mm Schaftdurchmeffer erhalten.

it) Die Klammern (flehe Fig. 270 u. 276) dienen teils zum Zufammenhalten zweier geftofsener Balkenftücke und bilden dann n-förmig gebogene, fog. Hakenklammern mit 20 bis 40cm langem Zwifchenftück und kürzeren, entweder fpitzen Enden (Fig. 270), welche mit dem Hammer eingetrieben, oder ftumpfen Enden, welche paarweife fleh gegenüber eingelaffen und durch Schrauben angezogen werden, teils zum Fefthalten anderer Befeftigungsftücke mit 5 bis 10cm langem Zwifchenftück und mindeftens ebenfo langen fpitzen Enden (Fig. 276).

1) Die Schienen (flehe Fig. 272, 277 u. 281) dienen ebenfalls zum Zufammenhalten geftofsener Balken und beftehen aus Flacheifen, welche paarweife einander gegenüber auf die Balken gelegt oder in diefelben eingelaffen und entweder feft-genagelt oder durch Schraubenbolzen angezogen werden.

Die Stärke jener Hakenklammern und diefer Schienen, fowie die erforderliche Zahl und Stärke der Schraubenbolze-n und Nägel hängen von dem Zuge ab, welchen ein Balken auf den anderen übertragen foll und welchem die erfteren mit ihrer Zug-feftigkeit, die letzteren mit ihrer Schubfeftigkeit zu widerftehen haben.

%) Die Ringe (flehe Fig. 274 u. 282) find kreisförmig gebogene Flacheifen, welche entweder die Verfchiebung geftofsener, lotrechter Pfähle verhindern follen und dann in diefelben eingelaffen werden und aus einem Stück beftehen, oder die durch Ueberblattung oder Verzapfung verbundenen Pfähle zufammenhalten follen und dann aus je zwei durch ein Gelenk verbundenen Hälften beftehen, welche in die Stämme eingelaffen und durch ineinander greifende Oefen und Stifte zufammen-gehalten werden.

X) Die Anker, welche zur Verbindung der Balken mit dem Mauerwerk dienen, die fog. Gebälk- oder Balkenanker, beftehen aus Flacheifen, welche an dem im Mauervverk fleckenden oder aufserhalb der Mauer befindlichen Ende mit der zur Aufnahme eines eifernen Splintes erforderlichen Oefe verfehen, am anderen, dem Balken anliegenden Ende etwas übergebogen und durch Nägel nebft Klammer mit

X 20.

Nägel.

121.

Klammern.

122.

Schienen.

123-

Ringe.

124.

Anker.

125.

Hängeeifen.

dem Balken feft verbunden find. (Ueber Einzelheiten in der Geftaltung folcher Anker fiehe den nächften Abfchnitt, Kap. 5.)

(j.) Die Hängeeifen (fiehe Fig. 360, 367, 369 u. 372), welche zur Verbindung lotrechter und wagrechter Balken dienen, werden an die erfteren (Hängefäulen) ebenfo wie die Schienen, und zwar mittels der erforderlichen Zahl von Schraubenbolzen, angefchloffen, während fie unten entweder unmittelbar verbunden find, alfo aus einem Stücke beftehen, oder in Schraubenfpindeln endigen, durch welche je ein die wagrechten Balken unterftützendes eifernes Querplättchen gefteckt und mittels je zweier ftarker Muttern angezogen wird. Nur wenn die Hängefäulen durch eine meift runde Hängeftange (fiehe Fig. 363) erfetzt werden, läfst man diefelbe durch die Unterzüge reichen, verfieht fie unten mit einer Spindel und unterftützt die letzteren durch einen kurzen fchmiedeeifernen Sattel, welchen man mittels einer Mutter anzieht.

b) Holzverbände.

1) Verlängerung der Verbandftücke (Balken).

126.

Gerader und fchräger Stofs.

a) Der gerade Stofs (I⁷³) dient zur wagrechten und lotrechten Verlängerung;

er fordert im erfteren Falle eine Unterftiitzung an der geftofsenen Stelle und wider-fteht nur einem Druck nach der Längsachfe der geftofsenen Balken oder Pfähle. Das feitliche Verfchieben und das

Fig. 270.

AA i

Auseinanderziehen werden durch Anwendung von eifernen Klammern (Fig. 270),

Schienen und von Platten mittels Schraubenbolzen(Fig. 27211.273) verhindert. Bei der lotrechten Verlängerung oder beim Aufpfropfen von Pfoften und Pfählen wird der gerade Stofs in Verbindung mit eingelaffenem fchmiedeeifernem Ringe und hölzernen oder eifernen Dollen (Fig. 274), mit gufseifernem Zwifchenftück (Fig. 275), mit mehreren fchmiedeeifernen Klammern (Fig. 276) oder mit mehreren fchmiedeeifernen Schienen, welche über den Stofs genagelt und, zur Vermeidung von Verbiegungen durch Druck und Stofs, mit nach der Längsachfe ovalen Nagellöchern verfehen werden (Fig. 277), angewendet. Diefe Verbindungen eignen fich befonders zum Aufpfropfen von Rammpfählen für Pfahlroftgriindungen, weil fie die Pfahle beim Einrammen am meiften gegen das Spalten oder Splittern fchiitzen.

ß) Der fchräge Stofs (II) dient zur wagrechten Verlängerung, erhält eine Neigung von 2:1, leifbet übrigens nicht mehr, als der gerade Stofs, und wird meift durch die bei diefem angeführten eifernen Befeftigungsmittel gegen feitliches Verfchieben und Auseinanderziehen nach der Längsachfe der Balken gefichert (Fig. 271).

derfelben

Fig. 272.

Fig. 273.

Fig. 271.

Fig. 274.

rrr

nrj

Fig- 275.

Fig. 276.

Fig. 277.

Kj

89

«3) Die eingeklammerten römifchen Zahlen verweifen auf die ihnen entfprechenden Nummern der Tabelle > Grundformen der Fuge« auf S. 96 u. 97.

y) Das gerade Blatt (IV) dient zur Verlängerung wagrechter Verbandftücke, welche fich bei einer Stärke von derfelben Balkenhöhe wechfelfeitig um das Doppelte der Balkenhöhe übergreifen und durch hölzerne, etwas verfetzte Nägel befeftigt werden. Hierbei hebt fich das gerade Blatt mit fchrägen Hirn- . fchnitten (Fig. 278) weniger leicht aus, als dasjenige mit geraden Schnitten. Beide bedürfen einer Unterftützung unter der Verband-ftelle und werden nur zur Verbindung höherer Balken verwendet.

127.

Gerades und fchräges Blatt.

Fig. 278.

VT

d) Das fchräge Blatt (V) wird, wie das gerade, nur bei niedrigeren Balken angewendet, erhält jedoch das Dreifache der Balkenhöhe zum Uebergriff, während die lotrechten Einfchnitte nur x/ö derfelben betragen. Auch hier erfolgt eine Befeftigung durch verfetzte Holznägel.

128.

Gerades

s) Das gerade Hakenblatt (VI) mit geraden oder fchrägen Hirnfchnitten bezweckt die Verlängerung wagrechter Verbandftücke, welche zugleich dem Aus- Und fchräges

Hakenblatt.

Fig. 279.

Fig. 280.

ffl

einanderziehen widerftehen follen und, wenn noch das feitliche Verfchieben derfelben verhindert werden foll, durch hölzerne Nägel befeftigt werden. Auch das gerade Hakenblatt mit fchrägen Hirnfchnitten, welches ftatt der Holznägel einen Doppelkeil (Fig. 279) erhält, verhindert gleichzeitig Aushebung und feitliche Verfchiebung.

C) Das fchräge Hakenblatt (VII) wird zu demfelben Zwecke, wie das gerade, und zwar ohne und mit Doppelkeil, angewendet. Befonders im erfteren Falle befeftigt man die Verbandftücke mit je zwei Holznägeln oder beffer mit je zwei Schraubenbolzen (Fig. 280).

Die beiden zuletzt genannten Verbindungen laffen fich vom Zimmermann leicht mittels Winkeleifen,

Fig. 281.

[Yvy--'1 fvvwj

Fig. 282.

Säge und Beil herftellen, während Längenverbindungen , wie das fog. verdeckte Hakenblatt und der verborgene Hakenkamm mit fchrägen Schnitten, die Anwendung des Stemmeifens erfordern und gleichwohl nicht mehr oder nicht weniger als jene leiden.

I29.

Nut- und Kreuzzapfen.

1,

••

II!

/V"y

7j) Der Nutzapfen (XVII) dient zur lotrechten, feltener zur wagrechten Verlängerung befchlagener Pfoften oder Balken, welche durch hölzerne Nägel, beffer durch fchmiedeeiferne Schienen in Verbindung mit Schraubenbolzen aneinander befeftigt werden (Fig. 281).

&) Der Kreuzzapfen (XXI) wird ausfchliefslich zur lotrechten Verlängerung von Pfählen, und zwar in Verbindung mit den unter den Befeftigungsmitteln erwähnten zweiteiligen Ringen (P'ig. 282) verwendet und eignet fich beffer zum Aufpfropfen von Ptählen mit ruhender Beladung, als von Rammpfählen, da er das Spalten und Splittern derfelben befördert.

130. Gerade und fchräge Fuge.

2) Verbreiterung der Verbandftücke (Bretter und Bohlen).' a) Die gerade oder ftumpfe Fuge (Ia), die mit dem Handfughobel durch das »Fugen« oder »Säumen« hergeftellt wird und dem geraden Stofs entfpricht, geftattet zwar das dichte Aneinanderlegen der Bohlen und Bretter auf geeigneter Unterlage, erfordert aber zu ihrer Befeftigung innerhalb der Fuge, abgefehen von der bei Brettern üblichen Verleimung oder fchrägen Nagelung, die Anwendung hölzerner Dollen oder Dübel.

134-

Verfchieden-

heit.

I3S-

Verzahnung.

I3I-

Falz.

132.

Spundung.

*33-

Nut und

Feder.

ß) Die fchräge oder fpitze Fuge (IIa) entfpricht dem fchrägen Stofs, wird mittels des Hobels durch das »Meffern« hergeftellt, jedoch nicht fpitzer als unter einem Winkel von 45 Grad, und geftattet zwar eine lotrechte Nagelung, aber nicht . die Verbindung mit Dollen oder Dübeln.

Y) Der Falz (IV a) entfpricht dem geraden Blatt, bildet alfo eine gebrochene Fuge, deren Breite und Tiefe gewöhnlich der halben Bohlenftärke gleich kommen. Das Falzen (die Ueberfalzung, die halbe Spundung) bezweckt das Schliefsen der Puge durch Uebergreifen der Verbandftticke und wird bei wagrechter und geneigter Lage, fowie bei lotrechter Stellung von Brettern angew^endet.

d) Die Spundung entfpricht der Verzapfung und bezweckt das Ineinandergreifen der Verbandftticke mittels einer Vertiefung (Nut) und einer Erhöhung (Spund), welche genau ineinander greifen müffen. Je nachdem diefer Spund drei-oder rechteckig ift, unterfcheidet man die Keilfpundung (Xa) und die Quadrat-fpundung (XVII a), wovon die erftere in verfchiedenen P'ormen vorkommt, die letztere zur Verbindung von Brettern und Bohlen (Spundwände) Anwendung findet (liehe Fig. 313 bis 316 u. Fig. 318).

s) Nut und Feder (XVb) dienen zur Verbindung von Bohlen oder Brettern, welche an den Seiten fämtlich durchgehende Nuten erhalten, in welche eine ebenfalls durchgehende, aus härterem Holze oder aus ftarkem Zinkblech beftehende Feder eingefchaltet wird.

3) Verftärkung der Verbandftücke (Balken).

Die Verftärkung von Balken geftaltet fich verfchieden, je nachdem fie in wagrechter und geneigter Lage oder in lotrechter Stellung belaftet werden follen.

Werden zwei Balken der Länge nach wagrecht übereinander gelegt und fymmetrifch fo belaftet, dafs fie fich durchbiegen, fo verfchieben fich ihre Berührungsflächen in der Balkenmitte nicht und von da nach beiden Seiten um fo mehr, je näher fie den Balkenenden rücken, wo diefe Verfchiebung ihr Höchftmafs erreicht. Werden nun jene Balken an ihren Berührungsflächen fo verbunden, dafs eine folche Verfchiebung nicht eintreten kann, fo wird zugleich ihre Durchbiegung erfchwert, alfo ihre Tragfähigkeit vermehrt. Diefer Zweck wird teils durch die Form der Berührungsfläche (Verzahnung), teils durch Dübel erreicht, welche man zwifchen die beiden Balken fchiebt und in diefelben etwas eingreifen läfst (Verdübelung). Um den dichten Anfchlufs der Balken aneinander zu bewirken, werden fie in allen diefen Fällen durch Schraubenbolzen gegeneinander geprefst, welche zugleich ihrer Verfchiebung entgegenwirken, überhaupt die anfangs getrennten Balken fo verbinden follen, dafs fie als ein einziger Balken wirken.

a) Die Verzahnung (IX a). Die Zähne erhalten eine Länge von 0,8 bis l,o und eine Höhe von 0,i der ganzen Balkenftärke (fiehe Fig. 320 u. 321) und werden zum Zwecke des genauen Ineinandergreifens forgfältig abgehobelt. Wo infolge ungenauer Arbeit zwifchen den einzelnen Zähnen Lücken bleiben, pflegt man diefelben durch feitliches Eintreiben fchlanker Keile von hartem Holze auszufüllen, ein Mittel, welches man gleichzeitig zu dem Zwecke anwendet, um das Ineinanderpreffen der Zähne an ihren Hirnflächen zu verhindern. Da bei und nach dem Eintreiben der Keile Langholz auf Llirnholz drückt und die Keile ihrer Breite nach allmählich fchwinden und dann wegen des Widerftandes der Schraubenbolzen kaum mit dem gewünfchten Erfolge nachgetrieben werden können, fo empfiehlt es fich, ftatt der hölzernen Keile

hinreichend breite Plättchen aus Zink-, Kupfer- oder Eifenblech zwifchen die Hirnholzflächen der Zähne zu legen, diefe letzteren aber mit möglichfter Genauigkeit zu bearbeiten. Da indes das allfeitige dichte Ineinandergreifen der Zähne fchwer zu erreichen ift und die Verzahnung überdies eine Schwächung der Balken um 0,2 ihres Gefamtquerfchnittes mit fleh bringt, fo er fetzt man die Verzahnung häufig durch ß) die Verdübelung (flehe Fig. 322 bis 324). Die Dübel, welche die Stelle der Zähne vertreten und famt ihren Sitzen fleh leichter, wie die letzteren, genau bearbeiten laffen, find prismatifche, befiel¹ fchwach keilförmige Stücke aus hartem Holze, welche man in das Innere der Balken, alfo verdeckt, einlegt oder befier, um fie längs der vollen Breite der Balken wirken zu laffen, über die Seitenflächen der Balken etwas hervorragen läfst. Man verlegt fie teils parallel, teils geneigt zu den Berührungsflächen der Balken, indes, um das Ineinanderpreflen an den lotrechten Berührungsflächen der Dübel und Balken möglichft zu verhindern, fo, dafs ihr Hirnholz auf dasjenige der Balken trifft. Die Dicke der Dübel wechfelt in der Praxis zwifchen x/i 0 und ¹je der gefamten Balkenhöhe. Länge und Verteilung der Dübel wechfeln mit der Zahl und Abmeflung der verdübelten Balken, fowie mit der Befchafienheit der angewendeten Holzarten und ergeben fleh aus der folgenden Berechnung.

Die Dübel haben unter Einwirkung der wagrechten Schubkraft fowohl dem Zerdrücken, als dem Abfcheren zu widerftehen ; auch darf das Abfcheren des zwifchen zwei Dübeln befindlichen Balken-flückes nicht eintreten. Bezeichnen Q die in einem beliebigen Querfchnitte wirkende Querkraft, 7 das

Trägheitsmoment des ganzen Querfchnittes und S¹²¹ das flatifche Moment des zwifchen der äufserften und der im Abftande zi von der neutralen Achfe gelegenen Faferfchicht befindlichen Flächenteiles, fo ift die wagrechte, auf die Längeneinheit wirkende Schubkraft ⁷⁴)

H=%-s“,

7 zi

welche demnach fowohl von der äufserften nach der neutralen Faferfchicht hin, als auch von der Trägermitte nach den Trägerenden hin zunimmt, daher in der neutralen Faferfchicht und in den beiden über den Stützen befindlichen lotrechten Ebenen je ein relatives und da, wo jene neutrale Schicht und diefe lotrechten Ebenen zufammentreffen, ihr abfolutes Höchftmafs erreicht.

Für Träger aus mehreren verdübelten Balken von der Breite b und Gefamthöhe h, welche durch Schraubenbolzen vom Durchmeffer d zufammengehalten find, ergeben fich mit Bezug auf die Bezeichnungen in Fig. 283 das Trägheitsmoment ⁷⁵)

Fig. 283.

2.

136.

Verdübelung

₍    [k³ — hi ³ -j- 7/2³ — hz³ —|— hi³ — ....],

12

und das auf die neutrale Faferfchicht bezogene flatifche Moment

*7 =

— - [h² — hi² —j- ln² —fl hz² -f- Zn² — ....];

•    •    3-

h, 4 4

mithin, wenn die beiden Werte eingeführt werden, die in der neutralen Faferfchicht wirkende Schubkraft

.-■Ir

h² — h\² hi² — hz² -j- ln² — h³ — hi³ -j- /'2³ — hz³ In³ — oder, wenn von der Verfchwächung durch die zwifchen den einzelnen Balken befindlichen Zwifchenräume abgefehen werden kann, annäherungsweife

v]

•    .    4.

H= —

Diefe Gleichung gilt für Träger mit zwei verdübelten Balken, bei welchen die Dübel längs der neutralen Faferfchicht angeordnet find. Bei Trägern mit drei verdübelten Balken wird für jede der beiden

I CO

um

von der neutralen Faferfchicht ab flehenden Dübelfchichten der Schubkraft

4 O H = -A . — 3 A

Fig. 284.

6,

Wird allgemein die wagrechte Schubkraft

üûf

ii

I;

“ h.....

a-

gefetzt, fo ift für den Fall des Gleichgewichtes, wenn m Schrauben mit der Reibung R auf den Abfland a je zweier

Dübel kommen, b die Breite der Balken und — den Eingriff eines Dübels in einen Balken bezeichnen,

n

wenn das Zerdrücken des Balkens, bezw. Dübels nicht ftattfinden foll, unter Hinweis auf Fig. 284

bl

8,

Ha — R m — p-, .

71

worin p die kleinfte zuläffige Preffung für die Flächeneinheit bedeutet. Wird hierin der allgemeine Wert von H aus Gleichung 7 eingeführt und angenommen, dafs der Querfchnitt —

die volle Zugfeftigkeit s der Flächeneinheit auszuhalten hat, fo ift, wenn fjt. den Reibungskoefficienten von Holz auf Holz bezeichnet, die gröfste zuläffige Entfernung der Dübel

d²

jedes Schraubenbolzens

(bl    TZ d²\

worin

1    b

= 0,5, m - — und d — angenommen werden kann.

Wenn das Abfcheren des Dübels nicht ftattfinden foll, fo ift, wenn die durch den Bolzen erzeugte Reibung durch hölzerne Einlagen aufgehoben wird, wenn ferner v die Schubfeftigkeit des Dübelholzes und ß die Breite des Dübels bedeuten, für den Fall des Gleichgewichtes

10,

Ha — R m = v b ß .

Soll gleiche Sicherheit gegen Zerdrücken und Abfcheren der Dübel beftehen, fo erhält man durch Verbindung der Gleichungen 8 und 10 allgemein die Breite des Dübels

und, wenn

£ __ 480

80

gefetzt wird, für diefen befonderen Fall

alfo gleich dem 6fachen ihres Eingriffes in einen Balken.

Damit das Abfcheren des zwifchen zwei Dübeln befindlichen Balkenftiickes nicht ftattfinde, ift, wenn mit v feine Schubfeftigkeit und mit ß die Länge jedes Dübels bezeichnet wird,

12,

Ha — Rm — vb (a — ß); . daher darf nach Einführen der Werte H und R, wenn das Abfcheren der Dübel nicht eintreten foll, die Entfernung derfelben höchftens

13

(m it fj. j

\    4

betragen.

Soll endlich gleiche Sicherheit gegen Zerdrücken und Abfcheren der Balken vorhanden fein, fo erhält man durch Verbindung der Gleichungen 8 und 12 allgemein die Entfernung der Dübel

.    14.

mithin, wenn wieder

p _ 480

60

gefetzt wird, für diefen befonderen Fall die Entfernung der Dübel

15.

l

a = ß -j- 8    ,

n

alfo gleich ihrer Breite, vermehrt um das 8fache ihres Eingriffes in einen Balken.

137-

Verfchränkung.

7) Die Verfchränkung (Via) dient befonders zur Verftärkung lotrechter Verbandftücke, wie Eckpfoften und Hängefäulen, und erfordert das genaue Ineinandergreifen der Balken, wobei die rechteckigen Eingriffe die ein- bis zweifache

Länge und eine Dicke von je ¹ji0 der ganzen Balkenftärke erhalten, während die feften Aneinanderfchliefsen der Verbandftücke notwendigen Schraubenbolzen je nach der Beanfpruchung der Balken durch die Mitte jedes oder jedes dritten Eingriffes gezogen werden.

4) Winkelverband von Balken, Brettern und Bohlen in einer Ebene.

zum

a) Der Stofs auf Gehrung (III) dient zur Verbindung von je zwei Brettern meift unter einem rechten Winkel, indem man ihre Enden unter einem Winkel von 45 Grad abfchneidet und ftumpf zufammenftöfst. Als Befeftigungsmittel dienen Leim oder Nägel, Dübel und Klammern. Zur Winkelverbindung von Brettern nach ihrer Länge dient die fchräge Fuge.

ß) Die Verfatzung dient zum Zufammenfetzen von Verbandftücken teils unter einem rechten, teils unter einem fpitzen Winkel a. Im erfteren Falle unterfcheidet

man die gerade (VIII), fchräge(IX) und gebrochene (X) Verfatzung ohne oder mit Zapfen, welche zu ihrer Befeftigung eiferner Klammern oder Bänder bedürfen, im letzteren Falle die einfache (XI) und doppelte (XII) Verfatzung, je nachdem fie bei minder oder mehr fpitzen Winkeln angewendet wird. In beiden Fällen erhält die Verbindung entweder durch einen Zapfen mit Holznagel zur Vermeidung des Abhebens (Zapfenverfatzung) oder durch einen fchrägen Schraubenbolzen (Bolzen-verfatzung) ihre eigentliche Befeftigung (Fig. 285 bis 288). Die Bolzenköpfe, welche man unten anbringt, erhalten hierbei entweder eine dem Winkel oc entfprechende Neigung gegen die Bolzenachfe, oder fie werden beffer in den unteren Balken fo eingelaffen, dafs fie parallel zu den oben angebrachten Muttern ftehen.

Y) Der Zapfen oder die Verzapfung (XV bis XX) wird zu Winkelverbindungen fowohl in wagrechten, als auch in geneigten Ebenen angewendet und ift

gerade oder fchräge, wenn der von den Verbandftücken gebildete Winkel ein rechter oder fpitzer ift.

Der gerade Zapfen, fowie das zugehörige Zapfenloch erhalten eine Länge von der Hälfte der Breite und eine Dicke von der Höhe des Balkens, in welchen er eingreifen foll. Bei Befeftigung diefer Verbindung durch Holznägel gibt man dem Zapfen eine etwas gröfsere Länge (Fig. 289). Bei T-förmigen Balkenverbindungen erhält der gerade Zapfen die volle Breite des eingreifenden Balkens, während er bei L-förmigen Verbindungen, wie fie bei Eckpfoften Vorkommen, »geächfelt« wird, d. h. nur % feiner vollen Breite erhält (Fig. 290).

138.

Gehrung.

139-

Verfatzung.

Fig. 285.

Fig. 286.

9-

jÊlËF %

Fig. 287.

Fig. 288.

140.

Verzapfung.

Fig. 289.

Fig. 290.

Fig. 291.

A/V

ss\r«l

-NAV

•*lT

VW/

Xi

mm

Beim fchragen Zapfen famt dem zugehörigen Zapfenloch nimmt man den fpitzen Winkel fo, dafs beide eine paralleltrapezförmige Geftalt erhalten (Fig. 291), gibt ihnen übrigens ähnliche Abmeffungen, wie dem geraden Zapfen, je nachdem genagelt wird oder nicht. Hierher gehört auch der zum nachträglichen Einfügen von .

Fig. 292.

Fig. 293.

Fig. 294.

<3

an

tu

/wv

Winkelverbänden dienende Jagdzapfen (Fig. 338). Stark belafteten Balken welchen der gewöhnliche gerade Zapfen leicht abbrechen würde, gibt man einen Bruftzapfen (Fig. 292 u. 293). Wenn die Verbandftücke fehr ftark find, fo erhalten fie Doppel zapfe 11 mit einer Dicke von je 1/5 der Pfoften- oder Balkenlänge (Fig. 294).

Fig. 295.

Fig. 296.

Fig. 297.

U iï

v~v

Die einfachen und doppelten Blattzapfen oder Blockzapfen (Fig. 295« u. b) erhalten folche Pfoften, die breiter find, als die Balken, welche fie aufnehmen follen. Mufs aufser feitlicher Verfchiebung das Auseinanderziehen der Verbandftücke verhindert werden, fo verwendet d) man, je nachdem der Zapfen durch das zweite Verbandftück \ hindurchgehen darf oder nicht,

die

n/''

Schwalbenfchwanz- b) zapfen oder Weifsfchwanz-zapfen mit Keil (XX). Die-felbe Aufgabe hat auch der bei

der das Abheben

Gründungen angewandte Keil- oder Grund zapfen (Fig. 296) der Roftfchwellen von den Grundpfählen verhindern foll und in einem gewöhnlichen geraden Zapfen befteht, welcher nach Einführung in das nach oben fchwalbenfchwanz-förmig erweiterte Zapfenloch durch Eintreiben eines einfachen oder doppelten Keiles nach oben fchwalbenfchwanzförmig fo verbreitert wird, dafs er das Zapfenloch vollkommen ausfüllt. Der zu Eckverbindungen dienende Schlitz- oder Scherzapfen (Fig. 297) erhält ł/s der Stärke beider Verbandftücke zur Dicke und wird gewöhnlich durch je zwei nach der Diagonale angeordnete hölzerne Nägel befeftigt.

141.

Verblattung.

Fig. 299.

Fig. 298.

'vry

\ fefT

AAA

f)

8) Das Blatt oder die Verblattung (IV bis VII) dient zur Verbindung winkel-, T- oder

c)lŁsi

kreuzförmig zufammentreffender Balken und ift hiernach entweder einfach (Fig. 299 a u. b) oder doppelt (Fig. 298), wozu in der Regel noch eine Befeftigung durch je einen hölzernen Nagel kommt. Soll zugleich das Auseinanderziehen der Balken verhindert werden, fo verwendet man das Hakenblatt (Fig. 299b u. c), das Weifsfchwanzblatt (Fig. 30oa u. c) oder das Schwalbenfchwanzblatt (Fig. 300« u. b), welche beiden letzteren entweder durchreichen oder nicht, d. h. mit »Brüftung« (Fig. 301 a, b, c) verfehen werden. Um diefelben am Eingriff nicht zu fehr zu verfchwächen, erhalten fie nicht feiten eine »Verfatzung« (Fig. 301 u. 302).

Um Eck Verblattungen weniger leicht verfchieblich zu machen, verwendet man nicht feiten das Blatt mit fchrägem Schnitt (Fig. 303*2 u. b). Beim Ausfteifen

Fig. 300.

Fig. 301.

Fig. 302.

Fig- 3°3-

°> Éte C

a)

A/-W1

VwvV

Av

*)

«)

*"wl

à)

von Balken durch Winkelbänder wendet man fchwalbenfchwanzförmige Blätter von der halben Balkendicke in Verbindung mit fchrägem Stofs an, wobei man die erfteren noch durch hölzerne Nägel befeftigt (Fig. 339). s) Die Verzinkung (XXIVa u. XXIVb) dient meift zur rechtwinkeligen Eckverbindung von Bohlen, bezw. Brettern und wird hergeftellt, indem die Bretter an ihren Hirnenden mit Zähnen fo verfehen werden, dafs fie zum Eingriff gebracht werden können und dann, meift mit Hilfe von Leim, eine fefte Verbindung gebildet wird. Die Zähne find meift parallelepipedifch, in welchem Falle fie die Ver-fchiebung nach zwei zu einander fenkrechten Richtungen geftatten, oder beffer fchwalbenfchwanzförmig, weil dann die Verfchiebung nur nach einer Seite hin möglich ift. Reichen die Zähne beider Verbandftücke durch, fo ift es eine offene • (einfache), reichen fie nicht ganz durch, fo dafs das Hirnholz der Zähne aufsen nicht fichtbar wird, eine verdeckte Verzinkung.

0 Die Klaue (Geifsfufs) oder die Aufklauung (XIII u. XIV) dient zur Verbindung je zweier in einer geneigten Ebene befindlicher, meift unter rechten Winkeln zufammentreffender Verbandftücke, von welchen das geneigte einen der Form des anderen entfprechenden Einfchnitt erhält. Ift nun diefer Einfchnitt rechtwinkelig, fo entlieht die einfache Klaue ; ifl derfelbe hakenförmig und mit einem Zapfen verbunden, fo entfteht die fog. Klaue mit Zapfen im Neft, welche bereits im Mittelalter bekannt war und in Süddeutfchland und Oefterreich noch allgemein Verwendung, befonders beim Aufklauen der Sparren auf die Fufspfetten, findet.

yj) Das Schiften oder Anfchmiegen dient zur Verbindung je zweier in einer meift geneigten Ebene befindlicher, unter mehr oder minder fpitzen Winkeln zu-fammentreffenden Verbandftücke und befteht in der genauen Ermittelung und Her-ftellung der Anfchlufsfläche des Seitenbalkens an den Hauptbalken, z. B. eines »Schiftfparrens« an den Gratfparren des Walmdaches. Die Befeftigung der Verbandftücke wird durch eiferne Nägel bewirkt.

c)

AA

142.

Verzinkung.

143-

Aufklauung

144.

Schiften.

5) Winkelverband in zwei oder mehr parallelen Ebenen.

a) Der Kamm oder die Verkämmung (XXII bis XXVI) dient zur Verbindung kreuzförmig übereinander liegender Balken, von welchen der obere eine etwa 2cm ftarke Erhöhung (den Kamm), der untere eine derfelben genau entfprechende Vertiefung (die Kammfaffe) erhält. Je nachdem die Grundform beider rechteckig, weifs-fchwanzförmig, fchwalbenfchwanzförmig oder kreuzförmig ift, unterfcheidet man den einfachen oder doppelten Kamm (Fig. 304« u. b, 305« u. b), wenn bei geringeren

145-

Verkämmung

Fig. 304. Na,/

Fig. 305. ^/wl \E

Fig. 306.

Fig. 307.

V'vv"

A-.-

"Wv

Av'V

A-M

l/w\

rv\

iS

ffl

t.

Sl

146. Nuten auf den Grat.

oder gröfseren Breiten je ein oder je zwei Kamm-faffen vorhanden find, den Weifsfchwanzkamm und Schwalbenfchwanzkamm (Fig. 307) und den Kreuzkamm (Fig. 304« u. b\ welcher je zwei dreieckige Erhöhungen und Vertiefungen erfordert. Wo Balkenlagen in drei übereinander befindlichen Ebenen Vorkommen, wie dies bei den Balkenlagen von Holz- und Fachwerkbauten der Fall ift, wiederholen fich die zuvor genannten Verbindungen, wobei an den Ecken vorzugsweife der weifsfchwanzförmige, zwifchen denfelben der fchwalbenfchwanzförmige Kamm Anwendung findet. Da verkämmte Verbandftücke in der Regel durch Belaftung genügend aufeinander geprefst werden, fo ift die weitere Befeftigung derfelben durch Dollen wenig im Gebrauch.

ß) Das Nuten auf den Grat (XVIIIa) dient zur Verbindung meift rechtwinkelig fich kreuzender Bretter, wobei gewöhnlich eine Bretterlage durch einzelne ftärkere Bretter (Leiften) zu einer Tafel vereinigt wird. Damit das Abheben der Bretterlage nicht ftattfinden kann, erhalten diefelben eine fchwalbenfchwanzförmig erweiterte Nut, in welche eine entfprechend geformte Feder oder Leifte eingreift, die rechtwinkelig zu den Langfeiten der Bretter eingefchoben wird.

t)

NVj

rvX

2. Kapitel.

Freiftützen und Pfähle.

Die im Hochbauwefen erforderlichen Freiftützen kommen meift im befchlagenen Zuftande, als Pfoften, zur Verwendung und haben hauptfächlich ruhende Laften zu tragen, während die zum Grundbau dienenden durchgehenden oder zufammengefetzten Pfähle meift unbefchlagen bleiben, zwar in gleicher Weife belaftet werden, aber aufserdem den Stöfsen . beim Einrammen zu widerftehen haben.

Pfoften meift ganz frei ftehen und je nach dem Verhältnis ihrer kleinften Quer-

Während die

h

fchnittsabmeffung zu ihrer Länge — einem Druck oder einer feitlichen Ausbiegung

ausgefetzt find, ftecken die Roftpfähle teilweife und die Grundpfähle ganz im Baugrund.

M7-

Form und Stärke.

a) Freiftützen.

Bezeichnet man mit E den Elaftizitätsmodul, mit K die zuläffige Beanfpruchung auf einfachen Druck, mit C einen von der Endbefeftigung der Stütze abhängigen Koeffizienten, fo ift, wenn c einen von der Querfchnittsform abhängigen Zahlen-

Koeffizienten und — den Sicherheitskoeffizienten bezeichnen, welcher durchfchnittlich

zu angenommen werden kann, die Freiftütze auf Druck oder feitliche Ausbiegung zu berechnen, je nachdem ⁷⁶)

A>

i <

»

Bezeichnet P die Belaftung der Stütze, fo erhält man im erfteren Falle den Quer-fchnitt diefer Stütze⁷⁷)

%s

Cc

16

17-

im letzteren Falle das Trägheitsmoment ihres Querfchnittes⁷⁸)

y=

sP

CE

.    18.

Da die Querfchnitte befchlagener Stützen Rechtecke find, deren gröfste Seite mit b und deren kleinfte Seite mit h bezeichnet werden mögen, fo läfst fich im erfteren Falle aus der Beziehung

19.

12

im letzteren Falle, worin c — —beträgt, aus

bJP = 12

sP

CE

20

eine diefer Abmeffungen ermitteln, wenn die andere angenommen ift. Da h <^b ift, alfo höchftens h == b werden kann, fo zeigt die letzte Gleichung, dafs P feinen ver-hältnismäfsig gröfsten Wert erreicht, wenn die Stütze einen quadratifchen, d. h. einen Querfchnitt erhält, für welchen die Gefahr einer feitlichen Ausbiegung nach zwei zu einander fenkrechten Richtungen gleich gering ift und deffen Seite

21.

, C 12 JP

beträgt.

b ~ V CE

Der zuläffige Druck auf die Flächeneinheit des Querfchnittes einer auf feitliche Ausbiegung beanfpruchten, rechteckig befchlagenen Stütze ift⁷⁸)

12 '

A(4)!

22.

und nimmt, wenn aus Gleichung 16 der Grenzwert

23-

12 s

eingeführt wird, feinen gröfsten Wert

k = K,

24,

ferner für alle unter übrigens gleichen Umhänden zunehmenden Längen der Stützen

(für Kilogr. und Quadr.-Centi-

abnehmende Werte an, welche für meter) aus der Gleichung

120000

12 . 5    12 . 10

K= 1000 C

h \²

25

Ï®) Nach Gleichung 131, S. 303 (2. Aufl. : Gleichung 119, S. 105; 3. Aull. : Gleichung 144, S. 130) ebendaf.

U) Nach Gleichung 2, S. 246, bezw. 135, S. 305 (2. Aufl.: Gleichung 32, S. 51, bezw. 126, S. 107; 3. Aufl.: Gleichung 37, S. 60, bezw. 143, S. 130) ebendaf.

18) Nach Gleichung 133 u. 134, S. 304 (2. Aufl. : Gleichung 124 u. 125, S. 107; 3. Aufl. : Gleichung 145, S. 131) ebenda.

berechnet werden können. Hiernach ergeben fich für folgende vier Befeftigungs-arten der Stütze die nachflehenden zuläffigen Werte von /£⁷⁹):

C-

Fall 1:

Ein Ende eingefpannt, das andere frei drehbar

Fall 2:

Fall 3 :

Beide Enden frei drehbar

Beide Enden eingefpannt

Fall 4:

Ein Ende eingefpannt, # das andere drehbar, aber lotrecht geführt

7t²

7t²

4ti²

2 7t²

2467

(t)’

9868

(t)‘

39 472

(tY

19 736

Gr

befchlagener

Ji

Dies liefert für vorftehende vier Fälle und folgende Werte von —-

Stützen die nachftehenden Werte von k\

O,030    0,020

0,010

0,117

0,110

0,ioi

0,090

0,080

0,070

0,060

0,050

0,040

k₂

75

55

88

25

20

16

12

300

220

152

100

80

64

48

36

24

h 1200

880

608

400

320

256

192

144

96

k\

600

440

304

200

160

128

96

72

48

CO Q M

4- Ci 4^*.

00 to

CM CD CO

16

Kilogramm für 1 qcm.

Beifpiel. Hat ein Ständer von 4m Höhe mit quadratifchem Querfchnitt, deffen unteres Ende feit eingefpannt, deffen oberes Ende frei drehbar ift, eine Laft von 1000 ks zu tragen, fo läfst fich feine Stärke, welche Sicherheit gegen feitliches Ausbiegen gewährt, auf folgende Art berechnen. Wird der

120 000 kS, der Sicherheitskoeffizient für Holz j = — angenommen

Elaftizitätsmodul des Holzes E =

fo wird nach Gleichung 21 die Seite des quadratifchen Querfchnittes

1000 = 21,24 cm.

12 • 4.4Ü0². 10

3,14². 120000

148.    Freiftehende, fchwer belastete Freiftützen von mäfsiger Höhe werden aus

Anwendung. ejnem ejnzigen Stamme hergeflellt. Wo bei bedeutenden Ständerhöhen das Zufammen-fetzen ihrer Teile ftattfinden mufs, wendet man den Nutzapfen (fiehe Art. 129, S. ioi) an, welchen man durch je zwei Holznägel, beffer Schraubenbolzen oder, je nach der Stärke des Ständers, durch zwei oder vier Schienen, in Verbindung mit Bolzen (fiehe Fig. 281, S. 101) verflärkt.

¹

⁴) Nach Gleichung 74, S. 286 (2. Aufl. : Gleichung 56, S. 76; 3. Aufl. : Gleichung 89, S. 102) in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«.

⁷⁵) Nach Gleichung 43, S. 266 (2. Aufl.: Gleichung 19, S. 33; 3. Aufl.: Gleichung 19, S. 35) ebendaf.

b) Pfähle.

149.

Pfahle.

Die zur Gründung von Hochbauten erforderlichen Pfähle werden in unbe-fchlagenem Zuftande und entweder als völlig im Baugrund fteckende Grundpfähle oder als zum Teil in den Baugrund eingerammte, teilweife über denfelben hervorragende Roft- oder Langpfähle angewendet. Beide haben einen Widerftand zu entwickeln, welcher ihrer gröfsten Belaftung mindeftens gleich fein mufs. Diefer Widerftand fetzt fich aus dem lotrechten Gegendruck des Baugrundes auf den Pfahl-querfchnitt und aus dem wagrechten Seitendruck clesfelben auf die Pfahlwandung, bezw. dem hierdurch erzeugten Reibungswiderftand zufammen. Bezeichnet man jenen

Siehe auch die Tabelle in Art. 341, S. 305 (2. Aufl. : Art. 126, S 108; 3. Aufl. : Art. 141, S. 132) ebendaf.

lotrechten und wagrechten Druck auf die Flächeneinheit bezw. mit w₁ und zv₂, mit [x den Reibungskoeffizienten zwifchen Pfahlholz und Baugrund, fo ergibt fich für einen der gröfsten Beladung Q durch ein Hochbauwerk ausgefetzten Pfahlroft mit n Pfählen von der Länge l und dem Durchmeffer ä die Gleichung

wl zi Ti — -f- zv 2 n îc d l [x = Q ,

woraus fich für eine gegebene Anzahl n von Grundpfählen deren Durchmeffer

2 (X lw₂

zvx

n TT

•    .    27.

oder, wie gewöhnlich, bei Verwendung von Pfählen mit bekanntem Durchmeffer die Zahl derfelben finden läfst. Die Stärke von Rodpfählen, welche unten feft im Boden decken, während fie mehr oder minder bedeutend über denfelben hervorragen, id nach Art der Freidützen zu berechnen, deren unteres Ende eingefpannt und deren oberes

d⁴ zu fetzen id.

Hieraus

Ende drehbar id und wobei in Gleichung 18 für J = — ^ ergibt fich mit Bezug auf den hervorragenden Teil des mit der Beladung — = P

befchwerten Rodpfahles der erforderliche Durchmeffer

V 64 sP

iż C E

28.

worin der Sicherheitskoeffizient — = ~

71 ²

—— gefetzt werden kann.

Rodpfähle werden aus Baumdämmen hergedellt, welche man von der Rinde, aber nicht vom Splinte befreit. Kantige Rodpfähle wendet man nur da an, wo fie über den Baugrund hervorragen und fichtbar bleiben follen oder wo aus einem fehr darken Stamme mehrere Pfähle gefchnitten werden. Bei nachgiebigem Baugrund, z. B. Lehm-, Thon- oder Sandboden, und nicht zu grofsen Gründungstiefen genügt

es, die Pfähle unten Fig. 312. mit einer drei- oder vierfeitigen, etwas ab-gedumpften Spitze (Fig. 308 u. 309), welcher man die zwei- bis dreifache Pfahldicke zur Länge und, zur Vermeidung von Schiefdellen des Pfahles, eine genau centrifche Lage gibt, zu verfehen.

Bei unnachgiebigem Baugrund, z. B. bei Kies- oder deinigem Boden, und bei gröfseren Gründungstiefen werden die Pfahlfpitzen mit fchmiedeeifernen oder gufs-eifernen Pfahlfchuhen (Fig. 310 u. 311) verfehen.

Die fchmiedeeifernen Pfahlfchuhe, welche wegen ihrer gröfseren Eladizität beim Einrammen nicht fo leicht brechen und deshalb den gufseifernen Pfahlfchuhen vorgezogen werden, bedehen aus einer maffiven, pyramidenförmigen Spitze, an welche

der Eladizitätskoeffizient des Pfahlholzes

E= 120 000kg und C —

150.

Form.

Fig. 308.

Fig. 309-

Fig. 310.

Fig. 311.

J!

II

Bll

Hl

Op

151-

Pfahlfchuhe.

drei oder vier mit einigen zur Beteiligung dienenden Nagellöchern verfehene Lappen angefchmiedet find. Damit fich diefe Pfahlfchuhe beim Einrammen nicht auf die Seite fchieben, müffen die Grundfläche der pyramidenförmigen Eifenfpitze, fowie die untere Fläche der abgeftumpften Pfahlfpitze genau fenkrecht zur Pfahlachse gearbeitet fein und dicht aneinander anfchliefsen. Da die Berührungsfläche beider nicht zu klein fein darf, fo erhalten fchmiedeeiferne Pfahlfchuhe ein Gewicht von etwa 5 bis 6kg.

Die gufseifernen Pfahlfchuhe erfordern ein, unter übrigens gleichen Umftänden, etwa doppelt fo grofses Gewicht als die fchmiedeeifernen und beftehen aus einem Kegel mit vertiefter Grundfläche, in welche ein fchweifseiferner, mit Widerhaken verfehener Dorn eingegoffen ift. Das untere Ende des Pfahles erhält die Form eines abgeftumpften Kegels, welcher in die Vertiefung des Schuhes paffen und fleh genau an diefelbe anfchliefsen mufs.

152-

Verbindung

der

Oben erhalten die Pfähle, wenn fie Schwellen aufzunehmen haben, entweder einfache Zapfen (Fig. 312) oder, wenn das Abheben der Schwellen durch hydro-pfahikopfe. ftatifchen Druck zu befürchten fleht, fog. Grundzapfen (flehe Fig. 296, S. 106), d. h. Zapfen, welche in die nach oben fchwalbenfchwanzförmig erweiterten Zapfenlöcher der Schwellen eingelaffen und dann durch Keile oben fo weit auseinandergetrieben werden, bis fle an die fchrägen Seiten wände der Zapfenlöcher dicht anfchliefsen.

IS3-

Verlängerung der Pfähle.

Wo die Länge der Roftpfähle nicht ausreicht, um den feilen Baugrund zu erreichen, werden diefelben durch aufgefetzte Pfähle verlängert (flehe Fig. 274 bis 277). Diefes Aufpfropfen von Pfählen, welche den Stöfsen der Ramme zu widerflehen haben, mufs man fo einfach wie möglich machen, um das Spalten und Splittern der Pfähle an ihrer Verbindungsftelle zu vermeiden. Aus diefem Grunde ift erfahrungs-gemäfs der in Fig. 282 (S. 101) dargeftellte Kreuzzapfen mit zwei eifernen Schliefsen nicht fo gut, als der ftumpfe Stofs in Verbindung mit fchmiedeeifernen Klammern (flehe Fig. 276, S. 100), mit übergenagelten fchmiedeeifernen Schienen (flehe Fig. 277, S. 100), mit fchmiedeeifernen Ringen und hölzernen Dübeln (flehe Fig. 274, S. 100) oder auch mit gufseifernen Zwifchenftücken (flehe Fig. 275, S. lOO).

IS4-

Form und Verbindung.

Die zur Umfchliefsung unter Waffer liegender Baugruben oder auch zum Schutze unter Waffer befindlicher Fundamente gegen Unterfpülen dienenden Spundwände werden teils aus kantigen, dicht aneinander gerammten Pfählen, teils aus

Fig- 3I4-

Fig- 3IS.

Fig. 316.

Mi

flarken gefpundeten Bohlen, den fog. Spundbohlen hergeftellt, welche man zwifchen kantige, an und zwifchen den Ecken eingerammte Leitpfähle eintreibt. Man verwendet zu denfelben meid grünes Holz, da diefes weniger leicht aufquillt und fleh wirft, als trockenes. Um den möglichft dichten Anfchlufs der Spundbohlen zu erzielen, werden die Fugen derfelben mit Spundungen (flehe Art. 132,

S. 102) verfehen, unter welchen die Keilfpundung mit ein-, drei- und viermal gebrochener Fuge (Fig. 313 bis 315) und die quadratifche Spundung (Fig. 316) die zweckmäfsigften find. Zum Zweck des Einrammens erhalten diefelben unten eine gebrochene Schneide und eine einfeitige Zufchärfung (Fig. 313 bis 316), welche beim Eintreiben keilartig wirkt und die einzutreibende Spundbohle feitlich an die zuvor eingetriebene prefst.

Obwohl man das Einrammen der Spundbohlen gewöhnlich an den beiden feitlichen Spundpfählen beginnt und von da nach der Mitte diefes Zwifchenraumes hin fortfehreitet, fo ftellen fich die Spundbohlen beim Einrammen doch allmählich etwas fchief, wefshalb die in der Mitte verbleibende, von oben nach unten fich verengende Oeffnung durch eine eigens einzupaffende, etwas keilförmig geftaltete, beiderfeits mit Federn verfehene Spundbohle derart gefchloffen werden mufs, dafs beim Einrammen derfelben die benachbarten Spundbohlen fich mehr lotrecht ftellen muffen und hierbei möglich!!: dicht

aneinander geprefst werden.

Bei unnachgiebigem Boden erhalten auch die Spundbohlen eiferne, unten aus einem dreifeitigen Prisma, oben aus zwei angefchmiedeten rechteckigen Lappen beftehende Schuhe (Fig. 317). Diefe Lappen erhalten die Breite der Spundbohle abzüglich cier beiderfeitigen Nuten und Federn und eine genügende Zahl ovaler Nagellöcher, an deren unterer Seite die zur Beteiligung der Schuhe an den Bohlen erforderlichen Nägel eingefchlagen werden, damit fie beim Zufammenpreffen der Bohlen durch das Rammen fich nicht verbiegen oder abbrechen. Oben werden die Spundbohlen beim Einrammen durch zwei feitlich angelegte Zangen in einer lotrechten Ebene erhalten, während fie nach dem Einrammen in eine ihrer vollen Stärke entfprechende Nut der Holme eingelaflen werden (Fig. 318).

Fig. 317.

mm

Fig. 318.

155-

Sicherung

der

Schneiden.

3. Kapitel.

Balkenverftärkungen.

Die zu Hochbauzwecken in vorzugsweife wagrechter Lage zur Verwendung kommenden Balken find gefchnitten oder befchlagen und haben rechteckige Ouer-fchnitte, deren Breite und Höhe in einem zweckmäfsigen Verhältnis ftehen mufs verftärkung. und fich wie folgt ermitteln läfst.

156.

Berechnung

der

Fig. 319. f-—b—■»

Bezeichnen / die freitragende Länge (Stützweite), b und h bezw. die Breite und Höhe eines befchlagenen Balkens (Fig. 319), D den kleinften Durch-meffer des fchwächften Baumftammes, woraus fich derfelbe herftellen läfst, fo ift fein Biegungsmoment

">

— bh² =

-Lö(^_₀2)₌^_(^2_33₎    .    .

29.

Dasfelbe wird ein Maximum, wenn der erfte Differentialquotient des-

felben nach b

d (b /i²) _

</ b

Z>² — 3 b* = 0

= D    ergeben. Teilt

fonach den Durchmeffer D

gefetzt wird, woraus fich b = —und h

l/3

(Fig. 319) in drei gleiche Teile, errichtet in den Teilpunkten die Senkrechten, welche den Umfang des Handbuch der Architektur. III. 1.    (3. Aufl.)

man

Stammes fchneiden, und verbindet diefe Schnittpunkte mit den Endpunkten des Durchmeffers aus der Aehnlichkeit der entftehenden Dreiecke die Verhältniffe

fo folgen

und

30.

welche die obigen Werte für b und h ergeben.

In der Praxis pflegt man den Querfchnitten von Balken, welche die relativ gröfste Tragfähigkeit entwickeln follen, mit hinreichender Annäherung das Seitenverhältnis ---

zu

geben. Bleibt das Widerftandsmoment⁸⁰) eines folchen

Balkens, welches feiner Breite und dem Quadrate feiner Höhe proportional ift, hinter feinem Biegungs-⁸¹) oder Angriffsmoment zurück, fo ift eine hinreichende Verftarkung desfelben erforderlich; letztere ift hiernach vorteilhaft in der Vermehrung feiner Höhe zu fuchen.

Werden zu diefem Zwecke zwei Balken durch Verzahnung oder Verdübelung verbunden, fo erfordern diefelben unter übrigens gleichen Umftänden eine gröfsere Höhe H, als ein mafflver Balken von gleicher Widerftandsfähigkeit, welche fleh wie folgt beftimmen läfst. Bezeichnet a H denjenigen Teil der Balkenhöhe, welcher bei den zufammengefetzten Balken nicht zur Wirkung kommt und bei den verzahnten Balken der Zahnhöhe, bei den verdübelten Balken dem zwifchen den Einzelbalken verbliebenen Zwifchenraume entfpricht, fo ift, wenn die Biegungsmomente beider Balken gleich fein follen,

bh²

b (H— a H)³ 2

12

(1 — a)³ H\

•    -    3i-

woraus

das Höhenverhältnis des zufammengefetzten und mafflven Balkens zu

a)⁸

• • 32.

gefunden wird. Nimmt man wie gewöhnlich a = — an, fo ergibt fleh

10

II

1,17

33-

! 6M kb ’

daher, wenn diefer Wert in

woraus folgt, dafs unter übrigens gleichen Umftänden der zufammengefetzte Balken durchfchnittlich die l,i7fache Höhe des mafflven Balkens erfordert. Bezeichnen M das gröfste Angriffsmoment und k die zuläffige Beanfpruchung des verwendeten bk²

Holzes, fo ift k -g— = M, alfo h = y/

Gleichung 32 eingeführt wird, die Höhe des zufammengefetzten Balkens

■    ■    34-

(1 — a)³ ’ kb

5

Wird hierin b = A- H gefetzt, fo erhält man die der verhältnismäfsig gröfsten Tragfähigkeit des Balkens entfprechende Höhe

V 5 (1 — a)⁸ ■ k

2,025    ³ ! M

a V k

■    •    35-

8<1) Siehe Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Art. 299, S. 263 (2. Aufl. : Art. 89, S. 66; 3. Auf!.:

Art. 97, S. 77).

⁸¹) Siehe ebenda!"., Art. 295, S. 257 (2. Aufl.: Art. 85, S. 59; 3. Aufl.: Art. 94, S. 70).

a) Verzahnte und verdübelte Balken.

Den verzahnten Balken (Fig. 320 u. 321) fetzt man bei geringeren Spannweiten aus zwei, bei gröfseren Spannweiten aus einer ungeraden Anzahl von Balken-ftücken fo zufammen, dafs ihre Stofsfugen abwechfeln, wobei man den oberen auf

Fig. 320.

157.

Verzahnte

Balken.

rA

-£&

Fig. 321.

rl«

Ali-

-tik

41

ü

■9

Druck beanfpruchten Balken in feiner Mitte (Fig. 320) ftöfst, damit der untere auf Zug beanfpruchte Balken an diefer Stelle zufammenhängt. Um das Ineinanderpreffen der Hirnenden zu vermeiden, fchaltet man zwifchen die Stöfse des oberen Balkens entfprechende Zink-, Kupfer- oder Eifenplatten ein, während man über die Stöfse des unteren Balkens (Fig. 321) eiferne Schienen legt, um den verlorenen Zufammen-hang der Balkenftücke wieder herzuftellen. Um Durchbiegungen zu vermeiden, gibt man den verzahnten Balken vorteilhaft eine Sprengung, deren Pfeil ^50 bis x/i00 ihrer Länge beträgt. Sind Balken nicht zu erhalten, welche von Natur eine folche Biegung befitzen, fo gibt man fie ihnen künftlich, indem man fie in der Mitte durch einen Klotz unterftützt und ihre Enden entfprechend belaftet oder durch zwei Winden niederdrückt. In diefer Lage mufs der ganze Balken verbleiben, bis die Bolzenlöcher gebohrt und die Bolzen felbft feft angezogen find. Bisweilen ftöfst man den unteren Teil eines fünfteiligen verdübelten Balkens in der Mitte (Fig. 321), um die Sprengung desfelben zu erleichtern. Die Anordnung der Zähne und Verteilung der Schraubenbolzen ergeben fich aus Art. 135 (S. 102), wozu noch zu be-

Fig. 322.

-A

A.

1"

Fig. 323.

A;--

TV

■A,

ii

n±±r

Fig. 324.

A-

158.

Verdübelte

Balken.

*59-

Gefchlitzte

Balken.

merken ift, dafs durch Herftellung der Zähne eine Verfchwächung der Balken ein-tritt und dafs man, der Schwierigkeit der Herftellung eines tüchtigen verzahnten Balkens wegen, denfelben zur Zeit faft ftets durch den verdübelten Balken erfetzt, welcher bei ungleich leichterer Herftellung mindeftens dasfelbe leiftet.

In den meiften Fällen, wo Balken von den Längen der zu überfpannenden Weiten vorhanden find und nur ihre Stärke nicht ausreicht, fetzt man den wagrechten zu verdübelnden Balken aus je 2 Balken (Fig.’ 322 bis 324) und nur bei gröfserer Belaftung desfelben aus je 3 bis je 5 Balken zufammen. Verdübelten Balken, welche als wagrechte Träger dienen follen, gibt man vorteilhaft eine Sprengung von ^so bis ^ioo ihrer Länge (Fig. 324), welche man ähnlich wie bei den verzahnten Balken herftellt. Dagegen werden durch Verdübelung verftärkte Streben, Sattelhölzer, Spannriegel und Hängefäulen nur aus geraden Balken zu-fammengefetzt. Form und Entfernung der Dübel, fowie die Zahl und Verteilung der Schraubenbolzen ergeben fich aus Art. 136 (S. 103⁸²).

b) Gefchlitzte und gefpreizte Balken.

Wird ein Balken von der Breite b und der Höhe h in halber Höhe nach feiner

Längenachfe aufgefchlitzt und dann nach feiner Mitte hin allmählich fo auseinander gefpreizt, dafs er dort die gefamte Höhe ah erhält, fo wächft fein urfpriingliches

bh²

Biegungsmoment —

auf

CO

a² — (a — l)‘ó

h²,

36.

b h²

fonach, da in der Praxis gewöhnlich a = 2,5 angenommen wird, auf 4,9    oder

faft auf das Fünffache. Diefe Erhöhung der Tragfähigkeit veranlafste Laves, Balken in der Mitte auffägen und durch eingefchaltete Klötze auseinander fpreizen, ihre • Enden aber, zur Vermeidung eines völligen Auffchlitzens, durch Schraubenbolzen (Fig. 325 u. 326 rechts) oder beffer durch umgelegte eiferne Bänder (Fig. 325

Fig. 325-

m

WM.

Fig. 326.

£E

■■

W/-

4

— h und dem letzteren 7

u. 326 links) feft zufammenhalten zu laffen. Da die Druckfeftigkeit des Holzes etwas geringer als feine Zugfeftigkeit ift, fo liefs Laves dem oberen Balkenteile 4

etwa

von der Stärke des unteren, alfo dem erfteren

h zur Höhe geben.

Wo die Stärke eines Balkens nicht ausreicht, um die zuvor angegebenen nötigen Widerftandsmomente zu erzielen, kann man durch Zufammenfetzen je zweier Balken, welche man an den Enden feft verbindet und von welchen man entweder nur den unteren oder nur den oberen (Fig. 325) oder auch beide (Fig. 326)

biegt, und durch hölzerne Spreizen oder hölzerne Zangen auseinander hält, fich helfen.

Bezeichnet man die Ordinaten der Schwerlinien beider F Balken (Fig. 327) für die beliebige Abfciffe x und die halbe

; Stützweite -4 bezw. mit y und h und die Angriffsmomente

der wagrechten Kräfte in den dafelbft geführten lotrechten Schnitten bezw. mit Mx und M/, fo ergibt fich die Form der gefpreizten Balken aus der Gleichung

Mx

ui K

2

g

welche z. B. für gleichförmig auf die Projektion verteilte Belattung g, wofür bekanntlich Mx — — x (l—x)

l²

und Mi —g --- ift, in die Gleichung

160.

Gefpreizte

Balken.

Fig. 327.

4.

■t

Sn ;

!t-------X-

-X-

37-

38.

alfo in die Gleichung der quadratifchen Parabel übergeht. Der Querfchnitt Fz des gezogenen und Fd des gedrückten Balkens hat gleichzeitig den darin auftretenden wagrechten und lotrechten Kräften

M-y

Hx = —— und Vx - —

d Mx

dx

39-

zu widerftehen, woraus fich bezw. die Querfchnittsflächen des gezogenen und gedrückten Balkens für die zuläfligen Zug- und Druckfpannungen z und d, fowie für die zuläffigen Schubfpannungen v zu

Mx

Fz -

und

Fz‘ — —

1 dMx

dx

40.

Mx

Fd — --- und

Fd‘ =

1 d Mx

ergeben.

dx

41

Für den quadratifch-parabolifchen Balken mit gleichförmig auf die Projektion verteilter Belattung erhält man bezw.

1 gF_

z 8 h

L lll

d 8 h

woraus folgt, dafs in diefem Falle die Querfchnitte Fz und Fd kontlant find und wegen

Fz = ~

und

Fz' =

■    42.

ferner

Fd =

und

Fd‘ —

43-

Fz

Fd

44,

fich umgekehrt verhalten wie ihre Beanfpruchungen, ferner dafs die Querfchnitte Fz‘ und Fd' einander gleich, aber veränderlich find und von der Mitte des Balkens, wo fie Null werden, nach feinen Enden hin zunehmen, wo fie den gröfsten Wert

Fz‘ = Fd‘ =

r-H K

gl

45

erreichen. Für die Querfchnitte des quadratifch-parabolifchen Balkens find alfo in feiner Mitte nur die Momente, in allen übrigen, vorzugsweife über den Auflagern befindlichen Querfchnitten die Momente und lotrechten Schubkräfte in der Art mafsgebend, dafs der gröfsere der beiden fich ergebenden Querfchnitte zu wählen ift.

Die Balkenenden find fo zu verbinden, dafs die gleichen, aber entgegengefetzt

gl²

und fcherend wirkenden wagrechten Kräfte

aufgehoben werden, was man durch

Verfatzung, Verzahnung oder Verdübelung in Verbindung mit Schrauben und Bändern erreichen kann. Die gefpreizten Träger erfordern je zwei durchgehende Balken, weshalb fie auf Spannweiten von 10 bis 12ra befchränkt find, und geftatten wegen ihrer Form bei Decken nur dann Anwendung, wenn eine wagrechte Ausgleichung von Fufsboden und Decke befonders hergeftellt wird.

c) Gitterträger.

Wo bedeutendere Laften zu übertragen und gröfsere Räume mittels Trägern zu überfpannen find, welche oben und unten eine wagrechte Begrenzung erhalten Spannungen. foHen, find Fachwerkträger mit parallelen Gurtungen (fog. Parallelträger⁸³) und recktwinkeligem Stabfyftem mit Vorteil zu verwenden. Sie erhalten zwei doppelte hölzerne Gurtungen, zwifchen welche hölzerne, gewöhnlich unter halbem rechten Winkel geneigte gekreuzte Diagonalen und hölzerne oder eiferne Vertikalen (Träger mit kombiniertem Gitterwerk⁷⁸) nach dem Syftem Howe eingefchaltet find (Fig. 329 bis 331). Hierbei werden am vorteilhafteften alle die eine feitliche Uebertragung der Laften auf beide Stützpunkte bewirkenden Hauptdiagonalen, fowie die zur Ausfteifung der Felder eingefchalteten Gegendiagonalen für Druck, jene Vertikalen für Zug konftruiert.

Nimmt man an, ein folcher Gitterträger (Fig. 328), von der Höhe h und mit n gleichen P'eldern von der Weite X, fei in jedem unteren Knotenpunkte mit dem Eigengewicht p und der Verkehrslaft q befchwert (z. B. wenn Deckenbalken auf feine untere Gurtung gelegt oder an diefelbe angehängt werden), fo beträgt die gröfste Druckfpannung des beliebigen m-ten oberen Gurtungsftückes⁸⁴)

Xmi nin =

und die gröfste Zugfpannung des m-ten unteren Gurtungsftückes ⁸⁴j

m (n — ni) = Cm (n — ni),

worin C diefelbe Konftante darftellt, welche daher bezw. mit zwei verfchiedenen veränderlichen, in den fchräg gegenüber liegenden Gurtungsftücken benachbarter Felder gleichen Produkten zu multiplizieren ift.

Die Grenzfpannungen der Diagonalen 1 bis n mit der durchweg gleichen Länge t = \Z    find für Druck und Zug⁸⁵) bezw.

Ymmin =

161.

Ermittelung

der

Fig. 328.

Xm

7h

/\ Zm

(m — 1) (11 -j- 1 — m) — — C [in — 1) (n -j- 1 — ni) 46.

Zm min =

(p + q)X

.    .    47.

und

Ym max =

(n — ni) [n -f- 1 — ;«)J    .    .    48.

2X [- P (« + 1 - 2 m) + H m (m - !)] »    •

.    .    49.

worin

tp

und

tq

wiederum Konftante vorftellen.

2 n h

Die Grenzfpannungen in den Vertikalen 0 bis 11 — 1 find für Zug und Druck⁸⁵) bezw.

»Handbuches«.

⁸³) Siehe Teil I, Bd. i, zweite Hälfte, Art. 374, S. 338 (2. Auf!.: Art. 166, S. 148; 3. Aufl. : Art. 167, S. 168) diefes

8ł) Siehe ebendaf., Art. 386, S. 351 (2. Aufl.: Art. 180, S. 163; 3. Aufl.: Art. 182, S. 183). ⁸⁵) Siehe ebendaf., Art. 387, S. 351 (2. Aufl.: Art. 181, S. 164; 3. Aufl.: Art. 183, S. 184).

und

Vm max

[n-j- 1 — 2 ni) -f {n — ni) (n -j- 1 — ni)

Là 71

• 50.

2 ni)---- ni (in — 1)

LÀ 71

5i.

Vm min — — {ii -j- 1 n

Sind die Spannungen diefes Trägers mit durchweg rechts fteigenden Diagonalen, welche auf feiner linken Seite Druck-, auf feiner rechten Seite Zugfpannungen annehmen, berechnet, fo laffen fich hieraus die Spannungen des Trägers mit nur gedrückten, zu feiner Mittellinie fymmetrifchen Diagonalen (Hauptdiagonalen) ableiten, während man alle Diagonalen, welche Zugfpannung annehmen würden, wegläfst und durch folche mit entgegengefetzter Neigung erfetzt.

Wird derfelbe Gitterträger in allen oberen Knotenpunkten belaftet (z. B. wenn Deckenbalken auf feine obere Gurtung gelegt werden), fo bleiben die Spannungen der Gurtungen und Diagonalen diefelben und die Grenzfpannungen nur der Vertikalen von 0 bis n — 1 gehen in die folgenden⁸⁵) über:

und

Vm max =

(n — 1 — 2 in) -f

(n

m) (n — 1 — ni) .    .    52.

Vm min =

q

{n — 1 — 2 ni)---— m (m -fl) •    •

Là TI

• •    53-

In den meiften im Hochbauwefen vorkommenden Fällen erhalten die hölzernen Gitterträger durchweg gleiche Stärken ihrer Gurtungen und Stäbe, wodurch zwar ihr Materialbedarf vermehrt, aber ihre Konftruktion wefentlich vereinfacht wird. In diefem Falle hat man nur die gröfsten Spannungen der Gurtungen und der Stäbe, welche bezw. in der Mitte und an den Enden diefer Träger eintreten, zu ermitteln und hiernach ihre Querfchnitte feftzuftellen.

71

Für m = erhält man daher die abfolut gröfste Druckfpannung der oberen

Là

{p+qn

54-

Gurtung ¹

n ®

worin 1 gegen vernachläffgt werden kann, und die abfolut gröfste Zugfpannung

der unteren Gurtung

(p + q)l 11²

2h ' 4 '    ■

Für m — 0 erhält man die abfolut gröfste Druckfpannung der Diagonalen

Zm max

•    •    55-

Ym min = —

V (P + Ç) + 1) •

56.

und die abfolut gröfste Zugfpannung der Vertikalen

f (/+?) <»+1).

f (P + q) (® — i).

■    ■    57-

58.

Vm max =

wenn der Träger unten, und

Vm max =

wenn derfelbe oben belaftet ift.

Bezeichnet man mit Fx und Fz, Fd und Fv bezw. die Querfchnitte der QuerIf^nitts Gurtungen und Stäbe, mit z und d bezw. die gröfste zuläffige Zug- und Druck- ermitteiung.

163.

Konftruktion.

fpannung, fo ift, wenn die Trägerlänge n\ = / gefetzt wird, der erforderliche kon-ftante nutzbare Querfchnitt der oberen Gurtung

der unteren Gurtung

der Diagonalen

Fx =

Fz =

Fd =

n (p + q)l

8 dh

59-

n (p + q)l

8 zh

6o.

(n -f-1) (p -f- q) t

2 dh

6i.

und der entweder hölzernen oder eifernen Vertikalen bezw.

Fv =

(n -f 1) (/ + q)

2z

oder Fv

(n - 1) (p + q)

.    . Ó2.

wobei die kleinfte zuläffige Beanfpruchung auf Zug für Holz und Schmiedeeifen zu bezw. 100 und 1000kg für lqcm angenommen werden kann.

Bei Anwendung hölzerner Vertikalen werden diefelben auf beiden Seiten mit den beiden Gurtungen verblattet und oben und unten mit ihnen verbolzt, während die gekreuzten Diagonalen, die in ihren Kreuzungspunkten verblattet und genagelt werden, durch Zapfen ohne oder mit Verfatzung mit ihnen verbunden find (Fig. 329).

Bei Anwendung eiferner, mit Kopf und Mutter ver-fehener Vertikalen werden diefelben durch kurze hölzerne, von aufsen quer über und unter die Gurtungen gelegte Sattel-ftiicke gefteckt, die Diagonalen mittels Zapfen zwifchen die

Gurtungen eingefchaltet und diefe fämtlichen Teile durch Anziehen der erwähnten Muttern feft zufammengeprefst (Fig. 330).

Bei Gitterträgern für gröfsere Spannweiten mit bedeutenderen Beladungen fchaltet man zwifchen die Enden entgegengefetzt geneigter Diagonalen befondere Spannklötze ein, gegen welche fich die letzteren ftemmen und welche von den Hängeeifen durchfetzt werden (Fig. 331).

Fig. 329.

Fig- 33°-

a,

Fig- 331-

jj

A.

~w

v\

"^r

Al

4-5__

¹^r

d) Armierte Balken.

Die Tragfähigkeit von Balken, welche für fich zu fchwach find, um eine gegebene Laft zu tragen, kann durch Verbindung derfelben mit Hängewerken (Fig. 333 u. 335 ) oder Sprengwerken (Fig. 336) erhöht werden, wobei diefe Hilfskonftruktionen für kleinere und gröfsere Spannweiten bezw. einfach und doppelt angewendet werden.

i) Hängewerkbalken.

164.

Einfache

fo ift derfelbe bei feiner gröfsten zuläffigen Beanfpruchung d im ftande, von der Hängewerk-

balken.

Ift ein Balken von der Länge /, Breite b und Höhe h (Fig. 332) verfügbar,

Fig- 33²-

gröfsten, in feiner Mitte wirkenden Laft P den Anteil

*--------

(g........

“ ”⁼ir

2 db h²

zu tragen, woraus a zu beftimmen ift. Um den Reft P (1 — a) der Laft übertragen zu können, müffen die Zugftangen auf jeder Seite bei einer gröfsten zuläffigen Beanfpruchung z den nutzbaren Querfchnitt

2z

64.

erhalten, wovon bei je zwei Zugftangen auf jede die Hälfte kommt. Werden die-felben, wie gewöhnlich, aus Rundeifen hergeftellt und an den äufseren Enden mit Gewinden von 0,2 Tiefe des äufseren Durchmeffers verfehen, fo beträgt ihr äufserer Durchmeffer

W = !’⁸⁸ Fp

65.

1 - 0,4

Die Gewinde werden gewöhnlich durch eiferne, zur Zugftangenachse senkrechte Querplatten gefteckt, mit Unterlagsplatten verfehen und dann mittels ftarker Muttern angezogen, während die unteren Enden der Zugftangen Oefen erhalten, durch welche

Fig- 333-

ein eiferner, den hölzernen Balken unterftützender Ouerbolzen gefteckt und durch

Splinte oder Schrauben feftgehalten wird (Fig. 333).

Ift ein Balken von den zuvor angegebenen Abmeffungen verfügbar und in den

Entfernungen /j von feinen beiden Enden mit den gleichen Einzellaften P befchwert

(Fig. 334), fo kann er von jeder

derfelben den Anteil

1 dbh2 a P= — o

tragen, woraus a zu beftimmen ift.

a) diefer

Laft übertragen zu können, müffen die geneigten und wagrechten Teile der Zugftangen bezw. einen nutzbaren Gefamtquerfchnitt

165.

Doppelte

Hängewerk

balken.

Fig- 334-

Si:

-l,

lx

. 66.

Um den Reft P (1

Fig- 335-

H= S cos a = P

s sin a

F==

P(i - «) y k*+i*

P (1 — a)

und Aj =

woraus ihr äufserer Durchmeffer wie vorher zu beftimmen ift. Konftruktion ift derjenigen der einfachen Hängewerkbalken gleich (Fig. 335).

erhalten

.    .    67.

Die

166.

Einfache

Sprengwerk

balken.

2) Sprengwerkbalken.-

Einfache Sprengwerkbalken (Fig. 336) beftehen aufser dem Hauptbalken aus je zwei zu beiden Seiten angebrachten, geneigten hölzernen Streben, welche durch Schraubenbolzen mit jenem verbunden werden. Um das Ineinanderpreffen der Streben an den fich berührenden Hirnenden zu vermeiden, legt man hinreichend grofse

Fig- 336.

-----*«ui

~tz

kJ

167.

Doppelte

Sprengwerk

balken.

Zink-, Kupfer- oder Eifenplättchen ein. Die ftatifche Berechnung ift derjenigen der einfachen Hängewerkbalken gleich; nur ift in die Gleichung 63 für F der Wert d ftatt z einzuführen und auf Holz zu beziehen.

Doppelte Sprengwerkbalken unterfcheiden fich von den einfachen nur durch wagrechte zwifchen die Streben eingefchaltete Spannriegel, werden jedoch ebenfo konftruiert und mit denfelben Abänderungen wie die doppelten Hängewerkbalken berechnet.

4. Kapitel.

Balkenverbände.

a) Winkelbänder.

168.

Berechnung.

Ift ein wagrechter, am einen Ende feftgehaltener, am anderen Ende frei fchwebender Balken (Fig. 337) von der Länge a für fich zu fchwach, um eine an feinem freien Ende wirkende Laft P zu tragen, fo wird derfelbe am einfachften durch ein Winkelband , auch Kopfband, Bug oder Büge genannt, unterftützt. Bezeichnet a den Winkel, welchen das Winkelband von der Länge mit der Wag-

rechten einfchliefst, fo ift, wenn von der Biegungsfeftigkeit des wagrechten Balkens abgefehen wird, der längs des Winkelbandes wirkende Druck

Fig. 337-

cos a sin a

s sin 2 a

und der längs des wagrechten Balkens wirkende Zug

. . 68.

ife

•>

Der Druck 5 wird unter übrigens gleichen Umftänden am kleinften, wenn sin 2 a = 1, alfo wenn das Winkelband unter einem Winkel a = 45 Grad angebracht wird. Wirkt die Laft P unmittelbar am Kopfe des Winkelbandes, fo wird a = s cos a und, wenn diefer Wert in Gleichung 68 u. 69 eingeführt wird, der Längsdruck und der wagrechte Zug bezw.

sin er.

und

7 o.

t g a

Wenn nunmehr mit ß die gröfsere, mit § die kleinere Querfchnittsabmeffung eines an den Enden eingezapften, etwas drehbaren Winkelbandes (Fig. 338), mit E die

Elaftizitätsziffer und mit C fein Sicherheitskoeffizient, der bei Holz etwa

zu 10

anzunehmen ift, bezeichnet wird, fo ift der Widerftand eines auf feitliches Ausbiegen (Knicken) beanfpruchten Winkelbandes

Fig- 338.

Ęf"

;;

C tu ² E    ß §³

12 '

Durch Gleichfetzen der Werte 68 und 71 erhält man die Gleichung 24^«

■    .    71.

R\

Fig. 339-

/\WA-____l

"CD

p, .    72.

Ciz² Esin 2 a

woraus eine der erforderlichen Abmef-

A*\

fungen ß oder § ermittelt werden kann.

Wird das Winkelband an den Enden durch Anblattung feftgehalten (Fig. 339), fo ift in Gleichung 72: 4tc² ftatt tt² zu fetzen, mithin eine jener beiden Abmeffungen aus der Gleichung

ß 8³ =

6 sa

GTr² E sin 2 a

•    •    73-

zu ermitteln. Werden hierin C — —, tt = 3,14 und E — 120 000 gefetzt, fo ergibt fich

•    •    74-

ß §³ = 0,00005

sin 2 a

Gleich grofse Gefahr gegen feitliches Ausbiegen in der Richtung beider Querfchnitts-abmeffungen des Winkelbandes entfteht, wenn ß = 8, in welchem Falle in den beiden letzten Gleichungen §⁴ ftatt ß d³ zu fetzen ift, alfo nur § zu beftimmen bleibt.

169.

Konftruktion.

Das eingezapfte Winkelband (Fig. 338) wird oben mit einem Schrägzapfen, der zuerft eingefetzt wird, unten mit einem fog. Jagdzapfen verfehen, welcher unten nach einem Kreisbogen abgerundet ift und mit dem Hammer eingetrieben oder »eingejagt« wird. Zuletzt erfolgt die Beteiligung mit je zwei Holznägeln.

Das angeblattete Winkelband (Fig. 339) erhält zwei fchräge Blätter, welche feine halbe Stärke zur Dicke haben, im übrigen nur fchräge Stöfse. Die Schrägblätter verhindern hierbei eine Vergröfserung, die Stöfse eine Verkleinerung der beiden Winkel, welche der wagrechte Balken und der lotrechte Pfoften mit dem Winkelband einfchliefsen.

b) Sprengwerke.

Ift ein an beiden finden frei aufliegender Balken zu fchwach, um die ihm zufallende Laft zu tragen, und wird er deshalb an einer, an zwei oder an mehreren Stellen durch Streben unterftützt, fo entfteht das einfache (Fig. 341), das zweifache (Fig. 354 u. 356) und das mehrfache Sprengwerk.

Wirkt in der Mitte des wagrechten Balkens von der Länge l die Laft P, Spreng werk. fo hat jede Strebe von der Länge .y hiervon die Hälfte zu übertragen, und es ergibt fich mit Bezug auf die Bezeichnungen in Fig. 340 der längs der Strebe wirkende Druck

170.

Einfaches

toi

• • 75-

2 2k cos a

welcher fich in den am Fufse der Strebe wirkenden H

Fig. 340.

Tą,

.jZj

lotrechten Druck — und den wagrechten Druck

2 ‘ 2k

l,

■'P,

zerlegt, welche beiden letzteren Drücke von lotrechten Pforten oder von Wider-lagern aufzunehmen find. Die Stärke der Streben ergibt fich aus Gleichung 75 u. 71 zu

ß §³ =

CrPE ' h

s &

4- p =

4 Utt ² E ’ k cos³ a

•    • 77-

—, 71 = 3,14 und E— 120000 gefetzt, fo ergibt fich

.    78.

Werden hierin wieder C —

ß d³ = 0,0000063

k cos³ a

Diéfer Querfchnitt wird, wie beim Winkel verband, zum Minimum, wenn derfelbe unter übrigens gleichen Umftänden quadratifch angenommen und wenn jede Strebe unter einem Winkel a = 45 Grad geneigt wird.

Bezeichnen p und q bezw. die Eigengewichts- und die gröfste Nutzbelaftung der Längeneinheit des durchgehenden wagrechten Balkens, fo ift feine Gefamtbelaftung

3    3

16

G = {p -j- q) l, wovon je — G = — (p -(- q) l auf die Mauerfchwellen übertragen

10

10

werden, während der Reft die gröfste Beladung P = ~ G = — (/ + ÿ) 7 der Streben darftellt.

Die Verbindung der Streben mit dem Balken gefchieht entweder durch dumpfen Stofs und fchräge Verzapfung mit dem Balken (Fig. 341) oder mittels eines Unterzuges, in welchen die Streben ebenfalls mittels kurzer Zapfen eingreifen (Fig. 342), oder mittels eines gufseifernen Schuhes (Fig. 343), welcher durch Bolzen mit dem Balken verbunden und mit Stehplatte nebft Wangendücken verfehen id, um die Köpfe der Streben gegen das Ineinanderpreffen und gegen ein feitliches Ausweichen zu fchiitzen.

Die Verbindung der Streben mit den Widerlagern gefchieht in verfchiedener Weife. Bedehen die Widerlager aus Mauerwerk, fo wird die Strebe entweder unmittelbar in das Mauerwerk eingefetzt (Fig. 344) oder mittels eines gufseifernen Schuhes (Fig. 345 u. 349) unterdützt, welcher Wafferabflufs und Luftzutritt gedattet, alfo die Trockenheit und Dauer der Strebe befördert. Bedeht das Mauerwerk aus Quadern oder wird es mit Quadern verblendet, fo läfst man den Fufs der Strebe in einen befonderen, nicht zu kleinen Quader ein (Fig. 346); bedeht dagegen das Mauerwerk aus kleinen Bruchdeinen oder Ziegeln, fo legt man eine befondere hölzerne Schwelle ein, welche den Druck der Strebe auf eine gröfsere Mauerfläche verteilt (F'ig. 347).

Diefer fcheidet am Kopfe und Fufse jeder Strebe als wagrechte Seitenkraft den Druck

80.

■y.

Fig. 344-

mmm,

Fig. 348.

AN

Fig. 341.

Fig- 345-

Fig. 346.

mm

wmm

Wmm

Fig. 349-

Fig- 351-

MM UJ

Fig. 350.

r¹“!

<§>

fl

Fig. 342.

Fig- 343-

Fig. 347-

Fig. 35²-

VvV

Stemmen fich die Streben gegen hölzerne Pfoften, fo werden fie mit den letzteren entweder durch Verfatzungen und Schrauben (Fig. 348) oder durch gufs-

eiferne Schuhe (Fig. 351), welche in Fig. 350 befonders dargeftellt find, oder durch Gurthölzer (Fig. 352) verbunden, welche mit den Pfoften verfchraubt werden.

Wirken in den Punkten C

Fig- 353-

\lX

»-■

ly

W-

171.

Zweifaches

und D des fog. doppelten Spreng- Sprengwerk. Werkes (Fig. 353), mit den Ab-ftänden lx von den Stützen A und B, die Laften P und find diefe von den Streben A C und B D zu unter-ftützen, fo erfährt jede Strebe von

der Länge s = [/' l₁²-\-h² =

cos Cf.

den Längsdruck

s = p4- = p

h

h cos a.

79-

H=P-P

ßj Sj³ == 0,00001 26

84.

aus, welcher oben vom Balken oder von einem befonderen Spannriegel, unten vom Widerlager aufzunehmen ift. Durch Verbindung von Gleichung 71 u. 79 ergibt fich der Querfchnitt aus

ß S³ =

12

12

C'k^E ' h cos³a

und, wenn diefelben Zahlenwerte wie früher eingeführt werden, aus

CEE ' h

.    .    81.

ß d³ = 0,0000126

82

h cos³ a

Für die Beftimmung des Querfchnittes des Spannriegels mit der Breite ßx und der Dicke als der kleineren Abmeffung erhält man aus Gleichung 71 u. 80 die Gleichung

TO

12

(GTr² E ’ h cos² a und, wenn wieder diefelben Zahlenwerte eingeführt werden,

«3-

h cos² a

Wird der Spannriegel mit dem Balken feft verbunden, fo läfst fich in obiger Gleichung 4tc² llatt E fetzen, und man erhält den Zahlenkoeffizienten 0,0000031. Behalten p und q die frühere Bedeutung, fo ergibt fich wieder die Gefamt-belaftung des wagrechten Balkens G — (p -f- <7) l. Nimmt man lx — —- an, fo werden

o

hiervon je ^ G =    {p-\~ q) l auf die Mauerfchwellen und je    G —    (p-\-q)l=P auf die Köpfe C und D der Streben übertragen, wodurch zugleich die gröfste Belaftung der Streben dargeftellt wird.

Die Verbindung der Streben mit dem Balken wird entweder unmittelbar, teils mittels Verfatzung und Schrauben (Fig. 355), teils mittels gufseiferner Schuhe

Fig. 354-

Fig- 355-

Fig. 356-

Fig- 357-

if

(Fig. 357), oder mittelbar bewirkt, indem man zwifchen die Streben einen Spannriegel (Fig. 354 u. 356) einfchaltet. Die Streben werden mit diefem Spannriegel entweder durch ftumpfen Stofs nebft fchmiedeeifernen Winkelbändern (Fig. 354) oder

mittels eines Unterzuges (Fig. 356 links) oder mittels eines gufseifernen Schuhes (Fig. 356 rechts) verbunden. In den Unterzug, welcher an den Balken gefchraubt wird, werden Streben und Spannriegel mittels kurzer Zapfen eingefetzt, während der gufseiferne Schuh an den Balken und Spannriegel gefchraubt wird, im übrigen aber ähnlich wie der beim einfachen Sprengwerk befchriebene angeordnet ift. Damit Balken und Spannriegel möglichft zufammenwirken, werden beide mittels Dübel und Schrauben (Fig. 354 u. 356) verbunden.

Die Verbindung der Streben mit den Widerlagern entfpricht derjenigen des einfachen Sprengwerkes.

Wenn die Beladungen an den Punkten C und D des doppelten Sprengwerkes verfchieden find, fo wirken diefelben auf eine Verfchiebung des Paralleltrapezes

In diefem Falle ift das vom Verfaffer konftruierte »verfteifte doppelte Sprengwerk« (Fig. 359 u. 360) vorzuziehen, bei welchem die Balken an den Punk-Ijjjp ten C und D durch je zwei Streben, ||jj| wovon die längeren lieh kreuzen,

Fig- 35⁸-

A CD B.

Ai

il

.i

li

i.

B,

TT

sT

ii.

.1,

unterdiitzt werden.

Bezeichnen P und Q die bezw. in den Punkten C und D (Fig. 358) wirkenden verfchiedenen Beladungen, fo id mit Bezug auf die Bezeichnungen in diefer Abbildung die Achfenfpannung in der Strebe A C

S = -P

cos ß

in der Strebe C B

sin (a -(- ß)

= -P

kl

■    •    85.

cos a

sin (a -f- ß)

hl

. . 86.

in der Strebe B D

S~-Q

cos ß

und in der Strebe A D

sin (a -f ß)

= -Q

.    .    87.

Sx = -Q

cos a

sin (a + ß) "

= -Q

hl

. . 88.

Im Stützpunkt A id der lotrechte Druck

P sin a . cos ß -(- Q cos a . sin ß P (l — /₂) -J- Qlx

sin (a -f ß)

.    .    89.

und der wagrechte Druck

H=P+ Q

cos a . cos ß

K (7-Ą)

sin (a + ß)

hl

.    .    90.

Hieraus folgt der Schrägdruck

R = |/ V² + H²

. 91.

und fein Neigungsverhältnis

,    __    __ sin (q -f ß) _ h_ P (/ — lx) -f- Q lx

ö H 2 cos a. . cos ß lx {P -j- Q) l

In kondruktiver Beziehung id zu bemerken, dafs die längeren Streben an ihrem Kreuzungspunkte derart halb zu überblatten und zu verbolzen dnd, dafs die Achfen-

.    .    92.

fpannung fich in jeder derfelben ungehindert fortpflanzen kann, ohne in der anderen Biegungsfpannungen zu erzeugen. Da eine feitliche Ausbiegung diefer Streben bei folcher Verbindungsweife nicht eintreten kann, fo ift der bei der Verblattung übrigbleibende Teil des Querfchnittes einer Strebe nur fo ftark zu nehmen, dafs er den gröfsten Achfendruck mit Sicherheit aufnehmen kann. Die Balken Ax Bx find in den Punkten C und D zu ftofsen und durch lotrechte Schlitzzapfen mit wagrechten Bolzen ffllip zu verbinden, um welchen letzteren ihre Enden eine kleine Drehung in der lotrechten Ebene ausführen können. Die drei Teile Ax C, CD und D Bx diefer Balken wirken daher je als Balken auf zwei Stützen und gewähren den Vorteil, die Hauptbalken aus kürzeren Balkenftücken zufammenfetzen zu können. Bei geringeren Spannweiten genügt die Anordnung in Fig. 359;

Fig. 359-

Wm.

Fig. 360.

weiten empfiehlt fich die Anordnung von

Verfteifung der Streben in Fig. 360. Beide Anordnungen eignen

fich befonders auch zur künftlerifchen Ausbildung weitgefpannter Decken mit ficht-barer Holzkonftruktion.

Die Verbindungen der Streben mit den Unterzügen bei C und D find denjenigen der einfachen Sprengwerke, die Unterftützungen der Streben bei A und B durch Mauerbalken denjenigen der einfachen und doppelten Sprengwerke ähnlich anzuordnen.

c) Hängewerke.

172.

Einfaches

Hängewerk.

Ift ein an beiden Enden frei aufruhender Balken zu fchwach, um die ihm zu-

Fig. 361.

fallende Laft zu tragen, und wird er deshalb an einer, an zwei oder mehreren Stellen durch Hängefäulen und Streben unterftiitzt, fo entflieht das einfache (Fig. 363 u. 366), das zweifache (Fig. 375) und das mehrfache Hängewerk. Das Hängewerk ift fomit als ein Sprengwerk mit einer, zwei oder mehreren Hängefäulen anzufehen.

Ta

Der Grundgedanke des einfachen Hängewerkes oder des fog. einfachen Hängebockes wird durch Fig. 361 veranfchaulicht.

Wirkt in der Mitte des wagrechten Balkens die Laft P, fo ift diefelbe durch die Hängefäule auf die beiden Streben zu übertragen, mithin ihre parallel zur Achfe wirkende Zugfpannung

•    •    93-

V=P, .

welche in ähnlicher Weife, wie beim einfachen Sprengwerk, berechnet werden kann. Am oberen Ende der Hängefäule zerlegt fich diefe Spannung in der Richtung der beiden Streben und erzeugt in ihnen denfelben, durch Gleichung 75 dargeftellten Längsdruck, wie beim einfachen Sprengwerk, während der Balken eine Achfenzug-fpannung erfährt, welche dem durch Gleichung 76 dargeftellten Seitendruck H numerifch gleich ift. Der Balken mufs diefe Zugfpannung aufheben; das Hängewerk erzeugt alfo einen Seitendruck, wie das Sprengwerk, nicht, fondera übt, wie der Balken, einen nur lotrechten Druck auf feine Unterlagen aus. Dagegen mufs der Balken fo lang fein, dafs das Abfcheren durch die Streben vermieden wird.

Fig. 362.

Fig. 3⁶3-

Fig. 364.

Fig. 365.

Fig. 367.

Fig. 366.

(■

/"Al

-ÄS

-2SĆ

Fig. 368.

Fig. 369.

Wird die Verlängerung des Spannbalkens aufserhalb der Streben mit X, feine Breite mit ß und fein Widerftand gegen Abfcheren parallel zur Faferrichtung für die Flächeneinheit mit v bezeichnet, fo ergibt fich die für eine Verfatzung erforderliche Verlängerung

AN

I/Sl

94.

worin für das Quadr.-Centimeter Nadel- und Eichenholz bezw. v = 6kS und 8kg gefetzt werden kann.

Das einfache Hängewerk enthält entweder Hängefäulen mit fchmiedeeifernen Bändern, welche den Spannbalken tragen (Fig. 363), oder Hängeftangen, welche den Spannbalken oder diefen nebft einem Unterzug durchfetzen (Fig. 366), und dann meift gufseiferne Verbindungsteile am Kopf und Fufs der Streben.

Die Verbindung der Streben mit dem Balken wird teils durch einfache (Fig. 363) oder doppelte Verfatzung (ohne oder mit Zapfen) und Schrauben (Fig. 366 rechts), teils durch eiferne, mit dem Spannbalken verfchraubte Schuhe (Fig. 366 links) bewirkt. Diefe Schuhe werden mit zwei oder mehreren, in den Spannbalken

Handbuch der Architektur. III. i. (3. Aufl.)

eingreifenden Krampen verfehen, um auf dem Spannbalken nicht durch den Seitendruck der Streben verfchoben zu werden. Sobald der Winkel, unter welchem die Streben zum Spannbalken geneigt find, 30 Grad überfchreitet, find die Schrauben, welche in Verbindung mit der einfachen oder doppelten Verfatzung angewendet werden und das Ausfpringen der Streben aus ihren Sitzen verhindern follen, nicht mehr unbedingt erforderlich.

Die Verbindung der Streben mit der Hängefäule wird teils durch einfache (Fig. 363), teils durch doppelte Verfatzung (Fig. 364) ohne oder mit Zapfen (Fig. 362) bewirkt, in welchen Fällen die Hängefäule oben fo weit über die Ver-bindungsftelle hinaus verlängert werden mufs, dafs das Abfcheren derfelben durch die lotrechte Kraft V vermieden wird. Wo eine folche Verlängerung nicht lbatthaft ift, werden die Hängefäulen mittels fchmiedeeiferner Winkelbänder (Fig. 365) oder mittels fchmiedeeiferner Hängebänder (Fig. 364) mit den Streben verbunden. Bei Anwendung doppelter Flängefäulen, welche oben genügend verlängert und zufammen-gefchraubt find, laffen fich die Streben fiumpf ftofsen (Fig. 369). Diefelbe Verbindung der Streben läfst fich auch anwenden, wenn zwei hölzerne, nach oben verlängerte und unter fich verfchraubte Lafchen angewendet und mit der Hängefäule durch Verfchränkung verbunden werden (Fig. 368).

Die Verbindung der Streben mit der Hängeftange erfolgt durch Vermittelung eines gufseifernen Zwifchenftückes, welches aus einer lotrechten , in der Mitte ver-

Fig. 370.

S' 371-

Fig. 372.

¹

min = —

mn

4r

4-

■/Ź ii

dickten und durchlochten Platte befteht (Fig. 366), gegen welche fich die Streben hemmen und durch welche die Hängefiange gefleckt wird, während oben eine Vertiefung den Schraubenkopf der Hängefiange aufnimmt und zwei Backenflücke das feitliche Ausweichen der Streben verhindern (Fig. 366 unten).

Die Verbindung der Hängefäule mit dem Balken wird meift entweder durch fchmiedeeiferne Bänder (Fig. 370), welche den Balken umfchliefsen und an die Hängefäule angebolzt find, oder durch Hängeeifen (Fig. 371) bewirkt, welche unten mit Schrauben verfehen find und eine Querplatte aufnehmen, worauf der Spannbalken ruht. Mufs der Spannbalken geftofsen werden, fo kann dies durch ein fchräges Hakenblatt (Fig. 373) gefchehen. Werden doppelte Hängefäulen angewendet, welche durch Schrauben verbunden werden (Fig. 371), fo fchneidet man erflere aus und läfst fie den Balken umfaffen.

173-

Zweifaches

Hängewerk.

Das zweifache Hängewerk oder der fog. doppelte Hängebock ift in Füg. 373 in einfachen Linien dargeflellt. Wirken in den Punkten D und J mit den Abhanden / von den Stützen A und D die Lallen P, P, welche in ähnlicher Weife, wie beim doppelten Sprengwerk zu berechnen find, fo find diefelben durch die beiden Hängefäulen, welche die Zugfpannung P erfahren, auf die Streben und auf den zwifchen ihnen eingefchalteten Spannriegel zu übertragen; diefelben erfahren

dadurch bezw. die durch Gleichung 79 u. 80 gegebene Druckfpannung, während gleichzeitig der Balken durch die von den Streben erzeugten wagrechten Kräfte in

Gleichung 80 gezogen wird und die-felben zu vernichten hat. Auch das zweifache Hängewerk übt daher einen nur lotrechten Druck auf feine Auflager aus. Dagegen mufs der Spannbalken auch hier auf jeder Seite um die durch Gleichung 94 gegebene Ab-meffung länger, als die Stützweite l fein, damit das Abfcheren desfelben nicht ftattfindet.

Solange das doppelte Hängewerk in den Punkten D und J (Fig. 374) gleich belailet wird, ift eine Verfteifung des rechteckigen Feldes CDEJ

Haben

aber die Punkte D und J bezw. die Laft P und Q zu tragen (Fig. 374), wovon Q die gröfsere ift, fo bedarf jenes F'eld einer Ausfteifung durch die Diagonale DE mit der Länge d und der Druckfpannung

Fig- 373-

'a\

-a \

s.

-/■

Fig. 374-

A 4.

11

ri

JE

7//.

f-----------4........Hp

■7

'<■

Y= -

.9

-V= —

welche für Q = — (p -f- q) l und P ==

11

60

■mm. ftatifch nicht erforderlich.

dl

(Q-P),

95-

l ihren Höchftwert erreicht.

wird

3//

0Q-p)

96.

Wechfeln die Belaftungen P und Q der Punkte D und y, fo erfordert diefer Belaftungszuftand eine Diagonale C J mit derfelben gröfsten Beanfpruchung auf Druck. Können beide Belaftungszuftände nacheinander eintreten, dann find zwei Diagonalen DE und C J einzufchalten, um in beiden Fällen das Verfchieben des Rechteckes CDEJ zu verhindern.

Das zweifache Hängewerk erhält entweder zwei Hängefäulen mit fchmiede-eifernen Bändern (Fig. 375) oder fchmiedeeiferne Hängeftangen, die den Spannbalken tragen und den beim einfachen Hängewerk befchriebenen ähnliche Anordnungen erfordern. Insbefondere find die Verbindungen der Hängefäulen und der Streben mit dem Spannbalken den bezw. in Fig. 370 bis 372, in Fig. 363 und in Fig. 366 links und rechts dargeftellten entfprechend. Dagegen erfordert die Verbindung der Hängefäule mit den Streben und dem Spannriegel eine etwas abweichende Anordnung. Entweder läfst man Streben und Spannriegel mittels Zapfen und Verfatzung in die Hängefäule eingreifen, in welchem Falle die Hängefäule nach oben fo weit zu verlängern ift, dafs das Abfcheren durch die Kraft P nicht erfolgen kann (Fig. 376), oder man fetzt, wo eine folche Verlängerung der Hängefäule nicht ftatthaft ift, Strebe und

Spannriegel mit Verfatzung in diefelbe ein und verbindet fie durch je zwei dreiarmige Bänder, welche man mittels je dreier durchgehender Schrauben befeftigt

Fig. 376.

Fig- 375-

î .a

'x

Fig- 377-

W/.

(Fig. 377). Wo gekreuzte Diagonalen erforderlich werden, verzapft man diefelben oben mit den Hängefäulen, unten mit den Hängefäulen oder Hauptbalken und überblattet fie am Kreuzungspunkte, wo man fie noch mit einer Schraube verbindet.

d) Hängefprengwerke.

174.

Grundgedanke

und

Konftruktion.

Erfordert ein Balken Unterftützung in 3 oder 4 Zwifchenpunkten, fo läfst fich hierzu eine Verbindung von Sprengwerk und Hängewerk, und zwar bezw. das einfache und das doppelte Hängefprengwerk (Fig. 378 u. 379) anwenden.

Wird beim einfachen Hängefprengwerk jeder der Punkte E und F mit der Laft P und der Punkt C mit der Laft Q befchwert, fo erfährt die Hängefäule die Spannung

• • 97-

V=Q, . .

während die Strebenteile C E und C F die Spannungen

S— V .    .

2 sin a

annehmen. Der Teil E F des Hauptbalkens erleidet den Zug

. . 98.

2 tg a

2/ż

•    •    99-

Fig. 378.

».

•s'

........

In den Punkten E und F wirken die Gefamtgewichte P -j—welche in

Ui

den Strebeteilen E A und F B die Druckfpannungen

K'+l)

IOO.

'+1

sin a

und im Teile E F des wagrechten Balkens die Druckfpannung

CO KO

tg a.

IOI.

2

erzeugen, woraus fich, wegen -—-

L(L

K V 2

yL , feine Gefamtfpannung zu hx

ergibt.

f)

102.

Werden die Hauptbalkenteile H₁£', ZfZ?, D F und F Bx gleich lang angenommen, fo find, wenn G ■= {p q) l die Gefamtbelaftung des Hauptbalkens bezeichnet,

Fig. 379-

P=~

32 G 32

28 ' 4    4 . 28

•I...........&

fr

ä*

26 G

26

(/> + ?)/und 0=28 • . - , 2g

(p -f- ç) /, während die

Auflager die Drücke A₁ = B —

11

11

28 ’

4.28

(p -\- q) l aufzunehmen haben.

Wird beim doppelten Hängefprengwerk jeder der Punkte G, H und D, F bezw. mit dem Gewichte P und Q belaftet (Fig. 379), fo erfahren die Hängefäulen die Spannung

103.

v=Q, • •

die Strebenteile CG und EH die Druckfpannungen

S=-

sin a

-4-v,

104.

während der Spannriegel den Druck

105.

tg a

und der Hauptbalkenteil G H den zahlenmäfsig gleichen Zug

erleiden.

tg Cf.

Jv

IO6.

In den Punkten G und H wirken die Latten P -|- Q, welche in den Strebeteilen A G und HB die Druckfpannungen

S1 = -

P+Q

sin cf.

und im Hauptbalkenteil G H die Druckfpannung

=-t(P+a>

107.

tg a

±(P+Q)

.    .    I08.

erzeugen, woraus fich, wegen -f-

h

~, die Gefamtfpannung des letzteren zu

₌    Q)........

109.

ergibt.

Werden die Hauptbalkenteile Al G, G D, DF, FH und H Bx gleich lang angenommen, fo find, wenn G = (p -j- q) l die Gefamtbelaftung des Hauptbalkens

bezeichnet, P =

43

43

37 G

37

38 '

5 . 38

U”d ß=88 • 5-5.38

während die Auflager die Drücke Ax = D₁ = men haben.

15 G _    15

38 * 5 ~ 5 . 38

(ß -f- q) l aufzuneh-

Wenn das doppelte Hängefprengwerk in den Punkten D und F ungleich, und zwar bezw. durch R und S, wovon die letztere die gröfsere ift, belaftet wird, fo ift die Diagonale D E erforderlich und erfährt die Druckfpannung

F=-44 (S-F) kl

110.

welche für S =

37

5 . 38

{p Ą- q) l und R —

37

5 . 38

p l ihren Gröfstwert erreicht. Für

4 = T wird

111.

Die Verbindungen der Hängefäulen mit den Balken, der Hänge faulen mit den Streben und Spannriegeln, fowie der Streben mit ihren Stützpunkten ftimmen mit den entfprechenden Verbindungen der Spreng-werke und der Hängewerke überein; dagegen erfordern die Streben und Balken an denjenigen Stellen, wo fie fich kreuzen, eine befondere Verbindung. Wo die Stärken der Balken und Streben dies geftatten, werden diefelben fo überblattet, dafs von den Streben als den Hauptträgern höchftens ¹jz ihrer Dicke ausgefchnitten wird (Fig. 380 u. 381 links).

Sollen die Streben überhaupt nicht verfchwächt werden, fo wendet man zwei Balken von geringerer Breite an, welche in

Fig. 380.

7V.

m.

7y-

Fig. 381.

TT

die Streben an ihren Kreuzungsftellen etwas eingelaffen werden, während man die Hängefäulen zwifchen den doppelten Balken nach unten verlängert und dort die Balken ebenfalls etwas einläfst (Fig. 381 rechts). Bei Anwendung fowohl einfacher, als auch doppelter Balken werden diefelben an ihren Kreuzungsftellen überdies durch Schraubenbolzen mit den Streben verbunden; ebenfo werden die verlängerten Hängefäulen mit den doppelten Balken an ihren Kreuzungsftellen verfchraubt. Wo zur Verfteifung des rechteckigen Mittelfeldes gekreuzte Diagonalen erforderlich find, werden diefelben in der beim doppelten Hängewerk angegebenen Weife eingefetzt und befeftigt.

5. Kapitel.

Bohlen- und Bretterverbände.

Die Verbände von Bohlen und Brettern bezwecken meift die Herftellung entweder von wagrechten Bauteilen, wie Böden und Decken, oder von lotrechten Bauteilen, wie Wänden und Wandbekleidungen, Thüren und Thoren, oder von Bauteilen, welche aus Bohlen von verfchiedener Neigung zufammengefetzt find. Diefelben find wefentlich verfchieden, je nachdem fie in einer Ebene, in zwei zu einander parallelen Ebenen oder in mehreren, unter einem Winkel zu einander geneigten Ebenen zufammenzufetzen find.

a) Verbände in einer Ebene.

1) Verbreiterungen.

I7S-

Verfahren

der

Die Bohlen- und Bretterverbände in einer wagrechten Ebene werden je nach dem niedrigeren oder höheren Grade des Zufammenhanges mittels der geraden und fchrägen Fuge, mittels Falz, mittels Nut und Feder oder mittels Verzapfung, Nut Verbreiterung, und eingelegter Feder, diejenigen in einer lotrechten Ebene je nach dem befonderen Zwecke mittels gerader und fchräger Fugen ohne und mit Deckleiften, Falz oder Keil- und Quadratfpundung, Nut und Feder bewirkt.

176.

Säumen und Meffern.

Das Herftellen der geraden und fchrägen Fuge wird bezw. Säumen und Meffern genannt. Die Fuge wird in beiden Fällen mit einem Handhobel glatt gehobelt und

Fig. 382.

Fig- 383-

Fig. 384.

Fig- 385.

die Befeftigung der Bretter mit Hilfe von Leim oder mittels eines gut bindenden Kittes bewirkt.

177.

Falzen.

Beim Falzen wird die Fuge der Bretter oder Bohlen mittels Falzhobel mit einem Falze (Fig. 382) verfehen, deffen Tiefe und Breite ihrer halben Dicke gleich kommt. Jedenfalls mufs der F"alz gröfser fein als das Mafs, um welches die Bohle voraussichtlich Schwindet. Da diefes Schwinden mit der Breite der Bohlen wächft, fo empfiehlt es fich, fchmale Bohlen anzuwenden.

178.

Spundung.

179.

Nut und

Feder.

Bei Brettern oder fchwachen Bohlen wird die Keilfpundung (Fig. 383), bei ftärkeren Bohlen die Quadratfpundung (Fig. 384) mit Vorteil angewendet, wobei die Tiefe der Nut der Breite der Feder entfpricht. Nur bei Spundwänden, welche zugleich fo zu dichten find, dafs fie kein Waffer durchlaffen, macht man die Nut etwas tiefer und giefst den nach dem Zufammenfiigen verbleibenden Zwifchenraum mit dünnflüffigem Zement aus.

Bei der Verbindung mittels Nut und Feder, fowohl von Brettern mit gleicher Dicke (z. B. von P'ufsboden- und Friesbrettern), als auch mit ungleicher Dicke (z. B.

Fig. 386.

Fig- 387.

Fig. 388.

Fig. 389.

mmmm,

180.

Verzapfung.

181.

Verfahren

des

Verbandes.

von Rahmftücken mit Füllungen) wird entweder die Feder an die eine Seite der Bohlen angearbeitet oder von härterem Holz angefertigt und in die zu beiden Seiten der Bohlen angearbeiteten Nuten eingelegt (Fig. 385). Statt der hölzernen fchiebt man in befonderen Fällen Federn von ftarkem Zinkblech ein. Wo fchmale und ftets trockene Bretter oder Bohlen auf diefe Weife zu verbinden find, läfst man die Feder die Nut vollkommen ausfüllen ; wo aber das Quellen des Holzes zu befürchten ift, macht man die Nut fo tief, dafs die Feder den nötigen Spielraum hat. In demfelben Italie macht man auch die Nut fo weit, dafs die Feder in derfelben nicht feftfteckt, fondera dafs fie beim Schwinden des Holzes der Bewegung desfelben folgen kann. Dies gilt be-fonders für die Verbindung von harken Rahmhölzern mit fchwachen Füllungen, damit die letzteren beim Schwinden nicht reifsen. Solche Rahmftücke und Füllungen werden teils ohne, teils mit Zwifchenftiick verbunden (Fig. 386 bis 389), welches entweder aufgelegt oder beffer mittels Nut und P'eder eingefchaltet und mehr oder minder reich profiliert wird. Werden Füllungen mittels Nut und P'eder fo in das Rahmftück eingefetzt, dafs fie vorfpringen oder nicht, fo erhält man bezw. die überfchobenen (Fig. 386) und eingefehobenen (Fig. 387) Füllungen.

Die Verzapfung von Brettern und Bohlen wird feiten durch angearbeitete, fondera meift durch cylindrifche oder prismatifche Zapfen aus härterem Holze bewirkt, welche vielfach durch Mafchinen hergèftellt und befonders eingefetzt werden (Fig. 390 u. 391).

2) Winkel ver bä nde.

Sind Bohlen, welche in einer Ebene liegen, unter einem Winkel zu verbinden, fo werden fie mittels Gehrung ohne oder mit eingelegter Feder, mit Verblattung ohne oder mit Gehrung (Fig. 392 u. 393) und mit Verzapfung ohne oder mit Gehrung (Fig- 394 u. 395) zufammengefetzt.

Fig. 393-

Fig. 392.

Fig. 39°-

Fig. 391.

Fig. 394-

Fig- 395-

Die Gehrungsfuge mufs den Winkel, unter welchem die Verbandftücke zu-fammenftofsen, halbieren und erfordert eine befondere Befeftigung, welche durch eine drei- oder viereckige eingelegte Feder aus härterem Holze mittels hölzerner oder

eiferner Nägel bewirkt wird.

Die Verblattung dient zum Winkel-verbande fchwächerer Bohlen. Die beiden Blattftücke werden in ihrer halben Stärke fo ausgefchnitten, dafs äufserlich entweder eine Gehrungsfuge entfteht oder nicht. In beiden Fällen find die Verbandftücke durch mindeftens zwei Nägel zu befeftigen.

Die Verzapfung wird zur Verbindung ftärkerer Bohlen unter einem Winkel angewendet und erfordert einen Eck- oder einen Mittelzapfen, je nachdem die Bohlen an beiden Enden zu verbinden find oder nicht (Fig. 396 u. 397). Soll der Eckverband äufserlich Gehrungsfugen zeigen, fo ift der Zapfen dreieckig herzuftellen

(Fig- 395)-

182.

Gehrung.

Fig. 396.

Fig- 397-

183.

Verblattung.

A'

b) Verbände in zwei parallelen Ebenen.

Wo eine einzige Bohlenlage die hinreichende Stärke nicht befitzt, wendet man zwei oder mehrere Lagen an, welche entweder mit parallelen, aber verfetzten Längsfugen oder, wo zugleich die Drehung derfelben vermieden werden foll, mit fich

Fig. 398.

184.

Verzapfung.

Fig. 399-

Fig. 400.

•w

o'.

kreuzenden Längsfugen entweder unmittelbar aufeinander oder, behufs Herftellung eines Hohlraumes, in einem gewiffen Abftande mittels einzelner, zwifchen lie eingefchalteter Bohlenftücke verbunden werden.

Bei ftarken Verbänden werden die Balken mit ihren Längsfugen dicht aneinander und letztere fo gelegt, dafs fie in jeder Bohlenlage gegeneinander um etwa eine halbe Bohlenbreite, alfo fo verfetzt find, dafs immer »voll auf Fuge» kommt.

Hierher gehören auch die beiden Bretterlagen von Parkettböden, wobei die untere Lage, der Blindboden, aus gewöhnlichen, unbehobelten und ungefäumten Brettern belleht, welche auf die Balken oder auf befondere Lagerhölzer fenkrecht zu denfelben gelagert werden , und die obere Lage meift aus quadratifchen Täfelchen belleht, welche mittels Nut und eingelegter Feder aus hartem Holze aneinander gefügt und auf die untere Bohlenlage mit in die Nuten fchräg eingefetzten Nägeln oder beffer mit Schrauben befeftigt werden.

185.

Parallele

Längsfugen.

WZ

Wo es fich um einen dichten Abfchlufs mittels nur gefäumter Bretter handelt, läfst man Zwifchenräume zwifchen den einzelnen Brettern beider Lagen, welche fchmaler als die Brettbreiten find, fo dafs die Bretter fich gegenfeitig überdecken und aufeinander genagelt werden können. Diefe Verbindungsweife von Brettern und Bohlen be-fitzen die fog. Stülpdecken (Fig. 398 u. 399), welche man in Räumen anwendet, wo geputzte Decken wegen der darin entwickelten Feuchtigkeit und fchädlichen Ausdiinftung (z. B. in Stallungen) Dauer nicht

186.

Gekreuzte

Längsfugen.]

verfprechen, und die fog. Stülpwände (Fig. 400), welche man bei Herftellung von Fangdämmen, der Flolzerfparnis halber, anftatt dichter, doppelter Bohlenlagen ausführt.

Wo die beiden Lagen von Balken oder Brettern ein möglichft unverfchiebliches Ganze bilden follen, werden diefelben unter verfchiedenen Winkeln, welche meift

zwifchen 45 und 90 Grad fich bewegen, entweder unmittelbar oder mittelbar aufeinander genagelt. Die ftärkften derartigen Verbindungen erfordern liegende Rolfe, welche aus ftarken Boh-Ien herzuftellen find und fich " weder verfchieben, noch durchbiegen dürfen. Um einen Verfchnitt an den Enden zu vermeiden, kreuzt man diefelben unter einem Winkel von 90 Grad (Fig. 401) und nagelt fie an mehreren geeigneten Stellen.

Hierher gehören ferner diejenigen Parkettböden, bei welchen der Blindboden aus fenkrecht zu den Balken oder Lagerhölzern auf diefelben genagelten Brettern befteht, während die Täfelchen des oberen Belages fo verlegt werden, dafs ihre Fugen diejenigen der Bretter unter einem gleichen oder unter verfchiedenen Winkeln kreuzen (Fig. 402).

Zweier Lagen gekreuzter Bohlen bedient man fich ferner zur Herftellung leichter Wände, wobei man die eine Lage aus lotrechten, die andere Lage aus meift unbehobelten, gegen die Mitte der Wand geneigten Brettern herftellt, welche

Fig. 403.

Fig. 401.

Fig. 402.

mm

Fig. 404.

man an

aus

die erfteren nagelt (Fig. 403). Die geneigten Bretter bilden mit jenen lotrechten zufammen eine Art Hängewerk, wodurch fich diefe fog. gefprengten Bretterwände frei tragen. Um folche Wände zu fchlechteren Leitern der Wärme und des Schalles zu machen, fchaltet man zwifchen die beiden Bretterlagen ein Bohlen hergeftelltes RiegelgerLift ein (Fig. 404), an welches die gegen die Mitte der Wand geneigten Bretter genagelt werden.

von

Hierher find auch die auf den Sparren von Pult- oder Satteldächern angewendeten Verfchalungen zu rechnen, deren Schalbretter die Sparren unter Winkeln etwa 45 Grad kreuzen und auf diefelben genagelt werden. Der hierdurch gebildete Dreieckverband verhindert die Verfchiebung der Binder und dient als wirk-famer Erfatz für einen befonderen Windverband.

c) Verbände in zwei zu einander geneigten Ebenen.

187.

Verzinkung.

Der einfachfte Verband zweier unter einem Winkel fich treffender Bohlen bildet die gerade oder fchräge Fuge, welche beide indes eine Beteiligung durch

Leim, durch Nagelung oder durch beides erfordern. Einen befferen Verband liefert die Verzinkung, bei welcher die einzelnen Zinken entweder durch die ganze Dicke der Bretter hindurchreichen (Fig. 405) oder , um das Hirnholz der Zinken an einer

Fig. 405.

Fig. 406.

Fig. 407.

Seite zu verdecken, eine Länge von nur ²/3 oder ³j± der Brett-ftärke erhalten (Fig. 406), wodurch die verdeckte Verzinkung entfteht. Um die Verzinkung an beiden Seiten zu verdecken, wie dies bei allen feineren Arbeiten erforderlich ift, wendet man die Verzinkung auf Gehrung (Fig. 404) an, obwohl die Bearbeitung derfelben fchwieriger ift und mehr Zeit erfordert. Um die Verzinkung zur Befeftigung der unter einem Winkel zu verbindenden Bohlen noch wirkfamer zu machen, werden letztere überdies verleimt.

188.

Verband

Einen wirkfameren Winkelverband von Bohlen erreicht man indes durch zwei oder mehrerere ei ferne Winkelbänder, deren beide Schenkel man auf die zu verbinden- mittels Eifen. den Bretter auflegt oder in diefelben einläfst und dann durch Nägel oder beffer durch Schrauben mit ihnen verbindet. Der feftefte Winkelverband von Bohlen wird durch je ein aufgelegtes oder eingelaffenes Winkeleifen von der Länge der zu verbindenden Bretter hergeftellt, welches man in derfelben Weife befeftigt.

Litteratur.

Bücher über »Konftruktionselemente in Holz«, fowie über »Zimmerwerkskunde« und »Baufchreinerei«.

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SchÜBLER, J. J. Sciagraphica artis lignariae, od. nützliche Eröffnung zu der ftchern fundamentalen Holtz-Verbindung bey dem Gebrauch der unentbehrlichen Zimmermanns-Kunft. Nürnberg 1736.

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III. Teil, i. Abteilung: KONSTRUKTIONS ELEMENTE.

3. Abfchnitt.

Konftruktionselemente in Eilen.

Von Georg Barkhausen.

i. Kapitel.

Verbindung von Eifenteilen.

189.

Warme

Nietung.

mittels Keile und mittels Splinte fein, deren Betrach-

Eiferne Konftruktionsteile werden in fehr verfchiedener Weife miteinander verbunden. Das Zufammenfchweifsen von Eifen und Stahl kommt an diefer Stelle nicht in Frage; hauptfächlich werden es die Verbindungen mittels Niete, mittels Schrauben, mittels Bolzen

tung die Aufgabe des vorliegenden Kapitels ift.

a) Niete und Nietverbindungen.

1) Niete und Nietlöcher.

Niete dienen zur mechanifchen Verbindung von Eifenteilen, wie auch einiger anderer Metalle; doch kommt die Vernietung nirgends in fo ausgedehntem Mafse in Anwendung, wie beim Eifen. Die Grundfätze der Vernietung find hiei vei-fchieden, je nachdem diefelbe in erfter Linie beftimmt ift, Kräfte die Fuge der vernieteten Teile fo zu fchliefsen, dafs Flüffigkeiten oder Gafe, felbft Druck ftehend, nicht durchdringen können. Man unterfcheidet daher Kraft

zu

übertragen oder

unter

nietungen und Nietungen auf Dichtigkeit.

Die Vernietung befteht darin, dafs in je zwei einander in jeder Beziehung

vernietenden Teile ein den

genau entfprechende, kreisrunde Löcher der beiden zu Lochdurchmeffer an Stärke nicht ganz erreichender, hellrot- bis weifsglühender Bolzen eingefleckt wird, deffen hinteres Ende einen ringförmig vorftehenden Kopf, den fog. Setzkopf, trägt; diefer legt, mit leichtem Hammerfchlage angetrieben, die Stellung des Nietbolzens im Loche feft. Am anderen Ende fteht der Bolzen fo weit aus dem Loche hervor, dafs durch Umfchmieden mittels Zufchlag- und Ge-fenkhammer (Schellhammer) ein ähnlicher Kopf, wie der oben erwähnte, der fog. Schliefskopf, nachträglich aus dem weifsglühenden Bolzen heigeftellt werden

vornherein auf die Dicke aller aufeinander

kann; die Länge des Bolzens mufs von

nietender Teile und auf die richtige Ausbildung des Schliefskopfes be

żu

meffen fein.

ver-

190.

Kalte

Nietung.

191.

Nietloch.

Zu kurze Niete geben unvollkommene Köpfe; bei zu langen vermag der Gefenkhammer das über-fchüffige Material nicht zu faffen; letzteres quillt feitlich hervor, und die fo entftehende unregelmäfsige Kopfform verkürzt die verlangte Tragfähigkeit nicht, wenn das Antreiben recht fcharf erfolgt.

Um einem Niete vom Durchmeffer d und der fchliefslichen Schaftlänge a ficher einen guten Schliefskopf geben zu können, ift die Schaftlänge des Nietbolzens mit l,i a -f- 1,3 3 d zu wählen.

Die Köpfe brauchen nicht mittels Gefenkhammer vor den Flächen der nieteten Teile vorfpringend ausgebildet zu werden; man kann vielmehr den cylin-drifchen Löchern an einem oder an beiden Enden Ausweitungen nach Geftalt eines abgeftumpften Kegels, mit der gröfseren Endfläche in der Aufsenfläche der zu nietenden Teile, geben und den Bolzen fo lang machen, dafs er, mit Zufchlag-hämmern niedergefchmiedet, die Ausweitung gerade ausfüllt; auf folche Weife ent-ftehen die verfenkten Niete (fiehe Fig. 412).

Nach Ausbildung des Schliefskopfes ift das Bewegen des Bolzens nach keiner Seite mehr möglich; er füllt durch die Anftauchung beim Ausbilden des Schliefskopfes das Loch aus, legt fich auch mit den Ringflächen der Köpfe fo eng an die Flächen der genieteten Teile an, dafs man felbft mit fcharfen Werkzeugen nicht in die Fuge unter dem Kopfe eindringen kann. Da diefer Zuftand hergeftellt wird, während der Niet noch heifs ift, diefer fleh aber bei weiterer Abkühlung noch zufammenzieht, d. h. verkürzt, fo werden die zu vernietenden Teile beim Erkalten immer fetter aufeinander geprefst, und es entlieht eine Reibung zwifchen ihnen, welche in vielen Fällen allein genügt, um das Auseinanderziehen der vernieteten Teile durch die wirkenden Kräfte zu verhindern.

Da zum Ausbilden des Schliefskopfes fchwere Hammerfchläge erforderlich find, fo ift Vernietung bei folchen Bauftoffen ausgefchloffen, welche Hammerfchläge nicht ertragen; dahin gehört z. B. Gufseifen. Die Möglichkeit der Nietung von Eifenteilen befchränkt fich alfo auf Schweifseifen, Flufseifen und Stahl. Ebenfo ift felbftver-ftändlich warme Nietung bei allen Metallen ausgefchloffen, welche bei Berührung mit weifsglühendem Eifen verbrennen, fchmelzen oder fonft zerftört werden.

Nicht alle Eifennietungen werden mit glühenden Nieten ausgeführt. Sinkt der Nietdurchmeffer unter 10 mm, fo werden die dünnen Schäfte durch Weifsglühhitze zu ftark angegriffen, oft völlig verbrannt. Bei Verwendung folcher Mafse ftellt man die Niete aus weichem Eifen her und fchmiedet den Schliefskopf mit oder ohne Schellhammer kalt. Solche Nietungen find wegen mangelhafter Ausfüllung des Loches erheblich weniger tragfähig und dicht.

Die Nietlöcher follen der Regel nach genau kreisrund und völlig cylindrifch fein; auch follen die zufammengehörenden Löcher in den zu verbindenden Teilen ohne Abweichung übereinander liegen. Geringe Ungenauigkeiten in letzterer Beziehung follen durch Ausreiben mit der Reibahle, nicht durch das fo beliebte Auftreiben mittels konifchen Stahldornes, befeitigt werden. Das Herftellen der Nietlöcher, das Lochen, erfolgt mittels Durchftofsmafchinen oder durch Bohren.

Das Ausftofsen oder Punzen der Nietlöcher ift zwar fehr bequem und an Zeit-und Geldverbrauch fparfam, ruft aber anderweitige Mifsftände hervor, welche eine wirklich gute Vernietung fehr erfchweren.

Zunächft wird das Metall in der Umgebung des Loches durch die grofsen Scherfpannungen, welche am Lochrande felbft bis zur Zerftörung fteigen miiffen, leicht verdrückt und jedenfalls in der Tragfähigkeit wefentlich beeinträchtigt; fchmale Eifenteile werden beim Lochen nach Länge und Breite auseinander gedrückt, fo dafs der Rand wellenförmig und die richtig hergeftellte Nietteilung zu weit wird. Es ift daher ganz unzuläffig, fchmale fchwache Eifen (Bandeifen, Winkeleifen, schwache C-Eifen u. f. w.) unter dem Durchftofse zu lochen; fie müffen die Löcher auf andere Weife erhalten. Das Lochen mit der Stofsmafchine ift auf ftarke Eifenforten (grofse Bleche, Stege ftarker I-Träger u. f. w.) zu befchränkeri.

Insbefondere entftehen beim Lochen des Stahles am Rande des Loches Haarriffe, welche das fertige Stück durchaus unzuverläffig machen.

Sodann mufs die Matrize etwas zu weit fein, damit der Dorn fich nicht in fie einklemmt ; dadurch bekommen die Löcher eine merklich kegelförmige Geflalt (Anzug 1:8), welche nach dem Zufammen-legen der Teile beim Ausbilden der Niete plötzliche und daher fchädliche Aenderungen des Schaftdurch-meffers ergiebt.

Jedenfalls foll die Lochung fo erfolgen, dafs beim Zufammenlegen der Teile die engen Lochenden zufammentreffen, damit der fertige Schaft eine doppeltkegelförmige Geflalt mit dem kleinften Durchmeffer in der Mitte erhält und fo die Köpfe im Zufammenhalten der Teile unterftiitzt.

Beim Austreten aus dem Loche läfst der ausgeftofsene Kern auf der Unterfeite am Rande des Loches einen vorfpringenden fcharfen Grat ftehen, während oben der Rand etwas eingedrückt wird; werden diefe Unebenheiten, namentlich der Grat am unteren Rande, nicht forgfältig befeitigt, fo find fie der guten Ausbildung der Nietköpfe und dem dichten Schluffe der Fuge hinderlich.

Bei dem fchnellen Fortfehritte der Locharbeit ift es fchwierig, die fchweren Teile ftets in die genau richtige Lage zu bringen; häufig kommen daher kleine Fehler in der Lochftellung vor, welche gutes Paffen der Löcher und dichten Schlufs der Fuge zwifchen den zu verbindenden Teilen ausschliefsen.

Diefe Mifsftände, welche teils fchwer, teils gar nicht zu befeitigen find, laffen es angezeigt erfcheinen, wenigftens bei hohen Anfprüchen an die Güte der Arbeit die zeitraubendere und teuerere Art der Herftellung der Löcher durch Bohren vorzuziehen.

Die Löcher werden mit lotrechten Bohrmafchinen erzielt, deren Bohrer gebrochene Schneiden mit dem tiefflen Punkte in der Mitte und einer Gefamtbreite gleich dem Lochdurchmeffer haben, oder neuerdings häufiger als fchraubenförmige Schneidewerkzeuge mit Spitze ausgebildet find. Es ift leicht, diefe Bohrer mit der Spitze genau in die vorgezeichnete Lochteilung zu fetzen ; fie fchneiden dann eine kegelförmige Vertiefung, welche fo lange erweitert wird, bis der volle Lochdurchmeffer hergeftellt ift, ohne dafs dabei das umgebende Metall erheblich in Mitleidenfchaft gezogen würde. Die oben gerügten Mifsftände fallen dabei fort. Zwar erzeugt fich auf der Unterfeite auch ein leichter Grat; doch ift diefer geringfügig und leicht zu befeitigen.

Bei Verwendung der älteren, dreieckigen Bohrer wird die Lochwandung durch die Schnitte der beiden äufseren Ecken der Bohrfchneide erzeugt, welche die Wandung in flachen Schraubengängen her-ftellen , fo dafs diefelbe nicht glatt, fondera gefurcht erfcheint, etwa wie die mit dem fpitzen Schneideftahle gehobelte Fläche. Der Schneckenbohrer fchneidet die Loch wandung dagegen mit fcharfer fchrauben-förmiger Schneide fertig, fo dafs fie ganz glatt, häufig fpiegelnd ausfällt. Da nun recht glatte Wandungen die gute Ausfüllung des Loches durch den Niet fördern, fo werden die Schneckenbohrer jetzt ganz allgemein den alten Dreiecksbohrern vorgezogen. Auch zum Ausreiben rauher oder nicht genau paffender Löcher eignet fich der Schneckenbohrer vorzüglich.

Ein Mittelweg zwifchen Stofsen und Bohren, welcher felbft bei Stahl von vielen für zuläffig erklärt wird, befteht darin, dafs man das Loch zuerft nur mit etwa ³/é des Durchmeffers ftöfst und den verbleibenden ringförmigen Reft dann nachbohrt oder nachreibt.

Der mit dem Setzkopfe verfehene Schaft oder Bolzen des Nietes zeigt nur dicht an diefem Kopfe den vorgefchriebenen Durchmeffer; im Mittel ift er etwa 3 Vom-hundert fchwächer, als das auszufüllende Loch ; im übrigen ift er etwas kegelförmig geftaltet, damit er ohne zu grofsen Widerftand in das Nietloch getrieben werden kann.

Schaftlängen, welche das 4-fache des Durchmeffers überfteigen, ftellen die vollkommene Ausfüllung des Loches durch das Stauchen in Frage und find daher zu vermeiden; find Bolzen von gröfserer Länge nicht zu umgehen, fo zieht man Schraubenbolzen vor.

Die Nietköpfe erhalten verfchiedene Form; Beifpiele zeigen Fig. 408 bis 415. Die urfprünglich vorhandenen Setzköpfe haben fehr häufig eine andere Form, als die mit dem Schellhammer herzuftellenden Schliefsköpfe.

Der unvermittelte Uebergang des breiten Kopfes in den fchmalen Schaft beeinträchtigt die Tragfähigkeit des Nietes; es ift daher zweckmäfsig, die Kante des

192.

Nietfchaft.

193.

Nietkopf.

Wird die zuläffige Scherfpannung im vielfach umgearbeiteten Kopfe gleich

der Zugfpannung

Loches 1 bis 2 und dem Setzkopfe von vom Kopfe in den Schaft zu geben.

Am Schliefskopfe bildet fich diefer nach Mafsgabe der Geftalt des Loches von felbft.

Niete für gebrochene Loch

mm

tief und breit mit einem zu weiten Dreiecksbohrer zu brechen vornherein den entfprechenden, kegelförmigen Uebergang

Fig. 408.

Fig. 409.

Fig. 410.

Fig. 411.

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”1

1.75

kanten zeigen

Fig. 411 u. 412 ; Fig. 413 ift ein halb

\    L

t-----y — -Hl

verfenkter Niet; Fig. 415 zeigt zwei Formen verfenkter

Fig. 412.

Fig. 413-

Fig. 414.

Fig. 415-

Th

‘ja

Co

\—_____

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■4

[VA-/

-2

i,7-

Niete, die jedoch an beiden Enden desfelben Nietes gleichzeitig feiten ausgeführt

den. Befonders gebräuchlich für harke Nietungen ift die Form in Fig. 412, da fie bei fchmalem Nietkopfe doch eine grofse Cylinderfläche in der Verlängerung des Schaftumfanges giebt, deren Abfcherungsfeftigkeit dem Beftreben des Nietes, fich beim Erkalten zufammenziehen, widerftehen mufs. Da das Zufammenziehen aber zugleich den Schaft abzureifsen ftrebt, fo wird ein gut geformter Niet in der cylindrifchen Abfcherungsfläche diefelbe Sicherheit haben müffen, wie im Schaftquerfchnitte.

—1,75---

—1,60 —

-15—

wer-

öti.

im Schafte gefetzt und ift h (Fig. 409) die Höhe des abzufcherenden Cylinders, fo mufs ftattfmden

K

h d Tc — s‘ —

s*

i₉₄.

Beanfpruchung

des

Nietfchaftes.

woraus als kleinfter Wert

h — 0,37 5 d

folgt. Im fetteren Setzkopfe kann die Höhe etwas geringer fein. Die Abbildungen zeigen, wenn man die Verfenkungen mit berückfichtigt, fämtlich gröfsere Kopfhöhen; offenbar find aber dreieckige Köpfe ungünftiger, als runde. Die Korbbogenform in Fig. 412 ift gegenüber der Halbkugel über derfelben Grundfläche vorzuziehen, weil letztere viel unnützes Metall in die Kuppe des Kopfes bringt.

Die Beanfpruchung des Schaftes infolge der Verhinderung des Zufammenziehens beim Erkalten hängt vom Wärmeunterfchiede zwifchen Niet und Umgebung in dem Augenblicke ab, wo der Kopf weit genug ausgebildet ift, um die Bewegung des Nietes zu verhindern. Die Spannung im Schafte entfpricht übrigens nicht der ganzen angeftrebten Zufammenziehung; vielmehr drücken lieh die genieteten Teile unter dem Drucke des Kopfes in fich zufammen, und die Fugen zwifchen den Blechen werden gefchloffen. Der Niet wird fich alfo bei der Abkühlung um fo mehr wirklich verkürzen, je mehr fchwache Bleche er fafst; feine Spannung wird hoch, wenn er nur wenige ftarke, dem Schluffe der Fuge grofsen Widerftand entgegenfetzende Bleche verbindet.

Der Niet wird bis auf 1100 bis 1200 Grad C. erwärmt; doch ift anzunehmen, dafs er bis zum Augenblicke des erften feften Anliegens des Schliefskopfes, des Greifens des Nietes, auf etwa 900 Grad C. abgekühlt ift.

Bezeichnen a die Längenausdehnung der Längeneinheit durch 1 Grad C. Wärmezunahme und / die Länge des Schaftes, E die Elaftizitätsziffer des Nietftoffes und a die Längsfpannung im Niete, fo

würde a für einen in völlig ftarre, kalte Mafie gezogenen Niet folgen aus a: E = o.l. 900 : /, woraus

900 a IE

, und da für Stahl und Eifen a = 0,0000123, E = 2 000 000 kS auf 1 qcm zu fetzen find,

0 = 900 • 0,0000123 • 2 000 000 = 22140 hg für 1 qcm; fo dafs ein folcher Niet beim Abkühlen notwendig durchreifsen müfste.

Nun ift aber der umgebende Körper weder kalt noch ftarr. Er erwärmt fich durch den Niet auf etwa 400 Grad C., fo dafs für die Spannung des Nietes nur 900 — 400 = 500 Grad C. in Frage kommen.

Durch die Spannung a im Bolzen, welche eine Spannkraft von c

1,5 ²d²K

d² k .

——— liefert, wird ein ringförmiger

Körper unter den Kopfrändern vom Querfchnitte d² TZ

Spannung darin ift alfo a -

4

gilt infolgedeffen die Beziehung A : l =

d² re

: 1,25

- ^ zufammengeprefst; die c

- = —-, und für die Zufammendriickung A auf die Länge /

G    1

—, woraus A =    <3 / —— folgt.

E

Jede der n Fugen zwifchen den aufeinander zu nietenden Teilen drücke fich um § Centim. Zn-

fammen; von der ganzen Längung des Schaftes um 500.0,0000123 l gehen alfo die Strecken Lsg / —

E

und n 0 ab, und die die Spannung erzeugende Reckung ift demnach

4

500 ■ 0,0000123 /--— a / —--» 0 .

5

Die Spannung im Bolzen folgt daher aus

n 0]

= £ 500 • 0,0000123 l — ⁴/s a / g

und aus diefer Gleichung ergiebt fich, wenn für E der Wert eingefetzt wird,

0,00615 - 0,0000009 O ’

wonach man beftimmen kann, wie lang ein Niet werden darf, wenn eine beftimmte Längsfpannung nicht überfchritten werden foll. Geht man mit der Spannung a für weichen Stahl bis an die Elaftizitätsgrenze von g = 1800 hg für 1 qcm und fetzt man das Mafs o der Zufammendriickung jeder Fuge gleich 0,03 cm, fo folgt

l = 6,6 n .

Demnach dürfen die Niete bei Vernietung von zwei Platten (alfo n — 1) höchftens 6,6 cm, in drei Platten (für n = 2) 13,2 cm u. f. w. lang fein. Der guten Stauchung wegen wird demgegenüber für Handnietung die Grenze / = 4d eingehalten; bei Mafchinennietiing find auch längere Niete zuläffig.

Lange Niete werden weniger gefpannt, wenn man fie nur in demjenigen Teile der Schaftlänge glühend macht, der zur Bildung des Schliefskopfes genügt. Diefes Verfahren ift aber zu verwerfen, weil das Nietloch dabei nie gut ausgefüllt werden kann. Sind fehr lange Bolzen erforderlich, fo verwende man Schraubenbolzen. Ein gutes Mittel zur Verminderung der Nietfpannung ift das Vorwärmen der Umgebung des Loches durch Einfchlagen heifser Dorne.

W5-

Ausfüllung

des

Die Ausfüllung des Nietloches ift fowohl bei Dichtigkeits-, wie Kraftnietungen wichtig: bei erfteren, um keine offenen Fugen zu bieten; bei letzteren, um Ver-fchiebungen der Teile gegeneinander zu vermeiden. Hier treten aber ähnliche Nietloches. Verhältniffe auf, wie für die Schaftlänge. Das Loch kann fich wegen des Wider-ftandes des Bleches bei der Erwärmung nicht frei ausweiten, während der heifse Schaft genau den Durchmeffer des Loches an nimmt; der warme Niet mufs fich mehr zufammenziehen, als fich das Loch im kälteren Bleche verengt; folglich mufs eine geringe Fugenöfifnung entftehen, welche nach gemachten Verfuchen in manchen Fällen allerdings unnachweisbar gering ift, in anderen aber bei guter

Ausführung bis zu 2 Vomhundert¹), bei mangelhafter Ausführung bis zu 5 Vom-hundert²) fteigt.

In Fällen, wo man der Ausfüllung unbedingt ficher fein mufs, hat man daher die Löcher leicht kegelförmig ausgerieben, die Nietfchäfte nach demfelben Kegel abgedreht und dann den Niet kalt eingezogen. Dafs dabei der Schliefskopf fchlechter ausfällt, ift wegen der fehlenden Längsfpannung im Schafte ungefährlich.

196.

Ausführen

der

Nietung.

Handnietung und Mafchinennietung verteilen fich heute fo, dafs erftere für kleinere Arbeiten und in kleineren Werkftätten die Regel bildet, wo die teuere Anlage der Nietpreffen nicht befchafift werden kann.

Eine Nietrotte für Handnietung befteht aufser dem Schmiedejungen, der die Niete heifs macht und herwirft, mindeftens aus drei Mann, dem Vorarbeiter i, dem Zufchläger 2 und dem Gegenhalter 3. 3 fetzt zuerft den kalten Stahldorn in das gut paffend gearbeitete Loch, und I und 2 treiben ihn mit leichten Hämmern (3 kg) durch, um die Lochwandung zu glätten, jedoch nur, wenn die Lochwandung rauh ift. Die Ränder nicht genau paffender Löcher auf diefe Weife gewaltfam wegzuftauchen, ift durchaus unzuläffig; fie follen mit der Ahle weggerieben oder mit dem Schneckenbohrer weggebohrt werden. Paffende Löcher mit fchlichter Wandung werden überhaupt nicht nachgedornt. 3 fteckt nun den heifsen Niet ein und fetzt den Gegenhalter — Brechftange mit Höhlung für den Setzkopf, Fufsfchraube oder Hebel —- auf, und 1 und 2 ftauchen hierauf mit leichten Hämmern den Kopf an, bis er zu faffen anfängt. Nun fetzt 1 den Schellhammer mit der Plöhlung für den Schliefskopf auf, und 2 fchlägt nach Anweifung von 1 mit dem fchweren Zufchläger (8kg) fo lange auf den Schellhammer, bis der Kopf allfeitig voll ausgebildet ift, fo dafs die Kanten des Schellhammers noch leicht in das zu nietende Blech einfehneiden. Die Bildung des Schliefskopfes foll erfolgt fein, folange noch dunkle Rotglut erkennbar ift, da fonft der gute Schlufs in Frage geftellt wird und die Köpfe beim Erkalten von den Rändern her einreifsen. Bei gröfseren Nietungen befteht die R.otte neben dem Nietjungen gewöhnlich aus 4 Mann, indem für die dauernde Arbeit dem Vorarbeiter 1 zwei Zufchläger 2 zugewiefen wrerden.

Auf die Mafchinennietung hier näher einzugehen, würde hier zu weit führen.

Die Leiftung ift bei Handnietung durch eine Rotte

197.

Fertige Niete.

unter günftigen Verhaltniffen 600 Niete von 2 cm Durchmeffer in 10 Stunden,

» 2 »

» 2 »

mittleren

450

» 10

ungünftigen

Bei Mafchinennietung leihet eine gut bewegliche Nietpreffe auf der Bauftelle unter günftigen Verhaltniffen in 10 Stunden bis 800 Niete von 2,5 cm Durchmeffer bei einem Drucke von 7000 bis 8000 für fehr fchwere Niete bis 15000 kg auf 1 qcm Nietquerfchnitt.

Die Möglichkeit der Handnietung hört mit mäfsig langen Nieten von 2,5 cm Durchmeffer auf, während bei Mafchinennietung alles thatfächlich Vorkommende ohne Schwierigkeit geleiftet werden kann.

200

» 10

Die Koften der Nietung betragen für ioo Stück an Arbeitslohn bei :

Durchm. 20 bis 23 mm Durchm. 24 bis 29 mm Durchm. 1,5 Mark

13 bis 16

mm

Mafchinennietung .

Handnietung .    .

Ein gut ausgeführter Niet, bei welchem der Schaft das Loch voll ausfüllt und die Köpfe feft auffitzen, ift daran zu erkennen, dafs ein elaftifch geführter Hammer bei leichtem Schlage auf den Nietkopf zurückfchnellt, wie vom Ambofs; giebt der Schlag einen klappernden Ton und fpringt der Hammer nicht ab, fo ift der Niet im Loche beweglich und in irgend einer Beziehung mangelhaft gebildet. Solche Niete follen durch Abfprengen eines Kopfes mittels Hammers und Stahl-meifsels befeitigt und durch neue erfetzt werden.

1,2 5 Mark

1,7 Mark

3,5

4,o bis 4,5

5,o bis 6,o

Gefichtspunkte.

ge-

Verbrauch und Gewicht der Niete werden nach den Tabellen für Rundeifen ermittelt, indem man der Schaftlänge zwifchen den Köpfen die Länge von zwei Schaftdurchmeffern für jeden Kopf hinzurechnet.

2) Anordnung der Vernietungen.

Bei der Anordnung und Berechnung von Nietungen kommen die folgenden wefentlichen Punkte in Betracht:

a) die Stärke und Länge der Nietbolzen;

ß) die Fertigkeit der vernieteten Teile an der durch die Nietlöcher fchwächten Stelle;

7) die Fertigkeit der vernieteten Teile zwifchen den letzten Nieten und dem Blechrande;

S) die Reibung zwifchen den verbundenen Teilen; s) die Fertigkeit des Nietbolzens;

Ç) der Druck zwifchen dem Umfange des Nietbolzens und der Wandung des Nietloches: der Lochlaibungsdruck, und

• y\) die verbiegende Wirkung auf den Bolzen.

a) Die Stärke des Nietbolzens hängt in errter Linie von der Stärke der zu vernietenden Bleche ab. Macht man die Niete zu dünn, fo können fie die Bleche nicht genügend aufeinander preffen; find fie zu ftark, fo üben fie infolge ihrer Nietbolzens.

199.

Stärke

des

Längsfpannung zerftörende Drücke auf die Bleche aus. Ift d der Nietdurchmeffer, d die Stärke eines Bleches, fo foll —

zwifchen 1,75 und 2,50 liegen, gewöhnlich 2 betragen ⁸⁸). Nach Winkler foll der Durchmeffer für Träger von l Met. Länge

betragen.

d — {2 -j- 0,o 05 l) Centim.

Die für Baukonftruktionen verwendeten Nietforten befchränken fich gegenwärtig auf Durchmeffer von 0,7, 1,0, 1,2, 1,5, 1,6, 1,9, 2,o, 2,3 und 2,5 cm.

Die Länge der Nietbolzen bertimmt fich aus der Dicke und Zahl der zu verbindenden Teile; jedoch find die Vernietungen nach dem früher Gefagten fo anzuordnen, dafs die Schaftlänge das 4-fache des Durchmeffers nicht iiberfchreitet. Ift eine gröfsere Länge nicht zu umgehen, fo müffen die in Art. 192 u. 194 (S. 143 u. 144) erwähnten Vorfichtsmafsregeln getroffen werden.

ß) Die Fertigkeit des durch die Nietlöcher gefchwachten Querfchnittes der verbundenen Teile mufs fchon bei der Feftfetzung der Abmeffungen der letzteren im Auge behalten werden; denn würden fie genau den wirkfamen Kräften ent-

200.

Länge des Nietbolzens.

fprechend bemeffen, fo würde die Schwächung durch Nietlöcher Ueberanftrengungen hervorrufen.

201.

Fertigkeit

der

vernieteten

Teile.

Streng genommen mufs der Querfchnitt eines Konftruktionsteiles um fo viele Nietlochquerfchnitte zu grofs gemacht werden, wie in den Verbin-dungs- oder Anfchlufsftellen Niete in einen Querfchnitt nebeneinander zu ftehen kommen.

Bei grofse Kräfte übertragenden, dicken Gliedern wird fich der Regel nach aus diefem Gefetze eine ganz unverhältnismäfsige Verftärkung ergeben, wenn man verfucht, die erforderlichen Niete fämtlich nebeneinander zu fetzen, eine Anordnung, welche die gleichmäfsige Beanfpruchung aller Niete zunächft zweck-

mäfsig erfcheinen läfst. Man giebt daher letzteren Vorteil meiftens auf — in vielen Fällen, beifpielsweife in fchmalen Bandeifen-, Winkeleifenfchenkeln, ift diefe Stellung auch unmöglich — und ftellt die Niete in nx Reihen hintereinander, fo dafs für

fl

ni

eine Reihe bei n Nieten überhaupt nur — Nietlöcher für einen Querfchnitt in Abzug

kommen. Theoretifche Erwägungen über die Spannungen in den zu verbindenden Teilen zwifchen den Nietreihen haben die Anficht entftehen laffen, dafs man überhaupt nicht mehr als zwei Nietreihen hintereinander fetzen dürfe; jedoch ift zu betonen, dafs bislang durch die Anordnung von mehr als zwei Nietreihen hintereinander erkennbare Uebelftände nie hervorgerufen find.

Thatfächlich geht man in der Verftärkung noch weiter herunter. Bei gedrückten Teilen nimmt man gewöhnlich an, dafs die Schäfte die Löcher vollkommen ausfüllen, fomit durch die Niete ebenfogut Druck übertragen wird, wie durch den vollen Querfchnitt felbft, und giebt daher gedrückten Teilen meift gar keine Verftärkung. Dies ift um fo mehr zuläffig, weil gedrückte Teile gewöhnlich erhebliche Querfchnittsvergröfserungen zur Verfteifung gegen Zerknicken erhalten, welche in den Anfchliiffen oder in Stöfsen in der Nähe der Enden, wo diefe Gefahr befeitigt oder vermindert ift, die Schwächung durch Nietlöcher ausgleichen.

In gezogenen Konftruktionsteilen von Bandform giebt man der theoretifchen Breite auf Grund der nachfolgend nachgewiefenen Nietftellung nur einen Zufchlag von einem Durchmeffer. Man fetzt bei n zu übertragenden Nietkräften in die erfte Reihe nur einen Niet, der eine Nietkraft überträgt, fo dafs hinter dem Niete noch n — 1 Nietkräfte wirken ; diefen fteht aber eine n 1 Nietkräften entfprechende thatfäcliliche Bandbreite gegenüber, fo dafs nun 2 Niete in eine Reihe gefetzt werden können. Nunmehr verbleiben noch n — 3 Nietleiftungen zu übertragen ; demnach können in das n ~|- 1 Nietleiftungen entfprechende Band nun in der dritten Reihe 4 Niete gefetzt werden u. f. w.

Diefe Stellung 1, 2, 4, 8 u. f. w. mufs nach vorn und hinten fymmetrifch ausgebildet werden, wenn Band' an Band gefchloffen werden Toll ; wird aber ein Band an einen viel ftärkeren Konftruktionsteil, z. B. an ein Knotenblech, an-gefchloffen, der beliebige Schwächung verträgt, fo braucht die Nietftellung nur nach der Seite des Bandes hin auf einen Niet fpitz auszulaufen.

Wenn diefe Nietanordnung auch nicht einwandfrei ift, fo ift fie doch im ganzen von den vorgefchlagenen die zweckmäfsigfte und meift verwendete.

Die hiernach für Bandeifenvernietung aufzuftellenden Regeln lauten: die Niete füllen gleichmäfsig zu beiden Seiten der Bandachfe angeordnet fein und in Reihen winkelrecht zu diefer flehen, deren erfte und unter den oben bezeichneten Verhält-niffen auch letzte je einen Niet enthalten, während die folgenden thunlichft eine um je zwei erhöhte Nietzahl bekommen.

Bei der Verbindung breiter, gezogener Bleche kann man derartige Stellungen nicht verwenden; man ordnet hier fo viele gleiche Nietreihen hintereinander an, dafs das Metall zwifchen den Nietlöchern der erften Reihe nicht über beftimmte Grenzen hinaus in Anfpruch genommen wird. In der erften Reihe foll das Metall zwifchen den Nietlöchern denfelben Sicherheitsgrad befitzen, wie die Niete einer Reihe.

In allen diefen Fällen fetzt man die Niete der einen Reihe meift hinter die Mitten der Nietabftände (Teilungen) der anderen; doch wird neuerdings nach Ver-

Fig. 416.

fuchsergebniffen auch befürwortet, die Niete der verfchiedenen Reihen gerade hintereinander zu fetzen.

Beim Anfchluffe oder beim Stofse zufammengefetzter Ouerfchnitte haben die einzelnen Teile, z. B. Winkeleifen, kleine E-Eifen, T-Eifen u. f. w., in der Regel zu geringe Breite, um mehrere Niete nebeneinander aufnehmen zu können; die jedem Teile zukommenden Niete miiffen daher alle hintereinander gefetzt werden, und man hat jeden folchen Querfchnittsteil um ein Nietloch zu ftark auszubilden.

Der Abftand der Mitte des äufserften Nietes einer Querreihe vom Seiten- (oder unbelafteten) Rande des Bleches foll nicht kleiner als 1,5 d fein, da fonft der dünne, aufserhalb des Loches ftehen bleibende Metallftreifen beim Herftellen des Loches zu leicht zerftört wird.

Hier mag darauf hingewiefen werden, dafs die vielfachen angedeuteten Unklarheiten bezüglich der Verteilung der Spannkräfte auf gröfsere Nietzahlen und die etwa unvollftändig erfcheinende Ver-ftärkung genieteter Glieder ihren zu erwartenden Übeln Einflufs auf die Güte der Verbindung durch den Umftand zum Teile verlieren, dafs bei den Berechnungen von Nietungen die fpäter zu erörternde Reibung

der verbundenen Teile aufeinander und an den Ringflächen der Nietköpfe faft ftets vernachläffigt wird, daher eine Sicherung der Verbindungen abgibt.

Y) Die Fettigkeit des Stoffes zwifchen der letzten

202.

Fertigkeit

Nietreihe und dem hinteren (belafteten) Rande der Bleche ift thatfächlich von einer Beanfpruchung abhängig, ähn-hinteren Rande lieh der im hinteren Schluffe eines Bolzenauges. Die fehr verwickelte rechnerifche Stärkenbeftimmung auf diefer Grundlage führt aber zu unficheren Ergebniffen. Man bemifst die Randbreite gewöhnlich fo, dafs das Abfcheren in den in Fig. 416 punktierten Ebenen mit ebenfo grofser Sicherheit vermieden wird, wie das Zerftören eines anderen Teiles der Verbindung. Diefe Rückficht wird die Grundlage der nachfolgenden Formelaufftellung bilden. Die Streifen B C diefer Fugen werden dabei meift nicht in Rechnung gellellt, weil das zwifchen ihnen und dem Loche befindliche Blech bei

der Herftellung des Loches in der Regel gelitten hat.

am

ft

Iss

kl

kl

Fig. 417.

Fig. 418.

•r- a

&---+- - - d/

Fig. 419.

OE

HI

§) Die Reibung zwifchen den Blechen untereinander und an den Kopfflächen entfteht nach der Herftellungsweife des Nietes aus dem Drucke, welchen die Köpfe infolge der Verkürzung des Nietfchaftes beim Erkalten auf die Bleche ausüben. Sie beträgt Ü3 bis ¹I‘2 ³) diefes Druckes, entfprechend der Reibungsziffer für nicht geglättete Eifenflächen. Sie ift um fo gröfser, je mehr Reibungsflächen vorhanden find, deren jedoch für einen gefchloffenen Teil eines Gliedes immer nur zwei in Frage kommen können.

Nach den Ergebniffen angeftellter Verfuche find dabei die Platten in Fig. 417 (einfclinittige Nietung) und die äufseren in Fig. 418 u. 419 (zweifchnittige Nietung) in derfelben Lage, wie die inneren in Fig. 418 u. 419, da die Reibung zwifchen Blech und Nietkopf ebenfo grofs ift, wie zwifchen zwei Blechen. Nur

203.

Reibung zwifchen den Blechen.

—&-----x—d.—

204.

Fettigkeit

des

Nietbolzens.

bei fehr langen Nieten treten erhebliche Biegungen des Schaftes auf, welche dann das Auftreten der Reibung am Kopfe verhindern. Im allgemeinen hat alfo jede genietete Platte zwei Reibungsflächen. Für diefe beiden Flächen zufammen ergeben nun die Verfuche von Ciarką Harcort, Lavalley und Schichau⁹⁰) eine Reibung von 700 bis 1400 kg, im Mittel etwa 1200 kS für 1 qcm des Schaftquerfchnittes, und man kann daraus bei einer Reibungsziffer von 0,4 auf eine Längsfpannung im Niete von im Mittel

Dafs der Schaft bis zur Elaftizitätsgrenze gereckt wird, wurde bereits

in Art. 194 (S. 144) angenommen. Da diefe Reibung fich jedoch bei gleich forgfältiger Herftellung aller Probeniete aufserordentlich (bis zu 100 Vomhundert) fchwankend zeigte, fo pflegt man bei Bau-konftruktionen auf diefelbe nicht zu rechnen (wohl aber bei gewiffen Konftruktionsteilen von Mafchinen), fie vielmehr nur als eine Erhöhung der Sicherheit anzufehen.

s) Die Deftigkeit des Nietbolzens ift infofern von unmittelbarem Einfluffe auf diejenige der Verbindung, als nach Ueberwindung, bezw. Vernachläffigung der Reibung der Schaft in allen Berührungsebenen der Bleche abgefchert fein mufs, bevor die Trennung der Verbindung erfolgen kann. Je nachdem das Abfcheren eines (Fig. 417), zweier (Fig. 418 u. 419) oder mehrerer Nietquerfchnitte Vorbedingung der Zerftörung ift, nennt man die Nietung ein-, zwei- oder mehrfchnittig. Mehr als zweifchnittige Niete kommen nur da vor, wo jedes der zu verbindenden Glieder aus mehreren einzelnen Teilen befteht, welche fich alle auf denfelben Bolzen hängen. Nach angeftellten Verfuchen⁹¹) ift der Widerftand der Niete gegen diefes Abfcheren um fo geringer, je gröfser die Anzahl der Niete und die Anzahl der abzufcherenden Querfchnitte jedes Nietes ift, was fich aus der Unmöglichkeit gleichförmiger Kraftverteilung auf alle Niete und Nietquerfchnitte natürlich erklärt. Nimmt man zur Vereinfachung der Berechnungen an, dafs die Scherfpannung fich gleichförmig über den Nietquerfchnitt verteilt, was nach Grashof%2) thatfächlich undenkbar ift, fo ergeben die verfchiedenen Verfuche, dafs die Scherfeftigkeit für einfchnittige Niete zwifchen 60 und 70 Vomhundert, für zweifchnittige zwifchen 55 und 65 Vomhundert der Zugfeftigkeit des Nietftoffes liegt, nach anderen bis 80 Vomhundert fteigt. Keinesfalls foll man daher die Niete mit mehr gleichförmig verteilt gedachter Scherfpannung belaften, als mit ⁴/ö der zu-läffigen Zugbeanfpruchung des Nietftoffes, da die Niete aus befonders gutem Stoffe beftehen, der Regel nach alfo nicht höher als mit 1000 für 1 qcm 93).

Die Vernietungen follen thunlichft fo angeordnet fein, dafs die Mittelkräfte aus den Spannungen der beiden verbundenen Teile in die Mitte der Schaftlänge fallen, damit die Verbindung keine Verbiegung erleidet. Der einfeitige Anfchlufs, die fog. Ueber-lappung (Fig. 417), und die einfeitige Lafchung (Fig. 420) genügen diefer Bedingung nicht, follen alfo nach Möglichkeit vermieden werden. Sie find nicht.in allen Fällen zu umgehen; es ift dann gut, die Niete weniger hoch zu belaften ⁹⁴).

doppelte Anfchlufs (Fig. 419).

1200

—— 1500 ks fchliefsen.

0,4

Fig. 420.

ZN___/A

Gute Anordnungen find die doppelte Verlafchung (Fig. 418) und der

⁹⁰)    Siehe ebenda!"., S. 201 — feiner: Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1868, S. 450 — endlich: Gi.aser’s Annalen für Gwbe. u. Bauw., Bd. 14, S. 218.

⁹¹)    Siehe: Mitteilungen aus den königlichen technifchen Verfuchsanftalten zu Berlin 1883, Heft 3 — ferner: Centralbl. d. Bauverw. 1884, S. 201 — endlich: Glaser’s Annalen f. Gwbe. u. Bauw., Bd. 14, S. 218.

") Theotie der Elafticität und Fettigkeit. 2. Auf). Berlin 1878. S. 128.

9S) Für Preufsen find die beftehenden gefetzlichen Beftimmungen (fiehe : Centralbl. d. Bauverw. 1895, S. 485 u. 1897, S. 313) in diefer Beziehung mafsgebend, die übrigens mit denjenigen anderer Länder im wefentlichen übereinftimmen.

⁹¹) Die genaue rechnerifche Behandlung folcher Verbindungen ift zu finden in: Zeitfchr. d. Ver. deutfch. Ing. 1892, S. 553. — Zeitfchr. f. Arch. u. Ing., Wochausg., 1899, S. 249.

Sehr lange Niete erleiden ftarke Biegung; man foll darauf achten, dafs¹ die in gröfserer Zahl anfchliefsenden Teile der verbundenen Glieder fo zu einander gefleht werden, dafs thunlichfl je zwei aufeinander liegende Teile von entgegengefetzt gerichteten Kräften beanfprucht find, da das ungünftigfte Biegungsmoment für den Bolzen fo feinen kleinflen Wert erreicht. Fig. 421 zeigt eine fchlechtere, Fig. 422 eine beffere Anordnung, auf welche wir unter c (bei den Bolzenverbindungen) ausführlich zurückkommen. Uebrigens ift es notwendig, bei langen Bolzen die Biegungs-fpannungen, welche die fchon vorhandenen erheblichen Längs-fpannungen des Schaftes vergröfsern, in Betracht zu ziehen, da fie unter Umftänden die gröfste Gefahr bilden. Bei kurzen, dicken Nieten haben fie wenig Einflufs.

Fig. 421. Fig. 422.

205.

Lochlaibungs-

druck.

0 Der Druck zwifchen dem Umfange des Nietbolzens und der Laibung des Loches, der Lochlaibungsdruck, eine namentlich früher häufig überfehene Gefahrquelle, kann eine Verbindung lockern oder zerftören, welche in allen früher erwähnten Beziehungen richtig angeordnet wurde, und zwar dadurch, dafs das Blech hinter dem Nietbolzen zerdrückt wird und feitlich ausquillt, oder dadurch, dafs kleine Bewegungen der auf dem Bolzen hängenden Teile diefen allmählich anfchleifen. Die Druckverteilung zwifchen Bolzen und Lochwandung ift eine folche, dafs fie von ihrem gröfsten Werte im Scheitel des Bolzenquerfchnittes im Sinne der Kraftrichtung bis zu Null an den Enden des zu letzterer rechtwinkeligen Durchmeffers abnimmt. Auch flatt diefer ungleichförmigen Druckverteilung wird, wie bei der Scherbeanfpruchung, in die Berechnungen eine gleichförmig über den Durchmeffer verteilte Spannung eingeführt, welche nach angeftellten Verfuchen das Mals von s" = 1600 bis 2000 für 1 qcm des Rechteckes aus Blechdicke d und Nietdurch-meffer d nicht überfchreiten darf⁹³), wenn nicht Verdrückungen des Bleches hinter dem Niete entftehen follen. Diefe auf den Durchmeffer verteilt gedachte, that-fächlich in der angenommenen Weife nicht wirkende Spannung nennt man gleichwohl Lochlaibungspreffung, und fie ift namentlich bei geringer Blechftärke für die Anordnung der meiften Kraftnietungen mafsgebend. Soll übrigens der Niet gegen Abfcheren und gegen Eindrücken in das fchwächfte der verbundenen Bleche gleich ficher fein, fo mufs entfprechend den oben feflgefetzten Spannungswerten für ein-fchnittige Nietung etwa ftattfinden

—— 1000 = d § . 1600,

4

oder

d = 2,04 d,

was wieder zu der unter a (Art. 199, S. 147) angegebenen Regel führt.

1000 = db . 1600 oder rund

d 2

Ift die Nietung jedoch zweifchnittig, fo müfste ftattfinden : 2-

4

8 = </. Da 8 aber faft ftets kleiner als d ift, fo wird man in diefem Falle die Nietzahl im allgemeinen nach dem Lochlaibungsdrucke zu beftimmen haben und die Scherfeftigkeit der Niete fomit nicht ausnutzen können.

Hieraus folgt für die weiteren Unterfuchungen, dafs ein einfchnittiger Niet auf Abfcheren berechnet werden mufs, wenn d <( 2 5, und auf Lochlaibungsdruck, wenn d 2 8 ift ; bei zweifchnittiger Nietung ift der Niet auf Abfcheren zu berechnen, wenn d <f 0, und auf Lochlaibungsdruck, wenn d d ift.

206.

Biegung der Bolzen.

207.

Bezeichnungen.

208.

Durchmeffer und Zahl der Nieten.

7]) Die Biegung des Nietbolzens durch die entgegengefetzte Richtung der Kräfte in verfchiedenen durch den Bolzen verbundenen Teilen bildet, wie fchon in Art. 204 (S. 150) hervorgehoben wurde, in vielen Fällen die für die Bolzenbemeffung mafs-gebende Gefahr. Die Biegungsbeanfpruchung wächft im umgekehrten Verhältniffe des Quadrates des Durchmeffers d und im geraden Verhältniffe der Blechdicke S. In den meiften Fällen find Lochlaibungsdruck und Biegung gefährlicher, als Ab-fcherung, fo dafs der Bolzen dann am beften ausgenutzt wird, wenn er für diefe beiden Arten der Beanfpruchung gleich ficher ausgebildet wird. Auch diefe Rückficht führt, wie unter c (bei den Bolzenverbindungen) gezeigt werden foll, wieder zu dem in Art. 199 u. 205 feftgefetzten Verhältniffe d : d =    2.

Hier verdient befonders hervorgehoben zu werden, dafs eine über das wegen des Laibungsdruckes erforderliche Mafs hinausgefteigerte Dicke der Teile oder Lafchen nicht als Verflärkung der Verbindung aufzufaffen ift, da fie die Bolzenlänge und damit die Beanfpruchung auf Biegung erhöht.

3) Berechnung der Vernietungen.

Die Formeln für die Anordnung der Kraftnietungen ergeben lieh für die verfchiedenen, in Art. 199 bis 206 (S. 147 bis 152) befprochenen, in Riickficht zu ziehenden Verhältniffe, wie folgt, wenn die zuläffige Zugbeanfpruchung der genieteten Teile s\ die zuläffige Scherfpannung derfelben t\ diejenige des Nietstoffes t, der zuläffige Lochlaibungsdruck s", die Nietzahl n, die belaftende Kraft P, die Anzahl der Nietreihen n', der Ab-ftand von Nietmitte bis Nietmitte in einer Reihe (Nietteilung) e, derjenige der Reihen voneinander (Reihenteilung) e\ der Abftand der äufserften Nietmitten vom Seitenrande a, vom Hinterrande des Bleches a\ der Abftand eines Nietes vom nächften der hinterliegenden Reihe <?", die Blechftärke d und der Nietdurchmeffer d (Fig. 423) genannt werden.

a) Nietdurchmeffer und Nietzahl. Für den Durchmeffer des Nietbolzens ift für gewöhnlich

Fig. 423.

0-

0-

d = 2 S;

112.

für ftarke Bleche ift in der Regel d nicht gröfser als 2,5 cm.

grofs (vergl. den Schlufs von Art. 205, S. 151); die Niet-

Die Zahl der Niete ift fo zu beftimmen, dafs die Abfcherungsfeftigkeit aller Niete gleich P ift. Ift aber d )> 2 8 für einfehnittige Nietungen und d O d für zweifchnittige, welches letztere Verhältnis in faft allen Fällen eintritt, fo wird der Lochlaibungsdruck s" zu

zahl mufs alsdann nach letzterem beftimmt werden.

Es wird

11 = P

II3*

——-— für einfehnittige Niete, d <a 2 §; d² 7t t

o    _

n = P — für zweifchnittige Niete, d d; d²

ISS

für einfchnittige Niete, wenn d T> 2 §, und / für zweifchnittige Niete, wenn d T> 5.

•    115-

ß) Fertigkeit des Bleches zwifchen den Löchern einer einreihigen Nietung (Fig. 424). Diefe ift mafsgebend für die Teilung e.

beträgt s' d ^

d^ TT

für einfchnittige, ——— t für zweifchnittige Nietung und

Li

d d s", wenn die Nietzahl mit Rücklicht auf Lochlaibungsdruck berechnet werden mufste. Die Tragfähigkeit des Bleches bei ein- und zweifchnittiger Nietung ift in einer beide Arten vereinigenden Verbindung (Fig. 418 u. 419) für den einfachen und den doppelten Teil die gleiche, wenn das zweifchnittig genietete Blech doppelt fo ftark ift, wie das ein-fchnittig genietete, alfo unter der Bedingung, dafs 8 = 28!.

des Bleches zwifchen zwei Nietlöchern

Die Tragfähigkeit

7t

— '

, die des Nietes

209.

Fettigkeit in einer Nietreihe.

Fig. 424.

ED

t.....-v

^ '

—i

¹

) Siehe: Railread gaz. 1884, S. 662.

²

Siehe: Zeitfchr. d. Ver. deutfeh. Ing. 1882, S. 308.

³

) In: Grashof, F. Theorie der Elafticität und Fertigkeit. 2. Aufl. (Berlin 1878), S. 201 wird diefer Coefficient zu 0,4 angegeben.

Die Gleichungen für e lauten alfo:

d^ TC

•8 {e — d) V = ——— t für einfchnittige Nietung, d 2 3 ;

d % 'ji

5 (e — d) s' = ——— t für zweifchnittige Nietung, d^ 8;

Li

für einfchnittige Nietung, d 2 d, und ] für zweifchnittige Nietung, d T> d.

116.

.    117.

d(e- d) s' = d § s"

118.

Die Löfungen lauten:

für einfchnittige Nietung, d <7 2 8; .

.    119.

für zweifchnittige Nietung, d <; 8 ; .

120.

s" \ für einfchnittige Nietung, d T> 2 8, und ) sJ ) für zweifchnittige Nietung, d T> 8.    \

121.

In diefen Gleichungen kann meift, wegen der befonderen Güte des Nietftoffes, t = s' und für die meiften Fälle s" = 1,5 bis 2,o s' gefetzt werden.

Wäre z. B. in Fig. 419, wo offenbar die Aufsenteile einfchnittig, der Innenteil zweifchnittig genietet find, unter Einführung von V = t, s" — 1,5 s¹ und Sj =

den Blechftärken mittelnd d = 1,5 0 machte,    alsdann wäre für die äufseren Bleche in die

Formeln 3j für 3 einzuführen, und es ergäbe fich für die äufseren Bleche, da d 7> 2 oj, nach Gleichung 121 : e = 2,5 d = 2,5 • 3 5[ = 7,5    = 3,75 S und für das innere, zweifchnittig genietete Blech, da d 3,

gleichfalls e — 2,5 . 1,5 § = 3,7 5 §•

Wäre dagegen, was meift der Fall ift, 3j

wenn man zwifchen

DO !

etwa = 0,7 0, und dann, wie gewöhnlich, d = 2 oj

= 1,4 0, fo würde für den einfchnittig genieteten Aufsenteil nach Gleichung 119

e — 2 0| ^1 -j-

TC 2 0|

4 "TT"

^ , oder e = 5,14    = rund 3,e o

und für den zweifchnittig genieteten Innenteil nach Gleichung 121

e — 2,5 • 1,4 5 = 3,5 § fich ergeben ; das gröfsere beider Mafse mufs ausgeführt werden.

Wie fchon oben angedeutet, miiffen die Gleichungen 119 u. 120 für den Fall 8j =

wenn alfo

in die Gleichung 119: — ftatt 0 eingeführt wird, beide dasfelbe ergeben; denn die Hälfte des Mittelteiles ift dann gleich mit einem Aufsenteile.

Es liegt in der Natur der Sache, dafs in der Nietung die Fettigkeit des vollen Bleches unmöglich gewahrt bleiben kann; der Grad der Fettigkeit der Vernietung

alfo im zweiten der obigen Beifpiele für die Aufsen-

6 — d

wird gemeffen durch f ==--

teile durch

5,14 8

= 0,61

und für den Innenteil durch

3,6 8 — 1,4 §

3,6 8

= 0,61 .

Fig. 425-

OOOO

Zum Zwecke der Vermeidung der bei einreihiger Nietung hieraus folgenden, übermäfsigen Verbreiterung der Teile ift. die fchon oben erwähnte Nietftellung eingeführt, welche die Niete in mehrere Reihen, und zwar in die erfte und letzte je einen Niet und in die nach der Mitte zu folgenden Reihen thunlichft je zwei Niete mehr, fetzt, und bei der man den Stab dann nur um d gegen den theoretifchen Quer-fchnitt verbreitert.

Wird der Wert f bei einreihiger Nietung zu klein, oder ift es überhaupt unmöglich, n Niete in der Breite b unterzubringen, fo geht man zur mehrreihigen Nietung der Reihenzahl n' über (Fig. 423 u. 425). Alsdann werden n' Niete in die Teilungsbreite gefchlagen; folglich find die Gleichungen für e\

d^    '    _

0 s' (e — d) — n' ——— t für einfchnittige Nietung, 2 8; .

8 s' (e — d) — 2 nf

e’

122.

8 s' (e — d) — 11' d 8 s" Die Föfungen lauten:

e — d ^1 -f-e — d e =z d (l -\-

—-—t für zweifchnittige Nietung, d^8\    .    .    123.

für einfchnittige Nietung, d j> 2 8, und { für zweifchnittige Nietung d ~^> 8.

124.

n' TZ t d

4 s' 8

für einfchnittige Nietung, d <7 2 8;

■ ■ 125.

n' % t d

nf s"

für zweifchnittige Nietung, d<^8;    .    .    .    126.

für einfchnittige Nietung, d j> 2 8, und } für zweifchnittige Nietung, d j> § .    \

Für das erfte obiger Beifpiele ift für eine dreireihige Nietung und für die oben angegebenen

g

Spannungsverhältniffe n‘ — 3, 8j = — und d = 1,5 0 = 3 8p alfo für die Aufsenteile nach Gleichung 127:

e = 3 Sj (1 -f- 3 • 1,5) = 16 Sj = 8,25 8 und für den Innenteil nach Gleichung 119: e — 1,5 8 (1 -f- 3 • 1,5) 8,25 8. Im zweiten Beifpiele wird n' = 3, 8₍ = 0,7 8 und d — 2 8j = 1,4 8, alfo für die Seitenteile

nach Gleichung 125 : e = 2 8j ^1 -|—^ teil nach Gleichung 127 : e = 1,4 8 (1 4- 3.1,5) = 7,7 8 = 11 8j.

I27.

st

^ = 11,42 8j = 11,42 - 0,7 8 = rund 8 8 und für den Mittel

e — d

Der Sicherheitsgrad f = - ift im zweiten Beifpiele für die Aufsenteile

8 S — 1,4 S e

11,42 5₁ — 2 Ot

für den Innenteil

11,42 Gj

— 0,S25,

88

= 0,867 •

Der höchfte zuläffige Wert für e in aufeinander liegenden, nicht fehr fteifen Teilen ift e = 8d bis 10d, da bei weiterer Stellung der Niete namentlich fchwache Bleche zwifchen den Nieten voneinander klaffen und fo dem Rofte eine fehr gefährliche Angriffsftelle bieten. Mit der Blechftärke und allgemein mit der Steifigkeit der Teile nimmt diefe Grenze für e ab.

Der Abftand a der Mitte des letzten Nietes vom Seitenrande des Bleches mufs ftatifch 0,5 e betragen. Ift diefer Wert aber kleiner als 1,5 d, fo macht man a — l,ó d, da man zur Herftellung des Loches aufsen eines Blechftreifens etwa von der Breite d bedarf. Andererfeits hält man als obere Grenze für a den Wert 2,5 d feft, da die Blechränder aufklaffen, wenn die erften Niete zu weit vom Rande ftehen.

Y) Die Fertigkeit des Bleches zwifchen der letzten Nietreihe und dem hinteren (belafteten) Blechrande mufs das Ausfcheren des Nietes nach

Fig. 416 verhindern. Der zuläffige Widerftand des Bleches irt 2

(-1)

8 t\

210.

Fettigkeit am hinteren BJechrande.

und die Gleichungen, welche durch gleiche Sicherheit gegen Abfcheren im Bleche und Abfcheren des Nietes einerfeits, Lochlaibungsdruck andererfeits bedingt werden, lauten :

8 t' =

² ('-4)

8 t'= d 8 j"

oder:

^2 <J£    '    _ ^

—-—t für einfchnittige Nietung, d 2.8; . 4

2 —-—-1 für zweifchnittige Nietung, d <; 8 ;

für einfchnittige Nietung, d 2 8, und für zweifchnittige Nietung, d 8,

128.

129.

(■

130.

a' =

'(t+

a' — d

(ł +

t d

Y    T

t d

Y    T

für einfchnittige Nietung, d < 2 8; .

131.

a' = d

(U

ro h-*

f)

Hierin kann gewöhnlich -,

für zweifchnittige Nietung, d<^d] .

für einfchnittige Nietung, d Y 2 8, und ^ für zweifchnittige Nietung, d 8 .    )

= 1,9 gefetzt werden.

132.

133-

di⁴

a⁴

Im zweiten der obigen Beifpiele wird für die Aufsenteile (fiehe Fig. 419) nach Gleichung 131

— — ^0l ) — 2,96 oi ; ferner wird für den Innenteil nach Gleichung 133 8 4    8₍ /

*

2,03 -1— = 2,9 3p Unter Umftänden kann a‘ in ^erfchiedenen

0,7

Teilen einer Verbindung fehr verfchiedene Werte annehmen.

= 2 8, (} +

= 1..8(j+|l.») =

Fig. 426.

2,03 0 =

4.

Mi

find (Fig. 425 u. 426); für folche mufs offenbar d — af -j--~ fprechenden Gleichungen lauten daher:

Diefer Randabftand kommt auch bei den mehrreihigen Nietungen für den Reihenabftand e' (Fig. 425) in Frage, wenn die Niete in den Reihen nicht verfetzt

fein, und die ent-

e' — d

(■+H4)

Sind jedoch die Niete in den Reihen verfetzt, wie in Fig. 423, fo fällt diefe Rückficht weg; man macht dann meift e" = e, alfo e' = 0,8 6 6 e. Das mit Bezug auf die Herftellung der Löcher einzuhaltende geringfte Mafs von d ift 2,5 d, welches Mafs dann ausgeführt wird, wenn die Formeln kleinere Werte ergeben.

211.

Reibung zwifchen den Blechen.

8) Die Reibung der Bleche aufeinander, welche nach dem in Art. 203 (S. 149) Gefagten auch bei einfchnittigen Nietungen (Fig. 417 u. 420) in zwei Ebenen für jedes Blech auftritt und unter diefer Bedingung bei forgfältiger Ausführung im Mittel 1200 kg für 1 qcm des Nietquerfchnittes beträgt, kommt nur bei folchen Verbindungen in Rechnung, welche auch bei unvollftändiger Ausfüllung der Löcher durch die Niete nicht nachgeben dürfen. Solche Teile (Hängeftangen für Decken, Ge-ftänge etc.) werden fo berechnet, dafs die Reibung in dem Augenblicke überwunden wird, in welchem im Bleche die Elaftizitätsgrenze se erreicht wird. Dies führt zur Gleichung für die Nietzahl

11

300 d² %

137.

und für die Teilung

d² TZ

1200 = (e — d) 8 se,

oder

e — d ^1 "j⁻

300 Tz d

)■

alfo für 8 =

KM

Se ^

und sg (für gewöhnliches Schmiedeeifen) = 1500 kg auf 1 qcm

138.

€ = 2,25 d.

139.

Für diefe Nietungen mufs die Teilung im allgemeinen etwas enger fein, als wenn die Scherfeftigkeit der Niete in Betracht gezogen wird.

Unter Benutzung der Formel 138 kann hier die unter ß angewendete Behandlung von ein- und mehrreihigen Nietungen gleichfalls durchgeführt werden.

Nietflellungen in Reihen, deren Nietzahl 1 in der erften und letzten um je 2 in jeder Reihe nach der Mitte, bezw. dem Ende zunimmt, werden hier nicht verwendet, weil die Nietverteilung zur Erzielung gleichmäfsiger Reibung über die ganze Fugenfläche gleichförmig fein mufs.

212.

Feftigkeit

des

s) Die Fertigkeit des Nietbolzens ift in den obigen Formeln bereits dadurch genügend berückflchtigt, dafs feine Scherfeftigkeit, oder der zuläffige Um-Nietboizens. fangsdruck der Abmeffung der Nietteilung zu Grunde gelegt wurde. Vorteilhaft für die Fertigkeit des einzelnen Bolzens ift eine thunlichft geringe Nietzahl, weshalb man bei Kraftnietungen den Durchmeffer fo weit fteigern fort, wie die obigen Regeln erlauben. In zweifchnittigen Nietungen wird der Scherwiderftand jedes Querfchnittes bei guter Ausführung nur mit 90 Vomhundert desjenigen der einfchnittigen Nietung angegeben, weil es nicht möglich ift, beide Ouerfchnitte ganz gleich zu bean-fpruchen.

C) Der Druck zwifchen Bolzenumfang- und Lochlaibung, deffen Steigerung über ein beftimmtes Mafs (höchftens 2000 kg für 1 qcm des Rechteckes aus Blechftärke und Bolzendurchmeffer) unzuläffig ift, wurde durch obige Formel-aufftellung für alle Abmeffungen beriickfichtigt, kommt aber nur in Frage, wenn

213. Druck am Bolzenumfang.

das Verhältnis grofs ift. o

4) Nietverbindungen.

a) Der einfeitige Anfchlufs. Fig. 417, 427 u. 428 zeigen diefe Verbindung für zwei fchmale Stäbe unter der Laft P. Es entfteht ein Drehmoment P 8, welches bei fchlotternden Nieten (Fig. 427) durch Verdrehen diefer und einfeitiges Anlegen ihrer Köpfe ein Gegenmoment <2.1,5 d erzeugt, das fo lange wächft, bis beide fich

aufheben. Hiernach ift Q

214.

Einfeitiger

Anfchlufs.

1,5 d

, und

d-

P Fig. 427.

der Nietfchaft wird im Kopfanfatze vom

Moment

P 8    1,5 d

V-1.5 d

1,5 d

— gebogen

und von der Kraft

1,5 d

Fig. 428. Biegungsfpannung cq folgt aus

Oj dä 71

gezogen. Die

P8

32

mit ox =

16 PS

7: d‘A

, und die Zug-

fpannung o₂ aus

8 P8

1,5 d

d² %    3 Ti d'A

Im Niet entfteht alfo eine Zufchlag-

fpannung o = Ci o₂ = d² TZ

56 PS

3 xd*

t berechnet; fonach wird

, oder für S = —- ift o =

Ù

28 P

3 t: d² *

Der Niet ift auf

28

d² 7Z

3 Tz d² 4

co¹ *0

t.

Die Schubfpannung t ift der Regel nach zu

der zuläffigen Zugfpannung sJ

7    ⁴

3 ' 5

Ein fchlotternder Niet wird nun zwar eben wegen diefes Zuftandes keine wefentliche Längsfpannung aus der Erkaltung befitzen; immerhin ift aber die oben nachgewiefene Beanfpruchung eine fehr gefährliche.

Schlottern die Niete nicht, füllen fie vielmehr das Loch ganz aus, oder ift infolge der oben nachgewiefenen Spannungen ein Nietkopf verbogen oder ab-gefprengt, fo wirkt nun das Moment o S, allmählich abnehmend, biegend auf die Bleche ein, bis die beiden P in eine Gerade fallen. Als Breite des Stabes kann das

anzufetzen; demnach ergiebt fleh o

28

15

— / oder beinahe = 2 s‘.

Teilungsmafs e einer breiteren Nietung eingeführt werden. Die Biegungsfpannung im Bleche o ergiebt lieh aus ~—q—

Fettigkeit des Stabes ift in der Nietung

P 8 zu o =

Wegen der notwendigen

6 8 (e — d) s'

P = 8 (e — d) s', alfo o =

Nun ift nach Gleichung 119, wenn t — s' gefetzt wird, e = d ^1 -f-

oder 0 = 65-' — 6 s' — .

, fomit

o = 6 s'

hi

Wird fonach der Mittelwert

= 2 eingeführt, fo ergiebt fich

O — 0,66 S .

Durch die Biegung allein wird demnach die zuläffige Beanfpruchung s' im Stabe weit überfchritten. Wenn nun auch keiner der Grenzfälle in Fig. 427 u. 428 wirklich auftritt⁹⁵), fondern eine Vereinigung beider, welche die beiden berechneten Spannungen jede nur zum Teile hervorruft, fo mufs doch die in Rede flehende Verbindung zur Uebertragung grofser Kräfte als bedenklich bezeichnet und foll auf diejenigen Fälle befchränkt werden, in denen fie wegen niedriger Beanfpruchung der Teile unbedenklich ift.

Auch mehrreihige Nietung ift beim einfchnittigen Anfchluffe möglich. Die Anordnung ergiebt fich aus den obigen Gleichungen.

215.

Zweifeitiger

Anfchlufs.

ß) Der zweifeitige Anfchlufs (Fig. 419) vermeidet die Uebelftände des einfeitigen; denn wenn man die Verbindung in der Mittelebene durchfchneidet, fo entliehen in den beiden Hälften zwei Drehmomente der obigen Art, welche fich gegenfeitig aufheben. Hat, wie es die Regel bildet, jeder der vereinigten Teile diefelbe Kraft P zu beiden Seiten der Verbindung zu tragen, fo ift der Querfchnitt beider Teile theoretifch gleich zu machen; dabei wird aber die Stärke der einzelnen Teile des doppelten Gliedes für die Ausführung meift zu gering, und man macht daher (Fig. 416) die Stärkenfumme des doppelten Teiles 2 dj etwas gröfser, als die Stärke §. Die Nietung kann einreihig und mehrreihig fein. Wenn jedoch die Abmeffungen für die einfchnittig angefchloffenen Teile des Doppelgliedes andere werden, als für den zweifchnittig angefchloffenen Mittelteil, fo mufs man, da ver-fchiedene Anordnungen in den verfchiedenen Teilen wegen der durchgehenden Niete unmöglich find, diejenigen Mafse für alle Teile durchführen, welche für den einen Teil genügen, dem anderen zu grofse Stärke geben.

Von den obigen Formeln find für die Aufsenteile die für einfchnittige, für die Innenteile die für zweifchnittige Nietungen aufgeftellten mafsgebend. Die Wiederholung diefer Verbindung giebt fchliefslich die fymmetrifche Vereinigung vielteiliger Glieder nach Fig. 419, bei welcher auch die Aufsenglieder als einfchnittig, die Innenglieder als zweifchnittig angefchloffen zu betrachten find. Haben die vereinigten Teile ungleiche Kräfte zu übertragen, fo mufs die Vernietung nach den die gröfsten Kräfte enthaltenden bemeffen werden, was für die fchwacheren dann leicht recht ungünftige Verhältniffe bedingt.

Da jedoch die einzelnen Bolzen in folchen vielteiligen Verbindungen fehr lang werden, fo ift in derartigen Fällen in der Regel die Verwendung von Schraubenbolzen vorzuziehen, deren Stärkenbemeffung für folche Fälle unter c be-fprochen wird.

216.

Einfeitige

Verlafchung.

Y) Die einfeitige Verlafchung (Fig. 420) ift nur eine zweifache Aneinanderreihung des einfeitigen Anfchluffes und hat daher diefelben Nachteile, kann übrigens in derfelben Weife berechnet werden wie diefer. Diefe Art der Verbindung ift gleichfalls auf untergeordnete und die unvermeidlichen Fälle zu befchränken.

⁹⁵) Dafs diefe Unterfuchungen nicht ftreng richtig und zu ungünftig find, wurde mehrfach nachgewiefen. Siehe : Zeitfchr. d. Ver. deutfch. Ing. 1892, S. 553. — Zeitfchr. f. Arcli. u. Ing., Wochausg., 1899, S. 249.

ô) Die doppelte Verlafchung (Fig. 418) ift wieder frei von den gerügten Mängeln, da fie zur Mittellinie fymmetrifch ift. Auch fie kann einreihig oder mehrreihig (Fig. 423) nach den obigen Formeln ausgeführt werden. Theoretifch miifste die Stärke der Lafchen zufammen gleich derjenigen des Bleches fein; in der Regel

wird aber <4 etwas gröfser als

217.

Doppelte

Verlafchung.

gemacht.

Beifpiel. Ein Flacheifenband von der Dicke 3 = 1,5cm foll mit doppelten Lafchen von der

Dicke 3( = l,o cm und Nieten vom Durchmeffer d = 2,o cm an ein 1,5 cm ftarkes Knotenblech angefchlolfen

werden; die Belattung beträgt 21000 kg. Die Spannungswerte feien angenommen mit s' — 700 kg für

1,9    , 5

-=r rund —.

218.

Beifpiel.

s"    s"    t

1 qcm, t = s‘, — = 1,5, — = 1,9 und — —

1,5

Die theoretifche Stabbreite beträgt b = —

21000

Gleichung 113 : n —

DO I

700

= 30 cm- Die Nietzahl für die Lafchen ergiebt fich nach

21000

2².3,14 . 700

= 4,s, für das Blech nach Gleichung 115 : n —

21000

2 . 1,5 . 1100

= 6,4.

Demnach müffen 7 Niete gefetzt werden. Thatfächlich betragen die Scherfpannung im Niete nur = 478 kg und der Lochlaibungsdruck

21000

21000.4

2² • 3,14.7-2

= 1000 kg'. Werden in die Formeln gleichwohl die

7.2.1,5

obigen Verhältniszahlen eingefiihrt, fo wird die Verbindung in allen Teilen auf ermäfsigte Spannungen, aber mit überall gleicher Sicherheit konftruiert. 7 Niete in eine Reihe zu fetzen ift nicht angängig, da die Verbreiterung dadurch zu grofs würde; deshalb wird zweireihige Vernietung (;z' = 2) angenommen.

In den Lafchen ift dann nach Gleichung 125: e = 2 ^1

nach Gleichung 127: e — 2 (1 -f- 2.1,5) = Scm; daher wird e = 8,3 cm fein müffen, und die wirkliche Breite, wenn 4 und 3 Niete in je eine Reihe kommen, 4 • 8,3 = 33,2 cm.

Der hintere Randabftand a‘ der Lafchen wird nach Gleichung 131 : a‘ — 2 (—■—[-

/ 1 \ ^ ²

und derjenige im Bleche nach Gleichung 125: a‘ — 2 I -\—— 1,9 1 = 2,9 cm; der Randabftand wird alfo überall mit dem Mindeftmafse 1,5 d = 3 cm ausgeführt. Der Reihenabftand wird in den Lafchen nach

2-3,14

*t)

= 8,2s cm, im Bleche

r-H 1 Ol

3,14 5 _2 8 4 1

— 2,96

cm

3,14 5 2

8    4 1

= 3,90 cm, im Bleche nach Gleichung 136: e‘ — 2 (1 —j— 2 - 1,9)

Gleichung 134 : e‘ = 2 ^1 -j-

Beide find kleiner als 2,5 d\ hier wird alfo das Mindeftmafs e' = 2,5 d = 2,5 . 2 = 5 cm

= 3,9 cm-

ausgeführt.

Demnach ergeben fich die Verhältniffe, wie lie Fig. 429 darftellt. Der Sicherheitsgrad der Ver-

8,3 — 2

— 0,7 6, gegenüber der theoretifchen Stabbreite

bindung ift nach der Formel f = von 30cm jedoch

Nach der Nietordnung mit wachfender Zahl der Niete in den Reihen würde man hier nach der Folge 1, 2, 3, 2 unter Zugabe eines Nietes oder nach 2, 3, 2 zu fetzen haben. Die Stabbreite wird dabei 30 d = 32cm gewählt, und wegen der Nietzahl 3 in einer Reihe bei dem gröfsten

Randabftande von 5 cm ₌ 2,5 zf ergäbe fich eine Teilung von

der Formel folgende. Nach den übrigen oben beftimmten Mafsen ergeben fich die beiden Nietungen in Fig. 430 u. 431, von denen die letztere den Uebergang zur dreifachen Reihennietung bildet.

Die Reihe der gewöhnlichen Nietverbindungen ift hiermit abgefchloffen ; es bleibt nur noch etwas über die Verbindungen nicht ebener Teile hinzuzufügen.

Verbindungen für Blechrohre werden meift mit einfeitiger Verlafchung oder einfeitigem Anfchluffe, genau nach den obigen Regeln, fowohl in der Quer-, wie in den Längsfugen, unter Berückfichtigung der etwa in beiden verfchiedenen Kraftwirkungen hergeftellt. Doch ift vor diefer Art der Stofsausbildung zu warnen, wenn erhebliche Kräfte wirken, wie in Keffelwandungen, in der Wand grofser cylindrifcher

33,2 — 4.2

8,3

30

= 0,84-

32 — 10

= 11 cm, alfo gröfser, als die

aus

219.

Verbindung

von

Rohren.

Fig. 429.

Fig. 430.

Fig. 43¹-

:o,

i---------------33,2 -----------------.

Gi-G

G»

Tr,

10,

/\ ó ! ó è-T ó è'*-j-è à-"Ö......O.....cTek

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G

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3 5 5 5 3}3 5 5 5 3

-G/G O

Lr\

Gil

<\1 *• !

OjO

■o

Oi.0

KÖTt-'H

Tr'rjffTbV

220.

Verbindung

von

Formeifen.

Wafierbehälter u. f. w. In folchen Fällen follte man ausfchliefslich doppelte Ver-lafchung verwenden.

Formeifen können faft durchweg nur dadurch verbunden werden, dafs man jeden einzelnen Teil mittels gefonderter Blechftreifen einfeitig oder zweifeitig ver-lafcht, wobei dann die Verlafchung zweckmäfsig für jeden Teil gefondert berechnet wird. Die Teile folcher Querfchnittsformen find jedoch meift fo fchmal, dafs nicht mehrere Niete nebeneinander in ihnen Platz finden; man ift dann gezwungen, alle für einen Teil erforderlichen Niete in eine Linie hintereinander zu fetzen.

Am häufigften kommen Winkeleifenverbindungen vor, welche nach Fig. 432 bis 435 auf vier verfchiedene Weifen ausgeführt werden können.

Von diefen ifl die Verbindung in Fig. 432 die ftärkfte, aber wegen der hohen Kotten der be-fonders zu walzenden Formlafche nur höchft feiten. Die nächftbefte ift die in Fig. 434, da die Lafchen fich auf die ebenen Winkeleifenflächen legen, ftärker find als das Winkeleifen und einen kurzen Abftand b (Wurzelmafs) der Niete von der Winkel-eifen-Aufsenecke geftatten. Alsdann folgt zunächft die Verbindung in Fig. 433, welche die angeführten Vorteile wenig-ftens für einen Schenkel wahrt und dann an die Stelle der Anordnung in Fig. 434 treten mufs, wenn der zweite Schenkel an einem anderen Konflruktionsteile anliegt; das Wurzelmafs b mufs hier in dem aufsen verlafchten Schenkel wegen der Innenlafche des anderen Schenkels in ungünftiger Weife vergröfsert werden, was in beiden Schenkeln gefchieht, weil man einerfeits verfchiedene Wurzelmafse in den Schenkeln zu vermeiden fucht, andererfeits ein kurzes Wurzelmafs in dem innen verlafchten Schenkel höchft ungiinftige Nietltellung in der Innenlafche hervorriefe. Am wenigften gut, aber dann oft nicht zu umgehen, wenn das Winkeleifen an zwei anderen Teilen anliegt (d. h. in Eckverbindungen), ift die Verbindung in Fig. 435, da von allen für Fig. 434 angeführten Vorteilen hier das Gegenteil eintritt. Die Lafchen müffen hier dicker gemacht werden, als die Schenkel, alfo 0> 0. Was die Nietftellung anlangt, fo fetzt man die Niete des einen Schenkels auf die Mitten oder Viertel der Teilung des anderen, weil einander gegenüber flehende Niete oft gar nicht Platz haben, jedenfalls nur mit Mühe eingebracht und fchlecht ausgebildet werden können. Da ein Niet in einem Schenkel das Winkeleifen um fo unfymmetrifcher macht und die Kraftübertragung um fo weiter vom

Fig- 432. :

i.

*—b

’T

?).

AN

tCli

IS

IS

Fig. 434-    (2

'IS

Fig- 433- b

Fig. 435- b

TA

1. .iS

.iS

Schwerpunkte verlegt, je näher der Niet dem Aufsenrande fitzt, fo foll das Wurzelmafs fo klein wie möglich gewählt werden, und zwar ift zu machen :

* = 14-8 + 0,75 d, b = 1 -|~ § —(-    —j— 0,7 5 d,

Soll z. B. ein Winkeleifen von 10 X 10 X 1,4

wenn keine Lafche im Winkeleifen liegt (Fig. 434)

wenn eine oder zwei Innenlafchen da find (Fig. 432, 433 u. 435)    .    141.

nach Fig. 434 mit 2,5cm Nietdurchmeffer verlafcht werden, fo ift das zugehörige Wurzelmafs b — 1 —1,4 —]— 0,75 • 2,5 = rund 4,3 cm. Soll aber die Ver-

ftarken Lafchen erfolgen, fo wird das

140.

cm

Fig. 436. Schnitt M N.

T"V ”

fr-

d--\

\

rs

lafchung nach Fig. 435 mit 1,6 Wurzelmafs b = 1 -j- 1,4 -f- 1,6 -f- 0,7 5 • 2,5 = 5,9 cm.

Handelt es fich nun aber um fehr breite Winkeleifen (Fig. 433), fo rücken die Niete nach diefer Bemeffung des Wurzelmafses fo nahe nach der Ecke, dafs die Lafchen aufsen abklaffen; man giebt dann dem einen Niete das vorgefchriebene Wurzelmafs und fetzt den nächften um 1,5 d vom Aufsenrande. Dabei Hellt man, wenn nicht befondere Rückfichten eine beftimmte Teilung vorfchreiben, zwei benachbarte in die fchräg gemeffene Entfernung e" — 3 d (Fig. 436, Grundrifs); alsdann mufs ein äufserer Niet des einen einem inneren des anderen Schenkels

cm

gegenüberltehen, da fonft die Ausbildung unmöglich wird (Fig. 436 Schnitt MN).

Soll auf diefe Weife ein Winkeleifen von 13 X 13 X 1,4 cm mit Nieten von 2,5 cm Durchmeffer verlafcht werden, welches nach Abgang eines Nietloches mit 800 auf 1 qcm belaftet ift, fo ift die für einen

-N

Schenkel zu übertragende Kraft

(13 + 13 — 1,4 — 2,5)

1,4 . 800 =

/<?"

12376kg- Nach Gleichung 113 ift für einen Schenkel 12376 . 4

2,5² . 3,14 . 700

= 3,7, alfo n — 4.

) O*

Das Wurzelmafs b wird 1 —(— 1,4 —(— 0,75 . 2,5 = 4,3 cm, der Randabltand a‘ — 1,5 • 2,5 = 3,scm, der Abftand e“ — 3 d — 7,5 cm und der hintere Randabltand a! nach Gleichung 131

.i

a‘ = 2,4

X+-

\2 n 8

2,5

1,4

■)=

3,5 cm.

f"

\a’

b -V

Diefes Wurzelmafs, welches fich für eine Verbindungsftelle er-giebt, bleibt, um die Teilung auf einer Geraden zu behalten, für das ganze Winkeleifen mafsgebend. Ilt keine Verbindungsftelle da, wird z. B. ein durchlaufendes Winkeleifen an ein Blech genietet, fo beftimmt fich das Wurzelmafs llets nach Gleichung 140. Die zweireihige Nietung (Fig. 436) beginnt bei Winkeleifen zweckmäfsig erft von 12cm Schenkelbreite an.

Die obigen Regeln können auch auf die Herftellung von Eckverbindungen zweier Bleche mittels Winkeleifen übertragen werden (fiehe Kap. 3, unter a).

Auch die Vernietung anderer Formeifen erfolgt nach Grundfätzen, welche aus den obigen zu ent. nehmen find; nur tritt bei einigen auch die doppelte Lafchung auf. So würde man ein I-Eifen auf jedem Flanfch einfeitig, den Steg zweifeitig verlafchen. Solche Verbindungen anderer Formeifen als Winkeleifen

find jedoch höchft feiten.

Eine befondere Art von Vernietung ift noch zu erwähnen, nämlich die Vernietung mit Stehnieten, welche zur Verbindung von nicht unmittelbar aufeinander liegenden Teilen verwendet wird, jedoch zur Uebertragung von Kräften thunlichft nicht herangezogen werden foll. Die Nietfchäfte werden fehr lang und haben fonach, fie Kräfte übertragen follen, höchft ungiinftige Biegungsfpannungen zu erleiden. Um den vorgefchriebenen Abftand der Teile, welcher beim Stauchen des ohne weiteres eingefetzten Nietes durch völliges Zerquetfchen des Schaftes zwifchen den

wahren, fetzt man zunächft einen Ring mit dem

221.

Verbindung

mit

Stehnieten.

wenn

Teilen verloren gehen würde, zu

Handbuch der Architektur. III. 1.    (3. Aufl.)

äufseren Durchmeffer 2 d und dem inneren Durchmeffer d oder ein gelochtes Blechftück fo zwifchen die Teile, dafs die drei Löcher fleh decken und nun eine durchlaufende Lochwan-

Fig- 437-

Cd

düng ergeben.

Die zu diefem Zwecke verwendeten Blechabfälle werden auf dem Durchftofse gelocht, follen aber keine zu unregelmäfsige Aufsenform haben, von allen Graten befreit und thunlichft durch Preffen völlig eben hergerichtet fein.

Fig. 437 zeigt eine Vernietung mit Stehbolzen. Da das Abklaffen der Teile voneinander zwifchen den Nieten mit

Rückficht auf Roftbildung hier unfchädlich ift, kann die Nietteilung e hier fo weit gefteigert werden, wie die Kräfte es erlauben.

b) Schrauben und Schraubenverbindungen.

222.

Anwendung und Ver-

Schraubenverbindungen kommen in Eifenteilen da vor,

i) wo die zu verbindenden Teile des Stoffes wegen nicht genietet werden fchiedenheit. dürfen, d. h. bei Gufseifenteilen ;

²)

wo eine gewiffe Beweglichkeit (Drehbarkeit) der Teile gewahrt werden foll, die bei der Vernietung auch nur mit einem Niete durch die Reibung faft immer verloren geht;

3)    wo der Raum zu beengt ift, um Nietköpfe ausbilden oder die Niete in die Löcher einftecken zu können, und

4)    wo wegen Vereinigung vieler Konftruktionsteile die Bolzen zu lang werden, um noch als Niete ausgebildet werden zu können.

Die Schrauben können eingängig oder mehrgängig fein; fie können rechteckigen Gangquerfchnitt (fla chgä ngige Schrauben) oder dreieckigen (fcharf-gängige Schrauben) haben. Die eingängigen fcharfgängigen Schrauben ergeben unter gleicher Laft die gröfste Reibung in der Mutter, und da für Verbindungsfehrauben, die hier ""-k den Bewegungsfehrauben gegenüber allein in Frage kommen, eine thunlichft grofse Reibung erwünfeht ift, fo wird hier von erfteren allein die Rede fein. Auch ift bei gleicher Ganghöhe <-j '(550 die Scherfläche zwifchen Gang und Spindel bei der fcharfen Schraube doppelt fo grofs, wie bei der flachen.

Aufser den beiden genannten kommen noch die Trapezfehraube und die Schraube mit rundem Gangquerfchnitte vor.

Das Gangprofil der fcharfen Schraube zeigt Fig. 438 ; d' ift der innere Durchmeffer, d der äufsere Gewindedurch-meffer der meffer, d" der äufsere Bolzendurchmeffer, s die Ganghöhe und t die Gewindetiefe. Die Neigung des Ganges wird durch die Zahl m feftgelegt, welche beftimmt, wie viele Gänge auf die Länge d des Bolzens kommen. Die Gänge werden nach Fig. 438 aus- und abgerundet, nur bei fehr weichem Stoffe, z. B. Meffing, Bronze, mehr. Gemäfs dem Abrundungsmafse

g

und dem Spitzenwinkel von 55 Grad wird — t =

u

223.

Gangprofil und Durch-

Schrauben.

i—T jt

⁵ tg 27 ⁰ 30' ’

alfo

Fig. 438.

...Ł

d-......

d--

S

2 — fetzt. Daraus folgt d' — d — 2 t = d — 2 . 0,64 ^ ; dem-o

df — d — 1,2 8 s

Nach Obigem ift nun s = alfo d' = d —

m — 1,2 8

wofür man meift t — nach

1,2 8 d

, fonach

H3-

in

d'

■    144-

d' beftimmt fich nach der Laft, und dann find d und s der nachftehenden Wit-wortJi fchen Schraubenfkala zu entnehmen, welche die Form aller Schrauben gleichen Durchmeffers allgemein feftlegt, damit fie beliebig vertaufcht werden können.

WitwortJi s Skala der eingängigen fcharfen Schrauben.

Nr.

Bolzen-

durch-

meffer

d"

Aeufserer Gewinde-

durchmeffer

Anzahl der Gewindegänge m auf

1 Zoll die Länge

Innerer

Durch-

meffer

Schlüffel-weite der Mutter

Belattung

engl.

d‘

ohne

Torfion

mit

Torfion

0,8

OCO OO *<J OMJV Ol to

0,9

1,1

1,2

1,4

1,7

2,0

2,3

2,7

3,0

3,3

12

3,6

13

3,9

i4

4,3

i5

4,6

i6

17

4,9

5,2

i8

5,8

i9

6,5

20

7,1

aal

¹⁰    **    t-H rH rH rH rH rH tH rH Cv]    çq £q

21

7,7

22

8,4

9,0

24

9,G

25

10,3

co co co co

0,64

0,79

0,95

1,11

1,27

1,59

1,90

2,22

2,54

2,86

3,18

3,49

3,81

4,13

4,45 4,7 6 5,08 5,72 6,35 6,99 7,62 8,26 8,89 9,53 10,1 6

20

18

16

14

12

CO co co CO

C0'-4'-4 o, C\ Ol o, in Ul

*co~ ~oo~“

N M 00

VO 00 00 OO vo

KH    hH    b-l    W    HH    hH

to    HH    W    O    O    IO O

!-* to CO    ü'

~co" 'to' 'oo'

O OO    *4 <1 p    05    Cn ^ ^ ^ CO CO Cû to to DO to M M    H    m o O O o

-I ^    <£>03 co    o    COW 03 co    «o    § oo o» . h* So

37

79

143

218

302

560

897

1 299

6    107 6 949 8 155

10 454 13 438 16182 19 849 23 488 27 867 31 996 37 076

OO tO oi œ to

T—i T—ł CD CO GO CO

rH r—I CO

00 O* CO

lO D-

1053

1356

3    664 4169

4    893 6 272

8    063

9    709 11909 14 093 16 720 19 198 22 245

engl. Zoll. I Centim.

Durch verfchiedene Abrundungen der englifchen Abmeffungen find in diefe Schraubenmafse folche Abweichungen hineingekommen, dafs Schrauben und Muttern verfchiedener Herkunft durchaus nicht immer paffen. Der Verein Deutfcher Ingenieure hat daher die folgende auf metrifchem Mafse beruhende Reihe aufgeftellt, die fich mehr und mehr verbreitet⁹⁶).

|| Centim.

Centimeter.

Kilogr.

96) Durch Vereinbarung des Vereins Deutfcher Ingenieure, der Société d'encouragement pour Vindufirie nationale in

am 20. Oktober 1900 ift in Zürich das

Paris und des Vereines Schweizerifcher Mafchinen-Induftrieller auf einer Verfammlung metrifche Gewinde bereits zu einem internationalen geworden. In der »Schweizerifchen Bauzeitung« 1900, Oktober, S. 165 ift diefe Verfammlung berichtet; zugleich werden dort die Formeln mitgeteilt, auf denen die Mafszufammenftellung auf

über S. 164 beruht.

Aeufserer

Gewinde-

durch-

meffer

Kern-

durch-

meffer

Gang

höhe

Gangtiefe

Schlüffel-

weite

Aeufserer

Gewinde-

durch-

meffer

Kern-

durch-

meffer

Gang

höhe

Gangtiefe

Schlüffel-

weite

d‘

d‘

CO I> 00 C5

O CM CO 00

rH rH t-H t-H rH

lO    LO

ißffOOlOOSOCOOt'.

^iOCÜI>l>QHCOTf

rH rH rH

° «i « t

rH T—1 lH t-H t-H

O CO    O Ol

H H    W

o 01 co ro o'co^oco'G o CJ< o OI -1    to    CJ«

Ü«    CH

20

22

24

26

28

30

32

36

40

16,4

17,8

19,8

21,2

23,2

24,6

26,6

30,o

33,4

^■^•COMLOœtûDOtO

•Ê-OCSCîtOtOOo'oo'rf».

MOStSKJKltOWKIM ; *o    ; i.    i

Millimeter.

Millimeter.

Um die umftehende Wiiworthiche Tabelle nicht immer benutzen zu müffen, find für d und s zwei Beziehungsgleichungen aufgeftellt, welche lauten:

S = 0,07

-f- 0,o95 d für d^Qcm, s = 0,2 6 2 \/d für d~^>6 Aus Gleichung 142, 143 u. 144 (S. 162 u. 163) kann nun eine unmittelbare Beziehung zwifchen df\ d und d' abgeleitet werden, und zwar ergiebt fich für kleinere Schrauben unter Benutzung der Gleichungen 142, 143 u. 144

d = ( 1,139 d⁴ —(— 0,103) Centim. und d“ — d-\—— (1,173 d⁴ -f- 0,i28) Centim.

Li

Die Tragkraft einer Schraube auf Zug ift bei der zuläffigen Beanfpruchung s⁴ für 1 qcm d'% 7C

gleich—-—V; fonach ergiebt fich der der Laft P entfprechende innere Durchmeffer oder, da man wegen des Anfchneidens der Gewinde den

aus d⁴ = 2

7CS⁴

äufseren Ring von 1

cm

cm

145.

146.

147.

Tiefe nicht als tragfähig anfehen kann, dJ = 0,2 -f- 2 y/

Die zuläffige Beanfpruchung s⁴ wird wegen der beim Andrehen der Mutter entfliehenden Verwindung (Torfion⁹⁷) in der Regel für Schrauben nur mit 600% angefetzt; die Gleichung für d⁴ lautet demnach:

d⁴ = 0,2 -f- 0,0 0 46 \Z~ P, und für die erforderliche Anzahl n, wenn mehrere Schrauben von gegebenem, innerem Durchmeffer d⁴ vorhanden find,

mm

7CS'

148.

149.

471 (d⁴— 0,2)²

Den nach Gleichung 147 u. 148 aus der Laft ermittelten äufseren Durchmeffer d4/ kann man nicht ohne weiteres beibehalten; vielmehr ift der nächftgröfsere der obigen Skalen einzuführen.

Wenn P nicht als Zug auftritt, fondera als Scherkraft, fo ergiebt fich, da die Scherftelle faft ftets im vollen Bolzen, nicht im Gewinde liegt, der äufsere Durch-

d'⁴ % ft    .    .    d//2K

meffer unmittelbar aus—-—i = P für einfchnittige und aus 2 —-—t=P für zwei-

⁹') Ueber genaue Berückfichtigung der Verwindungsfpannungen vergl. : Grashof, F. Theorie der Elafticität und Fertigkeit etc. 2. Aufl. Berlin 1878. S. 202.

fchnittige Abfcherung. Auch bei den Schraubenbolzen mufs der Lochlaibungsdruck für kleine Durchmeffer im Auge behalten werden, gemäfs der Gleichung P — d“ S s“ (vergl. Art. 205, S. 151), und es ergeben fich hier ähnlich, wie bei den Nieten, für d die Gleichungen :

0" ==

²V/

TZ t

für einfchnittige Abfcherung, d" ^ 2 8;

• ■ 150-

d" =

TZ t

7//

ct

s"8

für zweifchnittige Abfcherung, d" <=- § ;

für einfchnittige Abfcherung, d" 2 d, und f für zweifchnittige Abfcherung, d" d.    \

.    .    152.

Wird eine Kraft durch mehrere Bolzen gemeinfam übertragen, fo ift nach Annahme des Durchmeffers du die Bolzenzahl n nach Gleichung 113 bis 115 zu ermitteln.

Kraftübertragung durch Flächenreibung kommt hier nicht in Frage, da die Muttern fich von felbft löfen, alfo auf Reibung überhaupt nicht gerechnet werden kann.

Auf Verwindung mufs Rückficht genommen werden, wenn das Anfpannen der Schraube lediglich durch Andrehen der Mutter, nicht durch Anhängen von Laflen nach dem Andrehen der Mutter hervor-

g

gerufen wird. In diefem Falle darf die zuläffige Zugfpannung nur auf—s¹ getrieben werden; der innere

5

Gewindedurchmeffer folgt fomit für diefen Fall aus d‘ = 0,2 -j- 0,059 P. Hiernach ift die letzte Spalte der Skala auf S. 163 berechnet.

Die Schraubenmutter wird für einfache Fälle wohl rund oder quadratifch geformt; jedoch läfst fich die runde Mutter fchwer andrehen; die quadratifche enthält viel Metall. Am beften ift die fechseckige Mutter, da fie wenig überflüffiges Metall enthält und doch das Auffetzen eines Schlüffels erlaubt; fie braucht auch nur um 60 Grad gedreht zu werden, um das feitliche Anfetzen des Schlüffels von neuem zu geftatten.

Um beim Andrehen im Auflager der Mutter keine zu grofse Berührungsfläche zu erhalten, wird erftere unten nach einer Kugel abgerundet, meift auch oben, um eine Gegenmutter nachfchrauben, auch die Mutter umdrehen zu können; fie fitzt alfo nur mit einer fchmalen Ringfläche auf. Neuerdings hat man erkannt, dafs die ebene Geftaltung der Mutter an der Unterfläche eben durch die erzielte Gröfse der Reibungsfläche ein wirkfames Mittel gegen das felbftthätige Losdrehen der Mutter bildet. Man vergröfsert diefe Berührungsfläche fogar noch, indem man die Mutter unten durch einen ringartigen Anfatz verftärkt und nur den oberen Teil zum Auffetzen des Schlüffels eckig geftaltet. Solche Muttern heifsen Bundmuttern.

Die Schlüffelweite D wird aus den angeführten Schraubenfkalen oder aus der Formel D — (0,5 -j- 1,4 d) Centim. beftimmt, welche auf gleicher Sicherheit der Auflager-Ringfläche gegen Druck und des Bolzens beruht; der Durchmeffer des um-fchriebenen Kreifes ift dann D' — (0,6 -f- 1,62 d) Centim.

Die Höhe h der Mutter mufs fo bemeffen werden, dafs der Zug im Bolzen die Gewindegänge in der Mutter nicht ausfcheren kann, d. h. mindeftens mufs

Nimmt man Rückficht darauf, dafs

224.

Schrauben

mutter.

t dJ tz h —

s'd'² TZ

, alfo h = ^— — d' fein. 4 t

das Metall bei fcharfgängigen Schrauben etwa auf

01 ł-¹

der abzufcherenden Fläche

225.

Schrauben-

köpf.

226.

Befondere Formen von Mutter u. Kopf.

227.

Schrauben

verbindungen.

- d' gefetzt

an, fo ergiebt

3

<A= — d. Muttern diefer geringften Hohe nutzen fich ftark ab;

durch das Schneiden der Gewinde verletzt ift fo würde h = -~

5

werden müffen, und nimmt man im Mittel dJ — ——• d und

10

fich h

5.4.4.10

6.5.8

man fteigert die Höhe daher thatfächlich wohl bis h = d, und für folche Schrauben, die oft gelöft und wieder angedreht werden müffen, bis h~D. Hat der Bolzen keinen Zug, fondera nur Abfcherung zu übertragen, fo macht man h nie gröfser als 0,3 d, da die Mutter dann ganz unbelaftet ift. Eine gewöhnliche Mutterform zeigen Fig. 439 u. 440, worin auch eine zur Verteilung des Mutterdruckes auf eine grofse Fläche der Unterlage beftimmte Unterlegfcheibe mit dargeftellt ift. Selbftverftändlich ift eine folche Unterlegplatte bei Bundmuttern nie erforderlich.

Fig. 439-

----fl-----1

S*o,15 * o/)6 d

Der Schraubenbolzen wird in der Regel am einen Ende mit Gewinde verfehen; am anderen erhält er ftatt deffen einen feften Kopf, welcher meift ein Quadrat von der Seitenlänge D bildet und die Höhe h = 0,45 D erhält (Fig. 441). In feltenen Fällen wird der Kopf fechs-eckig geformt.

Befondere Formen von Mutter und Kopf entftehen in folgenden Fällen.

Soll die Mutter nicht vor den verbundenen Teilen vorftehen, fo fetzt man fie in eine Vertiefung, welche fo weit gemacht wird, dafs die Wandftärke des am Ende ein entfprechendes fechseckiges Loch zeigenden Stockfchlüffels aus Rundeifen mit doppeltem Handgriffe darin Fig, 441.

Platz findet, oder man macht die Mutier kreisrund und giebt ihr in der Oberfläche zwei Löcher, um fie mit dem zweizinkigen Zirkelfchlüffel in die gleich weite kreisrunde Vertiefung drehen zu können. Beim Andrehen der Mutter dreht fich der Bolzen leicht mit; man mufs daher mittels eines Schraubenfchlüffels am Kopfe, welcher deshalb die Maulweite D erhält, gegenhalten. Geht dies nicht, fo bringt man am unteren Schaftteile oder am Kopfe geeignete Vorrichtungen zur Verhinderung des Drehens an.

Ift eine feft angezogene Schraube dauernd Erfchiitterungen ausgefetzt, fo löft fich die Mutter allmählich von felbft, indem die Reibung zwifchen Mutter und Unterlage und zwifchen Mutter und Bolzengewinde durch die Schwingungen überwunden wird. Man verwendet deshalb für die Baukonftruktionen geeignete Vorkehrungen gegen das Fosdrehen der Muttern, unter denen die Verwendung von Bundmuttern jetzt fehr gebräuchlich ift.

Wirken die Schrauben einfach auf Zug, fo ift d' nach Gleichung 148 zu be-ftimmen; wenn mehrere Schrauben die Laft P übertragen, fo liefert Gleichung 149 ihre Anzahl n.

Auf xA-bfcherung ergiebt fich der Bolzendurchmeffer d" für die Kraft P nach den Gleichungen 150 bis 152; find mehrere Bolzen des Durchmeffers d" zu verwenden, fo folgt die erforderliche Anzahl n aus:

Fig. 440.

>+

KV

8?5.L 1.A5    U»

d„-~<

-D-

hd>4!>D

7C t d“*

für einfchnittige Bolzen, d“ <. 2 § ;

153-

für zweifchnittige Bolzen, d" <; §;

für einfchnittige Bolzen, d" ^>2 8, und { s" 8 d" für zweifchnittige Bolzen, d" 8.    (

Wird der Bolzen des Durchmeffers d" zugleich auf den Zug .S und die Abfcherung T, d. h. fchräg beanfprucht, und bezeichnet dz den dem Zuge S allein genügenden Rundeifendurchmeffer, fo mache man

7Ud"²

154-

11

• •    155-

d" = dz

\A-[³⁺⁵\/i+(W]

■ • 156.

für T= S wird d⁴⁴ = 1,33 az-

Die Gewichte der Schraubenbolzen werden mit Hilfe der Rundeifentabelle feftgeftellt, indem man zur reinen Bolzenlänge zwifchen Kopf und Mutter

7 Bolzendurchmeffer für lechseckige Muttern und Köpfe, viereckige »    »    »

hinzuzählt.

c) Bolzenverbindungen.

Für Bauzwecke ift der Anfchlufs von Rundeifenftangen mittels angeftauchten

oder angefchweifsten Auges und cylindrifchen Verbindungsbolzens an andere Teile,

meift Bleche, von besonderer Wichtigkeit. Das Auge wird kreisförmig (Fig. 442)

oder länglich (Fig. 443) geformt. Bezeichnet 8 die geringere der Stärken der beiden

Teile (Auge des Befeftigungsbolzens und Anfchlufsblech), fo

ift auch hier für einfchnittigen Anfchlufs die Gleichung

„ 7//    d"²%

8 d" s“ > —— t 4

die Bedingung dafür, dafs Abfcherung, nicht Lochlaibungsdruck in Frage kommt; ebenfo für zweifchnittigen Anfchlufs

s"

Hierin ift —= 1,9 zu fetzen, da in den Schraubenbolzen meift nicht befferer Stoff fteckt, als in den Rundeifen und Blechen; demnach lauten die obigen Bedingungen: Abfcherung kommt in Frage bei einfchnittigen Bolzen, wenn d" 2,4 8, und bei zweifchnittigen Bolzen, wenn d" <! 1,2 8. Ift d" gröfser, fo ift in beiden Fällen auf Lochlaibungsdruck zu rechnen.

228.

Bedingungen.

Fig. 442.

-U

A-p

-15-2 dr

8 d" s" =

Das kreisförmige Bolzenauge (Fig. 442) wird in der Regel dafs man den voll mit s⁴ beanspruchten Rundeifendurch-

dadurch hergeftellt

meffer dr in ein Achteck der Maulweite 8 = l,i dr, diefes in ein Quadrat von der Seite 8 = l,i dr und letzteres in das kreisförmige Auge von der Randftärke b und

229.

Kreisförmiges

Bolzenauge.

dem Augendurchmeffer d⁴⁴ übergehen läfst.

Bezeichnen, wie früher, s⁴ die zuläffige Zugfpannung, t die zuläffige Scher-fpannung im Rundeifen, Verbindungsbolzen und Anfchlufsbleche, fo kann man hier 5

= — fetzen; wie früher ift auch im vorliegenden Falle der Lochlaibungsdruck t 4

s"=l,5S/ bis 2 s' anzunehmen. Der Augendurchmeffer mufs nun fein:

ergiebt.

d — 1,12 dr

d" = 0,7 9 dr

dV =? 0*5 2 dr

für einfchnittige Bolzen, wenn fich d“ < 2,4 â, . für zweifchnittige Bolzen, wenn fich d" ^ 1,2 d, dr für einfchnittige Bolzen, wenn lieh d"^>2,àd und/ d für zweifchnittige Bolzen, wenn fich d" 1,₂ §

•    157-

. 158.

\ 159-

Im Bolzenauge felbft ift ô = l,i dr ; daher lautet für das Auge die Gleichung 159: d“ ■= 0,48 dr. Bei der Benutzung diefer Formel ift für § fowohl die Augenftärke, wie andererfeits die Stärke des Teiles in Rückficht zu ziehen, an welchen der Anfchlufs erfolgt.

Die Rändbreite b des Auges ift gleich 0,72 dr zu machen. Sollte irgendwo an die Rundeifenftange ein Schraubengewinde angefchnitten fein, fo ift als dr der innere Gewindedurchmeffer d' einzuführen, für den hier jedoch nicht, wie in Gleichung 148, die zuläffige Zugfpannung auf 600 für 1 qcm ermäfsigt zu werden braucht.

Fig. 443-

rt

:)

In vielen Fällen ergiebt fich für das kreisförmige Auge nach Fig. 442 eine Stärke d, welche erheblich gröfser ift, als die desjenigen Teiles, an welchen der • Anfchlufs erfolgt; der Durchmeffer d" ift dann nach der geringeren Stärke d₁ diefes Teiles zu bemeffen und wirkt auf die Bildung des Auges äufserft unglinftig ein. Man kann dann die Stärke § im Anfchlufsbleche dadurch erreichen, dafs man es durch einfeitiges oder zweifeitiges Auflegen von Blechen um 5 —    = d₂ ver-

ftärkt, mufs aber diefe Verftärkungen mit dem Anfchlufsbleche vor Auflegen des Auges oder feiner Lafchen mit einer Anzahl von Nieten verbinden, welche nach den Gleichungen 113 bis 115 (S. 152)

P8

aus der Kraftgröfse —zu ermitteln ift; diefe Niete 0

find, foweit fie fich ganz oder zum Teile in der Auflagerfläche des Auges oder der Lafchen befinden, beiderfeits zu verfenken,

4>S

-k-

dr

-b.

230.

Gabelförmiges

Doppelauge.

Der Anfchlufs folcher Teile foll ftets zweifeitig, nur bei ganz untergeordneten, gering belafteten Gliedern einfehnittig erfolgen. Unmittelbar läfst fich der doppelte Anfchlufs nur erreichen, wenn man ein gabelförmiges Doppelauge mit einem Schlitze gleich der Dicke des Anfchlufsbleches an die Stange fchweifst. Das Schmieden und Schweifsen diefer Gabelaugen ift aber fchwierig und teuer; für Bauarbeiten ift deshalb diefer Anfchlufs entweder zu koftfpielig oder zu unficher. Nur bei gegoffenen Druckgliedern ift die Verwendung diefer fchwierigen Form zuläffig. Bei fchmiedeeifernen Teilen foll der Anfchlufs durch doppelte Lafchung erfolgen,

g

— und nach der Form eines doppelten

Li

Spielraum zwifchen dem Stangenauge und

wobei man die Lafchen mit der Stärke

Auges (Fig. 443 u. 444) mit etwa 3 dem Anfchlufsbleche ausbildet.

Häufig find auch derartige Anfchliiffe, in denen fich von der einen Seite die Augen zweier fchwächeren, von der anderen das Auge einer ftärkeren Zugftange ohne Mittelglieder auf den Bolzen hängen.

mm

Das elliptifche Bolzenauge (Fig. 443) wird oft verwendet, wenn es fich um den Anfchlufs von Flacheifen handelt, jedoch auch wohl in den Anfchlüffen

von Rundeifen; indefs ift diefe Form wegen der teuereren Herftellung, namentlich in neuerer Zeit, immer feltener geworden.

In beiden Fällen wird das Auge meift durch Stauchen und Ausfchmieden erzielt. Da man aber beim Ausfchmieden bezüglich der Augendicke d von der Dicke des Flach- oder Rundeifens unabhängig ift, fo wird man fie der Dicke des An-fchlufsteiles anzupaffen ftreben, fie aber jedenfalls fo bemeffen, dafs der Gelenkbolzen von der Laft P auf Lochlaibungsdruck und Abfcherung in gleichem Mafse gefährdet wird. Man macht daher p

- für einfchnittige Abfcherung 160.

231.

Elliptifches

Bolzenauge.

Fig. 444.

IV,«;

-b

d" = 2

TZ t

'“IQ.,

d“ =

TZ t

für zweifchnittige Abfcherung 161.

=1.1

und hiernach dann gemäfs

^    ⁷¹ t für einfchnittige,

8d" s" =

8d" s" =

-dr~*

d"²7t

2 —-—- t für zweifchnittige Bolzen, bei 4

S" =1,9 t,

8 — 0,42 d“ für einfchnittige Bolzen, , 8 — 0,8 3 d" für zweifchnittige Bolzen .

162.

163.

Sollte der Anfchlufsteil erheblich fchwächer fein als d, etwa Sj ftark, fo mufs man ihn zunächft wieder durch gefondert aufgenietete, thunlichft beiderfeitige Zulagebleche von der Gefamtftärke 8₂~d — d₁ verdicken. Nimmt man diefe Verdickung des zu fchwachen Anfchlufsbleches nicht vor, fo mufs der Bolzendurchmeffer auf Lochlaibungsdruck im Anfchlufsbleche bemeffen werden, und man erhält alsdann meift übermäfsig weite Augen.

Das Auge felbft wird nun meift fo geformt, dafs die Breite des Randes neben dem Auge bf} auf die einfache Zugfpannung s' berechnet, der Laft

P, die Breite

hinter dem Auge bff der Laft —- P entfpricht. Alsdann ergiebt fich unter Benutzung

4

5

der Gleichungen 160 bis 163, bei /==-—/,

£, = 1,12 d" für ein- und zweifchnittige Bolzen,......14.

bf/= 1,8 7 d" für ein- und zweifchnittige Bolzen. .....1 5-

Beifpiel. Eine Kraft von 5000^2 foll durch ein Rundeifen, welches am einen Ende ein Schraubengewinde trägt, am anderen an ein Anfchlufsblech von 1

Der innere Gewindedurchmeffer der Stange ift nach Gleichung 148, wenn dort wegen fehlender

= 3,i 2 cm, wozu nach

cm

Stärke abgegeben werden.

y-:

5000

Verwindung F ftatt mit 600 mit 750 eingeführt wird, d‘ = 0,2+2

der Wilwortk’ïchen Skala (S. 163) als nächft gröfseres das Rundeifen Nr. 13 mit dr = 3,9cra Brutto-durchmeffer gehört.

. 750

Der Anfchlufs erfolgt zweifchnittig durch doppelte Lafchung; daher mufs der Durchmeffer des

cm fein, wenn t = 600kg für fqcm Ab-

Anfchlufsbolzens nach Gleichung 161 : d"

=i/;

2 . 5000

3,14 . 600

= 2,3

fcherungsfpannung zugeiaffen werden.

Nach Gleichung 163 folgt weiter § = 0,83 d“ — 0,83 . 2,3 = 1,9cm; demnach mufs das Anfchlufs-

beiderfeitig verftärkt werden. Es foli § = 2cm gemacht,

blech um 0,9 cm einfeitig oder beffer um 0,45 das Anfchlufsblech auf jeder Seite um 0,5cm verftärkt werden.

cm

Weiter wird noch nach Gleichung 164: b, = 1,12 d" — I42 . 2,3 = 2,6 cm und nach Gleichung 165 : b„ --- 1,87 d⁴‘ — 1,87 . 2,3 = 4,3 cm-

Jede der beiderfeitig aufzulegenden Lafchen wird nun 1 cm ftark, und die Ausfchmiedung des Rundeifens in das glatte Auge mufs fo angeordnet werden, dafs mindeftens überall die volle Querfchnitts-fläche eines Kreifes vom Durchmeffer d‘ — 3,i2cm vorhanden ift.

Die Kraft, welche aus jeder der beiden Verftärkungen an das Anfchlufsblech abgegeben werden

5000 • 0,5

= 1250 kS. Die für jede Verftärkung einfchnittigen Uebertragungsniete er-

mufs, beträgt

halten nach Gleichung 112 (S. 152) d — 2 . 0,5 = lcm Durchmeffer, und

ihre Anzahl ift nach Gleichung 113: n =

Scherfpannung im Niete zu 750kS für Iqcm gefetzt wird, alfo = 2-Die für die zweite Verftärkung gleichfalls einfchnittigen, anderen Längenhälften diefer Bolzen bewirken dort den Anfchlufs, fo dafs 2 Niete zum Anfchluffe beider Verftärkungen genügen. Im verftärkten Anfchlufsbleche braucht der Bolzen nur um das aus Gleichung 133 (S. 155) folgende Mafs

s"

abzuftehen; für—— = 1,9 ergiebt fich

a‘

—(ł+ł£)

a‘ = 2,3

(ł + ¥) =

1250 • 4 l².3,i4. 750 ’

wenn die

Fig. 445-

(Fall I.)

t⁸

TTTi

rund 3,5 cm-

Die berechnete Anordnung ift in Fig. 443 dargeftellt.

Die Befeftigungsbolzen diefer Verbindungen ordnet man häufig ganz ohne Mutter, nur mit einem fchwachen durchgefteckten Splinte an, welcher blofs das Herausfallen des Bolzens zu verhindern hat.

v|

232.

Verbindung

mehrteiliger

Konftruktions

glieder.

Bolzenverbindungen mehrteiliger Konftruktionsglieder kommen faft ausfchliefslich in folchen Bauteilen vor, welche aus einer gröfseren Zahl von flachen Bändern mit Bolzen-

äugen beftehen und wegen der geringen Breite der Bänder

dann nur einen durch fämtliche Glieder gehenden Bolzen Fi&’ 44⁶-

(Fall II.)

C ojistriictiOTistdicile

erhalten. Hier foll daher blofs diefer Fall unterfucht werden, und zwar zunächft unter der Einfchränkung, dafs die zu verbindenden Glieder in einer Geraden liegen.

3E3

In Fig. 445, 446 u.- 447 find die drei Möglichkeiten dargeftellt, wie n Bänder der Dicke § durch einen Bolzen des Durchmeffers d" verbunden werden können. Es bezeichnen sJ die zuläfflge Zugfpannung im Gliede und Bolzen, t die zuläfflge Abfcherungsfpannung in beiden, s" den zu-läffigen Lochlaibungsdruck am Bolzen; unter daä, bezw. d"ab ift zu verftehen, dafs die Gröfsen auf Abfcherung und Biegung, unter ddi und d“db, dafs fie auf Laibungsdruck und Biegung gleich ficher berechnet find.

In allen drei Fällen hat der Bolzen neben der Abfcherung, bezw. dem Laibungsdrucke ein Biegungsmoment aufzunehmen, welches beträgt

Fig- 447-

(Fall III.)

vi

I '    2

JA. iE

Ą : 2

A vî_

• ji

Mitte 1er zu verljiuieuö.

.zL

im Falle

I (Fig. 445): M=4-^ » II (Fig. 446): M= ~ 8

LÀ

» III (Fig. 447): M = — 8

n

Pn 8

a = T’

Die Biegungfpannung a im Bolzen folgt aus M =

64 d"

mit

a = 10,2

= 10,2

d"³ '

d“*

Wird der Bolzen auf Abfcherung und Biegung berechnet, fo ergiebt fich für Fall I:

für Fall II u. III:

auf Abfcherung

d"² x

-- t, d"a — 0,807

4

— ; 166.    —

t ’    «

aus der Biegung nach s' 10,2

d""² %    .

-- t, d a = 1,12 8 w

a P 8

d"s

a P 8\/~ t³

a P 8 J/" 77³ /³

0,S 0 7 ³ j/"P³

1,1 28 ³ |/ P³

alfo

8ai 5^ 0,0516 -

77

.    167.

8aé <L 0,1408 — a

Wegen des Lochlaibungsdruckes mufs 8 d" s" ^ -— fein; daher

0,807

/ P    P

P    77

oder

T0,°5,6— y

o>0116

77 t t 77

Da 77 = — ift, fo ergiebt fich

1,1 28

oder

/ p    s'

77 ³ P

77

0,15 88 —- -J-    11 a .

Im Falle II ift a = daher entfteht

Là

s' s“

°’¹⁶⁶* TT

2,0 . 0,1588 .

iO MH

Nun ift

j"

- = 1)9 ;

/    4 ’ t

demnach müfste, wenn dem Lochlaibungsdrucke genügt fein follte,

. 1,9 ^ 77, 0,7 5 5    77 ,

was unmöglich ift; die auf Biegung und Abfcherung berechneten Werte genügen alfo auf Lochlaibungsdruck nicht.

Im Falle III ift 77 = —

77

5

0,1664 — 1,9 ^ 1 oder 0,395 ^ 1

fein.

Diefer Widerfpruch würde nur fchwinden, wenn t weit unter das übliche Mafs gebracht, d. h. d" fehr grofs gemacht würde.

Im Falle I wird fonach fait ftets die Berechnung auf Biegung und Lochlaibungsdruck durchzuführen fein.

5

0,1588 — 1,9 ^ 1 oder 0,377 ^ 1.

Auch hier beweift der Widerfpruch, dafs die oben berechneten Werte da und 8a b auf Lochlaibungsdruck nicht genügen und die Berechnung auch in den Fällen II und III auf Lochlaibungsdruck und Biegung durchzuführen ift.

Demnach mufs der Regel nach die Berechnung derartiger Bolzen auf Biegung und Lochlaibungsdruck erfolgen; alsdann ift für alle drei Fälle

Pa . 10,2

d" § s" > — und s' >

Pd a

d"z

10,2, daher s' >

d"a

nd" s"

und daraus folgen:

d"d6 >

1,787 J/ P \J ■

n s' s"

,    ^0,56 [/ P

s'

anzs"z

.    168.

Beifpiel. Ein Konftruktionsteil, welcher 200 000 kg zu tragen hat und aus n = 8 Bändern begeht, foll geftofsen werden, und zwar Tollen in nicht genauer Uebereinftimmung mit den oben verwendeten

= 800 kg für 1 qcm und s“ = 1400 kg für 1 qcm

Verhältniswerten s' = 1000 kg für 1 qcm, t = betragen.

4-1000

o

Für die Berechnung auf Biegung und Abfcherung wäre n

im Falle I: a — — = 2;

im Falle II: a — — ; III: a —

nach Gleichung 166

1i‘,(l = 0,8 07

1/

200000

800

= 12,7 6 cm ,

d““ — 1,128

V-

200000

8.800

= 6,3 cm,

0Æ b 0,1408

1000

200000

0a b <Ç 0,0516 —

200000

V²

8³.800³ =

<T 0,246 cm für II,

800³

= 0,509 cm.

0,1408

Vs

1/

200000

8³.800³ =

<T 0,984 cm für III.

Der mögliche Lochlaibungsdruck wäre dabei 8 • 12,76 . 0,509 . 1400 = 72808 kg gegenüber zu tragenden 200000kg; diefe Verhältniffe des Bolzens find alfo zu fchwach.

Der mögliche Lochlaibungsdruck ift 8 . 6,3 . 0,246 . 1400 = 17 3 60 kg für II,

8 • 6,3 . 0,984 . 1400 = 69 440 kg für III; für Lochlaibungsdruck find alfo auch diefe beiden Verhältniffe zu fchwach.

Für Berechnung auf Biegung und Lochlaibungsdruck find nach Gleichung 168 2,    1,7 87 1/200000

Obä ^ 0,56 1/200000 j/^

» II: a = 4 , <*"**^1,787 1/200000 ]/

0,56 1/200000 ]/

1/200000 ]/

Ibd ^ o,56 l/200000 ]X'

Hiernach zeigt fich, wie auch von vornherein zu erkennen war, dafs der Fall III (Fig. 447) weitaus der günftigfte ift.

Die Ausbildung der Augen erfolgt für alle Fälle nach Art. 229 bis 231 (S. 167 bis 169).

Rechnet man die thatfächlich auftretende Abfcherungsfpannung hier nach, fo ergeben fich für n — 8

für Fall I: a =

8 . 1000 . 1400

= 16,43 cm,

» III: a —

Ibd J>

4 , d“bd 1

~8

,787

1000

2.8³.1400³

= 1,088 cm;

2.8.1000.1400

= 11,62 cm,

2 . 1000

8³ . 1400³

= 1,54 cm;

8.8.1000.1400

= 8,21 cm,

8•1000

8³ • 1400³

= 2,is cm.

im Falle I:

PA

2.200000

2d‘‘* k

3,14 • 16,43 ²

— 472 kg für 1 qcm ;

II:

PA

200000

2 • 3,14 . 11,62 ²

= 235 kg für 1 qcm ;

8</"²it

PA

8</"²7l ~ 2.3,14.8,21²

fo dafs nunmehr die bei der zweiten Berechnung nicht berückfichtigte Widerftandsfähigkeit gegen Abfcherung bei weitem nicht ausgenutzt wird.

» III:

200000

— 472 kg für 1 qcm

Es leuchtet ein, dafs man im Falle III (Fig. 447) je die beiden unmittelbar zufammenliegenden Bänder zweckmäfsig in einem Stücke ausführt; III fällt dann mit II zufammen, bis auf den Unterfchied, dafs die beiden äufserften Bänder jeder Gruppe nur halb fo dick fein dürfen, wie die mittleren.

Ein doppelfchnittiger Bolzenanfchlufs, wie er in Fig. 443 u. 444 dargeftellt ift, läfst fich nach Gleichung 168 behandeln, wenn n = 2 gefetzt wird, und die 3 Fälle fallen dann mit a — ¹'[2 zufammen. Die Gleichung 168 lautet dann:

oder

d“db ^ 1,787 J/ P

V 4 s's" ’

vp y

8 V'³ ’

d"db >

1,265 \/~ P

iy s's"

0,3 9 7 ]/ P \j

4/ s'

Beifpiel. Wird das Beifpiel zu Art. 231 u. Fig. 443 (S. 169 u. 168) hier durcligeführt, alfo

— = 1,9 entfprechend s' = 750 kg für 1 qcm, s“ = 1140 kg für 1 qcm und t — 600 kg für 1 qcm gefetzt, fo werden nach Gleichung 169:

— 5000 kg und, den früher eingeführten Verhältniffen =

Ol

s"

1,265 1/5000

d"db >

hdb^ 0,397 1/5000 ]/

g

Hierin entfpricht aber %db als Stärke des Bandes in jeder Gliedhälfte —

= 367 kg.

im Bolzen wird dann nur

1/^750 • 1140

5000 • 4

= 2,95 = c<3 3,0 cm;

750

ÏÏ4Ô3 = °’⁷⁴⁹ = ^0,75 cm.

in Fig. 443. Die Abfcherung

2 . 2,95² . 3,14

Die Verbindung ift alfo in diefer Ausführung mit gegen früher ftärkerem Bolzen und fchwächeren Lafchen für Biegung und Lochlaibungsdruck genügend, für Abfcherung zu ftark, während fie in der in Art. 231 (S. 169) ohne Rückficht auf Biegung ausgerechneten Ausführung auf Lochlaibungsdruck und Abfcherung genügte, für Biegung dagegen zu fchwach war.

Diefes Beifpiel zeigt auch, wie notwendig bei folchen Verbindungen die Be-rückfichtigung der Biegungsfpannungen im Bolzen ift.

Liegen die zu verbindenden Glieder nicht in einer geraden Linie, wie dies z. B. bei den Knoten von Dachbindern der Fall ift, fo wird die Unterfuchung etwas umftändlicher und kann nicht in fo allgemein gültige Formeln gekleidet werden wie die obigen.

d) Keile und Splinte, Keil- und Splintverbindungen.

Der Unterfchied zwifchen Keilen und Splinten befteht darin, dafs Splinte infolge des Einfteckens oder Eintreibens keine Abfcherungsfpannung erleiden, fondera nur nachträgliche Löfung der Verbindung verhindern, während Keile durch ihre Form beim Einfetzen in den verbundenen Teilen Spannungen erzeugen. Die regel-mäfsige Querfchnittsform beider ift das Rechteck mit der gröfseren Seite in der Kraftrichtung; Splinte, welche überhaupt keine Spannungen erleiden, nur zufälliges Löfen einzelner Teile verhindern follen, werden meift als kreisrunde Stifte ausgebildet. Die rechteckigen Splinte unterfcheiden fich von den Keilen durch die Längenanficht, welche bei erfteren rechteckig, bei letzteren des Keilanzuges wegen trapezförmig ift; der Anzug beträgt gewöhnlich ^25 bis x/20 der Länge; nur wenn die felbftthätige Löfung durch befondere Vorkehrungen verhindert, macht man ihn gröfser, bis ¹[g der Länge.

233-

Keile und Splinte.

man

Da ein einfacher Keil feiner Form wegen im rechteckigen Loche immer nur mit einer Kante anliegen kann und hier Zerftörungen hervorruft, und da man diefen Mangel auch durch entfprechend trapezförmig hergeftellte Keillöcher nicht ganz befeitigen kann, fo verwendet man für ftark belaftete Verbindungen Doppelkeile, welche ftets parallele Kanten geben (Fig. 448), oder dreifache Keile, deren beide Aufsenteile die zu verbindenden Teile mit Nafen umfaffen (Fig. 449). Dabei mufs die Summe der Nafenbreiten kleiner fein als der kleinfte Abftand zwifchen den Aufsenteilen, da fonft letztere nicht eingebracht werden können.

Fig. 448.

Fig. 449.

Bei mehrfachen Keilen nennt man die Teile, welche die zu verbindenden Stücke mit Nafen umfaffen, Nafenkeile, den eigentlichen Treibkeil Setzkeil. Die Kanten des einen Keil-ftückes, welche fich auf der fchrägen Fläche des anderen zu bewegen haben, rundet man etwas ab, damit kein Einfreffen vorkommt.

Der rechteckige Querfchnitt der Keile und Splinte wird wohl beiderfeits nach einem Halbkreife abgerundet, damit

die verbundenen Teile ebenfo beanfprucht werden, wie durch Niet- oder Schraubenoder Befeftigungsbolzen.

Um die Keile nachträglich nachziehen zu können, macht man die Keillöcher in den zu verbindenden Teilen etwas zu lang, fo dafs fie auf der unbelafteten Seite nicht ganz am Keile anliegen.

Um felbftthätiges Löfen der Keile zu verhindern, fteckt man bei einfachen Keilen einen Splint durch ein Bohrloch am dünnen Ende oder durch die verbundenen Teile und den Keil gemeinfam, in welchem Falle man behufs Erleichterung fpäteren Nachziehens auch eine kleine Druckfchraube verwenden kann. Doppelkeile und dreifache können fich nicht löfen, wenn die Teile nachträglich feft miteinander verbunden werden.

234-

Berechnung der Keile und Splinte.

Bei rechteckigen Keilen, bezw. Splinten mufs die Stange neben dem Keile unter dem Zuge P ebenfo leicht abreifsen wie die beiden Keilendflächen, und eine der in den Keilflanken liegenden Ebenen im hinteren Stangenkopfe ab-, bezw. ausgefchert werden; fchliefslich darf der Lochlaibungsdruck s" hinter dem Keile das zuläfflge Mafs nicht überfchreiten. Die vorletzte Annahme macht man, weil die Keile feiten fo genau paffen, dafs fie mit ihrer ganzen Fläche gleichmäfsig im Loche anliegen; oft mufs eine Kante die Laft vorwiegend tragen.

Die Beanfpruchung der Keile auf Biegung ift weniger gefährlich, als bei den Bolzen, weil der hochkantig geheilte Keilquerfchnitt grofsen Widerftand gegen Biegung leihet. Immerhin empfiehlt es fleh, die Prüfung der nach den oben angegebenen Rückfichten fehgelegten Keile auf ihre Biegungsbeanfpruchung nicht zu unterlaßen.

Wie früher feien t die zuläfflge Scherfpannung im Keile und in der Stange, V die zuläfflge Zugfpannung in letzterer. Für das Rundeifen (Fig. 450) ergeben fich folgende 4 Gleichungen:

d s' = P, 2 b S t — P, d h t

= P und dds"= P]

/ d² n

\4

Fig. 45°- Fig 451.

-d~--

daraus folgt

8 = 4-

P 71

s"

s" ’

d= 2

7ÎS

.    . I/O.

h = 4-

j" '

Soll z. B. eine eiferne Stange mittels eifernen Keiles 3500hg tragen, fo find — =1,9 und -

j"

= 1)5

zu fetzen, und macht man s¹ = 800 hg, fo find / = 640 und j" = 1200 hg. Gleichung 170 liefert alsdann folgende Werte:

d—S,03cm,    <5 = 2,88 cm und h'— l,₈i

0    : 0,95

welche für die Ausführung abgerundet werden.

Für das Quadrateifen (Fig. 451) lauten die Gleichungen:

cm,

cm

b' (b'- d) s'= P, 2 b d t = P, V h t — P und b'h s"= P,

und daraus folgt

s'

'-W

V s'+s'' s" ’

P s'+s" s"

b' =

s' s" ⁵

/ P s' s"

V s'+s" t ~T

. .    171.

Für obiges Beifpiel giebt Gleichung 171 die Werte:

8 = 1,08 cm, b‘ — 2,7 cm, b — 2,56 cm und h — 2,o8cm.

Meiftens wird man die Enden der Eifen vor Herftellung des Loches behufs Ausführung obiger Mafse etwas anftauchen, fo dafs die Abmeffungen d und b' nicht in der ganzen Stange durchgeführt zu werden brauchen, fondern auf P

die der Fläche —— entfprechenden Mafse vermindert werden können (Fig. 450 u. 451).

P

Für das Flacheifen (Fig. 452) des Querfchnittes -7- und der

Fig. 45²-

....

---b ■■

■h

..S-*

Dicke §' ergeben fich die Mafse im Keilanfchluffe aus den 4 Gleichungen:

(b' - 5) d's' = P, 2 b 8 t = P, kd't = P und 5 SV' = P, woraus folgt:

0 =

s" 8' ⁵

b'= =-

P s'+s"

8' s"

0'

s' s" ’

.    172.

Soll z. B. eine Flacheifenflange von 0' — 1,5 cm Dicke eine Laft von 5000 hg bei den obigen Spannungsverhältniffen tragen, fo werden nach Gleichung 172 § — 2,74 cm, b'— 7 cm, b — 1,43 cm und h = 5,2 cm.

= 4,2 cm .

Die Stangenbreite felbft ift

5000

800.1,5

Nach diefen Gleichungen wird nun die Keilbreite b für gleiche Sicherheit in allen Teilen bei Flacheifen faft regelmäfsig, bei Rund- und Quadrateifen häufig fo gering, dafs man fie für die Ausführung über das berechnete Mafs hinaus ver-gröfsern mufs; alsdann find alle anderen Mafse beizubehalten; der ganze Anfchlufs ift aber um das Mafs, das dem theoretifchen b zugefetzt wurde, zu verlängern.

Die Vergröfserung von b wird bei Doppelkeilen und dreifachen Keilen immer nötig, weil fonft die einzelnen Teile unausführbar geringe Breitenabmeffungen erhielten. Man macht

b — 3 8 bis 4 8 für Doppelkeile und b = 4 8 bis 5 8 für dreifache Keile.

Selbftverftändlich mufs der Keil an beiden Seiten des angefchloflenen Teiles fo viel Auffagerlänge haben, dafs auch hier der zuläffige Flächendruck auf den ftiitzen-den Teilen nicht überfchritten wird.

Sehr häufig werden Keilanfchlüffe, namentlich die mit abgerundeten Keilen, auch nach den zu Fig. 442 bis 444 gegebenen Regeln ausgeführt, indem man die Augen um fo viel verlängert, wie die Keillänge b den zu den Abbildungen gehörenden Bolzendurchmeffer d" übertrifft.

2. Kapitel.

Verlängerung von Eifenteilen.

235-

Allgemeine

Regeln.

Die Verlängerung von Eifenteilen kommt hier nur für Konftruktionsteile aus Schweifseifen oder Stahl in Frage.

Die Verlängerung einfacher Querfchnitte ift zum Teile bereits bei den Verbindungen durch Niete (Fig. 417 bis 420), Schrauben (Fig. 443 u. 444) und Keile (Fig. 450 bis 452) behandelt worden, da alle dort für Anfchlüffe an anderweitige Teile gegebenen Formen und Regeln auch für den Zufammenfchlufs gleichartiger Teile verwendet werden können.

Die bei Verlängerungen zu beobachtenden allgemeinen Regeln find folgende:

1)    Die Mittelkraft aller Spannungen mufs in fämtlichen Teilen der Verbindung in die Schwerpunktsachfe der verbindenden und verbundenen Teile fallen.

2)    Derjenige Querfchnitt der zu verlängernden und der verbindenden Teile, welcher durch die bei faft allen Verbindungen nötige Lochung am meiften gefchwächt ift, mufs auch den vom ganzen Gliede verlangten Sicherheitsgrad befitzen. Daher mufs entweder das ganze Glied um die Verfchwächung in der Verbindung mit Rückficht auf das bei den Nietungen (in Art. 201, S. 147 u. 218, S. *159) Gefagte verstärkt werden, oder man mufs dem Teile ein befonders geformtes Verbindungsglied anfchweifsen oder anftauchen, wie in Fig. 443, 444, 450 u. 451.

3)    Die verbindenden Teile: Niete, Schrauben, Keile u. f. w., Sollen in Sich auf Abfcherung, Biegung und Lochlaibungsdruck denfelben Sicherheitsgrad befitzen wie die verbundenen Teile an der Schwächsten Stelle. Bezeichnen s'a die zuläffige Längs-fpannung in den verbundenen Teilen und etwaigen Lafchen, s'₆ diejenige in den verbindenden, s" den zuläffigen Lochlaibungsdruck, t die zuläffige Scherfpannung in den verbindenden, t' diejenige in den verbundenen Teilen und Lafchen, fo kann

man nach den gemachten Erfahrungen folgende Verhältniffe diefer Spannungsgröfsen einführen, wenn die verbindenden Teile als aus befonders gutem Stoffe hergeftellt angenommen werden:

~~ = 1,25 ,

s"

— 0,s und ——

S a

4)    Die verbundenen Teile müffen hinter der Lochung für die verbindenden noch ftark genug fein, um nicht auszureifsen, bezw. ausgefchert zu werden.

5)    Bei Verlängerung gedrückter Glieder rechnet man feiten auf Kraftübertragung durch Flächendruck; meift macht man die verbindenden Teile, wie bei Zug, ftark genug zur Uebertragung der ganzen Kraft.

Nach diefen Regeln laffen fich die Verlängerungen einteiliger Querfchnitte unter Benutzung der im vorhergehenden Kapitel gegebenen Formeln ftets ausführen.

Nietverbindungen kommen hauptfächlich bei Verlängerung von Blechen, Flach-eifen, Formeifen und Eifenteilen zufammengefetzten Querfchnittes, Keile faft nur bei Verlängerung von Flacheifen, Schrauben bei Verlängerung von Rundeifen zur Anwendung. Bei Flacheifen hat man früher auch noch andere Verbindungsweifen benutzt.

S'a

Ja

S‘a

1,5 bis 2,o .    .    173.

a) Verlängerung von Blechen.

Die Verlängerung von Blechen kommt bei Bauarbeiten vorwiegend in dem Falle vor, dafs die Bleche hochkantig flehen und biegenden, fowie abfcherenden Kraftwirkungen ausgefetzt find, nämlich in den Wänden von Blechträgern. Diefe Verbindungen liegen meift an folchen Stellen, wo allein oder vorwiegend Biegungsmomente wirken; der Einflufs erheblicher Scherkräfte auf diefe Verbindungen foll unten kurz erläutert werden.

Die anzugebende Formel für die erforderliche Nietzahl beruht auf der Grundannahme, dafs die Leiftungen der einzelnen Niete gerade fo, wie diejenigen der

Teile der Blechwand felbft in geradem Verhältniffe zum Abftande von der Mitte der Höhe flehen, und im ftande fein müffen, das Biegungsmoment zu übertragen, welches die volle Blechwand bis zur zuläffigen Grenze der Spannungen in Anfpruch nimmt.

Bezeichnet s' die Beanfpruchung, die man mit Rückficht auf die an der Verbindungsftelle durch die Lochung eintretende Erhöhung an der Ober- und Unterkante des vollen Bleches zuläfst (in der Regel 600 bis 800 kg für 1 qcm); s" den zuläffigen Lochlaibungsdruck zwifchen Niet und Lochwandung, t' die zuläffige Scherfpannung im Niete; h die Höhe der Blechwand; die Höhe des Teiles, auf welchem mit Rückficht auf den erforderlichen Randabftand a — 1,5 d (fiehe Art. 209, S. 153) oder wegen anderer Rückfichten Niete untergebracht werden können (Fig. 453)1 k die in die Rechnung einzuführende geringfte Tragfähigkeit eines Nietes, d. h. bei der regelmäfsig auszuführen-

d² ic

* ’

3 die Dicke der Blechwand — fo ift die Anzahl n der Niete zu beftimmen nach

V § h²

236.

Verlängerung

von

Blechen.

Fig- 453-

~A~

•+

den doppelten Lafchung den kleineren der beiden Werte d 6 s" oder 2

-1 +

k //j

³) -⁸ ] •

•    •    17 4-

Diefe Zahl ift dann nach Erfordernis in einer, zwei oder drei Reihen unter

zubringen.

Für nicht allzu geringe Blechhöhen h kann die Näherungsformel

k h₁

175-

benutzt werden.

Beifpiel. Eine h — 100cm hohe und 0 = l,ocm ftarke Blechwand fei im vollen Bleche mit der Randfpannung von s* — 700 kg für 1 qcm belaftet und mit Nieten von dz=2cm zu verlafchen ; t‘ foll 600 kg für 1 qcm und s" = 1400 kg für 1 qcm fein. Alsdann ift k — 1.2. 1400 = 2800 kg oder

600 = 3768 kg, alfo gleich 2800kg zu fetzen, hy wird = h — 2 • 1,5 d = 100 — 6 =

94 cm. Demnach ift

s‘ § h²

700 • 1 • 100²

fomit nach Gleichung 174

k lly

2800 • 94

= 26.6,

* = y [26,6 - 1 + iX(26,6 - 3)² - 8] =

24,5 = 00 25 Niete.

Die Näherungsgleichung 175 liefert n = 26,g — 2 = 24,g Niete, alfo denfelben Wert.

94

Sollten diefe in einer Reihe ftehen, fo könnte die Teilung nur - = 3,76 cm betragen, was unmöglich ift.

25

Werden in zwei Reihen: vorn 13, hinten 12 Niete, untergebracht, fo ift die Teilung

94

12

= 7,833 cm,

und die Kantenfpannung des Bleches in der Nietreihe ift dann mit s' —

700 • 7,833

7,833 - 2

— 940 kg- zu rechnen.

Erfcheint diefe zu hoch, fo müffen drei Nietreihen angeordnet werden. Wird diefe Beanfpruchung zu-

gelaffen, fo ift die erforderliche Nietteilung e bei zweireihiger Nietung nach Gleichung 127 (S. 154) für n' = 2 und s¹ = 940

= 2 (14-

2.1400

940

■)=

7,96 cm

gegenüber der thatfächlichen von 7,83 cm. Die Nietteilung ift alfo auch knapp, und es dürfte fich daher bei forgfältiger Durchbildung empfehlen, die 25 Niete in drei Reihen mit 9, 8 und 7 Nieten unterzubringen, wodurch gleichzeitig eine erhebliche Abminderung der gröfsten Kantenfpannung des Bleches an der Nietflelle erzielt würde.

Tritt neben der Biegungsfpannung s' noch eine erhebliche Scherfpannung t

Be *    .    .    .    i /~- •

nick fich tigung auf, fo führe man in die Gleichungen 174 u. 175 ftatt s' den Wert y T² -j- /² ein und wird dann die Scherfpannung reichlich berückfichtigt haben.

237-

der Scher-fpannungen.

238.

Verlängerung

von

Flacheifen.

b) Verlängerung von Flacheifen und Rundeifen.

Für die Verlängerung von Konftruktionsteilen, die aus Flacheifen gebildet find, werden hauptfächlich die nachftehenden Mittel verwendet.

1)    Klammer Verbindung (Fig. 454⁹⁸)- Eine nach Art der Holzklammern (fiehe Art. 121, S. 99) geftaltete Klammer bewirkt die Vereinigung der beiden zu verbindenden Teile; an einem der letzteren ift ein Haken, am anderen ein Auge angefchmiedet; ebenfo ift die Klammer am einen Ende mit einem Haken, am anderen mit einer Oefe verfehen").

2)    Splint- und Keilverbindung, deren Anordnung aus Fig. 455 u. 45ö⁹⁸) ohne weiteres erfichtlich ift.

3)    Gelenkverbindung (Fig. 457), deren Bolzen mit oder ohne Schraubengewinde gebildet ift.

Fig. 454-

⁹⁸)    Fakf.-Repr. nach: Gazette des arch. 1873, S. 76 u. 77.

99)    Diefe Verbihdungsweife ift von Pierre de Monter eau in der Sainte-Chapelle zu Paris in Anwendung gekommen; find nach Art der Ketten in gröfserer Zahl aneinander gereiht.

die Verbindungsklammern

4) Keil-, bezw. Splintverbindung unter Zuhilfenahme von Ringen. An die Enden der zu verbindenden Teile werden Nafen angefchmiedet; die in entgegengefetztem Sinne angeordneten Nafen werden in der durch Fig. 458 u. 459⁹⁸)

Fig. 456.

Fig- 455-

WIIIHIIIIlHIHHIIIIlllHlllllllllllllHIlilllllllljfhy^ -^^^MlfellllllllllllllllllllllllllllllllilllllliilllllllllllllBS^

rnmamkĘiW

Hililuni

iM

ia

Fig. 457-

veranfchaulichten Weife aneinander gelegt und durch Keile, bezw. Splinte auseinander gehalten; zwei eiferne jfjjjj! Ijjijjlüjf Ringe a haben die Löfung der Verbindung zu verhüten.

Bei den in Fig. 458 u. 459 dargeftellten Verbindungen find noch befondere Hilfsftücke erforderlich; wo Keile in Anwendung find, ift das Anfpannen des betreffenden Konftruktionsteiles möglich.

5)    Verzahnung (Fig. 460 u. 461⁹⁸). Auch hier wird häufig das Umlegen von zwei Eifenringen um die Verbindungsftelle notwendig.

6)    Vernietung. Bei Verlängerung von Flacheifen kommt der einfeitige oder

Fig. 459-

Fig. 458.

ĆL

ct

igl

doppelte Anfchlufs, bezw. die einfache oder doppelte Verlafchung (fiehe Art. 214 bis 217, S. 157 bis 159) zur Verwendung.

Diefe Verbindungen find bis auf die unter 6 angeführten Vernietungen den altgewohnten Holzverbindungen nachgebildet, deren Geftalt fie gröfstenteils mit

Fig. 461.

Fig. 460.

HMiMl u ii im i i in M n n

¹ 1 ’iiiT

unwefentlichen Veränderungen beibehalten haben. Sie können heute als veraltet angefehen werden, da fie faft durchweg durch die Verbindungen unter 6 und die im nachfolgenden zu befprechenden verdrängt find; nur die unter 3 angeführte Verbindung findet fich noch häufig bei Thür-, Fenfter- und Kaftenbefchlägen. Die Gründe des Verfchwindens diefer früher meift verwendeten Verbindungen liegen darin, dafs ihre Form dem Wefen des Eifens wenig entfpricht und daher hohe Herftellungs-koften verurfacht und dafs die Wirkungsweife meift eine recht unvollkommene ift.

mittels der Feile herzuftellen, daher Vergleichs weife fehr teuer.

Sollen Konftruktionsteiie, die aus Rundeifen gebildet find, verlängert werden, fo kann dies im wefentlichen in dreifacher Weife gefchehen:

1) Der eine der zu verbindenden Teile wird in eine Oefe, der andere in einen Rundeifen.

Die gefchweifsten Augen, wie in Fig. 455, find wegen der Schweifsung unzuverläflig; ebenfo bedingen Gabelungen, wie in Fig. 455 u. 456, ganz befonders forgfältige Herftellung, und die in Fig. 455, 45^1 458, 459) 460 u. 461 verwendeten Einfchnitte für Keile find in der erforderlichen Geftalt icharf nur

239-

Verlängerung

von

240,

Stellung der Löcher in Bandeifen.

Haken ausgefchmiedet, welch letzterer nach Art der Kettenhaken geftaltet wird (vergl. Fig. 454).

2)    Man benutzt die im vorhergehenden Kapitel (unter c) vorgeführten Bolzenverbindungen bei doppeltem Anfchluffe oder doppelter Lafchung (fiehe Art. 228 bis 231, S. 167 bis 169).

3)    Ein Spannfchlofs (Fig. 462) wird angewendet. Dasfelbe befteht aus zwei vereinigten Muttern mit Gegengewinde, welche die mit Gewinde verfehenen Enden von zwei Rundeifenftangen aufnehmen und durch ftarkes Anziehen die Erzielung von Anfangs-fpannungen in folchen Teilen geftatten, von denen man Straffheit fchon vor der Belaftung verlangt.

Ein Bandeifen, z. B. die Kopfplatte eines

Fig. 462.

ÏO

Blechträgers, welches durch zwei oder mehrere zur Mittellinie parallele Nietreihen mit anderen Teilen verbunden werden Toll, wird nicht verftärkt, wenn man die Bolzen oder Nietlöcher in zwei

zur

verfetzt. Entgegen der viel verbreiteten gegenteiligen Anficht erweift fich ein Band mit einem fchief gefetzten Nietloche als höher beanfprucht, d. b. fchwächer, als ein gleiches mit zwei zur Mitte fymmetrifch gehellten Löchern. Für das in Fig. 463 dargeftellte Band, für welches fich die Schwerpunktslage gegen

Mitte fymmetrifch liegenden Teilungslinien

Fig. 463.

7

ergiebt, folgt die

die geometrifche Mitte aus x₀ = —

gröfste Kantenbeanfpruchung a¹ an der Seite, nach welcher das Loch verfchoben ift, bei der Spannkraft P aus

6 d e {b² — d [b — 2 e])

(b³ — d³) [b — d) — 12 d b e² \

Wären zwei Löcher fymmetrifch zur Mitte angeordnet, fo wäre die Spannung

a¹ =

d (b-d)    )

I/Ó.

JL

o² = -

§ [b - 2 d)

Derjenige Abftand el, den das eine Loch von der geometrifchen Mitte erhalten darf, damit die Kantenfpannung o¹ gerade fo grofs wird, wie die gleichförmig verteilte a² bei Vorhandenfein von zwei Löchern, ergiebt fich aus der Gleichfetzung o¹ = a ² zu

177.

el = V

' b² (7 — 2 d)²

b³ — d³

b (b — 2 d)

64 d²

24 d

.    .    178.

Ift die Lochmitte weiter, als um e¹ von der geometrifchen Mitte entfernt, fo erweift fich ein fchief fitzendes Loch als ungünftiger, als zwei fymmetrifch angeordnete.

Beifpiel. Ein Band von der Stärke § = 1 cm foll durch P ■=. 16000kS im ungefchwächten Quer-

16000

fchnitte mit 800 k§' für 1 qcm beanfprucht fein, mufs alfo b — die Verbindung mit anderen Teilen durch Niete von d — 2cra Durchmeffer, fo ift der Abftand e¹ von der Mitte nach der Gleichung 178

800 ■ 1

= 20 cm Breite erhalten. Erfolgt

el

=v

20² (20 — 2 ■ 2)

20³ — 2³

20 (20 — 2.2)

64.2²

24.2

= 23,8 — 20 = 3,s cm ;

und die Beanfpruchung wäre bei diefer Lochftellung fo grofs, wie wenn zwei Löcher vorhanden wären, alfo nach Gleichung 177

16 000

1 (20 — 2.2)

= 1000 ks für 1 qcm.

Nun wird es aber in den meiften Fällen aus verfchiedenen Gründen unthunlich fein, das Loch der Mitte fo nahe zu bringen; im vorliegenden Falle werden die Nietreihen in die Viertel der Bandbreite zu

legen fein, fo dafs e =

— = 5cm wird. Bei Anordnung nur eines Loches in jedem Querfchnitte, d. h. ■4

beim Verhetzen der Niete in den Reihen gegeneinander, wird nun die gröfste Kantenfpannung nach Gleichung 176

o¹ =

16000

6.2.5 [20² — 2 (20 — 2 • 5)]

1043 hg für 1 qcm

(20³ — 2³) (20 — 2) — 12 . 2 . 20 • 5²

wird alfo fchon erheblich ungünftiger als bei zwei Löchern in demfelben Querfchnitte.

Da die Niete dem Aufsenrande meift noch näher gerückt werden müffen, als hier angenommen wurde, fo kann feftgeftellt werden, dafs das Verfetzen der Niete in zwei zur geometrifchen Mitte fymmetrifch liegenden Nietreihen gegeneinander ftets ein Fehler ift.

1 (20 - 2)

c) Verlängerung von Formeifen und Eifenteilen zufammengefetzten

Querfchnittes.

Für Konftruktionsteile, die aus einzelnen oder mehreren Formeifen beftehen, kommen fall ausfchliefslich Vernietungen in Frage. Zur Anwendung kommen :

1)    Für Winkeleifen die bereits in Art. 220 (S. 160) angegebenen Lafchungen.

2)    Kreuzeifen werden durch doppelte Verlafchung eines jeden der 4 Schenkel verbunden. Diefes Verfahren ift unbequem, das Kreuzeifen hauptfächlich aus diefem Grunde feiten.

3) C-Eifen werden mittels doppelter Lafchung des Steges und einfacher Lafchung der Flanfche geftofsen (Fig. 464).

241.

Verlängerung

von

Profileifen.

Fig. 464.

Fig. 465.

Uh

fl-5d

\^2,₅d

4)    Das I-Eifen wird wie das C-Eifen geftofsen (Fig. 465).

5)    Das T-Eifen wird mittels doppelter Lafchung des Steges und einfacher äufserer Lafchung des Flanfches geftofsen ; diefer Stofs ift jedoch feiten notwendig.

6)    Das Z-Eifen wird wie die vorhergehenden geftofsen ; indes hat der Stofs von Z-Eifen meift, z. B. in den Gelenken von Dachpfetten, nur als Auflager des einen

Stückes zu dienen und befchränkt fich dann auf die doppelte Lafchung des Steges. Bei der Berechnung diefer Verbindungen find die folgenden Punkte im Auge

Ad

242.

Berechnung diefer

Die Berechnung darf nicht für den Querfchnitt im ganzen aufgeftellt, fondern Verbindungen, mufs für jeden Teil (Steg, Flanfch etc.) gefondert durchgeführt werden, damit nicht die Verbindung in einem Teile zu ftark, im anderen zu fchwach wird. Die Verbindungsteile (Niete, Bolzen, Keile) müffen in gleichartigen Teilen des Querfchnittes" in diefelbe Schnittebene, in verfchiedenen Teilen können fie in verfchiedene Schnittebenen gebracht werden, damit der Querfchnitt, fo weit als möglich, durch die Lochung keine Schwerpunktsverlegung erfährt, deren fchädlicher Einflufs oben (Art. 240, S. 180) für das Bandeifen nachgewiefen wurde. Beim T-, E- und L-Eifen ift dies nicht immer durchzuführen.

Liegt der Stofs in einem gedrückten Teile, welcher wegen des erforderlichen Widerftandes gegen Zerknicken eine Verftärkung gegenüber dem nur auf Druck nötigen Querfchnitte erfahren hat, in der Nähe der Mitte, fo mufs die Verbindung unter Zugrundelegen des voll belaftet gedachten, verftärkten Querfchnittes berechnet

zu behalten.

werden; liegt der Stofs aber in der Nähe des Endes, wo die Gefahr des Zerknickens gering ift, fo braucht die Verbindung nur auf die gleichförmig über den ganzen Querfchnitt verteilt gedachte, wirklich vorhandene Drucklaft bemeffen zu werden (vergl. Art 201, S. 147).

Dies

Für Teile, welche Spannungswechfeln ausgefetzt und daher mit Rückficht auf die Wähler fchen Verfuchsergebniffe ¹⁰°) bemeffen find, empfiehlt es fich, gleiche Spannungsermäfsigungen auch in den Verbindungen eintreten zu laffen. gefchieht von felbft, wenn man die Verbindungsteile nicht mit Spannungswerten, fondern, von der Flächengröfse des verfchwächten Querfchnittes der zu verbindenden Teile ausgehend, mit den Verhältniszahlen der Spannungswerte in Gleichung 173 (S. 177) berechnet.

Uebrigens zeigt Fig. 465 ganz befonders deutlich, wie ungünftig viele Form-eifen durch Stöfse beeinflufst werden. Obwohl für den Flanfch befonders dünne Niete benutzt find, ift doch faft der ganze Flanfch durch die Föcher befeitigt, und die Köpfe der Flanfchniete find fo nahe an die Steglafchen gerückt, dafs fie kaum ausgebildet werden können. Man thut daher gut, Verlängerungen folcher Formeifen ganz zu vermeiden.

243-

Verlängerung

zufammen

gefetzter

Querfchnitte.

Für die zufammengefetzten Querfchnitte gelten fowohl die allgemeinen, wie auch die für mehrteilige Querfchnitte im vorftehenden gegebenen Regeln.

Man legt zwifchen die Teile zufammengefetzter Querfchnitte gern offene Schlitze von folcher Breite, dafs an den Stofsftellen entfprechend ftarke Fafchen für die inneren Teile unmittelbar auf diefe eingelegt werden können. Diefes Verfahren führt zu bequemen und gut wirkenden Verbindungen, hat aber den wefentlichen Nachteil, dafs die engen, langen Schlitze nicht genügend gereinigt und im Anftriche erhalten werden können. Bei Teilen, welche der Witterung oder Feuchtigkeit (z. B. Dampf) ausgefetzt find, fieht man daher von diefer an fich bequemen Anordnung zweckmäfsigerweife möglichft ab.

Von wefentlichem Einflüße auf die Stofsanordnungen ift die Frage, ob man alle Teile des ganzen Querfchnittes in einer und derfelben Ebene, oder ob man einzelne Gruppen der Teile in verfchiedenen Ebenen ftöfst, d. h. ob man fog. Ge-famtftöfse oder verfetzte Stöfse anordnet.

Die Verwendung des Gefamtftofses hat den Vorteil, dafs die zwifchen zwei Stöfsen liegenden Gliedteile in der Werkftätte vollkommen fertig geftellt werden können, fo dafs beim Aufftellen nur die Stofsverbindungsteile einzufügen find; allein das Durchfchneiden aller Teile an einer Stelle ift der gleichmäfsigen Widerftands-fähigkeit aller Querfchnitte des betreffenden Bauteiles nicht zuträglich.

Hat man die Stöfse verfetzt, fo können die überragenden Enden der Gruppen erft nach dem Zufammenlegen verbunden werden ; daher ergiebt fich viel Arbeit auf der Bauftelle felbft, aber zugleich eine gleichmäfsigere Widerftandsfähigkeit.

Gefamtftöfse wird man demnach anbringen, wenn es fich um fchnelles und bequemes Aufftellen handelt, namentlich dann, wenn an beftimmten Stellen der Glieder verminderte Fettigkeit zuläffig erfcheint oder leicht eine Verftärkung durch anderweitige Konftruktionsteile (z. B. grofse und ftarke Knotenbleche) erzielt werden kann ; verfetzte Stöfse dagegen, wenn es bei langen Konftruktionsteilen auf thunlichft gleichmäfsige Fettigkeit in allen Querfchnitten in erfter Linie ankommt und die nach-

trägliche Verbindung der iiberftehenden Teile auf der Bauftelle keine erheblichen Schwierigkeiten verurfacht.

Wegen der angegebenen Vereinfachung der Herftellung bildet die Anordnung von Gefamtftöfsen heute bei allen Bauarbeiten die Regel.

244.

Einfachere Verlängerungen diefer Art.

Die einfacheren Formen zufammengefetzter Querfchnitte find die folgenden.

i) Das mehrfache Fl ach e i fe n b an d. Ift ein Schlitz darin vorhanden, fo erfolgt die Verbindung durch eine eingelegte Lafche; bei Gefamtftofs mufs der Schlitz die doppelte Stärke des einzelnen Bandes haben, bei verfetztem Stofse die einfache. Bei verfetztem Stofse mufs felbftverftändlich zwifchen den beiden Stofs-ftellen die Zahl der für den Stofs nötigen Verbindungsteile (Niete, Bolzen) doppelt vorhanden fein.

Ift kein Schlitz angeordnet, fo erfolgt die Verbindung für Gefamtftofs durch beiderfeits, für verfetzten Stofs durch einfeitig aufgelegte Lafchen von der Stärke der Bänder.

Soll von mehreren unmittelbar aufeinander liegenden Bändern eines der inneren geftofsen werden, fo mufs man die Stofslafche ein- oder zweifeitig auf die äufserften Bänder legen. • Man hat fich dann aus den nicht geftofsenen Bändern die in Fig. 466 veranfchaulichte Lafchenreihe herausgefchnitten zu denken, worin fich die Länge der eigentlichen Aufsenlafchen nach jeder Seite des Stofses aus derjenigen Anzahl

Fig. 466.

von Verbindungsteilen ergiebt, welche einmal mehr diejenige Anzahl enthält, welche zur Uebertragung der im geftofsenen Bande wirkenden Kraft erforderlich ift, als Bänder zwifchen dem geftofsenen Bande und der Lafche liegen; in Fig. 466 find zwei Nietreihen für die Kraftübertragungen und zwei Platten zwifchen Stofs und Lafche angenommen ; die Zahl der Nietreihen zu jeder Seite des Stofses beträgt alfo 2 (2 -J- 1) == 6.

In Fig. 466 ift zunächft nur ein Stofs in der mittelften Platte gedacht, welcher durch die langen Aufsenlafchen gedeckt wird. Phg. 466 läfst aber ohne weiteres erkennen, dafs man ohne Vermehrung der Niete oder der Lafchen auch in alle übrigen Platten je einen Stofs einlegen kann, nämlich in jeder Platte an einem Ende der als Lafchen gedachten, überftrichelten Stücke. Die Aufsenlafchen find fo ftark zu machen wie die ftärkfte der zu ftofsenden Platten.

Der Stofs einer Mehrzahl von zufammenliegenden Platten für den Fall, dafs man eine Lafche nur an einer Seite auflegen kann, erfolgt nach Fig. 467 in der

Fig. 467.

ft

?3

14

Weife, dafs man die für die einfchnittige Verbindung erforderliche Nietzahl einmal öfter fetzt, als zu ftofsende Platten da find, die Stofse treppenförmig zwifchen diefe Gruppen legt, und alle Niete auf der einen Seite durch eine lange, an Dicke der ftärkften Platte gleiche Lafche fafst. Dies ift z. B. die gewöhnliche Art des Stofses einer gröfseren Zahl von Gurtplatten eines Blechträgers, die man der Winkeleifen und der Wand wegen nur von aufsen mit einer Lafche faffen kann.

In Fig. 467 find fünf Platten zu ftofsen, und es ift angenommen, dafs zwei Nietreihen zur ein-fchnittigen Verbindung je zweier Platten genügen. Daher find (5 -j- 1) 2 = 12 Nietreihen gefetzt. Die Ueberführung der Kräfte ift dabei fo zu denken, wie es für die Platten 1,1 und die Lafche durch Ueber ftricheln, für die übrigen durch ftarke Einrahmung der zufammengehörigen Stücke und für die Niete durch Ausziehen der in Frage kommenden Strecken der durchgezogenen Schäfte angedeutet ift.

2) Der aus Formeifen und Blechen zufammengefetzte T- und -f--förmige Querfchnitt. Fig. 468 u. 469 ¹⁰¹) zeigen T-förmige Querfchnitte aus zwei Winkeleifen, und zwar Fig. 468 die Stofsanordnung für Gefamthofs, wenn ein

Fig. 470.

Fig. 474.

Fig. 468.

Fig. 469.

Fig. 471.

Fig. 473-

Qig. 475-

Schlitz angeordnet ift, Fig. 469, wenn letzterer fehlt. Die Verbindung der Winkel-eifen aufserhalb der Lafchen gefchieht in Fig. 468 durch Stehniete mit der Teilung <7 15 d, in Fig. 469 durch Heftniete mit der Teilung <7 8 d.

Fig. 476.

Fig. 477.

Fig. 478.

In Fig. 470 u. 471 find T-förmige Querfchnitte aus Winkeleifen und Blechen dargehellt, bei denen der Gefamthofs fehr unbequem werden würde. Fig. 470 zeigt den Stofs der Bleche, Fig. 471 denjenigen der Winkeleifen an verfetzter Stelle. Fig. 472 bis 475 geben die Anordnung einiger -j—förmiger Querfchnitte aus vier Winkeleifen. Sind Schlitze angeordnet, fo erfolgt die Verbindung der Winkeleifen untereinander durch wechfelweifes Einlegen von Blechftreifen dicht übereinander in beide Schlitze in Abhanden <7 20 d\ fehlen die Schlitze, fo werden Heftniete in Abhanden <7 8 d, in den Schenkeln eines Winkeleifens verletzt, eingezogen. Im behinderen hellen Fig. 472 den verletzten Stofs des -j— förmigen Querfchnittes in den Winkeleifen a und b mit fchmalem Schlitze, Fig. 473 den Gefamthofs desfelben Querfchnittes bei breitem Schlitze, Fig. 474 den verfetzten Stofs eines gefchloffenen und Fig. 475 den Gefamthofs eines halb gefchloffenen Kreuzquerfchnittes dar. Aus dielen Beifpielen folgen die übrigen Arten diefes Querfchnittes. Liegen Bleche zwifchen den Winkeleifen, fo ih Gefamthofs oder verfetzter Stofs nach Fig. 474 anzuwenden.

3) Der Kreuzquerfchnitt aus zwei Winkeleifen mufs hets zwei Schlitze haben, da die Verbindung der Winkeleifen nur durch eingelegte Blechhäbe erfolgen kann. Daher wird der Gefamthofs (Fig. 476) angeordnet. Die Schlitze haben hier die früher bezeichneten Uebelhände nicht im Gefolge, da alle Winkeleifenßächen zugänglich bleiben.

101) In Fig. 468 bis 478 find durchlaufende Teile fchwarz gekennzeichnet, Lafchen fchraffiert, geftofsene Teile weifs

4) Der Z-förmige Querfchnitt aus zwei Winkeleifen kann offen mit Stehnieten oder gefchloffen mit Heftnieten angeordnet fein. In beiden Formen erhält er am beften Gefamtftofs (Fig. 477 u. 478).

Nach diefen einfachen Beifpielen laffen fich auch verwickeltere Querfchnitte ²⁴⁵-

V erwickeltere

diefer Art.

behandeln. Bei diefen ift noch mehr, als bei den obigen mehrteiligen Querfchnitten, Verlängerungen die Regel von Wichtigkeit, dafs man den Querfchnitt für die Berechnung in feine einfachen Teile (Bänder, Platten, Winkelfchenkel, Stege und Flanfche von C-Eifen u. f. w.) zerlegen, für jeden den auf ihn entfallenden Anteil der den ganzen Konftruktions-teil beanfpruchenden Kraft ermitteln und auf diefer Grundlage die Verbindung für jeden Teil für fich berechnen Toll. Rechnet man für gröfsere Gruppen von Quer-fchnittsteilen die nötige Stärke der Verbindung im ganzen aus, fo wird man meift die Verbindung für einzelne Teile der Gruppe zu ftark, für andere zu fchwach ausbilden.

Sollen Teile von verfchiedener Querfchnittsgröfse vereinigt werden, fo ift die Verbindung auf den fchwächeren einzurichten; denn da kein Teil mehr als die feinem Querfchnitte entfprechende Kraft tragen Toll, fo darf aus einem ftärkeren Teile ftets nur fo viel Kraft an den fchwächeren abgegeben werden, als dem Querfchnitte des letzteren entfpricht, und auf diefe Abgabe braucht demnach die Verbindung nur bemeffen zu fein.

3. Kapitel.

Eckverbindung, Endverbindung und Kreuzung von Eifenteilen.

Die in diefem Kapitel zu befprechenden Verbindungen find fo mannigfaltiger Art, dafs nur eine Reihe von Beifpielen vorgeführt werden kann.

Die Berechnung diefer Verbindungen erfolgt auf Grund der Regeln, welche in Kap. 1 für Vernietungen, Verfchraubungen und Keilverbindungen gegeben wurden.

Niete, welche in der Richtung der Schaftachfe gezogen werden, follen hier, wie bei allen Verbindungen, nach Möglichkeit vermieden werden.

Die nachftehenden Beifpiele find keine feftftehenden Formen; die gewählten Anfchlüffe können meift auch für eine Reihe anderer Fälle ausgeführt, namentlich können die Niete meift durch Schrauben erfetzt werden.

a) Eck- (L-) Verbindungen.

1) Verbindung zweier Flacheifen (Fig. 479 bis 483). Bei der Verbindung in Fig. 479 ift das eine der beiden Flacheifen umgefchmiedet und hierauf mit dem

Fig. 482.

246.

Ueberficht.

247.

Flacheifen..

Fig. 479.

Fig. 480.

Fig. 481.

c j)

■/O

CA

zweiten vernietet ; diefe häufig angewendete Rahmenverbindung ift gegen Zug nur wenig widerftandsfähig.

248.

Quadrat-

und

Rundeifen.

249.

L-Eifen.

In Fig. 4S0 ift zur Verbindung eine gebogene Lafche aufgelegt, fo dafs die Innenfeite glatt bleibt; foll innen keine Unebenheit vorhanden fein, fo müffen die Niete innen verfenkt werden. Die Lafche kann auch innen liegen (vergl. Fig. 494).

Flach liegende Eifen können nach Fig. 481 verbunden werden ; foll dabei Drehung um den einen Niet verhindert werden, fo füge man zwifchen die Flacheifen ein Knotenblech ein, welches das Einfetzen eines zweiten Nietes in jedes Eifen, wie z. B. in Fig. 488 u. 492, geftattet. Werden hochkantig ftehende Flacheifen blofs durch Niete verbunden, fo wird das Verdrehen des einen oder beider, wie in Fig. 482, erforderlich.

Fig. 483-

si

Fig. 483 zeigt die Eckverbindungen eines Klemmbandes 't für mehrteilige Holzftiele unter Verwendung von Keil- und Schraubenverbindung. Für Keile mufs das Band von vornherein entfprechend breit gewählt und verdreht werden ; für Schraubengewinde wird das Zufammenfchweifsen von Flach- und Rundeifen nötig.

2)    Für Quadrat eifen und Rundeifen find Verbindungsarten in Fig. 484 u. 485 dargeftellt, welche auch für T-Verbindungen brauchbar find. Soll die Ecke glatt fein, fo wird man fie durch Umbiegen oder Um-fchmieden gerader Eifen herftellen.

3)    Winkeleifen. Eine völlig glatte Ecke (Fig. 4S6) wird erzielt, wenn man aus dem einen Schenkel ein dem Eckenwinkel entfprechendes Dreieck herausfchneidet, den anderen umbiegt und die Fuge wieder zufchweifst. Diefe Art der Eckenbildung ift jedoch als Notbehelf anzufehen. Namentlich in englifchen Bauanftalten wird fie beffer hergeftellt, indem man je zwei zu biegende Winkeleifen zugleich heifs macht und nebeneinander legt, fo dafs ein Querfchnitt entlieht, deffen eine Hauptachfe in die Richtung des biegenden Druckes fällt. Die Winkel werden dann in ihrem Querfchnitte genau entfprechende, nach dem Winkel der herzuftellenden Ecke geformte Gufslehren gelegt und unter Wafferdruckpreffen gebogen. Die Gufslehren fichern dabei die

Fig. 484. Fig. 485.

Fig. 486.

Fig. 487.

Fig. 488.

Fig. 489.

Fig. 490.

OO/o

'O

xy

W⁷ahrung des urfprünglichen Querfchnittes an allen Stellen, indem der Preffendruck das völlige Umfchmieden der Winkel bewirkt, während das Wiedererzielen einer leidlich regelmäfsigen Geftalt beim gefchweifsten Winkeleifen nach dem erften Verfahren nicht leicht ift. In Fig. 487 ift der eine Schenkel fo weit befeitigt, dafs man den anderen zur Verbindung benutzen kann; diefe Verbindung ift aber wenig fteif.

Eine beffere Verbindung entlieht durch Lafchung beider Schenkel mit zwei Blechen (Fig. 488), von denen das eine ausgefchnitten, das andere umgebogen

werden mufs; beide Lafchen find bequemer und beffer aufsen als innen anzubringen. Die Verbindung in Fig. 489 bedingt Kröpfung des einen Winkeleifens, wenn beide in einer Ebene liegen follen, ift übrigens nur zu brauchen, wenn Verdrehungen

Fig. 492.

Fig. 493-

.q

Fig. 491.

o 0/ o 0/0

"W C7 ’CT'

xy

k_7o_7

"VT W

um die Achfe des Nietes nicht zu fürchten find. Fig. 490 ift zu verwenden, wenn ein innen glatter Rahmen gefordert ift, der mit gröfserer Fettigkeit auch nach Fig. 491 gewonnen werden kann, fobald man hier die Nietung innen verfenkt und das Knotenblech aus-fchneidet.

250.

C-Eifen.

251.

I-Eifen.

252.

Bleche.

4)    C-Eifen können ftehend (Fig. 492) und liegend (Fig. 493) zufammenftofsen. Bei grofsen Querfchnitten verbindet man die Stücke im Stege mittels gebogener Lafche, in den Flanfchen durch zwei ausgefchnittene Knotenbleche (Fig. 492). Bei kleinen Eifen find die Flanfche oft zum Nieten zu fchmal; man mufs fich dann mit der Verlafchung des Steges begnügen, welche aufsen oder innen (Fig. 493) oder beiderfeits (Fig. 464 S. 181) erfolgen kann.

5)    I-Eifen find feiten in einer Ecke zu vereinigen. Da die Flanfche hier meift noch fchmaler find, fo erfolgt die Verbindung durch gebogene Lafchen am Stege

nach Fig. 507.

Fig. 494.

Fig. 495-

Jl J

6) Bleche für Gefäfse können in den Ecken nach Fig. 479 verbunden werden. Da diefe Verbindung aber fchwach ift, fo findet man meift Winkel-eifen zur Verbindung verwendet, welche im Gefäfse (Fig. 494) oder aufsen (Fig. 495) oder beiderfeits eingefetzt werden oder die Bleche nach Fig. 480 aufsen umfaffen.

253-

Zufammen

gefetzte

Querfchnitte.

7) Zufammengefetzte Querfchnitte kommen in Eckverbindungen nur äufserft feiten vor.

b) End- (T-) Verbindungen.

254-

Flacheifen.

1) Flacheifen können, wenn fie flach liegen, mit Füllftück nach Fig. 481 oder ohne ein folches, wenn nötig unter Einfügen eines Knotenbleches, aufeinander genietet werden. Stehen fie hochkantig, fo müffen fie erft nach Fig. 482 um 90 Grad

Fig. 497-

Fig. 496.

xy

verdreht werden. Ohne Verdrehung werden hochkantig flehende Flacheifen durch Winkellafchen nach Fig. 496, mittels Lochung und Keil nach Fig. 497 oder auch mit Schraube auf angefchweifstem Rundeifen nach Fig. 483 verbunden.

255-

Rund- u.

0(1)0

2) Rundeifen und Quadratei fen werden vereinigt, indem man Quadrateifen.

256-

T-Eifen.

Fig. 498.

Fig. 500.

o\o\0>>P

ein Stück durchbohrt und an das andere einen Stift anfeilt, welcher durchge-fteckt und kalt umgenietet wird (Fig. 484); oder man fchmiedet das Ende des einen um und zieht auf diefes und das andere Stück einen Ring heifs auf, deffen Schlufs meift offen gelaffen wird (Fig. 485).

Mit Flacheifen kann

Fig. 499.

cd

00

01)

OwQwO;    \

eine Endverbindung nach Fig. 516 erzielt werden, indem man eine aus Bandeifen gebogene Schelle um das Quadrat- oder Rundeifen legt und mit dem Flacheifen verbolzt.

3) T-Ei fen. Man fchneide an einem Stücke das Ende des Flanfches weg, biege den Steg um und niete oder fchraube ihn an den Steg des anderen Eifens ; um feitliches Verfchieben zu verhindern, wird der Flanfch des einen Eifens etwas

Fig. 501.

in den des anderen eingeklinkt (Fig. 498). Die Verbindung hat ebenfo wenig Fettigkeit wie die ähnlichen in Fig. 479 u. 487.

Wird gröfsere Widerftands-fähigkeit, namentlich auf Zug, im angefchloffenen Eifen verlangt, fo fchneide man die Flanfche auf S Gehrung zufammen, verbinde fie durch ein Knotenblech und lege noch Winkellafchen zwifchen die

Fig. 502.

Fig. 503-

—¹-DJ    Stege ein (Fig. 499).

Fig. 504.

Wird nicht verlangt, dafs die Flanfche in einer Ebene liegen, fo kann man auch den einen auf den anderen legen, erforderlichenfalls unter Einfügen eines Knotenbleches, und die Stege auf eine der obigen Arten vereinigen, wie dies für fchiefwinkeligen Anfchlufs in Fig. 500 gezeigt ift.

257.

Sproffeneifen.

4) Sproffeneifen. Da bei Sproffeneifenver-bindungen meift ungeftörtes Durchführen des Kittfalzes verlangt wird, fo fchneidet man die Sproffenflanfche auf Gehrung ineinander, durchbohrt das durchlaufende Eifen im Ausfchnitte zweimal und feilt an das endigende entfprechende Stifte an, welche, erhaben oder verfenkt, kalt vernietet werden (Fig. 501). Auch wenn das durchlaufende ein halbes (Rand-)Sproffeneifen ift, bleibt die Verbindung diefelbe.

Die T-Sproffen von Deckenlichtern ruhen in der Regel aufPfetten. Stehen diefe lotrecht, fo biegt man

Fig- 5°5-

meift den Flanfch der geneigten Sproffe um, nachdem man den Steg behufs Gewinnung des Platzes zum Nieten oder Verfchrauben weggefchnitten hat, und bringt die Sproffe fo zu wagrechtem Auflager (Fig. 502). Stehen dagegen die Pfetten rechtwinkelig zur Deckenlichtfläche, fo kann man die Sproffen unmittelbar auflagern (Fig. 503); legt fich die Sproffe unten auf die Pfette, fo biege man den vom Stege befreiten Flanfch um und niete ihn an den Steg der Pfette, oder man ziehe Schrauben durch den Sproffenflanfch, welche hakenartig um den der Pfette greifen; bei beiden Anordnungen ift die den Pfettenquerfchnitt in unliebfamer Weife fchwächende Lochung der Pfettenfianfche vermieden.

Befonders beliebt ift in folchen Fällen die Verbindung in Fig. 504 mit Klemmhaken, da das Anbringen der Sproffen im Bauwerke bei ihrer Verwendung kein Arbeiten an Nieten oder Schrauben bedingt, auch die Befeftigungsteile, mit den Sproffen feft verbunden, mit diefen in einem Stücke verzinkt werden können. Nur wenn in Ausnahmefällen feitliche Verfchiebungen der Sproffe entlang der Pfette zu

fürchten fein füllten, ift diefe Verbindung nicht zuverläffig.

5) Winkeleifen. Stofsen die Winkeleifen mit den liegenden Schenkeln zufammen, fo find die Verbindungen der L-Eifen nach Fig. 498 bis 500 auszuführen oder diejenigen der Ecken aus Winkeleifen nach Fig. 487 bis 489 hierher zu übertragen. Endigt dagegen ein Winkel am flehenden Schenkel des anderen, fo erfolgt die Vereinigung ohne Verfchneiden der Stücke mittels Winkellafche und untergelegten Knotenbleches nach Fig. 505.

6) Kreuzeifen werden mit anderen Teilen dadurch verbunden, dafs man zur Gewinnung von Platz für Niete und Schrauben zwei Fianfche wegfehneidet und fo eine breite Eifenplatte für den Anfchlufs fchafift. Die fo entftehende Schwächung

ift meift unbedenklich, weil die Kreuzeifen faft nur in leichten Stützen und Steifen zufammengefetzter Träger Vorkommen, daher auf Zerknicken berechnet find und fonach in der Mitte mehr Querfchnitt haben müffen, als an den Enden.

Fig. 506 zeigt den unmittelbaren Anfchlufs einer folchen -}--Steife an die aus zwei E-Eifen mit Schlitz gebildete Gurtung eines Trägers.

7) I- und C-Eifen. Beide können in den Endverbindungen der Regel nach ganz gleich behandelt werden. Sind die zu vereinigenden Teile gleich hoch, fo fchneide man vom endigenden die Fianfche fo weit ab, dafs man den Steg bis an denjenigen des durchlaufenden heranfehieben kann, und verbinde die Stege durch Winkellafchen (Fig. 507). Bei Harken Querfchnitten mit genügender Flanfchbreite kann man diefe Verbindung noch wefentlich durch Auflegen von Knotenblechen auf beide Fianfche, wie in Fig. 492, verftärken.

In vielen Fällen ift das endigende Eifen das fchwächere; man kann dann feinen unteren Flanfch auf denjenigen des durchlaufenden lagern, indem man das Herausziehen des eingelagerten durch lange Hakenbolzen nach Fig. 508 verhindert.

258.

L-Eifen.

TW

259-

-j—Eifen.

Fig. 506.

TT

260.

I- u. C-

Eifen.

ięO

Die Mittel zum Anlagern diefer Walzträger (Balken) an zufammengefetzte Träger (Unterzüge) zeigt Fig. 509. Der Balken ift mittels doppelter Winkellafche an den Unterzug genietet und ruht aufserdem auf einem an die Wand des letzteren

Fig. 507.

Fig. 509.

000

000

*VT VT VT"

000

000

VT KJ \J

's

c:

OOOO

-O-

Fig. 508.

"VT"

CHL

igjjg

mfrflr

gefetzten Winkelabfchnitte, mit deffen wagrechtem Schenkel der Flanfch bei genügender Breite noch vernietet werden könnte.

Fig. 510.

Will man dem Balken Spielraum für Wärmebewegungen gewähren, fo erfetze man alle in ihn gezogenen Niete durch Schrauben, deren Löcher nach der Richtung feiner Länge länglich geformt werden. Der zufammengefetzte Träger ift in der Anfchlufsftelle aufsen durch ein Winkeleifen verfteift, damit die fchwache Wand nicht unter der Balkenlaft einknickt.

261.

Rinneneifen.

262.

Bleche.

8)    Rinneneifen (unter Deckenlichtern) lagern mit ihren Enden auf Pfetten und werden, je nach der Stellung der letzteren, mit gerade oder fchief gefchnittenen Winkelblechen angefchloffen, wobei allerdings eine fchwache Lochung der Pfetten unvermeidlich ift (Fig. 510). Soll letztere vermieden werden, fo kann man in geeigneten Fällen auch die Anordnung in Fig. 517 u. 526 auf die Endverbindung übertragen.

9)    Bleche werden in Endverbindungen entweder durch Umbiegen des endigenden (Fig. 479) oder beffer mittels doppelten (Fig. 496) oder einfachen (Fig. 49 5 ) Verbindungswinkels vereinigt.

10)    Zufammengefetzte Querfchnitte.

Fig. 511.

263.

Zufammen-gefetzte

Querfchnitte. Aus der ungemein grofsen

Os

/"V.

"VZ7"

°z°

NZT”

O \0 O O Ot o

Fig. 512.

00    00t)

Zahl der hier denkbaren Fälle mögen nur zwei herausgegriffen werden.

⁰ °,/S\ 0 0

,0 o

o\ o o o o o /o

"'O o W

Fig. 511 zeigt die Verbindung einer Flacheifen- und einer -Diagonale aus der Wand eines Netzwerkträgers mit der unteren kreuzförmigen Gurtung.

Letztere befteht aus 4 Winkeleilen und nimmt in ihren lotrechten Mittel-fchlitz zunächft ein Knotenblech auf. An

diefes fchliefsen die Winkeleifen der Steife, fich auf die der Gurtung kröpfend, an, indem fie es mit ihrem Schlitze umfaffen, während das Flacheifenband mittels doppelter Verlafchung beteiligt ift. Zur Vereinfachung der Ausführung ift die Kröpfung

der Steifenwinkel nicht parallel zu der fie veranlaffenden Kante der Gurtungswinkel, fondern winkelrecht Steifenwinkel gelegt. Das entftehende dreieckige Loch ift mit Blech, Eifenkitt oder Afphalt

zum zu füllen.

In Fig. 512 ift ein Bolzenanfchlufs eines ftarken Rundeifens (Hängeftange) an einen zufammengefetzten Kaftenträger mit durchgehendem Kopfbleche gezeigt.

Der Anfchlufs erfolgt nach den in Kap. 1 (unter c, Art. 228 bis 231, S. 167 bis 169) gegebenen Regeln ; jedoch beftehen die beiden Lafchen hier aus einem halbkreisförmig umgebogenen Bleche, welches fich, genau ausgehobelt und gefchmirgelt, auf den in den Wänden des Trâgeîs beteiligten Bolzen hängt; diefer ift in der Mitte der Länge eingedreht, fo dafs an den Enden Arbeitsleiften entliehen, welche die Auflagerflächen des gebogenen Lafchenbleches möglichft dicht an die Stützflächen in den Trägerwänden rücken. Die Biegungsbeanfpruchung im Bolzen wird auf diefe Weife thunlichft verringert. Um in den Trägerwänden die nötige Lochlaibungslänge zu erhalten, find fle durch aufgenietete (in Fig. 512 fchraffierte) Platten verftärkt.

c) Kreuzungen (-1—Verbindungen).

1) Flacheifen. Liegen diefe mit oder ohne Zwifchenraum flach zu einander, fo werden fle ohne weiteres miteinander vernietet, wobei bei Vorhandenfein eines Zwifchenraumes Stehniete erforderlich find (Fig. 481); die Ringe der letzteren können

zur Verhütung von Verdrehungen nötigenfalls zu Knotenblechen mit fünf Nieten erweitert werden (Fig. 481 ge-ftrichelt), auf denen fchliefslich unter ent-fprechender Vermehrung der Niete ein Stofs der Flacheifen erfolgen kann (Fig. 513).

Liegen beide Eifen in derfelben Ebene, fo wird doppelte Verlafchung mindeftens des

264.

Flacheifen.

Fig. 5I3-

f °o~7o O ’ i

/oOpO l

io O/ O o \

Fig- 515-

J1

B

Fig. 514-

00 o 00

Fig. 516.

einen erforderlich, um das andere durchführen zu können (Fig. 514); auch dabei ift es möglich, die Lafchen zu Ivreuzlafchen zu erweitern und mittels diefer einen Stofs in jedes der Bänder zu legen. Ift eines der Bänder doppelt, fo kann das andere durch einen Schlitz zwifchen den zwei Hälften gefleckt werden, nach Art von Fig. 523.

Fig. 517.

Stehen die Eifen hochkantig zu einander, fo kann man fie mittels Verdrehung nach Fig. 482 aufeinander legen, oder man überfchneidet fie nach Fig 515 miteinander; man fchneidet aus jedem der Eifen die Hälfte aus, fchiebt fie ineinander und kann fie dann fchweifsen oder kalt fo zufammenhämmern, dafs fie fich gegen-feitig aufeinander feftklemmen. Dabei ift felbftver-ftändlich Vorausfetzung, dafs die Bänder diefe Schwächung vertragen können.

Auch die in Fig. 517 nach dem Vorbilde von Fig. 504 dargeftellte Ueberkreuzung eines Rinnen-eifens mit einer I-Pfette ift fehr gebräuchlich. Dabei find die beiderfeits zu verwendenden, von den Rinnen-flanfchen auslaufenden Hafter nicht durch einen unter den Rinnenboden genieteten erfetzt, weil Nietungen im Rinnenboden allgemein un-zuläffig find.

265.

Rund- und •Quadrateifen.

2) Rund eifen und Quadrateifen. Hierher gehörige Verbindungen entliehen aus zweifeitigef Anordnung der Fig. 485, oder das eine Eifen wird mittels doppelter Schellenlafche um das andere herumgeführt, wie dies in Fig. 516 für

Fig. 519-

Fig. 518.

'-WiZT-

c/ljlb

I !QlFQi

Fig. 520.

xy

xy

xy

xy

Fig- 521-

___________!

Fig. 522.

X7

■d

Flacheifen und Rundeifen angedeutet ift. Flach liegende Flacheifen werden häufig bei Gitteranordnungen für dünnere Quadrat- und Rundeifen entfprechend gelocht; die Verbindung der durcheinander gefchobenen Teile erfolgt dann durch aufgefchweifste oder mit durchgebohrtem Splinte befeftigte Ringe.

3)    T-Eifen. Kreuzverbindungen aus T-Eifen ergeben fich aus der Verdoppelung von Fig. 498 u. 499. Soll in letzterem Falle die volle Steifigkeit des durchfchnittenen T-Eifens hergeftellt werden, fo kann man auf die Rückfeite ftatt des Knotenbleches einen Abfchnitt desfelben Eifens aufnieten (Fig. 518).

Wird keine grofse Steifigkeit von der Verbindung verlangt, fo kann man die T-Eifen unter Einklinken der Flanfche voll miteinander iiberfchneiden und die Stege mittels Winkellafchen verbinden (Fig. 519).

4)    Sproffeneifen. Bei gewöhnlichen Fenfterfproffen werden auch hier die Flanfche beiderfeits auf Gehrung zufammengefchnitten. Das Vernieten mit angefeilten Stiften ift hier nicht möglich ; man biege den Steg um und verniete ihn beiderfeits mit dem durchlaufenden (Fig. 521). Soll der Kittfalz ganz frei fein, fo hämmert man die zufammengefchnittenen Sproffen, fo gut es geht, ineinander. Ueberkreuzt eine Sproffe die Kante eines tragenden Eifens, fo feilt man beide etwas aus und hämmert fie zufammen (Fig. 520).

T-Sproffen mit oder ohne Schweifsrinne werden glatt auf die Pfetten gelagert und, da die Flanfche zum Nieten zu fchmal find, mittels Hakenbolzen befeftigt (Fig. 522); diefe Bolzen werden am Haken vierkantig geformt und in den Rand der Sproffe eingeklinkt, um Verfchiebungen zu verhindern. Die in P'ig. 504 dargeftellte Verbindung ift hier gleichfalls am Platze.

5. Winkeleifen. Auch hier find die Verbindungen der T-Eifen (Fig. 518 u. 519) auf die Winkeleifen zu übertragen; doch find Ueberblattungen (wie in Fig. 519)

bei ftark beanfpruchten Teilen wegen der grofsen Schwächung zu vermeiden.

Sehr häufig find Verbindungen mehrerer Winkeleifen mit offenem Schlitze mit anderen Teilen, welche fich durch den Schlitz ftecken. Als Beifpiel zeigt Fig. 523 die Verbindung zweier verftellter Winkeleifen mit einem durchgefteckten Flacheifen. In der Durchkreuzung mehrerer folcher Querfchnitte kann dann ein Knotenblech in den Schlitz gefchoben werden, mittels defifen alle zugleich geftofsen und verbunden werden.

T-Eifen.

267.

Sproffeneifen.

268.

L-Eifen.

Fig- 523-

Fig- 5²5-

Fig. 524.

6) I- und C-Eifen. Fig. 524 zeigt die Kreuzung zweier Glieder, welche aus flach liegenden, kleinen C-Eifen mit offenem

269.

I- u. C-

Eifen.

VIT"

Schlitze beftehen ; durch den Schlitz des durchlaufenden ift ein Lafchenblech gefleckt, welches die Enden des durchfchnittenen verbindet. Bei gleich hohen I-Eifen fchneide man auch hier an den Enden des durchfchnittenen Eifens die Flanfche weg, fchiebe die Stege

C70.

Rinneneifen.

271.

Z-Eifen.

272.

Bleche etc

aneinander und verlafche fie dann, und zwar ftatt mittels Winkellafchen (wie in Fig. 507) mittels durchgefteckter Flachlafchen (Fig. 525).

Da meiftens verlangt wird, dafs die Enden des durchfchnittenen Eifens feft auf den Flanfchen des durchlaufenden ruhen, fo ift es zweckmäfsig, zwifchen letztere und die eingefchobenen Stegenden nach Anbringen der Lafchen kleine Keile aus Blechabfällen einzufchlagen.

Auch die Verbindung in Fig. 508 mit Hakenbolzen kann hier unter Verdoppelung verwendet werden, wenn man die Bolzen fo weit fchräg ..biegt, dafs die Muttern nicht mit den Stegen der aufgelagerten Querfchnitte in Berührung kommen.

Die Verbindung der durchfchnittenen Teile mittels durchgefteckter Lafchen nach Fig. 525 kann auch auf Anordnungen nach Fig. 509 zum Erfatze der Winkellafchen ohne weiteres übertragen werden.

7) Rinn eneifen überkreuzen fich mit Pfetten von I- oder E-, bezw. Z-förmigem Querfchnitte. Im erfteren Falle ift die Verbindung mit gebogenen Blechen nach Fig. 510 unter Lochung des Pfettenflanfches zu wählen; bei den letzteren Ouerfchnitten ift die beffere Verbindung mittels fchwacher, an den Pfettenfteg genieteter L-Eifen ausführbar (Fig. 526). Arjch die die Lochung vermeidende Verbindung mit Klemmhaken von den P'lanfchen des Rinneneifens aus (Fig. 517) ift hier am Platze.

Fig. 526.

er :

8) Z-Eifen, welche mit befonderer Vorliebe für durchgehende Gelenkpfetten verwendet werden, überkreuzen fich daher häufig mit den oberen Gurtungen von Dachftühlen, dürfen aber in diefer Ueberkreuzung im Flanfch, wegen des hier wirkenden Momentenhöchftwertes, nicht gelocht werden. Das Befeftigen auf einer oberen Gurtung aus zwei E-Eifen, welche diefen Anforderungen genügt, zeigt Fig. 526, in welcher bei fehr ficherer Verbindung Lochungen nur im Pfetten-ftege vorhanden find.

E-förmige Querfchnitte werden für Pfetten in ganz gleicher Weife verwendet und befeftigt.

Fig. 5²7-

O O Ol

ccf:⁰

cJLo

o⁽

TT

TT

Qjo

~o- Öjj

rv °

’o

9) Bleche werden in -(-'Verbindungen mittels vier Winkeln in den Ecken ver-

bunden (Verdoppelung von Fig. 496).

10) Von zufammengefetzten Querfchnitten ift hier nur eine Kreuzverbindung von zufammengefetzten I-Trägern gegeben, bei welcher die Oberkanten aller Teile durch Kröpfungen in eine Ebene gebracht find (Fig. 527). Als wich-tigfte Regel für derartige Verbindungen ift zu merken, dafs die Anfchlufswinkeleifen fich jedenfalls über die ganze Höhe des durchlaufenden Trägers erftrecken müffen;

die Kröpfung diefer Anfchlufswinkel über die Gurtungswinkel des durchlaufenden Trägers ift dadurch vermieden, dafs zwifchen letztere erft (in der Anficht fchraffierte) Füllbleche von gleicher Stärke eingelegt find. Die L-Eifen der angefchloffenen Trägerenden werden auf die Anfchlufswinkel heraufgekröpft.

4. Kapitel.

Ketten und Drahtfeile.

a) Ketten.

Die Ketten beftehen aus einzelnen Gliedern, welche aus Rundeifen oder aus Flacheifen {Gall'iche Gliederkette) hergeftellt fein können. Im erfteren Falle werden die Glieder offen ineinander gefchoben und dann bei der Ringkette (Fig. 528 bis 530) zugefchweifst, bei der Hakenkette (Vaucanfoniche Kette, Fig. 531) offen

gelaffen. Die Glieder der Ringkette können lang (deutfche Kette, Fig. 528) oder kurz (englifche Kette, Fig. 529) ausgebildet fein und werden bei fchweren Ketten durch Einfetzen eines Mittelfteges (Stegkette oder Kettentau, Fig. 530) wefent-lich verftärkt.

Als endgültige Konftruktionsteile kommen Ketten im Hochbauwefen fall gar nicht zur Anwendung; fie werden hauptfächlich bei Bauausführungen benutzt und dann faft nur die aus Rundeifen hergeftellten Gliederketten, weshalb auch blofs diefe eine kurze Befprechung erfahren.

Die Tragfähigkeit der Rundeifengliederketten (Fig. 528 u. 529) ift nach an-geftellten Verfuchen gleich dem ¹ ^9-fachen der Tragfähigkeit des einfachen Rund-eifens, aus welchem die Kette angefertigt ift. Wird bei 4-facher Sicherheit die zuläffige Anftrengung des befonders guten Ketten-; eifens auf 1000 kg für lqcm angefetzt, fo ergiebt fich der der 's Laft P entfprechende Eifendurchmeffer d aus:

273-

Verfchieden-

heit.

Fig. 528.

Fig. 529.

Fig- 530.

\d\

4,6 d

-rl

274.

Tragfähigkeit.

Fig- 531-

\j d.

---Ÿ

179.

*—-y d

Die einfache Kette z. B. eines Kranes für 15¹ Tragkraft mufs alfo aus Eifen von d — 0,028 fff 15000 2= rund 3,5cm beftehen, wenn die Glieder Stege haben, und umgekehrt darf man ein Kettentau aus Rundeifen von 2,3 cm Durchmeffer nur mit

belaften.

\ 0,028 J

rund 6740

Ift die Belaftung eine völlig ruhende und unveränderliche, fo kann die Bean-fpruchung bis auf das 1,8-fache der obigen Angaben gefteigert werden. Die Gleichungen lauten dann:

d — 0,024 J//³ Centim. für gewöhnliche Ketten und .    .    .    181.

d = 0,021 J/" P

für Stegketten .

182.

Zur Haltbarkeit der Ketten trägt die zweckmäfsige Geflaltung der Windentrommeln fehr erheblich bei; die meiften Kettenbrüche entliehen durch zu fchnelle Abnutzung beflimmter Stellen der Kettenglieder auf der Trommel oder dadurch, dafs fich ein beim Einlaufen in die Winde übergefchlagen gebliebenes Glied nachher unter neuer Lall ruckweife wieder gerade Hellt und unter dem fo entfliehenden Stofse bricht.

Um diefe Uebelllände thunlichft zu vermeiden, follen die Kettentrommeln der Winden fo genutet fein, dafs die Ebenen der einzelnen Kettenglieder bei dem einen rechtwinkelig zur Trommelachfe liehen, beim nächllen im Trommelumfange liegen. Die Trommelnuten haben dann die Eifenflärke der Glieder als Breite, und man kann die Kette darauf bei einiger Sorgfalt mehrere Male aufeinander legen. Bei breiten, flachen Trommelnuten kommen alle Kettenglieder unter 45 Grad zur Trommelachfe zu liehen, was für die Führung und Erhaltung der Kette erheblich ungünlliger ift.

275-

Gewichte.

Die Gewichte der Ketten aus Rundeifen betragen, wenn d den Durchmeffer (in Centim.) angiebt, für 1 lauf. Meter etwa:

für weite Gliederketten 1,92 d² Kilogr. ;

» enge Gliederketten ohne Stege 2,33 d² Kilogr.;

» Stegketten (Kettentaue) 2,46 d² Kilogr., und » Hakenketten 3,7 6 d² Kilogr.

Die nachfolgende Zufammenftellung zeigt die Abmelfungen und die Tragfähigkeit üblicher Formen der engen (englifchen) Kette, welche bei Bauarbeiten vorwiegend verwendet wird.

Kurzgliederige Ketten der Duisburger Mafchinenbau-Aktiengefellfchaft, vormals Bechern Keelmann in Duisburg a. Rh.

Innere Länge (Baulänge) der Kettenglieder = 2^2-fache Ketteneifenftärke.

Ketten-

eifen-

flärke

Zuläffige

Belaftung

Ungefähres Gewicht auf 1m

Ketten-

eifen-

llärke

Zuläffige

Belaftung

Ungefähres Gewicht auf 1 m

O CÛ l> OO 05

^    t-H r—I vH vH vH vH

üsüêsliiül

4 000

7    840 9 000

10 890 12 960 15 210 18 490 21 160 24 010 27 040

8,98

10)87

12,94

15,18

17,61

20,22

24,46

29,11

34,16

41.53

47.53 53,82 60,73

Millim.

Kilogramm

Millim.

Kilogramm

Aeufsere Breite der Kettenglieder = 3¹/₂-fache Ketten-eifenftärke.

276.

Verfchieden-

heit.

b) Drahtfeile.

Drahtfeile werden als Litzenfeile, als flache Bänder aus Litzen und als Kabelfeile angefertigt.

Die Litzen feile beftehen der Regel nach aus 7 Litzen, von denen jedoch die innere durch eine Hanffeele gebildet wird. Jede der äufseren 6 Litzen befteht

entweder aus 6 Drähten und dünner Hanffeele oder aus 7 Drähten, fo dafs normale Litzenfeile entweder 6 x 6 = 36 oder 6 x 7 = 42 Drähte enthalten. Schwache Seile werden wohl ohne Seele aus 4 fechsdrähtigen Litzen zufammengedreht und enthalten dann 6 X 4 = 24 Drähte. Der äufsere Durchmeffer d eines aus 36 Drähten be-ftehenden Seiles beträgt faft genau 8 Drahtdurchmeffer 8, fo dafs d = 8 8.

Die Bandfeile können fehr verfchiedene Zahlen von Drähten enthalten ; gewöhnlich werden fie aus 6 Strähnen von je 24 Drähten geflochten, enthalten daher in diefem Falle 6 x 24 = 144 Drähte.

Die Kabel feile werden nur zum Teile oder gar nicht aus Litzen gedreht, fondera aus einzelnen Drähten zufammengefetzt. Die Verfchiedenheit der Drahtanzahlen ift alfo hier eine weitgehende.

Aufserdem kommen, namentlich bei Verwendung des fpröden Stahldrahtes, ungedrehte Seile zum Teile mit befonderen Querfchnittsformen der Beftandteile vor, welche jedoch nur für grofse Trag-konftruktionen (Kabelbrücken) Bedeutung haben; für Bauarbeiten werden fie nicht verwendet.

277.

Berechnung.

Die Fettigkeit des beften hier verwendeten Holzkohleneifens beträgt 5000 kg für 1 qcm, welche durch das Drehen des Drahtes in fchlanken Windungen nur wenig beeinträchtigt wird. Sollen die Seile alfo 5-fache Sicherheit haben, fo dürfen fie mit 1000 kS für lqcm beanfprucht werden.

Bezeichnen 8 den Drahtdurchmeffer, n die Anzahl der Drähte, P die zu tragende Laft (in Kilogr.) und s' die zuläffige Beanfpruchung (in Kilogr. für 1 qcm^ fo mufs ftattfinden

n —P-- s' — P und 8 = 4

mzs'

183.

Bei 1000kg zuläffiger Beanfpruchung ergiebt fich danach:

für Seile mit 36 Drähten 8 =2 0,oo6 \/ P Centim., 8 = OjQ055 P Centim.

42

Für ein Seil, welches 2500 kg tragen und aus 42 Drähten beftehen foli, mufs alfo

3 = 0,0055 [/~2500 = 0,275

cm

gewählt werden.

Bei Verwendung von Gufsftahl-Drahtfeilen kann die zuläffige Beanfpruchung bei 5-facher Sicherheit

auf 2000kg für lqcm gelteigert werden; die obigen Formeln nehmen für diefen Fall die Form an:

für Seile mit 36 Drähten 3 = 0,oo43 P Centim.,

»    8 — 0,oo39 \PP Centim.    »

Für kleinere Laften werden der Regel nach Litzenfeile, für fchwerere Bandfeile oder auch Kabelfeile verwendet, für welche die obige allgemeine Formel

» 42

⁵=V

4P

- unter mehr willkürlicher Annahme von n gültig bleibt.

n Tz s'

Der Verfchleifs der Drahtfeile ift erheblich und ift bei der Berechnung in Rückficht zu ziehen, da die in neuem Zuftande eben genügend ftarken Seile bald zu fchwach werden; übermäfsig ftarke Seile find andererfeits zu teuer; man darf daher in der Verftärkung nicht zu weit gehen. Die fparfamften Seile find etwa die für den Zuftand der Neuheit mit 10-fâcher Sicherheit, d. h. mit s' = 500 kg auf 1 qcm für Eifendraht und s' = 1000 kg auf 1 qcm für Stahldraht berechneten.

Gebräuchliche Abmeffungen von Drahtfeilen aus beftem Schweifseifen giebt die nachfolgende Tabelle.

Drahtfeile aus gehämmertem Holzkohleneifen von Felten &= Guilleaume in Köln.

Litzenfeile

Bandfeile

Kabelfeile

G₁

Gl

71

G1

0,9 0,21 0,9 0,32

des Seiles.

10

11

13

Durchmefler

bezw.

Dicke

Breite

"O

15

16

18

20

22

23

25

25

28

30

2.5    1,70 11 000 2,5 2,13 12 600 1,9 2,40 14 7 00 2,7 2,40 14 700 8,i 2,55 16 200

1,9    1,07

1,9 1,28 1,9    1,53

²⁰ 71! £2 C2 ^ ^ t>; o o o

^ S o £ g u g g 2 £ s § § -si

t-Ht-Ht-H t-H t-H t-H t-H t-H

^    O    ^    CO

^    ^    oj    CO

T-H    r—i    t-H    t-H    t-H

120

144

168

196

224

t—¹ DO CD OÎ Oi 05 GO Oi

CO

05 CM fQ t—I CM CM

3 600 30 114 l,6o 7 200 33 133 2,66 13 000 35    84

3,50 1 6 0 0 0 40 114 4,io 18 500 43 133

1,07

3,68 21 000 4,25 2 5 0 00 5,io 29 000 5,84 34 000 6,67 39 000

C5 Cn Üi oi ^

O O O 00 Ot

xH    OM    CO    'rB

CO    IO    05    CC    CO

OM    h    cg    t—i    OM

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Millim.

Millim.

Kilogr.

Millim.

Kilogr.

Millim.

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4,00

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6.90 7,84 9,00 9,30

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13,90

13,90

16,oo

17,60

13 000

15    000

16    800 23 000 26 000

24 000 30 000 34 000 40 000 39 000

50 000 50 000

57    000

58    000 68 000

ô = Durchmefler der Drähte,

71 = Zahl der Drahte,

G = Gewicht für 1 lauf. Meter, G\ = Bruchbelaftung.

Kilogr.

5. Kapitel.

Anker.

278.

Verfchieden-

heit.

Anker kommen im Hochbau als Steinanker, als Balkenanker, als Anker zur Uebertragung von Zugfpannungen in gröfseren Holzgefpärren (Dachverbänden), als Anker zur Aufhebung der Schübe von Wölbungen und als Fundamentanker vor, um namentlich Eifenteile mit gemauerten Fundamenten in fefte Verbindung zu bringen. Von den Steinankern war bereits in Abfchn. 1 (Art. 105, S. 87) die Rede, fo dafs diefe hier nicht weiter in Betracht kommen.

279.

Balkenanker.

Balkenanker bringen die Balkenköpfe einer Balkenlage mit den die Balken tragenden Aufsenwänden in Verbindung. Sie haben nur den Zweck, zufällige Verdrückungen und Ausbauchungen mittels der Zugfeftigkeit der durchlaufenden Balken zu verhindern, werden alfo nicht durch genau anzugebende Kräfte beanfprucht und können daher nicht berechnet werden.

Sie beftehen meift aus Flacheifen, feltener aus Rundeifen, werden an dem einen Ende an der Seitenflanke oder Unterfläche der Balken mit angefchmiedeter Spitze, übergefchlagenem Krampen oder durchgezogenem Schraubenbolzen und Druckplättchen befeftigt und tragen am anderen Ende ein Auge, durch welches ein aufsen vorfpringender oder in das Mauerwerk eingelaflener Splint (Fig. 532) gefleckt wird. Der Splint ift der die Mauer haltende Teil, foll daher eine gröfsere Zahl von Mauerfchichten faffen, mufs alfo lotrecht gefleht und mindeftens 40cm lang fein. Er hat als Träger unter dem gleichmäfsigen Drucke des Mauerwerkes als Laft

und dem Zuge des Ankerauges als Auflager zu wirken, erhält daher einen hochkantig zur Mauer flehenden, rechteckigen Querfchnitt. Bei-fpiele folcher Anker geben Fig. 532 bis 535.

Die bei Verankerung ganzer Balkenlagen in Reihen auftretenden Ankerfplinte können zur Herftellung von Namen oder Jahreszahlen

Fig- 532.

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09'*

benutzt werden, indem man jedem Splinte die Form eines Buchftabens (Fig. 536 u. 545) oder einer Ziffer (Fig 539 u. 543) giebt ; indes haben die Splinte auch anderweitige Durchbildungen erfahren (Fig. 537, 538, 540, 541, 542 u. 544).

Beftehen die Anker aus Rundeifen, fo erfetzt man die Splinte gern durch Muttern mit grofsen gufseifernen Druckplatten (Fig. 535).

280.

Anker in Holzkonftruk. tionen.

Zuganker in Holzkonftruktionen bilden den Erfatz für Zug übertragende Hölzer, wie Zangen und Hängefäulen, oder bilden die eine Schar (Pfoften oder Diagonalen) in hölzernen Fachwerkträgern (vergl. den vorhergehenden Abfchnitt, Art. 163, S. 120).

Sie beftehen faft ausnahmslos aus Rundeifen und werden an den Enden mittels

Mutter und Gewinde oder mittels runden Auges und durchgefteckten Bolzens an den Holzteilen befeftigt. Bei diefen Befeftigungen ift befonders darauf Bedacht zu

nehmen, dafs für die Uebertragung der Kräfte auf die Holzteile hinreichend grofse Druckflächen ent-ftehen ; die Muttern erhalten zu diefem Zwecke entfprechende grofse und ftarke Unterlegfcheiben, die durchgefteckten Bolzen im Holze Druckplättchen (Fig. 535).

Man fügt derartige Anker meift zu dem Zwecke in die Holzkonftruktionen ein, um diefe in Spannung bringen zu können, bevor fie ihre volle Beladung erhalten. Erfolgt die Befeftigung mittels Gewinde und Muttern an den Enden, fo ift dies durch fcharfes Anziehen der Muttern ohne weiteres möglich.

Ift die Befeftigung aber mittels durchgefteckter Bolzen erfolgt, fo fchneidet man den Anker mitten durch und verbindet die Enden mittels eines Spannfchloffes (flehe Füg. 462, S. 180) oder mittels doppelter Ver-lafchung angefchweitster Augen nach Fig. 443 oder 444 (S. 168, bezw. 169), indem man flatt des Bolzens einen Doppelkeil einfetzt und das Auge, feiner Länge entfprechend, verlängert. Da felbft fcharf gefpannte wagrechte Anker bei grofser Länge erheblich durch-hängen, fo hängt man fie mittels ftarker Drähte oder fchwacher Rundeifen an den übrigen Konftruk-tionsteilen auf.

Fig- 533-

Fig. 534-

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Fig- 535-

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Fig. 540.

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Fig. 536.

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Fig- 541.

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Fig- 537-

BALKEN ANKER.

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Fig. 544-

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Fig- 543-

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Fig. 539-

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Anker für Wölbkonftruktionen haben den Zweck, den Schub der Wölbungen aufzuheben , wenn nicht hinreichend ftarke Widerlager vorhanden find. Wird der Schub von einzelnen fchmalen Bogen erzeugt, fo ordne man an der Aufsenfeite jeder Widerlagsmauer in Kämpferhöhe einen durchlaufenden Träger an und verbinde diefe beiden Träger in folchen Abftänden durch Zuganker, dafs zwifchen je zweien derfelben der durchweg gleichmäfsig wirkende Gewölbefchub durch die Träger aufgenommen und auf die Anker übertragen werden kann.

Der Querfchnitt folcher Anker ift regel-mäfsig rund, nur feiten, wenn der Anker ganz im Mauerwerke liegt oder den An-fchlufs anderer Teile geftatten foll, flach und an den Enden in den Kreis iiber-

Fig- 545-

281.

Gewölbe

anker.

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Fig. 546.

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geführt. Von folchen Ankern wird noch in Band III, Heft 3,b (Abt. III, Abfchn. 2, B: Gewölbte Decken) diefes »Handbuches« eingehend die Rede fein.

Bezüglich der Verankerung von Gewölben ift befonders hervorzuheben, dafs die fehr weit verbreitete Auflöfung eines behufs Deckung gegen Feuer über den Gewölbe-fcheitel gelegten Ankers in Enddreiecke, wie fie beifpielsweife in Fig. 546 u. 547 darge-ftellt ift, als ftatifch verfehlt bezeichnet werden mufs, wenn der gerade Mittelteil des Ankers nicht in den Spitzen zweier wenigftens annähernd gleichfchenkeliger Dreiecke nach Fig. 548 angreift. Meift ift für diefe Enddreiecke nach oben hin kein Platz;

deshalb wird die Anordnung nach Fig. 546, 547 u. 549 geftaltet. Dabei find die beiden fchrägen Ankerzweige nutzlos ; denn fie können nach den Gleichgewichtsgefetzen an der Kraftaufnahme nicht teilnehmen. Ein einfacher geradlinig zwifchen a und b geführter Anker leiftet diefelben Dienfte. Um die fchrägen Zweige zur Wirkung zu bringen, müfste man fte durch ktinftliche Anfpannung in Spannung verfetzen. Dann

Fig- 547-

,4672

Fig. 548.

Fig. 549.

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282.

Fundament

anker.

würden aber die lotrechten Seitenkräfte ihrer Spannkräfte bei d und c als Laften auf die Wölbung übertragen, was in den meiften Fällen wohl recht unwillkommen fein wird.

Die aus Bandeifen gebogenen Ankerftücke der Verankerung in Fig. 546 ent-fprechen mit dem Anfchlufspunkte des wagrechten Ankerteiles und den beiden Verbindungspunkten mit dem Kämpferträger den Dreiecken der Anordnung in Fig. 548. Da aber der mittlere Teil der Richtung nach nur fehr wenig von der oberen Dreieckfeite abweicht, fo überträgt diefe faft die ganze Ankerkraft, und der Unterteil des Dreieckes beteiligt fich nur fehr wenig an der Aufnahme.

Fig- 55°-

Fundament- oder Grundanker dienen meift zur Befeftigung von Metallteilen (z. B. Säulen, anderen Freiftützen, Statuen u. f. w.) auf gemauerten Unterftützungen und haben entweder nur zufällige Verfchiebungen zu verhindern oder aber die befeftigten Teile vor dem Umfturze unter dem Einfluffe feitlich wirkender Kräfte, namentlich des Widerdruckes, zu bewahren.

1) Sollen nur zufällige Verfchiebungen verhütet werden, fo genügt die Steinfehraube (Fig. 550), welche in Durchmeffern von 2 bis 4cm ausgeführt wird. Der Schaft trägt unten eine Pyramide — feltener einen Kegel — mit einem Anlaufe der Seiten von 1 : 15 bis 1 : 10, deren Kanten zweckmäfsig durch Meifselfchläge aufgerauht werden. Diefes Vierkant wird in dem gleichfalls nach oben verengten Loche bei fchweren und Er-fchütterungen ausgefetzten Konftruktionen durch eiferne Zulagen (Fig. 550) feftgeftellt und vergoffen; bei ruhiger Belaftung fehlen die Zulagen. Zum Vergiefsen wird Blei verwendet, das im kalten Loche aber meift nicht ausläuft und dann auch durch Verftemmen nicht zu dichtem Schluffe zu bringen ift ; man zieht daher jetzt meift guten Zement für diefen Zweck vor. Für kleine fpannungslofe Steinfehrauben wird auch ge-fchmolzener Schwefel zum Vergiefsen verwendet. Die Tiefe des Eingriffes beträgt für die kleinften Bolzen etwa 6cm, fteigt für die ftärkften nicht über 40cm.

2) Flaben die Anker Laften zu tragen, wie dies z. B. bei Verankerungen gegen Winddruck immer der Fall ift, fo müffen fie eine ihrer Laft entfprechende Menge Mauerwerk faffen, daher ihr Auflager mittels Splint oder Mutter auf einer Druckplatte finden, welche behufs Faffens grofser Mauermaffen durch mehrere Anker in einen Träger übergehen kann. Da diefe im Mauerwerke fteckenden Platten fchwer zugänglich find, fo bringt man am oberen Ankerende ein Spannfchlofs an. Häufig kann man die in kleine Nifchen eingemauerten Druckplatten überhaupt nicht zugänglich erhalten; man giebt dem Anker dann einen reckteckigen Kopf, welcher zu tief durchgefteckt, um 90 Grad gedreht und wieder angezogen den Anker in der entfprechend geformten Druckplatte unabänderlich feftlegt (Fig. 551). Die Druckplatte erhält einen Auflagerquader.

Fig- 55¹-

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Fig- 552-

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Verankerung der Stiele in den Eifenfachwerkwänden der Halteftelle Bellevue auf der Stadtbahn in Berlin.

J/20 w. Gr.

Die Grundplatten werden quadratifch oder kreisrund aus Gufseifen hergeftellt; fie müffen eine fo grofse Fläche F erhalten, dafs fie den Ankerzug P¹⁰²) mit Sicherheit auf eine hinreichend grofse Fläche übertragen. Ift die im Anker wirkfame Zugkraft P Kilogr., fo ift

P

für gewöhnliches Backfteinmauerwerk . F= — Quadr.-Centim.

12

» Klinkermauerwerk in Zementmörtel .

.    .    184.

20

lofe Ouader

» fehr fefte Quader

F= —

45

Die Dicke d gufseiferner Ankerplatten berechnet fich zu § =

0,05 J/P Centim. für kreisrunde Platten und |

d = 0,055 I/~P

» quadratifche Platten, j

. 185.

Geht die Ankerplatte für eine ganze Reihe von zu verankernden Freiftützen u. f. w. in einen Träger über, fo mufs letzterer genügende Steifigkeit befitzen, um unter dem Zuge zweier Anker zwifchen diefen nicht iiberlaftet zu werden. Der Ankerträger bildet einen Träger, deffen Belaftung vom Gegendrücke des Mauerwerkes und deffen Stützen von den Ankerangriffen gebildet werden.

Einzelheiten ausgeführter Ankerkonftruktionen find aus Fig. 552 bis 555 zu

entnehmen.

Fig. 552 zeigt die Anker, welche im Bahnhofe Friedrichftrafse der Stadtbahn in Berlin die Füfse der Hallenbogen mit den Pfeilern der Viadukte verbinden, auf denen die Gleife ruhen. Die Anker liegen fchräg geneigt in den Pfeilern, die Druckplatten fo nahe an der Viaduktftirn, dafs man fie leicht erreichen kann. Die Anker haben hier zugleich den Schub der Bogen, fowie die wagrechten Windangriffe aufzunehmen. Die Mitten ihrer Bolzenaugen liegen in der Drehachfe der Gelenke, auf denen die Bogenfüfse flehen. Die Anker flecken in Drainrohren, welche behufs Erleichterung nachträglichen Einbringens der Anker bei der Aufführung der Pfeiler, auf eine ftarke Holzftange gereiht, mit eingemauert wurden.

Fig. 553 bis 555 zeigen die Verankerung der Stiele in den Eifenfachwerkwänden der Halteflelle Bellevue auf der Stadtbahn in Berlin. Diefe find fo berechnet, dafs fie den Winddruck auf die Aufsen-wand einerfeits, den geringeren Winddruck auf das Hallendach von der anderen Seite tragen können. Die als Hebel für die Ankerzüge an die Stielfüfse angefchloffenen Auskragungen haben wegen diefer wechfelnden Windbeanfpruchung an jedem Ende einen Anker und einen Druckquader. Auch diefe Halle fleht auf fteinernen Viadukten ; jedoch wurden, wegen architektonifcher Anforderungen, die beiden über einem l,som dicken Viaduktpfeiler flehenden Wandfliele (Fig. 553) l,70m auseinander gerückt, und fomit war unmittelbare lotrechte Verankerung unmöglich, da die Anker in diefer Lage kein Mauerwerk mehr gefafst hätten. Daher wurden zwifchen die Stielfüfse und über die Enden der Auskragungen die in Fig. 555 dargeflellten Ankerträger gelegt, welche die Muttern der l,oom voneinander abflehenden Anker tragen. Die Druckplatten wurden gleichfalls als folche Träger ausgebildet, welche die Pfeilerflärke nicht ganz durchfetzen, alfo nicht fichtbar find, und die obere Gurtung diefer bietet die erforderliche Druckfläche. Unten erfolgt die Befefligung durch Splinte nach Fig. 554; Nachfpannen ifl alfo nur mit Hilfe der oberen Muttern möglich. Um diefe zugänglich zu erhalten, find die Kragftücke der beiden Wandfliele nebft den oberen Ankerträgern mit einer Schachtmauerung umgeben, welche, mit einer Gufsplatte abgedeckt, von Arbeitern befliegen werden kann. Die unteren Ankerträger liegen fo tief im Pfeiler, dafs der lichte lotrechte Abfland zwifchen den Ankerträgern l,50m beträgt. Diefe Tiefe hängt von der Grofse der Mauerlaft ab, welche an den Ankern hängen mufs, um das Angriffsmoment des Winddruckes aufzuheben.

102J Ueber die Ermittelung des Ankerzuges, foweit er bei zu verankernden Freiftützen in Frage kommt, giebt das folgende Kapitel (unter d, 2) die erforderlichen Anhaltspunkte.

6. Kapitel.

F reiftützen.

a) Beanfpruchung und Berechnung.

Freiftützen in Eifen werden, da fie in der Regel vorwiegend Druckfpannungen ausgefetzt find, fowohl in Gufseifen, als auch in Schweifseifen ausgeführt.

i) Der Längsdruck erfolgt in der Schwerachfe.

Unter allen Umftänden mufs beim Querfchnitte F und der zuläffigen Beanfpruchung die zuläffige Stützenlaft P der Gleichung genügen:

I86.

283.

Längsdruck in der Schwerachfe wirkfam.

P^Fs i°³)

Aufserdem kommt die Gefahr des Zerknickens in Frage; mit Rückficht darauf ift die zuläffige Laft

I87.

104

CEJkl

ml²

Darin bezeichnet C die fog. Einfpannungsziffer, welche die folgenden Werte hat.

Fall

I: die Stütze ift an einem Ende eingefpannt, am anderen völlig frei; alsdann ift C— ~ = 00 2,5.

Fall II: die Stütze ift an beiden Enden frei verdrehbar, aber in der Richtung ihrer Achfe geführt; C — n² — co 10.

Fall III: die Stütze ift an einem Ende feil eingefpannt, am anderen frei verdrehbar, aber in der Richtung ihrer Achfe geführt; C = 2 n² = n 20.

Fall IV: die Stütze ift an beiden Enden feil eingefpannt; C= 4 7z² = 03 40.

Hierzu ift zu bemerken, dafs man das volle Auffetzen des Endquerfchnittes einer ftarken Stütze mit breitem Fufse auf die Unterftützung in der Regel als Ein-fpannung anfehen kann; übrigens tritt faft nie einer der vier Fälle ganz fcharf ein, und es mufs dem richtigen Ermeffen des Entwerfenden überlaffen bleiben, zu ent-fcheiden, welcher der Fälle vorliegt oder wie etwa zwifchen den Fällen zu mittein ift.

E ift die Elaftizitätszififer, für die man folgende Werte einzufetzen hat:

für Holz . .    100 000 bis 120 000 ks für lacm,

2 200 000 ks für l<icm.

für Gufseifen .... 1000 000 ks für l<icra, für Schweifseifen . . . 2 000 000 ks für lacm, für Stahl

Jki ift das kleinfte Trägheitsmoment des Stützenquerfchnittes, welches für einfache Querfchnittsformen zweckmäfsig = c Fk² gefetzt wird. Hierin bedeutet c eine dem Querfchnitte eigentümliche Wertziffer, die fog. Steifigkeitsziffer, welche für einfache Querfchnittsformen allgemein nach

188.

Jki

F h-

feftgelegt werden kann, und h die für das kleinfte Trägheitsmoment hauptfächlich

103) Siehe Gleichung 127 (S. 302) in Teil I, Bd. i, zweite Hälfte diefes »Handbuches« (2. Aufl. : Gleichung 118, S. 104; 3. Auf!.: Gleichung 143, S. 130).

¹⁰*) Siehe Gleichungen 128 u. 130 (S. 302 u. 303) ebendaf. (2. Aufl.: Gleichungen 117 u. 124, S. 10411. 106; 3. Aufl: Gleichung 142, S. 130).

10

^1

Bemerkungen

nur bei Holzftützen.

nur bei Holzftützen.

nur bei Holzftützen; Jkl — 0,os33 v h . h . h² = 0,0833 v h³.

nur bei Gufseifen ; Jkl = 0,125 . it h 8 , h² = 0,125 n 8 h³.

nur bei Gufseifen; Jkl — 0,1667 . 4 oh . /+ = 0,6668 o/+

= 0,0833 • 28AA²| y⁷ wird = y7/ für = 0,25 .2 0 /^² j £ = 0,577 h (bette Form).

M,

h mafsgebend, J

b mafsgebend, J

Querfchnitt eines L-Eifens /; Jkl — 0,o94G . 2 fh².

Querfchnitt mit 2f einzuführen; J — c . 2fh².

Querfchnitt mit 4 f einzuftihren.

\ Querfchnitt mit 2 f einzuführen. Soll JI — JIl werden, fo hat / man 8j = k^ h für = 0,262 gleich 8j = 0,262 h zu machen.

zVd

0,0625

0,0833

0,0833

0,125

0,1667

0,0833

0,250

0,0946 0,1 5 0,0381

0,177

0,0946

0,151

0,218

0,287

0,151

0,2443

0,3370

*1

0,177 + — (1,15 + ^)

0,177

0,218

0,2443

0,177 + — (1,15 + /t’j)

0,231

0,0807

0,231

0,2455

k,

0,1462+— (1,025 +/t’j)

Schwerpunktslage e

e — 0,2 87 h

e — 0,287 h

—    0,506 h

—    0,256 h

= 0,506 h

Genau für

alle h

alle h

alle h

alle h, b u. 0 8 : Æ = 0

8 = 0,i h

y x‘0 = §

8 = 0,i h

0 = 0,1 h

0 = 0,15 h

0 = 0,15 h

(S. 216) in Gufseifen.

gr

kl

für eine Schenkel-aufsenkante

kl

II

gr

kl

II

gr

II

0,13 h

0,2 h

ky h

81 = 0

§1 = 0,13 h

8 J = 0,2 h

Oj = k\ h

N JS,

Il

II

Querfclinittsform

Voller Kreis, Durclimeffer h

Volles Quadrat, Seite h

>4.....,c^--->|

H- ^ ->!

•«.......« j

ru; s

§! = 0,3 h II §1 = k { h II

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*') Gültig für Querfehnitte nach Fig. 561 u.

Nr.

ro

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00

On

Bemerkungen

C ~ Fh²

0,41

0,0702

läge e

—    0,7317 k

—    0,232 II

Genau für

= 0,17 h

( Querfchnitt mit 2/ einzufiihren. Soll yi — J'II werden, fo man Sj = ky h mit ky = 0,702 zu machen.

Querfchnitt mit 2 f einzuführen.

} hat

0,41

0,2318

kt

0,124 +y (0,928 + /l’j)

0,071

0,241

0,094

0,0445

1/ AISA'Q -- h

ey — 0,29 h

8 = 0,i7 h

= 0,1 G5 h

= 0,ii h

I Querfchnitt mit 2f einzuführen. Soll yi = werden, fo ) hat man oj = ky h mit ky — 0,38 zu machen.

Querfchnitt mit 2 f einzuführen.

0,241

0,2095

0,1781 +-4(1,16 + Æj)

V S91‘0 = Ö

Querfchnitt mit 2f einzuführen.

0,04 45 0,246

— 0,u h

h mafsgebend; yi = 0,isi Fh². b mafsgebend; J//= 0,0955 Fb².

0,151

0,0955

0,31 b

Mittel der E-Eifen

man Sj = ky b

Soll yi — yII werden, fo hat

ÜH/1]

für ky — 0,02

zu machen. Querfchnitt mit 2f einzuführen.

h mafsgebend b mafsgebend

0,151

0,285

0,1916 + y (1,24 +/’j)

Mittel der E-Eifen

Soll yi — JII werden, fo bat man k in k b

ZU

[l +]/l,5S (y) - lj

k — 0,G2 machen.

Querfchnitt mit 2f einzufiihren.

h mafsgebend b mafsgebend

h mafsgebend; JI — 0,159 //a². b mafsgebend; JII = 0,0494 fb².

0,151

Mittel der

0,1910 + y (k — 1,24)

0,159

0,0494

E-Eifen

Mittel der I-Eifen

Nr. 12 bis 50

*N

II

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Querfchnittsform

ii

k-

SC

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oj = 0,2 h II

II <1 ss‘0 = Tg

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Oj = ky b

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»O

81

19

20

21

22

Bemerkungen

Soll yi — y F werden, fo hat man k in kl>

— 0,1976 zu machen.

k = \/ 0,636 (y)

h mafsgebend b mafsgebend

Querfchnitt mit 2/ einzuführen.

Nur für Gufseifen.

Soll yr— yII werden, fo hat

k — 0,512    (4’1 -f- 1,01 2)² -f- 0,6012

Z4 = \/~(k 0,512)² 0,6012 1,012

machen. Für k[ — 0,3 nach Nr. 12 wird dann k — 2,0 39.

Querfchnitt mit 4/ einzuführen.

man

oder

zu

Soll yi — Jll werden, fo hat man

k = 0,464 -j- \F(/i| -f- l,4684.)² -f- 1,8

k\ ⁼ \/ (A — 0,464)- 1,3594 ■—• 1,4634

Für Æ| = 0,34 nach Nr. 14 wird dann k — 2,6115«

Querfchnitt mit 4/ einzuführen.

594

oder

zu machen.

Soll yi — yn werden, fo hat man k — k^ —|— l,i48

zu machen. Ftir k\ — 0,2 nach Nr. 9 u. 10 wird k — 1,34s, was beweift, dafs der Querfchnitt für II meift zu fteif ift. Querfchnitt mit 4f einzuführen.

Querfchnitt mit 4f einzuführen, alfo yi = c . 4/. k².

0,1 59

+ 0,0494

,(t)

0,0437

0,0443

0,0450

0,15

^ (2,024 + k\) 0,6613

0,1462 4---

Ą (2/927 + k\)

1,2231

0,9454 +

k ,

0,124 + “T (k ~ 0,92b)

0,177 +

0,177 +

0,17 7 +    (1-' — 1,14b)

Schwerpunktslage e

Genau für

Mittel der I-Eifen Nr. Ï2 bis 50

0 := 0,OS33 k % = 0,i h Ô = 0,125 k

7/ 8i‘0 = 9

0 — 0,17 k

0 = 0,1 h

11

<v=!"

Oj = liy h k\ — 0,3

X‘l

II

-T

k\ — 0,2

Querfchnittsform

ft......T

1......*

CO

d

b-

p4

TL

■5

-us.........>*3<-........iA-

"T

Ä.....

;<•......... w......j

Tl

Pt

'i

"S'

fl

N----

■H

......

'■^v

Tl

HH

IF 11

3........?

UiO

3........f

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:*■

M--

r^j

---^-----I l

P*____

---O- •

S'

3........i

____

JlilL

-o-

•*i

.1

11!

■kl

.....H !

M

f.__!

VT)

d

vO

Cl

ci

GO

d

mafsgebende Querabmeffung des Stützenquerfchnittes F. Wird diefer Wert eingeführt, fo lautet die obige Gleichung für die mit Rückficht auf Zerknicken zuläffige Laft

mP l²

_ CEcFh²

P<

m l²

Fh² >

CEc

189.

m bedeutet den einzuführenden Sicherheitsgrad, der für Schweifseifen und Stahl 4- bis 6fach, für Gufseifen 7- bis 9fach und für Holz 8- bis 12 fach gewählt wird. Die höheren Zahlen gelten für lange beftehende und Erfchütterungen ausgefetzte, die niedrigen für zeitweilige Bauten; l bedeutet die theoretifche Länge der Stütze.

Bei der Berechnung einer Stütze hat man demnach ftets zwei Formeln, diejenige für Druck (Gleichung 186) und diejenige für Zerknicken (Gleichungen 187 oder 189) im Auge zu behalten. Um von vornherein zu entfcheiden, welche der beiden in einem gegebenen Falle mafsgebend ift, kann man diejenige Stützenlänge lv bei welcher die Gefahr des Zerknickens derjenigen des Zerdrücktwerdens gerade gleich ift, nach ¹⁰⁵)

190.

CEJkl

oder, wenn Jmin — c Fh² eingeführt wird, nach

CEc

191.

k = >> y

ermitteln. Ift die wirkliche Länge / j> lv fo ift die Stütze nach Gleichung 187 oder 189 auf Zerknicken, ift l /x, fo ift fie nach Gleichung 186 auf Druck zu berechnen.

Da fich die Benutzung der Steifigkeitsziffer c insbefondere bei einfachen Quer-fchnittsformen als fehr bequem erweift, fo find ihre Werte auf S. 206 bis 211 in überfichtlicher Zufammenftellung für einfache Querfchnittsformen angegeben.

Erläuterungen zu diefer Zufammenftellung. Der auf S. 206 bis 211 vorangehenden Feftftellung liegen die deutfchen Normalprofile zu Grunde.

Die Beftimmung der c-Werte ift nicht für alle Querfchnitte genau, weil die Verhältniffe der Ab-meffungen bei verfchiedenen Abftufungen eines Querfchnittes nicht unveränderlich find; daher wurde die dritte lotrechte Spalte eingefügt, welche angiebt, für welche Verhältniffe die Ermittelung genau ift. Sollte der Querfchnitt im einzelnen Falle von der Angabe diefer Spalte feinen Verhältniffen nach weit abweichen, fo ift das genaue unmittelbare Nachrechnen des Trägheitsmoments zu empfehlen; in allen Fällen genügen die Angaben zu gut annäherndem Feftftellen des erforderlichen Querfchnittes.

Fig- 556.

Bei den Querfchnitten 21 und 23 erfcheint die Steifigkeitsziffer c für Achfe II nicht als reiner Zahlenwert; gleichwohl ift die Benutzung der Werte bequem, weil man die Querfchnitte nach den Werten für Achfe I beftimmen und, nachdem fo das zu wählende Eifen feftgelegt ift, nach der Angabe unter »Bemerkungen« beftimmen kann, wie weit man die beiden Eifen voneinander zu entfernen hat, damit die Steifigkeit für Achfe II ebenfo grofs wird. Ueberhaupt find in der Spalte »Bemerkungen« die Verhältniffe feftgelegt, welche die Hauptträgheitsmomente gleich, alfo den Querfchnitt nach allen Seiten gleich fteif machen, wo dies in Frage kommen kann.

Für verwickeltere Querfchnitte (z. B. den viel verwendeten in Fig. 556) ift es häufig bequem, diejenige gleichförmig verteilt gedachte Spannung sz zu ermitteln, welche mit Riickficht auf Zerknicken zuläffig ift. Sollte diefe gröfser als .y, d. h. gröfser als die zuläffige Druckfpannung werden, fo ift die Stütze lediglich auf Druck zu berechnen, und ein folcher Fall entfpricht dann dem oben erwähnten /₃ > l (Gleichung 190 u. 191).

Die zuläffige Zerknickungsfpannung sz folgt aus

c e yki

m P F

In der Regel wird es für derartige Querfchnitte jedoch am einfachften fein, fie, probeweife vom Druckquerfchnitte ausgehend, fchätzungsweife feftzulegen, ihr kleinftes Trägheitsmoment auszurechnen und dann zu prüfen, ob diefes diejenige Gröfse

193-

P m l¹ 2

CE .........

erreicht, welche fich aus der Umkehrung der Gleichung 187 ergiebt, wenn man darin für P die wirklich zu tragende Laft einführt.

Ift der Gefamtquerfchnitt für ein zufammengefetztes Glied auch fteif genug gebildet, fo können die einzelnen Teile doch noch jeder für fich zerknicken, wenn fie nicht genügend miteinander verbunden find, weil der n-te Teil eines ganzen Querschnittes dem n-ten Teile der Laft fehr viel weniger Trägheitsmoment entgegenfetzt, als dem n-ten Teil des ganzen Trägheitsmoments. Die Teile eines zusammengesetzten Querfchnittes müffen daher durch hinreichend oftmalige Verbindung untereinander zu gemeinsamem Widerftande befähigt werden, fo dafs kein Teil unter dem auf ihn kommenden Laftteile allein ausknicken kann.

Soll der n-te Teil des ganzen Querfchnittes mit dem kleinften Trägheits

moment i fteif gemacht werden, fo mufs die Zahl N der Verbindungen der Quer-fchnittsteile untereinander, wenn man von den an den Stabenden etwa eingefetzten Verbindungen abfieht, betragen

v⁷

11E i

194.

worin jedoch A"Stets nach oben auf eine ganze Zahl abgerundet werden mufs. Diefe

P--.- ten u. f. w. Teile der Stablänge

Verbindungen find im anzubringen.

ten,

ten,

Wert von e und das Minuszeichen zu berückfichtigen. Für die 29 einfachen Quer-fchnitte der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 kann man auch hier J=cFh2 einführen ; die Gleichung lautet dann:

P /

o =

ch²

pp- r

196.

81EF

worin nun h die in den Abbildungen der 29 Querfchnitte in der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 angegebene Bedeutung hat.

Sollte der Ausdruck in der Klammer für eine der äufserften Fafern negativ,

PP

d. h. u e~^> c JP —

PP

werden, fo ergäbe fich für o Zug

oder Fue'MJ—

fpannung; alsdann empfiehlt es fich bei Gufsftützen, den Querfchnitt fo abzuändern, dafs auch in diefer Fafer Druck entfteht; auf der anderen Seite darf a die zuläffige Druckbeanfpruchung nicht iiberfchreiten.

8 EF

3) Die Freiftütze hat aufser der Laft in ihrem Kopfe oder Schafte Momente erzeugende wagrechte Kräfte aufzunehmen.

285.

Gebogene gufseiferne

Freiftützen. Schweifseifen zu bilden, fo ift doch die Verwendung von Gufseifen auch in folchen

Wenn auch angegeben wurde, dafs man fich beim Auftreten von Momenten aus wagrechten Kräften im allgemeinen am beften dabei fleht, die Stützen aus

Fällen nicht feiten; namentlich finden fich viele Hallenbauten, bei denen die Binder auf den Köpfen von Gufsftützen ruhen, fomit die Windkräfte und die Reibung bei Bewegungen infolge von Wärmefchwankungen als wagrechte Kräfte auf die Stützen übertragen.

Werden die beiden Querfchnittsformen Nr. 4 und 5 der Zufammenftellung auf S. 206 zu Grunde gelegt, ift P die lotrechte Laft, M das gröfste Biegungsmoment für die Stütze, D die Aufsen-, die Innnenabmeffung des Hohlkörpers, s die zuläffige Druck- und sg die zuläffige Zugfpannung im Gufseifen, fo ift die Stütze für den Fall, dafs s und sg beide voll ausgenutzt werden follen, auszubilden nach (fiehe Nr. 4 und 5 der Zufammenftellung auf S. 206) :

4 M (s - sg)

-    P(s + sg) ’

7, _    3 M(s — Sr)    *

-    P(s + s,) ’

P² is -f sg)    . .

0 = ———— -tur den Kreisrmg Nr. 4

2 Miz(s — sgy

+ y)

6 M(s — sg)²

Nach diefen Gleichungen ergeben fich in vielen Fällen praktifch nicht ausführbare Wandftärken d. Tritt dies ein, fo nehme man für § ein für die Ausführung bequemes Mafs an und beftimme dann h als den gröfseren der aus den beiden Gleichungen 198 u. 199 folgenden Werte:

für den quadratifchen Kaften Nr. 5

197.

2 TT Si-

(W¹

16 TT M 0 s

8 8s

(I + V/W

P²

h 2ir.S^ (V ¹ ^

16 ~ Mo sg

P²

—^ für den Kreisring Nr. 4 ^ für den quadratifchen Kaften Nr. 5 — 1 j für den Kreisring Nr. 4 1 j für den quadratifchen Kaften Nr. 5

198.

Bei Freiftiitzen wird u Stets in der Richtung einer der Trägheitshauptachfen (Siehe Teil I, Band 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Art. 314, S. 270³) liegen, fo dafs für die aus der Schiefen (exzentrifchen) Belastung entstehende Biegung die zu u Senkrechte Nulllinie und eines der Hauptträgheitsmomente J in Frage kommen. Es bezeichne noch e den Abftand der äufserften Fafern von der Nulllinie.

Man bemeffe den Querfchnitt zunächft für Druck in der Schwerachfe nach obigen Regeln auf Zerknicken für die Länge /; alsdann unterfuche man den Einflufs der biegenden Wirkung des Moments M = Pit, indem man die Spannungswerte

uc F

284.

Längsdruck aufserhalb der Schwerachfe wirkfam.

Me

14

.    .    195.

PF

PP F ~8ćf

berechnet; darin ift für die entferntefte Fafer auf derjenigen Seite der Nulllinie, auf welcher der Längsdruck P wirkt, neben dem entsprechenden Werte von e das Pluszeichen, für die entferntefte Fafer der abgewendeten Seite der entgegengefetzte

J-

¹

Der Längsdruck wirkt im Abftande u von der Schwerpunktsachfe.

²

   Vergl. Gleichung 94 (S. 296) in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« (2. Aufl. : Gleichung 87, S. 98; 3. Aufl.: Gleichung 120, S. 123).

³

¹⁰⁷)    2. Aufl.: Art. 59, S. 39. — 3. Aufl.: Art. 62, S. 41.

Wie die beiden Gleichungen erkennen laffen, wird bei Benutzung von 198 die zuläffige Druckfpannung s, bei Benutzung von 199 die zuläffige Zugfpannung sg voll ausgenutzt. Der gröfsere der beiden Werte h ift auszuführen.

Schliefslich ift dann

200.

D — h -j- 8 und = h — 8.

Beifpiel. Für die die Binder eines Hallendaches tragende Säule von Kreisringquerfchnitt fei die Laft, einfchl. des Eigengewichtes, P — 20 000k8; am Kopfe greift eine wagrechte Kraft H = 700 k8 an; die Stütze ift bis an die Fufseinfpannung /zj — 600cm hoch, fo dafs M — 600 • 700 = 420000cmkS zu fetzen ift. Soll die Druckfpannung s = 700 kS für 1 qcm ebenfo, wie die Zugfpannung Sg- — 250 k8 für fqcm voll ausgenutzt werden, fo mtifste nach Gleichung 197 gemacht werden :

^_ 4 • 420 000 (700 — 250)

20 000 (700 + 250)

= 39,s

cm

und 0 =

20 000² (700 + 250)

2 . tc . 420 000 (700 —250)²

= 0,71 cm.

Diefe Wandftärke ift für die Ausführung zu gering; dafür foll 0 = 1,₅ cm ausgeführt werden. Dann ift nach Gleichung 198

20 000

2 ic. 1,5 • 700

u+v

16.-.420 000.1,5 . 700

20 000²

und nach Gleichung 199

:)

= 25,s

cm

20 000

2 7t. 1,5 . 250

OA

16. ic. 420 000. Ls .250

20 000²

= 30,4cm,

Demnach ift der gemittelte Stützendurchmeffer mit dem gröfseren Werte von rund h = 30cm auszuführen. Dabei wird nach Gleichung 200

D=z 30 + 1,5 — 31,5cm und Z)₁ = 30 — 1,5 = 28,5 cm.

b) Freiftützen in Gufseifen.

Die in Gufseifen ausgeführte Freiftütze hat in vielen Fällen dadurch Unglücksfälle verurfacht, dafs fie bei Feuersbrünften ftark erhitzt, dann, vom kalten Strahle des Spritzenfchlauches getroffen, fprang und plötzlich zufammenbrach. Diefer Mangel hat fchon feit längerer Zeit die gufseiferne Freiftütze, wie den gufs-eifernen Träger aus den Hochbauten nordamerikanifcher Städte ganz verbannt, wo fie durch Schweifseifen oder weichen Stahl erfetzt ift. In Europa überwiegt die Verwendung des Gufseifens für diefe Konftruktionsteile, wegen der bequemen Formengebung und des meift geringeren Preifes gegenüber demjenigen des Schweifs-eifens, noch erheblich.

Durch die »Baupolizeiliche Vorfchrift über Stützenkonftruktionen in Hochbauten in Berlin« (vom 4. April 1884¹⁰⁸) ift die Verwendung gufseiferner Freiftützen unter maffiven Wänden von Gebäuden, welche unten Gefchäfts-, oben Wohnräume enthalten, von der Bedingung abhängig gemacht, dafs diefe Stutzen durch feite Ummantelungen aus Schweifseifen der unmittelbaren Berührung durch Feuer und Waffer entzogen werden; anderenfalls dürfen fie nur aus Schweifseifen oder aus Klinkermauerwerk in Zementmörtel gebildet fein ¹⁰⁹). Als anderweitige Mittel, um das Erhitzen von gufseifernen Freiftützen zu verhindern, find für hohle Querfchnitte Vorkehrungen zu fchneller Füllung mit Waffer oder zur Erzeugung von frifchem Luftzuge von unten her bei Feuersgefahr vorgefchlagen ; diefe ftofsen jedoch meift auf Schwierigkeiten und find in ihrem Erfolge nicht erprobt¹¹⁰).

Uebrigens haben fich auch Schweifseifenftützen als ftarkem Feuer nicht gewachfen gezeigt. Man fteht heute auf dem Standpunkte, für jede eiferne Stütze, mag fie aus Schweifs- oder Gufseifen beltehen, eine befondere feuerfichere Ummantelung zu fordern, fobald Feuerbeftändigkeit von der Stütze verlangt werden mufs.

¹⁰⁸) Siehe: Centralbl. d. Bauverw. 1884, S. 153. — Deutfche Bauz. 1S84, S. 190. .— WochbL f. Arch. u. Ing.

1884, S. 174.

286.

Anwendung.

¹⁰⁹)    Durch diefe Beftimmung veranlafst, hat neuerdings Baujchirtger vergleichende Verfuche über die Tragfähigkeit von erft erhitzten, dann kalt angefpritzten Säulen aus Gufseifen und Schmiedeifen angeftellt, nach denen die erfteren den letzteren überlegen fein follen. (Vergl. : Bauschinger, J. Mitteilungen aus dem mechanifch-technifchen Laboratorium an der k. technifchen Hochfchule in München. 1885, Heft 12 — ferner: Wochbl. f. Baukde. 1885, S. 125 u. 149.)

¹¹⁰)    Siehe auch Teil III, Bd. 6 diefes »Handbuches«, Abt. V, Abfchn. 1, Kap. 1 : Sicherungen gegen Feuer.

287.

Querfchnitt.

Weitere Beobachtungen über die Tragfähigkeit der Stützen im Feuer¹¹¹), namentlich auch bei fortgefetzten Verfuchen Baufchinger's, ergaben, dafs fchweifseiferne Stützen durch das Erhitzen fchneller ihre Tragfähigkeit verlieren, als richtig , d. h. ohne plötzliche Querfchnittsübergänge, geformte Gufsftützen, und daher als mindeftens fo unficher, wie diefe anzufehen find. Wirkliche Sicherheit erhält man alfo nur durch feuerfefte Ummantelung beider Stoffe, von denen im nächften Bande, Heft 3 (Abt. III, Abfchn. 2, A, Kap. 1) die Rede fein wird (vergl. auch Fig. 568). Ohne diefe find nach den heutigen Erfahrungen aber gut durchgebildete Gufsftützen als widerftandsfähiger gegen Feuer anzufehen, als fchweifseiferne und ftählerne¹¹²).

Bei fchweren Laften ift auch die häufig durchgeführte Ausnutzung hohler Freiftützen zu Rauchrohren nicht zu empfehlen, da das Erhitzen der Wandungen und das Einführen des Feuerzuges die Tragfähigkeit wefentlich beeinträchtigen. Auch die Benutzung des Inneren hohler Freiftützen zur Ableitung von Waffer foll dann vermieden werden, wenn die Stütze dem Frofte ausgefetzt ift, da gefrorenes Waffer die Wandungen fprengt. Ift diefe Art der Ausnutzung in nicht froftfreier Lage nicht zu umgehen, fo foll man die Wandungen in nicht zu weiter Teilung mit kleinen Bohrlöchern durchbrechen, damit das quellende Eis einigen Ausweg findet, und in das Innere noch befondere Leitungsrohre aus Gufseifen einfetzen.

Die Querfchnittsformen gufseiferner Freiftützen find bei völlig freier Stellung der Kreisring (Fig. 557), der quadratifche Kaften (Fig. 558) und das Kreuz (Fig. 559). Stehen die Stützen in der Richtung einer Wand als Einfaffung grofser Oeffnungen, fo verwendet man den Querfchnitt nach Fig. 560 auch wohl mit Kreisring ftatt des quadratifchen Kaftens an der Aufsenfeite, den I-(Fig. 561) oder den C-förmigen Querfchnitt (Fig. 562), bei denen der Steg gewöhnlich durchbrochen ift ¹¹³).

Bezüglich der Höhenentwickelung der Stützen ift zu beachten, dafs ftarke Ausladungen im Fufse oder Kopfe, welche den Qüerfchnitt plötzlich, ohne Verftärkung, auf einen gröfseren Umfang bringen, bereits Grund zu Zufammenbriichen geworden find, indem der fchräge Teil der Ausweitung ringsum abgefchert wurde und der engere Teil fich in den weiteren hineinfchob. Der Stützenquerfchnitt foll daher thunlichft unverändert durchlaufen, weshalb weit ausladende Formen maffiv angegoffen, mit Querrippen ausgefteift, oder beffer in leichter Ausführung in Gufseifen oder Zinkgufs umgelegt werden; die erfte Art der Herftellung bringt Gefahren durch die erheblichen und meift plötzlichen Schwankungen der Waudftärke, insbefondere bei Feuersbrünften; das letzte Verfahren ift das ficherfte.

Glaubt man zur Erzielung von kräftigen Profilierungen die Ausweitung des ganzen Stützenquerfchnittes auch im Inneren nicht entbehren zu können, fo mufs man die nach dem zweiten Verfahren an der Ausweitungsftelle im Inneren anzubringenden Rippen nach oben und unten fchlank verlaufen laften.

Fig. 557-

Fig- 558-

Fig. 559-

:S

:S

*~b

Fig. 560.

..J-

Fig. 561. Fig. 562.

"T

-i

T ~~

«s

Preisfchrift des

111)    Vergl. : Möller & Lühmann. Berechnung der Stützen mit Berückfichtigung der Erhitzung.

Vereines zur Förderung des Gewerbefleifses in Preufsen. Verh. d. Ver. z. Beförd. d. Gwbfl. in Preufsen. 1887, S. 573. (Auch als Sonderabdruck erfchienen.) — Siehe auch Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte, 2. Aufl. (Art. 145, S. 123; 3. Aul: Art. 147, S. 138) diefes »Handbuches«.

112)    Nach Beobachtungen der Londoner Feuerwehr haben fich auch ftarke eichene Freiftützen in heftigen Feuers-biünften gut gehalten, eine Erfcheinung, die daraus erklärt wird, dafs die in einem durchglühten Raume noch enthaltene Luft zu fauerftoffarm ift, um hartes Eichenholz zu wirklichem Brennen zu bringen. Die Stützen zeigten fich bis auf geringe Tiefe mit einer fchützenden Kohlenfchicht bedeckt, im Inneren aber völlig gefund. Auf derartigen Erfahrungen fufsend, hat

neuerdings die Freiftützen der Speicher im Bremer Freihafengebiete aus Eichenholz hergeftellt.

113)    Ueber Ausbildung der nicht centralen Querfchnitte flehe : Deutfche Bauz. 1881, S. 344; 1882, S. 468.

man

Hat die Stütze nicht in allen wagrechten Schnitten gleichen Querfchnitt, fo ift für die Berechnung auf einfachen Druck der kleinfte, für die Berechnung auf Zerknicken in der Regel der in halber Höhe liegende Querfchnitt mafsgebend.

288.

Berechnung

und

Die Beanfpruchung gufseiferner Freiftützen durch äufsere Kräfte erfolgt lotrecht und ganz oder nahezu genau im Schwerpunkte. In den Fällen, in denen die äufseren Kräfte wagrecht, geneigt oder erheblich fchief wirken, in Fällen alfo, Ausführuns-in denen erhebliche Biegungsmomente auftreten, verwendet man zweckmäfsiger Schweifseifen. Doch kommen gemäfs Art. 285 (S. 214) auch gufseiferne gebogene Stützen vor.

Die Herftellung der gufseifernen Stützen erfolgt der Einfachheit halber bei grofser Länge in liegender Stellung; diefe Art geftattet zwar den Gufs fehr langer Teile in einem Stücke; doch fällt der Gufs leicht locker und blafig aus, weil das flüffige Eifen nur unter geringem Drucke fteht, und die Luftblafen aus der langen wagrechten Form fchwer entweichen können. Auch ift es fchwierig, den fchweren Kern fo fteif zu bilden, dafs er nicht in der Mantelform durchhängt, und fo entliehen grade an der ungünftigften Stelle, in der Mitte der Länge, ungleiche Wand-Harken, oben zu grofse, unten zu geringe. Die lieh ergebende Schiefe und ungleich-mäfsige Dichtigkeit des Querfchnittes haben auf die Tragfähigkeit der Stütze den-felben ungtinftigen Einflufs, wie fchiefer Angriff der Laft, und können eine richtig berechnete Stütze ernltlich gefährden. Die Ungleichmäfsigkeit der Wandftärken ift genau nur durch Anbohren zu erkennen.

Mit Sicherheit werden diefe Mängel bei flehendem Guffe vermieden. Hierbei ift die Länge der Teile eine befchränktere, da Giefsgruben von entfprechender Tiefe erforderlich find. Nur gröfsere Giefsereien haben die nötigen Anlagen und giefsen Längen bis zu 8m. Der Gufs wird dicht, weil die Laft des Eifens felbft das Material verdichtet, und die Blafen können nach oben entweichen. In der flehenden Form kann der Kern leicht gerade gehalten werden. Die Giefstechnik ift jedoch heute fo weit vorgefchritten, dafs man flehenden Gufs nicht mehr unbedingt vorzu-fchreiben braucht. Bei liegend gegoffenen Stützen ift jedoch genaue und fcharfe Prüfung unerläfslich.

Die Dichtigkeit des Guffes prüft man am bellen durch Nachwägen der Stücke von bekanntem Inhalte.

B e i f p i e 1 i.

flach auffteht und oben ein Kugelgelenk befitzt und am foll bei 500 cm Länge 25000 ks mit (m =) 8tacher Sicherheit tragen; die zuläffige reine Druckfpannung

289.

Beifpiele.

Eine gufseiferne Ringftütze Nr. 4 der Zufammenftellung auf S. 206, welche unten

Ausweichen nicht verhindert ift (Fall I, C = 2,5),

ift für fchweren Gufs fr =) 500 für 1 qcm.

Das Längenverhältnis, bei dem die Gefahr des Zerdrücktwerdens und des Zerknickens gleich grofs ift, folgt nach Gleichung 191 (S. 212) bei E — 1000000k£ für 1 qcm mit

-*]/

2,5 . 1000000 • 0,125

8 . 500

und h —

8,84

Der gemittelte Durchmeffer müfste alfo    = 00 57 cm betragen, wenn die Gefahr des Zerknickens

0)84

nicht vorliegen follte. So ftark wird man die Stütze nicht machen, da fie dann nur eine Wandftärke von

25000

cm erhielte; fie ift alfo nach Gleichung 189 (S. 212) auf Zerknicken zu be-

Wird noch beftimmt, dafs mit Rückficht auf ficheren Gufs die Wandftärke 1,8 cm betragen foll, fo ergiebt fleh nach Gleichung 189

= 0,28

500 • n . 57

rechnen, wobei man genau genug E = 8 h it fetzen kann.

TZ h . 1,8 JE —

8 • 25000 • 5002 2,5 • 1000000 • 0,125 ’

*=l?

8 • 25000 ■ 500²

= 30,5

cm

1,8 . 3,14.2,5 • 1 000000 • 0,125 Der äufsere Durchmeffer ift alfo 30,5 -j- 1,8 = 32,3 cm, der innere 30,5 — 1,8 = 28,7

cm .

Eine kaftenförmige Gufsfliitze Nr. 5 der Zufammenftellung auf S. 206 ift mit 0 — 1,5 cm txnd von 750 cm Länge vorhanden; es fragt fich, wie

B e i f p i e 1 2.

den Querfchnittsabmeffungen h =rr 18,5 viel diefe mit (in =) 7 fâcher Sicherheit tragen kann, wenn fie unten mit grofser Grundplatte flach auf-

cm

gefetzt und oben am Ausweichen verhindert wird (Fall III, C = 20).

Das Längenverhältnis, bei dem Zerknicken noch nicht eintritt, folgt bei s = 500 kg für 1 qcm zuläffiger Druckfpannung nach Gleichung 191 (S. 212) bei c — 0,1667 mit

= "]/

20 . 1000000 • 0,1667

7 • 500

und h —

30,9

fo dafs alfo die gemittelte Breite h wenigftens Druck zu berechnen fein follte.

750

30,9

= 24cm betragen müfste, wenn die Stütze nur auf

Da der Querfchnitt 4 . 18,5 . 1,5 = 111 qcm beträgt, fo folgt die zuläffige Laft aus Gleichung 189

(S. 212) mit

20 • 1000000 • 0,i 667 . 11 1 • 18,5²

7 • 750²

= 32170 % •

Länge 47000ks

Beifpiel 3. Die Freiftütze für den Träger eines Schaufenfters hat bei 375 zu tragen, mufs als oben und unten verdrehbar gehalten (Fall II, C = 10) angefehen werden und foll einen Querfchnitt nach Fig. 560, 563 u. 564 (Nr. 25 der Zufammenftellung auf S. 210) mit 18 Breite erhalten; die für die Berechnung unwefentliche Tiefe ift 77cm. Da die äufsere Breite nur 18cm betragen foll, fo darf b mit nur etwa 18 — 3 = 15 cm angefetzt werden, und die Länge, bei welcher die Stütze einfach auf 500kS Druck für 1 qcm Zu berechnen fein würde, ift nach Gleichung 191 bei in — 8

cm

cm

gröfster

1/

10- 1000000.0,15

8.500

= cc 281 cm-

Da die Stütze länger ift, mufs fie nach Gleichung 189 (S. 212) bemeffen werden, und zwar wird nach Gleichung 189

Fh² = F b² =

8 .47000 . 375²

10 • 1000000 • 0,15

= 35250;

35 250

157

15²

= 157 ücm, und da F — 5 b 8 ,

5 • 15

= 2,09 cm;

b ift fomit genauer mit 18 —• 2,09 = 16,0 cm einzuführen; 4 wird dann die Länge der Stütze, und die Wandftärke wird genauer nach

281 • 16

15

— 300cm, alfo kleiner, als

F-

35250

lö²

— 137,8 qcm

137,8

5 • 16

= 1,72 cm,

wofür mit Rückficht auf abermalige Vergröfserung von b die Wandftärke 0 = 1,7 cm ausgeführt wird.

Die nötige Anzahl N von Verbindungen des hinteren Flanfches mit dem vorderen Kalten durch angegoffene Stege ergiebt fleh in folgender Weife. Nach Fig. 564 ift

(‘•’.+D

+ li7

Die Belaftung des Flinterflanfches ift — der ganzen Laft 11 = 5, alfo nach Gleichung 194 (S. 213)

5

1,7

xo (18. 1,7 +3.1,7)= 18 . 1,7 —ft i = 18

3 • 1,7

1,2³ + (1,7 - 1,2)³

375

8.47 000

, alfo Xo = 1,16 = 00 1,2 cm, und

3,5 ³ — 0,5 ³

= 36.

5 ■ 1000000 • 36

= 5,4 n 6.

3,14

Einfchliefslich derjenigen am oberen und unteren Ende find 8 Stegverbindungen im 1., 3., 5., 7., 9. und 11. Zwölftel der Länge anzugiefsen.

Beifpiel 4. In eine 1 Stein ftarke Innenwand foll ein gufseiferner Ständer mit I-förmigem Querfchnitte nach Fig. 561 (Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 206) geftellt werden, deffen Flanfche behufs bündigen Einputzens l,s cm dick fein mliffen ; das Mafs b für Nr. 6 ift alfo 25 —1,8 = 26,scm und o = l,8 cm. Der Ständer ift 450 cm hoch und (nach Fall II, C= 10) oben und unten verdrehbar geführt.

Die aufzunehmende Laft ift P= 36000 kg; wie breit muffen die Flanfche fein, d. h. wie grofs ift das h in Nr. 6 zu machen? Die Zerknickungslänge ift nach Gleichung 191 (S. 212) aus Achfe / in Nr. 6 für m — 8 fache Sicherheit und ,r = 500 kg für Iqcm nach Gleichung 191:

*v

10 • 1 00 0 0 00 . 0,0833

8 . 500

= 14,4 h.

Wenn alfo die Stütze nur auf Druck zu berechnen fein follte, fo müfste die Flanfchbreite —— 81,2 cm

14,4

betragen; die Tragfähigkeit wäre dann aber 2 . 1,8 . 31,2 . 500 = 56160kg.

Die Flanfche werden daher fchmaler zu machen, dann aber nach Gleichung 189 (S. 212) auf Zerknicken zu berechnen fein, und es folgt

Fh² =

8 • 36000.450²

10 • 100 0 0 00.0,0833

=70012.

F ift = 2 § h, alfo 2 • 1,8 . h . 1F — 70012 und h

70012

3,6

— 27,0 cm.

Damit die Steifigkeit der Achfe II mindeftens fo grofs fei, wie die für /, mufs nach Nr. 6 b > 0,577 • 27 = 15,6 cm betragen; der Ständer ift für Achfe / bei b = 26,8, alfo jedenfalls zu fteif.

Für die Berechnung der Verbindungsftege nach Gleichung 194 (S. 213) ift

27 • 1,8³

n = 2, i —

12

= 13, alfo N —

450

8,14

1/

8 . 36 000

2.1000000 . 13

g — 14,9 00 15.

Abgefehen von den beiden an den Enden find fomit 15 Stege in den ungeraden Dreifsigfteln einzugiefsen.

Statt diefer 17 Stege wird man hier einen vollen Steg zwifchen die Flanfche giefsen, oder man verfieht jeden Flanfch, wie in Beifpiel 3 (Fig. 563 u. 564), mit einer durchlaufenden Rippe und bringt dann Verbindungsftege in weiterer Teilung an, die zu berechnen ift, wie in Beifpiel 3.

Beifpiel 5. Hier möge die in Art. 284 (S. 213) befprochene fchiefe (exzentrifche) Belattung der Stützen berückfichtigt werden. Auf die Freiftützen des Beifpieles 3 fei die Laft von 47 000 kg fo gelagert, dafs fie in der geometrifchen Mitte A (Fig. 563) der Tiefe von 77 cm angreift. Hier ift F = 3 • 18 • 1,7—)— 2 . 14,g . 1,7 = 141 qcm; der Abftand xo des Schwerpunktes von der Vorderkante folgt aus 18-1,7 (0,85 -j- 17,15 -)- 76,15) -f- 2 . 14,6 .1,7-9

Fig. 563.

i-

“A

ft

f/vl-----

Xo =

141

= <N) 23,5

Fig. 564.

fomit ift für die Zugfeite e = 23,5 das Trägheitsmoment für die Schwerpunktsachfe, welches berechnet werden mufs, weil hier Gleichung 195 (S. 213) zur Verwendung kommt, ift 23,s³ — 21,s³ + 7,2³ — 5.6⁸ + 53, s³ — 51,₈³

cm,

für die Druckfeite e — 77 — 23,5 = 53,5 cra ;

f 2 • 1,7

21,8³ — 7,2³

h,7

EKP

K'

= 113096 (auf Centim. bezogen).

Die gröfsten Spannungen find demnach nach Gleichung 195

'F-—b*o=jS-

47000

141

15.53,6 .141

113096 —

47 000 . 375²

= 670 Druck an der Innenfeite

8 . 1000000

und

47 000

15.23,5 • 141

141

113096 —

47000 . 375²

= 185 kg Druck aufsen.

8 . 1000000

Die Stütze genügt demnach eben für die fchiefe Belattung. Die ftärkere Belattung des Innen-flanfches hat nun aber nach Mafsgabe der Gleichung 194 (S. 213) eine entfprechende Vermehrung der Verbindungsftege zur Folge.

c) Freiftützen in Schweifseifen.

Schweifseiferne Stützen beftehen ausfchliefslich aus Walzquerfchnitten, und zwar find für ganz leichte Stützen I- und C-Profile zu verwenden ; fchwerere werden durch Vernieten mehrerer Walzeifen hergeftellt.

290.

Querfchnitt.

Da die Teile eines Querschnittes ohne offenen Schlitz feff aufeinander genietet werden, da aber die mit Rückficht auf dichten Schlufs der Fuge zu verwendende Heftnietteilung (flehe Art. 209, S. 153 u. Art. 244, S. 183) von 6 ff bis 8 ff kleinere Abftände der Verbindungen liefert, als die Rückficht auf Widerftand der einzelnen Teile gegen Zerknicken, fo braucht die Anzahl der Verbindungen bei dicht ge-fchloffenen Querfchnitten nicht nach Gleichung 194 (S. 213) berechnet zu werden. Demnach kann der Gefamtquerfchnitt mit feinem Trägheitsmoment bei der Berechnung ohne weiteres benutzt werden, fobald die einzelnen Teile ohne Zwifchen-

Fig. 5⁶5-

Fig. 566.

Fig. 567.

Fig. 568.

Fig. 569.

_J_

ir⁻t

rrt

A-n

HF

-J

Fig. 573-

Fig. 570.

Fig. 57*-

■4

Fig. 572.

Sw)'“

Ä w

!<-----(2---y

*-----at—»

Fig- 574-

-d>

raum aufeinander liegen. Liegen die einzelnen Teile nicht unmittelbar aufeinander, fo find Gitterwerk oder einfache Querverbindungen erforderlich, deren Teilung dann wieder mindeftens der Zahl N aus Gleichung 194 entsprechen muSs.

AuSser den einheitlichen Walzquerfchnitten, nämlich den I-, C- und für Schwache Stützen den -f--Eifen n^)} deren Berechnung ganz nach den obigen Regeln durchgeführt werden kann, find neben den in der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 angeführten Walzeifen namentlich die in Fig. 565 bis 577 dargeftellten zufammengefetzten

Querfchnitte verwendbar.

Gemeinfame Eigenfchaft der meiften genieteten Querfchnitte find die durch die Verbindungsteile entstehenden, vor Springenden Rippen, die in der Anficht nicht eben günftig wirken, aber nur bei fo grofsem Umfange zu vermeiden find, dafs das Innere zugänglich wird. Querfchnitte, wie Fig. 569 (Berliner Stadt-Eifenbahn), find nur in kurzen Stücken herzuftellen, und felbft dann bedingt die Nietung der zweiten Platte befon-

dere Vorkehrungen und teuere Grunde find kreisrunde Stützen aus genietetem Bleche mit kleinem Durchmeffer

weil mühfame Ausführung. Aus dem gleichen

1U) Ueber ftarke -(--Eifenprofile nebft zugehörigen Köpfen und Füfsen fiehe : Centralbl. d. Bauverw. 1885, S. 552 ferner: Zeitfchr. d. Ver. deutfch. Ing. 1885, S. 936; 1886, S. 40.

\Y

i) das gleichfchenkelige Winkeleifen (Fig. 565, 566, 570 u. 572, liehe die Normalprofile in 1 eil I, Band 1, erfte Hälfte diefes »Handbuches«, ferner Nr. 7, 8, 9, 10, 28 u. 29 der Zufammenftellung auf

S. 206 bis 211);

2) das ungleichfchenkelige Winkeleifen (Fig. 567, fiehe die Normalprofile ebendaf., ferner Nr. 11, 12, 13, 14, 26 u. 27 der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211);

3)    das E-Eifen (Fig. 568 u. 569, fiehe die Normalprofile ebendaf., ferner Nr. 19, 20, 21 der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211);

4)    das I-Eifen (fiehe die Normalprofile ebendaf., ferner Nr. 22 u. 23 der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211,

feiten, auch nicht zu empfehlen, da die zur Mitte nicht allfeitig fymmetrifchen Nietnähte' den Querfchnitt fchief machen.

Die Grundformen für die Querfchnittsbildung fchweifseiferner Freiftützen find:

Fig- 575-

Fig. 576.

Fig. 577-

291.

Querfchnitt

bildung.

•4

-p>

,-c

■*

j.--------fr--------;

t-

K.

-I--I----

si

\/

V-

- b$

0;

Fig. 578.

endlich auch Fig. 578) ;

5)    die Blechplatte als Aufsenplatte (Fig. 568 u. 569) oder als Einlage (Fig. 572);

6)    das Bandeifen felbftändig nach Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 206 oder als Einlage im Schlitze zwifchen den übrigen Teilen (z. B. dargeftellt in Fig. 573, 575 u. 577, ebenfo einzulegen in die Querfchnitte Fig. 571 u. 576);

7)    das Bandeifen mit Rundftab (fer plat a boudin, Bulbeifen, Fig. 570) zur Ausfüllung von Schlitzen und Ver-fteifung des äufseren Umfanges, vorwiegend in Frankreich und im Schiffsbau angewendet;

8)    das Quadranteifen (Fig. 571, 572 u- 574> fiehe die Normalprofile im genannten Bande, die bequemfte Form

für cylindrifche Freiftützen, fehr gebräuchlicher Querfchnitt amerikanifcher Konftruktionen;

9)    das Belageifen (Fig. 573), fiehe die Normalprofile ebendaf., welches einen ungewöhnlich lang geftreckten Querfchnitt und, wegen der fchmalen Flanfche, eine fchwierige Vernietung ergiebt ;

10)    das Quadranteifen mit doppeltem Winkel (Fig. 575, Völklinger Hütte), welches im Handel nicht ftets zu haben ift, indes durch verfchiedenartige Zufammenfetzung die Bildung einer grofsen Zahl

von zweckmäfsigen Querfchnitten geftattet;

11) das Trapezeifen oder fchiefwinkelige Rinneneifen (Fig. 576 u. 577), welches Burbacher Hütte in den auf S. 222 angegebenen Profilen hergeftellt wird.

u. a. von der

2 zwifchen Walzen verbogenen I-Eifen, Patent

12) Einen eigenartigen Stützenquerfchnitt aus Jones & Laughlins, zeigt Fig. 578. Der Querfchnitt ift leicht herzuflellen und offenbar fehr fteif.

den Patentinhabern in Chicago für die Stützung

Fig. 578 zeigt ihn mit feuerficherer Umhüllung, wie er

Gebäuden verwendet wird, die aufser dem Erdgefchofs noch 16 Gefchoffe übereinander enthalten.

von

von

Das kleine Einfatzftück in der Mitte ift gleichfalls ein Walzeifen.

Schiefwinkelige Rinneneifen der Burbacher Hütte.

Profil

Bezeichnung nach Fig. 576:

Querfchnitt Gewicht

Blatt

Nr.

T rägheitsmoment für die Achten XX oder FF für 4 Eifen (Fig. 576)

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

XXIV

6«

7«

7*

Ie

Id

Ie

7/

1s

là

16,35

16,35

16,35

28

28

28

28

28

28

28

28

28

28

io    CO    Iß    CO

cOeotO^i^OiOfMcotO^

C'-oôoooÔGÔoôaî'oîaScfd'

CO >—* t—t |_i i—i

00 O    w

<M Tf< CO CO    C-J Tt O

C4 CQ OÎ oî CO CO CO M

36,9

42,o

47,2

88,8

96,8

104,8

112,8

120,8

128,8

130,8

144,8

152.8

160.8

28,6

32,6

36,6

68,9

75,i

81,3

87,5

93,7

99,9

106,i

112,3

118,5

124,7

11 747 13 814 15 880 73 957 81 602 89 247 96 892 104 537 112 182 119 827 127 472 135 117 142 760

Centimeter

Kilogramm

Quadrat-Centimeter

Aulser diefen Profilen, welche noch eine grofse Zahl von anderen Zufammen-ftellungen geftatten, kann noch eine weitere Reihe ausgebildet werden, indem man 2, 3, 4 oder noch mehrere diefer Stützen durch Gitterwerk zu gegliederten Freiftützen verbindet (Fig. 574) oder in die Hohlräume der einfachen Querfchnitte noch Bleche und VVinkeleifen einfügt (Fig. 572).

Einen Querfchnitt erfterer Art bildet ftreng genommen fchon der I-förmige Querfchnitt in Fig. 567, welcher aus 2 T-förmigen Querfchnitten mittels Vergitterung erzielt wurde. Fig. 566 (Nr. 29 der Zu-fammenftellung auf S. 211) zeigt einen Quadratquerfchnitt aus 4 Winlceleifen und 4 Gitterwänden, in welchem die Winlceleifen fehr häufig umgedreht erfcheinen, fo dafs ein Kreuz aus 4 Winkeln (Nr. 10 derfelben Zufammenftellung) mit fehr breiten Schlitzen entlieht. Fig. 574 Hellt einen zweiteiligen Querfchnitt aus 2 Quadranteifenfäulen dar.

Derartige Anordnungen werden jedoch nur bei fehr bedeutender Höhe und Belaftung und namentlich dann verwendet, wenn wagrechte oder geneigte Kräfte auf die FYeiftütze wirken. Ihre Anwendung wird durch die gewöhnlichen Aufgaben des Hochbaues nur feiten bedingt; fie kommen z. B. zur Unterftützung der Dächer weiter Hallen, alfo in Bahnhof-, Markt-, P'efthallen, Ausftellungsgebäuden u. f. w. vor, wo fie die feitlichen Winddrücke aufzunehmen haben.

292.

Ausftattung.

Für die äufsere Ausftattung der fchweifseifernen Stützen find völlig befriedigende Formen bisher nicht gefunden, da faft alle Querfchnitte die mageren Eifendicken zeigen und fich daher den kräftigeren Formen fleinerner oder hölzerner Konftruktionsteile fchlecht anfchliefsen³¹⁵). Das Walzverfahren geftattet nur die Herftellung völlig prismatifcher Formen. Verjüngungen und Schwellungen können blofs durch Verwendung fchwieriger Herftellungsverfahren (Berliner Stadteifenbahn : trapezförmig gefchnittene Platten für Fig. 569, keilförmig gefchmiedete Einlageftreifen für Fig. 576) mit vergleichsweife hohen Koften erzielt werden; verzierende Teile miiffen aus anderweitigen Bauftoffen (Zink, Zinkgufs, Gufseifen) gebildet und mittels Ver-fchraubung angefetzt werden. Die Nietköpfe verfchwinden durch Verfenkung.

¹¹⁵) Vergl. auch:

Heuser, G. Ueber Pfeiler von verfchiedenfeitiger Struktur. Deutfche Bauz. 1881, S. 344; 1882, S. 468.

Schmiedeeiferne Säulen aus Quadrant-Eifen und Verkleidung eiferner Stützen. Deutfche Bauz. 1884, S. 225.

Koulle, H. Schmiedeeiferne Stützen aus Quadranteifen und LEifen. Deutfche Bauz. 1884, S. 235.

Zur völligen Befeitigung diefer Schwierigkeiten find zuerft in Amerika Ummantelungen mit vollen oder hohlen Thonplatten vorgenommen worden, welche mittels Blechklammern an befonderen Befeftigungsteilen, auch wohl an den Nietköpfen aufgehängt, dann in den Fugen verftrichen oder ganz geputzt find, die Stütze auch ganz frei umgeben (Fig. 578). Auch das Einhüllen der Stütze in Betonkörper giebt wirkfamen Feuerfchutz und ift vergleichsweife billig. So entlieht fcheinbar eine ileinerne Stütze, der man jedes gewtinfchte Profil geben kann und deren feuerfefter Mantel zugleich den eifernen Kern fchützt. Die Anordnung ift jedoch verwickelt und teuer und hat den Mangel, dafs bei Wärmeänderungen infolge der Bewegungen des Eifens leicht Riffe in den Plattenfugen entliehen, wenn die Umhüllung in feiler Verbindung mit der Stütze lieht. Diefe Bedenken find jedoch heute fo weit be-feitigt, dafs die Verwendung feuerfefter Umhüllungen an manchen Orten behördlich vorgefchrieben wird für folche Stellen, an denen aus dem Nachgeben der Stützen Gefahren für Menfchen entliehen können.

293-

Bauart

An diefer Stelle ift noch eine befondere Art von Freiftützen zu erwähnen, die Verbundftützen der Hennebique-Bauart¹¹⁶). Wie Fig. 579 zeigt, beftehen diefe Hennebiqu aus einem Gerippe von Rundeifen oder auch nur Drähten, welche durch Bandeifen

Fig. 579-

oder Drahtfchlingen gegeneinander feftgelegt find und ganz in Beton oder Zementmörtel eingehüllt werden.

Der Form nach kann man auf diefe Weife fowohl Holz-, wie Steinftützen nachahmen ; erfteres zeigt Fig. 579. Selbft durch an Querfchnitt nur geringe Einlagen werden folche Stützen beträchtlich tragfähiger als folche aus Beton oder.

Mörtel ohne die Einlagen. Man kann höhere Druckfpannungen zulaffen; namentlich wird auch die Widerftandsfähigkeit gegen Zerknicken erheblich höher als in gleichen Körpern ohne Einlagen. Solche Verbundftützen können daher verhältnismäfsig fehr fchlank geftaltet werden. Während man beften Beton höchftens bis zu etwa 25 kg für 1 qcm belaftet, hat es kein Bedenken, die Spannung in folchen Verbundkörpern auf 50 kg für 1 qcm und felbft höher fteigen zu laffen.

Sie find alfo fehr leiftungsfähig und verdienen alle Beachtung. Da fie jedoch nicht eigentlich zu den eifernen Stützen gehören, fo werden fie hier nicht eingehender behandelt, zumal fich ausführliche Mitteilungen darüber an anderer Stelle¹¹⁶) diefes »Handbuches« finden.

Für einfache Querfchnitte erfolgt die Berechnung auf Zerknicken nach Ermittelung der Steifigkeitsziffer c (fiehe Teil I, Band i, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Art. 340, S. 303 ¹¹⁷) nach Gleichung 189 (S. 212) ganz fo, wie dies in der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 für 29 Querfchnitte durchgeführt ift und oben für gufseiferne Stützen gezeigt wurde. Indes ift die allgemeine Ermittelung von c nicht für alle Querfchnittsarten möglich; alsdann tritt die Berechnung durch Verfuchen mit vorläufigen Annahmen ein, indem man das erforderliche ldeinfte Trägheitsmoment nach Gleichung 193 (S. 213) beftimmt oder die zuläffige Zer-knickungsfpannung sz nach Gleichung 192 (S. 213) berechnet.

294.

Berechnung.

Dafs bei den einheitlich vernieteten Ouerfchnitten wegen der engen Heftnietteilung die einzelnen Beftandteile nicht auf ihre Steifigkeit unterfucht zu werden brauchen, ift auf S. 220 gefagt. Bei den mit Vergitterungen oder einfachen Querverbindungen hergeftellten Querfchnitten ift jedoch wieder die Anzahl der Verbindungen N nach Gleichung 194 (S. 213) zu beftimmen.

Die Berechnung auf Biegung bei fchiefer oder geneigter Belaftung erfolgt nach Gleichung 195 (S. 213), bezw. 196 (S. 214).

Bei Benutzung der Gleichungen 187, 190 oder 192 müffen die mit Hilfe der Steifigkeitsziffer c nach der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 nicht zu ermittelnden Trägheitsmomente aus den vorläufig angenommenen Querfchnitten berechnet werden. Ueber diefe Berechnung der Trägheitsmomente J möge, foweit fie nicht durch die Querfchnittsverzeichniffe unnötig gemacht wird oder durch Zerlegen der Querfchnitte in Rechtecke erfolgen kann, zunächft noch einiges bemerkt werden.

Die genaue Berechnung der Trägheitsmomente der Querfchnitte in Fig. 565, 566, 567, 568 u. 569 erfolgt durch wiederholte Anwendung der Formel für das Rechteck, wie es a. a. O. in Art. 308 bis 311 (S. 267 u. 268¹¹⁸) für mehrere Fälle durchgeführt ift.

Die Trägheitsmomente für Fig. 571 find der Tabelle auf S. 197 in Teil I, Band 1, erfte Hälfte diefes »Handbuches«¹¹⁹), jene für Fig. 576 der Tabelle auf S. 222 des vorliegenden Bandes zu entnehmen.

Querfchnitte nach Fig. 572 bedingen gleichzeitige Benutzung der Tabellen und der Formeln für zufammengefetzte Querfchnitte.

Für den Querfchnitt in Fig. 570 ift dem Trägheitsmomente des Ivreuzquerfchnittes innerhalb der

Winkeleifen für genaue Berechnung noch

rc oft «ft

nähernde Berechnung

-ikQ (oft -j- 8 «ft) -j--C—P- (12 «ft -f- S₂²) °der für fehr

an-

-j- 2 c §2 «² hinzuzufügen.

Beim Querfchnitte in Fig. 573 ift nicht ohne weiteres für alle Fälle zu entfcheiden, ob YY oder XX das Trägheitsmoment y min liefert. Bezeichnet ft) das Trägheitsmoment des einzelnen Belageifens für die zur Unterfläche gleich laufende Schwerachfe und ft2 für die dazu winkelrechte Mittelachfe (vergl. den oben genannten Band, S. 196), fo ift

F (h -j- o)²

= 2 [fti +

Jy = 2 -H ₁₂

wenn F den Querfchnitt eines Belageifens bezeichnet. Fehlt die Einlage, fo fetze man 8 = 0.

Für Querfchnitte aus dem in Fig. 575 verwendeten Eifen mufs das Trägheitsmoment für jede Form befonders berechnet werden. Für das gewählte Beifpiel ift für jede durch den Mittelpunkt gehende Achfe

>-*►-*>—

oî

d    d    d

<    <    <

<N    N*    N*

K3

*o

F *

° Î

-• F¹

w ••

ft

OJ

LO

OJ

OJ

7= ri (r² ft + 27ti* — %rb)-b-L [§t oy - V) + 2 § (V + V -    - V) +

+ (h - §) (*“ - V) + (^3 - i) j (§1 + 2 o)³ - V1 + (*1 - ^2) §1³] •

Fehlen die Einlagen, fo ift 8j = 0 zu fetzen.

Die Hauptträgheitsmomente des Querfchnittes in Fig. 578 find, etwas zu gering ermittelt, diejenigen des urfpriinglichen I-Eifens.

Schliefslich fei noch erwähnt, dafs in gedrückten Querfchnitten die Nietlöcher in der Regel bei Berechnung der Flächen und Trägheitsmomente nicht abgezogen werden.

Dafs die einzelnen Teile zufammengefetzter Querfchnitte untereinander fo verbunden werden müffen, dafs der ganze Querfchnitt wie ein gefchloffener wirkt, wurde in Art. 283 (S. 213) bereits betont; hier ift nun noch die Art und Weife der Ausbildung und Einfetzung diefer Verbindungen zu erörtern.

Die Verbindung kann durch Einfügen eines engmafchigen Gitterwerkes zwifchen die Teile erfolgen, und zwar mufs diefe Verbindungsart immer gewählt werden, wrenn nicht blofs eine Längskraft in der Schwerachfe des Körpers, fondern daneben auch noch irgend eine Biegungsmomente erzeugende Querkraft wirkt, da die Teile der Stütze in diefem Falle die Gurtungen eines gebogenen Trägers bilden, welche der Verbindung durch eine regelrecht gegliederte, zur Aufnahme der Querkraft befähigte Wand bedürfen.

Ift der Körper aber lediglich einer in oder nahe der Schwerachfe wirkenden Längskraft aus-gefetzt, fo ift das verhältnismäfsig teuere und verwickelte Gitterwerk nicht nötig; man kommt dann mit einfachen Querverbindungen aus, deren Zahl N nach Gleichung 194 (S. 213) berechnet wird. Diefe Querverbindungen find für N = 2 in den ungeraden Vierteln der ganzen Länge anzubringen, für N — 3 in den ungeraden Sechsteln, für N = 4 in den ungeraden Achteln, für N — 5 in den ungeraden Zehnteln u. f. w. Sie beftehen aus nicht zu fchwachen, rechteckigen Blechftücken, welche mit jedem der zu verbindenden Teile mit drei Nieten in einer Reihe zu vernieten find. Werden diefe Querbleche bei grofsem Abftande der zu verbindenden Teile voneinander grofs, fo ift es zweckmäfsig, fie durch in fchräger Richtung aufgenietete Winkelabfchnitte zu verfteifen. Die beiden Enden jedes folchen Winkels werden am beften mit den entgegengefetzten, äufserften Nieten der beiden Reihen von je drei Nieten gefafst. Dazwifchen fetze man noch Heftniete in etw⁷a 6 d Teilung in die Winkel (Fig. 580).

Beifpiel 1. Eine Freiftütze von 5,o m Höhe zum Tragen von Deckenträgern foll nach dem Querfchnitte Nr. 26 der Zufammenftellung auf S. 210 (Fig. 567) aus 4 Winkeleifen des Verhältniffes 1 : 1,5 hergeflellt werden. Die Stütze lieht unten mit grofser Grundplatte Itumpf auf und ift oben verdrehbar Ausweichen verhindert (Fall III, C — 20). Die Freiftütze foll P = 50000kS mit (ni =) 5-facher Sicherheit tragen. Behufs Einbringens der Querverbindungen zwifchen den Querfchnittshälften foll in Nr. 26 der Zufammenftellung auf S. 210:    = 0,3 angenommen werden; demnach ift c — 0,6613.

Nach Gleichung 191 (S. 212) ergiebt fich die Schenkelbreite Z, welche das Zerknicken überhaupt ausfchliefst, nach

29s.

Verbindung der Quer-fchnittsteile.

Fig. 580.

(Jh

,1

V"

„A

'O -•

296.

Beifpiele.

am

41/

20 - 2 0 0 0 000.0,8618

5 . 1000

— 72,7 h ,

wenn die zuläffige Druckfpannung s bei ruhiger Lall zu 1000 kg für 1 qcm angenommen wird. Die

Schenkelbreite müfste danach h — —= 6,9 cm fein. Das kleinfte Winkeleifen der bezeichneten Art •    72,7

oberhalb diefes Mafses ift das 8 X 12 X 1

cm

mit 19ücm Querfchnitt, und diefes würde-

4 .

50000

= 658 kg

Handbuch der Architektur. III. 1.    (3. Aufl.)

Ul

für 1 qcm Spannung ergeben, ift alfo zu fchwer. Für alle kleineren Winkeleifen mufs die Berechnung auf Zerknicken erfolgen.

5 • .50000.5002 20.2000000.0,66i3 ’

mit f— 16,94 qcm, fonach f h? — 16,94 . 6,s² = 716;

alfo f Ji² — 591. Das leichtefle

Nach Gleichung 189 (S. 212) ift 4 f h² —

cm

Winkeleifen, das dem genügt, ift 6,5 X 10 X li1 das nächft leichtere ift fchon zu fchwach. Die Freiftütze ift alfo aus 4 folchen Winkeleifen mit

ky h — 0,3 . 6,5 = 1,95 = 00 2,o cm Schlitzweite zu bilden.

Nach Nr. 26 der Zufammenftellung auf S. 210 ift für ky = 0,3 k = 2,039 und fomit die Stützenbreite zwifchen den Aufsenkanten k h — 2,039 • 6,5 = 13,2 cm zu machen, wenn äufsere Rückfichten nicht ein gröfseres Mafs verlangen; die Freiftütze ift dann in allen Richtungen gleich fteif.

Werden die beiden Winkeleifen einer Hälfte durch Stehniete in einer Teilung von etwa 16 d verbunden, fo kommt es nun noch darauf an, die beiden Hälften zur Erzielung genügender Tragfähigkeit hinreichend oft in Verbindung zu bringen. Das kleinfte Trägheitsmoment zweier Winkeleifen ift nach Nr. 12 der Zufammenftellung auf S. 207 für Achfe I

7=2. 16,94 . 6,5². 0,231 = 2 fh²c = 330; in Gleichung 194 (S. 213) ift ferner n 2 für eine Stützenhälfte; daher folgt

2 . 2000000 • 330

= : 2,19,

N= -i;-

3,14

5 • 50000

abgerundet auf 3. Somit find drei Querverbindungen im 1., 3. und 5. Sechstel der Länge anzubringen.

Beifpiel 2. Eine 630cm lange, unten eingefpannte, oben verdrehbar gehaltene (Fall III, <7 = 20) Freiftütze aus Quadranteifen (Fig. 571) hat 35000% bleibende und 24000% nicht ftofsweife wirkende Verkehrsbelaftung mit {m =) 5-facher Sicherheit zu tragen.

Nach Gleichung 18 in Teil I, Band 1, zweite Hälfte (S. 251) diefes »Handbuches« müfste der

35000 , 24000

reine Druckquerfchnitt

Nach Gleichung 193 (S. 213) ift das erforderliche kleinfte Trägheitsmoment

1200

720

= 62,5 qcm betragen.

J min —

59000 ■ 5 •630²

20 . 2000000

— 2927 (auf Centim. bezogen).

Das Normalquadranteifen 7,5 X l,ocm genügt mit y — 2957 auf Zerknicken eben, auf reinen Druck mit F — 80,2 qcm reichlich und ift fomit für die Stütze ausreichend.

Beifpiel 3. Für 60000% bleibende und 40000% Verkehrslaft foll eine 800 und unten verdrehbar gehaltene (Fall II, C — 10) Freiftütze nach Fig. 577 mit 1,5 cm ausgebildet werden.

Der reine Druckquerfchnitt ift nach der eben genannten Gleichung in Teil I, Band 1, zweite

60000 , 40000

lange, oben ftarken Einlagen

cm

Hälfte diefes »Handbuches«

= 105,5 qcm.

Wird vorläufig das Trapezeifen Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 222 gewählt, fo ift das Trägheitsmoment AfAf (Fig. 577) bei hy =. 2 *-■— + 2.7 + 1,5 = 38,5

1 )4 14

1200

720

cm

und //₂ = 38,5 — 14 = 24,5cm

11,5 -j~ 1,5

yx-= 11747 + 4.16,35.1,3 [(-

“f" 4.7 • 1,3 £^11,5 -f- 3,5 -|--—^ - (11,5 -j- 3,5)²] -)- 1,5

. 7 • 1,3

38,5³ — 24,5³

12

+ 2.7.-^1

r 12 ’

= 11747 -f- 781 -j- 56 -f- 837 + 5295 + 4 = 18720 (auf Centim. bezogen); F = 4.36,9 + 4.7 . 1,5189,6 qcm.

Nach Gleichung 192 (S. 213) wird die zuläffige Zerknickungsfpannung

Sz —

10 . 2000000 . 18720

5 • 800² ■ 189,6

= 617% für 1 qcm.'

60000 + 40000

= 162 qcm betragen, während 189,6 qcm vorhanden find.

Da mit Verfchwächung der Einlagen Jx kleiner, alfo sz und fomit der erforderliche Querfchnitt gröfser wird, fo kann man die Einlagen nicht etwa einfach um den Unterfchied von 189,6 — 162 = 27,6 q°m

Der Querfchnitt mufs fomit

617

fchwächen; vielmehr wird der richtige Wert zwifchen beiden liegen, und man wird die Einlagen etwa mit 7 . 1 cm ausführen können, wobei man mit

189,6 - 4.0,5 . 7 = 175,6qcm Querfchnitt jedenfalls eine hinreichend ftarke Stütze erhält.

Beifpiel 4. Eine Freiftütze für das Dach einer Vorfahrt von /= 5m Höhe foll mit (m —) 5-facher Sicherheit und bei Querfchnittsausbildung nach Nr. 20 der Zufammenftellung auf S. 209 aus 2 C-Eifen eine Laft P = 4000 kg tragen. Die Stütze fleht unten mit breitem Fufse flumpf auf und ift oben ganz frei (Fall I, C — 2,5). Die beiden C-Eifen füllen fo weit voneinander flehen, dafs das Trägheitsmoment für die Achfe II mindeflens ebenfo grofs wird, wie für I (Nr. 20 der gedachten Zufammenftellung). Dann ift die für das Trägheitsmoment mafsgebende Abmeffung h und = 0,i5i-Nach Gleichung 189 (S. 212) mufs fein

2//*² =

5.4000.500²

alfo f h? = 3311 (auf Centim. bezogen).

Für C-Eifen    Nr. 12 ift    f IP    — 17,04 . 12² =    24 60    (auf    Centim. bezogen)

»    »    » 14 »    fh²    = 20,4 . 14² =    4000    »

Nr. 14 ift demnach zu wählen. Für Nr. 14 folgt nach Nr. 20 der Zufammenftellung auf S. 209

2,5 . 2000000 • 0,i5! ’

mit = 0,62

[VHZY

— 1 — lj = 1,07 und fomit die für J/ = J// auszuführende Schlitzweite

Sj r= Z’j b = 1,07 • 6 = 6,42 = co 6,5 cm.

Werden die Trägheitsmomente durch Nachrechnen geprüft, fo ergeben fich nach der Tabelle für

Normal-C-Eifen Jj =-2.609 = 1218 (auf Centim. bezogen) und Jll — 2 |^71 -j- 20,4    -}- l,9i^²J = 1226 (auf Centim. bezogen), alfo nicht ganz ,0,7 Vomhundert Fehler.

Hätte man von vornherein Gleichung 193 (S. 213) zur Berechnung von Jmin benutzt, fo hätte man

erhalten :

4000.5 ■ 500²

= 1000

Jmin -

für 2 C-Eifen, was wieder zu Nr. 14 führt.

Die Zahl N der Querverbindungen folgt, da für ein C-Eifen nach der Tabelle für Normal-C-Eifen z = 71 und n = 2 ift, nach Gleichung 194 (S. 213)

2,5 . 2000000

500

3,14

V:

5 • 4000

2 ■ 2000000 • 71

= 1,34 = CS3 2.

Demnach genügen, abgefehen von den Verbindungen an beiden Enden, zwei Verbindungen im I. und 3. Viertel der Länge.

Beifpiel 5. Für eine oben und unten verdrehbar geführte Stütze (Fall II, (7=10), welche P = 70000 kg mit (;« =) 6-facher Sicherheit, bei 800 11 X 11 X 1,2 (Fig. 566)

verbinden, damit die Stütze fleif genug wird ?

cm Länge zu tragen hat, liehen Winkeleifen cm zur Ausbildung eines Querlchnittes nach Nr. 29 der Zufammenftellung auf S. 211 zur Verfügung; wie weit find die Winkeleifen auseinander zu rücken, und wie oft find fie zu

70000

= 700 ks

Für ein Winkeleifen ift _/'=25qcm; die Druckfpannung überfchreitet alfo mit

für 1 qcm die zuläffige Grenze nicht.

Nach Nr. 29 der Zufammenftellung auf S. 211 ift für die Quadratfeite kh die Steifigkeitsziffer

_    1 k

C — 0,177 -j- —

(k — - 1,148); folglich lautet Gleichung 189 (S. 212) für diefen Fall bei h — 11cm

6 . 70000 • 800²

4.25 . II² =

10 • 2000000

£0,177 -f- (k - 1,148)J

woraus k — 2,59 folgt.

Die Quadratfeite des Querfchnittes ift daher

kh = 2,59 • 11 =: 28,5cm

Dies ift ausführbar, da der Querfchnitt bei 28,5 — 2 • 11 = 6,5 cm lichtem Zwifchenraume zwifchen den Schenkeln für Nietung und Unterhaltung hinreichend zugänglich bleibt.

Für das einzelne Winkeleifen ift nach Nr. 7 der Zufammenftellung auf S. 206 und Gleichung 188

zu machen.

fomit nach Gleichung 194 (S. 213) bei n = 4

jyr= M

8,14

1/

6• 70U00

4.2000000.115

= 5,5 — 00 6-

297.

Ausbildung.

legen, welcher fleh auf einen Wulft der letzteren fetzt.

zu

Aufser den Endverbindungen müffen alfo noch 6 Verbindungen in den ungeraden Zwölfteln der Länge hergeftellt werden, indem man je ein Rechteckblech mit 6 Nieten nach Fig. 580 auf jede der vier Seiten des Querfchnittes legt.

d) Kopf der Freiftützen.

Die Durchbildung der Stützenköpfe hängt derart von der Geftalt des zu tragenden Teiles ab, dafs eine allgemeine Behandlung nicht thunlich erfcheint. Nur die folgenden Regeln find für die Mehrzahl der Fälle gültig.

Reicht die Freiftütze nur durch ein Gefchofs, fo lagere man die zu tragenden Teile fo auf das obere Ende, dafs die Laft Rets im Schwerpunkte des Stützen-querfchnittes wirkt. Träger lagert man daher am beften auf flach abgerundete Schneidenplatten.

Reicht die Stütze durch mehrere Gefchoffe, fo ift es bei Gufseifen in der Regel zweckmäfsig, die die Laft aufnehmenden Teile nicht in fefte Verbindung mit der Stütze zu bringen, fondera einen gefonderten Gufsring mit den nötigen An-fätzen¹²⁰) um die Stütze Man gelangt auf diefe Weife unter allen Umftänden zu einfachen Gufsformen und zur Möglichkeit der Erfüllung der letzten Regel, dafs die Stützen verfchiedener Gefchoffe thunlichft ohne Einfügen eines Zwifchengliedes und ohne Querfchnitts-fchwächungen unmittelbar aufeinander ftehen follen.

Die Stützen verfchiedener Gefchoffe werden in der Regel gefondert hergeftellt und greifen in oder dicht über der Kopfkonftruktion falzartig mit abgedrehten Druckflächen unter Einlegen von Blei- oder beffer Kupferringen ineinander. Nur bei leichten Stützen werden die die Laft aufnehmenden Teile feft an die Stütze gegoffen, wodurch der Gufs erfchwert wird und die Gufsfpannungen fleh erhöhen.

Bei fchweifseifernen Stützen nietet man zur Aufnahme der Laften Kragftiicke in die Schlitze für die Füllftreifen, da diefe faft Rets zur Vergröfserung der Sicherheit gegen Zerknicken zugefügten Streifen am Kopfe nicht mehr erforderlich find. Fehlen die Schlitze, fo erfolgt die Befeftigung an den vorfpringenden Flanfchen. Für die verfchiedenen Gefchoffe find auch diefe Stützen neuerdings nach Abhobeln der Endflächen, nötigenfalls unter Einlegen von Kupfer, Rumpf aufeinander gefetzt¹²¹), und es werden alsdann Seitenverfchiebungen durch Einfetzen vorfpringender Lappen in den Fufs der oberen Stütze verhindert, welche in den Kopf der unteren greifen, oder es werden fchweifseiferne Platten eingelegt, welche dem Stützenquerfchnitte entfprechend oben und unten mit dem Hobel ausgenutet find. .

Das Rumpfe Auffetzen iR jedoch nur bei lotrecht belaReten FreiRützen zu-läfflg. Haben fie Biegung auszuhalten, fo müffen gufseiferne Stützen entfprechend tief ineinander greifen (vergl. die Ausbildung der Fiifse unter e); fchweifseiferne find entweder ohne Stofs durchzuführen oder, wenn fie zu lang werden, vollRändig zu verlafchen.

,2°) Siehe die Konftruktion der Freiftützen im Alhambra-Theater zu London in: Engtig., Bd. 37, S. 539 u. ft. I21) Siehe die Konftruktion der Freiftützen im Packhofe zu Berlin in: Centralbl. d. Bauverw. 1884, S. 375.

Geteilte Stützen können, entfprechend der Abnahme der Laft, von unten nach oben in den Gefchoffen fchrittweife verfchwächt werden.

Beifpiele von Einzelausbildungen der Stützenköpfe werden im nächften Bande, Heft 3 (Abt. III, Abfchn. 2, A, Kap. 1) diefes »Handbuches« mitgeteilt werden.

Ausdrücklich gewarnt werden mufs vor dem weit verbreiteten Auflegen von Trägern auf die volle Kopffläche oder gar auf weitausladende Auskragungen an den Stützenköpfen, welches nahezu in allen Fällen Kantendrücke, alfo fchiefe Belattungen der Stützen zur Folge hat. Wenn diefer weit verbreitete Fehler nicht öfter Unfälle hervorruft als der Fall ift, fo liegt die Urfache in dem hohen Sicherheitsgrade, mit dem die Stützen ausgebildet werden, der dann aber durch das Begehen diefes Fehlers ganz oder nahezu verloren geht. Da nun die hohe Sicherheit nicht diefes Punktes wegen, fondera zur Deckung einer ganzen Reihe anderer un-günftiger, aber unvermeidlicher Umftände gegeben wird, fo ift es höchft bedenklich, fich bei Einführung diefer zwar einfachen, bequemen und billigen, aber fehlerhaften Art der Lagerung auf den rechnungsmäfsigen Sicherheitsgrad zu verlaffen.

e) Fufs der Freiftützen.

298.

Zweck

und

Jede Freiftiitze bedarf eines Fufses, welcher die Aufgabe hat, die hohe Preffung in der Stütze durch Verbreiterung der Unterfläche auf die geringere zu ermäfsigen, welche auf Quader, Mauerwerk und Baugrund ausgeübt werden darf¹²²). Im weiteften Ausblldung-Sinne befteht daher der Fufs bei fchweren Freiftützen aus der eifernen Druckplatte, dem Grundquader und dem Fundamentmauerwerke, von welchen Teilen jedoch häufig einer — am häufigften der Quader — fehlt.

Der hier zu betrachtende Fufs der Freiftütze im engeren Sinne ift die Druckplatte, welche die Preffungsverteilung auf den Quader oder das Mauerwerk bewirkt. Ihre Ausbildung hängt wefentlich davon ab, ob lediglich lotrechte Kräfte wirken und zugleich die Freiftütze verdrehbar aufgeftellt fein foll (Druckplatte), oder ob die Stütze gegen Biegung oder Ausweichen beim Zerknicken eingefpannt fein foll (Ankerplatte).

1) Füfse gufseiferner Stützen. a) Druckplatten.

299.

Angegoffene

Druckplatten.

Für leichte Gufsftützen giefst man diefe mit der Stütze felbft zufammen, wobei jedoch die Endöffnungen hohler Stützen des Gufsverfahrens wegen frei bleiben. Querfchnitte nach Fig. 557 u. 558 erhalten quadratifche, nach aufsen vorfpringende Platten; bei folchen nach Fig. 559 bis 562 verbindet man die einzelnen Teile des Querfchnittes durch eine nötigenfalls über diefe noch vorfpringende Bodenplatte.

Bezeichnet a' die zuläffige Preffung auf die Unterftiitzung (Quader oder Mauerwerk), fo mufs die Plattengrundfläche

F — -r-

a'

201.

122) -\Vie aus Teil I, Bd. i, zweite Hälfte

aus der nächften Abteilung des vorliegenden Bandes und aus dem darauf folgenden Bande diefes »Handbuches« hervorgeht, beträgt die zuläffige Preffung im Mittel für Quader 20 bis 50kg, für Klinkermauerwerk in Zement 15 für Mauerwerk aus harten Backfteinen in verlängertem Zementmörtel 10 bis 12 kg für lqctn, für gewöhnliches Backfteinmauerwerk 7 bis 8 kg, für Bruchfteinmauerwerk 6 bis 7 kg, für Beton 5 bis 6 kg, auf den Baugrund 0,5 bis 4 kg für 1 qcm.

fein, oder bei quadratifcher Form die Plattenfeite b, wenn f der Querfchnitt der Stützenhöhlung ift,

202.

\/7ł/

Fig. 581.

Zwifchen Stütze und Platte werden, um das Abbrechen der letzteren zu verhüten, Rippen eingefetzt, und zwar gewöhnlich 4 oder 8; nur ganz kleine Platten, etwa als Fufs der Querfchnitte von Fig 559, 561 u. 562 ausgebildet, entbehren folcher Rippen. Die Rippen werden fo bemeffen, dafs fie allein fchon das Abbrechen verhindern.

■7

Zur Berechnung der Rippen beftimme man den Schwerpunkt S der durch eine Eckrippe zu unterftützenden Fläche (in Fig. 581 fchraffiert); bei n Rippen wirkt dann bezüglich der

P

Rippenwurzel die Kraft — am Hebelsarme a, und die Rippen-

abmeffungen folgen bei 250 kg zuläffiger Zugbeanfpruchung des Gufseifens alsdann aus

§₂ = 0,024

Pa

Pa

0,155 y/

und h =

. . 203.

n o₂

worin oder h den Verhältniffen entfprechend angenommen wird.

Die überall gleiche Plattendicke §₁ folgt, wenn bx die gröfste Rippenentfernung und a' die Preffung unter der Platte ift, aus

nh²

> 0,0 43    |/V ;

jedoch ift §₂ mindeftens 1,5 cm zu machen.

Beifpiel. Eine Kreisringftütze aus Gufseifen, welche unten mit angegoffenem Fufse ftumpf auf-fteht, oben ganz frei ift (Fall I, C — 2,5), hat bei (/ =) 600cm Höhe (P =) 20000kg zu tragen, foll (m- —) 8-fache Sicherheit und (§ =) 1,8 cm Wandftärke haben. Bezeichnet d den gemittelten Ringdurch-meffer, fo ift nach Gleichung 189 (S. 212) für F = dh k und h — d

8 • 20000 . 6002 2,5 . 1UOOOOO • 0,125

d. 1,8 . 8,14 d² =

woraus d — 32 cm.

204.

Der äufsere Durchmeffer ift alfo 82 + l,s = 33,s cm, der innere 32 — 1,8 — 30,2 cm.

Die Untermauerung befteht aus gutem Backfteinmauerwerke ; dann ift a' = 8 ks für 1 qcm. In

Gleichung 202 ift f — 30,2 ²

= 716 qcm, alfo die Seite der quadratifchen Fufsplatte

716 = 55,9 = os 56 cm •

< = 1/ 20000

CO SS

— 28 cm ; folglich nach Gleichung 204:    = 0,043 • 28 \/ 8 = 3,4

Bei n — 8 Rippen ift bj =

Die Rippen follen je S₂ = 2,5 cm ftark fein; dann folgt ihre Höhe nach Gleichung 203, nachdem a befonders zu 10,5 cm ermittelt ift, mit

cm.

k — 0,155

1/

20000.10,5

8 . 2.5

= 16 cm.

300.

Gefonderte Druckplatten, ^n ,

Schwere Stützen nehmen durch angegoffene Füfse zu fchwierige Gufsformen und bei fchweifseifernen

bei denen die Ausbildung fchweifseiferner Druck

platten meift auf Schwierigkeiten ftöfst, ift das Angiefsen überhaupt unmöglich. Man kommt auf diefe Weife zu gefondert ausgebildeten Druckplatten, welche für

cm Randftärke, im Grundriffe meift genau

nicht allzu fchwere Laften maffiv mit 2 oder annähernd quadratifch, ausgeführt werden, da diefe Grundform gewöhnlich fchon durch die der unterftützenden Steinkonftruktion bedingt ift. Die Stärke diefer

Platten wächft vom Rande bis zur Aufsenkante der Stütze an; unter der Stütze bleibt fie unveränderlich und wird nur durch einen der Hohlform der Stütze ent-fprechenden Wulft erhöht, welcher Verfchiebungen der Stütze verhindert. Um die Stütze nach Verlegen der Platte noch genau einftellen zu können, ift diefer Wulft zu eng zu machen; der frei bleibende Zwifchenraum wird nachträglich durch Bohrlöcher in der Stützenwandung mit Blei, Weifsmetall oder Zement ausgegoffen (Fig. 582). Für nicht hohle Stützenquerfchnitte erhält die Platte meift eine dem Stützenquerfchnitte entfprechende Nut, in welche die Stütze eingreift. Die Unterfläche der Stütze, fowie die Standfläche auf der Platte werden abgehobelt, bezw. abgedreht; auch hier ift eine Zwifchenlage von Walzblei oder 2 Kupfer zweckmäfsig.

Die Platte wird 1,5 cm hohl auf Eifenkeilen verlegt, dann mit Zement vergoffen und nach dem Erhärten des letzteren von den Keilen befreit. Es ift jedoch nicht leicht, das Vergiefsen fo durchzuführen, dafs keinerlei Hohlräume bleiben, deren Vorhandenfein die Preffungsverteilung un-gleichmäfsig macht. Daher zieht man neuerdings vielfach trockene Zwifchenlagen von etwa 2mm dickem Walzblei zwifchen Platte und Quader oder Mauerwerk vor, die alle Unebenheiten mit Sicherheit ausgleichen. Selbftverftändlich müffen die Druckflächen vorher gut zugerichtet fein. Die gebräuchliche Befeftigung der Platte durch Stein-fchrauben nach unten ift überflüffig; will man fleh gegen zufällige Seitenverfchie-bungen fichern, fo gebe man der Platte eine 5 bis 8 cm hohe Kreuzrippe nach unten, welche in eine entfprechende Nut der Unterlage greift und hier vergoffen wird (Fig. 582). Das Vergiefsen wird hierdurch an fleh erfchwert, aber unvermeidlich, da die Rippen in ihren Nuten dicht fchliefsen müffen, wenn fie ihren Zweck erfüllen follen. Das Einlegen von Walzblei ift alfo bei Anordnung von Rippen nicht möglich. Ein gutes Erfatzmittel für die Rippen befteht darin, dafs man halbkreisförmige Kerben in die Plattenkanten giefst und entfprechende kreisrunde Stahldollen mit feinem Beton vor dem Verlegen der Platten im Mauerwerke oder im Quader feftftampft. Dann kann auch wieder zu den Zwifchenlagen aus Walzblei gegriffen werden.

Die notwendige Grundfläche der vollen Platte (Fig. 583) ift

Fig. 582.

mm,

'////À

MH

Fig- 5§3-

Oft

lb = F=

o' ’

205.

/y\if

3-—/.....*

die Seite der quadratifchen Platte

o'

206.

Die Plattenftärke ift theoretifch am Rande Null und ift übrigens für die allgemeine Form der rechteckigen Platte, bei welcher Ober- und Unterfläche nicht ähnlich find, im Abftande xx, bezw. x₂ von den Kanten nach dem gröfseren Werte aus folgenden beiden Formeln zu bemeffen:

.31 — 2x. — a    ¹ I)

l-l

l— b

i oder d₂ — 0,i x₂

a'

3 b — 2x₂

b — bx

b — bx

³ b-2xĄ

~âi

207.

-K

Für die gröfste Plattenftärke ift

und

b — b-,

einzufetzen; die Gleichungen lauten alsdann:

= 0,5 (b — yX (l + 2

2    — 0,0 5 (/    /j)

1 7HCIX

CO

(1 + 2X>

ausläuft. Grofse Platten kann

cm

In der Regel ift hierin für xx und ;r₂ der Abftand von Plattenrand bis Stützenrand einzuführen ; der gröfsere Wert giebt alsdann die gröfste Plattenftärke d, welche geradlinig nach der Randftärke von 2 man jedoch fo formen, dafs man von der Randftärke aus wagrechte Ebenen in die Kurven für 8X, bezw. §₂ einfehneiden läfst.

Schneiden die Gratlinien der Platten, wie meift der Fall, unter 45 Grad in die Ecken, fo ift /—lx~b— bx, und die Gleichungen lauten alsdann:

3°i.

Kreisrunde volle

Grundplatten. nUngCll

o' 3 b — 2 x₂

a' 3 / — 2 xx 3 l—2 xx

Ift fchliefslich die Platte quadratifch, alfo l=b und lx = b gleich; alsdann genügt eine der Formeln 209.

Nachdem die Mafse d, dx und d₂ für die Stütze aus der Laft P feftgeftellt find, wird zunächft mit Bezug auf Fig. 584 und die oben verwendeten Bezeich-

= 0,i xx y/

und §₂ = 0,i x₂

3 b — 2 x₂

.    .    209.

fo werden Sx und §₂

D — 1,13

210.

Fig. 584.

Bezeichnen ferner (Fig. 584) Sx den Schwerpunkt der halben Kreislinie des Durchmeffers d und S₂ den der Halbkreisfläche des Durchmeffers D, fo ift das Moment, welches die Platte mitten zu durchbrechen fucht,

2>D

3 7r

£)•

211.

und bei der Zugfpannung im Gufseifen ift dann die Dicke d der Grundplatte zu berechnen nach

w lP'P*

id

§ = 0,7984

/ P (2iD — Sd)    dx)

asr

{D-ł-dx)* + 2Ddx

--5

212.

1k......j.

u.

worin c,g in der Regel = 250 für 1 qcm anzunehmen ift. S₀ ift wieder fo zu wählen, dafs die Platte eben bequem zu giefsen ift, jedoch nicht kleiner als 1,5 Cm.

Beifpiel. Eine Platte, welche als Seitenlangen der Stützfläche by — 20 cm und h — 80cm, dabei wegen der Form des Mauerwerkes die ganze Breite b — 50cm haben mufs, hat 28 000 kg zu tragen und ruht auf Mauerwerk, welches mit a' = 8 kg für 1 qcm belaftet werden darf.

= 8500 ücm, alfo /. 50 = 35000 und / = 70cm- Nach

„    ,    . x    .n    jp    28000

Nach Gleichung 205 ift F —---

8

Gleichung 208 wird die gröfste Plattenftärke

max

= 0,05 (50 -

und

*»1/tO +

⁸⁰⁾ vw+

2 ■ 70

30

= 5,S35

cm

= oo 5,9

cm

2 • 50

-)

-- 0,05 (70 —

Letzteres ift auszuführen. Will man die Seitenflächen der Platten gekrümmt formen, fo ergiebt fleh die Krümmung aus den gröfsten Werten der Gleichung 207, indem man die zufammengehörigen Werte von x1 und einführt.

Für fchwere Freiftützen liefern diefe vollen Platten zu grofse Stärkenmafse ;    ³°z-

GöglicdcrtG⁻

die Platten find alsdann behufs Metallerfparnis zu gliedern. Solche Platten kommen Druckplatten, vorwiegend unter allfeitig-fymmetrifchen Stützenquerfchnitten vor (Fig. 557, 558, 559,

565, 57°) 57¹ > 57²> 573» 575 u- 57^); he haben daher bei quadratifcher Grundform einen meift kreisförmigen oder quadratifchen Auffatz mit Verftärkungsrippen, find

innen hohl, aber von oben zugänglich, um auch von der Mitte her vergoffen werden zu können.

Fig. 585 zeigt eine derartige Platte für eine Freihütze mit kreisringförmigem Querfchnitte ; he ift für andere um die Mitte fymmetrifch entwickelte Querfchnitte leicht umzuformen. Die Platte wird in der Quadratmitte von einem Moment M gebogen,

Fig- 5⁸5-

f-~

-d

---»

D-'-

if

.<5

20

= 8,0cm.

deffen Kraft und deffen Hebelsarm dem Ab-

LA

ftande des Schwerpunktes der halben Plattenfläche von dem des halben Kreisringes gleich ift; diefem Moment mufs he in folcher Weife Widerftand

,8,

h.

leihen, dafs unten die für Gufseifen zuläffige Zug-fpannung ss nicht überfchritten wird. Der Gang der Fehlegung der einzelnen Abmeffungen ih folgender.

Zunächft ift, mit Bezug auf Fig. 585,

*=]/■

o'

213-

zu machen; alsdann folgt

h =

.    .    214.

Wird nun die Anzahl der Rippen der Dicke 03 zu n angenommen, fo folgt die gröfste freitragende Weite der Plattenkante zwifchen zwei Rippen aus

215.

wenn jedenfalls Rippen nach den vier Ecken laufen.

Weiter ift die Dicke §1 der unteren Platte zu beftimmen nach

3| = 0,0577 l<l l/a'

Alsdann beftimme man das Biegungsmoment M, welches die Fufsmitten durchzubrechen ftrebt. P

Die Kraft diefes Moments ift ; der Hebel ergiebt fleh, wenn man vom Abftande des Schwerpunktes

U

der halben Unterfläche des Fufses von der Mitte den Abftand des Schwerpunktes der halben Mittellinie des Stützenquerfchnittes abzieht. In dem durch Fig. 585 dargeftellten Falle ift der erftere Abftand

I-*

4 b² — 71 Z>j

.    216.

bz —

d

— und der letztere —

²    TC

. In diefem Falle ift das Biegungsmoment demnach

4 b² — -    ²

217.

Nun kann man zunächft für die Fufshöhe h Grenzen nach

15 3

feftlegen, worin 8 in der Regel gleich der Dicke der Stützenwand, welche darüber fleht, jedoch jedenfalls fo anzunehmen ift, dafs

15

219.

bleibt.

liefert

Einen ungefähren Mittelwert, nämlich das Mittel aus den beiden Grenzen der Gleichung für h,

_ l’\ ³1

"TT.....

Sind hiernach h und 8 vorläufig feflgelegt, fo berechne man die Hilfsgröfsen

8 8 h²

h mittel

220.

221.

und

MA

20

750

— — 8 h³ —

75

² *<■S| (1

8j_\2 2 /

h °i⁸

222.

Mit Hilfe diefer berechne man alsdann b₂ und §2 nach

*2 =

A³

und 82 =

2b₂B ’

223.

womit alle erforderlichen Einzelwerte bis auf die Rippendicke 83 gefunden find. Diefe kann nach dem Ausdrucke für 82 in Gleichung 203 (S. 230) zu Fig. 581 berechnet werden.

Die Gleichung 223 ift für eine nicht ganz zutreffende Wahl von A innerhalb der Grenzen nach Gleichung 218, bezw. 220 fehr empfindlich und liefert oft Werte für 82 und b₂, welche nicht ausführbar find. Man bilde dann das Produkt 82 b₂, und wenn diefes eine für die obere Rippe angemeffen erfcheinende Flächengröfse liefert, fo forme man es unter Beibehaltung der Produktgröfse zu bequemen Mafsen für 82 und b₂ um.

Giebt aber 82 b₂ eine unzweckmäfsige Flächengröfse, oder wird gar b-i mit - - Ah — B negativ,

fo war die gemachte Annahme von h zwifchen deffen Grenzen unzweckmäfsig und mufs nach Mafsgabe der Erfahrungen an der erften Rechnung für eine zweite berichtigt werden.

Beifpiel. Für eine hohle Gufsfäule von 850 cm Höhe ergiebt fich im Falle II (S. 205; C — 10) bei 8-facher Sicherheit für eine Lall (P =) 95000ks und 3cm Wandllärke ein gemittelter Durchmeffer d = 29 cm, alfo D — 32cm und Dl = 26cm- Steht der zugehörige Fufs auf gutem Backfteinmauerwerke, fo ift c' = 8ks für 1 qcm, alfo nach Gleichung 213 u. 214

,    1/ 95000

y s

26² • 3,14

= 112 cm und bl =

112 — 26 — 2 • 3

= 40 cm •

Damit wird aber der Bedingung 8 <C ■—nicht genügt; es foll daher 8 im Fufse = 2,5

15

Z>| = 32 — 5 = 27cm und d = 29,5 cm gemacht werden. Der Einflufs diefer Aenderung auf b kann vernachläffigt werden. Werden nun

nach Fig. 586: n = 12 Rippen angenommen, fo ift l₂ =

= 37,3cm und nach Gleichung 216: 8j = 0,0577 / 8 • 37,3 = 6,os7 = od 6,0 cm.

cm

folglich

Fig. 586.

4 . 112

's.

Weiter ift das Biegungsmoment nach Gleichung 217

95000

112³ —

f 27»

29,5

4 . 112² — 3,i₄ • 27²

3,14 /

817000 crak&.

I32-

Nach Gleichung 220 ift ferner h,„ittci zunächft mit

= 32 cm

40-6

3.2,5

anzunehmen. Die Proberechnung ergiebt hierfür jedoch einen negativen Wert für B, welcher zeigt, dafs h zu grofs angenommen wurde. Wird alfo h — 31 cm eingeführt, fo wird nach

/ 81

Gleichung 221 : A — 2.40 • 6 (—r~ 817000 • 31

l)

2 )

8 • 2,5 . sr

= 94,5 ;

Gleichung 222 : B =

26 . 2,5 . 81³

750

75

2.40.6

to Ci

40.6²

Gleichung 223 : b2 —

94,5

4 . 1595

94,5 . 31 -

1595^

= 0,1767 cm;

Gleichung 223 : §2 =

94,5²

= 15,844 cm.

2 . 0,1767 . 1595

Diefe Mafse für §2 und erfcheinen für die Ausführung unzweckmäfsig; b.±    — 0,1767 . 15,844 ift

gleich 2,8 Qcm, und diefes Rechteck wird hergeflellt, indem §2 — 1,4 cm und b± = 2,o cm gemacht wird. An der Richtigkeit der Rechnung wird durch diefe Abänderung nichts Wefentliches geändert.

Schliefslich ift noch die Rippendicke §3 nach Gleichung 203 (S. 230) zu berechnen; es ergiebt fich

95000 . 33

S3 = 0,024

zu welcher Berechnung der Hebelsarm a = 33cm (Fig. 581) für das Feld einer Eckrippe in Fig. 586 gefondert ermittelt ift.

Es ift nicht unbedingt erforderlich, den Auffatz des Stützenfufses nach unten in der ganzen Ausdehnung Dy nach Fig. 585 u. 592 völlig offen zu laffen. Es genügt,

wie in Fig. 587, eine kleine Ausfparung der Weite k zum Vergiefsen frei zu halten, namentlich wenn das Mafs b₂ klein auslällt, man alfo von oben her an den Innenraum des Auffatzes herankommen kann. Diefe Mafsnahme geftattet eine Verkleinerung der Plattenbreite b, wodurch dann auch die Stützrippen kürzer und fchwächer werden.

Hierbei werden in vorftehender Berechnung die nachfolgenden Abänderungen nötig, b ift, ftatt nach Gleichung 213, zu beftimmen nach

Fig. 587.

3).

12 . 31²

= 6,5cm,

<V7""

<5

il Rijpen

mmmmm.

«.kJ

'S

'z

lij-k s

ferner bv ftatt nach Gleichung 214, aus

b=\!

.    224.

225.

und das Biegungsmoment M, ftatt nach Gleichung 217, nach

4 b'² — 7C/ł²

7T

.    .    226.

Alles übrige bleibt, wie oben. Demnach ift kurz überall für D₁ die Ausfparungs-weite k einzusetzen.

ß') Ankerplatten.

Für fefte Einfpannung von P'reiftützen werden Ankerplatten verwendet; diefe bedürfen daher unter Umftänden der Verankerung nach unten (vergl. das in Art. 282, S. 202 über Fundamentanker Getagte). Gufseiferne Stützen werden meiftens eingefpannt, wenn man dadurch den Widerftand gegen Zerknicken (Fall III u.

3°3-

Gufseiferne

Ankerplatten.

IV, S. 205) erhöhen will; breite, mit dem Fufse ftumpf aufgefetzte Stützen find jedoch bei Belaftung in der Schwerachfe auch ohne befondere Verankerung als unten unverdrehbar befefligt anzufehen. Wirken aus fchiefer Belaftung entftehende erhebliche Momente auf die Stütze, fo wird man meiftens zu fch weifsei fernen Konftruktionen übergehen.

Im allgemeinen empfiehlt es fich, die Fufsplatten für gufseiferne Stützen fo grofs zu wählen, dafs fie auf der mindeft belafteten Seite noch einen Gegendruck oder höchftens an der meift entlafteten Kante die Spannung 0 erleiden 12 a) ; dann ift keinesfalls eine Verankerung nötig. Sehr häufig kann man jedoch bei fo be-meffener Plattengröfse die zuläffige Preffung auf der Unterlage Oj an der meift belafteten Kante nicht ausnutzen. Will man letzteres erreichen, fo mufs man die Platte kleiner machen; fie klafft dann an der mindeft belafteten Kante auf und mufs verankert werden.

Fig. 590.

Fig. 589.

Fig. 588.

Sollte jedoch die Preffung unter der meift belafteten Kante bei der die Verankerung eben überflüffig machenden Plattengröfse den zuläffigen Wert ax fchon überfchreiten, fo mufs die Platte noch weiter vergröfsert werden und bedarf dann um fo weniger einer Verankerung.

r=!

Pl

vielen Teilen auf die Berechnung der Füfse in der Schwerachfe belafteten Stützen (fiehe Art. 302, S. 233, fowie die Glei-

Nachdem die Behandlung der durch aufserhalb der Schwerachfe belafteten, fowie der durch Laft und wagrechte Kraft belafteten Stützen in Art. 284 u. 285 (S. 213 bis 215, Gleichungen 195 bis 199) vorgeführt ift, laffen wir hier die ausführliche Berechnung der Ankerplatten folgen, welche fich in von

chungen 213 bis 223) ftützt.

Fig. 591-

O,

<41 = 31,5

P ift die lotrechte, in der Schwerachfe der Stütze wirkend gedachte Laft und P das Eigengewicht der Stütze ; M bezeichnet das auf die Stütze wirkende Moment der äufseren Kräfte, welches im Falle von Fig. 588 gleich Pu, im Falle von Fig. 589 gleich Mhl und im Falle von Fig. 590 gleich Pu -f- Hhx zu fetzen und nach diefen Ausdrücken endgültig zu berechnen ift. P -f Px mag noch gleich P2 gefetzt werden.

U.......I₂.....»i

■ 4=100.....

ir=ioi

gufseifernen Stützen übliche Form

Die Berechnung foll, den gewöhnlichen Ausführungsformen entfprechend, für eine im Grundriffe quadratifche Platte der Seitenlange b durchgeführt werden, welche zum Zwecke des Vergiefsens in der Mitte eine Oeffnung von fo geringer Ausdehnung k hat, dafs fie für die Preffungsverteilung vernachläffigt werden kann. Uebrigens ift die für Kreisring- und quadratifche, aber auch für viele anders geftaltete Formen von

123) Siehe: Teil I, Bd. i, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Gleichung 51, S. 273.

Nun find die beiden Fälle zu unterfcheiden, dafs das fo ermittelte o gröfser oder kleiner ift als o₁, nämlich als die für die Unterftützung der Platte zuläffige Druck-fpannung.

----D+2 cm___)

der Ankerplatte in Fig. 587 u. 591 dargeftellt; diefe foll der Berechnung zu Grunde gelegt werden. Die gemittelte Stützenbreite ift hier d genannt, während fie in Art. 284 u. 285 (S. 213 bis 215, Gleichung 195 bis 199) h hiefs. nungsgrundlagen werden gleichzeitig für kreisrunde und quadratifche Stützen, nötigenfalls für beide getrennt angegeben.

Uebrigens kann auch der fchief belaftete Ankerfufs nach Fig. 592 nach unten ebenfo ganz offen ausgeführt werden, wie der gerade belaftete nach Fig. 585 (S. 233). In der Berechnung treten dann ähnliche Veränderungen ein, wie fie auf S. 235 in den Gleichungen 224 bis 226 zu den Gleichungen 213, 214 u. 217 angegeben find. Doch bilden die Ankerfüfse nach Fig. 587 fo fehr die Regel, dafs auf diefe Veränderungen hier nicht näher eingegangen wird.

Die Grenzbreite der Platte, bei der eben noch keine Verankerung erforderlich ift, beträgt

6M

P ’

und die gröfste bei diefer Breite auftretende Preffung unter der Platte ift:

Die Berech-

Fig. 592.

. . 227.

'-A

3-4

cm

!\S

Lv, i

18 M² •    ‘

. 228.'

a) a (Gleichung 228) wird gröfser als die zuläffige Preffung ar Alsdann mufs die Platte behufs Ermäfsigung der Druckfpannung vergröfsert werden;

Verankerung ift nicht nötig. Die erforderliche Plattenbreite b folgt aus

QM

ci

ai

.    .    229.

Diefe Gleichung ift durch verfuchsweifes Einfetzen mehrerer Werte von b zu löfen. Die fchwächfte Preffung an der entlafteten Kante ift dann

¹ (P 6M\

b² \ ² b )

230.

°2 =

Das Moment, welches die Preffungen unter der Platte im Mittelquerfchnitte der ganzen Platte erzeugen, ift

Ma =

231.

Weiter beftimme man nun unter Annahme eines zweckmäfsigen Wertes für k die Breite bx aus

232.

Bei n Stützrippen des Plattenauffatzes folgt die Traglänge l₂ des unteren Plattenteiles zwifchen zwei Rippen l nach Gleichung 215 und dann die Dicke ox des unteren Plattenteiles für diefen Fall nach

= 0,0 4 47 4 \ ox ;

ferner prüfe man, ob das angenommene S <<^

1 o

233-

ift, was der P'all fein mufs; es

Dsd{h

•    •    234.

ift jedoch zweckmäfsig, 8 nur wenig kleiner zu machen als —, und nun berechne

1 ü

aus Gleichung 220, wobei man das Rechnungsergebnis für h um 1,0 bis nach unten abrundet.

Wird nun zwifchen Stütze und Plattenrand der Laibungsdruck sd zugeiaffen, fo berechne man die Höhe S₄, in der die Stütze im Plattenrande anliegen mufs, nach

man h

mittel

1,5

cm

welcher Wert meift fo klein ausfällt, dafs man ihn der Rechnung gegenüber zu grofs ausführen mufs.

Weiter beftimme man das den Mittelfchnitt der Platte zerbrechende Moment

Mx =Ma-

P,d

2 TU

d \

für Kreisringftützen

M₁ = Ma-

Wp*ä~s*

für quadratifche Stützen-

235.

und dann die Gröfsen A nach Gleichung 221, B nach Gleichung 222, b₂ nach Gleichung 223 und d₂ nach Gleichung 223. In der Regel wird man dann d₄ mit der Gröfse ausführen, die fich für S₂ ergiebt; doch ift auch eine anderweitige Be-meffung möglich, wie Fig. 592 zeigt.

Schliefslich ift die Dicke der n Stützrippen unter Bezugnahme auf die Er

klärung der einzelnen Gröfsen in Fig. 586 u. 591 nach

f*

236.

k'L

§₃ = 0,012

zu ermitteln, in der y die in Fig. 586 u. 591 überftrichelte Fläche und a den Ab-ftand des Schwerpunktes S diefer Fläche vom Plattenauffatze bedeutet.

ß) a (Gleichung 228) gleich oder gröfser als die zuläffige Preffung or In diefem Falle kann die Platte gegen das Ergebnis der die Grenze der Notwendigkeit der Verankerung angebenden Gleichung 227 verkleinert, mufs dann aber verankert werden. Letzteres gefchieht in der Regel nach Fig. 591 an den Enden der Eckrippen im Abftande r von der Plattenkante; es fleht aber bei gröfsen Platten auch nichts im Wege, am Ende jeder Rippe einen Anker anzubringen. Im folgenden werden fämtliche entlang der aufklaffenden Plattenkante angebrachten Anker zu der Gefamtankerwirkung Z im Abftande r von der Kante vereinigt gedacht (Fig. 587). Zunächft ift hier die Plattenbreite b zu beftimmen aus

b‘A —    .2 r —

⁶(

2 c₁

•    •    237.

Ift b hiernach beftimmt, fo folgt der Gefamtankerzug Z aus

eq (b — r) b

238.

Das Moment der Preffung unter der Platte in Bezug auf den Mittelfchnitt beträgt

b³a₁ 5 b — 6r b — r

Werden nun weiter bx nach Gleichung 232, l₂ nach Gleichung 215, 8X nach Gleichung 233, § nach S <"

15

um l,o bis 1,5 cm nach unten auf den Wert h und §₄ nach Gleichung 234 beftimmt, fo ift das die Platte mitten zerbrechende Moment

Ma =

48

239.

und hmittei nach Gleichung 220 unter Abrundung

nach deffen Feftfetzung A aus Gleichung 221, B aus Gleichung 222, b₂ aus Gleichung 223 und d₂ aus Gleichung 223 zu beftimmen find. folgt dann mit Bezug auf Fig. 586 u. 591 wieder aus Gleichung 236.

cm,

Beifpiel. Zu der im Beifpiele zu Arl. 285 (S. 215) berechneten, von der wagrechten Kraft H — 700 kg gebogenen, hy — 600 cm hohen Gufsflütze, für die fich (mit Bezug auf Fig. 587) d = 30 D — 31,5 cm und Dy — 28,5 cm ergeben hatte, foll nun der Ankerfufs unter den Annahmen berechnet werden, dafs die zuläffige Preffung unter der Platte gj = 12 kg für lqcm, der Abftand der Anker von der Kante r — 10cm und die Mittelausfparung k = 9cm beträgt. Die Wandltärke 0 des Plattenauffatzes (Fig. 587 u. 592) wird zunächft mit 0 = 2,5 cm eingeführt.

Die ganze Laft Ą ift, wie früher angegeben, 20 000 kg und das Moment M — 700 • 600 = 420 000 cmkg. Sollte keine Verankerung nötig fein, fo müfste die Plattenbreite b nach Gleichung 227 betragen

= 126cm,

Mx = Ma -

p₂d

CM CO

Mx = Ma- —

--S₄ D sd

TT    ⁴

-P,d-h

für Kreisringftützen

für quadratifche Kaftenftiitzen,

240.

6 • 420 000

20 000

und die gröfste Preffung wäre dann nach Gleichung 228

20 000³

= 2,52 kg für 1 qcm.

Dies ift gegenüber der zuläffigen Preffung oj = 12kg für 1 qcm zu gering; die Platte mufs kleiner gemacht und daher verankert werden.

Die Plattenbreite folgt für die Bedingung a Gy aus Gleichung 237

3 • 20 000

2 • 12

welche, wie leicht zu erkennen ift, die Löfung b — 100 cm ergiebt. Demnach wird nach Gleichung 238. der Ankerzug Z —

b* — bK 2 . 10 —

*(-

18.420 000²

12 (100 - 10) • 100

— 10

²)

—7- (420 000 — 20 000 . 10),

12

— 20 000 = 38 000kg.

38 000

Werden vier Anker nach Fig. 591 in den Ecken angebracht, fo ift jeder für ——-=: 19 000kg, bei

1000 kg für 1 qcm Spannung, alfo mit 19qcm Querfchnitt auszubilden. Dem entfpricht der innere Gewinde-durchmeffer

d‘ -

— 4,9cm;

alfo find die Verhältniffe der Schraube Nr. 18 der Wiiworth-Skala (S. 163) für die Anker zu verwenden. Kleinere Anker können benutzt werden, wenn z. B. zwölf ftatt vier eingefetzt werden. Entlang einer

OQ AAA

Kante fitzen dann vier Anker ; fomit ift jeder, für ———

4

= 9500 kg mit 9,5 qcm Querfchnitt und

- 3,48 cm

Kerndurchmeffer oder mit den Verhältniffen der Witworth-Schraube Nr. 14 auszubilden. Nach Gleichung 239 ift weiter

Ma =

100³ .12 5 • 100 — 6 . 10

48

100 — 10

= 1225 000 cmkg.

q folgt aus Gleichung 232 : by =r 4 ■ 100

100 - 9 — 2 . 2,5

= 43cm, h für n — 12 Rippen nach Gleichung 215:

= 33,3cm und fomit dy nach Gleichung 233 gleich 0,0447 . 33,3 . |/l2 = 5,i cm- 0 ift mit

2,5cm in der That kleiner als —B == 2,87cm, wie Gleichung 219 verlangt. Aus Gleichung 220

15    15

⁷² 12

folgt nun Kauet —

43 • 5,i

— 29,2 cm, alfo h vorläufig gleich 29cm mit dem Vorbehalte, es noch etwas.

kleiner zu wählen, wenn fich weiter unzweckmäfsige Mafse ergeben füllten. Wird nun weiter der Laibungsdruck sd — 70Qkg für 1 qcm gefetzt, fo folgt aus Gleichung 234:

3.2,5

54 =

29 — 5,i

0-1/

4 • 420000

31,5 . 700 (29 — 5,i)²

= 0,s4cm ;

3°4-

Anwendung.

3°5-

Belaftung in der

Schwerachfe.

= 1225000 --

folglich nach Gleichung 221 :

A = 2 • 43.5,i

und nach Gleichung 222 :

20000 • 30

— 0,84 . 700 •

31.5 (A^²⁹

),⁸⁴ \ _

2 / ~

708300cmk=;

3 . 2,5 . 29²

= 1425 — 1260 = 165

708 300 • 29    26

75

2,5 • 29³ — 2.43.5,i

750

Mit diefen Werten wird nach Gleichung 223 :

165³

und nach Gleichung 223 :

/ 29    5,i \ ²

V 5    2 /

43.5,i³

= 680.

4.680

(y 165 . 29 — 680)

= 0,522 cm

165²

= 38cm.

2 . 0,522 . 680

Diefe letzten Werte find unbequem,    — 38 • 0,522 = 20lcm• Wird nun §2 — §4 = 2,5

cm

gemacht,

20

fo mufs b% = —- = 8cm fein; der obere Rand des Plattenauffatzes wird alfo b^ -f- 0 = 8 -f- 2,5 = 10,5 cm

Zf5

breit und 2,5cm dick.

Für Gleichung 236 ift nach Fig. 591

100.100 —

38,s² . 1t

— 736 qcm

und der Schwerpunktsabftand nach zeichnerifcher Ermittelung a — 27cm ! alfo wird nach Gleichung 236

§3 = 0,012

Da das Stützenende fcharf in den Fufsauffatz paffen mufs, fo empfiehlt es fich, die Berührungsflächen 8 in Fig. 587 u. 592 genau abzudrehen.

12

12 . 736 • 27

29²

= 3,4 cm.

2) Füfse fchw eifse iferner Stützen.

Schweifseiferne Stützen werden jetzt wegen der einfacheren Knotenbildungen und der höheren Tragfähigkeit regelmäfsig da verwendet, wo die Stützen fchwere Decken in mehreren Gefchoffen zu tragen haben, wie in Lagerhäufern; auch dann, wenn die Laft in der Schwerachfe angreift. Befonders gebräuchlich ift die fch weifseiferne Stütze auch, wenn aus fchiefer oder fchräger Belaftung erhebliche Biegungsmomente wirken, da letztere durch gufseiferne Stützen namentlich in deren Füfsen, wie die obigen Berechnungen in Art. 303 zeigen, nur mit vergleichsweife grofsem Aufwande aufgenommen werden können.

Bei Belaftung in der Schwerachfe be-feftigt man die Grundplatte, deren Grundfläche nach Gleichung 201 oder 205 zu berechnen ift, unmittelbar am unteren Stützenende, indem man zwifchen die Ebenen —

Platten, Schenkel, Stege — des Stützenquer-fchnittes und die Grundplatte Stehbleche als Rippen einfügt, welche die Grundplatte gegen die Stütze abzufteifen haben und daher von ihrem Rande nach den Stützenteilen hin dreieckig verlaufen. Diefe Stehbleche werden mit der Stütze, wenn möglich, unmittelbar vernietet oder durch Winkeleifen verbunden, und an die Grundplatte

Fig. 593-

S,

nn

me

sinic

mittels Winkeleifen angefchloffen. Ein folches Beifpiel zeigt Fig. 593 für einen fchweren Stützenquerfchnitt.

Hier find 14 Abfteifungen der Grundplatte, für welche der Anfchlufs an die fchwarz gekennzeichneten Stützenteile bequem zu gewinnen war, in der fchraffierten Anordnung fo geftellt, dafs die ent-ftehenden Randlängen b\ der Platte thunlichft ringsum gleich find.

Die Dicke der Platte ift nach

== 0,0213 bx \V

241.

zu beftimmen.

Für den Anfchlufs der Eckausfteifungsbleche ift der Druck zu ermitteln, welcher auf die zu jedem gehörige Grundfläche kommt; für fein Moment und feine

Fig- 594-

Fig- 595-

Fig. 596.

1/

-~vr

k,

h:

-r

JN

'4

Abfcherungswirkung bezüglich der Befeftigungsftelle an der Stütze in: dann die Vernietung mit der Stütze durchzuführen, und die Höhe der Stehbleche ift fo zu bemeffen, dafs die erforderliche Anzahl der Anfchlufsniete darin untergebracht werden kann.

Uebrigens laffen fich diefe Füfse fchweifseiferner Stützen nicht mit gleicher Allgemeinheit behandeln, wie diejenigen der gufseifernen, weil die vorkommenden Stützenformen eine viel gröfsere Verfchiedenheit aufweifen und man auch die Grundform der Fufsplatte den Verfchiedenheiten der Einzelfälle mehr anpaffen wird, als bei Gufsftützen.

Bei grofsen Flächen der Grundplatte ift das Anbringen von über die Fläche gleichförmig verteilten Bohrlöchern zum Vergiefsen der Platte mit dünnem Zement zu empfehlen.

306.

Schräge und exzentrifche

Bei Belaftung durch wagrechte Kräfte oder bei fo fchiefem (exzentrifchem)

Angriffe der lotrechten Laft, dafs u j> £ wird¹²⁴), mufs die fchweifseiferne Stütze einen vollftändig verankerten, dreieckig ausladenden Fufs erhalten. Ein Beifpiel Belaftung. folcher Verankerung ift in Fig. 553 bis 555 (S. 203) dargeftellt.

Die Freifttitze ift in den durch Fig. 594 bis 596 veranfchaulichten drei Fällen auf den Druck V und das Biegungsmoment Hhx bei wagrechter, bezw. Vu bei fchiefer Belaftung, dann auch bei der hier meift notwendigen, vorwiegend in der

16

¹²⁴) Siehe: Gleichung 51 auf S. 273 in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«. Handbuch der Architektur. III. 1. (3. Aufl.)

Ebene des Moments Reifen Ausbildung des Querfchnittes auf Zerknicken unter V nach der fchwächften Seite des Querfchnittes zu berechnen.

Weiter ift, wenn Zug mit -j- bezeichnet wird:

nach :

Fig- 594

Hh

Hh

■)

sin </.

sin a

tga

tg a

Fig- 595

Hh

Hh

sin a

Fig. 596

Hh

(V+L)

sin a

tg a

Statt Hk ift bei um u fchiefem Angriffe von V überall Vu einzuführen. Tritt die wagrechte Kraft H gleichzeitig mit um u fchiefem Laftangriffe auf, fo wird ftatt H h überall H h -f- Vu eingefetzt.

Nach Ermittelung diefer Kräfte find die einzelnen Teile der Lager nach den in Art. 278 bis 282 (S. 198 bis 204) und oben (unter e, 1 u. 2) für Druckplatten und in Kap. 7 (unter c) für Lagerplatten gegebenen Regeln auszubilden.

307-

Schräge

Stützen.

Schräge Stellung der Stützen erzielt man in den feltenen Fällen, in denen fie gefordert wird, durch Anwendung gegliedeter Druck- oder Ankerplatten, indem man die Plättenauffätze mit der Grundplatte den verlangten Winkel bilden läfst.

In folchen Fällen werden die in die Unterftützung eingreifenden unteren Kreuzrippen oder das Feftlegen durch Randdollen befonders wichtig, weil fie die wagrechte Seitenkraft des fchrägen Stützendruckes auf die unterftützenden Teile zu übertragen haben

d. h. winkelrecht zur Stützenachfe, geftellt ift. In diefem Falle werden die Grundplatten ganz regelmäfsig und bedürfen der unteren Kreuzrippe nicht. Die Anlage des unterftützenden Mauerwerkes oder Quaders rechtwinkelig zur Stützenachfe ift derjenigen eines fchief entwickelten Fufses ftets vorzuziehen.

7. Kapitel,

Träger.

308.

Vor

bemerkungen.

nicht das unterftiitzende Mauerwerk felbft fchräg,

wenn

Die im Hochbauwefen vorkommenden Träger werden aus Gufseifen oder aus Schweifseifen hergeftellt. Vor Ausbildung des Walzverfahrens wurden gufseiferne Träger fehr häufig verwendet; gegenwärtig find letztere von den fchweifseifernen faft ganz verdrängt.

P"ür die Ermittelung der Spannungen in den fog. Balkenträgern, welche hier allein in Frage kommen, aus den Momenten und Querkräften mufs auf Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« verwiefen werden. In Abt. II, Abfchn. 2, Kap. 2¹²⁵) wurde dort zunächft (Art. 355 bis 357, S. 315 bis 317 ¹²°) Allgemeines

I25) 2. u. 3. Aufl. : Abt. IT, Abfchn. 3, Kap. 2.

J26) 2. Auf!.: Art. 146 bis 148 (S. 124 bis 126); 3. Aufl.: Art. 148 bis 150 (S. 139 bis 142).

über äufsere Kräfte und Einteilung der Träger überhaupt und alsdann (Art. 358 bis 372, S. 317 bis 338 ¹) über die Beftimmung der Momente und Querkräfte für die verfchiedenen Arten von Balkenträgern vorgeführt. Für ungegliederte Träger find die Ermittelung der Spannungen und die daraus fich ergebenden Querfchnitts-beftimmungen nach Art. 295 bis 331 (S. 257 bis 293 ²) vorzunehmen; für gegliederte oder Gitterträger find die Unterfuchungen in Art. 373 bis 407 (S. 338 bis 374³) mafsgebend.

a) Gufs eiferne Träger.

Träger aus Gufseifen erhalten feiten einen anderen Querfchnitt, als den I-förmigen ; doch mufs der I-Querfchnitt wegen der ungleichmäfsigen Widerftands-

fähigkeit gegen Zug und Druck nach Mafsgabe des in Berechnun£-Teill, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« (Art. 302,

263 ¹³°) Gefagten unfymmetrifch ausgebildet werden.

Diefe Träger dürfen nur unter ruhender Laft verwendet werden, da fie Erfchütterungen und Stöfse auch in geringem Mafse nicht vertragen.

Im Gegenfatze zu den fchweifseifernen Trägern macht das Anpaffen des Trägers an die angreifenden Momente durch entfprechende Veränderung des Quer-fchnittes nicht die geringfte Schwierigkeit und follte daher ftets ausgeführt werden.

Unter Beibehaltung der an oben angeführter Stelle gemachten Annahmen und mit Bezug auf die in Fig. 597 eingefchriebenen Bezeichnungen laffen fich zwifchen Spannung, Querfchnittsabmeffungen und Angriffsmoment M, wenn letzteres in der lotrechten Trägerachfe wirkt, die Näherungsgleichungen für die Gurtungsquerfchnitte aufftellen:

~X------

1=28

1,5

.1) ₂= 24,5.

1É4/ 8

8h

3°9-

Form

und

4 hsg

-j—0

und /j = -g

.    .    242.

oder wenn etwa aus äufseren Gründen angenommen werden mufs:

h = T (/■ - V

5 M8

6 s*

■) und /l = A

-    • 243-

worin sg die zuläffige Zugfpannung, fx den Querfchnitt der oberen Gurtung und f2 den Querfchnitt der unteren Gurtung bedeutet. Für 8 ift ein bequemes Gufsmafs, nicht unter 1,2 cm, anzunehmen.

Es empfiehlt fich, die Flanfche folcher gufseiferner Träger etwa in Abftänden gleich der dreifachen Trägerhöhe, namentlich aber in den Angriffspunkten von Einzellaften und über den Auflagern, durch lotrechte Rippen gegen den Steg ab-zufteifen (Fig. 597).

Der rechteckige Kaftenquerfchnitt ift weniger gut als der I-förmige, weil man

¹²⁹) 2. Aufl.: Art. 165 bis I2°) 2. Aufl.: Art. 92 (S. 66); 3. Aufl.: Art. 99 (S. 78).

b) Schweifs eiferne Träger.

Unter den fchweifseifernen Trägern können gewalzte und zufammengefetzte Träger unterfchieden werden. Bei erfteren werden die Eifenbahnfchienen von den fonftigen Walzeifen zu fondera fein ; die zufammengefetzten Träger können voll-wandig, Blechträger oder gegliedert, Gitterträger, fein.

1) Eifenbahnfchienen als Träger.

311.

310.

Beifpiel.

in der Abmeffung der Gurtungsquerfchnitte dabei weniger frei ift und die Schwierigkeiten des Guffes wefentlich gröfsere find.

Beifpiel. Ein Träger von 4m Länge hat auf 1 Für die Höhe hy flehen nur 30cm zur Verfügung; o foll 1,5

vorläufig annähernd 28cm einzuführen.

1 qcm zugeiaffen wird,

cm 17,2 kg zu tragen und ruht auf zwei Stützen, betragen. Für h ift hy--T-

Es wird nach den Gleichungen 242, wenn sg = 250 kg für

cm

, alfo

fi =

5 . 17,2 . 400²

1,5 . 28

8 . 28 . 250

— 68,7 qcm und fy ■=. —-8

68,7    1,5 . 28

= 8,9 qcm.

Wird fonach oj = 1,2 cm und §₂ = 2,8 <

cm

8,9

gemacht, fo mufs by = -= 7,4

1,2 -j— 2,8

1,2

cm

und —

68,7

2,8

= 24,5 cm

werden, und die ganze Höhe beträgt 28 -f

Da die Formel nur annähernd richtige Ergebnifle liefert, fo mufs nach Gleichung 34 in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte (S. 261 1S1) geprüft werden, wie grofs die gröfsten Spannungen oben und unten werden. Die Lage des Schwerpunktes über der Unterkante des Trägers wird beftimmt durch

= 30 cm .

__    7,4 . 1,2 . 29,4 -j- 26 • 1,5 • 15,8 -J- 24,5 • 2,8 . 1,4

7,4 . 1,2 -j— 26 • 1,5 -j— 24,5 • 2,8 Das Trägheitsmoment für die F-Achfe beträgt¹³²)

Jy - ~ [24,5 • 8,35^ + 7,4 (30 — 8,35)³ — (24,5 — 1,5) (8,35 - 2,s)³ —

— (7,4 — 1,5) (30 — 8,35 — 1,2)³J = 11654 (auf Centim. bezogen); folglich die Spannung in der Unterkante

= 8,35 cm.

s' =

17,2 . 400²

8,35

- in der Oberkante

11654

— 247 kg für 1 qcm t

17,2 . 400²    30 - 8,35

11654

= 640 k2 für 1 qcm .

Da die zuläffige Druckfpannung in der Unterkante 250 kg für 1 qcm war und die zuläffige Druck-fpannung bis zum dreifachen der Zugfpannung zugeiaffen wird, fo ift die Spannung unten das

247

0,99 fache, oben das

640

250

0,99 -f- 0,85

750

= 0,85fache der zuläffigen, und die Gurtungen können alfo noch auf das

= 0,92fache verfchwächt werden; doch wäre dies mit Rückficht auf die Kleinheit der Mafse der oberen Gurtung nicht zu empfehlen.

Eifenbahnfchienen werden bei Hochbauten vielfach als Träger benutzt, haupt-Anwendung. fachlich wohl aus dem Grunde, weil fie oft leicht und billig zu haben find; letzteres trifft hauptfächlich für gebrauchte alte Schienen zu. Insbefondere zur Ueberdeckung von Thor- und anderen Wandöffnungen, zur Unterftützung von Treppen, als Erkerträger u. f. w. werden Eifenbahnfchienen häufig benutzt; bisweilen treten fie auch

¹³¹)    2. Aufl. : Gleichung 42 (S. 64); 3. Aufl. : Gleichung 56 (S. 75).

132]    Nach: Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte (Art. 310, S. 268 diefes »Handbuches«.

bei der Ueberwölbung von Keller- und anderen Räumen an die Stelle von I-förmigen Walzträgern (fiehe unter 2).

Die einfchlägigen ftatifchen Ermittelungen werden in gleicher Weife, wie bei anderen gewalzten Trägern vorgenommen.

Zieht man die gegenwärtig üblichen breitftifsigen Schienen in Betracht, fo ift nach Winkler13 3) annähernd die Querfchnittsfläche des Schienenquerfchnittes

für Stahlfchienen :

312.

Berechnung.

für Eifenfchienen : 0,2 8 5 k²

0,274 k² Ouadr.-Centim.,

wenn h die Schienenhöhe (in Centim.) bezeichnet.

Das Eigengewicht für 1 lauf. Meter beträgt nahezu

0,2i h²

0,22 h²

Kilogr.

g =

Das Trägheitsmoment des Schienenquerfchnittes für die wagrechte Schwerachfe

des aufrecht geftellten Querfchnittes ift ungefähr 0,0383 IP

y=

0,0364 kL.

Da nur abgenutzte Schienen in Frage kommen, kann man die Querfchnitte nach obigen Formeln nicht voll ausnutzen; im Durchfchnitte wird man für breit-

fiifsige Schienen neuerer Querfchnittsbildung

das Trägheitsmoment J = 0,o35 hL, .

.    .    244.

das Widerftandsmoment— = 0,07 IP

.    .    245.

fetzen können, worin h in Centim.

Demnach ift eine auf L Centim. Stützweite frei tragende Schiene im Stande :

IP

auf 1 cm ihrer Länge die Laft    . q = 392 — Kilogr., .    .    246.

JP

in der Mitte ihrer Länge die Einzellaft P— 196 ——

.    .    247.

zu tragen, wobei eine Beanfpruchung des Eifens von 700 kg für 1 qcm entlieht.

Stärkere Träger durch Zufammennieten mehrerer alter Schienen zu bilden, ift nicht zu empfehlen, da das geringwertige Material die Koften guter Nietung nicht mit Vorteil trägt; übrigens entliehen unvorteilhafte Materialverteilungen und durch die Nietlöcher in den ziemlich dicken Füfsen beträchtliche Schwächungen.

Beil'piel 1. Eine Schiene von lg cm Höhe, welche zur Unterftützung von Kellerkappen dient, hat auf 1 lauf. Centim. (^ —) 7 kg zu tragen; wie weit darf fie frei liegen?

313-

Beifpiele.

Nach Gleichung 246 ift 7 = 392

13³

/²

, woraus

/ = \/133 =    350 cm.

Beifpiel 2. Ueber einer Oeffnung von 3m Stützweite fleht mitten ein Pfeiler von 5000 kg Gewicht; wie viele 13cra hohe Schienen find zu feiner Unterftützung notwendig?

Nach Gleichung 247 trägt eine Schiene

13³

P= 196 TLr = 1435 kg;

300

fonach rnüffen

5000

= 4 Schienen gelegt werden.

Beifpiel 3¹³⁴). Ein Erkervorbau, welcher bei l,om Ausladung und 2,5m Breite in jedem Gefchoffe ein ausgekragtes Traggerippe aus Schienen erhält, hat an der Vorderfeite ein 1,6m breites, 2,6m hohes und in jeder Seitenwand ein 0,5m breites, 2,6m hohes Fenfter; die Gelchofshöhe beträgt 4,2m, die Brüftungshöhe der Fenfter 0,75m; die Stärke der Eckpfeiler zwifchen den Fenftern beträgt

!33) In; Vorträge über Eifenbahnbau etc. I. Heft: Der Eifenbahn-Oberbau. 3. Aufl. Prag 1875. S. 77 u. 240.

134) Bezüglich der hier benutzten Formeln vergl. die in den Fufsnoten 135 bis 138 angezogenen Gleichungen.

1435

IV* Stein, die der Fenfterbriiftungen und Fenfteriibermauerungen 1 Stein. Die Eifenkonftruktion belleht aus 2 vorgekragten Schienenlagen unter den Seitenwänden und einer auf deren freie Enden gelagerten Schienenlage unter der Vorderwand. Die Mitten der beiden vorgekragten Schienenlagen liegen 2,50 — 0,38 = 2,i 2¹¹¹ auseinander und beftimmen die Stützweite der vorderen Schienenlage zu 2,12m- Das Auflager der vorderen Schienenlage ilt zu l,oo —

0,38

—g— = 0,8i m

nehmen.

von der Wand anzu-

a) Die vordere Schienenlage

(Fig. 598) hat an beiden Enden auf 2,12 — 1,60

= 0,26m Länge zuerft

den vollen Pfeiler von

Fig. 598.

H21 Kg

174

160

27 Kg !! !: i| ! fiirigcmj;

283 Kg

289 Kg

s v

1421 Kg

27 Kg

!<■

.212

4,2 . 0,38 • 0,oi . 1700 = 27 ks

Gewicht für 1 lauf. Centim. zu tragen; dann folgt aus der Fenfterübermauerung eine 26cm vom Lager entfernte Einzellaft von

¹/2 . 0,25 • 1,6 (4,2 - 0,75 - 2,60) 1700 = 289 Fg ;

endlich ruft die Brtiftung unter dem Fenfter auf 1,60 m Breite für 1 lauf. Centim. die Lafl von 0,25 • 0,75 . 0,oi . 1700 = 3,2% hervor. Aufserdem hat der Vorderträger aus dem Erkerfufsboden noch 2 kg für 1 lauf. Centim. auf 2,50 — 2.0,38 = 1,74m Länge in der Mitte zu tragen.

Die vom Vorderträger auf die ausgekragten Schienen ausgeübten Auflagerdrücke find demnach

27 . 26 + 289 -j-

das Biegungsmoment in der Mitte ift

212

M= 1421 —— — 27 • 26

(f- )

— 289

160 „    , 174 „

~2~ 8,2 + I“ ² =

0fl\    160 ₀    160    174 . 174    ,

26 )--— 8,2 —---— 2 —— = 44411 crakg.

/    2    4    2    4

1421kg;

/212

V 2

Werden n Schienen nebeneinander gelegt, fo ift bei einer Beanfpruchung von j = 700 kg für 1 qcm

= n • 700.0,07 . 8³

nach Gleichung 245 bei 8cm Schienenhöhe das ^-fache Widerftandsmoment 700 n

= 25088 n. Somit folgt die erforderliche Anzahl Schienen aus 25088 n — M— 44411 mit n— 2.

ß) Die ausgekragte Schienenlage von 81 cm theoretifcher Länge trägt (Fig. 599) am freien Ende den

Auflagerdruck des Vorderträgers mit 1421 kg, ferner den Reft der Vorderwand mit

2,5 - 1,6 - 2.0,26

0,38 • 4,20

1700 = 515 kg;

hierauf folgt aus dem auf dem Träger flehenden, 38cm ftarken Pfeiler eine Laft von 27 kg bis zum Fenfter, 1,00 - 0,38 — 0,50

d. h. auf

= 0,06 m Länge;

Fig. 599-

weiter folgt in der Fenfterkante aus der

Fenfterübermauerung eine Einzellaft von 0,50 • 0,25

27 Kg fiir 1 qcm

7127 Kg fiir 1 qcm .

(4,20 — 0,75 — 2,6o) 1700 = 90 kg;

3,2

:jji

alsdann aus der Fenfterbrüftung auf 50cm Länge, wie oben, 3,2kg Laft auf 1 cm; hierauf in der Fenfterkante die Einzellaft der Fenfter-

30 Kg

90 Kg

Übermauerung mit 90 kg, und fchliefslich 1,00 - 0,38 — 0,50

1421 Kg

Y

wieder aus der

= 0,06 m

breiten Vorlage im Anfchluffe an die Wand eine Laft von 27 kg für 1 cm. Das Biegungsmoment in der Vorderkante der Wand ift fomit

50

"K"

■*-19

\ 515 Kg

(1421 + 515) 81 + 27 . 6 ^81 — ~ — y) + 90 (6 + 50) + 3,2 . 50    +6 ) + 90 • 6 + 27.6'J- = 177400 <=mkg.

Die Querkraft V in der Wandfläche beträgt

V = 1421 + 515 + 2 . 6 . 27 + 2 . 90 + 50 . 3,2 = 2600kg.

Diefer Wert wird fpäter bei der Berechnung der Auflagerung folcher einfeitig eingemauerter Träger zur Geltung kommen. (Vergl. Kap. 7, unter c.)

Werden hier je n Schienen von 13cm Höhe ausgekragt, fo ift das .y-fache Widerftandsmoment bei einer Beanfpruchung von .r = 700 kg für 1 ücm nach Gleichung 245 : n . 0,07 . 13³ ■ 700 = 107653 «• Demnach folgt aus 107 653 « = M = 177400 die Zahl der Schienen n — 2.

Somit hat der Eifenrahmen in den auskragenden Teilen aus je zwei 13cm hohen Schienen, über deren Enden zwei 8cm hohe Schienen zum Tragen der Vorderwand geftreckt find, zu beftehen; erftere können, falls niedrigere Schienen vorhanden find, etwas leichter gewählt werden. Die Lagerung der in die Wand gefleckten Schienenpaare wird fpäter (in Kap. 7, unter c) erörtert werden.

2) Walz ei fen als Träger.

Solche Träger werden hauptfächlich als Belag-, E-, Z- und I-Eifen hergefteilt; für die Querfchnittsform diefer Formeifen find die »Deutfchen Normalprofile für Walzeifen« mafsgebend, welche in Teil I, Bd. 1, erfte Hälfte (Abt. I, Abfchn. 1, Kap. 6) diefes »Handbuches« mitgeteilt find; die betreffenden Tabellen enthalten neben den Querfchnittsabmeffungen auch die zur Berechnung notwendigen Angaben über die Lage des Schwerpunktes und die Gröfse der Widerftands- und der Trägheitsmomente.

Einige Beifpiele mögen die Anwendung jener Tabellen unter Benutzung der früher entwickelten Formeln erläutern.

Beifpiel 1. Ein I-Träger fei nach Fig. 600 durch die Einzellaflen und P^, fowie durch die gleichförmig verteilte Laft von 3,5 kg auf 1 3,5 . 800

314-

Grundlagen

der

Berechnung.

cm

der Länge belaftet. Der Auflagerdruck beträgt⁴)

315-

Beifpiele.

Ai =

1200 (260 + 290) + 1800 . 290

800

= 2878 kg.

Fig. 600.

D₀-28?8

Das gröfste Angriffsmoment liegt da, wo die Summe der Querkräfte gleich Null ift. Man findet diefe Stelle am einfachften durch allmähliches Abziehen der Lallen vom

800 ---260 ---

Auflagerdrucke von links oder rechts her.

Zieht man zunächft von — 2878 das Produkt 250 . 3,5 = 875 ab, fo bleibt ein Reff von 2003; P\ — 1200 hiervon abgezogen giebt als Reft 803-260 • 3,5 = 910 ift fchon gröfser, als der letzte Reft, fo dafs die gefuchte Stelle zwifchen P^ und /t, liegen mufs, und zwar von P^ um eine Strecke x entfernt, welche ^ ¹^°°    aus der Beziehung x . 3,5 = 803 mit x = 228,6 cm folgt.

Für diefe Stelle, die alfo 250 -)- 228,6 = 478,6 cra vom linken Auflager entfernt liegt, ift das Moment⁵)

Mmax = 2878 • 478,6 — 478,6 . 3,5    — 1200 . 228,6 = 702024 cmkg.

u

(----2j o---■>'-

----2ÇO----:

Das Produkt

---X‘22.8,6—>1

— 4.78,6-—-*

Pr --1200

Der Wert — oder das fog. Widerftandsmoment des Trägers ergiebt fich⁶) bei einer zuläffigen

Spannung von 1000kg für 1 qcm aus der Gleichung

M _ 702024 __ 7

= 702 (auf Centim. bezogen), und es mufs daher nach der Tabelle über die Normalprofile von I-Eifen⁷) mindeftens Nr. 32 mit dem

1000

Widerftandsmoment — — 788,9 gewählt werden. e

Beifpiel 2. Ein 5,i m tiefer Kellerraum foll in der Weife eingedeckt werden, dafs in 3,25 m Teilung I-Träger geftreckt und zwifchen diefen Kappen von i/2 Stein, in den Kämpfern 1 Stein Stärke mit Uebermauerung, Bettung, Lagerhölzern und Bretterfufsboden eingewölbt werden. Das Gewicht, welches diefe Kappen für 1 cm auf den Träger übertragen, beträgt 20,5 kg, einfchl. des fchätzungsweife feftgelegten Eigengewichtes des Trägers. Wird eine der beiden anfchliefsenden Kappen mit 250 kg für 1 qm belaftet, fo überträgt fie auf den Träger noch 0,oi . 8,25 . 250.0,5 = 4,i kg für 1 lauf. Centim. ; aufserclem erhält 1 cm des Trägers aber aus dem ftärkeren Schube der belafteten Kappe gegenüber der unbelafteten eine wagrechte Belattung von 1,2 kg für 1 qcm.

Der Träger wird an jedem Ende 35 cm lang in die Wand gefleckt, fo dafs die Stützweite 510 -j- 35 = 545 cm beträgt.

In der Mitte ift fonach das Biegungsmoment

545²

in lotrechtem Sinne (20,5 -j- 4,i) ——— = 916000 cmkg,

545²

in wagrechtem Sinne .    .    .    1,2—7:—= 44500 cmkg.

Wird zunächft Nr. 36 der »Deutfchen Normalprofile für I-Eifen« angenommen, fo ergeben fich für diefes die folgenden Spannungen.

7

Für die wagrechte Schwerachfe ift nach der Normaltabelle über I-Eifen — = 1098cm 3 und für

7    956

die lotrechte

—-= 134 (auf Centim. bezogen).

7,15

In den Flanfchecken ergiebt fich aus beiden Beanfpruchungen zufammen alfo die Spannung

916000 , 44500

1098

134

= 833 + 332 = 1165 kg für lqcm.

Sind beide anfchliefsende Kappen voll belaftet, fo verfchwindet die wagrechte Beanfpruchung wegen

der beiderfeits gleichen Schübe; die lotrechte erhöht fich dagegen auf 20,5 -j- 4,1 —j— 4,i = 28,7 kg für

28,7 . 545²

1 cm. Das lotrechte Biegungsmoment wird nun anfpruchung von

= 1065000 cmkg, und daraus folgt eine Be-

1065000

1098

= 972 kg für 1 cm.

Diefe Spannungen können zugelaffen werden, da die Laft nicht ftofsweife wirkt und die Laft-annahmen fehr ungünftige find.

Fig. 601.

Beifpiel 3¹³⁹). Pfetten von Z-förmigem Querfchnitte ruhen auf der nach 1:2,5 geneigten oberen Gurtung eines Dachftuhles in 1,50 m Teilung und find über die in 4,50 m Teilung flehenden Binder als durchlaufende Gelenkträger hingeftreckt. Das Eigengewicht der Deckung betrage 70 kg für 1 qm der Grundfläche, die Schneebelaftung 75 kg für 1 qm der Grundfläche und der Winddruck 50 kg für 1 qm Dachfläche rechtwinkelig zu diefer. Der wagrecht gemeffene Pfettenabftand beträgt

(1,5 • 2,5) : \Z~ 1 -j- (2,5)² = 1,392 m.

Damit die Momente an den drei Stellen 1,

'‘-d-66,5

2 und j des durchlaufenden Gelenkträgers (Fig. 601) gleich werden, ift

*........lt45o

•**

--1:450-

I 0/ 2-1)

2\/ 2

= 0,1464 / = 0,1464.450 = 66,2

cm

qi²

zu machen; dann wird    —

bei der Laft q auf 1 cm Länge.

Diefe    Einheitslaft    ift    für    Eigengewicht:    0,oi . 1,392.70 = 0,973 kg für 1 cm;

»    »    »    »    Schneelaft :

»    »    »    »    Wind :

fomit beträgt

1) das lotrechte Moment aus Eigenlaft:

0,01 . 1,392 . 75 = 1,047 »    »

0,01 • 1,5    . 50 = 0,7 5    »    »

0,973.450²

16

= 12300 cmkg,

2) »

Schnee :

1,047 ■ 450²

16

= 13250 cmkg,

0,75.450²

3)    » zur Dachfläche rechtwinkelige Moment aus Wind :

Diefe drei Momente find in Fig. 602 fo durch Aufträgen im Mafsftabe 1 cm₌ 7500 cmkg vereinigt, dafs man bilden kann aus 1 und 2 das gröfste lotrechte Moment I— 25550 cmkg, aus 1 und 3 das am weiteften von der Lotrechten abweichende Moment III— 21300 cmkg, und aus 1, 2 und 3 das gröfste Moment überhaupt II— 34 600 cmkg.

16

9500 cmkg.

Nun foll unterfucht werden, welche Spannungen diefe Momente in einem mit dem Stege rechtwinkelig zur Dachfläche geflehten Z-Eifen Nr. 12 hervorrufen, dann auch, wie man die Pfette gegen diefe Stellung etwa zu verdrehen hat, um fie am günftigfien auszunutzen, d. h. die entftehenden Spannungen möglichft niedrig zu halten.

Die Spannungsermittelung verläuft wie folgt.

Die Z-Pfette Nr. 12 ift in Fig. 602 zunäclift rechtwinkelig zur Dachneigung geftellt, und die den Angaben der Normaltabehe entnommenen Hauptachfen X und Y find eingetragen ; die Plauptträgheits-

Fig. 602.

?!

sl

Ilf

t/> \p>

3m

TSi

J.

-<

dy=37,7

^=■0

---fnTTO—

V:

-_X.

dx=470

YZagreclit

"Ï-I

■ sjeSSsg

\ /'X=+2,75 jy_y=+5jj3_

-/—

"4-_. I

m'd

3'

'X=-2,75 y=+ 7,74

m”

i+Y

‘Fol⁰——

Wir

I'V/

B/yw

Mafsftab für die Momente : 1 cm — 7500 cm;kg.

Mafsftab für die Gröfsen a und b\ 1 cm = 0,oi5 (auf Centim. bezogen).

momente find Jx — 470 und Jy = 37,7 (beide auf Centim. bezogen). Eine der Ecken m oder n wird die gefährdetfte fein. Für jede derfelben ermittele man die Koordinaten x und y, welche in Fig. 602 bei-

y    X

gefchrieben find, und dann die Gröfsen a — —— und b —    . Es wird

Jx

7,74

a”‘ ~    ~ 0>⁰¹⁶⁴⁵ (au^ Centim. bezogen), bm —

an — -7^- = 0,01135 (auf Centim. bezogen), bn ==

4 /(J    O <)7

Jy

2,75

= — 0,07 3 (auf Centim. bezogen),

-J- 0,073 (auf Centim. bezogen).

Trägt man diefe Werte a und b nach dem Vorzeichen im Sinne der Achfen X und Y in gleicher Richtung mit diefen vom Punkte n bis na und nb und von m bis ma und nib auf, und legt durch die drei Punkte m, ma, mb und n, na^ nb je einen Kreis, was in Fig. 602 im Mafsftabe 1 cm = 0,oi5 gefchehen ift, fo kann man die aus verfchiedenen Momenten entftehenden 'Spannungen ablefen, wenn man von n und m aus die Richtung des Moments in den Kreis hineinzieht, z. B. «//für das gröfste Moment II, den vom Kreife hierauf gebildeten Abfchnitt mifst ; für nll ergiebt fich 1,375 cm, alfo 1,375 . 0,oi5 = 0,o206, und das Moment mit diefem Abfchnitte multipliziert. Moment II erzeugt daher in n die Spannung O,0206 . 34 6 0 0 cmks = 712kg für lqcm, womit der erfte Teil der Aufgabe gelöft ift.

Fig. 603.

Das Moment III liefert auf feiner durch n gelegten Richtung den Abfchnitt n III = 1,66 cm, alfo die Spannung 1,66 • 0,o 15 • 21300 = 00 530 kg für 1 qcm; der gröfsere Abfchnitt n III liefert fomit gegenüber dem kleineren «//die kleinere Spannung, da zu ihm das kleinere Moment gehört. Um nun die vom Kreife für die verfchiedenen Momentenrichtungen gelieferten Abfchnitte als Mafse der Spannungen unmittelbar vergleichen zu können, ift der Kreis n na nb in n und der Kreis m ma mb in m dem Moment II zu-gewiefen, und für die kleineren Momente M/ und Mm find dann in den Verhältniffen diefer Momente verkleinerte Kreife / und ///eingezeichnet, deren Abfchnitte auf den durch n und m gelegten Moment-ftrahlen nun unmittelbar verglichen werden können, weil fie fämtlich mit dem Moment M// zu multiplizieren find, um die richtigen Spannungen zu ergeben. So ift z. B. die Spannung aus Af//I in « ftatt aus dem oben benutzten Abfchnitte n III = 1,66cm auch zu entnehmen aus dem Abfchnitte nlllą = 1,025 cm mit 1,025.0,015 - 34 6 00 = oa 530 kg für 1 qcm. Für die Richtung des Moments Mi ergiebt fich auf dem zugehörigen Kreife / der Abfchnitt «/q = 0,66CI11, alfo die Spannung in n mit 0,66.0,oi5.34600 = 342 kg für 1 qcm.

mk

Nimmt man ganz diefelben Ermittelungen in m vor, fo fallen die Spannungen hier erheblich geringer aus, und die ungünftigfte Spannung tritt demnach bei der Stellung der Pfette mit dem Stege rechtwinkelig zum Dache mit 712 kg für 1 qcm in n ein.

v w=v t

)W

11

Noch mag erwähnt werden, dafs die Schnitte der mit den Momenten gleich gerichteten Strahlen mit den zugehörigen Kreifen in der Regel fehr fpitz ausfallen , alfo die Schnittpunkte nicht genau ab-zulefen find. Für das fcharfe Feftlegen giebt es das einfache Mittel, dafs man nicht blofs den Momentenftrahl tl durch den zu unterteilenden Punkt t (Fig. 603), fondera vom Mittelpunkte des zugehörigen Kreifes auch noch die Rechtwinkelige uv dazu zieht; verdoppelt man dann den genau beftimmten Abftand tv bis zu, fo ift in zv der gefuchte Schnitt von tl mit dem Kreife genau gefunden. In Fig. 603 find alle Punkte fo feftgelegt.

Die Spannungen aus den drei Momenten in n fallen fomit fämtlich verfchieden aus; fie betragen 712 kg für 1 qcm aus II, 530 kg für 1 qcm aus III und 342 kg für 1 qcm aus /. Daraus folgt, dafs die Pfette in der gewählten Stellung bezüglich des Punktes n fehr ungünftig ausgenutzt wird ; es wäre viel günftiger, fie fo zu drehen, dafs die Spannungen aus II und III gleich werden und diejenige aus / kleiner bleibt; die gröfste Spannung würde dabei verringert, die Pfette alfo entlaftet werden. Hieraus entfteht nun der zweite Teil der Unterfuchung, nämlich die Frage, wie ift die Pfette zu verdrehen, damit zunächft die bezeichneten Spannungen in n gleich werden. Der Bequemlichkeit der Zeichnung wegen wird bei diefer Unterfuchung nicht die Pfette gegen die feftliegenden Momentenrichtungen, fondera diefe werden in umgekehrtem Drehfinne gegen die feftftehend gedachte Pfette verdreht.

Um nun diejenige Richtung zu erhalten, in welche II fallen mufs, damit onu auf Grund des Ab-fchnittes in Kreis II— aÄV7 auf Grund des Abfchnittes in Kreis III wird, lege man den Winkel zwifchen II und III nach der Seite in n an den Durchmeffer np an, auf der die Spannungsabfchnitte in den Kreifen bisher abgelefen waren, verlege den Mittelpunkt III nach III' auf den anderen Schenkel diefes Winkels und bringe den um diefen neuen Mittelpunkt gefchlagenen Kreis ///' mit dem urfprüng-lichen Kreife II zum Schnitte, der in II'IIP fällt. Das genaue Feftlegen diefer meift fpitzen Kreisfchnitte gefchieht ähnlich, wie oben dasjenige der Spannungsftrecken. Die Verbindungslinie von n mit diefem Schnittpunkte giebt die Richtung IP an, in die das Moment II gebracht werden mufs, damit II und III in n gleiche Spannungen erzeugen; denn verdreht man nun III um den fo für II erhaltenen Winkel §2 >n die Lage IIP, fo fchneidet diefe Richtung gemäfs der Entftehung des Punktes IP IIP im Kreife III die gleiche Länge ab, wie die Richtung IP im Kreife II, in diefem Falle 0,567 cm, fo dafs die von II und III in n erzeugten Spannungen beide gleich 0,567 . 0,ois . 34600 = 294kg für 1 qcm betragen, während die

¹

) z.    Aufl. :    Art.    149 bis 163 (S. 126 bis 145): 3. Aufl.: Art. 151    bis 164 (S. 142 bis    165).

²

12s) 2.    Aufl,:    Art.    85 bis 108 (S. 39 bis 83); 3. Aufl. : Art. 94 bis    124 (S. 70 bis 109).

³

200 (S. 147 bis 183); 3. Aufl.: Art. 179    bis 202 (S. 177 bis    203).

⁴

   Nach: Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte (Gleichung 162, S. 326).

⁵

   Nach ebendaf. (S. 328; 2. Auf!.: S. 128; 3. Aufl. : S. 76).

⁶

¹³¹) Nach ebendaf. (Gleichung 36, S. 262; 2. Auf!.: Gleichung 44, S. 65; 3. Auf!.: Gleichung 58, S. 76).

⁷

¹³⁸) In Teil I, Bd. i, erfte Hälfte diefes »Handbuches« (S. 198; 2. Aufl.: S. 251).

Spannung, die von dem um den gleichen Winkel nach P verdrehten Moment / erzeugt wird, kleiner bleibt, in diefem Falle zufällig 0 ift, weil die Richtung /', durch n gezogen, den Kreis in n gerade berührt. Hiermit ift alfo für den Punkt n für fich ein fehr günftiger Spannungsausgleich erzielt, indem man die Pfette gegen die gezeichnete Stellung um den Winkel §2 zwifchen den Richtungen OII und OII', aber in umgekehrtem Sinne, mit dem Kopfe nach rechts, verdreht.

Unterfucht man nun aber durch Einträgen der drei neuen Richtungen /', II' und IIP in die drei Kreife an m die Spannungen in diefem Punkte, fo findet man, dafs diefe hier ganz wefentlich gröfser werden; insbefondere erhält man auf der Richtung I‘ den Abfchnitt von 1,36 cm am Kreife /, alfo die Spannung 1,36.0,015.34600 — 706 kg für 1 qcm aus P in /«, woraus folgt, dafs mit dem günftigen Ausgleiche in « allein keine vorteilhafte Pfettenftellung gefunden ift. Man mufs den Ausgleich durch Pfetten-verdrehung vielmehr fo vornehmen, dafs die gröfste Spannung in m der gröfsten in n gleich wird, und die beiden anderen fowohl in m als auch in n kleiner ausfallen.

Dies führt dazu, die Momentenrichtungen gegen die Pfette fo einzuftellen, dafs die Spannung cm¹ aus Moment I in m der Spannung anII aus II in n gleich wird; die vier Spannungen Gm¹¹, Gm¹¹¹' a«r und Gn¹¹¹ bleiben dann fämtlich kleiner, und die denkbar günftigfte Pfettenftellung ift damit gefunden. Zu diefem Zwecke übertrage man den Durchmeffer mo in unveränderter Richtung nach «, oder«/ebenfo nach m, und trage den zwifchen II und I liegenden Winkel 8g nach derjenigen Richtung von n oder m aus an diefen Durchmeffer an, nach der die auszugleichenden Spannungsabfchnitte gemeffen waren; in Fig. 602 ift erfteres gefchehen. Nun verlege man den Mittelpunkt / von der übertragenen Lage des Durchmeffers nach 1" auf die verdrehte Lage, fchlage von hier aus einen Kreis I“ und beftimme feinen Schnitt II“ mit dem Kreife II in n. Die Richtung n II“ giebt dann diejenige Richtung//" an, in welche Moment II zu legen ift, damit die Spannung aus II in n gerade fo grofs wird, wie diejenige aus I in m; denn, wenn man nun I“ gegen / mit dem gleichen Winkel 84 fefllegt, wie II“ gegen //, dann die Strahlftrecke ml“ bei m und n II“ bei n mifst, fo müffen diefe gleich ausfallen, wie aus der Ermittelung diefer Richtungen ohne weiteres folgt. Beide find in diefem Falle gleich 1 cm, geben alfo die Spannungen an:

Gm¹ — G U¹¹ — 1 • 0,015.34600 = 519 kg für 1 qcm.

Legt man fchliefslich die Richtung III“ gegen III mit dem Winkel 84 auch ebenfo feft wie II“ gegen II und ermittelt nun mit diefen Richtungen m II“ = GnJI und m III“ =: GdJ¹¹^ bei m, n III“ = onIH und n I“ — gn¹ bei n, von denen die letztere nicht mehr eingetragen ift, fo find diefe fämtlich kleiner als 519 kg für 1 qcm ; demnach ift nun der günftigfte Ausgleich der Spannungen erzielt, und die Pfetten-fpannung von 712 kg für 1 qcm durch Verdrehen der Pfette auf 519 kg für 1 qcm heruntergebracht.

Die Richtung I“ mufs nun als diejenige des Moments / aus Eigenlaft und Schnee lotrecht fein; fie ift in die Pfette felbft mit der Bemerkung »mufs lotrecht werden« eingetragen, wodurch die endgültige Stellung der Pfette feftgelegt ift. Die Pfette mufs demnach mit dem Kopfe um den Winkel 84 nach rechts gedreht geftellt und fo befeftigt werden, damit die Punkte m und «, erfterer aus Eigenlaft und Schnee, letzterer aus Eigenlaft, Schnee und Wind, beide die höchfte vorkommende Spannung von 519 kg für 1 qcm erhalten.

Es ift felbftverftändlich, dafs man die für den Fall zu wählende Pfette fchwächer halten kann, da die Spannung weit unter der zuläffigen liegt; hier kam es nur darauf an, den Weg der Spannungsermittelung und des Feftlegens der Pfettenftellung zu zeigen.

316.

Anwendung

der

verfchiedenen

Walzeifen.

Bezüglich der Verwendung der verfchiedenen Querfchnittsformen ift zu erwähnen, dafs man für gewöhnliche Träger (Balken, Unterzüge, Kappenträger u. f. w.) I-Profile oder, wenn man eine glatte Seite und wenig feitliche Steifigkeit verlangt, C-Profile wählt. L-Eifen kommen in zufammengefetzten Trägern vorwiegend mit anderen Eifenforten vereinigt vor; X-Träger werden wohl aus zwei Winkeleifen gebildet ; die ganz fchwachen Sorten werden auch für fich allein zu Dachlatten für Ziegeldächer verwendet. Z-Eifen werden mit Vorliebe als Pfetten, namentlich für Wellblechdeckungen, benutzt, und kleine X-Eifen bilden die Träger für die Glastafeln kleinerer Decken- und Dachlichter, während die Tafeln grofser Glasflächen auf Rinneneifen oder das kleinfte Belageifen gelagert werden. Die Belageifen verwendet man auch vielfach zur Herftellung eiferner Decken mit Zement- oder Afphalt-eftrich, indem man fie quer über die dann in weiter Teilung angeordneten Balken dicht oder doch nahe aneinander rückt.

Diefe einfachen Walzprofile durch gegenfeitige Vernietung oder Aufnieten von Kopf- und Fufsplatten zu verftärken, ift nicht empfehlenswert, weil (vergl. Fig. 465, S. 181 ) durch die Nietlöcher faft ebenfo viel verloren geht, wie man durch die Verftärkung gewinnt.

Die in den Tabellen enthaltenen Normalprofile müffen felbft unter Aufwendung überflüffigen Eifengewichtes durch Wahl zu ftarker Querfchnitte ftets beibehalten werden, da das Walzen neuer Profile für beftimmte Zwecke unverhältnismäfsig teuer ift.

Die Verwendung der Walzträger ift durchzuführen, folange die Querfchnitte für die geforderte Leiftung irgend ausreichen, da ihr Preis nur wenig mehr, als die Hälfte desjenigen von zufammengenieteten Trägern beträgt. Ein Teil diefes Gewinnes geht allerdings dadurch wieder verloren, dafs man, abgefehen von der meift nicht zu vermeidenden Wahl zu ftarker Querfchnitte überhaupt, bei Walzträgern nicht in der Lage ift, fich der Abnahme der Biegungsmomente durch Verfchwächung des Querfchnittes anzufchmiegen.

Uebrigens mag bezüglich der Berechnung noch hervorgehoben werden, dafs man fich für manche der hier erwähnten, aus einfachen Walzprofilen zufammen-gefetzten Querfchnitte mit Vorteil der in der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 angegebenen Steifigkeitsziflern c (fiehe Gleichung 188, S. 205) und Schwerpunkts-beftimmungen e bedienen kann.

Beifpiel. Ein 3,om frei liegender Träger, welcher auf 1cm Länge 8 kg zu tragen hat, Toll, der Verbindung mit anderen Konftruktionsteilen wegen, aus zwei ungleichfchenkeligen Normal-L-Eifen des Schenkelverhältniffes 1 X 1,5 nach Nr. 12 der Zufammenftellung auf S. 207 gebildet werden.

Das Trägheitsmoment ift J — 2 f h? c = 2 f h².0,23i und der Abftand der entfernteften Fafer

vom Schwerpunkte e — 1,5 h — e^— (1,5 — 0,506) h — 0,994 h. Die allgemeine Gleichung M = liefert in diefem Falle alfo, wenn die zuläffige Beanfpruchung 900kg für 1 qcm beträgt,

2 . 0,231 • 8 • 300²

oder f h —

= 46,5.

8.300² _    900.0,994 h

900 . 0,994 • 8

8    2 f h² . 0,231

Dem genügt zuerft das Winkeleifen 5 X 7,5 X 0,9 mit f h — 10,44 . 5 = 52,2 ; aus zwei folchen ift fonach der Träger zufammenzufetzen.

3) Blechträger.

317-

Querfchniit

und

Konftruktion.

Blechträger werden aus Winkeleifen und vollen Blechplatten zufammengefetzt, und zwar faft ausfchliefslich in I-Form (Fig. 604) oder in Kaftenform (Fig. 605); letztere erreicht bei thunlichfter Höheneinfchränkung eine breite Oberfläche, z. B. zum Tragen ftarker Mauern, macht aber die Unterhaltung der nur bei fehr grofsen Trägern zugänglichen Innenflächen in den meiften Fällen unmöglich.

Fig. 604.

Die Kopf- und Fufsplatten läfst man nicht mehr, als um ihre 8fache Dicke über die Winkeleifen frei vor

J-

&■

ragen ; find mehrere da, fo werden alle gleich breit gemacht. Die lotrechten Blechwände müffen über allen Auflagern und an den Angrififftellen von Einzellaften durch 1 , 2 oder 4 angenietete Winkeleifen verfteift werden, welche entweder gekröpft (Fig. 604 u. 605 rechts) oder beim Einlegen von Fiiüftreifen (Fig. 604 u. 605 links) gerade gelaffen werden.

Qi

VT

-4x-l----i

h'4

ir

ZA_TA

Fig. 605.

Die verwendeten Blechdicken fteigen von 6 bis 20 mm ; die Gröfse der einzelnen Tafeln richtet fich nach der Handelsgröfse der Bleche, welche in den letzten Jahren durch Vervollkommnung des Walzverfahrens fo gewachfen ift, dafs man felbft vor Blechgröfsen von 8m Länge und 1,50 m Breite nicht zurückzufchrecken braucht ; fehr dünne Bleche nimmt man kleiner, da fie fonft zu unhandlich werden.

Bezüglich der Verbindung mehrerer Tafeln zu einer grofsen Blechwand vergl. Art. 236 (S. 177).

Von den »Deutfchen Normalprofilen« für Winkeleifen werden vorwiegend die gleichfchenkeligen mit Schenkelbreiten von 4 bis 12 cm verwendet; ungleichfchenke-lige benutzt man mit abftehendem langen Schenkel dann, wenn man vom Träger grofseSeitenfteifigkeit verlangt; fonft werden fie wegen des höheren Preifes vermieden.

Die Niete, deren Dicke fich nach der Stärke der verwendeten Eifen (fiehe Art. 208, S. 152) richtet, find in den Winkeleifen nach Fig. 432 bis 436 (S. 160 u. 161) anzuordnen. In den Gurtungsplatten hat man früher die Niete der verfchiedenen (meift 2) Reihen wohl gegeneinander verfetzt. Dies ift indes nach dem in Art. 240 (S. 180) geführten Nachweife verkehrt, weil die fchiefe Lochung die Platten mehr fchwächt, als die doppelte; dagegen werden die Niete in den beiden Schenkeln der Winkeleifen ftets verfetzt (Fig. 607). Die Kopf- und Fufsplatten laufen nicht bis zu den Trägerenden, fondern hören da auf, wo der Querfchnitt ohne fie für das gröfste Moment diefer Stelle ftark genug ift.

Wirken die Laften in der lotrechten Mittelachfe, fo erfolgt die Spannungsermittelung nach Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« (Art. 298, S. 262 ¹⁴°), bei fchiefer Beanfpruchung nach Art. 324 (S. 282) und den obigen Beifpielen 2 und 3 Querfchnitte. (S. 247 u. 248) für Waizträger. In allen Fällen wird das Trägheitsmoment für die wagrechte Schwerachfe gebraucht. Dasfelbe beträgt nach Fig. 604 für I-förmige Träger 14 x)

'Ä

y--t

318.

Ermittelung

der

V _ 2h V.

²⁶³ 12’-

fehlen die Kopf- und Fufsplatten, fo find die Niete in den lotrechten Winkelfchenkeln nach dem Anfatze — 2 d h²₆ in Abzug zu bringen.

Für Kaftenträger nach Fig. 605 beträgt das Trägheitsmoment

fehlen hier die Platten, fo ift der Nietabzug für die Niete in den Blechwänden — 2.2 d b₃ h.o ².

In die Formeln für die Spannungen find die Trägheitsmomente einzuführen, zu deren Berechnung man den Querfchnitt zunächft annehmen mufs. Die Querfchnitte müffen alfo durch Verfuch feftgeftellt werden.

Auf diefem Wege ift die Querfchnittsbeftimmung zeitraubend. Es empfiehlt fich daher, zunächft Näherungsformeln zu verwenden und ihr Ergebnis dann in entfprechender Weife zu berichtigen. Solche Näherungsformeln find die folgenden.

J=(b-2 d)

12

-2^-2 (b₂ - d)

- 2 à₃-jr-³ 12

1*0) 2. Auf!.: Art. 88, S. 65; 3. Auf!.: Art. 97, S. 76.

1*1) Vergl. auch: Zimmermann. Tabellen für Trägheitsmomente von Blechträgern. Berlin.

.    248.

.    249.

Es bezeichnen h die ganze Trägerhöhe (in Centim.) , f den Querfchnitt einer Gurtung ohne Blechwand (in Quadr.-Centim.), a (in der Regel vorläufig genau genug mit 3 cm anzunehmen) den Abftand des Gurtungsfchwerpunktes von der Aufsenkante, j die zuläffige Beanfpruchung für 1 qcm, M das Angrififsmoment (in Centim.-Kilogr.) und 8 die Dicke der Blechwand (in Centim.). Alsdann ift zu machen:

i) wenn die Trägerhöhe h vorgefchrieben ift,

250.

(h — 2 d) 8

s [h — 2 a)

2) oder wenn f aus beftimmt vorgefchriebenen Eifenforten zufammengefetzt werden Toll, daher als gegeben zu betrachten ift,

QM

(¥+•)-ft

aj.

■    •    251.

Nachdem der Trägerquerfchnitt hiernach ausgebildet ift, berechne man fein

Trägheitsmoment J nach Gleichung 248 oder 249, daraus

M

mittele man die Gröfse —. Beide füllten gleich fein, werden aber in der Regel

nicht gleich werden, weil die Gleichungen 248 u. 249 nur annähernd richtig find.

M 2 7

Man bilde nun den Unterfchied A = —

; und ebenfo er-

-, wobei auf das Vorzeichen be-k

fonders acht zu geben ift, und führe nun eine der folgenden Berichtigungsrech-nungen durch.

1) Kopfplatten find nicht vorhanden. Die Berichtigung erfolgt dann durch Aenderung der Trägerhöhe h um

Xh —

H4-W

2 (6/+ÄA)

+(4-fl»

.    .    252.

2) Kopfplatten der Gefamtdicke 8₁ find auf jeder Gurtung vorhanden. Die Berichtigung erfolgt alsdann durch Aenderung der Kopfplattenbreite b um

A h

xb =

253-

319-

Beifpiele.

Beifpiel 1. Ein Träger von 10 m Länge trägt, aufser 5 kg gleichmäfsig verteilter Laft auf 1 cm, in der Mitte noch eine Einzellaft von 30000ks. E>er Träger foll I-förmig, 80 cm hoch, für ^ = 900 k£ auf 1 qcm und mit d — 1 cm ftarker Blechvvand ausgebildet werden. Das Biegungsmoment ift

M=

5 • 1000² ,    30000 ■ 1000

= 8125000cmkg.

Wird der Abftand a des Schwerpunktes einer Gurtung von ihrer Aufsenkante vorläufig fchätzungs-weife mit a= 3 cm eingeführt, fo ift nach Gleichung 250

8125000

= 122 — 12,4 = 109,6 — oc 110 ncm.

(80 — 2 . 3) 1

900 (80 — 2 . 3)

2    L-Eifen von 10 X 10 X 1,2 Querfchnitt geben nach Abzug eines 2,5 cm-Nietloches

2 (10 4~ 8)8 — 2,5) 1,2 — 39,2 qcm,

3    Kopfplatten von 29 X 1 Querfchnitt 3 . 1 (29 — 2 . 2,5) = 72    »

zufammen 111,2 qcm.

Für Gleichung 248 wird nunmehr bei diefem Querfchnitte hj — 80

; hx = 80 — 2 . 13 = 54 cm; b— 29 cm; q —

= 3,4 cm, und d = 2,5 cm; fomit

cm

; h% — 80 — 6 = 74 cm ;

^3 = 80 — 8,4 = 71,6

h — Ba

cm,

cm

29 — 21

— 4 cm; — 8,s cm;

80³

7= (29 - 2.2,5) ~~ - 2 . 4

74³

71,6

daher

!2 ² ⁽⁸’⁸ 2,s) 12

— 2 . 1,2 4ÿ- = 336943;

12

2 7 _ 2.336943

8125000

80

= 8423.

Dagegen ift — = erfolgt durch Verbreiterung der Kopfplatten nach Gleichung 253 um

900

= 9028; fomit A = 9028 — 8423 = -j- 605. Die Berichtigung

Xb —

605 . 80

3 (80 - 3)²

fo dafs die Kopfplatten 29 -f- 2,7 = 31,7 cm breit zu machen find. Rechnet man hierfür das Trägheitsmoment nochmals genau nach, fo ergiebt dies genau die Spannung von 900 kS für lqcm.

Beifpiel 2. Der vorftehend angegebene Träger foll in Kaftenquerfchnitt mit Gurtungen aus 2 Platten von 40 X 1 cm Querfchnitt und 2 L-Eifen von 11 X 11 X 1 cm Querfchnitt nach Fig. 605 ausgebildet werden; wie grofs ift die Höhe zu machen? Der Nietdurchmeffer ift d — 2cm.

2 Winkeleifen 11 X 11 X 1 geben 2 (11 + 10 — 2) 1 = 38 2 Platten

•    • 40 X 1

2 (40 — 2 . 2)    1 = 72;

alfo ift f — 110 qcm.

Nach Gleichung 251 folgt, wenn a wieder mit 3cra eingeführt wird,

0 • 8125000

⁸)

= 73,2 = 00 74 cm

900.2

da für zwei Wände 8 = 2cm ift.

Für Benutzung der Gleichung 249 beftimmt fich in Bezug auf Fig. 605 : b — 2^= 40 — 4 = 36; 2 b\ + ^4 = 40 — 2 (11 + 1) = 16cm; b^ — d — 10 — 2 = 8cm; ć₃ = lcm; = 74cm; h₂ — 70cm; — 68 cm, und h^ = 48 cm; alfo nach Gleichung 249

743

70³

68³

48³

7= 36 47- — 16 47 — 2.877 — 2.1^- = 320664 und

12

12

12

2 7    2.320664

74

= 8667 cm;

8125000

900

= 9028; A = 9028 — 8667 = + 361.

Die Berichtigung ift nach Gleichung 252 einzuführen mit

3 • 361 • 74

+(ł

⁸)]² =

c^J 1,5 cm .

2 (6 • 110 -f 2 . 74)

Der Träger ift alfo 74 -}- 1,5 = 75,5 cm hoch zu machen. Nochmaliges Nachrechnen von 7 auf Grund diefer Höhe ergiebt eine genaue Spannung von 913 es empfiehlt fich alfo, die Höhe mit 76cm auszuführen, was übrigens fo wie fo gefchehen würde.

Ein wefentlicher Vorteil der zufammengefetzten Träger liegt in der Möglichkeit, den Querfchnitt durch Weglaffen einzelner Gurtungsteile der Abnahme des Biegungsmoments entfprechend verfchwächen zu können.

Diefe Verfchwächung erfolgt regelmäfsig durch Weglaffen der Kopfplatten, die übrigen Teile: Wand und Gurtungswinkel, laufen unverändert durch. Die Stelle, an welcher eine beftimmte Kopfplatte auf hören kann, ift folgendermafsen feftzulegen. Man berechne das Trägheitsmoment 7, welches der Träger nach Weglaffen

y

der fraglichen Platte noch behält, und daraus das zugehörige Widerftandsmoment

Dann ftelle man die allgemeine Formel für das Angriffsmoment für den um ;r

M J

Lager entfernten Querfchnitt Mx auf und fetze —— = —, wodurch man eine

Gleichung mit der einzigen Unbekannten x erhält. Die Platte mufs dann über die fo feftgelegte Stelle hinaus nach dem Auflager zu noch um fo viel verlängert werden, dafs ein Befefligungsniet in der regelmäfsigen Teilung aufserhalb des theo-retifchen Plattenanfanges Platz findet.

320.

Veränderung-

des

Querfchnittes^

vom

321.

Anordnung

der

Niete.

Beifpiel. Um die Stelle für den im obigen Beifpiele i (S. 254) fellgelegten I-Träger zu berechnen, wo die innerfle Gurtungsplatte aufhören darf, ilt zunächll das Trägheitsmoment für den blofs aus Wand und Winkeleifen beftehenden Querfchnitt wegen des nun veränderten Nietabzuges neu aufzuftellen. Es beträgt (Fig. 606) nach Gleichung 248

2.8,^

74³

21 — 12

54³

2 • 1,2 -j-j-- 2 . 2,5 . 3,4 . 32² =

= 17500%;

121892.

Der Auflagerdruck des fraglichen Trägers ilt    ¹    1^00

fomit das Biegungsmoment an der um ut vom Lager entfernten Stelle

5 x . x

Mx = 17500 *

Die Gleichung für die Abfciffe des theoretifchen Endes der letzten Platte

ift alfo

Fig. 606.

21

ril

Op'.

f-

34

1.2

5 x²

17500 *--—

und giebt X — 175cm. Ueber den Punkt, welcher 175cm von Auflagermitte entfernt ift, mufs alfo die letzte Platte noch fo weit nach dem Lager zu hinausgeführt werden, dafs fie aufserhalb diefer Stelle noch von einer Nietreihe in der regel-mäfsigen Teilung gefafst wird.

Die Nietteilung der Winkeleifen ergiebt ftch nach Teil I,

Band 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Art. 329 (S. 289 ¹⁴²) aus den von den lotrechten Querkräften hervorgerufenen Scherfpannungen zwifchen Winkeleifen und Blechwand, mufs jedoch nur bei niedrigen Trägern berechnet werden.

Bei gewöhnlichen Trägern wird man innerhalb der zuläffigen Grenzen bleiben, wenn man die Teilung etwa gleich Öd macht. Die Teilung wird theoretifch in den lotrechten Winkelfchenkeln und der Wand enger, als in den wagrechten und den Platten. Wenn man alfo die für die lotrechten Schenkel berechnete Teilung durch Verfetzen der Niete auf die wagrechten überträgt, fo hat man jedenfalls ftark genug konftruiert.

900 . 121892 . 2

74

!    !

^ 'S p-

N    'O

Soll die Wand für fehr hohe Träger aus zwei Blechtafeln übereinander zu-fammengefetzt werden, fo ergiebt fich die Lafchung der wagrechten Fuge gleichfalls nach dem eben genannten Artikel und den im vorhergehenden (Art. 189 bis 218, S. 141 u. 159) gegebenen Regeln; diefe Anordnung ift jedoch höchft feiten.

Die Verlafchung von Gurtungsteilen ift zu berechnen, indem man ihren Querfchnitt abzüglich der Nietlöcher als mit der in der oberften Fafer zugelaffenen Spannung voll beanfprucht betrachtet und die Nietung auf die fo ermittelte Kraft-gröfse einrichtet. Bezüglich der Form diefer Lafchungen find Fig. 432 bis 435, 466 u. 467 mafsgebend.

Häufig kommen Stöfse der Blechwand in lotrechter Fuge vor, deren genaue Berechnung für die oberen und unteren Teile enge, für die Mitte weite Teilung der Niete ergeben würde. In der Praxis berechnet und bemifst man diefe Verlafchung mit unveränderlicher Nietteilung nach den in Art. 236 (S. 177) gegebenen Regeln, fowie nach den in Art. 217 u. 218 (S. 159) gegebenen über die Nietftellung in doppelten Verlafchungen.

Beifpiel. Wäre in dem in den obigen Beifpielen zweimal behandelten Träger in Fig. 606 eine dopppelte Verlafchung der Wand auszuführen an einer Stelle, wo die Spannung wegen Abnahme des Moments

U2) 2. Auf!.: Art. 104 (S. 78); 3. Aufl. : Art. 120 (S. 104).

Fig. 607.

ouoXo'foTo'rby0^0}

V 0:0 A o ho 0:0 O - : - O

04

t-

Oxj

Os,

o9;?ö

"■0:0 '■

O :-Ö

o;o J

nur noch 700 k£ für 1 qcm in der Kante der Wand beträgt, fo wäre mit Bezug auf Gleichung 174 (S. 177) und Gleichung 175 (S. 178) j' = 700, die Tragfähigkeit eines Nietes von 2,5 cm Durchmeffer

700 = 6860 ks, für t' — 700 ks auf 1 qcm, und auf Laibungsdruck in der o = 1cm

auf Abfcherung 2    ^

ftarken Wand 2,5 . 1 . 1400 = 3500 ks; fomit k — 3500 ks, h — 74 cm, /q = 74 — 2.5 = 64-cm, und es ergiebt fich die Nietzahl zu

700 . 1 • 74²

700 ■ 1 . 74²

3500 • 64

3500 • 64

= OO 16.

Somit ift eine zweireihige Nietung nötig, da die 16 Nieten nicht in einer Reihe Platz haben. Um die Reihen verfetzen zu können, ift mit Riickficht auf die vollftändige Vernachläffigung der Reibung die Zahl auf 15 befchränkt, und die beiden Reihen von 8 und 7 Nieten find dann etwa wie in Fig. 607 dargeftellt anzuordnen. Dabei verbleiben überall die durch die Regeln über die zweireihige doppelte Verlafchung in Art. 217 (S. 159) verlangten Abftände.

4) Gitterträger.

322.

Anwendung-

und

Gitterträger kommen an Stelle der Blechträger in Anwendung, wenn der Trägerquerfchnitt hoch wird, oder wenn das fchwere Ausfehen der vollen Wand vermieden werden foll. Man verwendet fie aber auch fehr häufig dann, wenn es Geftaitung. fich um die Aufnahme einer regelmäfsigen Reihe von Einzellaften (Balken einer Balkenlage) handelt.

Die gedrückte Gurtung mufs fo fheif fein, dafs fie zwifchen zwei Knotenpunkten nicht lotrecht und im Ganzen nicht wagrecht ausknickt; in letzterer Beziehung ift fie häufig durch anderweitige Bauteile verfteift. Die Entfernung der Knotenpunkte ift demnach höchftens gleich der Länge lx eines auf Zerknicken in Anfpruch genommenen Stabes zu wählen, welche aus Gleichung 190 in Art. 283 (S. 205) bei m-fâcher Sicherheit (in = 5) folgt, wenn darin E die Elaftizitätsziffer bezeichnet und wenn P der Druckkraft in der Gurtung und J dem kleinften Trägheitsmoment des Gurtungs-querfchnittes gleich gefetzt wird. Dabei find die ganze Gurtungskraft und das Trägheitsmoment des ganzen Querfchnittes einzuführen, wenn die Teile der Gurtung durch Nietung zu einem Ganzen verbunden find. Sind fie voneinander getrennt (z. B. 2 Winkeleifen mit Schlitz), fo ift für jeden einzelnen der auf ihn kommende Teil der Gurtungsfpannkraft und fein kleinftes Trägheitsmoment einzuführen.

Fig. 608.

Fig. 609.

Die Gitterftäbe follen mindeftens etwa 30 Grad gegen die Wagrechte geneigt fein. Ift alfo die Laft-teilung mit Riickficht auf Zerknicken als Knotenteilung zuläffig, und bleiben die Stäbe dabei fteiler als 30 Grad, fo wird nur ein Dreiecksnetz von Gitterftäben eingefügt (Fig. 608); kommen dabei aber die Stäbe flacher zu liegen, als 30 Grad, fo hat man noch Knotenpunkte zwifchen die Laftpunkte einzulegen (Fig. 609). Liegen dagegen die Laftpunkte bei grofser Trägerhöhe eng, fo reicht häufig ein Stab noch über den nächften Laftpunkt hinaus, und man kommt dann zum mehrfachen Gitterwerke (Fig. 610).

Das Gitterwerk ift r-fach, r

wenn ein Wandglied —- Kno-

LA

_ tenteilungen unterfpannt. Sind

man

die Gitterftäbe fchwach ausge-\/ bildet (Bandeifen) fo legt

Fig. 610.

323-

Gurtungen.

zu ihrer gegenfeitigen Verfteifung auch dann mehrfaches Gitterwerk ein, wenn es nicht durch das Verhältnis der Laftknotenentfernung zur Trägerhöhe bedingt ift (in Fig. 608 geftrichelt).

Für die rechnerifche, bezw. zeichnerifche Ermittelung der Spannkräfte in den Gurtungen und Gitterftäben der Parallelträger ift in Teil I,

Band 1, zweite Hälfte (Abt. II, Abfchn. 2, Kap. 2, b: Innere Kräfte der Gitterträger, S. 338 bis 359¹⁴³) diefes »Handbuches« das Erforderliche zu finden.

Der Querfchnitt f der Gurtung ergiebt fich aus dem Angriffsmoment an der unterfuchten Stelle, wenn h die Höhe zwifchen den Gurtungsfchwerpunkten und s* die zuläffige Spannung bezeichnet, aus den Gleichungen 194 u. 195 (S. 343 ¹⁴⁴) des eben genannten Halbbandes zu

254.

324-

Beifpielc.

Auch hier können häufig die in der Zufammenftellung auf S. 206 bis 211 angeführten Steifigkeitszahlen c (fiehe Gleichung 188, S. 205) Verwendung finden, namentlich dann, wenn der Träger nicht blofs auf Biegung, fondern, wegen eines vorhandenen Längsdruckes, auch auf Zerknicken zu berechnen ift.

Beifpiel i. Die Gurtungen eines Gitterträgers, welcher einem Biegungsmoment von 990000cmkg ausgefetzt ift, follen aus Winkeleifen von 8 X 8 X 0,8 cm Querfchnitt gebildet werden; wie hoch ift der Träger zu machen ?

Für Nr. 28 der Zufammenftellung auf S. 211 ift h — der äufserften Fafer e =

8 , C — 0,177 T — und das Trägheitsmoment J — \f h? c\ fomit

7—4: f h² £0,177 + ft — l,i4s)J .

kh

(k — 1,148), der Abftand

$ J

Darin ift f — (8 -f- 7,0 0>8 = 12,2 qcm> L>ie Gleichung M —- lautet hier, wenn die zuläffige Spannung

s = 700 kg ift,

700 • 4.12,2 . 8²

990000 =

£0,177 -f- ~ (k — 1,148)J 2

woraus k — 8,3. Die Trägerhöhe k h wird alfo 8 • 8,3 = 66,4 cm.

Beifpiel 2. Ein Feld einer geraden oberen Gurtung von 5,2m Länge hat einen Längsdruck von 38 000 kg aufzunehmen ; aufserdem ruht in der Mitte eine Pfette, welche eine Lall von 4000 kg überträgt. Die Beteiligung an beiden Enden ift derart, dafs Einfpannung nach keiner Richtung angenommen werden kann. Die Gurtung foll I-förmig aus 4 Winkeleifen des Schenkelverhältniffes 1 : 2 nach Nr. 27 der Zufammenftellung auf S. 211 fo hergeftellt werden, dafs der Querfchnitt nach beiden Richtungen voll ausgenutzt wird.

Mit Rückficht auf feitliches Ausknicken ift der Querfchnitt bezüglich der lotrechten Mittelachfe

nach Gleichung 189 (S. 212) auszubilden, welche bei (tn—) 5-facher Sicherheit und für k\— 0,34, alfo c — 1,2231 lautet:

4f/i² =

5 . 38000 • 520²

10 • 2000000 • 1,2231

und f h² — 522 .

Das leichterte Winkeleifen der bezeichneten Art, das diefer Bedingung genügt hat 6,5 X 13 X 1 Querfchnitt mit f — 18,3, alfo //z² = 18,5 . 6,5² = 782. Die reine Druckfpannung ift fomit

38000

cm

4 . 18,5

514 kg; foli alfo die höchfte Spannung bei der ungtinftigen Laftannahme 1000 kg für 1 qcm nicht über-

fchreiten, fo ift die zuläffige Spannung durch Biegung noch 1000 — 514 = 486 kg für 1 qcm.

34-3) 2. Aufl. : Abt. II, Abfchn. 3, Kap. 2, b, S. 147 bis 170. — 3. Aufl. : S. 167 bis 203.

¹⁴i) 2. Aufl.: Gleichungen 208 u. 20g (S. 156). — 3. Aufl.: Gleichungen 212 u. 213 (S. 175 u. 176).

Die Winkelelfen wiegen 14,4 kg für lm; daher ift das Trägergewicht für lcm^ einfchl. eines Zu-fchlages für die Wandausbildung, welche fpäter allgemein befprochen wird, 4    -j- 0,024 = 0,6 kg,

fomit das gröfste Biegungsmoment in der Mitte bei flacher Lage des Trägers

4000.520 ,    0,6 . 520²

= 540280cmkg.

Für die wagrechte Mittelachfe find nun nach Nr. 27 der Zufammenftellung auf S. 212

- 6,5

fomit

7 — 4 • 18,5 . 6,5 ² £0,124 + — (k - 0,928)]

486.4 . 18,5 . 6,5² [0,124 + ~ (k — 0,928)] 2

und e =

540280 =

k . 6,5

woraus k — 5,457. Die Gurtungshöhe kh ift alfo 5,457 • 6,5 = 35,5 cm zu wählen. Mit Riickficht darauf, dafs bei der Berechnung auf Biegung die Nietlöcher nicht abgezogen find, foll die Höhe mit 86cm

Die Schlitzweite zwifchen den Winkeleifen ift oder rund 2,o cm •

Wird hier, wegen Verwendung der Annäherungsformeln, eine Prüfungsrechnung durchgeführt, fo ergeben fleh mit Bezug auf Fig. 611

Fig. 611.

28. ...

~g ui

ausgeführt werden.

0,34 . 6,5 = 2,2

cm

M.5

.4L».

*-

7n - (28 - 2) 7n 18762

36³ — 34³

34³ — 23³

12

+ 2 !•.!

2.2.2.14,-5:2 = 18762,

33 ...

J¹ =

18 = ¹⁰⁴²

„ 28* — 2*

u    i⁻:

4³ — 2³

12

+ 2 ■ 5,5    ₁₂

= 3708.

Die Druckfpannung ift ohne Abzug der Nietlöcher die Biegungsfpannung

540280

38000

= 514 kg,

.....i..

1042

4 • 18,5

= 518kg, zufammen 1032 kg für 1 qcm.

Die Ueberfchreitung über 1000 kg für Iqcm erklärt fleh aus den Niet

abzügen ; erfcheint fle unzuläffig, fo ift der Querfchnitt noch etwas höher zu machen.

Die mit Rückficht auf feitliches Ausknicken zuläffige Druckfpannung ift nach Gleichung 187, bezw. 189 (S. 205, bezw. 212)

P=z

10 . 2000000 • 8708

= 54850 kg (ftatt 38000 kg).

5 . 520²

Die zu hohe Tragfähigkeit erklärt fleh daraus, dafs bei der Auswahl des Winkeleifens ftark nach oben abgerundet werden mufste, weil die vorhandenen Querfchnitte nicht pafsten und alle fchwächeren zu fchwach waren.

Die Querfchnittsform der Gurtungen ift in der Regel eine der in Fig. 612 bis 617 dargeftellten ; die Formen in Fig. 612 u. 613 können mit oder ohne

- lotrechten Mittelfchlitz angeordnet werden. Ift die Gurtung in Fig. 614 mit Schlitz verfehen und kann Näffe den Träger erreichen, fo mufs die untere Gurtung die Ge-ftalt von Fig. 617 erhalten, damit fich das Waffer im Schlitze nicht anfammelt.

Fig. 612.

Fig. 613.

Fig. 614.

Fig. 615.

Fig. 616.

Fig. 617.

XT-JL

Das Gitterwerk hat die lotrechten Querkräfte (fiehe S. 317 u. ff. im eben genannten Halbbande 14 5) aufzunehmen; hierbei

325-

Gitterftäfae.

Fig. 618.

Fig. 619.

/ OaO X.    Q)

kann angenommen werden, dafs fich die Querkraft gleichmäfsig auf die vom lotrechten Schnitte getroffenen Gitterftäbe verteilt, d. h. bei r-fachem Gitterwerke mufs die lotrechte Seitenkraft der Spannkraft eines Stabes dem r-ten Teile der Querkraft gleich fein. Hiernach laffen fich die Stabfpannungen leicht berechnen, welche der Berechnung des An-fchluffes an die Gurtungen, fowie, wenn fie Druck ergeben, der Berechnung der Stäbe auf Zerknicken zu Grunde zu legen find.

Der Querfchnitt der Gitterftäbe ift bei fehr kurzen das Rechteck (Flacheifen), bei längeren das L-, das E- oder das T-Eifen. Mit den Gurtungen und an allen Kreuzungspunkten unter fich werden die Gitterftäbe durch Nietung verbunden.

a) Der Gitterträger (Parallelträger) mit Flacheifennetzwerk verlangt in der Regel nur einen Niet im Anfchluffe an die Gurtung und kann mit oder ohne Schlitz in der letzteren konftruiert

Fig. 620.

IE

Fig. 621.

r~\

r\ r\- r\ r\

fein. In F'ig. 618 bis 621 find Beifpiele von Knotenpunktverbindungen folcher Träger dargeftellt.

mI

kjzjkjkj kj kj kj kj

In Fig. 619 find der enge Schlitz und das Aufgeben des ftrengen Dreiecksverbandes Mängel. Fig. 621 zeigt die Anordnung einer lotrechten Ausfteifung, welche bei Flacheifennetzwerk

;;

gröfserer Träger unter jedem Laftpunkte, fowie über den Auflagern angebracht fein mufs.

Fig. 622.

KJ

~^ZJ/

KJ

Die Querfchnitts-abmeffungen folcher Gitterftäbe gehen feiten über 1 cm Dicke und 6 bis 8 cm Breite hinaus.

0/0 o

ZZ7)

LJ

Fig. 623.

ß) Der Gitterträger mit fleifen Stäben aus L- oder C-Eifen wird bei grofsen Höhen, wo die Gitterfläbe erheblichen Druckkräften ausgefetzt find, neuerdings aber überhaupt dem unter a befprochenen vorgezogen; jedoch ftellt man auch hier die Stäbe, die nur Zug erhalten können, wohl aus Flacheifen her.

Bei gröfseren derartigen Trägern genügt für den Anfchlufs eines Gitterftabes an die Gurtung ein Niet (Fig. 623) nicht mehr, und daher werden unter Umftänden Knotenbleche erforderlich (Fig. 511, S. 190 u. Fig. 624). Die einfacheren Formen laffen fich aus Fig. 618 bis 621 dadurch ableiten, dafs man die Flacheifen durch L- oder E-Eifen erfetzt, dabei aber die etwa vorhandenen lotrechten Steifen wegläfst. Anderweitige Anordnungen zeigen Fig. 622 bis 624. Die gedrückten, von einem gezogenen gekreuzten Gitterftäbe können als im Kreuzungspunkte gegen Zerknicken ausgefteift angefehen werden.

Fig. 624.

-O-

r~\

vT

VT

"VT

VT

V⁷

O/

"VT

c) Auflager der Träger.

326.

Druck

verteilungs

platten.

Die Auflager der Träger erfordern in der Regel befondere Vorkehrungen. Die Auflagerflächen der Träger felbft find gewöhnlich fo fchmal und, um an Trägerlänge zu fparen, fo kurz, dafs in der geringen Aufiagerfläche der für Mauerwerk zuläfflge Druck überfchritten wird. Die Träger zum Zwecke der Erzielung gröfserer Lagerflächen zu verlängern, hat keinen Zweck, da der hintere Teil diefer Flächen wegen der Durchbiegung der Träger wenig oder keine Preffung erhält, alfo nutzlos bleibt. Das nächfte Verftärkungsmittel befteht in der Erhöhung der zuläffigen Preffung auf die Untermauerung durch Herftellung eines Trägerlagers in Klinkern und Zement, beffer in Häuflein. Aber auch dies genügt nur in der Minderzahl der Fälle; meifl ift man gezwungen, zwifchen Träger und Mauerwerk eine Druckverteilungsplatte aus Gufseifen einzulegen, deren Vorderkante mindeftens 3cm von der Mauerkante abflehen Toll, um das höchft gefährliche Verkanten der durchgebogenen Träger und die daraus folgende überwiegende Uebertragung des Lagerdruckes auf die Mauerkante zu verhindern.

Um den Träger nicht zu lang zu erhalten und die Wand nicht zu fehr zu fchwächen, macht man diefe Lagerplatten kurz, aber breit. Für möglichfl fparfame Ausbildung der Platten an fich ergeben fich die Abmeffungen nach folgendem.

Bedeutet A (Fig. 625) den gröfstmöglichen Lagerdruck (in Kilogr.), die zuläffige Preffung auf 1 qcm zwifchen Lagerplatte und Mauerwerk (in Kilogr.¹⁴⁶), ae die zuläffige Zugfpannung des Stoffes, aus dem die Platte gebildet wird (in Kilogr. für lqcm)₅ die Breite des zu lagernden Trägers (in Centim.), § die Dicke der gewölbten Platte in der Mitte (in Centim.), a die Länge der Platte in der Trägerrichtung (in Centim.), b die Breite der Platte quer Träger (in Centim.); macht man ferner nach Fig. 625 die

Randftärke der prismatifchen Platte gleich

Fig. 625.

Ia

zum

-, um durch

die entftehende gewölbte Plattenform den Lagerdruck auch bei Durchbiegung des Trägers faft genau in der Plattenmitte zu halten; fo beftimmen fich die Platten-abmeffungen nach den Gleichungen

s/£ü:

:is/z

k5ÜS

cm.

•    •    255.

a — 1,23 [/b (b — b^) ;

A a Ge b

§ = 0,775

256.

257-

Von diefen Gleichungen ift zuerft 255 nach b durch Verfuchen zu löfen, was dadurch erleichtert wird, dafs man einen zu kleinen Annäherungswert aus

l~A~

b>

°,₉ y

258.

finden kann. Ift b gefunden, fo ergeben fich a und 8 nach den Gleichungen 256 u. 257.

Beifpiel. A fei gleich 30000ks, aj (für gutes Backfteinmauerwerk) = 8 auf 1 qcm₎ (für Gufseifen) = 250 kS auf 1 ücm und b^ = 20 cm- Alsdann ift zunächft nach Gleichung 258

b > 0.9 ]/-

30000

7> 55,2

cm ;

die genaue Löfung für b ergiebt fich nach Gleichung 255: b — 61cm. Nach Gleichung 256 ift dann

a = 1,23 l/61 (61 — 20) = 61,5cm

und nach Gleichung 257

§ = 0,775

V-

30000    61,5

- — S n cm

61

~ = 4,3 cm auszuführen.

U

Ift diefe im allgemeinen befte Ausbildung der Platten mit Rückficht auf den zur Verfügung flehenden Platz, namentlich in Richtung der Mauerftärke, alfo der Trägerlänge, nicht durchführbar, fo treten die folgenden Regeln ein.

Die Länge lx (Fig. 626) verhält fich zur Breite b₁, wie 1:2 bis 8:4, oder folgt mit einem feftftehenden Werte aus dem in Richtung der Mauerftärke verfügbaren Mafse. In der Mitte der Länge macht man die Plattendicke wie bei der oben befprochenen Form gröfser, als am Vorder- und Hinterrande, um den Auflagerdruck auch bei Durchbiegungen der Träger annähernd in der Plattenmitte zu halten; der Scheitel der fo entftehenden Gegenneigungen wird mit dem Halb-meffer R abgerundet; die Randftärke beträgt mindeftens 1,5 cm. Ift cq die zuläffige Preffung für das Mauerwerk, b₂ die Breite des zu unterftützenden Trägers, A der

g

Die Randftärke der Platte ift mit — =

250

8,5

grölste Auflagerdruck, 8 die Plattendicke in der Mitte, 8m die gemittelte Stärke der Lagerplatte aus Mitte und Rand, bx ihre Breite, lx ihre Länge, fo mufs nächft a₁ b₁ = A Kilogr. fein ; daraus find bx und lx zu beflimmen ihr Verhältnis oder eine von diefen Gröfsen fo annimmt, wie es den Verhältniffen

des Falles entfpricht; § und 8X ergeben fich aus den Formeln (worin A in Kilogr.)

Fig. 626.

und

S = (o,055 \Ja A.)

zu-

wenn man

Centim. .    259.

-w—y

'V(E)

-Y......

k\

Centim. ;    260.

VW*

aus der angenommenen Randftärke und der gemittelten Plattendicke 8m folgt ein zweiter Wert für § ; der gröfsere der beiden Werte § ift auszuführen.

Die Wölbung gufseiferner Platten kann nach der folgenden Gleichung feftgelegt werden.

Ift A der gröfste Auflagerdruck und b die Breite, mit der der Träger auf der Platte liegt, fo berechne man zuerft den Druck

für die Breiteneinheit; läfst man dann

f=

.4

KJ

für Gufseifenplatten eine höchfte Preffung von s Kilogr. für 1 qcm im Scheitel der Wölbung zu, ift d die Dicke der auf dem Lager liegenden Platte, alfo gegebenenfalls die Dicke des Träger-flanfches, E die Elaftizitätszahl des aufzulagernden Körpers und Ex diejenige der Gufsplatte; fo ift zu machen

9 . P² . E . Ea 32 {dEl -j- IE) s³ ’

darin kann s für Gufseifen mit 1200 kg für lqcm, für Schweifseifen mit 2400 kg für 1 qcm Und für Stahl mit 4000 kg für 1 qcm unbedenklich angenommen werden, da es fich nur um eine örtlich fehr befchränkte Spannung handelt.

Das Verlegen der Lagerplatten gefchieht bei hohen Preffungen auf Walzblei, gewöhnlich auf Zementmörtel des Mifchungsverhältniffes 1 ; 2 bis 1 : 3. Um Ver-fchiebungen durch wagrechte Kräfte zu verhindern, giefst man meift Rippen auf Lagerplatten, die Unterfeite der Platte, wie in Fig. 626 angedeutet ift. Die für folche Rippen in die Unterfttitzung einzuhauenden Nuten beeinträchtigen aber die Lagerfläche und find fchwer fo zu fchliefsen, dafs die Rippen ganz ficher feftgelegt werden. Beffer ift deshalb das Feftlegen der Platten durch in die Plattenränder eingelaffene kreisförmige Dollen, die gleichfalls in Fig. 626 angegeben find. Im Einzelfalle verwendet man nur eines der beiden Mittel. Bei ausfchliefslich oder nahezu ausfchliefs-lich lotrecht belafteten Platten bleiben Rippen und Dollen am beften beide weg.

Die Einfpannung der Träger in den Auflagern, d. h. das Erzwingen unverändert wagrechter Lage der Enden der Mittellinie auch bei Durchbiegungen, bietet bekanntlich ein Mittel, die Träger in den gefährlichen Mittelquerfchnitten zu entladen ;

.    261.

327-

Feftlegung

der

328.

Einfpannung

der

Träger.

329-

Eingemauerte

Kragträger.

bei Trägern auf zwei oder mehr Stützen ift jedoch diefe Endeinfpannung nicht zu erreichen, weil die Nachgiebigkeit der Wände, wie diejenige des Trägers grofs genug ift, um auch ganz eingemauerten Trägern das geringe Mafs von Verdrehung zu geftatten, welches von der Durchbiegung bedingt wird. Selbftverftändlich tritt beim eingemauerten Träger ftets ein gewiffes, von der Elaftizitätsziffer der Stoffe der Wand und des Trägers abhängiges Einfpannungsmoment auf; man wird den Träger aber ftets zu fchwach berechnen, wenn man von der Annahme unveränderlicher Lage der Mittellinie in den Auflagern ausgeht, und es empfiehlt fich daher, von der Berückfichtigun'g der Endeinfpannung bei der Berechnung von Trägern auf mehreren Stützen ganz abzufehen 14 7).

Dagegen beruht die Standfeftigkeit der Krag- oder Freiträger, welche nur mit einem Ende in einer ftarken Mauer eingefpannt, fonft frei find, ganz allein auf der Einfpannung, und die Verdrückungen der Lager, welche hier ebenfo eintreten, haben dann das Durchhängen des Trägers zur Folge.

Die Einfpannung folcher Kragträger kann durch einfaches Einmauern oder durch Einlagern zwifchen Druckplatten erfolgen.

Ift die zuläffige Beladung des umgebenden Mauerwerkes auf 1 qcm wieder Oj, die Länge der Einmauerung /, die Trägerbreite b, die thatfächliche Preffung auf der Lagervorderkante o, der Abftand des Preffungsnullpunktes von der Lagervorderkante a, das Biegungsmoment aller äufseren Kräfte in der Lagervorderkante M und die lotrechte Querkraft dafelbft V, fo beftehen zwifchen /, a, b, a und o₁ die folgenden Be-

Fig. 627.

tv

■T I

x--:

er

1)

Ziehungen (Fig. 627):

Die erforderliche Einmauerungslänge zur Erzielung der zuläffigen Kanten-preffung a₁ ift

2 E+ 1/ 6 Mot b -f 4 ff²

Oj b

Die Stelle, wo keine Preffung auftritt, liegt hinter Lagervorderkante um

.    .    262.

2F/+3AT

•    263.

3 Vl+ 6 M

Die bei der Einmauerungslänge l zur Erzielung der zuläffigen Kantenpreffung o1 erforderliche Träger- oder Plattenbreite ift

₀ 2 VI+3M

Die bei der Einmauerungslänge l und der Druckflächenbreite b entfliehende gröfste Kantenpreffung beträgt

264.

2 VI+3M

0 = 2 -prz- .

bP

.    265.

H7) Vergl. hierüber: Brick, J. E. Ueber die praktifche Unzuläffigkeit der Annahme »horizontaler Einfpannung« der im Hochbaue verwendeten und an den Auflagern übermauerten Eifenträger. Wochfchr. d. oft, Ing.* u. Arch.-Ver. 1887, S. 161,

Der Punkt, in welchem das gröbste Biegungsmoment M, der Lagervorderkante um

max

auftritt, liegt hinter

VI²

3 VI -f 6 M ’

266.

und diefes gröfste Moment ift dann

Mmax — M -j- V. y —

.    .    267.

Es ift nicht zu empfehlen, die Lagervorderkante in die Mauerkante zu legen; man bringe vielmehr zwifchen Träger und Mauerwerk eine Lage von reinem Zement oder eine gut verlegte Eifenplatte an, welche nicht ganz bis zur Mauerkante reicht, damit die Mauerkante von der gröfsten Preffung befreit und die Möglichkeit einer gewiffen Preffungsverteilung im Mauerwerke offen gehalten wird.

(Fig. 627) foll je nach Laft und Länge des Trägers etwa 4 bis 8

Beifpiel. Vor einer ftarken Mauer mit 5 m Fenfterteilung foll ein auf Kragträgern in den Mitten der Fenfterpfeiler ruhender Laufgang angebracht werden, deffen Breite bis Geländermitte von der Einfpannungslinie an 150

einen im Geländer über den Kragträgerenden untergebrachten Längsträger gelagert werden. Der Fufs-boden wiegt 250 k2 für 1 qui und trägt 250 k? für lqm; das hölzerne Geländer ift l,i o m hoch und durch-fchnittlich 0,i5cm ftark.

Die Laft auf einem Kragträgerende beträgt alsdann:

aus Fufsboden und Belattung 5 . 1,5 .    (250 -j- 250) = 1875ks,

578 »

Das Mafs d

cm

betragen.

cm

beträgt. Der Fufsboden foll in der ganzen Länge in die Wand und auf

aus dem Geländer 5 . l,i . 0,i5 . 700

zufammen F= 2453kg;

alfo das Moment an der Einfpannungsftelle M = 150 • 2453= 367950 cmkS-

Wird in den Trägern 1000 Spannung für pqcm zugelaffen, fo ift das erforderliche Wider-

367950

= 368. Um an Höhe zu fparen und gleichzeitig eine grofse Auflagerbreite b zu

erhalten, follen zwei Träger nebeneinander gelegt werden. Obigem Widerftandsmoment würden zwei I-Träger Nr. 19 mit 2 • 187 = 374 entfprechen ; wegen der Vergröfserung des Momentes in der Wand mufs jedoch der nächft ftärkere Träger Nr. 20 gewählt werden, deffen Breite 9 cm beträgt.

Somit ift 3=2. 9= 18cm; das Mauerwerk am Träger wird in Klinkern und Zementmörtel ausgeführt ; alsdann ift c; = 14 kg für 1 qcm, und nach Gleichung 260 wird

ftandsmoment

1000

, _ 2.2453 + [/6 ■ 867 950 . 18 . 14 + 4.24532 18 . 14

Wird d = 6 cm gemacht, fo fteckt der Träger hiernach 121 cm in der Wand, und die Geländermitte liegt 15 — 6 = 144 cm vor der Wand.

Die Stelle des gröfsten Biegungsmoments liegt nach Gleichung 266 hinter der Lagervorderkante um

___2453 • 115²_

“ 3 ■ 2453 ■ 115 + 6 . 367 950

die Stelle des Preffungsnullpunktes nach Gleichung 263 um

= 115 cm .

= 10,6 cm,

a = 115

2 . 2453 . 115 + 3 • 367 950

8 . 2453 . 115 + 6 . 367 950

= 62,9 cm,

und das gröfste Moment beträgt nach Gleichung 267

Mmax = 367 950 + 2453 . 10,s

18 . 14 . 10,e²

(⁸

10,6

62,9

= 380 650 cmkg .

380 650

Die Spannung in zwei I-Eifen Nr. 20 ift fomit Nr. 19 beibehalten, fo wäre b = 2 . 8,6 = 17,2, alfo nach Gleichung 262

2 . 216

= 882 kg für lqcm. Wären die beiden I-Träger

2 ■ 2453 +1/6 . 367 950 ■ 14 . 17,2 + 4 ■ 2453'2 14 . 17,2

118,5 cm;

nach Gleichung 266

2453 • 118,5²

ferner nach Gleichung 263 :

3 . 2453 . 118,5 + 6 . 367 950

= 11,2 cm;

a — 118,5

2 . 2453 . 118,5 + 3 ■ 367 950

und nach Gleichung 267

3 . 2453 . 118,5 + 6 . 367 950

= 65 cm,

Mmax — 367 950 + 2453 . 11,2

17,2 . 14 . 11,2*

(³

11,2

65

■) =

381 150 cmkg.

Die Spannung in zwei I-Trägern Nr. 19 wäre alfo

381150

= 1019 kg für 1 qcm, die auch gegenüber der Feftletzung von 1000 kg für 1 qcm noch als zuläfiig zu betrachten ift. Die beiden TrägerfUicke

je 118,5 -f- 150 -j——

Diefes Beifpiel eines allerdings fchvver belafteten Freiträgers zeigt, dafs die Einmauerung nicht feiten eine unbequeme Tiefe erreicht, welche nur in aufsergewöhn-lich ftarken Mauern Platz findet.

Ein Mittel, den Trägereingriff in die Wand kürzer und zugleich die Verteilung der Kräfte auf Kragträgers das Mauerwerk beffer zu machen, bietet die Ein-fpannung des Kragträgers zwifchen Druckplatten, da man hier durch Wahl einer grofsen Breite b der Platten das Mafs e und die Plattenlängen ax und a₂ (Fig. 628) gering halten kann, b ift für beide Platten gleich zu machen, da die Wand-nifche jedenfalls rechteckig gebildet wird, und b ift fo anzunehmen, dafs es fich dem Mauerver-bande bequem einfügt; auch e ift den Verhält-niffen, namentlich der Mauerftärke, entfprechend zu wählen. Die erfte Annahme über b und e ift

33°-

Einfpannung

des

zwifchen

Druckplatten.

find fomit aus I-Eifen Nr. 19, und zwar

2 . 187

= 276cm lang, zu fchneiden.

Fig. 628.

k.........łt

YV

ilH

durch eine zweite zu erfetzen, wenn die Rechnung die erfte als unzweckmäfsig erweifen füllte.

In die Mauer können unter und über den Druckplatten Auflagerquader eingefetzt werden.

Mit Rückficht auf die Bezeichnungen in Fig. 628 find, bei der zuläffigen Preffung ax zwifchen Platten und Mauerwerk,

mm

mm

WÊÊm

mm

und ax = a₂ -j-

.    .    268.

° eo\ 2~

D₂ — b und Dx = b ax ax Das gröfste Moment, für welches der Träger einzurichten ift, beträgt

= D₂ e.........

269.

270.

Die Druckplatten felbft find nach Ermittelung von Dx und D₂ aus Gufseifen genau nach den Regeln zu bilden, welche in Art. 326 (S. 261) zu P'ig. 625 u. 626 gegeben wurden.

Beifpiel. Wird für den Fall, welcher im letzten Beifpiele behandelt wurde, beftimmt, dafs b der Breite von IV2 Stein = 38cm entfprechen und e — 30cm fein Toll, dafs ferner das Mauerwerk an den

M„

Druckplatten in Klinkern und Zementmörtel mit a₁ = 14 kg für 1 qcm ausgeführt wird, fo mache man nach Gleichung 268

a₂ =

2453

(ß +

2458

2.38 • 14

-) + 367950

38 . 30 • 14

2453

= 26,4 cm

2453

38 . 14

- = 31,o cm .

Die ganze Tiefe der Trägernifche wird dann 6 -j-

31

26,4

= 64,7

cm

gegen 118,5 cm

im vorigen Falle. Nach Gleichung 269 ift D₂ = 26,4.38 . 14 = 14044 ks und Dy = 31.38 . 14 = 16492 ks. Auf diefe Drücke find die beiden Druckplattendicken nach Gleichung 255 bis 261 (S. 262 und 263) einzurichten. Das gröfste im Träger vorkommende Biegungsmoment ift nach Gleichung 270: D₂ e = 14044.30 = 421320cmks. Bei 1000k£ Beanfpruchung für 1 qcm ift alfo ein I-Träger Nr. 26, oder es sind zwei

Nr. 20 erforderlich. Die Druckverteilung ift nun zwar eine fehr fichere und gute; das gröfste Moment ift aber durch die Verlegung des erften Stützpunktes weit in die Mauer hinein wefentlich vergröfsert.

1,5

cm

331.

Lagerung.

Beim Aufftellen des Trägers wird die Platte auf kleinen Eifenkeilen mindeftens hohl gelegt und forgfältig mit Zement vergoffen, fo dafs fie voll aufruht. Nur oben liegende Druckplatten, wie in Fig. 608, werden ohne weiteres in Zementmörtel fatt übermauert. Die Druckplatte greift bei fchweren Trägern mit einem Anfatze in ein in das Mauerwerk geftemmtes Loch, welches lieh beim Vergiefsen nach Art. 327 (S. 263) nur fchwer füllt. (Vergl. auch das Trägerlager in P'ig. 640, S. 275.) Namentlich bei Verwendung von Lagerquadern bildet das Einlegen dünner Walzbleiplatten ein gutes Mittel zur Erzielung gleichmäfsiger Druckverteilung.

Ganz kleine Träger legt man ohne weiteres auf diefe Platten. Bei gröfseren wird, wenn fie nicht zur Verankerung der Aufsenwände des Gebäudes dienen follen, das eine Lager dadurch feftgemacht, dafs man durch die untere Gurtung in die Lagerplatte bohrt und in das Loch einen Eifenftift fchlägt; das andere Lager bleibt frei beweglich.

Eiferne Träger zur Verankerung der Gebäudemauern zu benutzen, ift nicht ratfam, da die ftarken Längenänderungen bei Wärmefchwankungen das Mauerwerk hin und her rütteln.

332-

Rollenlager.

Alle Lager, bei denen der Träger ohne weiteres auf der Platte ruht, haben den Nachteil, dafs fich die volle Reibung folcher Lager, welche in günftigen Fällen das 0,2fache der Lagerbelaftung, meift noch mehr beträgt, als wagrechte, um-ftürzende Kraft auf die Mauern überträgt. Da nun aber die Wände fehr oft für die Aufnahme erheblicher wagrechter Kräfte zu fchwach find, fo kommt es bei fchwer belafteten Trägern oft darauf an, die Reibung der Lager zu vermindern, damit kleinere wagrechte Kräfte entftehen. Das befte Mittel zur Erreichung diefer Reibungsverminderung befteht in der Verwandelung der gleitenden in rollende Reibung mittels Einlegens einer möglichft langen Rolle zwifchen Träger und Lagerplatte.

Die Konftruktion eines folchen Lagers ift in Fig. 629 u. 630 dargeftellt; die einzelnen Mafse werden in folgender Weife beftimmt. Aus den Verhältniffen des zu lagernden Trägers folgen zunächft die Abmeffungen lx und bx der unter den Träger zu nietenden Lagerplatte. lx ift fo klein zu wählen, wie es das Unterbringen genügender Niete in den Teilen des Trägers nur irgend zuläfst; bx foll dagegen fo grofs wie möglich gemacht werden; doch ift zu betonen, dafs erhebliche Verbreiterung der Lagerplatte über die Breite der Trägerteile hinaus nicht viel Zweck hat, da fich die zu weit vorfpringenden Ränder der dünnen Platte aufbiegen, alfo nicht mehr zur

Druckverteilung beitragen. Zweck der Wahl eines môglichft grofsen b₁ ift die Erzielung einer grofsen Rollenlänge b₂. Die untergenietete Lagerplatte wird 12 bis 15mm dick gemacht. Befonders grofs wird b₁ bei zweiteiligen Gurtungen, z. B. bei Fig. 605 (S. 253),

Fig. 629.

Fig. 630.

Stützweite L

..... >{

Jo

WO O

FF

....y.

—V C_n ;

Z..O

...

i....

>1

AL

..Y..

Die Lagerplatte legt lieh in eine paffende Vertiefung der Rollendeckplatte, deren vorfpringende Ränder fo niedrig zu halten find, dafs fie 2 bis 3mm Spiel gegen die Trägerunterfläche behalten, damit fie keinesfalls Druck aufnehmen können. Nach Feftlegen diefer Mafse folgt dasjenige der Rollenlänge b₂ nach

271.

Wird nun noch die in den Platten zuläffige Biegungfpannung mit sg bezeichnet, fo ift weiter

nach

= 0,S 6 5 \ -77—-

V sg {p 2 ""f~ ^ )

Hierauf erfolgt die Feftftellung der Abmeffungen der Rollengrundplatte für b₃

•    272.

A²

273.

für deren Löfung ein vorläufiger Näherungswert aus

•    274.

b'3 > 0,9

zu entnehmen ift, und für l₂ nach

weiter ift

d₂ = 0,866 y

Al^

276.

^3

In den letzten Gleichungen bezeichnet Oj die zuläffige Preffung auf die Unter-ftützung der Rollengrundplatte; die entfprechenden Werte find in Fufsnote 122 (S. 229) angegeben. Wird nun noch die zuläffige Preffung zwifchen der Rolle und den Platten mit die Elaftizitätszahl des Stoffes der Platten mit E und diejenige des Stoffes der Rolle mit Ex bezeichnet, fo ift der Rollenhalbmeffer r zu beftimmen nach

7' - :

9 A*Et

*1*1

und r —■

\/(W+

9 A² E

•    •    2 77.

64 b₂² sx³

und zwar ift der gröfsere diefer beiden Werte auszuführen.

Die wagrechte Rollenbahn, welche beiderfeits durch cylindrifche Anfchläge des Halbmeffers r begrenzt wird, erhält die Breite

278.

welche alfo nach der Stützweite L und der gröfsten zu berückfichtigenden Wärme-fchwankung t bemeffen wird.

Für gewöhnliche Fälle haben die in den Gleichungen vorkommenden Gröfsen die folgenden Werte:

A = 0,0000185 t. L,

bezüglich a₁ vergl. Art. 299 und Fufsnote 122 (S. 229); für Gufseifen

si

250 kg für l^cm, für Stahlgufs 1500kg » lqcm, » Stahl

E und Ex »    »

/ = 40 bis 60 Grad C.

1000 000kg » lqcm, »

1200kg für 1 cicm ; 4000kg » lqcm; 2100000kg » lqcm;

BeifpieJ. Für einen Träger von L — 12m Stützweite ift ein Lager zu entwerfen, das im ftande ift, den Lagerdruck A — 20 t auf gewöhnliches Mauerwerk (aj = 8ks für lqcm) Zu verteilen. Die Gurtungsbreite betrage 17

Länge bemeffen. Die Platten beftehen aus Gufseifen; alfo ift sg = 250ks für lqcm; die Rolle ift aus Rundftahl; ^ ift nach dem fchwächeren der beiden Stoffe mit 1200für lqcm anzunehmen. Der vor-zufehende Wärmewechfel beträgt 60 Grad.

Nach Gleichung 271 ift

cm

und die Länge der Lagerplatte /j wird mit Rückficht auf die Nietung auf 12

cm

^2 =

nach Gleichung 272:

¹⁷    + ]/" ( ¹⁷ 2 ⁵ ) + ¹² (¹² + ¹⁰> =

25,6 cm,

Oj = 0,865

V-

20000 • 12

250 (25,6+ .5)

Die Näherungslöfung für Gleichung 273 aus Gleichung 274 ift

= 4,8 cm.

h > 0,9

20000

— 45 cm ;

durch Verfuchen ergiebt ftch die richtige Löfung mit £3 = 53,2cm nach Gleichung 273, und 1% wird dann

— 47cm; danach die Dicke nach Gleichung 276

nach Gleichung 275 gleich

20000

8.58,2

§2 ⁼ 0,866

1/

20000.47

Aus Gleichung 277 folgt

250 . 53,2

= 7,3Cm.

'=V\

4,8.2100000

4.1000000

9.20000². 2100000

64.25,6². 1200³

4,8.2100000

4.1000000

₌ CV3 8 cm

und

-VI

7,3.2100000

4.1000000

9.20 000².2100 000

7,3 .2100000

4.1000000

= 7,icm ;

64.25,6². 1200³

alfo ift der erflere Wert r = 8,ocm auszuführen. Die Breite der Rollenbahn beträgt für Z = 12m nach Gleichung 278:

A = 0,0000185 . 60 . 1200 = 1,33™.

Zur Erzielung kleinerer Rollenhalbmeffer empfiehlt lieh die Verwendung von Gufsftahl flatt Gufseifen für die beiden die Rolle einfchliefsenden Platten.

d) Beifpiele.

333-

Vordach mit Gitterträgern.

Die Anwendung der im vorftehenden für Träger entwickelten Grundfätze und aufgeftellten Gleichungen foll nachftehend durch zwei Beifpiele erläutert werden.

Beifpiel 1. Vor einem öffentlichen Gebäude foll der Bürgerfteig fo überdacht werden, dafs die vor dem Bordfteine haltenden Wagen im Schutze gegen den Regen erreicht werden können. Die allgemeine

Anordnung zeigt Fig. 631; die Säulen flehen je vor der zweiten Gebäudeachfe in Teilungen von 9,om; zwifchen je 2 Säulen kommen in die Drittelteilpunkte 2 Pfettenträger aus geknickten I-Eifen

zu liegen, welche gegen die Säulen durch thunlichft leichte Gitterträger abzufangen find. Gleiche Pfettenträger liegen gerade über den Säulen (Fig. 632).

Die Eindeckung mit Glas wiegt für 1 qm Grundfläche 50 kg ; die Eifenteile wiegen 20 kg ; Schnee lallet auf 1 qm Grundfläche mit 75 kg, und der lotrechte Winddruck beträgt 55 kg; die Laftfumme für 1 qm ift hiernach 200 kg.

a) Berechnung des Pfettenträ-Ein folcher unterllützt 3,00m Länge

Fig. 631.

Mß

'p₂

4,7-.........

gers.

des Daches. Somit ift (Fig. 631)

B₂ = 3 • 1,8 - 200 = 1080kg für volle Lall, und das gröfste Moment über 180

dem Längsträger 1080 —-—

U

Das gröfste Moment zwifchen Wand und Träger tritt ein, wenn der überkragende Teil unbelallet ift. Alsdann ift

= 97 200 emkg.

7XXXXX.

y 100 w. Gr.

B₂ = 3 . 1,8 (50 + 20) = 378kg,

und

folglich der Auflagerdruck B — ift das Moment

+ = 4,7 . 3 • 200 = 2820kg; 378 . 180

2820 • 470

2.470

2.470

= 1888 kg. Im Abftande x von der Wand

Mx — 1338 x —

3 • 0,oi . 200 -v²

Fig. 632.

2700

die Abfciffe des gröfsten Momentes folgt alfo aus

0 = 1838 — 3 • 0,oi • 200 x mit x = 223 cm, und das gröfste Moment ift

-300

300

-300

27oo\

'2700

\2700

Mmax = 1338 - 223 —

3 • 0,oi . 200 . 223²

= 149187cmkg.

*■

QOO

Nach letzterem Moment ift der Pfettenträger zu bemeffen; feine zu grofse Stärke über dem Längsträger

ift erwünfeht, weil er hier durch das Biegen gefchwächt wird. Bei 1000 kg Spannung für 1 qcm mufs

149187

150 fein; fomit ift das Normal-I-Eifen Nr. 18 zu wählen, ß) Berechnung des Gitterträgers. Die Laft, welche von einem Pfettenträger übertragen wird, ift bei ganz voller Belaftung nach Fig. 631

das Widerftandsmoment

1000

= c^>

3 . 1,8 . 200

(470 +    + 3 • 4,7 . 200 - ^

= 2700kg.

Fig- 633.

65......./ą......(>5

.Li

i-gS—i

*21-    20- C+O

Aus dem in Fig. 632 dargeftellten Laftzuftande ergiebt fich ein zwifchen den beiden mittleren Pfettenträgern unveränderliches gröfstes Biegungsmoment von 2700 . 300 ~ 810000 cmkg. Aeufserer Verhältniffe halber mag die Trägerhöhe auf ungefähr 50 cm feftgefetzt werden ; die Schwerpunkte der aus je 2 Winkel-eifen zu bildenden Gurtungen werden dann rund 44cm voneinander liegen, und bei 1000 kg Beanfpruchung ift nach Gleichung 254 (S. 258) der Gurtungsquerfchnitt

810000

1000 - 44

= 00 18 qcm.

Für jedes der zwei Winkeleifen kommen bei 2cm Nietdurchmeffer und rund 1cm Schenkeldicke 2 qcm in

18

Abzug (Fig. 633); jeder Winkel mufs alfo —---j-2 = 11 qcm Nettoquerfchnitt haben, und daher wird

das Winkeleifen 6,5 X 6,5 X 0,9 mit f — 10,89 qcm gewählt.

Die Niete in diefem Winkeleifen find behufs freier Ausbildung der Köpfe nach Fig. 633 an

zuordnen; demnach ergiebt fich der Abftand des Gurtungsfchwerpunktes von der Aufsenkante nach Fig. 633 mit

x₀ =

2 - 65 , 9 - 4,5 + 2 . 15 . 9 . 16,5 + 2.21.9. 54,5 _ 2 . 65 . 9 + 2 . 15 • 9 + 2 . 21 . 9

16,e = 00 17 mm-

Die Trägerhöhe mufs alfo genauer auf 44 + 2 . 1,7 = 47,4 cm oder rund 48 cm bemeffen werden.

y) Unterfuchung der oberen Gurtung auf Zerknicken. Die auf die Gurtung

wirkende Druckkraft D folgt aus der Divifion des Schwerpunktabftandes 48 — 2 . 1,7 = 44,6 cm in das

Moment mit D =

810000

= 18164 kg.

44,6

Zu unterfuchen ift:

a) Ob die Gurtung für ihre lotrechte Mittelachfe zwifchen zwei der I-Sparren fteif genug ift? Nach Nr. 7 der Zufammenftellung auf S. 206 ergiebt fich

und für f— 10,9 qcm

J — 2 f . 0,0946 . 6,5² + 2/ (0,5 + 0,2S7 . 6,5)²

y — 209 (auf Centim. bezogen).

Wird an den Enden Einfpannung angenommen (Fall IV, S. 200 ; C — 40) und 5 fache Sicherheit verlangt, fo ift bei 300cm Länge die zuläfiige Zerknickungslaft nach Gleichung 187 (S. 205)

40 . 2000000 • 209

5 . 300²

= 37155 kg,

alfo doppelt fo grofs wie nötig.

6) Wie viele Gitterknoten zwifchen zwei Sparren liegen müffen, damit die Gurtung nicht lotrecht

einknickt ?

Nach Nr. 8 der Zufammenftellung auf S. 206 ift

Jmin — 2 • 10,9 • 6,5² . 0,0946 = 87

daher nach Gleichung 194 (S. 213)

300

3,14

Hiernach brauchen alfo nur zwei Gitterknoten oder drei Felder zwifchen zwei Sparren zu liegen.

c) Wie viele Gitterknoten zwifchen zwei Sparren liegen müffen, damit das einzelne Winkeleifen nicht unter der halben Laft zerknickt?

■N —

V-

5 . 18164

1 • 2000000 • 87

= 2,18 = CS5 3.

Nach Nr. 7 der Zufammenftellung auf S. 206 ift

7 = 10,9 . 6,5² • 0,0381 = 17,5!

daher nach Gleichung 194 (S. 213)

300

3,14

Hiernach miifste der Gitterträger zwifchen zwei Sparren je vier Felder erhalten; damit die Gitterftäbe nicht zu flach zu liegen kommen, find in Fig. 634 deren fechs angeordnet.

8) Berechnung der Gitterftäbe. Im Gitterträger ift die gröfste Querkraft in den beiden Endfeldern gleich 2700 kg und im Mittelfelde gleich Null ; fie verteilt fich auf je 2 Gitterftäbe, von denen die vom Auflager nach der Mitte fteigenden gedrückt, die anderen gezogen werden. Die theoretifche Länge

5• 18164

2.2000000 . 17,5

— 3,14 = 00 4 •

des Stabes ifb gleich j/" 41,6² -|- 50² = c^> 65,1 cm- Für einen Gitterftab folgt die Spannung P demnach aus der Proportion P:

Werden die gezogenen Stäbe aus Bandeifen von 6 X 1 cm gebildet und mit einem Niete von 2 Durchmeffer im Schlitze der Gurtungen befeftigt, fo iil die Spannung im Bande

2700

= 65,i : 41,6 mit /,= 2110kg.

cm

2110

(6 - 2) 1

= 528 kg.

Die Anfchlufsniete find zweifchnittig, und nach Gleichung 115 (S. 153) ift </))>§, folglich die Zahl

2110

der Anfchlufsniete (bei s" — 1100 kg für 1 qcm) n —

— 0,96 ; ein Niet genügt alfo.

2.1. 1100

Die gedrückten Stäbe füllen aus zwei derartigen Bandeifen hergeftęllt werden, welche feitlich an

den Winkeleifen der Gurtungen mit denfelben Nieten wie die gezogenen Stäbe zu beteiligen find. Eine Ueberbeanfpruchung der fo verlängerten Niete entlieht nicht, weil man die äufseren Schaftteile als be-

Fig. 634.

■300

jö-

t'

150-

k50 w. Gr.

Fig. 636.

Fig- 635.

a,

cp

iSoix

3*sO

ol

’o

UT

er

’o

oc

Schnitt a b in Fig. 636. %,5 w. Gr.

\ikl

¹ll5 w. Gr.

fondere Niete auffaffen kann und die gröfste Beanfpruchung aus den gezogenen Stäben in der Lochwandung des Bandes, nicht in der Gurtung liegt. Diefe doppelten Druckftäbe find auf Zerknicken für die freie Länge von 65,i cm zu berechnen; fie werden durch Stehniete abgelleift.

Nach Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 206 müfste der Abftand der Bandmitten voneinander 6 . 0,577 = 3,46 cm betragen, wenn die beiden Hauptträgheitsmomente gleich werden follten; thatfächlich beträgt b = 1 + 2 . 0,9 -f- 2 • 0,5 = 3,8 cm ; fomit ift das Trägheitsmoment der Achfe / als das kleinere in Rechnung zu Hellen. Nach Gleichung 189 und Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 206 ift die zuläfüge Zerknickungslaft des ganzen Stabes

='34000 kg

10 . 2000000 • 0,0833 . 2 . 6 . 6²

5 . 65,i²

bei (ni =) 5facher Sicherheit und Verdrehbarkeit an beiden Enden (Fall II, S. 205 ; C = 10). Die ganzen Stäbe find alfo viel zu Hark.

Für die einzelne Hälfte ift i —

12

= 0,5 und 11 — 2; alfo nach Gleichung 194

3,14

1/

5 • 2110

2 . 2000000 - 0,5 = 1,504 = OO 3,

273

Somit müfsten 14S) 3 Stehniete in die ungeraden Sechstel der Länge gefetzt werden ; da aber jedenfalls ein folcher in die Ueberkreuzung der Stäbe kommt, fo find noch zwei in die Mitten der Hälften jedes Stabes nach Fig. 634 zu fetzen. Im Mittelfelde, wo Querkraft in geringem Mafse nur bei fchiefer Laft auftritt, können diefe Niete fehlen.

Unter den Sparren und über den Säulen erhält der Träger (Fig. 634) jedesmal zur Verteilung der Laft nach oben und unten eine kräftige lotrechte Steife aus Blechwand und 4 Winkeleifen von

50 X 50 X 5cm. Ueber den Säulen find die Träger voneinander getrennt; die einzige Verbindung befteht in der Vernietung oder Verfchraubung der abftehenden Schenkel der zur Abfteifung dienenden Winkeleifen, und diefe ift nachgiebig genug, um die höchftens 3 mm betragende Längenänderung unter Wärmefchwankungen zuzulaffen. In den Knotenpunkten unter dem Sparren fchliefsen die doppelten Stäbe an die Kotenbleche an, müffen alfo von 3,8cm auf 1 cm Zwifchenraum zufammengezogen werden.

Uebrigens ift in Fig. 634 und in Fig. 635 bis 637 dargeftellt, wie die Sparren durch Kragftücke gegen den Gitterträger abgefteift werden, und wie letzterer auf den Säulen zu lagern und zu beteiligen ift.

Beifpiel 2. Im oberen Gefchoffe eines lang-geftreckten Gebäudes foll ein Tanzfaal eingerichtet werden. Die Tiefe beträgt nahezu 8m, fo dafs der Tiefe nach keine Balken gelegt werden können; fie follen vielmehr in l,oo m Teilung der Länge nach liegen und in der 4,50 m betragenden Achfenteilung des Gebäudes durch eiferne Netzwerkträger unterftützt werden.

Das Quadr.-Meter der Decke mit halbem Windelboden wiegt 280 kg und wird mit 250 kg belaftet. Das lauf. Centimeter eines Balkens trägt fonach 1 • 0,01 (280 -f- 250) = 5,3 kg ; das gröfste Moment zwifchen zwei Unterzügen ift

80 b h ²

Fig. 637.

vöN°c

\ fo

£6‘

°<p

iCHZir

o.

334-

Netzwerk

träger

als

¹|l5 w. Gr.

Unterzug.

5,3 . 450²

folglich mufs die Balkenhöhe bei 80 kg Spannung und einer Balkenbreite b — 18 cm h — 23,5 cra fein.

Fig. 638.

A,

^    jt---/ot?    I

!    '    ■    1    '    ,    1    !    ¹

^ J ! i : : r r

o,

>3?

433--12990kg-

Soo

N.

Längen: l/lOO- — Kräfte: lcm = 3000kg.

Die ganze Beladung auf einem Knotenpunkte des Unterzuges beträgt:

Eigengewicht 1 . 4,5 . 280 = 1260kg,

1 . 4,5 • 250 = 1125 »

an

Nutzlaft

zufammen 2385 kg.

US) Nach Gleichung 110, S. 299 (2. Aufl.: Art. 120, S. 101 ; 3. Aufl. : Art. 136, S. 126) und Fig. 129 (2. Aufl. : Fig. 123; 3. Aufl.: Fig. 144) ebendaf.

Handbuch der Architektur. III. x. (3. Aufl.)

a) Gurtungen. Die Momente, welche für volle Beladung am gröfsten werden, find in Fig. 638 ¹⁴⁹) ermittelt. Es wird angenommen, dafs die Gurtungsfchwerlinie in der Nietteilungslinie liegt; da fie that-fächlich etwas aufserhalb liegen wird, fo liefert die Rechnung etwas zu fichere Ergebniffe. Die Nietteilungslinien werden um die theoretifche Trägerhöhe gleich 50 cm voneinander entfernt gelegt, fo dafs die beiden Stäbe jedes Feldes unter 45 Grad zu flehen kommen.

Die vom Eigengewichte herrührenden Spannkräfte verhalten fich zu den Gefamtfpannkräften wie

280

530 ’

höhe; hiernach ergeben fich die in der folgenden Tabelle zufammengeftellten Stabfpannungen in der

Die Spannkräfte in den Gurtungen erhält man durch Divifion des Moments durch die Träger-

unteren, bezw. oberen Gurtung.

Spannkräfte durch

die Nutzlaft

die Gefamtbelaftung

das Eigengewicht

12990 . 146

50

= + 37 900

280

37900 ++- = 20000

530

37900 — 20000 = 17900

Untere Gurtung

12990 . 186

50

= + 35300

35300

280

530

= 18700

35300 — 18700 = 16600

12 990 . 110

50

12990 . 64

50

12990 . 142

= + 28600

= +16600

28600

280

530

280

= 15100

16600 —+ = 8770

530

28600 — 15100 = 13500

16600 — 8770 = 7830

Obere Gurtung

50

= — 37000

280

— 37000 -++ = — 19600 — (37000 — 19600) = — 17400 530

000

k-"    to    CO

12 990 . 123

50

12990 . 87

50

12990 . 32

50

= — 32000

= — 22 700

8300

280

-32000 -+- = — 16 900 —(32000— 16900) = —15 100 530

280

- 22 700    = — 12000 — (22700 — 12000) = — 10 700

530

280

8300 -+r+ =

530

4300 —( 8300— 4300) = — 4000

Kilogramm.

Bei dielen ftark verlchiedenen Spannungen empfiehlt lieh eine Veränderung des Querfchnittes in den verlchiedenen Feldern, d. h. man verftärke die am Auflager mit je 2 Winkeleilen beginnenden Gurtungen gegen die Mitte zu nach Bedarf durch aufgenietete Platten. Der Schlitz zwilchen den Winkel-eifen wird behufs Aufnahme ftarker Knotenbleche 1,5 cm weit angenommen; alle Teile werden mit Nieten von 2 cm Durchmeffer verbunden.

Die Querfchnittsveränderung wird nicht in jedem Felde vorgenommen; der Querfchnitt foll vielmehr in jeder Trägerhälfte für die Gruppen +,    — + — +, U§ — Ć+ O2 — O3, unveränderlich bleiben.

Der erforderliche Querfchnitt ift unter Zufchlag für die Nietlochung nach den Gleichungen 15 u. 18 in Teil I, Band 1, zweite Hälfte dieles »Handbuches« (S. 250 u. 251 ¹⁵°) zu berechnen.

Gegen Zerknicken der ganzen oberen Gurtung wirken die aufgelagerten Balken. Die Steifigkeit

der einzelnen Felder, wie die Teilung der Verbindungsflehniete da, wo die Platten fehlen, ift wie folgt zu untevfuchen.

Stab :

Uu L\

Erforderlicher Querfchnitt : 8770    7830

Nutzquerfchnitt :

1400

770

Nach

Gleichung 15 :

Uz

15100

1350

1400

770

Ui, U₅

20 000

17900

1400

770

Hergeftellt aus :

= 16,5 qcm    2 Winkeleifen    6 X 6 X IjOcm 2 . l,o (6 + 5 — 2) =18

( 2 Winkeleifen    6 X ü X ho ² )

17,5X0,3 » /

6 X 8 X 1.0 » )

17,5 X 0,8 » >

17,5 X 0,6 » J

= 28,₄

= 37,5

( + 1 Platte

2 Winkeleifen »    \ + r Platte

( + 1 Platte

qcm

18 + 0,8(17,6 — 4)    =28,₈

²⁸,S + 0,6 (17,5 — 4) — 36,9

Nach

Gleichung 18 :

0\, Oi

12 000

10 700

1200

720

= 25

O3, Oi

19 600

17400

1200

720

= «,₅

•{

2 Winkeleifen 7,5 >< 7,5 X Bo »    2.1 (7₎₅ + 6;5 - 2) = 24

2 Winkeleifen 7,5 X 7,5 X 1,0 »

+ 1 Platte    20,5 X 1,0

21+1 (20,5-4) = 40,5 »

H9) Nach: Art. 361, S. 324 (2. Auf!.: Art. 152, S. 131 ; 3. Aufl. : Art. 154, S. 147). ¹⁵⁰) 2. Auf!.: Art. 77, S. 51; 3. Aufl.: Art. 83, S. 60.

Der Querfchnitt, welcher auf Druck eben genügt, ift alfo gegen Zerknicken reichlich fteif. Er kann als einheitlicher Querfchnitt angefehen werden, da die Platte die Winkeleifen verbindet; die Heftniete find in einer Teilung von 5 Durchmeffern gleich 10

cm

angenommen,

Die ungünftigften Felder find <9, und 0%. In Oi (Fig. 639) liegt der Schwerpunkt 2,3 cm unter

Oberkante, und das kleinfte Trägheitsmoment ilt 2,3 ³ — 1,3 ³

min — (20,5    4)

-j— '(16,5 — 4 — 1,5)

1,3³ - 0,3 ³

0,3 ³ + 6,2³

= 221.

Fig. 639.

Das notwendige Trägheitsmoment ift bei m — 5 fâcher

5 PI 2 £k* '

<-

Sicherheit¹) nach Gleichung 193 (S. 213) y =. Nun ift

|55 T

-4-__

/ = 100 cm und P — 37 000 hg 5 • 37000 • 100²

aifo y =

2000000 . TT²

= 93,7.

fo dafs die Halbierung der Teilung für die Abfchlufsniete eben noch möglich ift.

In mufs unterfucht werden, wie oft die einzelnen Winkeleifen zu verbinden find. Für das einzelne L-Eifen von 7,5 X 7,5 X 1 cm Querfchnitt ift f = 14 qcm und nach Nr. 7 der Zufammenftellung auf S. 206: i — 14 • 7,5² • 0,038i — 30 und, mit Bezug auf Gleichung 194 (S. 213), P — 22700, n = 2, L — 100 cm, und s = 5,

CO i—¹

- o

5.22700

2 . 2000000 . 30

= 0,98 = 00 1,0 .

Demnach brauchen die Winkel im Felde überhaupt nicht verbunden zu werden; gleichwohl find zwei Stehniete eingefetzt, um möglichft gute Verteilung der Spannung auf beide Winkel zu fichern.

Die in einem Knotenpunkte neu beginnende Platte mufs über diefen Punkt hinaus nach dem Auflager nur fo weit hinausragen, dafs die ihrem Querfchnitte entfprechende Zahl von Anfchlufsnieten aufserhalb des Knotenpunktes Platz findet.

Die Spannkraft im Stabe der oberen Gurtung ift gleich — 32300kS und der ganze Quer-

fchnitt gleich 40,5 ücm ; fonach hat 1 qcm :

32300

= 800 ke zu tragen. Die von der Platte aufzunehmende

Kraft ift (20,5 — 4) 1 . 800 = 13200kg; die Anfchlufsniete find einfehnittig, der Nietdurchmeffer d gleich der doppelten Blechdicke § (d = 2 3); fonach beträgt die Zahl der Nieten nach Art. 208 (S. 152, Gleichung 113), wenn 700 kg für 1 qcm als zuläffige Scherbeanfpruchung der Niete angenommen werden,

40,5

13200 . 4

2² Tr . 700

■= 6 Niete.

Da ftets 2 Niete nebeneinander fitzen, fo miiffen hiernach 3 Nietreihen aufserhalb des Knoten-punktes 0% 0% in der Platte enthalten fein, woraus fich die in Fig. 622 dargeftellte Anordnung er-

giebt. Die Ungleichmäfsig-keit, welche aus dem Zufügen der Platte für die Balkenlagerung entfteht, wird durch Ausfehneiden der Balken ausgeglichen (Fig. 640 u. 641).

ß) Gitterftäbe. Die Spannungen in den Gitter-üäben follen beifpielsweife für die Felder / und IV in Fig. 638 unterfucht werden.

Im Felde I werden fie am ungünftigften belaftet, wenn alle Knotenpunkte 2 bis 8 Nutzlaft tragen. Dann ift der Auflagerdruck für das

Fig. 640.

Fig. 641.

Ifff

,3,5

8,

-58,9

30    ,-----1 ...

J = 2 • 8,5 • 4,5² . 0,25 = 86.

11805 • 5 . 70,7²

Das erforderliche Trägheitsmoment ift nach Gleichung 193 (S. 213) für Verdrehbarkeit an beiden Enden (Fall II, S. 205: C- 10)

= 14,8 ;

Eigengewicht

7 . 1260

= 4410kg

für die Nutzlafl

7 . 1125

= 3940kg.

Somit entftehen im Gitterftabe Dj die Spannkräfte 4410 • 1,414 = -j- 6235kg aus Eigengewicht und 3940 • I,4i4 = -f 5570kg

Die erforderlichen Querfchnitte im Stabe Dj ergeben fich¹⁵²) zu

aus

der Nutzlaft. In D<± treten diefelben Kräfte als Drücke auf.

6235

5570

= 11,8 qcm;

1400

wird daher aus 2 Flachbändern von 8x1™ gebildet und erhält 2 (8 — 2) 1 = 12qcm Nutzquer-fchnitt. Nach Art. 208 (Gleichung 115, S. 153) wird die Anzahl der Anfchlufsniete bei 1300kg Loch-

770

laibungsdruck im 1,5cm ftarken Knotenbleche

6235 + 5570

2 . 1,5 . 1300

= 3.

Für den Stab D2 ift der erforderliche Querfchnitt¹⁵³)

6235

5570

— 13qcm; die auf die

Gurtungswinkel zu nietenden Flacheifenfläbe erhalten demnach 8,5 cm Breite. Die Länge beträgt 50 • 1,414 = 70,7 cm .

1200

720

Die Entfernung zwifchen den Mitten der Bänder ift mit Rückficht auf die auf die Knotenbleche gelegten Flillftücke von 1cm Dicke b = 1,5 —j— 2 . 1 —j— 2.0,5 = 4,5 cm- Sollte der Stab nach beiden Richtungen gleich fteif fein, fo müfste nach Nr. 6 der Zufammenftellung auf S. 206: b ~ 0,577 . 8,5 = 4,9 cm fein; das kleinere Trägheitsmoment ift alfo dasjenige für Achfe //, und zwar ift es

10 • 2000000

demnach reicht der doppelte Flacheifenftab aus.

Für das einzelne Flacheifen ift mit Bezug auf Gleichung 194 (S. 213): i = n - 2, m — 5 und / = 70,7 ; alfo

8,5 . I³

12

= 0,7

3,14

1/

5 ■ 11805

2.2000000 • 0,7

= 3,27 =    2 ;

Somit find 4 Stehniete in die ungeraden Achtel der Länge zu fetzen, welche zum Teile in die Knotenbleche fallen.

Es ift jedoch zu betonen

dafs diefe Ausfteifung zweier Flacheifen durch Stehniete immer unvoll-

kommen bleibt, weil ein Stehniet bei leicht eintretenden Ausführungsfehlern gar nicht, fonft unvollkommen geeignet ift, die Bänder in der Verbindungsftelle in ihrer Richtung feltzuhalten. Dies ift einer der wichtigften Gründe, wegen deren man bei allen etwas gröfseren Trägern von der Bildung der Druck-fchrägen aus Flacheifen zurückgekommen ift, und vorzieht, fie aus L-Eifen oder E-Eifen zu bilden, wenn die Querfchnitte dabei auch etwas zu ftark ausfallen.

7 . 1260

3 . 1260 = 630 kg;

Im Felde IV ift die vom Eigengewichte herrührende Querkraft

daher die Spannkraft im Stabe D~ — -f- 630 . 1,414 = -f- 890kg und im Stabe Dg — — 890kg. Tragen die Knotenpunkte J bis 8 Nutzlaft, fo ift der entfprechende Auflagerdruck

1125 (4 + 3 +2 + 1) 100

800

= 1406kg,

fomit die aus der Nutzlaft rechts herrührenden Spannkräfte in den Gitterftäben D~₍ und Dg bezw. + 1406 • 1,414 = -j- 1990kg und — 1990kg. Sind dagegen die Knotenpunkte 2 bis 4 voll belaftet, fo ift

1125 (5 + 6 + 7) 100

800

= 2530 kg

und die Querkraft im Felde IV: 2530 — 3.1125 = — 845 kg ; fonach betragen die aus der Nutzlaft links fich ergebenden Spannkräfte in den Stäben D- und Dg bezw. — 845 • 1,414 =— 1195 kg und + 1195 kg.

152)    Nach: Gleichung 18 (S. 250) in Teil I, Bd. i, zweite Hälfte diefes »Handbuches«.

153)    Nach: Gleichung 18 (S 251) ebendaf.

tn

277

7,66*-

Sonach ift der Gitterflab D^ nach Gleichung 21 in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« zu beineffen mit

890

1990

1195

c >!

1400

770

1700

= 3,9 qcm

< >1

cf«

c' c

5!

)!

und der Querfchnitt des Gitterftabes Dg nach Gleichung 24 dafelbft mit

890

1990

1195

>!

1200

720

1800

— 4₎₂ qcm .

<Pi

0V<0

U}

Hier werden alfo thunlichft fchwache Flacheifen-welche in den Einzel-

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Fig. 642. — V²⁰ w. Gr.

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querfchnitte auszuführen fein heiten nach obigem Verfahren feftgeftellt werden. Die Gitterftäbe erhalten die in Fig. 642 eingetragenen Ab-meffungen und Anfchlufsniete. jedoch nach der Trägermitte hin mehr und mehr zu ftark bemeffen , weil die theoretifchen Abmeffungen für die Herftellung zu gering ausfielen. Nochmals mag hier befonders hervorgehoben werden, dafs die gedrückten Stäbe aus zwei Flacheifen mit Stehnieten die forgfältigfle Herftellung der Nietung verlangen. Es ift vorgekommen, dafs folche Glieder infolge mangelhafter Bildung der Stehniete eingeknickt find, weil jedes Flacheifen für fich nachgab.

Die Gitterftäbe find

Da die gedrückten Gitterftäbe nicht unmittelbar auf den Knotenblechen liegen, fo müffen die in Fig. 642 durch lotrechte Schraffierung angedeuteten Füllbleche eingelegt werden.

Der Anfchlufs der Gitterftäbe an die Gurtungen kann nur in den feltenften Fällen mittels unmittelbarer

lad.

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-------------

À    i- 7,5*7,5*10

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100.

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Dm

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Wm.

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Vernietung der Teile erfolgen, weil die Gurtungen zum Anbringen der erforderlichen Nietzahl meift nicht den nötigen Platz bieten. Alsdann ift nötig, wie hier in faft allen Knoten, Knotenbleche einzufetzen , an welche die Wandglieder mit den oben für zwei Fälle berechneten Nietzahlen angefchloffen werden, welche nun aber ander-feits mit den Gurtungen in ausreichende Verbindung gebracht werden müffen.

Die Knotenbleche übertragen auf die Gurtungen die Mittelkraft der Spannkräfte aus den an fie an-fchliefsenden Paaren von Gitterftäben, und diefe Mittelkräfte find hier wegen der wagrechten Stellung der Gurtungen wagrecht; fie find ferner gleich der Summe der lotrechten Seitenkräfte der Spannkräfte in den Gitterftäben, weil von den zwei an ein Knotenblech anfchliefsen-den Stäben ftets einer gedrückt, einer gezogen wdrd und die Neigung beider 45 Grad beträgt.

Der obere Anfchlufs des Gitterftabes mufs im Knotenbleche 3 um den Endknoten fymmetrifch geordnete Niete erhalten, weil diefes Knotenblech höchftens die gröfste Spannkraft von Dj zu übertragen hat und diefe 3 Niete verlangte; gefetzt find 5 Niete.

Im Knotenpunkte Uy    ift die gröfste lotrechte

Seitenkraft von D^ gleich der von D2, alfo gleich 8350 ks; die Summe der wagrechten Seitenkräfte hiernach 2 • 8350 = 16700kS und die Zahl der zweifchnit-tigen Anfchlufsniete für d 0 nach Art. 208 (S. 153»

Gleichung 115) n =

16 700

2 . 1,5 . 1300

= 5 Niete

von denen der mittelfte D^ unmittelbar fafst, und von

denen einer wegen des Zufammentreffens mit den Stäben von mit zwei ganz verfenkten Köpfen herzu-flellen ift. Aus den Nietftellungen ergeben fich dann Gröfse und Form des Knotenbleches (Fig. 642).

Im Knotenpunkte    wird die gröfste Kraft übertragen, wenn diefer Knotenpunkt nebft allen

rechts davon liegenden voll belaftet ift. Die lotrechte Seitenkraft von D2 ift dann 8350 kg, die von Z?g

gleich 8350 — 2385 = 5965hg, fomit die Summe der wagrechten Seitenkräfte 8350 -\- 5965 = 14 315 kg

und die erforderliche Zahl der Anfchlufsniete des Knotenbleches an die Gurtung

14315

2.1,5 . 1300

= 4 Niete.

Im Knotenpunkte    Ug haben beide anfchliefsende Gitterftäbe Z?g und D4 die gröfsten lotrechten

Seitenkräfte, wenn der Knotenpunkt G2 O3 nebft allen rechts davon liegenden voll belaftet ift. In beiden ift die lotrechte Seitenkraft dann

7 • 1125

+ 1260

(6 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1) 100

800

— 1125 = 6100 kg;

folglich die Summe der aus dem Knotenbleche abzugebenden wagrechten Kräfte gleich 2 . 6100 = 12200kg,

= 4. In diefer Weife find die in Fig. 642 eingetragenen

und die Zahl der Anfchlufsniete

12200

2 . 1,5 . 1300

Niete für die Knotenbleche für alle Knotenpunkte berechnet. Im Knotenpunkte O4 O5 genügt 1 Niet ; die Gitterftäbe find daher hier nebeneinander unmittelbar auf die Gurtung genietet, und zu diefem Zwecke

aus der theoretifchen Lage etwas nach oben verdreht.

Y) Auflager. Es ift angenommen, dafis der Träger auf gewöhnlichem Ziegelmauerwerke ruht, für das die zuläffige Preffung 8kg für 1 qcm beträgt. Der ganze Auflagerdruck für 8 volle Trägerfelder ift

(1125 + 1260) = 9540kg,

Ci

die erforderliche Lagergrundfläche alfo

9540

= 1200 <tcm. Da eine tiefe Einlagerung in die Wand in

den meiften Fällen nicht angängig ift, fo mufs das Auflager gewöhnlich breit entwickelt werden.

Wäre der Raum, welcher von dem 8m langen Träger überdeckt werden foli, z. B. 7,66m weit, fo

800 — 766

= 17 cm von Wand bis Lagermitte verfügbar. Nun mtiffen aber die

blieben an jedem Ende

Lagerfchuhe von der Mauerkante entfernt bleiben, und zwar für folche Träger etwa 5cm; demnach ift die halbe Lagerlänge 12cm und die Lagerbreite

Nach den in Art. 326 (S. 261) für die Lager gegebenen Regeln wird die erforderliche Dicke der Lagerplatte, da hier in den Gleichungen 259 u. 260 (S. 263) A = 9540kg, /j = 24cm, — 50cm und nach Fig. 640: b^ = 20cm zu fetzen find, gleich dem gröfseren Werte von

1200

2 . 12

= 50 cm•

0,055

9540 -rrr == 3,7

50

cm

und

hm — 0,05 5

9540

50 — 20

24

— 6,0 cm , § = hm + 2 = 8cra oder

abgerundet gleich 8,5 Guffes wegen aber gleich 2

cm

zu machen fein; die Randftärke könnte theoretifch gleich Null fein, vrird des

(Fig. 640) gemacht. Im Lager wird unter den Träger eine 1,5

cm

ftarlce, vorher abgehobelte Platte genietet, um dem Träger, deffen Unterfläche an fich meift nicht fehr eben ift, eine gute Lagerfläche zu geben. Diefe meift etwas verbreiterte Platte wird beiderfeits von Nafen der Grundplatte gehalten (Fig. 640). Die Befeftigungs-niete der Lagerplatte find unten forgfältig zu verfenken und eben zu feilen.

Die Grundplatte greift mit einem Anfatze in das entfprechend ausgeftemmte Mauerwerk ein oder erhält die in Art. 327 (S. 263) erörterte Befeftigung mit Dollen. Der Träger wird auf Eifenkeilen fo verlegt, dafs zwifchen Grundplatte und Mauerwerk eine 1,5 Zement vergoffen wird. Unter Wärmeveränderungen ift dann der fo gelagerte Träger in der Richtung feiner Länge verfchiebbar. Soll er aber in Räumen mit ziemlich unveränderlicher Wärme zur Verankerung der Wände benutzt werden, fo bohrt man in jedem Auflager zwei bis vier Löcher von etwa 2cm Durchmeffer durch die Gurtung in die Grundplatte und treibt in diefe Eifendorne. Bei ftarken Wärmewechfeln ift diefe Anordnung, fobald fie in beiden Lagern ausgeführt wird, indes bedenklich, weil dadurch die Wände hin und her gerüttelt werden. Diefe Feftlegung ift aber an einem Ende ftets nötig, da der Träger fonft von den Lagern wandern kann.

cm

cm

weite offene Fuge bleibt, welche dann mit

dafs der Träger fich bei Durchbiegungen auf die Vorderkante der Lagerplatte fetzt, wölbt man letztere nach Art. 326 (S. 261) in der Lagerfläche, damit der Träger vorwiegend in der Mitte aufruht, nähert fleh damit dann der in Fig. 625 u. 626 (S. 262 u. 263) dargeftellten Form.

Um zu vermeiden

Ueber dem Lager mufs der Träger eine dem ganzen Auflagerdrucke genügende Endfteife, hier 2 Winkeleifen, haben, welche durch ein eingeftecktes Knotenblech unten auf die volle Lagerlänge behufs Erzielung guter Druckverteilung ausgeweitet wird (Fig. 642).

Litteratur.

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Handbuch der Architektur.

III. Teil:

DIE HOCHBAUKONSTRUKTIONEN.

ZWEITE ABTEILUNG.

FUNDAMENTE.

Von Dr. Eduard Schmitt.

III. Teil, 2. Abteilung:

FUN DAMENTE.

i. Abfchnitt.

Fundament und Baugrund.

335-

Vor

bemerkungen.

Der unterfte Teil des Bauwerkes, welcher den von letzterem ausgeübten Druck unmittelbar auf den darunter liegenden natürlichen Erdboden — den Baugrund— zu übertragen hat, wird Fundament¹⁵⁴) genannt, und die Konftruktion des Fundaments heifst Gründung oder Fundierung.

Die untere Begrenzung eines Fundaments ift durch die eben gegebene Begriffebeftimmung genau gegeben ; nicht fo genau läfst fich die obere Begrenzung desfelben feftfetzen. Bei unterkellerten Gebäuden hört in der Regel das Fundament mit der Oberkante jenes Fundamentabfatzes auf, der in der Höhe der Kellerfohle, bezw. der Unterkante des Kellerpflafters gelegen ift. Bei nur teilweife oder gar nicht unterkellerten Bauwerken läfst fich im allgemeinen keine fo beftimmte Angabe machen; bei Bauwerken ohne unterirdifche Räume begrenzt man das Fundament am beften durch den unmittelbar unter der Erdoberfläche gelegenen Fundamentabfatz.

Die Betrachtung der Fundamente foll in der Weife eingeteilt werden, dafs zunächft der Baugrund zur Befprechung kommt, hierauf die Grundfätze, die bei der Konftruktion und Ausführung der Fundamente zu beobachten find, erörtert und fchliefslich die wichtigeren Gründungsverfahren vorgeführt werden.

Während im übrigen Hochbaukonftruktionswefen in den letzten 30 bis 40 Jahren wefentliche und erfreuliche Fortfehritte gemacht worden find, ift folches auf dem Gebiete der Gründungen in etwas geringerem Mafse zuzugeben. Diefe Erfcheinung ift um fo auffälliger, als im Bereiche des neueren Ingenieurbauwefens der Grundbau eine hervorragende Stellung einnimmt. Vielleicht kann neben dem eigentlichen Zwecke der nachfolgenden Betrachtung auch noch erreicht werden, dafs einige veraltete Fundamentkonftruktionen verlaffen werden und andere neuere, bisher verhältnismäfsig wenig ausgeführte Gründungen eine häufigere Anwendung finden.

Litteratur

über »Fundamente im allgemeinen«.

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Zeit das Fundament wohl auch »Grundbau« genannt. Da aber mit diefem Wort vor allem

neuerer

IM) Man hat in

diejenige Wiflenfchaft bezeichnet wild, die fich mit der Theorie, der Konftruktion und dsr Ausführung der Fundamente befafst, fo wurde das Wort »Fundament« allein beibehalten.

Allgemeine Ueberficht der Fundirungen mit befonderer Beriickfichtigung der Anwendung des Eifens.

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i. Kapitel.

Baugrund.

a) Befchaffenheit des Baugrundes.

33⁶-

Technifche

Anforderungen.

Die Befchaffenheit oder Qualität des Baugrundes, auch Untergrund genannt, ift in erfter Reihe vom technifchen Standpunkte aus zu beurteilen. Bei folchen Bauwerken, welche zum Aufenthalt von Menfchen und Tieren dienen follen, treten zu den rein technifchen auch noch gefundheitliche Anforderungen hinzu.

Die technifche Beurteilung eines Baugrundes bezieht fich hauptfächlich auf fein Verhalten gegen den vom Fundament ausgeübten Druck. Die verfchiedenen Bodenarten zeigen in diefer Beziehung eine nicht geringe Mannigfaltigkeit, und für die hierdurch bedingte Befchaffenheit des Baugrundes find insbefondere die nach-ftehenden Faktoren mafsgebend.

337-

Fertigkeit.

1) Die Befchaffenheit des Baugrundes hängt in erfter Reihe von feiner Fettigkeit ab, d. h. von feiner Widerftandsfähigkeit gegen den vom Bauwerk ausgeübten

prefsbaren und unprefsbaren Baugrund. Zu letzterem gehören

man

Normaldruck. Bezüglich diefer Eigenfchaft der verfchiedenen Bodenarten unter-fcheidet

alle Bodenarten, welche diefelbe oder eine gröfsere Druckfeftigkeit wie das Fundamentmauerwerk befitzen; alle übrigen Bodenarten werden als prefsbare bezeichnet.

Zum unprefsbaren Baugrund gehören die maffigen Felsarten (Bafalt, Granit, Syenit, Porphyr, harter Kalk- und Sandftein etc.), ferner gefchichtete Felsarten, in denen fich keine Rutfchflächen bilden können, und ganz fefte Gefchiebeablagerungen (von mindeftens 4 bis 6m Mächtigkeit), welche auf anderen guten Bodenfchicliten aufruhen. Bei den prefsbaren Bodenarten ifl das gegenfeitige Verhältnis zwifchen dem vom Bauwerk ausgeübten Normaldruck und dem Mafs der Prefsbarkeit für die Befchaffenheit des Baugrundes entfcheidend. Ueber die Grenzen, welche in diefer Richtung noch zuläffig find, bezw. welche einen Baugrund als überhaupt noch brauchbar erfcheinen laffen, wird fpäter die Rede fein.

2)    Die Befchaffenheit des Baugrundes ift nicht allein durch feine Druckfeftigkeit, fondera auch durch die Mächtigkeit der betreffenden Bodenfchicht bedingt. Ein fonft guter Baugrund, der in geringer Mächtigkeit auf einer lockeren Bodenfchicht lagert, ift infolge deffen auch fchlecht; ebenfo wird eine weniger gute Bodenart dadurch, dafs lie in dünner Lage auf einer ganz feften Schicht aufruht, etwas beffer.

Flat die tragfähige Schicht eine genügende Mächtigkeit, ruht fie aber auf einer weicheren Schicht auf, fo mufs man bei Ausführung des F'undaments die erftere möglichft wenig fchwächen, d. h. man mufs das Fundament thunlichft wenig in die tragfähige Schicht verfenken. Hat man z. B. unter dem zu errichtenden Gebäude Kellerräume anzulegen, fo ift man allerdings genötigt, von der tragfähigen Schicht fo viel abzugraben, als die gewünfchte Kellertiefe es erfordert. Bei geringerer Mächtigkeit diefer Schicht jedoch kann es unter Umftänden geboten fein, die Keller fo hoch als irgend thunlich zu legen, d. h. die-felben möglichft hoch aus der Erde herauszubauen.

3)    Auf die Befchaffenheit des Baugrundes ift auch von Einflufs, welche Neigung die betreffenden Bodenfchichten haben. Je mehr durch die vorliegenden Neigungs-verhältniffe das Abgleiten einzelner Schichten begünftigt werden kann, defto mehr verliert der fragliche Baugrund an Güte.

4)    Durch das Waffer, welches bald als Grundwaffer, bald als offen flehendes, als fliefsendes oder als wellenfchlagendes Waffer auftritt, ift die Befchaffenheit des Baugrundes gleichfalls in erheblicher Weife bedingt. Vom Einflüße des Waffers, der im Erweichen des Bodenmaterials, im Auswafchen desfelben etc. beftehen kann, wird noch eingehend gefprochen werden. An diefer Stelle foll nur hervorgehoben werden, dafs Bodenarten, die fonft einen ganz geeigneten Baugrund abgeben würden, durch das Vorhandenfein von Waffer unbrauchbar werden können.

5)    Für die Befchaffenheit des Baugrundes ift endlich noch von Wichtigkeit, ob nachteilige Veränderungen desfelben zu erwarten flehen oder ob auf folche Rückficht genommen werden mufs. Indem bezüglich diefes Gegenftandes gleichfalls auf fpätere Betrachtungen verwiefen wird, fei hier nur bemerkt, dafs mit derartigen Veränderungen in den betreffenden Bodenfchichten auch eine Aenderung in ihrer Befchaffenheit als Baugrund eintritt.

Aus dem Gefagten geht hervor, dafs die Befchaffenheit eines Baugrundes, infoweit fie vom technifchen Standpunkt aus zu beurteilen ift, durch eine nicht geringe Zahl von Faktoren beeinflufst wird, und dafs es forgfältiger Vorerhebungen und Bodenunterfuchungen bedarf, bevor man die Befchaffenheit des Baugrundes in genügender Weife beurteilen kann. Obwohl fich folche Unterfuchungen mit grofser Genauigkeit durchführen laffen, fehlt es doch häufig an einem ficheren Mafsftabe zur genauen Schätzung der Tragfähigkeit des Baugrundes. Man ift deshalb veranlafst, die verfchiedenen Bodenarten zu klaffifizieren und fich dadurch allgemeine Anhaltspunkte für die fog. Güte des Baugrundes zu verfchaffen.

338.

Mächtigkeit

der

Schichten.

339-

Neigung

der

Schichten.

34°-

Waffer.

34t-

Ver

änderungen.

342-

Einteilung

und

Verfchieden-

heit.

Mit Rücklicht auf die letztere Bezeichnung kann man den unprefsbaren Baugrund auch als fehr guten Baugrund bezeichnen und den prefsbaren Baugrund in nachftehender Weife unterteilen:

1)    Guter Baugrund, der fich nur in geringem Mafse zufammenpreffen läfst, wie grober und feft gelagerter Kies (von mindeftens 2 bis 3 m Mächtigkeit), Gerolle, (von gleicher Mächtigkeit), fefter Mergel, zerklüfteter Felfen etc., ferner, wenn kein Erweichen durch das Waffer ftattfinden kann, fefter Lehm und Thon, fowie alle Mifchungen von Sand und Thon (in Schichten von mindeftens 2 bis 3m Mächtigkeit).

2)    Ziemlich guter Baugrund, der zwar prefsbarer als der gute Baugrund ift, deffen Nachgiebigkeit jedoch für den Beftand des Bauwerkes meift unfchädlich ift, wie fefter Lehm und grober Sand, erfterer jedoch nur, wenn er vom Waffer nicht erweicht werden kann, letzterer nur, wenn er feft gelagert ift, keine thonigen und humofen Teile enthält und wenn er nicht künftlich (durch Wafferfchöpfen) oder natürlich (durch Aufheben des Gleichgewichtes im Waffer) in Triebfand verwandelt werden kann¹⁵⁵).

3)    Schlechter Baugrund, d. i. folcher Boden, der zwar nicht knetbar ift, aber jedem etwas ftärkeren Drucke nachgiebt, dabei zum Teile feitlich ausweicht, wie feiner Sand, naffer Lehm und Thon, Damm- und andere vegetabilifche Erde, aufgefüllter Boden etc.

Vegetabilifche Erden und aufgefüllter Boden bilden nicht nur ihrer grofsen Prefsbarkeit halber einen fchlechten Baugrund, fondern auch wegen ihres bedeutenden Gehaltes an mineralifchen und orga-nifchen Stoffen, welche das Mauerwerk in fchädlicher Weife beeinfluffen. Zu den erfteren gehören ins-befondere die Chlorfalze, zu letzteren ftickftoffhaltige Beimengungen, welche durch die Bodenfeuchtigkeit in Verwefung geraten und die Bildung des fog. Mauerfrafses veranlaffen. Insbefondere ift der Grund und Boden unferer Städte häufig durch eingefickerte Fäkalfhiffigkeit ganz verdorben.

4)    Sehr fchlechter Baugrund oder ganz weicher, meift knetbarer Boden, der feitlich ausweicht, fobald er belaftet wird, wie Torf, Moorboden, Humus, Flugfand, Triebfand etc.

343-

Allgemeine

Verhältniffe.

Nur in fehr feltenen Fällen bildet die oberfte Erdfchicht einen brauchbaren Baugrund; nur vollftändig froft- und witterungsbeftändiger Felfen gehört hierzu. Sonft hat man es entweder mit einer fo lockeren Bodenart zu thun, dafs ein Bauwerk überhaupt nicht darauf gefetzt werden kann ; oder es liegt eine feftere Schicht zu Tage, die jedoch durch Froft und andere atmofphärifche Einfliiffe gelockert wird und deshalb auch nicht als Baugrund verwendet werden kann.

Auf dem flachen Lande ift es häufig die fog. Mutter- und Ackererde, welche die oberfte Erdfchicht bildet und die unter allen Umftänden als Baugrund ungeeignet ift, nicht nur weil fie zu weich ift, fondern auch deshalb, weil fie infolge ihres ftarken Humusgehaltes leicht Anlafs zur Schwammbildung giebt. In Städten findet man häufig aufgefüllten Schutt, auf den ein Bauwerk gleichfalls nicht gefetzt werden kann.

Findet man an der Bauftelle fchlechte oder fehr fchlechte Bodenarten, fo verfährt man, fobald dies möglich ift, am beften in der Weife, dafs man die lockeren Bodenfchichten abgräbt, bis man auf eine tragfähige Schicht gelangt ; in der fo gebildeten Baugrube kann alsdann das Fundament unmittelbar ausgeführt werden. Ift diefes Verfahren nicht zuläffig, fo mufs durch entfprechende Konftruktion und Ausführung des Fundaments felbft dem Bauwerk die erforderliche Standfeftigkeit

verlieben werden ; bisweilen kann fchlechter Baugrund auch verbeffert werden, noch unter c die Rede fein wird.

wovon

Auf ziemlich guten Baugrund können Gebäude ohne weiteres gefetzt werden, wenn fie einen verhältnismäfsig nur kleinen Druck ausüben und wenn ein geringes Setzen des Gebäudes für feinen Beftand unfchädlich ift. Sonft mufs man den Baugrund künftlich zu befeftigen fuchen.

Der gute Baugrund ift im ftande, die meiften vorkommenden Bauwerke mit Sicherheit zu tragen; bei fehr gutem Baugrund ift die Grenze der Tragfähigkeit noch niemals erreicht worden.

344-

Gefundheit-

liche

Zu den technifchen Bedingungen, welche ein guter Baugrund zu erfüllen hat, treten bei zum Bewohnen beftimmten Gebäuden noch die Anforderungen der Hygiene hinzu. Diefe beziehen fich im wefentlichen darauf, dafs die von Menfchen und Anforderungen. Tieren zu benutzenden Räume durch den Baugrund nicht »feucht« gemacht werden follen und dafs der Baugrund an diefe Räume auch keine gefundheitsfchädlichen, von der Verwefung organifcher Stoffe hauptfächlich herrührenden Gafe abgeben darf¹⁵⁶). In unferen Städten ift es hauptfächlich das Grundwaffer, welches Kellerwohnungen und andere unterirdifche Räume feucht macht, und im wefentlichen ift es der Inhalt von Abortgruben, Unratskanälen, Stall- und Kehrichtgruben, welcher bei fchlechter Konftruktion diefer Anlagen in den umgebenden Boden fickert und denfelben dadurch verpeftet. Auf dem flachen Lande treten diefe Uebelftände infolge der dafelbft herrfchenden Bauweife weniger ftark auf ; dort ift namentlich der fumpfige Boden, welchem die bekannten fchädlichen Sumpfgafe ihre Ent-ftehung verdanken, nachteilig. (Siehe auch Teil III, Band 4 u. 5 diefes »Handbuches«, S. 1 u. ff. ¹⁵⁷).

Ohne den Wert und die Bedeutung diefer gefundheitlichen Anforderungen zu verkennen, haben diefelben für den Architekten, fobald er die Befchaffenheit eines Baugrundes als gut oder fchlecht zu bezeichnen hat, doch im allgemeinen nur einen akademifchen Charakter. In unferen Städten und auch an anderen Orten ifl die Bauftelle in der Regel fo fcharf oder doch innerhalb fo enger Grenzen gegeben, dafs das Gebäude, unbekümmert ob der Baugrund in gefundheitlicher Beziehung entfpricht oder nicht, dafelbft ausgeführt werden mufs. Die Hauptaufgabe des Architekten befteht alsdann nur darin, durch zweckmäfsige Konftruktion der Fundamente des Gebäudes und feiner fonftigen Teile den gefundheitsfchädlichen Einflufs des Baugrundes möglichft unwirkfam zu machen¹⁵⁸).

Gegen das Eindringen der Grundluft in die Kellerräume fichert eine unter dem ganzen Gebäude durchgehende Betonfchicht ; eine Lage von fettem Thon ilt nicht fo wirkfam. Soll auch die das Gebäude umgebende Bodenfchicht keine Grundluft an dasfelbe abgeben, fo mufs man die Kellermauern nach aufsen freilegen, was durch Anordnung eines ringsum laufenden Luft- oder Ifoliergrabens ¹⁵⁹) erreicht wird.

¹⁵⁶) Die Gasmenge, welche die obere Bodenfchicht enthält, oder was das Gleiche ift, die Gafe, weiche die Poren diefer Schicht durchfetzen, heifsen Gruudluft oder Bodenluft. Diefelbe befindet fich faft unausgefetzt in einem Zuftande langfamer Bewegung, hervorgerufen durch die Temperaturfchwankungen im Erdboden, durch den einfickernden Regen, durch Luftdruckänderungen etc. Die Grundluft ift weder in ihrer Menge, noch in ihrer Zufammenfetzung unveränderlich; die erftere ift hauptfächlich vom Feuchtigkeitsgehalt des Bodens abhängig, letztere insbefondere von der urfprünglichen Befchaffenheit des letzteren und von der Befchaffenheit jener Stoffe, welche ihm durch Luftwechfel, atmofphärifche Niederfchläge oder aus befonderen Quellen der Verunreinigung (Abortgruben, Unratskanäle, Kehricht- und Düngergruben etc.) zugeführt werden. (Siehe: Pettenkofer, M. v. Der Boden und fein Zufammenhang mit der Gefundheit des Menfchen. Berlin 1882.)

Die Grundluft ftrömt durch die Sohle der Kellerräume in das Innere der Gebäude ein; das Emporfteigen derfelben wird fchon durch die Gleichgewichtsftörungen befördert, denen die Innenluft durch das Oeffnen von Thüren und Fenftern, durch die Verfchiedenheit in der Temperatur der einzelnen Innenräume etc. unterworfen ift, am meiften aber durch die Einrichtungen für Heizung und Lüftung des Gebäudes, fowie durch die fonft vorhandenen Feueiftellen, Schornfteine etc.

¹⁵b Siehe auch: Die Hausfundirung in gefundheitlicher Beziehung. Deutfehes Baugwksbl. 1892, S. 498, 512 — ferner: Proskauer, B. Ueber die hygienifche und bautechnifche Unterfuchung des Bodens auf dem Grundftücke der Charité

und des fog. »Alten Charite-Kirchhofes«. Zeitfchr. f. Hygiene, Bd. ir, S. 3.

158) Vergl. Haselberg, E, v. Ueber den Baugrund der Wohnhäufer. Deutfche Viert, f. öff. Gefundheitspfl. 1870, S. 35.

Schutz der Wände gegen Feuchtigkeit«),

12 :

D9) Siehe auch Teil III, Bd. 2, Heft 1 (Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap.

Durchgehende Betonfchicht fowohl, als auch Luftgräben dienen gleichfalls dazu, um die Bodenfeuchtigkeit vom Gebäude abzuhalten. Von anderen Mitteln, das Eindringen von Grund waffer in die Kellerräume und das Feuchtvverden des Mauerwerkes etc. zu verhüten, wird noch fpäter die Rede fein.

b) Unterfuchung des Baugrundes.

345-

Allgemeines.

Da von der Befchaffenheit des Baugrundes zum grofsen Teile die Konftruktion und Ausführung der Fundamente abhängt, da ferner der Beftand eines Bauwerkes wefentlich durch die richtige Gründung desfelben bedingt ift, erfcheint es von grofser Wichtigkeit, von vornherein die Bodenbefchaffenheit der in Ausficht genommenen Bauftelle genau zu kennen. In manchen Fällen liegen in diefer Beziehung bereits die nötigen Erfahrungen vor, indem z. B. in der unmittelbaren Nähe der Bauftelle bereits Gründungen ausgeführt worden find, oder die geologifchen Verhältniffe find fo einfach und untrüglich, dafs fie einen zuverläffigen Anhaltspunkt gewähren ; alsdann find befondere Vorarbeiten, welche die eingehende Ermittelung der Bodenbefchaffenheit bezwecken, nicht erforderlich.

Sobald jedoch folche Anhaltspunkte nicht vorliegen, find befondere Boden-unterfuchungen vorzunehmen; diefelben follten in folchen Fällen niemals unterlaffen und ftets auf das forgfältigfte vorgenommen werden. Nur auf Grundlage der ge-naueften Unterfuchungen diefer Art läfst fich das richtige Gründungsverfahren wählen, und nur in folcher Weife laffen fich fpätere Rekonftruktionsarbeiten, welche ftets fehr zeitraubend und koftfpielig find, vermeiden; unter Umftänden kann blofs auf diefem Wege dem baldigen Verfalle eines Bauwerkes vorgebeugt werden.

Die Unterfuchung des Baugrundes hat die Bodenforten feftzuftellen, welche auf der Bauftelle vorhanden find. Flierbei genügt es nicht, blofs die Aufeinanderfolge der verfchiedenen Bodenfchichten zu ermitteln ; fondera es müffen auch ihre Mächtigkeit und Neigung feftgeftellt werden. Auf einer ausgedehnteren Bauftelle genügt es ferner nicht, nur zu unterfuchen, wie die Bodenfchichten übereinander wechfeln ; vielmehr mufs auch ermittelt werden, ob nicht nebeneinander gelegene Teile des Baugrundes gleichfalls von wechfelnder Befchaffenheit find. Es kommt auf gröfseren Bauplätzen nicht feiten vor, dafs einzelne Stellen ganz feften, die zu-nächft liegenden aber fchlechten Boden zeigen. Man hat deshalb auf etwas ausgedehnteren Bauftellen die Bodenunterfuchung an mehreren Punkten vorzunehmen; man hat diefelbe insbefondere an folchen Punkten auszuführen, wo fpäter die gröfste Belaftung ftattfinden wird, alfo z. B. an den Gebäudeecken, an Stellen, wo ftark belaftete Freiftützen, fchwere Mafchinen etc. zu ftehen kommen.

Bisweilen müffen die Bodenunterfuchungen auch auf die Umgebung der Bauftelle ausgedehnt werden; dies wird insbefondere dann erforderlich, wenn nachteilige Veränderungen des Baugrundes durch Waffer, Rutfchungen etc. nicht aus-gefchloffen find.

Zu den Bodenunterfuchungen gehört in gewiffem Sinne auch die Ermittelung der Grundwaffer-verhältniffe; die Kenntnis des höchften Grundwafferfpiegels ift hauptfächlich für die Ausführung, die Kenntnis des niedrigften Grundwafferfpiegels häufig für die Konftruktion des Fundaments mafsgebend. In gleicher Weife ift bei Bauwerken an den Ufern von Flüffen, Seen etc., ebenfo bei Bauwerken, welche in folchen Gewäffern zu errichten find, die Kenntnis der höchften, mittleren und niedrigften Wafferftände von Wichtigkeit.

Die Tiefe, auf welche im Hochbauwefen Bodenunterfuchungen vorgenommen werden, ift in der Regel keine bedeutende; man wird in diefer Beziehung nur feiten

bis 10m gehen und nur ausnahmsweife die Unterfuchungen auf noch gröfsere Tiefen ausdehnen ; doch dürfte man auch dann nicht leicht über 20m gehen.

Man kennt im wefentlichen fechs Verfahren der Bodenunterfuchung, nämlich: das Aufgraben des Bodens, die Unterfuchung mit dem Sondiereifen, das Einfchlagen von Probepfählen, die Anlage von Bohrlöchern, die Probebelaftungen und die Anwendung von Mayer s Fundamentprüfer.

346-

Aufgraben

des

Bodens.

347-

Sondieren.

1)    Aufgraben des Bodens. Dies ift das ficherfte und befte Verfahren der Bodenunterfuchung. Indem man auf der Bauftelle an verfchiedenen, paffend gewählten Punkten Vertiefungen ausgräbt, hat man die Lage und Befchaffenheit der Boden-fchichten, fowie ihre Mächtigkeit deutlich vor Augen. Die Anwendung diefes Verfahrens ift einerfeits durch die hohen Koften, andererfeits durch das etwaige Vorhandenfein von Waffer befchränkt. Durch das in letzterem Falle notwendige Wafferfchöpfen werden nicht nur die Koften erhöht ; bei manchen Bodenarten (Kies, Sand etc.) wird dadurch auch die Befchaffenheit derfelben geändert.

Bei geringerer Tiefe werden einzelne Gruben mit mögliclift Heilen Wandungen ausgehoben ; bei gröiserer Tiefe ift man genötigt, in bergmännifcher Weife fog. Probe- oder Verfuchsfchächte abzuteufen, nötigenfalls auszubauen. Die Gruben mitffen eine fo grofse Sohle erhalten, dafs ein bis zwei Arbeiter fich darauf bewegen können ; die Schächte erfordern in der Regel eine gröfsere Grundfläche, weil darin auch noch Vorrichtungen zum Emporfchaflen der ausgegrabenen Bodenmaffen angebracht werden mitffen.

2)    Sondieren ¹⁶⁰). Das Sondier- oder Vifitiereifen, auch Sondiernadel genannt,

ift eine Eifenftange von 2,oo bis 3,5o m Länge und 25 bis 45

mm

Dicke, welche unten

Fig. 645.

Fig. 643.

Fig. 644.

=0

mit einer langen Spitze verfehen ift und in den Boden eingeftofsen, eingedreht oder eingerammt wird. Unten, nahe an der Spitze, ift eine Vertiefung angebracht, die mit Talg ausgefüllt wird ; am oberen Ende ift das Eifen behufs Handhabung mit einem Knopf (Fig. 643), einem Bügel (Fig. 645) oder einem Drehhebel (Fig. 644) verfehen. Bei gröfserer Tiefe fetzt man das Sondiereifen aus zwei oder drei Stücken zufammen, die miteinander verfchraubt werden (Fig. 645).

r7

Sondiereifen.

Aus dem geringeren oder gröfseren Widerftand beim Eindringen des Sondiereifens in den Boden, ferner aus dem Gefühle beim Hineinftofsen desfelben, endlich aus den Bodenteilchen, die nach dem Herausziehen des Eifens daran hängen, kann man, bei einiger Erfahrung und Uebung, auf die Befchaffenheit der durchftofsenen Bodenfchichten lchliefsen.

Stöfst man das Eifen in den Boden und fährt es dabei tief hinein, fo ift der Baugrund fehr weich; wenn es jedoch nur wenig eindringt, fo ift er feft. Knirfcht das Eifen beim Eindringen, fo hat es fandigen Boden erreicht. Dreht man das Eifen und ftöfst man mit dem Kopfe desfelben gegen das Erdreich, fo giebt auch der hierbei erzeugte Ton einigen Auffchlufs: ein heller Ton deutet auf fefte Bodenfchichten; ein dumpfer Ton läfst darauf fchliefsen, dafs das Eifen entweder fchon auf weiche Schichten geflofsen oder doch die nächft tiefere Schicht weich ift.

Die Bodenunterfuchung mit dem Sondiereifen wird in vielen Fällen als einziges Unterfuchungsverfahren benutzt; fie kann aber auch mit grofsem Vorteil Verwen-

160) Unter Sondierungen verlieht man häufig nicht nur Bodenunterfuchungen mit dem Sondier- oder Vifitiereifen, fondern jede Art von Bodenunterfuchung.

Handbuch der Architektur. III. i. (3. Aull.)

düng finden, wenn man bereits durch Ausgraben eine feile Bodenfchicht gefunden hat und fich von der Mächtigkeit derfelben, bezw. von der Befchaffenheit der tiefer liegenden Schichten überzeugen will. Das Sondieren kann auch dann ausgeführt werden, wenn der zu unterfuchende Baugrund unter Waffer fleht. Man benutzt für diefen Fall wohl auch Sondiernadeln, die in verfchiedenen Höhen mit fog. Tafchen verfehen find, d. h. mit Oeffnungen, welche durch die ganze Dicke des Eifens hindurchgehen und fich mit den Erdteilchen der durchftofsenen Schichten anfüllen.

348.

Einfchlagen

von

3) Einfchlagen von Probepfählen. Diefes Verfahren iii nur eine etwas abgeänderte Anwendung des Sondiereifens; man erhält durch diefelbe nur über die Probepfählen. Widerftandsfähigkeit, nicht aber über die Schichtung des Baugrundes Auffchlufs.

Aus dem langfamen oder fchnellen Eindringen des Pfahles bei einer gewiffen Anzahl von Rammfchlägen, bei einem beftimmten Gewicht und einer beilimmten Fallhöhe des Rammbären, urteilt man über die Fertigkeit des Baugrundes. Man wendet diefes Verfahren namentlich dann an, wenn man glaubt annehmen zu dürfen, dafs eine Pfahlgründung notwendig werden wird; man erfährt alsdann, wie lang die anzuwendenden Pfähle fein müffen, welches Gewicht der Rammbär haben, wie grofs feine Fallhöhe etc. fein mufs.

349-

Erd-

bohrungen.

4) Erdbohrungen. Bodenunterfuchungen, welche durch Anlage von Bohrlöchern vorgenommen werden, geftatten die gröfste Tiefe. Sie kommen deshalb namentlich dann zur Anwendung, wenn es auf eine genaue Kenntnis der Befchaffenheit der einzelnen Schichten ankommt, und wenn die Unterfuchung auf eine gröfsere Tiefe ausgedehnt werden fort.

Die Bohrlöcher, die mittels der fog. Erdbohrer ausgeführt werden, erhalten 7 bis 15cm Weite und überfteigen, wie fchon angedeutet wurde, für die vorliegenden Zwecke feiten 20 m Tiefe¹⁶¹).

Mit Hilfe des Bohrers oder mittels anderer Hebevorrichtungen holt man aus dem Bohrloch das gelöfte Bodenmaterial hervor und lernt hierdurch, fowie durch die erreichte Bohrlochtiefe die Bodenbefchaffenheit kennen.

Bei der Ausführung der Bohrarbeit ift entweder eine drehende oder eine llofsende, bezw. frei fallende Bewegung des Bohrers erforderlich. Die drehende Bewegung erfordert immer ein fteifes und ftarkes Geftänge; für die llofsende und frei fallende Bewegung genügt ein fchwächeres Geftänge, welches auch durch ein Seil erfetzt werden kann. Das Freifallbohren kommt nur bei gröfseren Bohrlochtiefen in Frage, wird deshalb im nachftehenden nicht weiter beriickfichtigt werden.

Die Erdbohrtechnik hat fich in fo mannigfaltiger Geftalt entwickelt und eine fo grofse Bedeutung im Bergbau und im Bauwefen erreicht, dafs fie fich zu einem felbftändigen Fache ausgebildet hat. Im vorliegenden »Handbuch« können nur einige Grundzüge derfelben wiedergegeben werden ; im übrigen mufs auf die ein-fchlägige Literatur¹⁶²) verwiefen werden.

J6)) Für andere Zwecke, wie z. B. für artefifche Brunnen, bergmännifche Zwecke etc., werden viel weitere (50cm und darüber) Bohrlöcher angewendet und fehr bedeutende Tiefen (1200 m und mehr) erreicht.

162) Fromman, C. W. Die Bohrmethode der Chinefen oder das Seilbohren. Coblenz 1835.

Kind, C. G. Anleitung zum Abteufen der Bohrlöcher. Luxemburg 1842.

Rost, G. H, A. Deutfche Bergbohrer-Schule. Thorn 1843.

Beer, A. H. Erdbohrkunde. Prag 1858.

Degoussée, M. & Ch. Laurent. Guide du fondeur ou traité théorétique et pratiqzie des fondages. 2. Aufl. Paris 1861.

Gätzschmann. Die Auffuchung und Unterfuchung von Lagerflätten nutzbarer Materialien. 2. Aufl. Leipzig 1866. Serlo, A. Bergbaukunde. 2. Aufl. Bd. 1. Berlin 1873. S. 50.

a) Drehbohren in weichem Boden, arten werden meift Bohrer verwendet, welche eine cylindrifche, fchaufelförmige oder löffelartige Geftalt haben ; feltener kommen becherförmige, pumpenartige und anders geftaltete Bohrer in Benutzung. Ihr Durchmeffer beträgt 10 bis 15 cm.

im Querfchnitt quadratifchen Stangen von gefeiten über 6m Länge erhalten ; die einzelnen Stangen

Für weichere und lockere Boden-

35°.

Drehbohren in weichem Boden.

Das Geftänge befteht meift aus

fchmiedetem Eifen, die nur

Fig. 646. Fig. 647. Fig. 648.

Fig. 649.

Fig. 650. Fig. 651. Fig. 652. Fig. 653.

Ü5

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Erdbohrer für weichen Boden.

werden durch Verfchraubung oder mittels Schwalbenfchwanz miteinander verbunden. Man hat aber auch hölzerne Geftänge und folche aus gezogenen Eifenrohren angewendet.

Fig. 654.

Der Schaufelbohrer (Fig. 646 u. 647) befteht aus einem hohlen, feitlich auf-gefchlitzten Cylinder, der, je nach dem Zufammenhange der zu erbohrenden Bodenart, mehr oder weniger gefchloffen ift und deffen Boden, bezw. deffen Unterkante fchrauben-artig geflaltet ift. Der Bohrlöffel (Fig. 648 u. 649) hat eine löffelförmige Geftalt und wird in fettem Boden verwendet, aus welchem er beim Drehen dünne Schalen ab-fchneidet. Aehnlich, jedoch vorteilhafter wirkt der Schneckenbohrer (Fig. 650), ift aber fchwerer herzuftellen. Der mit fteileren oder flacheren Schraubenwindungen verfehene Schlangenbohrer (Fig. 651) wird nach dem Eindrehen lotrecht emporgehoben, wobei er etwas Bodenmaterial mitnimmt. Ift in naffem Sande zu bohren, fo verwendet man entweder den nach Fig. 653 geftalteten Sandlöffel oder aber Sandpumpen, welche ebenfo wie die gewöhnlichen Kolbenpumpen eingerichtet find; feltener kommen der Sandbecher (Fig. 652), in welchen der erbohrte, naffe Sand von oben hineinftürzt, und die Sand-fchraube (Fig. 654) zur Anwendung.

Das Drehen des Geftänges gefchieht in der Regel durch einen hölzernen oder eifernen Drehhebel, der am oberften Stück des Geftänges mittels Schrauben oder Keile befeftigt wird.

Stoz, W. Bohrapparat für jedes Gebirge, jede Tiefe und Weite der Bohrverfuche bei Gewinnung von fortlaufenden Gebirgskernen. Stuttgart 1876.

Fauck, A. Anleitung zum Gebrauche des Erdbohrers. Leipzig 1877.

Stripfelmann, L. Die Tiefbohrtechnik im Dienfte des Bergbaus und der Eifenbahntechnik. Halle 1877. Geisendorfer. Appareils de Jondage. Paris 1881.

Romain, A. Nouveari manuel du fondeur etc. Paris 1881.

Fauck, A. Fortfehritte in der Erdbohrtechnik. Leipzig 1885.

Tecklenburg, Th. Handbuch der Tiefbohrkunde. Leipzig. 1886 ff.

In lockerem Boden müffen die Bohrlochwandungen durch Ausfütterung gegen das Zufammenftürzen gefichert werden. In demfelben Mafse, als das Bohrloch vorwärts fchreitet, treibt man fog. Futterrohre (durch Einrammen oder durch toten Druck) ein. Dies find bisweilen hölzerne gebohrte Rohre oder hölzerne Kaften-rohre; häufiger find es gufseiferne, meiftens aber aus Eifenblech zu-fammengenietete Rohre.

Fig- 655.

351-

Drehbohren in fteinigem Boden.

g.a

(Ü

ß) Drehbohren in Reinigern Boden. Für Reinigen Baugrund kommen Röhrenbohrer zur Anwendung, deren Krone entweder mit 8 bis io Rählernen Meifselzähnen oder mit 8 bis 12 fchwarzen Diamanten befetzt iR (Fig. 655).

Bohrer und Gettänge find röhrenförmig; durch den Hohlraum wird Druckwaffer bis auf die Sohle des Bohrloches eingeführt; dasfelbe tleigt zwifchen Röhre und Bohrlochwandung in die Höhe und fördert dabei das Bohrmehl empor.

Die erfle Anwendung von Diamanten zum Gefteinsbohren fcheint Leschot gemacht zu haben; in Amerika und durch den englifchen Kapitän Beaumont wurde diefes Verfahren , welches auch englifche Bohrmethode heifst, wefentlich vervollkommnet.

Das GeRänge wird am beRen aus Stahlrohren von 5 bis 6cm Durchmeffer und ca. 2,5 m Länge gebildet; die Verbindung der einzelnen Stücke miteinander gefchieht durch Muffen von gleichem oder von gröfserem Durchmeffer.

Diamantbohrer.

Durch befondere mafchinelle Einrichtungen wird das GeRänge in fchnelle Drehung (100 bis 200 Umdrehungen in der Minute) ver-fetzt und hierbei ein ringförmiges Bohrloch gebildet. Im Hohlraum des Bohrers bleibt ein GeReinskern Rehen; fobald diefer eine gröfsere Länge erreicht hat, läfst man das GeRänge leer laufen, wobei der Kern vom letzteren, infolge der Zentrifugalkraft, abgebrochen wird. Alsdann kann man denfelben hervorholen.

Ein grofser Vorzug diefes Bohrverfahrens iR in der Gewinnung fortlaufender GeReinskerne zu fuchen, aus denen man nicht nur ganz genau die Gebirgsart, fondern auch das Einfallen der Schichten erkennen kann. Diefem Vorteile Rehen die hohen KoRen des Bohrbetriebes gegenüber.

35²-

Stofsbohren.

Fig. 658.

Fig. 656.

Fig. 657.

Y) Stofsbohren. In felfigem und anderem Reinigen Boden können Bohrlöcher auch in der Weife hergeRellt werden, dafs man meifselartig geRaltete Bohrer Rofsweife auf das GeRein einwirken läfst ; die losgelöRen Stein-fplitter, der fog. Bohrfchmand, wird mittels be-fonderer Vorrichtungen (Bohrlöffel) hervorgeholt.

Stofsbohrer.

Am häufigften wird der einfache Meifselbohrer (Fig. 656) angewendet; doch werden auch der Kreuzbohrer und der Kolbenbohrer mit mehreren fich kreuzenden Schneiden (Fig. 657 u. 658) und'der Kronenbohrer nicht feiten benutzt, namentlich wenn einzelne fettere und gröfsere Steine zertrümmert werden follen.

Das GeRänge iR ähnlich wie das unter a befchriebene eingerichtet; nur kann es hier etwas fchwächer gehalten werden. Die Schläge werden in der Weife ausgeführt, dafs man über Tag das GeRänge um ein beRimmtes Stück hebt und alsdann fallen läfst. Nach jedem Schlage wird der Bohrer etwas gedreht (gefetzt), damit er Rets neue Stellen des GeReines trifft.

Zu diefem Ende mufs über Tag ein befonderes Bohrgerüft errichtet werden, welches das Hervorholen und Hinablaffen des Geftänges, fowie das Ausfuhren der Schläge geftattet ; letzteres kann durch Menfchenhand oder durch Mafchinen gefchehen.

Bei der fog. dänifchen Bohrmethode wird mit hohlem Geflänge unter Wafferzuflufs von oben gebohrt, und zwar mit kleinen Meifselbohrern von 5 bis 7 cm Durchmeffer.

5) Seilbohren. Das Bohren mit fteifem Geftänge hat den grofsen Nachteil, dafs bei jedesmaligem Hervorholen und Hinablaffen des Bohrers das Geflänge in feine einzelnen Teile zerlegt, bezw. aus denfelben zufammengefetzt werden mufs; hierdurch ift ein grofser Zeitverluft bedingt. Infolgedeffen hat man mehrfach ftatt des fteifen Geftänges ein Seil angewendet, welches auf einer wagrechten Welle auf- und abgewunden wird; doch ift auch die Seil- oder jenenfifche Bohrmethode mit wefentlichen Uebelftänden behaftet, fo dafs fie keine allgemeine Verbreitung gefunden hat.

5) Probebelaftungen dienen zur Ermittelung der Tragfähigkeit einer Boden-fchicht. Nach Ausfchachtung der Baugrube belaftet man die Sohle in geeigneter teiaftungen. Weife fo lange, bis der Baugrund nachzugeben anfängt. Alsdann läfst man die

Belaftung fo lange darauf ruhen, bis kein weiteres Einfinken ftattfindet. Aus dem

Fig. 659.

1/75 w. Gr.

Mafs des beobachteten Einfinkens, aus der Gröfse der Belaftung und der Gröfse der Druckfläche läfst fleh die Beanfpruchung für die Flächeneinheit berechnen.

Die Belaftung wird meift in der Weife durchgeführt, dafs man Bohlen oder gröfsere, regelmäfsig bearbeitete Steine auf die Sohle der Baugrube legt und darauf fchwere Gegenftände, wie Baumaterial, Eifen-fchienen, Bleibarren etc., aufbringt. Lehmann empfiehlt ¹⁶³), um fichere Ergebniffe zu erzielen, nach-ftehendes Verfahren. Man fchachte auf der den Baugrund vorausfichtlich bildenden Bodenfchicht eine quadratifche Grube von etwa 1 m Seitenlange und 40 bis. 50 cm Tiefe aus, ebne die Grube forgfältig ein und ftelle darin einen Mauerklotz ft/(Fig. 659) von Klinkern oder lagerhaften, möglichft grofsen Bruchfteinen in Zementmörtel her mit thunlichft ebenen Flächen und fo hoch, dafs derfelbe etwa 40 bis 50 cm aus der mit feft zu ftampfendem Boden wieder gefüllten Grube hervorragt. In der oberften Schicht mauere man eine im oberen Teile mit einer Skala verfehene Latte / ein und errichte über dem Mauerkörper ein Geriift nach Fig. 659, an deffen wagrechtem Querftück A man das Mafs des Einfinkens beobachten kann. Ueber den Mauerkörper ftrecke man Bahnfchienen oder ftarke Bauhölzer, auf welche die Belaftung vorfichtig aufgebracht wird. Durch das Hinabgehen der Lattenfkala wird das Einfinken in den Boden deutlich erfichtlich.

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Probebelaftung.

Eine Probebelaftung kann auch zu dem Zwecke vorgenommen werden, um zu ermitteln, ob ein beftimmter Baugrund eine gewiffe Laft mit Sicherheit zu tragen im ftande ift. Man bringt das Anderthalbfache bis Zweifache der künftigen Laft auf, läfst die Probelaft möglichft lange ruhen, etwa einen Winter, und beobachtet während diefer Zeit genau die eintretenden Senkungen. Aus dem Mafs der letzteren, ihrer allmählichen Abnahme etc. gewinnt man Anhaltspunkte zur Beurteilung der Tragfähigkeit des fraglichen Baugrundes.

Indes find folche Unterfuchungen niemals ganz zuverläffig, am allerwenigften

163) In: Deutfche Bauz. 1881, S. 403.

aus

353-

Probe-

bei elaftifchem Boden. Nimmt man noch hinzu, dafs ein derartiges Verfahren auch zeitraubend und koftfpielig ift, fo ift Grund genug vorhanden, diefe Unterfuchungs-weife nur wenig in Anwendung zu bringen¹⁶⁴).

6) Mayers Fundamentprüfer geftattet die Unterfuchung von aus plaftifchen oder fandigen Stoffen beftehendem Baugrund nach einem Verfahren, welches mit dem eben befchriebenen in gewiffem Sinne verwandt ift.

Fig. 660.

aj

Die gedachten Bodenarten haben die durch zahlreiche Verfuche feftgeftellte Eigenfchaft, fich bei einer allmählich und gleichmäfsig gefteigerten Belaftung innerhalb gewiffer Grenzen ähnlich zu verhalten, wie fefte elaftifche Stoffe. Ein gleichmäfsig gefteigerter Druck auf einen Prefs-ftempel führt zunächft der Belaftung proportionale Einfen-kungen der letzteren herbei. Ueberfteigt jedoch diefe Belaftung eine gewiffe, jeder Bodenart eigentümliche Grenze, fo finkt der überlaftete Stempel ununterbrochen fo rafch in den Boden ein, dafs fich die Einfenkungen einer weiteren Beobachtung entziehen. Naturgemäfs ift dies ein Zeichen, dafs die Tragfähigkeit des betreffenden Baugrundes erfchöpft ift.

Mayer’s Fundamentprüfer.

Wenn die urfprüngliche Konftruktion diefer Vorrichtung, die fich als nicht zweckmäfsig erwiefen hat, hier übergangen und nur die neuere Anordnung derfelben in Betracht gezogen wird, fo befteht fie nach Fig. 660 aus 3 zufammenfetzbaren Hauptteilen: aus dem Prefsftempel/, aus einem Federdynamometer a von 25 Tragkraft und aus einer Stange bc, welche die beiden Teile p und a miteinander verbindet. Mit Hilfe des Federdynamometers wird gegen den zu unterfuchenden Baugrund der Druck ausgeübt, und das Ablefen des letzteren (in Kilogr.) findet an der Skala m mittels des verfchiebbaren, blofs durch Reibung feftgehaltenen Indexfchlittens n, der in jeder Lage ftehen bleibt, ftatt.

Zu jeder Vorrichtung gehören 8 auswechfelbare Stempel von 1, 2, 3, 4, 5, 10 und 15<lcm Fläche, fo dafs derfelbe relative Druck mit verfchieden grofsen Stempeln erzeugt werden kann; man ift hierdurch in der Lage, die Ergebniffe der angeftellten Verfuche miteinander zu vergleichen.

Die Handhabung diefer Vorrichtung erfolgt in der Weife, dafs der am Fufse derfelben angebrachte Prefsftempel p mittels der beiden Handhaben h, b, durch Vermittelung des Federdynamometers a und der Stange b c, lotrecht gegen den zu unterfuchenden Baugrund gedrückt wird, bis ein merkbarer, die ganze Fläche des Prefsftempels umfaffender Eindruck erfolgt. Alsdann wird der Stempel bis zur erften, dann bis zur zweiten, weiter bis zur dritten u. f. w. bis zur fünften Marke eingedrückt und werden die zugehörigen Belaftungen an der Skala abgelefen.

¹

Nach Fig. 136, S. 302 (2. Aufl. : Fig. 129, S. 104; 3. Ali fl, : Fig. 150, S. 130) in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes «Handbuches«.

In gleicher Weife wird mit anderen Prefsftempeln verfahren, und aus dem Vergleiche der Gröfse des ausgeübten Druckes mit der bekannten Querfchnittsfläche des Prefsftempels ergiebt fich alsdann unmittelbar die zuläffige Belaftung des Baugrundes für die Flächeneinheit. Um die Sicherheit des Prüfungsverfahrens zu er-

164) Ueber eine intereffante Probebelaftung, welche in Amerika für ein Bibliothekgebäude vorgenommen wurde, flehe: America?!, archiiect, Bd. 23, S. 59, 71.

höhen, wird man eine gröfsere Reihe von Verfuchen anftellen, und aus den Be-obachtungsergebniffen, aus denen man auffallend abweichende auszufcheiden hat, den Mittelwert nehmen.

Aus den zufammengehörigen fünf Ablefungen wird fich in der Regel ergeben, dafs meift fchon von der erften Marke an (bei einer Einfenkung von 1 mm Tiefe) die Abweichungen zwifchen den einzelnen Ablefungen immer kleiner werden; unter Umftänden können fie ganz verfchwinden, ein Zeichen, dafs bei diefem Druck die Tragfähigkeit des unterfuchten Baugrundes erfchöpft ift.

Die Verfuche find, wenn die Ergebniffe Anfpruch auf Zuverläffigkeit machen follen, nur an frifch ausgegrabenen Baugruben, deren Sohle an den Meffungsftellen möglichft abzuebnen ift, vorzunehmen. Die Stempel find dabei thunlichft lotrecht zu ftellen.

Da die Prefsftempel eine verhältnismäfsig kleine Aufftandfläche befitzen, ift unter Umftänden das feitliche Ausweichen des Baugrundes und dadurch die Beeinträchtigung der Meffungsergebniffe zu befürchten. Es ift auch nicht ganz leicht, von Menfchenhand aus den Druck ftets genau gleichmäfsig und ftetig zunehmend, ferner denfelben völlig lotrecht auszuüben. Aus diefen Gründen hat der Gebrauch des Fundamentprüfers in feiner gegenwärtigen Geftalt in durchaus vorfichtiger Weife von fachkundiger Hand zu gefchehen¹).

c) Verbefferung fchlechten Baugrundes.

Ein fchlechter Baugrund, der infolge zu grofser Prefsbarkeit oder infolge ftarken feitlichen Ausweichens nicht geeignet ift, dem Druck eines darauf zu errichtenden Gebäudes zu widerftehen, kann unter Umftänden und innerhalb gewiffer Grenzen verbeffertlüö), d. h. weniger nachgiebig gemacht werden.

Will man die zu grofse Prefsbarkeit einer Bodenart herabmindern, fo wird in der Regel die künftliche Dichtung derfelben vorgenommen ; nur feiten kommen andere Mittel zur Anwendung. Die wichtigften hierher gehörigen Verfahren find die folgenden.

1)    Man bringt eine gröfsere tote Laft auf die Baugrubenfohle. Die letztere wird zunächft mit einer Bohlenlage bedeckt, und auf diefe werden grofse Steine, alte Eifenbahnfchienen oder andere fchwere Gegenftände in thunlichft gleichmäfsiger Weife ausgebreitet. Wenn auch auf diefe Weife ein geringes Zufammenpreffen des Baugrundes erzielt wTerden kann, fo ift der Erfolg im allgemeinen doch ein wenig nennenswerter. (Vergl. auch das in Art. 353 über Probebelaftungen Getagte.)

2)    Etwas beffer wirkt bei gewiffen Bodenarten das Abrammen der Sohle der Baugrube. Dazu dient die gewöhnliche Handramme, die je nach dem Gewichte von 2 bis 4 Mann gehandhabt wird. Wirkfamer, wenn auch teurer, würde das Abwalzen der Baugrubenfohle fein, welches mit Hilfe von fchweren Steinwalzen oder von mit Sand, unter Umftänden mit Waffer gefüllten Eifenwalzen (ähnlich wie im Strafsenbau)

354-

Tote Laft.

355-

Rammen.

356.

Begiefsen

mit

Waffer.

357-

Einrammen

von

Schutt etc.

358.

Einrammen

von

Steinen.

359-

Anderweitiges

Ramm

verfahren.

360.

Einrammen

von

vorgenommen werden könnte. Allein auch der Erfolg des Rammens, bezw. Walzens ift ein verhältnismäfsig geringer, da die Dichtung des Bodens nur auf eine fehr geringe Tiefe hervorgebracht wird; in der Tiefe des Grundwafferfpiegels ift die Wirkung ganz abgefchwächt. Durchweichter Lehm- und Thonboden, lockerer Sandboden etc. können auf diefe Weife niemals gedichtet werden.

3)    Lofe aufgefchüttete Schichten von gröberem Sand oder feinerem Kies können dadurch widerftandsfähiger gemacht werden, dafs man denfelben in vor-fichtiger und ausgiebiger Weife Waffer zuführt. Hierdurch werden die einzelnen Körner näher aneinander gefchoben und die Zwifchenräume kleiner.

4)    Bei den meiften weichen Bodenarten, felbft bei durchweichtem Lehm- und Thonboden und bei Triebfand, läfst fich ein nennenswertes Ergebnis erzielen, wenn man in den Baugrund mehrere Lagen von Baufchutt oder Steinfchlag einrammt. Dies gefchieht mit Hilfe fchwerer Handrammen oder beffer mit einfachen Zugrammen, deren Geriift auf dem Gelände, zu beiden Seiten der Baugrube, aufgeftellt wird und deren Rammklotz ein Gewicht von 100 bis 150 kg hat.

Zunächft wird eine 25 bis 80cm dicke Schicht von Baufchutt, Steinfchlag, Wacken etc. auf der Sohle der Baugrube ausgebreitet und diefe fo lange gerammt, bis zwifchen den Steinbrocken das lockere Bodenmaterial hervorquillt. Hierauf wird eine zweite, erforderlichenfalls noch eine dritte, ebenfo dicke Schicht aufgebracht und gleichfalls feltgerammt. Man hat für eine auf diefe Weife gebildete Schicht wohl auch die wenig glückliche Bezeichnung »Rammbeton« gewählt.

Bei Gründungen am und im Waffer darf diefes Verfahren niemals angewendet werden, felbft dann nicht, wenn das Fundament von einer Spundwand um-fchloffen wird.

5)    Das eben befchriebene Verfahren führt zu einem noch günftigeren Ergebnis (namentlich bei durchweichtem Lehm- und Thonboden), wenn man ftatt kleinerer Steinbrocken gröfsere (mindeftens fauftgrofse) Steine in den Boden einrammt. Am beften ift es, die Steine hochkantig auf die Sohle der Baugrube zu ftellen und diefes Rollfchichtpflafter mit Hilfe einer Zugramme feftzuftampfen.

6)    In Paris wird neuerdings ein Rammverfahren in Anwendung gebracht, welches mit der Herftellung einer »Rammbeton«-Schicht und den unter 4 und 5 befchriebenen Verfahren nahe verwandt ift.

Dasfelbe kam u. a. auch beim Bau des Verwaltungsgebäudes für die Weltausftellung dafelbft 1900 zur Anwendung. Man liefs einen 1000 kg fchweren Rammklotz von 70cm Durchmeffer aus einer Höhe von 10 cm unmittelbar auf den zu verbeffernden Boden fo lange herabfallen, bis die Rammtiefe (oder die Zufammendrückung des fehr weichen und ftark prefsbaren Bodens) das Mafs von ca. 8 m erreicht hatte. In die fo entflandene Vertiefung wurde eine Mifchung von Kalkmilch und Eifenfchlacke gebracht, die nun ebenfalls abgerammt wurde. Man fetzte diefes Verfahren fo lange fort, bis die Sohle der Baugrube wieder auf die frühere Tiefe gebracht war. Der fo verbefferte Baugrund hatte eine folche Fettigkeit erreicht, dafs man das Bauwerk, welches einen Druck von 4kg für 1 qcm ausübte, darauf gründen

konnte ¹⁶⁷).

7) Die Dichtung des Baugrundes kann in erheblichem Mafse erzielt werden, man Pfähle von etwa 1 bis 2 m Länge in denfelben einfehlägt. Je näher die

Pfählen.

wenn

einzelnen Pfähle aneinander geftellt werden, defto ausgiebiger wird die Dichtung des Bodenmaterials; man kann diefelbe fo lange fteigern, als nicht durch das Einrammen eines neuen Pfahles andere herausgetrieben werden. Hierbei ift darauf zu achten, dafs die Pfähle ftets unter dem Grundwafferfpiegel bleiben.

Diefes Verfahren ift zwar in feinem Erfolge günftig, verurfacht jedoch grofse

Koften.

8) Die Koften des eben befchriebenen Verfahrens laffen fich etwas herabmindern, wenn man den Pfahl, nachdem man ihn eingerammt hat, wieder herauszieht und den zurückgebliebenen Hohlraum mit reinem Sande ausfüllt. Obwohl durch derlei Füll- oder Sandpfähle gleichfalls eine nicht unbedeutende Dichtung des Baugrundes erlangt werden kann, fo find doch die Koften dem unter 6 angeführten Verfahren gegenüber nicht wefentlich geringer, weil das Ausziehen der eingerammten Pfähle einen grofsen Kraftaufwand erfordert.

Sandpfähle.

Füll- oder Sandpfähle laffen fich auch als mit Sand gefüllte Bohrlöcher auffaffen; fie unterfcheiden fich jedoch von den gewöhnlichen Bohrlöchern dadurch, dafs der Inhalt eines Loches nicht herausgefördert, fondern feitlich verdrängt und an feine Stelle reiner Sand eingebracht wird. Man hat wohl auch ftatt der Holzpfähle eiferne Röhrenpfähle angewendet, wenn der Boden fo locker ift, dafs beim Herausziehen des Holzpfahles das Loch fich wieder fchliefst. Derlei Pfähle werden aus Blechrohren gebildet, die am unteren Ende einige Schraubengänge tragen. Mit Hilfe der letzteren wird der Pfahl in den lofen Boden eingedreht. Nunmehr führt man in den Hohlraum des Pfahles Waffer ein, das durch eine unten angebrachte Klappe ausfliefst. Beim Zurückdrehen des Pfahles füllt das Waffer das Bohrloch aus und verhütet den Rücktritt des verdrängten Bodens.

Ueber eine hier einfchlägige Ausführung aus der letzten Zeit fiehe in der unten genannten

Quelle ¹⁶⁸).

362.

Verfteinerung.

Wafferhaltiger Sand und lockerer Kies oder Sand und Kies unter Waffer können durch Einführen eines ftaubförmigen Bindemittels verfteinert, d. i. in eine fefte und vollkommen tragfähige Bodenfchicht verwandelt werden.

Nach Neukirch's patentiertem Verfahren¹⁶⁹) wird Zement in Staubform durch einen ftarken Luft-ftrom in den Sand hineingeblafen. Zum Einführen des Luftftromes in den Sandboden dient ein eifernes Rohr, welches fo lang ift, dafs damit die Sohle des beabfichtigten Fundaments erreicht wird. Durch das Einblafen des Zements entlieht eine kochende Bewegung des Waffers und Sandes, wodurch eine innige Vermifchung zwifchen Zement und Sand ftattfindet ; das vollftändige Erhärten des erfteren unter Waffer dauert, wie beim Beton, mehrere Wochen¹⁷⁰).

weite Mannesmann-Rohre eingepumpt. Durch allmähliches Hochziehen der

cm

Bei der Gründung einer lleinernen Brücke bei Ehingen auf lockerem Kiesgrund wurde dttnn-flüffiger Zement durch 4

Rohre wurde der Zement in verfchiedenen Höhen eingeführt, fo dafs fich ein grofser Betonklotz bildete¹⁷¹).

Nach Lauter’s Mitteilungen¹⁷²) ift der Erfolg der Zementeinfpritzung nicht immer ein guter. Bei einem befonders bezeichneten Verfuche zeigte es fich, dafs das Eindringen des flüffigen Zementmörtels in das umliegende Erdreich nur in ganz geringem Mafse ftattfand und dafs fich fehr fchnell über der Einfpritzöffnung ein kurzer, kegelförmiger Zementkörper mit ftumpfer Spitze bildete, der das weitere Eindringen der Einfpritzungen verhinderte. Lauter ift der Anficht, dafs bei feftgelagertem und insbefondere bei feinem fandigen Boden ein guter Erfolg nicht erwartet werden darf.

Um Triebfand tragfähig zu machen, ift auch fchon der Gedanke angeregt worden, durch Zuführen geeigneter Flüffigkeiten den Sandboden auf chemifchem Wege in eine fteinartige Maffe zu verwandeln.

Man könnte in den Triebfand durchlöcherte Eifenrohre einfenken und die betreffende Fliiffigkeit einpreffen; man könnte in folcher Weife unbrauchbaren Baugrund mittels Einfpritzens einer erhärtenden Flüffigkeit in Stein verwandeln¹⁷³).

363-

Entwäfferung.

9) Naffe Lehm- und Thonfchichten laffen fich am beften durch eine vollftändige und dauernde Entwäfferung tragfähig machen. Meiftens wird eine folche Entwäffe-rung mittels der fog. Drainage vorgenommen.

¹⁶⁸) Hoffmann , F. Dichtung und Tragbarmachung lockeren, aufgefchütteten Baugrundes. Centralbl. d. Bauverw.

1899, S. 485.

¹⁶⁹) D. R.-P. Nr. 46842.

¹⁷°) Näheres: Gefundh.-Ing. 1890, S. 609.

¹⁷¹)    Siehe auch: Braun. Befeftigung von fandigem und kiefigem Untergrund durch Einfuhren von flüffigem Cement. Zeitfchr. f. Arch. 11. Ing., Wochausg., 1898, S. 445.

¹⁷²)    Zur Frage des Einfpritzens von Cement in wafferhaltigem Boden. Centralbl. d. Bauverw. 1898, S. 599.

¹⁷³)    Siehe hierüber: Centralbl. d. Bauverw. 1884, S. 344.

Letztere gefchieht mit Hilfe von Sickergräben oder mittels der bekannten, zur Wiefendrainage verwendeten Drainrohre oder durch beide Mittel zugleich.

364-

Drainierung.

Die Sickergräben (auch Drains genannt) find oben gefchloffene Gräben, welche das Waffer aus dem Boden aufzufaugen und abzuführen haben. Man füllt diefe Gräben entweder mit rundlichen Steinen (von 5 bis 6cm Durchmeffer) aus, wodurch die fog. Steinfilter entftehen; oder man verwendet die bekannten Drainrohre (Thonrohre von etwa 25cm Länge, die ohne weitere Verbindung ftumpf aneinander gelegt werden), wie fie zur Wiefenentwäfferung benutzt werden. Die Steinfilter erhalten ein Sohlengefälle von mindeftens 1 : 150; beffer ift es bis 1 : 100 zu gehen; die Sohlenbreite, welche von der Menge des abzuführenden Waffers abhängt, beträgt 25 bis 30cm. Die Drainrohre muffen ein um fo ftärkeres Gefälle

Fig. 662.

Fig. 661.

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^250 w. Gr.

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Grundplan. — ^500 w. Gr.

Entwäfferung des Baugrundes beim Bau zweier Häufer zu Paffy²).

Arch- : Lethorel.

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Kreide

haltiger

Mergel.

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Kreide.

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erhalten, je enger fie find; dasfelbe ift mit 1 : 200 bis 1 : 50 zu wählen. Die Weite der Drainrohre, die fich gleichfalls nach der abzuführenden Waffermenge richtet, beträgt 2,5 bis 10 cm; doch genügt meift eine Weite von 5cm.

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Schnitt durch einen Entwäfferungsfchacht.

Drainrohre find dort befonders zweckmäfsig, wo der Boden durchläffig ift ; bei weniger durchläffigem Boden faugt ein Steinfilter mehr Waffer auf. Wenn die wafferführende Schicht eine gröfsere Mächtigkeit hat, fo kann man auch Steinfilter und Drainrohre gleichzeitig in Anwendung bringen ; das Steinfilter führt alsdann den Drainrohren das Waffer zu.

Ift der Boden nur wenig nafs, fo genügen einzelne Sickergräben , die in angemeffener Entfernung voneinander angeordnet und hauptfächlich längs der Aufsen- (Fundament-) Mauern des betreffenden Gebäudes angelegt werden. Ift ein gröfseres Grundftück, deffen Boden ftark durchnäfst ift, zu entwäffern, fo ordnet man einen Hauptdrain an, von dem Seitendrains ausgehen; von den letzteren können unter Umftänden wiederum Saugdrains abzweigen. Der Hauptdrain folgt entweder der Richtung der ftärkften Durchnäffung oder der Richtung des ftärkften Gefälles.

Das durch die Drainrohre gefammelte und nach einem paffend gewählten, tiefgelegenen Punkte geleitete Waffer wird, wenn ein geeigneter natürlicher Sammler vorhanden ift, nach diefem geführt; fonft mufs man Brunnen anlegen, welche das gefammelte Waffer aufnehmen ³).

Zur Erläuterung des Gefagten fei¹⁷⁴) hier die von Lethorel bei der Gründung von zwei Häufern in Paffy angewendete, durch Fig. 661 u. 662 veranfchaulichte Entwäfferungsanlage vorgeführt.

Der tragfähige Baugrund befteht in diefem Falle aus einer undurchläffigen Thonfchicht; fobald die-felbe vom Waffer erreicht wird, wird fie vollftändig nachgiebig. Deshalb mufsten das einfickernde Meteor-waffer und das Waffer der Umgebung von der Thonfchicht ferngehalten werden.

Zu diefem Ende ift für jedes der beiden auf Senkbrunnen gegründeten Häufer je ein Entwäfferungs-fchacht S angelegt worden, der in feinem oberen Teile wafferdicht gemauert ift; von der gleichfalls wafferdichten Sohle diefes gemauerten Vorfchachtes find eiferne Rohre von 20, 16 und 12cm abgefenkt, und zwar bis in die Kreidefchicht; die unterften Rohrftücke find durchlöchert, und das Waffer verfickert im Boden. Das oberfte Rohrftiick ragt über der Vorfchachtfohle hervor, fo dafs rings um dasfelbe eine Art Schlammfang entlieht. Sämtliche Aufsenmauern der beiden Häufer find, foweit fie vom Erdreich begrenzt find, durch einen wafferdichten Mörtelputz gefchützt. An letzteren anfchliefsend wurde ringsum ein 40cm weiter Entwäfferungsgraben angelegt, deffen Sohle von einer Hammerfchlag-Betonfchicht gebildet wird; auf letztere kommen die das ganze Gebäude umziehenden Drainrohre zu liegen; fchliefslich ift der Graben mit trockenem Hammerfchlag zugefüllt. Die Drainrohre find im Gefälle von 1 : 50 verlegt und nach den beiden Entwäfferungsbrunnen geführt.

Das von der Strafsen- und Hofoberfläche einfickernde, ebenfo das von den Hausgärten zuftrömende Waffer wird durch die befchriebene Anlage abgefangen, bevor es an die Kellermauern gelangt. Um auch das Eindringen des Waffers durch die Kellerfohle zu verhüten, ift auf derfelben zunächft ein 25cm dickes Sandbett ausgebreitet und über diefem eine 40

Die Drainierung des Baugrundes ift auch in gröfseren Städten das vorteil-haftefte Mittel, wenn man einen zu hohen Grundwafferfpiegel fenken, bezw. einen wechfelnden Grundwafferftand fixieren will. Am vollkommenften erreicht man den beabfichtigten Zweck, wenn man diefe Drainierung an die Kanalifation der betreffenden Stadt anfchliefst, bezw. mit Hilfe derfelben vornimmt.

In den meiften Fällen genügt die Anlage eines fachgemäfsen unterirdifchen Kanalnetzes mit ent-fprechenden Hausanfchlüffen allein, um das Fundamentmauerwerk der Häufer und die Kellerräume derfelben trocken zu erhalten und dem die Verwefung organifcher Stoffe begünftigenden Schwanken des gefenkten Grundwafferftandes ein Ende zu machen. Wenn man die Baugruben, in denen die Kanäle ausgeführt werden, in einer gewiffen Höhe mit Kies oder grobem Sande verftillt, fo entlieht längs der Kanalwände ein zufammenhängendes Netz von durchläffigen Sickeranlagen, wrelche Waffer aufnehmen, dasfelbe, indem fie dem Gefälle der Kanäle folgen, abführen und es fchliefslich an die Kanäle felbft oder an andere Sammler abgeben. Näheres über diefen Gegenftand ift in Teil III, Band 5 diefes »Handbuches« (Abt. IV, Abfchn. 5, B, Kap. 7, unter a) zu finden.

Ift eine Quelle vorhanden, welche die Durchnäffung des Bodens bewirkt, fo ift es am beften, diefelbe oberhalb des zu errichtenden Gebäudes zu faffen und fo abzuleiten, dafs ihr Abflufs keine Störung erleidet. Ift dies nicht möglich, fo mufs die Quelle auf der Bauftelle felbft in einer fog. Quellenftube gefafst werden, aus der das Waffer mittels eines Kanals abgeleitet wird.

10) Bei Torf- und Moorboden läfst fich bisweilen durch Befeitigung des lockeren Bodenmaterials und Erfatz durch befferes Material, wie Kies, Sand etc., ein tragfähiger Baugrund fchaffen. Indes ift diefes Mittel weniger unter die » Verbefferung fchlechten Baugrundes« einzureihen, bildet vielmehr den Uebergang zu den Funda-mentkonftruktionen.

Wenn ein Baugrund unter dem auf ihn ausgeübten Druck ftark feitlich ausweicht, fo läfst fich dies durch Umfchliefsung mit Spund- und Pfahlwänden oder durch Belaftung des Bodens um das Fundament herum verhüten. Bei breiigem Boden kann man indes durch Anwendung folcher Mittel keineswegs auf einen ficheren Erfolg zählen.

Beifpiel.

dicke Betonfchicht ausgeführt.

cm

366.

Städtifche

Kanalifation.

367.

Quellen.

368.

Erfatz

durch belferen Boden.

369-

Mittel

gegen

Ausweichen.

2. Kapitel.

Konftruktionsbedingungen.

Ein richtig kongruiertes Fundament hat folgende Bedingungen zu erfüllen:

37°-

Bedingungen.

1)    Lage, Form und Gröfse der Fundamentbafis miiffen den herrfchenden Druck-verhältniffen entfprechen.

2)    Das Fundament mufs gegen Einfinken, d. i. gegen Bewegung im lotrechten Sinne gefichert fein.

3)    Das Fundament mufs gegen feitliches Verfchieben oder Abgleiten, d. i. gegen Bewegung im wagrechten Sinne gefichert fein.

4)    Das Fundament mufs fo angeordnet und ausgeführt fein, dafs fein Beftand durch äufsere Einflüffe nicht gefährdet werden kann; insbefondere darf das Fundament nicht vom Waffer in fchädlicher Weife beeinflufst werden.

Zu diefen allgemeinen Bedingungen, denen jedes Fundament zu entfprechen hat, kommen in einzelnen Fällen noch befondere, aus dem Zwecke des betreffenden Bauwerkes entfpringende Anforderungen hinzu.

So z. B. wird in Gebäuden, worin feine phyfikalifche, aftronomifche etc. Beobachtungen vorgenommen werden follen, die Herftellung vollftändig flandfefter und erfchütterungsfreier Arbeitsplätze ein wefentliches Erfordernis fein ; liegen folche Gebäude in verkehrsreichen Stadtteilen, fo handelt es fich hierbei um die Erreichung eines ganz befonderen Widerftandes gegen die durch den Strafsenverkehr hervorgerufenen Erfchütterungen17 6).

a) Lage, Form und Gröfse der Fundamentbafis.

37¹-

Lage.

Für die Aufftandfläche eines Fundaments oder die Fundamentbafis find die folgenden Konftruktionsregeln mafsgebend.

Fig. 663.

i) Die Fundamentbafis foll winkelrecht auf der Richtung des dafelbft herrfchenden Druckes liegen, um das Verfchieben längs des Untergrundes zu verhüten. Sobald die Bafis eine andere Lage hat, fo zerlegt fich die Mittelkraft D (Fig. 663) aus fämtlichen auf die Aufftandfläche wirkenden Kräften in eine dazu winkelrechte Seitenkraft N (Normaldruck), welche der Baugrund aufzunehmen hat, und in eine Seitenkraft T in der Richtung der Bafis, welche das Verfchieben des Fundaments herbeiführt.

Man kann allerdings innerhalb gewiffer Grenzen von diefer theoretifchen Lage abweichen, um anderweitigen Verhältniffen und Anforderungen Genüge zu leiften. Theoretifch darf diefe Abweichung bis zum Reibungswinkel gehen, der im Mittel mit etwa 25 Grad angenommen werden kann ; allein in der Praxis

176) Bei der Gründung des phyfikalifchen, des phyfiologilchen, des pharmakologifchen und des zweiten chemifchen Inftituts an der Dorotheenftrafse in Berlin wurden, auf Grund forgfältiger Unterfuchungen, folgende Konftruktionsbedingungen aufgeftellt: a) die Fundamente recht tief und maffig herzuftellen und dadurch den Schwerpunkt der Mauern mögiichft weit nach unten zu verlegen ; ß) fo weit als thunlich die Gründung unmittelbar zufammenhängend zu bewirken ; y) da, wo Senkgründung erforderlich, die Röhren näher als fonft üblich zu ftellen und die Pfeilerquerfchnitte über das gewöhnliche Mafs zu vergröfsern ; Ó) bei Pfahlroftgründungen die Pfähle ohne befondere Rückficht auf die einzelnen Mauern gleichmäfsig und dichter als fonft über die ganze zu bebauende Fläche zu verteilen und in gehöriger Tiefe mit einer durchgehenden Verholmung und ftarkem Bohlenbelag zu verfehen ; s) die ganze Gebäudegruppe mit einem lm breiten Ifoliergraben von der Tiefe der benachbarten Umfaffungsmauern zu umziehen ; 5) die Tifche für die Präzifionsarbeiten befonders zu gründen und von dem zur Konftruktion der Gebäude gehörigen Mauerwerk etc. zu ifolieren. (Näheres hierüber: Kleinwächter. Die Fundirung der Univerfitäts-Inftitute in Berlin. Centralbl. d. Bauverw. 1881, S. 359.)

wird man diefe Grenze nicht erreichen dürfen, weil durch Erfchütterungen, durch Waffer und durch andere Einflüße die Reibung wefentlich herabgemindert werden kann. Ein Winkel von 15, höchftens von 18 Grad ift als äufserfte praktifche Grenze anzunehmen, wenn man dem Abgleiten nicht durch andere, fpäter noch zu befprechende Mittel entgegenwirkt.

Da die Fundamente der meiften Hochbauten im wefentlichen nur lotrechte Kräfte auf den Baugrund zu übertragen haben, fo ift ihre Aufftandfläche meift wagrecht angeordnet. Wenn es fich jedoch um die Gründung von Konftruktionsteilen handelt, welche auch wagrechten Kräften (Schüben) zu wider-ftehen haben, wie z. B. bei Widerlagern gröfserer Gewölbe, bei Stützmauern, bei Wänden und Freiftützen, welche gröfsere Dächer zu tragen haben etc., fo ift die Aufftandfläche winkelrecht zur Richtung der Mittelkraft aus fämtlichen wirkfamen Kräften zu legen.

2) Die Fundamentbafis foll fo geftaltet fein, dafs der dafelbft herrfchende Druck durch ihren Schwerpunkt geht. Denn nur in diefem Falle wird fich der Druck gleichmäfsig über die ganze Aufftandfläche verteilen ; gleichartiger, prefsbarer Baugrund wird alsdann durchweg um gleich viel zufammengeprefst, und das Setzen des Bauwerkes ift ein gleichförmiges.

Es fei (Fig. 664) AB — b die Breite einer Fundamentbafis, welche den Druck D aufzunehmen hat, der im Abftande O C = £ vom Schwerpunkte O die Bafis trifft. Einen gleichartigen prefsbaren Baugrund vorausgefetzt, wird das Zufammenpreffen des letzteren und das Einfinken des Fundaments derart eintreten, dafs die Aufftandfläche A B desfelben in die Lage A‘ B' übergeht. In einem beliebigen Punkte M, der um O M — z vom Schwer, punkte O abfteht, ift der auf den Baugrund ausgeübte Druck¹⁷⁷)

F%z

372.

Form.

Fig. 664.

-Z

’Ä

ÏSÊMmmkmmm.B -------*

-)

fobald F den Flächeninhalt und J das Trägheitsmoment der Fundamentbafis bezeichnen.

Setzt man eine rechteckige Form der letzteren voraus, fo wird der Schwerpunkt 0 in die Mitte zwifchen A und B fallen; nimmt man ferner die Abmeffung winkelrecht zur Bildfläche gleich der Einheit an, fo werden

P

F = b und y —-, fonach 17S)

.V

12

V=A(₁₄

b²

-)

D G² + 12 5 «)

279.

wert

Der gröfste Druck Nr hat; es wird

findet im Punkte A

bezw. A' ftatt, für welchen z feinen Höchft-

(=4-)

Ffmax —

D (b + 6 4)

280.

Der kleinfte Druck Nmin ergiebt fich für den Punkt B, bezw. Z?', für den 0 feinen kleinften

Wert

(—t)

hat ; es wird ¹⁷⁹)

.    281.

Die Druckverteilung in der Fundamentbafis läfst lieh durch die fog. Druckfigur graphifch darftellen, über deren Konftruktion in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte (Art. 320 u. 321, S. 274 u. 275¹⁸°) diefes »Handbuches« das Erforderliche zu finden ift.

Die Gröfse, um welche fich in einem beliebigen Punkte AZ der Baugrund zufammenprefst oder,

was das gleiche ift, um welche das Fundament einfinkt, fei ■/] ; diefelbe wird dem dafelbft herrfchenden Drucke N nahezu proportional fein, alfo

Y] = p. N.

¹⁷⁷) Nach Gleichung 50, S. 273 (2. Aufl. : Gleichung 69, S. 86; 3. Auf!.: Gleichung 102, S. 112) in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«.

,7S) Siehe Gleichung 364 (S. 448) ebendaf.

¹⁷⁹) Siehe auch die Gleichungen auf S. 448 (2. Auf!.: S. 88; 3. Auf!.: S. 114) ebendaf.

¹⁸⁹) 2. Aufl.: Art. in u. 113, S 86 u. 89; 3. Aufl.: Art. 126 u. 129, S. 112 u. 129.

Da im Punkte A der Druck am gröfsten, im Punkte B am kleinften ift, wird auch yj von A nach B hin ftetig abnehmen. Sonach tritt das Schiefftellen oder das Drehen der Fundamentbafis ein. Nunmehr find folgende 3 Fälle zu betrachten:

«) Die Richtung des vom Bauwerk ausgeübten Druckes D gehe durch den Schwerpunkt 0 der Fundamentbafis. Alsdann ift | = 0, und der Druck nach Gleichung 233

282.

N°=~

derfelbe ift fonach unabhängig von z, fomit für alle Punkte der Aufftandfläche der gleiche. Infolge-deffen ift auch die Gröfse -q unveränderlich, d. h. der Baugrund wird durchweg um gleich viel zufammen-geprefst; das Fundament finkt in allen Punkten um gleich viel ein, und es findet kein Drehen, kein Schiefftellen desfelben ftatt.

ß) Es fei (Fig. 665) 5 — — > alsdann wird nach Gleichung 280

6

Fig. 665.

<>

Nmin — 0 ,

d. h. es findet im Punkte B kein Zufammenpreffen, keine Einfenkung, fondern blofs Drehen der Bafis um diefen Punkt ftatt. Die Normalpreffung an einer beliebigen Stelle derfelben beträgt

A\

nn

<?f

um

’wmm

z> (a -f 2 g)

Jr

*B

•    •    283.

und die gröfste Preffung im Punkte A, für welchen z — —-, nach Gleichung 280

U

Binax —    ;

T) Wird (Fig. 666) £ > f,

fo wird im Ausdruck 235 für N„t;n die Differenz b — 6? negativ,

alfo auch der Druck Nmin negativ. Da nun, je nachdem der beliebige Punkt M der Bafis links oder rechts vom Schwerpunkt 0 gelegen ift, der Druck (nach Gleichung 279)

_ D Qb² ± 12 4 s)

bz

284.

ift, wird diefer Druck fich negativ ergeben, fo lange

12 i z j)> b² oder z _)>

Fig. 666.

f----------

12 4 ’

d. h. es findet (hier rechts vom Schwerpunkt) gegen B zu das Abheben des Fundaments ftatt, oder, mit anderen Worten, es tritt das Drehen der Fundamentbafis um einen zwifchen O und B gelegenen Punkt ein; der Abftand des Punktes von O ergiebt fich aus der Relation

\-------

denn für diefen Wert von z wird N — 0-

werden zu laffen; deshalb darf der Druck D niemals aufserhalb

Da nun das Abheben des Fundaments vom Baugrund niemals eintreten darf, fo ift es demnach auch nicht ftatthaft, £ gröfser als 4- --

des mittleren Bafisdrittels wirken.

Nur bei nicht prefsbarem (felfigem) Baugrund ift es unfchädlich, wenn die Druckrichtung nicht durch den Schwerpunkt der Aufftandfläche des Fundaments geht; allein auch in diefem Falle dürfen gewiffe Grenzen nicht überfchritten werden, die bei rechteckiger Baflsgeftalt, wie eben gezeigt, durch das mittlere Bafisdrittel, bei beliebiger Form der Fundamentbafis durch die Bedingung gegeben find, dafs an keiner Stelle derfelben Zugfpannungen auftreten follen. Man hat diefen Grenzen um fo ferner zu bleiben, je weniger widerftandsfähig der Baugrund ift.

373-

Gröfse.

3) Die Fundamentbafis foll fo grofs fein, dafs die in irgend einem Punkte derfelben vorkommende gröfste Normalpreffung die zuläffige Druckbeanfpruchung des Baugrundes nicht iiberfchreitet. Ueber das Mafs der letzteren und die fonftigen hierbei mafsgebenden Faktoren wird noch (in Art. 379, unter 3) die Rede fein.

b) Sicherheit gegen Einfinken.

Das Einfinken oder »Setzen« des Fundaments kann entweder in einer lotrecht niedergehenden Bewegung oder in einer Drehung desfelben beftehen. Die letztere ift meift eine Bewegung nach abwärts ; indes kann ausnahmsweife auch ein teilweifes Abheben des Fundaments von der Baufohle ftattfinden.

Das Einfinken des Fundaments kann eintreten:

1)    infolge des Zufammenpreffens des Baugrundes¹⁸¹),

2)    infolge feitlichen Ausweichens des Baugrundes¹⁸²),

3)    infolge des Einfluffes des Waffers und

4)    infolge anderweitiger äufserer Einfltiffe.

Von den Mifsftänden, die durch Waffer und andere äufsere Einflüffe hervorgerufen werden, wird noch fpäter (unter d) die Rede fein; hier wird hauptfächlich nur jenes Einfinken in Betracht gezogen, welches infolge des Zufammenpreffens oder des feitlichen Ausweichens des Baugrundes eintritt.

374-

Zufammen

preffen

des

Baugrundes.

Ein merkliches Zufammenpreffen des Baugrundes wird nur dann ausbleiben, wenn derfelbe aus vollftändig widerftandsfähigem Felfen befteht. Bei jeder prefs-baren Bodenart wird eine Kompreffion des Baugrundes eintreten, und zwar wird die Gröfse derfelben vom Mafs feiner Prefsbarkeit und von der Gröfse des vom Bauwerk ausgeübten Druckes abhängen. Je weicher die Bodenart ift, worauf gegründet werden foll, und je gröfser der vom Bauwerk ausgeübte Druck ift, defto mehr wird der Boden zufammengeprefst und defto mehr finkt das Fundament ein.

Aus dem Getagten geht hervor, dafs in verhältnismäfsig nur wenigen Fällen das durch Zufammenpreffen des Baugrundes hervorgerufene Einfinken des Fundaments vollftändig vermieden werden kann. In der That ift dasfelbe meift auch unfchäd-lich, wenn es gewiffe Grenzen nicht überfchreitet, wenn es gleichmäfsig vor fich geht und wenn die herrfchende Druckrichtung von der Lotrechten gar nicht oder

I⁸¹) Ueber das Verhalten verfchiedener Bodenarten gegen das Eindringen eines feilen Körpers Hellte Hagen Verfuche an, indem er Blechcylinder mit ebenen Rändern mit verfchiedener Belaftung auf die Erde Hellte und fowohl die Tiefe des Eindringens, als auch die Art und Weife desfelben genau beobachtete, bezw. wie die Umgebung der EindringHellen fich dabei verhielt.

Hagen erhielt bei diefen Verfuchen das bemerkenswerte Ergebnis, dafs bei den Sandfchüttungen, und zwar fowohl bei den fefieren als den loferen, und ebenfowohl bei trockenen wie bei feuchten, die Tragfähigkeit nahe dem Quadrate der Einfenkung proportional wird. Bei allen Verfuchen im Thonboden dagegen, fei er mit mehr oder weniger Waffer vermengt, ergab fich die Tragfähigkeit oder die Belafiung als der erfien Potenz, d. h. als der einfachen Einfenkung proportional. Ferner zeigte fich der bemerkenswerte Unterfchied, dafs bei den Sandfchüttungen die Belafiung fofort bis zur entfprechenden Tiefe einfank und fich nachher nicht mehr rührte, während bei Thonboden die Lafien nach und nach tiefer fanken, bis fie nach etwa 20 bis 30 Minuten ebenfalls keine weitere Bewegung mehr erkennen liefsen.

Trockener, aber fefi gefiampfter Sand ergab nahezu die doppelte Tragfähigkeit, als lofe aufgefchütteter.

Ganz bedeutend vermehrt fich die Tragfähigkeit des Sandes, wenn er in eingefchloflenem Raume in dünnen Lagen und in feuchtem Zufiande eingefiampft wird, wobei durchfliefsendes Waffer nur fehr langfam eindringt und nur tropfenweife abfliefst. Sie ifi alsdann 12- bis i8mal fo grofs als bei trockenem lofera Sande.

182) Ueber die Art und Weife, wie der Boden beim Eindringen einer Lafi ausweicht, hat Hagen bei feinen Verfuchen folgendes bemerkt.

In den lofe aufgefchütteten, trockenen Sand dringt die Lafi ein, ohne dafs irgend eine Erhebung der Oberfläche des Grundes in der Umgebung bemerkbar wird; vielmehr bildet fich eine kegelförmige Vertiefung um die Eintrittsfielle, woraus hervorgeht, dafs der Sand nur zufammengedrückt und dichter wird, indem die herabgedrückten Sandteilchen in die Zwifchen-räume der unteren lockeren Sandfchichten eindringen.

Beim fefi gefiampften, feuchten (wenig benetzten) Sande zeigte fich um die Eindringfielle ebenfalls eine Vertiefung; aber in einiger Entfernung fchwoll der Boden rings herum Hark auf.

Bei allen Thonarten dagegen erhebt fich beim Eindringen der Lafi die Umgebung bedeutend über die Oberfläche des Bodens, was auch bei Bauten vielfach bemerkt werden kann, indem bei Dammfchüttungen durch Wiefen und Sümpfe mit weichem Untergründe ein Sinken des Dammes eintritt , während daneben Erhöhungen des Bodens entfiehen, welche oftmals den Damm felbfi überragen.

Daraus folgt, dafs Thonboden fich in mancher Beziehung einer Flüffigkeit ähnlich verhält, und dafs ein auf Thonboden aufgeführtes Bauwerk niemals fchwerer fein darf als die verdrängte Thonmafle felbfi, weil nur in diefem Falle die Sicherheit gegen Verfinken des Fundaments vorhanden ift.

nur wenig abweicht. In einem folchen Falle ift blofs die Vorficht zu gebrauchen, dafs man das Bauwerk langfam ausführt und das Einfinken desfelben abwartet, erforderlichenfalls das Mauerwerk um das Mafs des Einfinkens höher macht.

Ungleichmäfsiges Einfinken des Fundaments bringt in letzterem Trennungen hervor, da das Mauerwerk nur feiten oder nur in geringem Mafse biegenden Kräften widerftehen kann. Der Zugwiderftand des beften Mauervverkes beträgt bei (10-facher Sicherheit nach der Tabelle auf S. 247 in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«¹⁸³) 1,8 bis 2,o kg für lqcm; deshalb läfst fich unter Einwirkung bedeutender, auf dem Fundamentmauerwerk ruhender Laften das Verhüten eines Bruches nicht erwarten.

Das Drehen des Fundaments, welches, wie in Art. 372 (S. 302) gezeigt wurde, durch fchiefe (exzentrifche) Druckwirkung hervorgebracht werden kann, ift nur bei einigen feltener vorkommenden Bauwerken unfchädlich, z. B. bei gewiffen Stützmauern etc. In den meiften Fällen wird durch das Drehen das ungleichmäfsige Setzen der einzelnen Fundamentteile hervorgerufen und dadurch ihr Beftand gefährdet.

Man wird demnach bei Konftruktion und Ausführung der Fundamente das Hauptaugenmerk darauf zu richten haben, dafs das Einfinken nicht zu grofs wird und dafs es vor allem gleichmäfsig gefchieht. Wo letzteres nicht erreicht werden kann, mufs man darauf bedacht fein, das Mafs des Einfinkens möglich!! herabzumindern.

Der Reibungswiderftand, den ein Fundament im Boden erfährt und der von feinem lotrechten Druck abzuziehen ift, ift fehr verfchieden. Derfelbe hängt von der Form der Fundamentbafis, von der Be-lchaffenheit der Fundamentaufsenfläche, von der Gründungstiefe und von der Befchaffenheit der betreffenden Bodenfchichten ab; er beträgt je nach örtlichen Verhältniffen (nach Schmoll) 0,19 bis 0,30 kg für 1 qcm

(1900 bis 3000 ks für lqm).

Dem Drucke, den das Bauwerk auf den Baugrund ausübt und der die Zufammen-preffung des letzteren hervorbringt, wirkt die Reibung zwifchen den Aufsenflächen des Fundaments und dem dasfelbe umgebenden Bodenmaterial entgegen. Bei Hochbauten, die in der am häufigften vorkommenden Weife, d. i. in einer ausgefchach-teten Baugrube, gegründet werden, kommt diefe Reibung in der Regel gar nicht in Betracht; jedenfalls ift fie im Zeitraum unmittelbar nach der Ausführung des Fundaments nur von fehr geringem Einflufs. Allein bei den fog. verfenkten Fundamenten, die ohne Baugrube hergeftellt werden, fpielt diefe Reibung nicht feiten eine wichtige Rolle ; es kommt bei bedeutender Mächtigkeit der zu Tage liegenden lockeren Boden-fchicht fogar vor, dafs das Fundament nur vermöge feiner Reibung in diefer Schicht die nötige Standfeftigkeit erhält.

Das feitliche Ausweichen des Baugrundes kommt in gröfserem Mafse nur bei ganz weichem Baugrunde vor oder dann, wenn das Bauwerk auf einen Erdabhang Baugrundes. zu ftehen kommt. Mooriger, fchlammiger etc. Boden fteigt an allen Seiten einer aufgebrachten Taft empor und läfst die letztere immer tiefer einfinken ¹⁸⁴).

Um das Einfinken der Fundamente auf ein möglich!! geringes Mafs zurückzuführen, find die folgenden Regeln zu beobachten.

i) Man fetze das Fundament auf eine möglich!! wenig prefsbare Bodenfchicht. Das ficherfte Verfahren befteht immer darin, dafs man das Fundament auf einer vollftändig tragfähigen Bodenfchicht — fei es unmittelbar oder mit Hilfe einzelner Stützen (Pfeiler, Pfähle, Brunnen, Röhren etc.) — ausführt. Nur wenn die

I83) 2. Auf!.: S. 53. — 3. Aufl.: S. 64.

Siehe die Fufsnote 182.

375-

Drehen

des

Fundaments.

37⁶-

Gleichmäfsig-keit und Mafs des

Einfinkens.

377-

Ausweichen

des

378' Mittel gegen das Einfinken.

zu durchfetzende lockere Bodenfchicht eine fehr bedeutende Mächtigkeit hat, fo dafs das Erreichen der tragfähigen Schicht nur fehr fchwer oder nur mit fehr grofsen Koften möglich ift, follte es als zuläffig erachtet werden, dafs die erforderliche Standfefligkeit des Fundamentkörpers durch den Reibungswiderftand, den er in der lockeren Bodenfchicht erfährt, erzielt werde.

Mittel, einen möglichft wenig prefsbaren Baugrund zu ichaffen, find:

a) Vermehrung der Gründungstiefe. Erfahrungsgemäfs wächft in der Regel die Fettigkeit des Bodens mit der Tiefe, zum nicht geringen Teile deshalb, weil der Druck, den eine Schicht von den darüber liegenden Schichten erfährt, um fo gröfser ift, in je gröfserer Tiefe die betreffende Bodenfchicht gelegen ift.

Durch eine gröfsere Gründungstiefe wird noch der weitere Vorteil erzielt, dafs das feitliche Ausweichen des Bodens, welches von einem Emporfteigen desfelben herrührt, geringer wird.

Mit Rückficht auf das in Art. 338 (S. 285) Gefagte, ift diefes Mittel nur dann mit Erfolg anzuwenden, wenn die betreffende fettere Bodenfchicht eine entfprechende Mächtigkeit hat. Bei geringerer Mächtigkeit derfelben ift es im Gegenteile angezeigt, fie thunlichft wenig zu fchwächen, alfo die Gründungstiefe fo gering wie möglich anzunehmen.

Für die Tragfähigkeit T einer Bodenfchicht ftellte Rankine die Formel auf:

1 —sin cp \ 2 1 — sin 9 /

worin t die Gründungstiefe, y das Gewicht der Raumeinheit Erde und cp den Reibungswinkel der letzteren bezeichnet. Von “Jankowski rührt der Ausdruck her:

2    45    +    9

(■

2 45 — 9

T= 2/y . tg

Aus beiden Gleichungen geht hervor, dafs die Tragfähigkeit mit der Gründungstiefe zunimmt¹⁸⁵).

ß) Verbefferung ftarlc prefsbarer Bodenfchichten. Bereits im vorhergehenden Kapitel (unter c) wurden die Mittel angegeben, welche zur künftlichen Dichtung eines nachgiebigen Baugrundes, fowie zur Verhinderung des feitlichen Ausweichens lockerer Bodenarten dienen.

2)    Man beachte, ob die Tragfähigkeit des Baugrundes auch für die Folge ge-fichert ift; nötigenfalls treffe man die erforderlichen Vorkehrungen gegen die Beeinträchtigung der Tragfähigkeit.

Die Beeinträchtigung der Bodenfeftigkeit kann hauptfächlich durch den Einflufs des VVaffers, durch Gleichgewichtsftörungen in den tieferen Schichten des Baugrundes und durch anderweitige äufsere Einflüffe hervorgerufen werden. Hiervon und von der Art und Weife, wie folchen Einflüffen begegnet werden kann, wird noch unter d die Rede fein.

3)    Die Belaftung des Baugrundes für die Flächeneinheit foll möglichft klein fein, keinesfalls die gröfste-zuläffige Druckbeanfpruchung desfelben überfchreiten.

Im allgemeinen ift zu beobachten, dafs der vom Bauwerk auf den Baugrund Baugrundes, ausgeübte Normaldruck nicht über ein Zehntel der Druckfeftigkeit der Baugrund-maflfe betragen foll.

Bei ganz widerftandsfähigem Felfen kann man diefen Normaldruck auf den Baugrund ebenfo grofs, als die zuläffige Preffung im Fundamentmauerwerk felbft (7 bis 10 kg für 1 qcm) annehmen; fonft fetzt man bei Felfen den gröfsten zuläfügen Normaldruck im Mittel zu 5 bis 6 kg für 1 qcm an. Ferner ift bei Gründungen auf Gerolle, fowie auf kompaktem Thon- und Fehmboden, grobem und feft gelagertem Kies 3,5 bis 4,5 kg, bei Gründungen auf kleinkörnigem Kies und feftem Sand 3 bis 4 kS für 1 qcm Nutzfläche zu rechnen.

Durch die Berliner Bauordnung vom Jahre 1853 war die gröfste zuläffige Belaftung des dortigen Baugrundes auf 2,5 kg für 1 qçm feftgefetzt; indes ift die Tragfähigkeit desfelben eine gröfsere und läfst

: tg

379-

Belaftung

des

185) Siehe auch: Engesser, F. Zur Theorie des Baugrundes. Centralbl. d. Bauverw. 1893, S. 306. Handbuch der Architektur. Ilf. 1. (3. Aufl.)

fich mit Sicherheit auf 3,5 kg bemeffen ; man ift in Berlin bei Kaftengründungen auf fcharfem Sande bis zu 5,12 für 1 qcm gegangen. — Auf Grund des § 19 der Bau-Polizei-Ordnung für den Stadtkreis Berlin vom 15. Januar 1887 ift die zuläffige Beanfpruchung »guten Baugrundes« mit 2,5 kg für 1 qcm feftgefetzt.

Bei Bauten für vorübergehende Zwecke können die angegebenen gröfsten Preffungen um 40 bis 50 Vomhundert höher angenommen werden; ebenfo kann man eine Vermehrung um etwa 25 Vomhundert eintreten laffen, wenn die gröfste Beladung des Baugrundes nur von Zeit zu Zeit und nicht ftofsweife oder mit Er-fchütterungen verbunden wirkfam ift.

Wenn bei einem entworfenen Fundament die Rechnung, bezw. die ftatifche Unterfuchung ergiebt, dafs die zuläffige Beladung des Baugrundes für die Flächeneinheit überfchritten id, oder wenn man, um ein möglichd geringes Einfinken des Fundaments zu erzielen, die Preffung des Baugrundes auf ein geringeres, als das gröfste zuläffige Mafs herabmindern will, fo mufs man entweder durch Abändern der Gefamtanordnung des betreffenden Gebäudes oder durch entfprechende Vorkehrungen bei Kondruktion und Ausführung des Fundaments Abhilfe fchaffen.

Die hauptfächlichften Mittel, die Beladung des Baugrundes für die Flächeneinheit zu verringern,

find folgende :

a) Man verteilt, wenn dies angeht, den vom Bauwerk ausgeübten Druck auf mehrere Punkte und konzentriert ihn nicht an einer einzigen oder an nur wenigen Stellen. So kann man z. B. die Zahl der Stützen, auf denen das Bauwerk ruht, vermehren etc.

ß) Man vergröfsert die Aufftandfläche des Fundaments. Von dem Einflufs, den die Gröfse der Fundamentbafis auf die Kondruktion des Fundaments ausitben kann, war zum Teile fchon in Art. 373 (S. 302) die Rede.

Betrachtet man zunächd die bei Hochbauten am häufigden vorkommenden Fundamente, nämlich

Fig. 667.

die aus Mauerwerk hergedellten, fo erhält die Aufdandfläche fad dets einen gröfseren Flächeninhalt, als der zur Bafis parallele Querfchnitt des aufgehenden Mauerwerkes hat. Dies gefchieht einerfeits deshalb, „um dem Mauerkörper durch die gröfsere Aufdandfläche auch gröfsere Standfedigkeit zu verleihen ; anderer-feits darf die Druckbeanfpruchung des Baugrundes in der Regel die gröfste Preffung im Mauerwerk nicht erreichen, und aus diefem Grunde mufs der Druck auf eine

gröfsere Fläche verteilt werden, mit anderen Worten eine Fundamentverbreiterung eintreten. Derlei Fundamentverbreiterungen werden nur feiten detig, meidens abfatzweife ausgeführt, wodurch man zur Anordnung der fog. Fun damen t-abfätze, Grundbänke oder Bankette (Fig. 667) gelangt.

Durch Anbringen eines, erforderlichenfalls auch mehrerer Fundamentabfätze kann man die Aufdandfläche des Fundaments in folcher Gröfse erhalten, dafs der dafelbd vorkommende gröfste Normaldruck die zuläffige Preffung des Baugrundes nicht überfchreitet. Man kann indes, wenn man das Einfinken des Fundaments noch weiter verringern will, eine noch beträchtlichere Verbreiterung des Fundaments, d. i. eine Vermehrung der Zahl der Fundamentabfätze vornehmen.

Fig. 669.

Fig. 668.

Bezüglich der Breiten- und Höhenabmeffungen der Fundamentabfätze wird in der Praxis vielfach gefehlt. Die Verteilung des Normaldruckes von einem kleineren Querfchnitt auf einen tiefer gelegenen, gröfseren Querfchnitt findet nämlich nur innerhalb gewiffer Grenzen ftatt, und eine Verbreiterung des Fundamentkörpers ift nur dann von Wert, wenn diefe Grenzen eingehalten werden; geht man über die-felben hinaus, fo ift die betreffende Mauermaffe nicht nur zwecklos, fondera unter Umftänden foga'r nachteilig für den Beftand des Fundaments.

Iglpf

Wą:

Theoretifche Unterfuchungen zeigen, dafs die Verteilung des vom Bauwerk ausgeübten Druckes in Form einer nach unten fich erweiternden Pyramide vor fich geht, deren Verjüngungsverhältnis innerhalb der Grenzen 1 : 2 und 1 : 1 gelegen ift. Erfahrungsgemäfs foll

man das Verhältnis 1: 1 nur in befonders günftigen Fällen erreichen, während das Verhältnis 1:2 unter allen Umftänden genügt. Bringt man

fonach die ftetige Fundamentverbreiterung an

fo find die Begrenzungslinien auf Grundlage der eben angeführten Ziffern zu wählen. Werden Fundamentabfätze angeordnet, fo foll die Breite / die Höhe h derfelben

Fig. 670.

Fig. 671.

-F-i

■-JK J

HD

wenn möglich nicht erreichen ; auch die Breite braucht aber nicht kleiner als die halbe Höhe zu fein (Fig. 667). Fundamentverbreiterungen, die nach einem gröfseren als dem angegebenen Verhältnis angeordnet werden, bedingen einerfeits eine Mauer-werksverfchwendung; andererfeits können fie auch fchädlich wirken, da fie unter Umftänden Trennungen im Fundamentkörper herbeiführen (Fig. 668 u. 669¹⁸⁶).

Hat man demnach ein Bauwerk (Fig. 670 u. 671), das eine untere Breite ba hat und den Normaldruck D auf den Bau-

..J

WÆmrnm.

grund ausübt, zu gründen und ift die gröfste zuläffige Preffung des Baugrundes für die Flächeneinheit 7V, fo ift — eine zen-trifche Lage der Druckrichtung D vorausgefetzt — die Breite der Fundamentbafis für die Länge gleich 1

Sobald K kleiner ift als die zuläffige Druckbeanfpruchung im Mauerwerk, fo ift b    b₀■ Um die erforderliche Fundament

breite zu erhalten, fängt man mit der Anordnung der Fundamentabfätze möglichft hoch oben (bei Bauwerken ohne unterirdifche Räume nahe an der Erdoberfläche, fonft etwa in der Flöhe der Kellerfohle) an. Ift die in Ausficht genommene Gründungstiefe t nicht zu klein und der Druck D nicht befonders grofs, fo wird man den beabfichtigten Zweck ohne weiteres erreichen. Bei gröfserer Belaftung jedoch oder, wenn die tragfähige Schicht fchon in geringer Tiefe zu finden ift, kann man auf diefem Wege allerdings zu einer zu geringen Bafisbreite AB (<(M) gelangen. Ift nun das Ueberfchrtiten einer gewiffen Gründungstiefe t nicht zuläffig . oder nicht wünfchenswert, fo kann man zwar die Fundamentbreite in derfelben Tiefe auf das erforderliche Mafs vergröfsern, mufs aber alsdann auch die entfprechende Verbreiterung des aufgehenden Mauerwerkes vornehmen (Fig. 670). Ift es dagegen vorzuziehen , die Gründungstiefe zu vergröfsern, fo legt man die Fundamentbafis in folche Tiefe, clafs man bei zweckmäfsiger Geftaltung der Fundamentabfätze die erforderliche Breite b erzielt (Fig. 671).

Die Vergröfserung der Fundamentbafis wird nicht immer durch unmittelbare Verbreiterung des Fundamentmauerwerkes vorgenommen; dazu dienen auch Sand- und Steinfchüttungen, Betonfchichten und Schwellrofte.

Y) Man wendet fog. Erdbogen (fiehe Abfchn. 2, Kap. 2, b, 1) und umgekehrte Gewölbe (fiehe ebendaf., Kap. 2, a) an.

0) Man vergröfsert die Gründungstiefe. Schon früher (unter ji) wurde gezeigt, wie durch die vermehrte Gründungstiefe die Vergröfserung der Fundamentbafis und dadurch die Verringerung des Druckes

1S6] Francke hat in neuerer Zeit (in: Schweiz. Bauz., Bd. 35, S. 145) wieder folche theoretifche Unterfuchungen angeflellt, auf Grund deren er für die erforderliche Stärke (Mächtigkeit) t eines Fundamentkörpers zur Formel

• r>1!

12 k b

gelangt, wenn 2 t) die Breite diefes Fundamentkörpers, über welche lieh der vom Bauwerk ausgeübte Druck noch verteilen foli, k die zuläffige Beanfpruchung des tragenden Baugrundes für die Einheit der Fläche und der Senkung und E die Elafti-zitätsziffer des Materials

der oben erwähnten Druckverteilungspyramide zur Wagrechten geneigt find, fo ergiebt fich für denfelben der Ausdruck:

aus

dem das Fundament heigeftellt ift, bezeichnen. Ift 00 der Winkel, unter dem die Seitenflächen

tg 60

12 k b

7 E

hiernach können die Begrenzungslinien der Fundamentabfätze eingezeichnet werden.

Wenn man den vom Bauwerk ausgeübten Normaldruck wieder mit D, auch hier zentrifche Lage der Druckrichtung vorausgefetzt, bezeichnet, so beträgt der gröfste Bodendruck in der Mitte

0,75 D

Gmax —

und für Mauerwerk E = 21000, fo

Beifpiel: Es fei für feft gelagerten Kiesgrund k = 14 kg für 19 cm, <5 = 400 ergiebt fich tgo = 0,74 und t = 290 en. Würde ftatt Mauerwerk ft/rrwrVz'-Maffe mit dem Mittelwert E = 06 000 gewählt werden, fo würde eine Böfchung tg O) — 0,526 und eine Fundamentftärke t = 210 cm hinreichend sein. Bei Anwendung von beftem

herabgemiudert werden können.

Zementmörtel würde E auf 240 000 fteigen und dementfprechend t auf 137

für die Flächeneinheit erreicht werden kann. Indes ift die Vermehrung der Gründungstiefe noch in anderer Weife wirkfam, da hierdurch der vom Erdreich auf den Fundamentkörper ausgeübte Druck gröfser wird; infolgedeffen ift auch der Reibungswiderftand gröfser, und der Normaldruck, den das Fundament auf den Baugrund zu übertragen hat, wird geringer¹⁸⁷).

380.

Gleichmäfsiges

Setzen.

Um das möglichft gleichmäfsige Einfinken des Fundaments zu erzielen, beobachte man die folgenden Regeln.

i) Ift der Baugrund gleichartig und die Belaftung eine überall gleiche, fo gebe man der Aufftandfläche des Fundaments eine folche Geftalt, dafs fich der Normaldruck gleichmäfsig über diefelbe verteilt. In Art. 372 (S. 301) wurde bereits gezeigt, dafs die Aufftandfläche alsdann fo geformt werden mufs, dafs die Mittelkraft aus fämtlichen dafelbft wirkfamen Kräften durch den Bafisfchwerpunkt hindurchgeht.

Fig. 672.

Diefe Bedingung läfst fich indes nur dann erfüllen, wenn die Druckrichtung unveränderlich ift. Wenn jedoch die Mittelkraft aus fämtlichen wirkfamen Kräften infolge von Wind- und Schneedruck, infolge wechfelnder zufälliger Belaftungen etc. eine veränderliche Richtung hat, fo läfst fich die Aufftandfläche des Fundaments nicht in der angegebenen Weife anordnen, und in gewiffen Fällen wird eine ungleichmäfsige Druckverteilung eintreten.

Diefer Uebelftand wird dann am wenigften nachteilig fein, wenn man die Fundament-bafis fo geflaltet, dafs ihr Schwerpunkt von jener Mittelkraft getroffen wird, die den gröfsten Normaldruck ergiebt.

Das Beftreben, den Druck thunlichft gleichmäfsig auf die Aufftandfläche des Fundaments zu verteilen, kann auch zu unfymmetrifcher Anordnung von Fundament-abfätzen (Fig. 672) führen, indem man an jener Seite eine gröfsere Zahl derfelben anbringt, an der die urfprünglich exzentrifche Druckrichtung dies erfordert.

2)    Ift der Baugrund zwar gleichartig, die Belaftung dagegen an verfchiedenen Stellen des Bauwerkes verfchieden, fo mufs man durch ungleichartige Anordnung und Konftruktion der einzelnen Fundamentteile die thunlichft gleichmäfsige Bean-fpruchung des Baugrundes zu erzielen trachten. Wo die Belaftung gröfser ift, verbreitere man die Aufftandfläche des Fundaments oder vergröfsere die Gründungstiefe¹⁸⁸), oder aber man konzentriere in den weniger belafteten Teilen des Bauwerkes den Normaldruck an einzelnen Stellen, ordne Erdbogen an etc.

Man kann auch durch die Gefamtanlage eines Gebäudes das ungleichmäfsige Setzen desfelben vermeiden, wenn man beachtet, wie fich die Lallen auf ihre Unterftützungen verteilen. So z. B. haben Mittelwände und einzelne Freiftützen im Inneren der Gebäude häufig einen wefentlich gröfseren Druck aufzunehmen und auf den Baugrund zu übertragen, als die Aufsenwände. Man kann unter Umftänden durch eine anderweitige Grundrifsanordnung die gleichmäfsigere Verteilung der Lallen erzielen.

Indes findet man bei den hohen Häufern nordamerikanifcher Grofsftädte auch entgegengefetzte Verhältniffe. Leithof hat in Chicago beobachtet, dafs die Fundamentmauern von im Inneren der hohen Häufer gelegenen Freiftützen, welche blofs durch die Deckengewichte mit zufätzlicher Lall belaflet find, wegen teilweifen Fehlens der letzteren, in der Regel eine geringere Belaftung für die Flächeneinheit erfahren, als die durch das Eigengewicht flark belafteten Fundamentmauern der maffiven Frontwandpfeiler. Hieraus erklärt fich die merkliche Neigung der Decken nach der Frontwand hin, die bei Gebäuden früherer Zeit mit 6 bis 9 Gefchoffen und maffiven tragenden Frontwänden nicht feiten auftritt¹⁸⁹).

3)    Ift der Baugrund nicht gleichartig, fo mufs man gleichfalls durch verfchiedene Anordnung und Konftruktion der einzelnen Fundamentteile die fonft unausbleiblichen fchädlichen Einfenkungen desfelben verhüten.

187) Man erfleht hieraus, dafs man fich die Tragfähigkeit einer Bodenart, wie Brennecke fagt, aus drei Teilen zufammengefetzt denken kann: 1) aus der Tragfähigkeit an der Oberfläche, 2) aus der Zunahme der Tragfähigkeit infolge der Belaftung durch die darüber lagernden Bodenmafien und 3) aus der Reibung, welche zwifchen dem umgebenden Erdreich und den Aufsenwänden des Fundamentkörpers erzeugt wird. — Siehe auch: Engels, H. Unterfuchungen über den Seitendruck der Erde auf Fundamentkörper. Zeitfchr. f. Bauw. 1896, S. 409.

18S) Für die Gründung des Reichstagshaufes in Berlin war, nach Mafsgabe der im Herbft 1883 vorgenommenen Bohrungen, beftimmt, dafs die Sohlen der minder belafteten Teile auf -(- 31,2 Bis -f- 31,g m über Normal-Null, diejenige der 4 Ecktürme und der Kuppel auf -)- 30,9m über Normal-Null anzulegen feien.

,8°) Siehe: Zeitfchr. f. Bauw. 1895, S. 223.

Ein ungleichartiger Baugrund bringt am leichteften ungleichmäfsige Senkungen im Fundamentkörper hervor. Diefelben bewirken, dafs die an der Bafis gelegenen Fundamentteile auf Biegung beanfprucht werden; gewöhnliches Fundamentmauerwerk widerfteht biegenden Kräften nur wenig; felbft gröfsere Fundamentquader brechen erfahrungsgemäfs unter dem Einflufs folcher Kräfte. Das Zerreifsen und Zerbrechen des Fundaments ift fonach häufig die Folge ungleichmäfsiger Setzungen.

Um die letzteren zu vermeiden, können je nach örtlichen Verhältniffen hauptfächlich dreierlei Mittel in Anwendung kommen.

a)    An jenen Stellen, wo der Baugrund nachgiebiger ift, trachtet man durch Fundamentverbreiterung oder durch Vergröfserung der Gründungstiefe den Druck für die Flächeneinheit um fo viel herabzumindern, dafs die Preffung des ungleichartigen Baugrundes an allen Punkten nahezu diefelbe ift.

ß) Man wählt eine Fundamentkonftruktion, welche biegenden Kräften beffer zu widerftehen geeignet ift als Mauerwerk, wie : Sandfchüttungen, Betonfchichten ohne oder mit Eifeneinlagen und Schwellrofte.

Y) Bei gröfseren Gebäuden wendet man in den einzelnen Teilen, der verfchiedenen Befchaffenheit des Baugrundes entfprechend, auch verfchiedene Gründungskonftruktionen an. Die verfchieden gegründeten Gebäudeteile werden alsdann am bellen ftumpf aneinander geftofsen, damit die vorkommenden ungleich-mäfsigen Senkungen in den einzelnen Teilen unabhängig voneinander eintreten können und keine fchäd-lichen Trennungen im Mauerwerk hervorbringen. Erft wenn das Setzen ftattgefunden hat, findet der ent-fprechende Höhenausgleich und die Vereinigung der einzelnen Teile ftatt.

Beifpiele. d) Für die Gründung der Univerfitätsinftitute an der Dorotheenftrafse zu Berlin ergaben forgfältige Bodenunterfuchungen, dafs einft ein Wafferlauf der Spree das Grundftück von Südoft nach Nordweft durchzogen haben mufste. Der tragfähige Baugrund fällt von 2,50 m unter Erdgleiche in der neuen Wilhelmftrafse anfangs allmählich, dann aber fehr rafch bis zu einer Tiefe von 20 m ; in gleicher Weife fenkt fich der tragfähige Sand von der Dorotheenftrafse nach dem Ufer der Spree hin.

Diefen Verfchiedenheiten entfprechend wurden folgende Gründungsarten in Anwendung gebracht : mittlerer Teil des Mittelbaues vom phyfiologifchen Inftitut -— gemauertes Fundament in einer Tiefe von 1 m unter Grundwaffer, ausgeführt bei Wafferfchöpfen ; übrige Teile des Mittelbaues und der füdliche Flügel des phyfiologifchen Inftituts — Boden unter Waffer ausgebaggert, dann betoniert und das Waffer ausgepumpt; nördlicher Teil des Oftflügels und die um das grofse Auditorium nordöftlich und öftlich gruppierten Bauteile — hölzerne Senkröhren; übriger Teil der Bauanlage — Pfahlroft (mit Pfählen bis 16 m Länge); Präzifionsarbeitsfitze — Senkbrunnen¹⁹⁰).

b)    Auch beim Bau des neuen Reichstagshaufes zu Berlin wurden in den einzelnen Teilen, der ver-fchiedenartigen Befchaffenheit des Baugrundes und den verfchiedenen Beladungen der einzelnen Gebäudeteile entfprechend, verfchiedene Gründungsverfahren in Anwendung gebracht, und zwar : gewöhnliche gemauerte Fundamente, Fundamentmauerwerk mit Gegenbogen, Betongründung und Betonpfahlroft¹⁹¹).

c) Sicherheit gegen feitliches Verfchieben.

Das feitliche Verfchieben oder das Abgleiten des Fundaments kann eintreten:

1)    durch unzweckmäfsige Lage der Aufftandfläche des Fundaments,

2)    durch den Einflufs des Waffers, durch Gleichgewichtsftörungen in den oberen Bodenfchichten und durch anderweitige äufsere Einfliiffe.

An diefer Stelle wird nur von dem unter 1 angeführten Faktor die Rede fein.

Damit das feitliche Verfchieben des Fundaments nicht eintrete, find die folgenden Regeln zu beobachten.

nennen

1) Man lege die Aufftandfläche des Fundaments winkelrecht zur herrfchenden Druckrichtung. Von diefer Lage der Fundamentbafis, die man auch die theoretifche kann, wurde fchon in Art. 371 (S. 300) gefprochen.

Wenn ein Bauwerk oder ein beftimmter Konftruktionsteil desfelben nur lotrechte Lallen zu tragen hat, fo ift auch auf den Baugrund nur ein lotrechter Druck zu übertragen, und die Aufftandfläche des Fundaments wird vorteilhafterweife wagrecht gelegt. Treten jedoch noch feitliche Schübe, wie Erddruck, Gewölbfchub, Winddruck etc., hinzu, fo nimmt die Mittelkraft aus ländlichen auf die Fundamentbafis

Centralbl. d. Bauverw

190) Näheres hierüber: Kleinwächter. Die Fundirung der Univerfitäts-Inflitute in Berlin.

1881, S. 359.

381.

Mittel gegen Verfchieben.

191) Näheres hierüber: Der Bau des Reichstagshaufes in Berlin. Centralbl. d. Bauverw. 188s, S. 25.

wirkenden Kräften eine von der lotrechten abweichende Richtung an.

Sind nun lotrechte und wagrechte

Kräfte unveränderlich, fo ift auch die Mittelkraft unveränderlich, lind man kann dem feitlichen Verfchieben

des Fundaments dadurch Vorbeugen, dafs man die Aufftandfläche winkelrecht zur Richtung der Mittelkraft anordnet oder doch nur wenig (vergl. Art. 371, S. 300) von diefer Lage abweicht.

Dies fetzt voraus, dafs man es bei Konftruktion und Ausführung des Fundaments in der Hand hat, unter Aufwendung verhältnismäfsig geringer Koften der Aufftandfläche eine beliebige Lage zu geben.

Bisweilen find die Kräfte, namentlich die wagrechten Kräfte, die ein Bauwerk, bezw. einen Konftruktionsteil beanfpruchen, veränderlich (Winddruck, feitliche Schübe, die von zufälligen Laften herrühren etc.); alsdann hat auch die auf die Fundamentbafis wirkfame Mittelkraft eine veränderliche Richtung. Erreichen die Unterfchiede die Gröfse des Reibungswinkels nicht, fo wird man eine zweckentfprechende Anordnung erhalten, wenn man die Bafis winkelrecht zur mittleren Druckrichtung legt. Sind die Schwankungen gröfser, fcTwird man zwar der Fundamentbafis eine ähnliche Lage geben, wird aber dem feitlichen Verfchieben durch andere Vorkehrungen Vorbeugen.

Fig. 673.

2) Ift es aus irgend welchen Gründen nicht zuläffig oder nicht wünfchenswert, von einer beftimmten, den herrfchenden Druckverhältniffen nicht entfprechenden Lage der Fundamentbafis abzuweichen, fo mufs man durch anderweitige Vorkehrungen das Abgleiten des Fundaments verhüten.

Derlei Vorkehrungen find :

a) Man vermehrt das Gewicht des zu gründenden Bauwerkes. Flier-durch wird die Mittelkraft in günftigern Sinne abgelenkt; die zur Aufftandfläche des Fundaments winkelrechte Seitenkraft wird gröfser, fonach die Reibung vermehrt.

ß) Man vermehrt in anderer Weife die Reibung des Fundaments auf dem Baugrund. Dies kann durch hervortretende Schwellen und Pfähle gefchehen oder dadurch, dafs man das Fundamentmauerwerk zahnförmig (Fig. 673) in den Baugrund eingreifen läfst. Solche Fundamentzähne füllten nicht unter 30cm, beffer nicht unter 50 cm Tiefe und nicht unter

60cm, beffer nicht unter lm Länge haben.

Fig. 674.

WM,

y) Man vergröfsert die Gründungstiefe. Hierdurch wird einerfeits gleichfalls in dem fchon unter a gedachten Sinne das Gewicht des Bauwerkes vermehrt; andererfeits wirkt der Erdkörper, welcher vor der herrfchenden Druckrichtung gelegen ift, durch den fog. paffiven Erddruck gegen das Abgleiten des Fundamentkörpers ¹⁹²).

8) Man bringt an der am tiefften gelegenen Stelle des Bauwerkes einen fo grofsen Mauerkörper an, dafs diefer durch fein Maffe allein das Abgleiten des Fundaments zu verhindern im ftande ift.

„AP

s) Wenn ein langgeftrecktes Fundament im wefentlichen nur lotrechte Drücke zu übertragen hat und wenn dasfelbe auf einem zwar widerftandsfähigen, jedoch ftark geneigten Baugrund MN (Fig. 674) herzuftellen ift, fo würde das unmittelbare Auffetzen des Fundamentmauerwerkes auf die ftark abfallende Bodenfläche das Abgleiten desfelben zur Folge haben. Wollte man andererfeits eine ftetig fortlaufende Aufftandfläche MP, welche den theoretifchen Anforderungen entfpricht, zur Ausführung bringen, fo wird der Rauminhalt des Fundamentkörpers wefentlich vermehrt, der letztere alfo verteuert, und auch das Ausheben der Fundamentgrube wird koftfpieliger, letzteres namentlich dann, wenn der Baugrund felfig ift.

¹⁹²) Nach Ott' s Baumechanik (Teil I., 2. Aufl. Prag 1877) läfst fich die in diefem Falle erforderliche Gründungstiefe t berechnen aus der Gleichung

1>4H

2 //— (G + 2 V)f

/+\A+/²

worin G das Eigengewicht des Fundament- und des darüber aufgeführten aufgehenden Mauerwerkes, V die Mittelkraft der fonft wirkfamen lotrechten Kräfte, H die Mittelkraft aus den das Bauwerk angreifenden wagrechten Kräften, y das Gewicht der Raumeinheit Bodenmaterial und / den Reibungskoeffizienten des letzteren bezeichnen. Bei naifem Erdreich ift der kieinfte Wert von / = 0,3 einzuführen; der gröfste Wert ift zu 0,55 anzunehmen.

In einem folchen Falle treppe man den Baugrund ab, und zwar derart, dafs die Begrenzungen der einzelnen Stufen winkelrecht, bezw. parallel zur herrfchenden Druckrichtung gelegen find. Haben die einzelnen Stufen eine gröfsere Länge und ift das zu gründende Bauwerk ftark belaftet, fo ift der über jeder Stufe flehende Mauerkörper unabhängig von den benachbarten auszuführen. Würde die Mauerung im Verbände gefchehen, fo würde das den verlchiedenen Höhen entfprechende, ungleichmafsige Setzen Trennungen im Mauerwerk hervorrufen. (Vergl. auch Art. 380, S. 309).

d) Sicherheit gegen äufsere EinflüITe.

Aeufsere Einflüffe, welche den Beftand der Fundamente gefährden können und die infolgedeffen für ihre Konftruktion und Ausführung mafsgebend find, rühren zumeift vom Waffer, von Gleichgewichtsftörungen in den oberen Bodenfchichten und von Gleichgewichtsftörungen, welche in den tieferen Bodenfchichten durch unter-irdifche Baue hervorgerufen werden, her.

1) Einflufs des Waffers. Derfelbe macht fich in mehrfacher Weife geltend:

a) Die natürliche Bodenfeuchtigkeit wird im Winter dadurch fchädlich, dafs der Froft den Baugrund auf lockert und denfelben nachgiebiger macht. Nur wenige, vollkommen froftbeftändige Felsarten widerftehen diefem Einflufs.

ß) Das Grundwaffer fteigt im Fundamentmauerwerk, unter Umftänden auch im aufgehenden Mauerwerk empor, veranlafst den feuchten Zuftand der Wände und der von denfelben umfchloffenen Räume. Konftruktionsmaterialien, welche der Feuchtigkeit nicht genügend, widerftehen können, werden angegriffen, wodurch der Beftand des Bauwerkes gefährdet werden kann. Kohlenfäurehaltiges Waffer, ebenfo feuchter Boden, der organifche, in Verwefung begriffene Stoffe enthält, wirken befonders zerftörend auf das Mauerwerk ein. Unter Umftänden tritt das Grundwaffer auch in die unterirdifchen Räume der Gebäude — feitlich oder durch die Kellerfohle — ein. (Siehe auch Art. 344, S. 287.)

7) Quellen und fonftige Wafferadern, welche den Baugrund durchletzen, führen die Erweichung desfelben mit fich; infolgedeffen tritt die Senkung des Fundaments ein.

In gefchichteten, fonft widerftandsfähigen Felsarten können Wafferadern auch dann einen fchädlichen Einflufs ausüben, wenn fie von geneigten Thon- oder Lehm-fchichten durchfetzt find. Die letzteren werden durch das Waffer fchlüpfrig, und im Laufe der Zeit kann das Abrutfchen des Fundaments eintreten¹⁹³).

Quellen und anderes den Boden durchfliefsendes Waffer¹⁹⁴) können auch das Unterfpiilen des Fundaments und diefes wieder eine beträchtliche Senkung des letzteren zur Folge haben ¹⁹°).

193) Bei den Bergrutfchungen zu Caub (1876), wo die Gebirgsformation aus Thonfchiefer mit eingelagerten Dach-fchieferflötzen befteht, war die auf der nordweftlichen Seite zu Tage tretende Lettenfchicht durch die vorhergehenden anhaltenden Regengüfie wie mit Seife gefchmiert und hatte den Fels- und Schuttmafien als Rutfchfläche gedient. (Vergl. : Deutfche Bauz. 1867, S. 291.)

191) Hierzu gehört auch das Waffer, welches aus Flufs- und Strombetten in die Uferwandungen fickert, was namentlich bei Hochwaffer eintritt und auf den Beftand von auf den Ufern errichteten Bauwerken zerftörend wirken kann.

Mehrere der alt-ägyptifchen Denkmalbauten, wie z. B. der Palaft von Karnak, die meiften Monumente Thebens etc., find hauptfächlich deshalb in Verfall geraten, weil ihre ohnedies nicht fehr forgfältig ausgeführten Fundamente vom Nilwaffer, welches bei den periodifchen Ueberfchwemmungen in das Ufergelände einfickert, einen zerftörenden Einflufs erfahren haben.

382.

Einflufs

des

Waffers.

195) Hie fchon in der Fufsnote 181 (S. 303) erwähnten Hagen'fchen Verfuche bezogen fich auch auf den Einflufs, den Waffer auf einige Bodenmaterialien ausübt.

Liefs man in eine Schüttung von trockenem Sande Waffer von unten eintreten und diefes mit einer Druckhöhe wirken, welche fich etwa 3 cm über die Oberfläche erhob, fo verlor der Sand alle Fertigkeit und quoll ftellenweife hoch auf. Liels man aber das Waffer von oben nach unten durch die Maffe fliefsen, fo ergab fich eine bedeutend gröfsere Tragfähigkeit.

Beim Durchlaffen von Waffer durch die Sandfchicht von unten wird die Tragfähigkeit immer noch etwas giöfser, als

Ein Baugrund mit ungleichem Waffergehalt, welcher nicht gleichmäßig entwäffert wird, kann die ungleiche Senkung oder — bei eintretendem Froft — felbft die ungleiche Hebung von Gebäudeteilen veranlaffen, wodurch das Reifsen des Mauerwerkes eintritt¹⁹⁶).

8) Offenes, insbefondere das fliefsende und das wellenfchlagende, Waffer kann bei fortgefetztem Angriff das Unterwafchen des Fundaments herbeiführen. Diefer Punkt wird fonach bei Hochbauten, die an und in Teichen, Seen, Flüffen oder am Meeresufer zu errichten find, befonders zu berückfichtigen fein.

s) Bisweilen ift auch der vom Waffer erzeugte Auftrieb für Konftruktion und Ausführung der Fundamente von Einflufs. Kommt ein Bauwerk unmittelbar auf Felfen oder auf eine fonftige wafferundurchläffige Bodenart zu flehen, fo ift ein Auftrieb nicht vorhanden. Wenn jedoch das betreffende Bodenmaterial vom Waffer durchzogen wird, ift in vielen Fallen der Auftrieb in Betracht zu ziehen. —

Diefen verfchiedenartigen nachteiligen Einflüffen des unter- und oberirdifchen Waffers mufs in geeigneter Weife begegnet werden. In diefer Beziehung find die nachftehenden Regeln zu beobachten.

Zu a). Die Aufftandfläche des Fundaments ift in froftfreie Tiefe zu legen. In unferen Klimaten dringt der Froft meift nur in eine Tiefe von 80cm bis 1m ein; deshalb ift mindeftens eine Gründungstiefe von l,oo bis 1,25 m zu wählen.

Bei allen wichtigeren Bauwerken ift die gröfsere der beiden angegebenen Grenzziffern zu verwenden ; nur bei Nebengebäuden, bei Einfriedigungen etc. kann man eine geringere Gründungstiefe wählen. Bei vollkommen froftbeftändigem Felfen kann man auch unter 1 m Tiefe gehen.

Zu ß). Dem fchädlichen Einflufs des Grundwaffers mufs durch entfprechende Dichtungs- und Entwäfferungsanlagen, fowie durch Wahl geeigneter Konftruktions-materialien vorgebeugt werden.

Damit das Grundwaffer im Mauerwerk nicht emporfteige, bringe man fog. Ifolierfchichten an, von denen noch im nächften Bande, Heft I diefes »Handbuches« (Abt. III, Abfchn. I, A, Kap. 12 : Schutz der Wände gegen Feuchtigkeit) die Rede fein wird.

Das Fundamentmauerwerk foll ferner möglichft wafferdicht nach den Seiten hin abfchliefsen, damit kein Waffer in die Keller oder fonftigen unterirdifchen Räume eindringe; dies kann durch möglichft wafferdichte Mauerung, noch beffer durch Anlage von Luftgräben und durch zweckmäfsige Entwäfferungsanlagen aufserhalb des Fundamentmauerwerkes erzielt werden. Das Grundwaffer darf auch nicht durch die Kellerfohle emporfteigen, was durch Lehmfchlag- und Betonfchichten 19 7), durch umgekehrte und ent-fprechend gedichtete Gewölbe, beffer durch die oben erwähnten Entwäfferungsanlagen (vergl. Art. 363 u. ff., S. 297 u. ff.) zu gefchehen hat. Auch folche Konftruktionen werden fpäter noch zu befprechen fein.

Um den zerltörenden Einflufs der Feuchtigkeit auf die Konftruktionsmaterialien zu verhüten, müffen diefelben in entfprechender Weife gewählt, bezw. in geeigneter Weife verwendet werden. In letzterer Beziehung ift namentlich bei Anwendung von Holz zu beachten, dafs dasfelbe ftets unter Waffer bleibe

bei trockenem Sande, der lofe aufgefchüttet wird, aber kleiner als bei trockenem, feil geftampftem Sande, indeffen nur fo lange, als die Druckhöhe des Waffers lieh nicht auf mehr als einige Millimeter über die Oberfläche des Sandes erhebt und die Oberfläche nicht mehr auffpült.

Beim Durchfliefsen des (Waffers von oben nach unten wird die Tragfähigkeit 4- bis smal fo grofs, als bei trockenem, lofe aufgefchüttetem Sande.

Die Verfuche mit verfchiedenen, auch fehr fleifen Thonarten ergaben, dafs diefelben fleh ähnlich wie Flüffigkeiten verhalten, dafs die Tragfähigkeit nahe dem Gewichte der verdrängten Thonmaffe gleich ilt und ein auf Thon gelagertes Gebäude fomit eigentlich immer fchwiromt. Ferner fcheint fleh aus diefen Verfuchen zu ergeben, dafs für verfchiedene drückende Flächen die Einfenkungen den Quadraten diefer Flächen umgekehrt proportional find.

196) Als Beifpiel kann u. a. ein in Oberheffen erbautes Bahnwärterhaus der Main-Wefer-Bahn angeführt werden, wovon ein Teil durch das in der wafferfiihrenden Bodenfchicht gebildete Eis gehoben und dadurch von dem in feiner früheren Lage verbliebenen Teile abgeriffen wurde.

'97) Bei den Gründungen der Magajins du Bon Marché zu Paris war der Grundwafferzudrang zu gewiffen Zeiten fo grofs, dafs die Dichtung durch Beton das Eindringen des Waffers in das II. Kellergefchofs nicht verhüten konnte. In der Folge wurde eine zuverläffigere Dichtung dadurch erzielt, dafs die einzelnen Mafchinen etc. in wafferdichte Behälter gefleht wurden, welche wie die Wafferbehälter aus Eifenblech konflruiert find. Der gröfste derfelben ift 18,5 lang, 11,g breit und 2,5m tief; die Wände find aus 10mm, der Boden aus 12mm dickem Blech angefertigt; die Winkeleifen in den Ecken find 8cm breit; der Boden ift noch durch Blechträger von 50cm Höhe verftärkt. (Näheres hierüber in: Fondations des Magafins du Bon Marché à Paris. La conftruction moderne, Jahrg. 2, S. 426.

und nicht dem fchädlichen Wechfel von Näffe und Trockenheit ausgefetzt werde. Die Oberkante jeder hölzernen Fundamentkonftruktion foll deshalb mindeftens 80, beffer 50 bis 75 cm Grundwafferfpiegel gelegen fein. Stets ift die gröfsere Ziffer,

unter dem niedrigften wenn nötig eine noch tiefere Lage der

Holzkonftruktion zu wählen, wenn die Möglichkeit vorliegt, dafs durch Anlage einer ftädtifchen Kanali-fation, durch Tieferlegung des nächft gelegenen Rezipienten etc. eine Senkung des Grundwafferfpiegels eintreten könnte.

Zu y). Ift der Baugrund von Wafferadern durchfetzt, fo gehe man entweder mit der Aufftandfläche des Fundaments bis unter die wafferführende Schicht, oder beffer man entwäffere die letztere in der fclion in Art. 364 (S. 298) befprochenen Weife. Sind Quellen vorhanden, fo faffe man fie, wie an derfelben Stelle gleichfalls fchon gefagt wurde, oberhalb des Fundaments derart ab, dafs ihr Abflufs keine Störung erleidet.

Erforderlichenfalls kann auch durch eine Spundwandumfchliefsung das feitliche Ausweichen des Baugrundes oder auch das Auswafchen desfelben verhütet werden.

Zu §). Bei Gründungen am und im flehenden oder fliefsenden Waffer verhüte man das Unterwafchen des Fundaments durch eine entfprechend tiefere Gründung, durch Umfchliefsung mit einer Spundwand und durch Steinfchüttung.

Wenn man die Aufftandfläche des Fundaments in eine folche Tiefe verlegt, in der das Waffer eine fehr geringe Gefchwindigkeit hat, in der es alfo überhaupt keinen Angriff auf den Boden ausübt, fo ift der beabfichtigte Zweck erreicht.

Spundwände (flehe Art. 154 u. ff., S. 112) werden entweder vollftändig dicht hergeftellt, oder fle umfchliefsen das Fundament in folcher Weife, dafs jede nachteilige Bewegung des Waflers vermieden wird. Beide Anordnungen werden in vielen Fällen genügen. Doch thut man auch hier beffer, wenn man mit dem Fundament in folche Tiefe herabgeht, in welcher das Waffer nur eine geringe Strömung hat; denn die Spundwand fchützt zwar den Boden unter dem Fundament gegen Fortfpülen ; allein das feitliche Fort-fpülen des Bodenmaterials um die Spundwand herum und das dadurch hervorgerufene Ausweichen derfelben werden nicht verhütet.

Steinfchüttungen oder Steinwürfe tnüffen aus fo grofsen Steinen gebildet werden, dafs fie vom Waffer nicht fortbewegt werden⁴). Die Steinfchüttungen kommen entweder allein oder in Verbindung mit Spundwänden zur Verwendung. Im letzteren Falle haben fle die Standfefligkeit der Spundwände zu erhöhen und das Wegfpülen des Bodenmaterials um diefelben herum zu verhüten.

Auch hier müffen hölzerne Konftruktionsteile des Fundaments ftets unter Waffer fein und deshalb ihre Oberkante mindeftens 50 cm unter den bekannten niedrigften Wafferftand gelegt werden.

Zu s). Dem vom Waffer erzeugten Auftriebe mufs eine folche Maffe entgegengefetzt werden, dafs fich beide das Gleichgewicht halten. Soll z. B. die Sohle eines Wafferbehälters oder fonftigen Beckens durch das Grundwaffer nicht gehoben werden, fo mufs der Baukörper, der die Sohle bildet, eine folche Dicke erhalten, dafs fein Gewicht mindeftens ebenfo grofs ift, als der wirkfame Auftrieb. In gleicher Weife ift zu verfahren, wenn eine Baugrube trocken gelegt und durch einen wafferdichten Baukörper die Wafferzuftrömung auf ihrer Sohle verhindert werden foll.

Die Dicke d folcher, dem Auftrieb entgegenwirkender Baukörper (meift Mauer- und Betonfchichten) läfst fleh aus der Gleichung berechnen, wenn t die Höhe der drückenden Wafferfäule (die Waffertiefe) und y das Gewicht der Raumeinheit des betreffenden Baukörpers bezeichnet. Indes erhält man auf diefe Weife ftets eine zu grofse

383-

Gleichgewichts

ftörungen

im

Baugrund.

Die

384.

Gründungs

tiefe.

Dicke, weil das Waffer zwilchen den Bodenteilchen einen Widerlland erfährt und deshalb feine Bewegungs-gefchwindigkeit kleiner ift, als jene, welche der wirkfamen Druckhöhe entfprechen würde. Bei grobem Kiesboden wird infolgedeffen die nach aufwärts wirkfame Kraft auf etwa die Hälfte, bei fandigem Baugrund auf etwa ein Dritteil des theoretifchen Auftriebes herabgemindert. Meiftens wird deshalb fchon die Hälfte der nach obiger Formel berechneten Dicke genügen ⁵).

Wirken auf ein Bauwerk aufser lotrechten auch wagrechte Kräfte, fo find bei Auffuchung der Gefamtmittelkraft die lotrechten Kräfte um das Mafs des Auftriebes zu verringern.

2)    Gleichgewichtsftörungen in den oberen Bodenfchichten. Diefelben können hervorgebracht werden :

a) Durch örtliche Veränderungen, die in den meiften Fällen durch Boden-einfchnitte und fonftige Erdarbeiten entftehen und das Abgleiten des Bauwerkes erzeugen können.

ß) Durch Wafferanfammlung in den tieferen Teilen der Erdrinde; hierdurch wird nicht feiten ein Angriff und eine Löfung der zu Tage liegenden Erdfchicht ' hervorgerufen, welche das Nachfinken höher gelegener Schichten und der darauf gegründeten Bauwerke zur Folge haben kann ⁶).

3)    Gleichgewichtsftörungen in den tieferen Bodenfchichten. hier in Frage kommenden Gleichgewichtsftörungen find hauptfächlich diejenigen, welche durch unterirdifche Baue, wie Bergwerks- und Wafferftollen, Tunnel etc., fowie durch die damit verbundenen Wafferentziehungen und Einbrüche hervorgebracht werden ⁷).

Durch folche Einflüße kann ebenfo das Beriten des Fundaments, wie das Abgleiten desfelben ftattfinden.

Um in allen derartigen Fällen die zu errichtenden Gebäude vor der fpäteren Gefährdung nach Thunlichkeit zu fchützen, mufs man Konftruktionen und Sicherungen ausführen, bei denen auf die Möglichkeit einer fpäter eintretenden Lagen Veränderung Rückficht genommen ift. Allgemeine Regeln laffen fich hierbei nicht aufftellen, da die mafsgebenden örtlichen Verhältniffe ungemein verfchieden find. An diefer Stelle läfst fich nur allgemein fagen, dafs man dem Abgleiten die entfprechenden Maffen, dem Beriten des Fundaments Konftruktionen entgegenfetzen mufs, die eine gröfsere Zugfeftigkeit haben, als Mörtelmauerwerk.

In Teil III, Bd. 6 (Abt. V, Abfeh. 1, Kap. 3) wird von der Einwirkung der Bodenfenkungen auf Gebäude und den Sicherungen dagegen noch eingehend die Rede fein.

e) Gründungstiefe.

Im vorhergehenden war mehrfach Anlafs, von der Gröfse der Gründungstiefe und von einigen Faktoren, welche diefelbe beeinflußen, zu fprechen. Es dürfte indes

nicht iiberflüffig fein, die hierbei zu beobachtenden Regeln nochmals zufammenzu-faffen und durch die noch nicht erwähnten Gefichtspunkte zu ergänzen ²⁰²).

1)    Das Fundament ift, wenn irgend möglich, auf die tragfähige Bodenfchicht — fei es unmittelbar oder mittels einzelner Stützen (Fundamentpfeiler, Pfähle,

Brunnen, Röhren etc.) — zu fetzen. Nur im Notfälle verfuche man es, durch die Reibung des Bodenmaterials an den Aufsenflächen des Fundaments allein die erforderliche Standfeftigkeit desfelben zu erzielen (vergl. Art. 381, S. 310).

2)    Die Aufftandfläche des Fundaments mufs in froftfreier Tiefe gelegen fein (vergl. Art. 382, S. 312).

3)    Man wähle eine über das geringfte zuläffige Mafs hinausgehende Gründungstiefe²⁰³), wenn man:

a) eine noch feftere Bodenfchicht erreichen will (vergl. Art. 378, S. 305);

wenn man durch eine gröfsere Fundamentverbreiterung den vom Fundament zu übertragenden Druck auf eine gröfsere Fläche verteilen will (vergl. Art. 379, S. 306);

wenn man den Reibungswiderftand zwifchen dem Bodenmaterial und den Aufsenflächen des Fundaments vermehren will (vergl. Art. 379, S. 307);

wenn man das Abgleiten des Fundaments durch den Einflufs des fog. pafflven Erddruckes verhüten will (vergl. Art. 381, S. 310);

s) wenn die Sohle der im Gebäude etwa anzulegenden unterirdifchen Räume tiefer gelegen ift, als die obere Begrenzung der tragfähigen Bodenfchicht, und

Ç) wenn das feitliche Ausweichen und Emporfteigen des Baugrundes verringert werden foll (vergl.

Art. 377, S. 304).

4)    Man führe das Fundament in eine folche Tiefe hinab, dafs es vor dem fchädlichen Einfluffe des Waffers bewahrt bleibt (vergl. Art. 382, S. 311).

Von der Gründungstiefe hängt zum grofsen Teile die Konftruktion und Ausführung des Fundaments ab. Für geringere Tiefen werden aufgebaüte Fundamente (in ausgefchachteter Baugrube von unten nach oben hergeftellt), bei gröfseren Tiefen Gmndungs-verfenkte Fundamente (in den Boden eingetrieben oder mittels Grabe- und Baggerarbeit gefenkt) angewendet.

?)

T)

8)

385-

Einflufs

der

tiefe.

f) Gründungsverfahren.

Die Wahl des Gründungsverfahrens hängt ab:

1)    von der Natur des betreffenden Gebäudes und von der Art und Weife, wie dasfelbe den Baugrund beanfprucht (Eigengewicht des Gebäudes, ruhende und bleibende oder wechfelnde und ftofsende Belaftung, Erfchütterungen etc.);

2)    von den Anfprüchen an die längere oder kürzere Zeit dauernde Erhaltung des Gebäudes (Bauten für bleibende oder vorübergehende Zwecke, monumentale Bauwerke, einfachen Zwecken dienende Profanbauten etc.);

3)    von der Befchaffenheit des Baugrundes;

4)    vom Vorhandenfein von Waffer (ob Grundwaffer, offenes fliefsendes, wellen-fchlagendes etc. Waffer) und anderen äufseren, den Baugrund beeinflufsenden Faktoren ;

386.

Wahl des Gründungsverfahrens.

5)    von den verfügbaren Bauftoffen, mafchinellen und fonftigen Hilfsmitteln;

6)    von der verfügbaren Bauzeit, und

7)    von den Koften, welche die einzelnen Gründungsverfahren erzeugen.

gekennzeichnet.

²⁰²) Diejenigen Regeln und Gefichtspunkte, von denen bereits ausführlicher die Rede war, find durch kleineren Druck

fo tief auszugraben, bis man,

wo möglich, feilen Boden erreicht, fondern auch noch in die feile Bodenfchicht hinein, nach Mafsgabe dei Gröfse und Schwere

203) Vitruv fagt im III. Buche (Kap. 4) : Das Erdreich ift bei Tempelbauten nicht

nur

387-

Einflufs

des

Baugrundes.

Unter diefen Faktoren find indes die Befchaffenheit des Baugrundes und der Einflufs des Waffers in erfter Reihe leitend bei der Wahl des Gründungsverfahrens.

388.

Einflufs

des

Waffers.

Bezüglich des Baugrundes ift hierbei entfcheidend :

1)    ob die fefte Bodenfchicht, worauf das Fundamentmauerwerk unmittelbar gefetzt werden kann, bereits in geringerer Tiefe fich vorfindet, oder

2)    ob der tragfähige Baugrund erfl in gröfserer Tiefe (innerhalb ziemlich weiter Grenzen, 3 bis 15 m) unter der Erdoberfläche zu finden ift, fo dafs er mittels Fundamentpfeilern, Pfählen, Senkbrunnen oder Senkröhren erreichbar ift, oder

3)    ob die tragfähige Bodenfchicht fleh in noch gröfserer Tiefe befindet, fo dafs fie mit den eben angedeuteten Mitteln nicht erreicht werden kann.

Der Einflufs des Waffers macht fich in negativem oder pofitivem Sinne geltend, infofern

1)    gar kein Waffer vorhanden ift, oder

2)    Waffer fich zwar vorfindet — fei es Grundwaffer oder offenes Waffer (letzteres ein im Hochbau-wefen verhältnismäfsig fehr feltener Fall) — welches fich aus der Baugrube ausfehöpfen läfst, oder

3)    das vorhandene Waffer nicht ausgefchöpft werden kann.

389.

Vereinigt man die eben angeführten fechs Gefichtspunkte untereinander, fo kann

man die ver-

Gruppierung fchiedenen Gründungsweifen nach Art des nebenftehenden Schemas2o4) gruppieren, und

Einteilung

der

Gründungen.

39°. Koften.

Für die nachfolgenden Betrachtungen erfcheint es am zweckmäfsigften, die Grundbauten einzuteilen in ²⁰⁵):

1)    aufgebaute Fundamente, welche von unten nach oben hergeftellt werden, und

2)    verfenkte Fundamente, deren Ausführung von oben nach unten gefchieht — fei es, dafs fie in den Boden eingetrieben werden, fei es, dafs unter dem bereits fertigen Fundamentkörper der fchlechte Boden nach und nach weggenommen wird.

In Art. 386 würde gefagt, dafs auch die Koften der Gründungsverfahren bei ihrer Wahl ausfchlaggebend fein können. Man wird, zwei gleich gute Fundament-konftruktionen vorausgefetzt, naturgemäfs diejenige wählen, welche unter fonft gleichen Verhältniffen die geringeren Koften verurfacht.

So z. B. wurde bei der Gründung gewiffer Teile des neuen Reichstagshaufes in Berlin durch eingehende Koftenberechnung das zweckmäfsigfte Verfahren ermittelt. 1 Quadr.-Meter Betongründung unmittelbar auf dem 4,5 bis 5,om unter N. W. lagernden feften Kies berechnete fich zu rund 86 Mark, die Herftellung eines Betonpfahlrofles, einfchl. der Koften für die Wafferhaltung, zu rund 58 Mark; bei erfterer wäre noch hinzugekommen, dafs ein Erdkörper von etwa 2000 Grundfläche und 4,5 bis 5,o m Tiefe im Waffer auszuheben gewefen wäre, was einen bedeutenden Aufwand an Zeit und Geldmitteln erfordert haben würde. Die Gründung mittels Betonpfahlroft wurde deshalb vorgezogen ²⁰⁶).

Die Koften der einen oder anderen Gründungsweife können unter Umftänden auch dann ausfchlaggebend fein, wenn die verfügbaren Geldmittel fehr befchränkt find ; man wird häufig das billigere Gründungsverfahren wählen, wenn dasfelbe auch weniger folide als ein anderes, leider teuereres ift.

Da, wie im vorftehenden Kapitel gezeigt wurde, eine grofse Zahl von Faktoren und Einflüffen auf die Konftruktion und Ausführung eines Fundaments einwirken, da, wie das umftehende Schema zeigt, auch die Zahl der verfchiedenen Gründungsverfahren eine nicht geringe ift, fo find auch die abfoluten Koften der Fundamente fehr verfchieden. Leider liegen brauchbare Angaben darüber nur in geringem Mafse vor.

Teile dem im »Deutfchen Bauhandbuch« (III. Teil. Berlin 1879. S. 26) von Franzius auf.

²⁰⁴)    Dasfelbe ift geftellten Schema nachgebildet.

205)    j)ie häufig vorkommende Einteilung in natürliche und künftliche Gründung wurde, da lie jeder fach-gemäfsen Grundlage entbehrt, hier nicht weiter beachtet.

206)    Näheres in: Der Bau des Reichstagshaufes in Berlin. Centralbl. d. Bauw. 1885, S. 25.

zum

Baugrund :

Waffer nicht vorhanden.

Waffer vorhanden als :

Grundwaffer.

offenes Waffer, welches fich ausfchöpfen läfst.

Waffer vorhanden, aber nicht aus-zufchöpfen.

in geringer Tiefe feft.

Unmittelbare Ausführung des Fundamentmauer-werkes auf dem feften Baugrund.

1) Abgraben der lockeren Bodenfchicht, Ausfchöpfen des Waf-fers und

1) Herftellung einer waf-ferfreien Baugrube, Abgraben der lockeren Bodenfchicht und

a)    Ausführung des vollgemauerten Fundaments;

b)    Ausführung einzelner maffiv mauerter Fundamentpfeiler mit Erdbogen.

2) Schwache Betonfchicht zur Dichtung der

Quellen.

1)    Steinfchüttung.

2)    Betonfchicht (durch Verfenken

ohne Waffer-fchöpfen herge-ftellt).

ge-

in erreichbarer Tiefe feft.

Abgraben der lockeren Bodenfchichten und

1)    Ausführung des vollgemauerten Fundaments ;

2)    Ausführung einzelner maffiv gemauerter

F undamentpfeiler, ohne oder mit Erdbogen ;

3)    Betonfchicht.

Abgraben der lockeren Bodenfchichten bis unter den Grundwaffer-fpiegel und

a)    tief liegender Pfahlroft;

b)    Betonfchicht Dichtung der Quel-

zur

len

1)    Herftellung einer waf-ferfreien Baugrube und tief liegender Pfahlroft ;

2)    hoch liegender Pfahlroft ;

3)    Gründung mittels eiferner Schraubenpfähle.

1)    Hoch liegender Pfahlroft ;

2)    Baggerung und

a)    Steinfchüttung,

b)    Betonverfen-kung.

3)    Senkbrunnen;

4)    Senkröhren.

(mit oder ohne Waffer-fchöpfen).

nicht in erreichbarer Tiefe feft.

1)    Verbreiterung des Mauer werkes ;

2)    breite Betonfchicht;

3)    trockene Steinpackung ;

4)    Sandfchiittung;

5)    umgekehrte Gewölbe.

Abgraben der lockeren Bodenfchicht auf ange-meffene Tiefe, jedenfalls bis unter den niedrigften Grundwaf-ferfpiegel,

1) Ausfchöpfen des Waffers und

1) Herftellung einer waf-ferfreien Baugrube, Abgraben der lockeren Bodenfchicht in angemeffene Tiefe und

Belaftung des Baugrundes um das Fundament herum und

1)    Senkbrunnen,

2)    Senkröhren.

a)    Schwellroft,

b)    Sandfchüttung,

c)    breite Betonlage,

d)    Pfahlroft oder Pfähle zur Dichtung des Baugrundes,

e)    umgekehrte Ge- 2) hoch liegender Pfahlwölbe,

f)    Steinpackung ;

2) breite Betonfchicht

ohneWafferfchöpfen.

roft;

3) Gründung mittels eiferner Schrauben

pfähle.

Be-

merkungen:

Holz nicht zu verwenden.

Holz unter Waffer zuläffig; genaue Arbeit möglich.

Holz unter Waffer zuläffig ; weniger genaue Arbeit.

¹

) Ueber den fraglichen Fundamentprüfer fiehe auch: Deutfehes Baugwksbl. 1896, S. 487. — Wiener Bauind.-Ztg., Jahrg. 14, S. 41. — Deutfche Bauz. 1897, S. 291. — Centralbl. d. Bauverw. 1897, S. 427, 439, 452- — Oeft. Monatsfchr. f. d. öff. Baudienft 1897, S. 126. — Baugwks.-Ztg. 1897, S. 583. — Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1900, S. 673.

1B6) Unter »Verbefferung fchlechten Baugrundes« follen im vorliegenden nicht etwa diefelben Einrichtungen und Verrichtungen verftanden werden, die man in einigen Teilen Deutfchlands und in manchen Büchern und Zeitfchriften unter dem Namen »künftliche Befeftigung des Baugrundes« zufammenfafst. Unter der letzteren, wenig zweckmäfsigen Bezeichnung werden nicht nur die Mittel verftanden, die dazu dienen, ftark nachgiebigen Baugrund weniger nachgiebig zu machen, fondern auch Fundamentkonftruktionen, wie Schwellrofte, Pfahlrofte etc. Letztere follten indes niemals als Mittel zur Befeftigung des Baugrundes angefehen werden; vielmehr find dies entweder die Fundamente felbft oder doch der wefentlichfte Teil derfelben. —

. Vergl. die Begriffsbeftimmung des »Fundaments« in Art. 335 (S. 283).

²

) Nach: La femaine des conftJahrg. 9, S. 90, 91.

³

17ä) Vergl. auch: Die in Amerika gebräuchliche Praxis der Drainirung von Wohnhäufern. Wiener Bauind. Ztg. 1885, S. 456. — Die Hausfundirung in gefundheitlicher Beziehung. Deutfehes Baugwksbl. 1892, S. 498, 512.

⁴

) Stellt man fich die Steine als Würfel von der Kantenlänge a vor, fo mufs

--y.-

tyogf

fein, wenn y das Gewicht der Raumeinheit Waffer, yo das Gewicht der Raumeinheit Stein, v die Gefchwindigkeit des Waffers, g die Befchleunigung der Schwere und f den betreffenden Widerftandskoeffizienten bezeichnen. Der Koeffizient von v kann im Mittel zu 10 angenommen werden.

⁵

   Vergl. auch: Wochbl. f. Arch. u. Ing. 1880, S. 85. — Zeitfchr. f. Bauw. 1886, S. 101. — Centralbl. d. Bauverw. 1886, S. 87; 1887, S. 314.

⁶

   Als Beifpiele von Bauwerken, welche durch Gleichgewichtsftörungen in den oberften Bodenfchichten gelitten haben, können die von den Bergrutfchen zu Aachen etc. berührten Gebäude genannt werden.

⁷

⁹⁹¹) Der unterhöhlte Baugrund in den Kohlenrevieren Rheinlands und Weftfalens hat mehrfach fchädliche Veränderungen erlitten. Die Stadt Elfen fteht auf einem Gelände, das der Steinkohlenformation angehört, von mehreren Kohlenflötzen durchfetzt und von einer Kreidemergelfchicht überlagert ift. Durch den Abbau jener Kohlenflötze erfährt die Mergel-fchicht teils durch Waflerentziehung, teils durch zeitweife Einbrüche örtliche Einfenkungen. Die Gebäude kommen alsdann entweder auf die durch die Einfenkungen gebildeten Mulden oder auf die betreffenden Sattel zu ftehen und werden hierbei einer Biegung ausgefetzt, welche das Reifsen der unteren Mauerfchichten und das Klaffen der Stofsfugen nach unten oder oben zur Folge hat.

3i8

In den von Endeil <S° Frommami, bezvv. Wiethoff20 7) veröffentlichten »Statiftifchen Nach weifen, betreffend die vollendeten und abgerechneten Preufsifchen Staatsbauten « find auch die Koften der »künft-lichen Fundierungen« für 1 qm überbauter Grundfläche angegeben. Da indes die Angaben über die Gründungstiefen fehlen, fo find Koftenvergleiche nicht gut anzuftellen. Geeigneter hierzu wären Angaben über den Preis für 1 cbm Gründungsbau (überbaute Grundfläche X Gründungstiefe), weil die Koften von der Gründungstiefe in hohem Mafse abhängig find ; allerdings kommt der Einflufs der letzteren im angewandten Gründungsverfahren einigermafsen zum Ausdruck.

Im folgenden wird mehrfach Gelegenheit fein, der Koften der verfchiedenen Fundamentkonftruktionen Erwähnung zu thun.

²⁰") In: Zeitfchr. f. Bauw. (Auch als Sonderabdruck erfcheinend.)

III. Teil, 2. Abteilung:

2. Abfchnitt.

Aufgebaute Fundamente.

Für die aufgebauten Fundamente ift kennzeichnend, dafs lie fall: ftets das Her-ftellen einer Baugrube erfordern, auf deren Sohle das Fundament unmittelbar (von unten nach oben) zur Ausführung kommt. Nur in fehr feltenen Fällen kann vom Ausfchachten einer Baugrube abgefehen werden; denn es ift nur bei fehr wenigen zu Tage liegenden, vollkommen widerftandsfähigen Felsarten zuläffig, ein Bauwerk unmittelbar darauf zu fetzen. Das im Hochbauwefen am häufigften angewendete Gründungsverfahren befteht vielmehr darin, dafs man die oberen, lockeren Boden-fchichten abgräbt und auf diefe Weife einen Baugrund zu erreichen trachtet, der vollkommen tragfahig oder doch fo widerftandsfälhg ift, dafs man durch eine geeignete Fundamentkonftruktion unmittelbar darauf gründen kann; in manchen Fällen (bei grofser Gründungstiefe, z. B. tief gelegenen Keller- etc. Räumen) ift man genötigt, auch noch einen Teil der tragfähigen Bodenfchicht auszuheben.

Die Sohle einer derart hergeftellten Baugrube mufs eine Geltalt und Lage erhalten, welche der Form und Lage der Fundamentbafis entfpricht (vergl. Art. 371 u. 372, S. 300 bis 302); auf der Sohle der Baugrube wird das Fundament »aufgebaut«, daher die im vorliegenden gewählte Bezeichnung »aufgebaute Fundamente«.

Diefe Gründungsweife ift den anderen Verfahren unbedingt vorzuziehen, weil fie geftattet, die Befchaffenheit des Bodens in allen Einzelheiten kennen zu lernen, die Sohle der Baugrube zu ebnen und zu reinigen und darauf das Fundament mit der erforderlichen Sorgfalt herzuhellen. Am vorteilhafteften ift es hierbei, die Baugrube in folcher Tiefe auszuheben, dafs ihre Sohle durch eine vollkommen tragfähige Bodenfchicht gebildet wird; alsdann läfst lieh auf derfelben ohne weiteres die Fundamentmauerung ausführen, wodurch gemauerte Fundamente entftehen. Diefem Verfahren giebt man mit Recht den Vorzug vor anderen. Ift es mit Rückficht auf die Koften oder aus anderen Gründen nicht ftatthaft, ein durchgehendes (volles) Fundamentmauerwerk auszuführen, fo trachtet man, wenigftens einzelne Fundamentpfeiler auf den tragfähigen Baugrund zu fetzen.

Kann man jedoch* mit der Aufftandfläche des Fundaments nicht auf eine genügend widerftandsfähige Bodenfchicht herabgehen, fo find entweder gefchüttete oder Schwellroftfundamente zur Ausführung zu bringen; zu erfteren gehören die aus Beton- und die aus Sandfchüttungen gebildeten Fundamente.

Vorftehend wurde im wefentlichen die Gründung von Bauwerken berückfichtigt, die auf der feften Erdoberfläche zu errichten find. Für Bauwerke, die am oder im

39¹-

Ueberficht.

offenen Waffer ausgeführt werden follen, wird die Baugrube durch geeignete Um-fchliefsungswände begrenzt und auch innerhalb diefer die allenfalls vorhandene lockere Bodenfchicht befeitigt, um auf ganz tragfähigem oder doch genügend widerftands-fähigem Baugrund unmittelbar gründen zu können.

Auch bei den verfenkten Fundamenten wird nicht feiten die Herftellung einer Baugrube erforderlich; doch reicht alsdann die Sohle der letzteren niemals bis auf die tragfähige Schicht, und das Fundament wird auch nicht auf diefer Sohle von unten nach oben aufgebaut.

Tm vorliegenden Abfchnitt wird zunächft die Herftellung der Baugrube be-fprochen und alsdann zur Vorführung der verfchiedenen Arten von aufgebauten Fundamenten gefchritten werden.

i. Kapitel.

Baugrube,

a) Baugrube im Trockenen.

392-

Fundament

gräben

und

Baugrube.

Wenn die Fundamente eines Gebäudes ausgeführt werden follen, fo werden entweder blofs die für die Aufsen- und Innenwände desfelben erforderlichen Bau-

gruben ausgehoben, wodurch letztere in die fog. Fundamentgräben übergehen. Oder es werden, falls unter dem Gebäude Keller oder andere unterirdifche Räume vorhanden fein follen, auch für diefe die Ausfehachtungen vorgenommen, fonach eine einzige grofse Baugrube gebildet. In diefem Falle wird zunächft die Baugrube bis zur Sohle der anzuordnenden unterirdifchen Räume ausgehoben, und erft innerhalb diefer werden die Fundamentgräben ausgefchachtet.

Diefes Verfahren darf nicht Anwendung finden, wenn das zu errichtende Gebäude unmittelbar an fchon beftehende Gebäude ftöfst und der Beftand der letzteren durch das Ausheben der grofsen Baugrube gefährdet würde. In folchen Fällen find zunächft nur die Fundamentgräben für jene Mauern auszufchachten, die winkelrecht zum Nachbargebäude gerichtet find ; durch fofortige Ausführung der betreffenden Grundmauern wird die Verftrebung der Nachbargebäude bewirkt.

Eine einheitliche Baugrube wird auch dann zur Ausführung gebracht, wenn es fich um die Gründung von Bauwerken handelt, die gröfsere gefchloffene Maffen bilden, wie Gedächtnisfäulen, Obeliske, monumentale Brunnen und andere Denkmäler.

393-

Abmeffungen

und

Die Tiefe der Baugruben, bezw. der Fundamentgräben ift durch die Boden-befchaffenheit und durch die Fundamentkonftruktion bedingt; fie ergiebt fich aus Querfchnitt. den in Art. 382 (S. 312) entwickelten Grundfätzen. Die wagrechten Abmeffungen gröfserer Baugruben übertreffen in der Regel die Grundrifsmafse des zu gründenden Bauwerkes. Um die Grundrifsfigur des letzteren wird meift ein Umgang gebildet, der mindeftens fo breit ift, dafs darauf ein Mann ftehen kann, alfo mindeftens 30, beffer 50 cm; bei gröfseren Gründungen wird bisweilen an einer oder auch an zwei Seiten ein Umgang angeordnet, der auch zur Lagerung und Fortbewegung ver-fchiedener Materialien zu dienen hat und dann eine Breite von l,oo bis 1,50 m erhält.

Die Fundamentgräben erhalten häufig keine gröfsere Sohlenbreite als fie durch die Breite der Fundamentbafis und durch die von der Zimmerung beanfpruchte Breite bedingt ift.

Der Rauminhalt der auszufchachtenden Bodenmaffen ift am geringften, wenn die Wandungen der Baugrube lotrecht find. Bei geringer Tiefe und fetterem Erdreich läfst fich eine derartige Begrenzung ohne weiteres erzielen ; fonft mufs eine

Zimmerung zu Hilfe genommen werden. Letztere erzeugt nicht feiten grofse Koften, fo dafs es unter Umftänden billiger fein kann, wenn man die Baugrube mit geböfchten Wandungen aushebt; eine vergleichende Koftenberechnung ift in der Regel ausfchlaggebend, den Fall ausgenommen, dafs es überhaupt unzuläffig ift, die Baugrubenwandungen anders als lotrecht herzuftellen.

Der letztgedachte Fall tritt namentlich bei ftädtifchen Bauten ein, wo durch Lagerung des ausgegrabenen Bodens, der Baumaterialien, durch Gerüfte etc. ichon fo viel Raum in Anfpruch genommen wird, dafs von geböfchten Grubenwandungen kaum die Rede fein kann.

1) Baugruben ohne Zimmerung.

Fefter Felfen, feft gelagertes Gerolle etc., kurz aller Boden, der in Art. 342 (S. 286) als »fehr gut« und als »gut« bezeichnet worden ift, kann in lotrechter Begrenzung abgefprengt, bezw. abgegraben werden. Auch etwas loferer (»ziemlich Zimmerung, guter«) Boden bleibt auf geringe Tiefen lotrecht anftehen ; insbefondere ift dies

häufig bei den Fundamentgräben der Fall, die innerhalb der erfchloffenen

Fig. 675.

Fig. 676.

f......^

394.

Baugruben

ohne

Ml

taps

w

Baugrube noch befonders ausgehoben werden und meift eine nur geringe Tiefe erhalten (Fig. 676).

Bei gröfserer Tiefe und bei noch lockererem Boden

(»fchlechterem«) werden die Gruben-, bezw.

Grabenwandungen ge-

böfcht ausgeführt (Fig. 675); die Böfchung wird, um an Ausfchachtungsmaffe zu fparen, möglichft fteil angelegt. Hat der abzugrabende Boden einigen Zufammen-

hang und ift die Tiefe keine zu grofse, fo genügt in der Regel eine halbmalige²⁰⁸) Böfchung (Fig. 676); fehr tiefe Baugruben und Fundamentgräben in leicht beweglichem Erdreich erhalten ein-, anderthalb-ijjlp malige, felbft noch flachere Böfchungen '■Æm- (Fig. 677). Die geböfchten Wandungen tiefer Baugruben erhalten in lotrechten Abftänden von Ipo bis 2,oom wagrechte Abfätze A (Fig. 677), welche Bermen, Bänke oder Bankette heifsen; diefelben oben herabfallende Erdteilchen

Fig. 677.

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1.5 -M.o

gp

vermehren die Haltbarkeit der Böfchungen ; von werden dafelbft aufgehalten; auch werden fie zur Lagerung und zur Fortbewegung von Materialien benutzt. Derlei Bermen füllten nicht weniger als

v-----

-CL--

mm

40 bis 50 cra Breite erhalten.

208) Die Bezeichnungen halbmalig, dreiviertelmalig, einmalig, ftinfviertelmalig, anderthalbmalig etc. geben bei den Böfchungen der Erdkörper das Verhältnis -- (fiehe nebenftehende Figur) oder die Kotangente des Böfchungswinkels O. an.

Handbuch der Architektur. III. i. (3. Aufl.)

395-

Baugruben

mit

Zimmerung.

396-

Wagrechte

Zimmerung.

2) Baugruben mit Zimmerung.

Soll eine Baugrube mit lotrechten Wandungen in einem Boden hergeftellt werden, der ohne Stützung in folcher Begrenzung nicht flehen bleibt, fo mufs eine fog. Zimmerung, Abfleifung, Abfpreizung oder Bolzung der Gruben Wandungen vorgenommen werden. Diefelbe wird in Holz ausgeführt und befteht im wefentlichen darin, dafs man an das zu ftützende Erdreich eine Verfchalung oder Bekleidung aus ftärkeren Brettern oder Bohlen legt und diefe durch weitere Hölzer entfprechend flützt. Die Schalbohlen können wagrecht oder lotrecht gelegen fein ; hiernach foll im folgenden zwifchen wagrechter und lotrechter Zimmerung unterfchieden werden.

Eine gute Baugrubenzimmerung foll folgende Bedingungen erfüllen:

a) Die Zimmerung foll fo fett fein, dafs fie dem in und neben der Baugrube befchäftigten Perfonal die nötige Sicherheit gewährt.

ß) Die Zimmerung foll möglichft wenig Holz erfordern, nicht nur, damit fie thunlichft geringe Koften erzeugt, fondera auch aus dem Grunde, um den Raum in der Baugrube thunlichft wenig zu verengen.

y) Um die zur Zimmerung dienenden Hölzer fpäter anderweitig verwenden zu können, follen fie möglichft wenig behauen und gefchnitten, überhaupt möglichft wenig bearbeitet werden.

8) Die Schalbohlen follen, foweit als thunlich, nur mit der Hand einzufetzen fein, s) Die verfchiedenen Zimmerungshölzer follen nach dem Gebrauch fich leicht entfernen laffen ; beim Befeitigen derfelben foll der anftehende Boden nicht zufammenbrechen.

£) Die Zahl der erforderlichen Holzforten foll eine möglichft geringe fein, a) Wagrechte Zimmerung. Handelt es fich um die Zimmerung einer ausgedehnten Baugrube, fo werden vor die Wandungen derfelben in Abftänden von 1,25 bis 2,oo m Pfähle p (P'ig. 678) in den Boden gefchlagen, hinter welche man die Schalbohlen b legt und die letzteren mit Erde hinterfüllt. Je gröfser der Erddruck

Fig. 678.

Fig. 679.

Fig. 680.

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11

ift, auf eine defto gröfsere Tiefe find die Pfähle einzurammen ; erforderlichenfalls flützt man fie durch Streben r (Fig. 679) oder verankert fie nach rückwärts, wie dies aus Fig. 680 erfichtlich ift. Die Stöfse der Schalbohlen müffen auf einen Pfahl treffen; noch beffer ifb es, die Bohlen nicht aneinander ftofsen, fondern einander übergreifen zu laffen. Letzteres empfiehlt fich namentlich dann, wenn der zu ftützende Boden feinkörnig, nafs und leicht beweglich ift, fo dafs er unter Um-ftänden aus den Fugen herausquillen würde. In einem folchen Falle werden auch die wagrechten Fugen zwifchen den übereinander liegenden Schalbohlen durch be-fondere Feilten gedeckt.

Wenn enge und langgeftreckte Baugruben, bezw. Fundamentgräben gezimmert werden follen, fo ändert man den eben befchriebenen Vorgang dahin ab, dafs man die zwei entgegengefetzten Wandungen wechfelfeitig gegeneinander abfteift; alsdann

Fig. 681.

Fig. 682.

Fig. 683.

ift das Einfchlagen von Pfählen nicht mehr erforderlich.

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1’.

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Fig. 684.

Bisweilen ift der Boden fo haltbar, dafs es genügt, nur an einzelnen Stellen Schalbohlen b (Fig. 681) an das Erdreich anzulegen und durch Steifen oder Spreizen 5 an dasfelbe anzudrücken; hierbei wird man, dem wachfen-den Erddruck entfprechend, die Zahl der Bohlen und Steifen nach unten zunehmen laffen. Bei lockerem Boden müffen beide Grubenwände vollftändig verfchalt werden (Fig. 682 u. 683). Um den Druck, den mehrere übereinander gelegene Bohlen b empfangen, auf eine gemeinfchaftliche Steife .y zu übertragen, ordnet man in diefem, wie im vorhergehenden Falle in Abftänden von 1,5 0 bis 2,oom lotrechte Hölzer (Bruftbohlen) a an, zwifchen denen die Steifen eingezogen werden. Da die Längen der letzteren nicht immer genau paffen, fo wird zwifchen dem einen Hirnende derfelben und dem betreffenden lotrechten Holze wohl auch ein Keil eingetrieben.

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Abfpriefswinde von Karl Birmel zu Freiburg i. B.

Das Eintreiben der Holzfteifen .?, bezw. der etwa in Anwendung kommenden Keile ift für gröfsere Baugrubentiefen nicht ganz gefahrlos; noch gröfser ift die Gefahr beim Ent-fteifen der Baugrube, alfo beim Herausfchlagen jener Steifen. Man hat deshalb auch fchon Steifen in Anwendung gebracht, die ganz oder zum gröfsten Teile aus Metall hergeftellt find und die mit Hilfe von Schrauben verlängert oder verkürzt werden können. Fig. 684 zeigt eine folche Vorrichtung ²⁰⁹).

Erwähnt feien auch die »Abfteifungsfpreizer«-, welche Otto M. Gefsner in Annaberg patentiert find. Die Spreize befteht aus ftarkem fchmiede-eifernem Rohr, welches mit einer Zackenkrone verfehen ift; mittels Ge-windefpindel und Kugelbewegung find leichte, bequeme und fichere Handhabung, fowie völlig ficheres Fefthalten der Schalbohlen ermöglicht.

Die lotrechten Hölzer a beftehen entweder aus mehreren Stücken (Fig. 682) oder für je 4 bis 5 Schalbohlen aus einem einzigen Stück (Fig. 683) ; letzteres ift für befonders ftarke Zimmerungen zu empfehlen. Indes können beim Ausfchachten der Baugrube die Steifen 5 und die lotrechten Hölzer a nicht fofort in die durch die obenftehenden Abbildungen veranfchaulichte Lage gebracht werden; denn es würde fonft nicht möglich fein, unterhalb einer fchon verlegten Schalbohle eine weitere anzubringen. Deshalb müffen während der Grabearbeit die Steifen nur vorläufig eingefetzt werden ; die lotrechten Hölzer werden erft fpäter angebracht.

Weder die Steifen a, noch die lotrechten Hölzer a brauchen fcharfkantig behauen zu fein; bei erfteren kann man jede Bearbeitung entbehren; letztere müffen an zwei Seiten regelmäfsig behauen werden. Die Schalbohlen b erhalten 4 bis 6cm

209) Ueber folche Vorrichtungen flehe : Haupt, G. Abfteifen und Entfteifen tiefer Baugruben durch Schrauben. Deutfche Bauz. 1886, S. 153. — Vorrichtung zum Feftfpannen der Spreizen bei Bodenausfchachtungen. Baugwks.-Ztg. 1897, S. 1602.

Dicke ; nicht feiten läfst man ihre Dicke von oben nach unten zunehmen. Die Steifen .y erhalten, je nach der geringeren oder gröfseren Breite der Baugrube, 12 X 12 bis 15 X 15 cm Querfchnittsabmeffung. Für die lotrechten Hölzer a verwendet man entweder Bohlen von der eben angegebenen Dicke oder, bei bedeutenderem Drucke, Hölzer von 8 bis 10 cm Dicke.

Fig. 685.

fp

i

Spiegel.

In folcher Weife laffen fich Baugruben von ziemlich grofser Tiefe (bis 8 m) auszimmern, wenn das Grundwaffer nicht hindernd entgegentritt. Zeigen fich beim Ausfchöpfen desfelben Schwierigkeiten, fo wird das Anbringen weiterer Schalbohlen erfchwert, bei fehr flarkem Wafferandrang fogar unmöglich gemacht. Alsdann wird die wagrechte Grundwaffer- \ Zimmerung nur bis etwas über den Grundwafferfpiegel fortgefetzt, und von hier aus werden lotrecht und dicht nebeneinander geflehte Bohlen in den Boden eingetrieben, fonach eine lotrechte Zimmerung angewendet (Fig. 685).

397-

Lotrechte

Zimmerung.

Fig. 686.

Fig. 687.

41

4-

ß) Lotrechte Zimmerung. Diefe kommt haupt-fachlich nur für engere Baugruben, bezw. für Fundamentgräben in Anwendung. Die lotrecht geflehten Schalbohlen b (Fig. 686) werden, je nach der Gröfse des Erddruckes, in Zwifchenräumen oder dicht nebeneinander angeordnet; fie werden in demfelben Mafse durch Hammerfchläge nachgetrieben, als die Ausfchachtung der Baugrube nach der Tiefe fort-fchreitet. Der Druck der Schalbohlen w’ird auf Gurthölzer c übertragen, zwifchen welche die Steifen .y eingefetzt werden.

MM

Mindeftens find zwei Reihen von Gurthölzern erforderlich, die eine oben, die andere unten; längere Schalbohlen werden nachträglich noch durch Zwifchengurte gegen Ausbauchen gefchützt (Fig. 687). Keile k dienen zur kräftigeren Abfleifung der Schalbohlen gegen die Gurthölzer.

Fig. 688.

öS

Ift die Baugrube fehr tief und der Boden locker, fo wird der Erddruck fehr grofs und die Reibung zwifchen Grubenwandung und Schalbohle fehr bedeutend. Das Eintreiben der letzteren erfordert alsdann einen grofsen Kraftaufwand; damit die Bohlen den heftigen Hammerfchlägen widerflehen und am Kopfe nicht zerfpalten, ift es angezeigt, den letzteren mit einem Eifenring zu umgeben. Auch empfiehlt es fich, die Keile k etwas zu lüften, fobald die Bohlen nachgetrieben werden füllen.

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Auch hier ift es nicht notwendig, Steifen und Gurthölzer fcharfkantig zu behauen ; erflere erhalten diefelben Querfchnittsabmeffungen, wie im vorhergehenden Falle, die letzteren 10 bis 12 cm Dicke. Die Bohlen werden je nach der Tiefe der Baugrube 4 bis 6 cm ftark gewählt und in Längen von 2,00 bis 2,05m angewendet. Bei gröfserer Grubentiefe wird unter die erfte Bohlenreihe noch eine zweite Bohlenreihe mit neuen Gurthölzern, wenn nötig noch eine dritte etc. Reihe angeordnet. Damit die Grube nach unten zu nicht enger werde, ift jede neue Bohlenreihe fchräg zu führen (Fig. 688).

Eine derartige Baugrubenzimmerung wird befonders fchwierig, wenn die Bodenbefchaffenheit wechfelt, wenn man unter die Fundamentfohle benachbarter Gebäude zu gehen hat, wenn viel Waffer zu bewältigen ift, wenn neben der Baugrube Gegenflände fich im Boden befinden,- welche gegen jede, felbft noch fo geringe Bewegung zu fchiitzen find, wie Steinzeugrohre etc.²¹⁰).

Handelt es fich um die Zimmerung enger und felir tiefer Baugruben, fo übergeht die vorflehend befchriebene Grubenzimmerung in die im Berg- und Tunnelbau übliche Schachtzimmerung²¹¹).

Ift eine Baugrube in ftark naffem und leicht beweglichem Boden, der unmittelbares Wafferfchöpfen nicht geftattet, herzuftellen, fo treibt man ftatt der Schalbohlen ftärkere Spundbohlen oder -Pfähle ein; wenn notwendig erhöht man die durch die Spundung hervorgebrachte Dichtung noch durch einen Thonfchlag etc.

39®-

Vergleich

der

Zimmerungen.

Y) Ein Vergleich beider Zimmerungsverfahren ergiebt für die wagrechte Zimmerung folgende Vorteile:

Ct) Man ift in den Längenabmeffungen der Hölzer nur wenig befchränkt.

b)    Die Schalbohlen leiden nicht fo fehr, wie bei der lotrechten Zimmerung (infolge der Hammerfchläge).

c)    Man kann in einfacher Weife, dem mit der Tiefe zunehmenden Erddrucke entfprechénd, die Zimmerung nach unten an Stärke zunehmen laffen.

b) Die wagrechte Zimmerung kommt unter gewöhnlichen Verhäitniffen bei engen und langgeftreckten Baugruben von nicht zu grofser Tiefe billiger zu ftehen, als die lotrechte Zimmerung.

e) Erftere verdient bei ausgedehnteren Baugruben, bei denen fich nicht eine Wand gegen die andere abfteifen läfst, unbedingt den Vorzug; die lotrechte Zimmerung läfst fich in einem folchen Falle nicht einfach genug in Anwendung bringen.

Dagegen zeigt die lotrechte Zimmerung nachftehende Vorteile :

a) Diefelbe läfst fich nach unten, namentlich bei gröfseren Tiefen, leicht fortfetzen.

b)    Sie erzeugt, befonders im unteren Teile, infolge der kleineren Zahl von Steifen, eine geringere Einengung des Raumes in der Baugrube, wodurch der Verkehr erleichtert wird.

c)    Man kann jede Schalbohle durch einen Keil befonders an das Erdreich andriicken.

b) Selten geht eine oder die andere Schalbohle dadurch verloren, dafs fie fich aus dem Grunde nicht mehr herausziehen läfst.

e) Starker Grundwafferandrang ift weniger ftörend, wie bei der wagrechten Zimmerung.

In allen Fällen, wo man es mit befonders naffem und lockerem Boden und mit Baugruben von geringer Länge zu thun hat, ift die wagrechte Zimmerung der lotrechten vorzuziehen.

3) Ausfchachtung und Trockenlegung.

399-

Ausfchachtung.

WOZU

Die Löfung des auszuhebenden Bodens gefchieht meift mittels Grabearbeit, bei feftem Geftein mittels Sprengarbeit ; die Einzelheiten diefer Bodengewinnung find in Teil I, Band .5 (Abt. 6: Bauführung) diefes »Handbuches« behandelt worden. Die Befeitigung der gelöften Bodenmaffen aus der Baugrube gefchieht meift mittels Schaufelwurf ; bei gröfserer Tiefe (über 2 m) wird ein Umwerfen erforderlich

210) Ein zweckmäfsiges Zimmerungsverfahren für folche Fälle teilt Manck mit in: Deutfche Bauz. 187F, S. 227. 2!1) Ueber den bergmännifchen Ausbau von Schächten vergl. :

Rziha, F. Lehrbuch der gefammten Tunnelbaukunft. Band 2. Berlin 1872. S. 426.

Serlo, A. Bergbaukunde. 2. Aufl. Band 1. Berlin 1873. S. 289.

Sickel, C. A. Die Grubenzimmerung. Abth. 2: Schachtzimmerung etc. Freiberg 1873.

Schoen, J. G. Der Tunnel-Bau. 2. Aufl. W'ien 1874. S. 133.

Fig. 690.

Fig. 691.

Grundzangen.

mittels Stiel (Fig. 691) gehandhabt wird.

Der Wolf, der zum Verfetzen von Quadern dient, kann für das Lieben von Steinen gleichfalls Verwendung finden; fehr grofse Steine zerkleinert man wohl auch zunächft durch Sprengen mittels Pulver oder Dynamit.

den Schalbohlen der Grubenzimmerung ift mit Erfolg in Anwendung gekommen.

In manchen Fällen zeigen fich in der Baugrube einzelne Quellen; man trachte diefelben zu verfchliefsen, bezw. unfchädlich zu machen, teils um an Wafferfchöpfen zu fparen, teils um das Auflockeren des Bodens zu verhüten.

Mittel hierzu find :

a) Man ermittelt den Lauf der Quelle und fängt diefelbe an einem oberhalb gelegenen

Punkte ab.

ß) Man verftopft die Quelle, am einfachften durch Einfchlagen eines hölzernen Pfahles; diefes Mittel hat nicht immer den erwiinfchten Erfolg, namentlich nicht in ftark durchläffjgem Boden, weil infolge des erhöhten Druckes das Waffer fich einen anderen Weg flicht; an einer anderen Stelle entfteht eine neue Quelle.

y) Man fperrt die Quelle durch eine dichtende Betonfchicht ab.

0) Man treibt ein eifernes Rohr von entfprechender Höhe in die Quelle; das Waffer 7 der letzteren fteigt im Faffungsrohr empor, wenn gehöriger Druck vorhanden ift, fogar über den Grundwafferfpiegel.

Bisweilen müffen aus der Baugrube gröfsere Steine, Baumftämme, Pfähle etc. unter Waffer hervorgeholt werden.

Baumtlämme und Pfähle werden am beften mittels Ketten hervorgeholt; das Faffen derfelben gefchielit dadurch, dafs man die Kette mit einer Leine unter dein Stamm hindurchzieht; letztere wird mittels eines mit langem Stiel verfehenen eifernen Bügels durchgefleckt. Für kleinere Stämme verwendet man lange Holzfchrauben, an denen die Kette beteiligt ift und die von oben eingefchraubt werden.

Gröfsere Steine werden mittels der Teufelsklaue oder Greifzange (Fig. 689) gehoben; zum Hervorholen kleinerer Gegenftände dient die Grundzange, die entweder mittels Kette (Fig. 690) oder

b) Baugrube am und im Waffer.

Bisweilen find Baugruben auszufchachten und trockenzulegen, in deren Nähe fich ein offener Wafferlauf, ein Teich, ein See etc. befindet. Befteht der Erdkörper zwifchen Bauftelle und Waffer aus einem durchläffigen Material, wie Kies, Sand etc., fo würden beim Ausfchöpfen des Waffers aus der Baugrube die im vorhergehenden Kapitel fchon angedeuteten Uebelftände eintreten. Deshalb dichte man in einem folchen Falle jene Seitenwandung der Baugrube, welche dem offenen Waffer zugekehrt ift; am einfachften und vorteilhafteften gefchieht dies durch eine kräftige Spundwand, deren Wafferdichtheit man, wenn dies notwendig werden follte, auch noch durch einen hinter diefelbe zu bringenden Thonfchlag erhöhen kann.

Bei Bauwerken, die unmittelbar am Waffer, an einem Flufs, See etc. zu errichten find, wird die Baugrube an drei Seiten durch das anftehendę Erdreich zu begrenzen fein, während an der vierten, dem Waffer zugekehrten Seite ein künft-licher Abfchlufs gebildet werden mufs. Derfelbe kann aus einer Spundwand, einer Pfahlwand oder einem Fangdamm beftehen; derlei Wände müffen ftets ein genügendes Stück in den Uferboden hinein fortgefetzt werden, damit das Hinterfpülen derfelben verhütet wird.

Dafs Hochbauten unmittelbar an einem Fluffe, See etc. auszuführen find, ift ein verhältnismäfsig feltener Fall ; noch viel feltener kommt es vor, dafs Hochbauten

401.

Baugrube

am

Waffer.

402.

Baugrube im Waffer.

im offenen Waffer felbft errichtet werden follen.

Deshalb wird es gerechtfertigt fein, wenn im nachftehenden die Herftellung der Baugrube im Waffer nur in allgemeinen Umriffen behandelt, im übrigen jedoch auf jene Litteratur¹) verwiefen wird, die fich mit der Gründung der Strombrückenpfeiler und anderer im offenen Waffer zu errichtender Ingenieurbauwerke befchäftigt.

Soll im offenen Waffer eine Baugrube hergeftellt werden, fo ift die Bauftelle durch dichte Umfchliefsungswände nach allen Seiten zu begrenzen. Das Mafs der zu erreichenden Wafferdichtheit hängt davon ab, ob man die Baugrube ausfchöpfen oder ob man nur erzielen will, dafs das in der Baugrube befindliche Waffer keine Strömung hat. Das letztere genügt u. a., wenn man ein Betonfundament unter Waffer ausführen will.

Nach Vollendung des Fundaments werden die Umfchliefsungswände ganz oder zum gröfsten Teile entfernt.

Die Umfchliefsung der Baugrube im Waffer gefchieht, je nach dem Baugrund, dem Bauftoff und der Waffertiefe :

i) Durch. Spundwände. Die Konftruktion folcher Wände ift bereits in Art. 154 u. ff. (S. 112 u. ff.) befprochen worden. Es ift nur fchwer möglich, mittels einer Spundwand eine vollkommen wafferdichte Umfchliefsung der Baugrube zu bilden; fie empfiehlt fich deshalb insbefondere für jene Fälle, in denen man Fundamente aus Beton, Betonpfahlroften etc. herzuftellen beabfichtigt.

Soll die Wafferdichtheit einer Spundwand erhöht werden, fo mufs man dies durch wafferdichte Leinwand, durch Ausftopfen der Fugen mit Werg oder Moos, durch Eingiefsen von Zement in die Fugen etc. zu erreichen trachten. Ift der Wafferdruck grofs, fo muffen die Spundw'ände noch gefttitzt werden, was entweder durch verdrehte Pfähle oder durch Steinfchüttungen gefchehen kann.

Die Spundwand bleibt mit dem unteren Teile (nachdem der obere Teil abgefchnitten werden ift) häufig als Schutz des Fundamentkörpers gegen Unter-wafchen, gegen Ausweichen des Baugrundes etc. flehen.

Fig. 692.

Fig. 693.

Fig. 694.

2)    Durch Pfahlwände. Bei gröfsere Waffertiefe ift der Wafferdruck fo grofs, 111111111p dafs Spundwände nicht mehr die nötige Standfeftigkeit haben ; alsdann werden fie durch 25 bis 30cm ftarke Pfahlwände (Fig. 692 bis 694) erfetzt. Die Pfähle erhalten an der Langfeite keine Spundung; daher ift die Wafferdichtheit einer folchen Wand noch geringer, als bei der Spundwand. Die Dichtung wird mit den gleichen Mitteln, wie vorher, erzeugt.

3)    Durch Erddämme. Ift man im Raume nicht befchränkt und ift die Waffertiefe nicht grofs, fo kann man die Baugrube mit Erddämmen umfchliefsen. Der Grad der Wafferdichtheit ift nicht bedeutend ; man kann diefelbe vermehren, wenn man eine Stülpwand (fiehe Art. 185, S. 137) errichtet und die Erde gegen diefe fchüttet.

Ueberfteigt die Waffertiefe etwa !■", fo fchlägt man rings um die Bauftelle Pfahlreihen (lotrecht oder auch fchräg) ein, überdeckt diefelben durch Holme und lehnt gegen diefelben eine Bretter- oder Bohlenwand. Gegen die letztere kommt die Erdfchtittung zu liegen.

Sand, Kies etc. find für folche Dämme ungeeignet. Kleiboden, Thon mit Sand gemengt, Milt, Dünger etc. eignen fich am bellen.

4) Durch Kaftenfangdämme. Die gröfste Standfeftigkeit und Wafferdichtheit kann man mit Kaftenfangdämmen erzielen. Sie beftehen aus zwei Holzwänden, zwifchen denen ein möglichft wafferundurchläffiger Füllftoff eingebracht wird (Fig. 695 u. 696).

Die Holzwände beftehen entweder aus dicht nebeneinander gefchlagenen Pfählen oder aus Bretter-, Stülp- und Spundwänden w, die durch Pfahlreihen a gefttitzt werden. Zur Längsverbindung dienen Holme

695-

Fig. 696.

b.

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Kaftenfangdämme. —

und Gurthölzer c; um beim Einbringen der Füllung das feitliche Ausweichen der beiden Wände zu ver-hüten, bringt man eine Querverbindung e an, die entweder aus hölzernen Zangen oder eifernen Ankern beftehen kann.

Zur Füllung f ift frifcher Kleiboden (fette, lehmige und thonige Erde) am bellen geeignet, weil er am dichteflen ift; ein Gemenge aus Sand und Thon lieht diefem Fülllloff am nächften ; der Thon allein ift ungeeignet, weil er Hohlräume bildet. Betonfüllung erzeugt den höchllen Grad von Wafferdichtheit, kommt jedoch am teuerften zu liehen.

5)    Durch Schwimm haften ohne Boden. Ein feitlich gefchloffener, meift hölzerner Kalten, der in der Grundrifsgeftalt dem zu gründenden Bauwerke entfpricht, wird auf die Sohle des Wafferlaufes etc. gefenkt; der Erfolg ift nahezu derfelbe, wie bei einer Umfchliefsung durch Spundwände.

6)    Durch Schwimmkaften mit Boden, auch Senkkaften, Senkfchiff oder Caiffon genannt. Die Form eines folchen Kaftens entfpricht gleichfalls der Grundrifsgeftalt des zu errichtenden Bauwerkes; durch Verfpannung und Kalfaterung der einzelnen Teile wird ein hoher Grad von Wafferdichtheit erreicht. Der Boden bleibt unter dem Fundament (als liegender Roft, fiehe Art. 439) liegen; die Seitenwände werden entfernt.

Das Trockenlegen der Baugrube, das etwa notwendige Vertiefen derfelben, das Hervorholen von gröfseren Steinen, Baumftämmen etc. gefchieht wie unter a, 3.

c) Gefriergründung.

4°3-

Gefrier-

gründung.

Wenn die Bodenfchicht, auf der gegründet werden Toll, ftark wafferhaltig ift, namentlich wenn man es mit fog. fchwimmendem Boden zu thun hat, fo kann man die Baugrubenumfchliefsung auch in der Weife bilden, dafs man um das künftige Bauwerk herum einen fog. Froftcylinder herftellt. Durch in den Boden ver-

fenkte Eifenrohre wird eine Kältemifchung' eingeführt, wodurch die diefen Rohren zunächft gelegenen Bodenmaffen zum Gefrieren gebracht werden. Innerhalb des fo entftandenen ringförmigen Froftcylinders können die lockeren Bodenmaffen ausgehoben werden und kann der Fundamentkörper zur Ausführung kommen.

Diefes Poetfeh patentierte Verfahren ift bisher hauptfächlich beim Abteufen von Schächten in Anwendung gekommen, und zwar mit gutem Erfolg. Es hat auch im Grundbau Eingang gefunden. Als Träger der Kälte wird eine Chlorcalcium- oder Chlormagnefiumlauge benutzt.

2. Kapitel.

Gemauerte Fundamente.

404.

Allgemeines.

a) Vollgemauerte Fundamente.

Diefe Art von Fundamenten, die aus einer ununterbrochenen, maffiven Mauerung beftehen, kommen im Hochbauwefen am häufigften vor und werden auch mit Recht, ihrer Einfachheit und Sicherheit wegen, allen anderen Gründungsverfahren vorgezogen.

Das Fundamentmauerwerk ift ftets auf vollkommen tragfähigen Baugrund zu fetzen; die auszufchachtende Baugrube, bezw. die Fundamentgräben erhalten dem-entfprechend mindeftens eine Tiefe, welche der Mächtigkeit der lockeren, nicht tragfähigen Bodenfchichten gleichkommt. Erhält das zu errichtende Gebäude unterirdifche Räume und reicht deren Sohle noch in die tragfähige Schicht hinein, fo führt man die Sohle der Fundamentgräben, bezw. die Aufftandfläche des Fundamentmauerwerkes noch

Fig. 697.

Fig. 698.

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405-

Fundament

mauerung.

0,5o bis l,oo m unter die Sohle jener Räume hinab (Fig. 697 u. 698).

Nachdem die Baugrube, bezw. die Fundamentgräben ausgehoben, hierbei erforderlichenfalls trocken gelegt worden find, wird ihre Sohle möglichft abgeglichen und geebnet. Soll die Aufftandfläche des Fundaments abfatzförmig hergeftellt werden (vergl. Art. 381, S. 310) oder foll das Fundamentmauerwerk zahnförmig in den Baugrund eingreifen (flehe ebendaf), fo bereitet man die Grabenfohle in entfprechender Weife vor.

Alsdann wird auf der Baufohle ein Mörtelbett ausgebreitet und in diefes die unterfte Schicht des Fundamentmauerwerkes verlegt. Bei der hierauf folgenden weiteren Herftellung der Fundamentmauerung ift insbefondere auf die anzuordnenden Fundamentabfätze Rückficht zu nehmen; in der Höhe eines jeden derfelben hat eine Abgleichung des Mauerwerkes ftattzufinden. Mufste die Baugrube künftlich trocken gelegt werden, fo ift das Wafferfchöpfen während der Grundmauerung fortzufetzen.

Wird das Fundamentmauerwerk auf Felfen aufgefetzt, fo foll die Oberfläche des letzteren nicht zu glatt fein ; fie mufs nötigenfalls aufgerauht werden, damit das darauf ausgebreitete Mörtelbett fich beffer damit verbindet. Höhlungen und Klüfte, die etwa im felfigen Untergrund vorhanden find, werden ausgemauert, ausgegoffen oder mit Gewölben überfpannt.

ift:.

406.

Material.

Für die unteren Schichten des Fundamentmauerwerkes verwende man mög-lichft grofse, lagerhafte und harte Steine; diefelben follen um fo gröfser und um fo härter fein, je gröfser der vom darüber ftehenden Bauwerk ausgeübte Normaldruck Insbefondere find für die unterfte Mauerfchicht Steine von thunlichfter Regel-mäfsigkeit und nicht zu kleinen Abmeffungen zu verwenden. Bei ftärkerem Drucke find am beften rauhe Quader, jedenfalls aber lagerhafte, gut zugehauene Bruchfteine zu verwenden; je nach der Gröfse der Belaftung find derlei Steine 15 bis 50 cm dick zu wählen.

Hie und da (in Baden etc.) ift es, mit gutem Erfolg, üblich, als unterfte Lage des Fundaments fog. Bodenplatten anzuwenden; dies find 20 bis 30 cm dicke, 80 bis 90cm breite und l,oo bis l,so¹¹¹ lange Sandfteinplatten, auf welche mit lagerhaften Bruchfteinen gemauert wird.

Wenn der Baugrund einige, wenn auch nicht gefährliche Prefsbarkeit befürchten läfst, fo führe man die unteren Schichten des Fundamentmauerwerkes in Rollfchichten aus. Die Sohlenfchicht befteht alsdann aus grofsen, hochkantig geftellten Quadern oder regelmäfsig behauenen Bruchfteinen; bei Verwendung der letzteren werden die Fugen mit kleineren Steinen ausgekeilt und gut mit Mörtel ausgefüllt.

Aus dem Getagten geht hervor, dafs fich Backfteine im allgemeinen nur wenig für Phindamentmauerwerk eignen. Nur bei Bauwerken, die einen geringen Druck auf den Baugrund ausiiben, ferner in Fällen, wo gröfsere natürliche Steine nur fchwer und blofs mit unverhältnismäfsig grofsen Koften herbeizufchaffen find, verwende man Backfteine, jedoch nur folche von befter Befchafifenheit, namentlich fcharf gebrannte Klinker. In Art. 32 (S. 29 u. 30) wurde bereits getagt, dafs fich für folche Fundamente der Stromverband empfiehlt, und auch feine Durchführung dort angegeben.

Für Fundamentmauerwerk von geringerer Dicke und Tiefe, das im Trockenen ausgeführt wird, genügt gewöhnlicher Luftmörtel ; bei Gründungen im Waffer ift ftets hydraulifcher, am beften rafch erhärtender Zementmörtel zu verwenden. Allein auch dickes und tiefes Fundamentmauerwerk, das nicht im Waffer auszuführen ift, erfordert die Benutzung von hydraulifchem Mörtel, weil der Luftmörtel im Inneren nicht genügend hart wird. Die Verwendung hydraulifchen Mörtels empfiehlt fich um fo mehr, je kleiner die zur Grundmauerung benutzten Steine find, alfo auch dann, wenn Backfteine genommen werden mtifien.

407.

Ausführung.

Bei der Herftellung des Fundamentmauerwerkes ift darauf zu achten, dafs mit Hilfe gröfser Binderfteine ein guter Verband erzielt werde. Das Mauerwerk nur aus äufseren Schalen herzuftellen und den Kern aus Füllmauerwerk von ganz unbearbeiteten Steinen beftehen zu laffen, ift ein Verfahren, das zwar leider häufig genug vorkommt, aber als fchlecht bezeichnet werden mufs.

Weiters ift danach zu ftreben, dafs das Fundament thunlichft als fog. zwei-häuptiges Mauerwerk ausgeführt werde. Bei Fhindamentgräben mit lotrechten Wänden (Fig. 698) ift dies nur fchwer zu erreichen ; wenn hingegen die unterfte Mauerfchicht eben an den Fufs der geböfchten Baugrubenwand herantritt (Fig. 697), fo bleibt das übrige Fundamentmauerwerk ganz frei, fo dafs es in feinen Aufsenflächen folid und kunftgerecht ausgeführt werden kann und die Luft unbehinderten Zutritt hat.

400.

Trockenlegung

etc.

Zwifchengerüfte oder Bühnen notwendig find, wenn nicht die fchon erwähnten Bermen dazu verwendet werden. Bei Tiefen, die etwa 4 bis 6 m überfchreiten, wird das Emporfchafifeti mittels Eimer und Hafpelwelle vorteilhafter. Auch über die Erdbewegung ift in der »Bauführung« das Nähere zu finden.

Tritt in die Baugrube kein Waffer ein, fo kommt zur Löfung und Befeitigung der Bodenmaffen erforderlichenfalls nur noch die Zimmerung der Baugrube hinzu. Reicht jedoch die Ausfchachtung unter den Grundwafferfpiegel, fo ift als vierte Arbeit noch das Trockenlegen der Baugrube in Betracht zu ziehen. Diefe Arbeit ift nur dann entbehrlich, wenn man die Löfung des Bodens mittels Baggervorrichtungen unter Waffer vornimmt ; doch kommt dies im Hochbauwefen verhältnismäfsig feiten vor.

Das Trockenlegen der Baugrube gefchieht in folgender Weife : a) Man gräbt um die Bauftelle eine Rinne, in welche das Waffer während der Arbeit abfliefst.

ß) Man legt neben der Baugrube Brunnenfehächte an, und zwar nach der Richtung hin, von welcher die Wafferadern zuftrömen ; in diefen Schächten wird der Wafferfpiegel fo tief abgefenkt, dafs er unter der Sohle der Baugrube gelegen ift; man fchafft durch diefes Mittel nicht nur eine trockene, fondera auch eine fette Baugrube.

gebracht²).

Man hat zum gleichen Zwecke auch fchon eine gröfsere Zahl von Rohrbrunnen

zur

Ausführung

Y) Man fchöpft das Waffer mittels Pumpen oder anderer W'afferfchöpfmafchinen Bei diefer Arbeit ftellt man häufig auf der Sohle der Baugrube noch eine kleine Grube, den fog. Sumpf her, aus dem das Schöpfwerk das Waffer unmittelbar hervorholt.

aus.

Man erreicht durch Anlage eines Sumpfes den Vorteil

dafs man die Sohle der Baugrube ganz wafferfrei machen kann und dafs fich darin die groben Verunreinigungen des zu fchöpfenden Walkers ablagern. Indes erweifen fich folche Sümpfe nicht immer zweckmäfsig ; man fchafft häufig durch derartige Vertiefungen dem Zudrange des Waffers ein befonders giinftiges Gefälle, und es wird eine grofse Ge-fchwindigkeit erzeugt. Hierdurch wird nicht feiten das Aus- und Unterwafchen des fpäter herzuftellenden,

gemauerten oder betonierten Fundamentkörpers eingeleitet. Man mufs deshalb, falls man einen Sumpf anlegt, folche Stellen vermeiden, durch deren Vertiefung man dem Grundwaffer einen befonders kräftigen Zutritt verfchaffen würde.

Befondere Vorficht erfordert das Trockenlegen der Baugrube in kiefigem und fandigem Boden ; da \ folches Bodenmaterial ftark durchläffig ift, fo dringt das Waffer bisweilen um fo heftiger nach, je kräftiger man fchöpft. Auch wird Sand- und feiner Kiesboden durch den andauernden Wafferzutritt merklich gelockert ; grober Kiesboden leidet darunter nicht ; feiner Sand wird in Triebfand verwandelt.

In folchen' Fällen mufs die Dichtung der Baufohle mittels einer Betonfchicht vorgenommen werden; wird auch für die Seitenwände der Baugrube eine Dichtung erforderlich, fo fchlage man Spundwände. Auch das Kalfatern der Fugen zwifchen

Fig. 689.

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<S)

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Greifzange.

Es ift von Wichtigkeit, dafs das Fundamentmauervverk entfprechend austrockne, weil es nur fo gehörig »abbinden« kann. Deshalb follte es möglichft vermieden werden, den Zwifchenraum zwifchen Grundmauer und Baugrubenwandung fofort nach der Ausführung der erfteren mit Erde auszufüllen. Allerdings läfst fich diefes Verfahren kaum umgehen, wenn der Fundamentgraben mit lotrechten Wandungen ausgefchachtet wurde und feine Breite die Dicke der Fundamentmauerung nur um weniges überfteigt²¹⁴).

Im Anfchlufs an die Fundamentmauern ift Boden oder Baufchutt, der mit organifchen Stoffen verunreinigt ift, zu vermeiden, ebenfo Kohlenfchlacken und Rufs, weil bei deren Auslaugen durch Regen Schwefel- und Stickftoffverbindungen (Salpeter) an das Mauerwerk gelangen, fein Austrocknen hindern, ja fogar den Mörtel erweichen.

Bislang wurde vorausgefetzt, dafs die Fundamentmauerung in einer überhaupt wafferfreien oder in einer trockengelegten Baugrube ausgeführt wird. Obwohl dies das gewöhnliche Verfahren bildet, fo kommen doch auch Fälle vor, in denen man das Waffer nicht ausfchöpfen kann, insbefondere dann, wenn durch das nachdringende Waffer der Boden zu fehr gelockert würde. Es ift nun allerdings in folchen Fällen am vorteilhafteften, ein Betonfundament herzuftellen ; will man indes ein gemauertes Fundament zur Ausführung bringen, fo mtiffen gröfsere Fundamentquader im Waffer verlegt itnd auf diefe erlt das gewöhnliche Mauerwerk aufgefetzt werden.

Für Mafchinenfundamente verwendet man mit Vorteil Afphaltmauerwerk. Die von Dampfmafchinen, Prägemafchinen etc. herrührenden Schwingungen erzeugen auf ftarrem Auflager eine Gegenwirkung, wodurch ihr für das Gebäude nachteiliger Einflufs noch erhöht und der ruhige, fanfte Gang der Mafchinen fehr beeinträchtigt wird. Afphaltmauerwerk, ebenfo der im nächften Kapitel noch zu erwähnende Afphaltbeton begegnen den gedachten Mifsftänden in trefflicher Weife.

Nach Malo ftelle man zur Ausführung von Afphaltmauerwerk zuerft eine Form her, die innen mit glattgehobelten Brettern verkleidet ift. Reiner Maftixafphalt, der durchgekocht und auf etwa 180 bis 200 Grad erhitzt ift, wird zunächft auf 5 bis 6cm Höhe in diefe Form gegoffen; in diefes Bad legt man Steine von ungleicher Gröfse, foviel als möglich vorgewärmt, und ordnet fie fo, dafs die Zwifchenräume auf ein thunlichft kleines Mafs herabgemindert find. Auf diefe Steinlage giefst man eine weitere Menge heifsen Maftix, welcher die Fugen der Steinlage ausfüllt; hierauf bringt man in gleicher Weife eine zweite Steinlage auf, wobei die Steine gut in Verband zu legen find ; alsdann folgt ein drittes Maftixbad, eine dritte Steinlage und fo fort, bis die ganze Form ausgefüllt ift.

Man kann die Koften des Afphaltmauerwerkes verringern, ohne feine Vorzüge beträchtlich zu vermindern, wenn man den inneren Kern des Fundamentkörpers aus gewöhnlichem Mörtelmauerwerk herftellt ; nur der freie Raum zwifchen diefem Kern und den Wänden der Gufsform wird alsdann mit Afphaltmauerwerk ausgefüllt²¹⁵).

Wurde für eine längere Mauer die Aufftandfläche des Fundaments abgetreppt und haben die Stufen eine gröfsere Länge, fo ift bei ftark belafteten Bauwerken, Abtreppungen wie dies bereits in Art. 381 (S. 310) gefagt wurde, der über jeder Stufe flehende Mauerkörper unabhängig von dem benachbarten auszuführen,

Verankerungen, damit nicht durch ungleichmäfsige Setzungen Riffe hervorgebracht werden (fiehe auch Art. 380, S. 309).

Man hat bei fteil abfallendem Felfen wohl auch in der Querrichtung der Mauern Abfätze angeordnet (Fig. 699) ; indes ift dies nur bei fehr grofser Mauerdicke und geringer Belaftung oder nur dann zu empfehlen, wenn es fich um die Gründung von Einfriedigungsmauern oder ähnlichen untergeordneten Bauwerken handelt. Sonft können bei ftarkem Drucke leicht fchädliche Spaltungen im Mauerwerk hervorgerufen werden.

Sind in dem über den Grundmauern aufzuführenden Tagmauerwerk gröfsere Oeffnungen vorgefehen, wie z. B. Hausthore, gröfsere Schaufenfter und Bogen-

408.

Afphalt-

niauerwerk.

409.

Mauerwerk

mit

und

Oeffnungen,

Fig. 699.

■KSB

214)    Siehe auch: Ueber mangelhafte Ausführung von Fundamentmauerwerk. Centralbl. d. Bauverw. 1881, S. 52.

215)    Siehe auch : Dorbigny, L. L' afphalte employé pour fondation des machines. Lafemaine de conft. 1886—87, S. 250.

Heilungen etc., fo ift das Fundamentmauer werk diefen Durchbrechungen entfprechend nur dann zu unterbrechen, wenn der ftehenbleibende Boden aus Felfen oder einem Geftein befteht, das diefelbe Fertigkeit wie das Mauerwerk hat; in den meiften Fällen jedoch wird die unter den Mauerdurchbrechungen durchgehende Fundamentmauerung vorzuziehen fein, damit nicht das Ausweichen der letzteren infolge der in der Regel ifolierten und meift auch gröfseren lotrechten Drücke ftattfindet.

Steht zu befürchten, dafs das Fundamentmauerwerk fpäter, infolge ftark unterhöhlten Baugrundes etc., fchädlichen Biegungen ausgefetzt werden wird, fo vermehre man die Zugfertigkeit desfelben durch Einziehen fchmiedeeiferner Zuganker. (Vergl. auch Teil III, Bd. 6 diefes »Handbuches«, Abt. V, Abfchn. i, Kap. 3: Sicherungen gegen die Wirkung von Bodenfenkungen und Erderfchütterungen.)

Solche eiferne Verankerungen wurden von Otto in einem Falle angewendet, wo ungleichmäfsiges Setzen und infolgedeffen Riffebildung zu erwarten war.

Diefe Konftruktion, welche vom Ausführenden »Mauerroft« genannt wird, befteht darin, dafs das aus Backfteinen in verlängertem Zementmörtel ausgeführte Fundamentmauerwerk durch Bandeifeneinlagen verfteift und verankert w'urde; zu gröfserer Sicherheit wurden noch von Aufsen- zu Aufsenmauer durchgreifende Längs- und Queranker eingezogen. Die Bandeifen hatten 3 X 25 mra Querfchnitt und wurden in zwei Lagen, eine untere und eine obere, in etwa 10 cm Abttand verlegt²¹⁶).

Ueben die Mauern eines Gebäudes einen ftarken Druck auf den Baugrund aus, fo dafs ein zu bedeutendes Einfinken ihrer Fundamente zu erwarten ift, fo fucht man den Druck dadurch auf eine gröfsere Fläche zu verteilen, dafs man, zwifchen den Mauerfundamenten umgekehrte Gewölbe einfpannt. Letztere find auch dann fehr wirkfam, wenn infolge des grofsen Druckes zu befürchten ift, dafs der Boden

feitlich ausweicht und längs der Mauerfundamente emporfteigt; einem folchen Auftriebe wird durch umgekehrte Gewölbe beffer entgegengewirkt, als durch blofse Beiartung des Baugrundes.

Die umgekehrten Fundamentgewölbe find meift Tonnengewölbe, welche zwifchen je zwei benachbarten Parallelmauern eingezogen werden (Fig. 700); feltener kommen Kloftergewölbe (fog. Erdkappen) zur Anwendung. Bei der Ausführung wird zunächft zwifchen den Fundamentmauern der Baugrund mit Hilfe einer entfprechend geformten Lehre fo abgegraben, dafs er die Geftalt der unteren Wölbflächen erhält; alsdann gefchieht die Gewölbmauerung in der fonft üblichen Weife.

410.

Umgekehrte

Fundament-

gewölbe.

Fig. 700.

iS

³| 100 w. Gr.

Turme des Ulmer Münflers wurde u. a. zwifchen der nördlichen und

um die bereits vorhandene grofse

Bei den Verftärkungsarbeiten am

füdlichen Fundamentmauer ein Bodengewölbe aus Quadern eingezogen, und bei den Vollendungsarbeiten noch zu vermehrende Belaftung des Baugrundes auf eine gröfsere fläche Obwohl die Gefamtlaft um 1343 200 kS (584 «bm Quadermauerwerk) vergröfsert worden ift, wurde doch der Druck auf den Baugrund von 9j47 auf 9ji5kg für 1 qcm herabgemindert²¹¹).

In neuerer Zeit werden derartige umgekehrte Gewölbe auch dann angewendet, wenn es fich darum handelt, unterirdifche Räume, deren Sohle dem Grundvvafferftande zu nahe oder fogar unter dem niedrigflen Grundwafferftand gelegen ift, trocken zu legen. Der trocken zu legende Raum wird zunächft durch umgekehrte Gurtbogen in kleinere Felder geteilt, und in diefe werden itmgekehrte flache Erdkappen aus ganz

zu verteilen.

216) Näheres hierüber liehe: Zur Gründung von Gebäuden auf Kleiboden. Centralbl. d. Bauverw. 1898, S. 237. 211) Näheres: Deutfche Bauz. 1882, S. 231.

guten Backfteinen in beftem Zementmörtel eingezogen, oder es kommen umgekehrte Tonnengewölbe zur Ausführung. Auch die Aufsenmauern, die fich an diefe Gewölbe anfchliefsen, werden auf 50 cm über dem höchften Wafferftand wafferdicht aufgeführt. Unterhalb der äufseren (unteren) Wölbflächen breitet man wohl auch noch eine wafferundurchläffige (Ifolier-) Schicht aus Lehmfchlag, Afphalt, Afphaltplatten etc. aus (Fig. 699); felbftredend müffen alsdann auch die begrenzenden Grundmauern mit den erforderlichen Ifolierfchichten verfehen werden. (Siehe auch im nächften Hefte diefes »Handbuches«, Abt. III, Abfchn. 1, A, Kap. 12: Schutz der Wände gegen Feuchtigkeit.)

Um die Dicke folcher umgekehrter Gewölbe ermitteln zu können, fei an diefer Stelle mitgeteilt, dafs der Druck des Grundwaffers gegen ein folches Gewölbe auf 1 qm wagrechter Projektion bei fetter Bodenlagerung 1033 t Kilogr. beträgt, wenn t die Eintauchungstiefe des Wölbfcheitels unter dem Grund-wafferfpiegel bezeichnet. Ith der Boden fo beweglich, dafs er zu einer breiigen Maffe werden kann, fo fetze man tlatt der Wertziffer 1033 das Einheitsgewicht des Bodens — etwa 1500 bis 1600 — ein.

b) Pfeilerfundamente.

Pfeilerfundamente, welche nicht aus durchgehendem Fundamentmauerwerk, fondern aus einzelnen gemauerten Fundamentpfeilern beftehen, können zweifacher Art fein, und zwar Pfeilerfundamente für durchgehendes Tagmauerwerk (aufgelöfte Fundamente) und Fundamente für einzelne Pfeiler oder Freiftützen.

1) Pfeilerfundamente für durchgehendes Tagmauerwerk.

411.

Wefen.

Um an Grundmauerwerk, unter Umftänden auch an Grundgrabung zu erfparen, hat man nicht feiten bei gröfserer Mächtigkeit der nicht tragfähigen Schicht und längeren Mauern keine ununterbrochene Fundamentmauerung ausgeführt, fondern nur einzelne Mauerpfeiler auf der tragfähigen Bodenfchicht errichtet , diefe oben durch Gurtbogen, fog. Grundbogen, miteinander verbunden und nach Abgleichung der Bogenzwickel auf diefem Unterbau das aufgehende oder Tagmauerwerk hergeftellt.

Die Fundamentpfeiler müffen bei einer derartigen Anordnung einen fo grofsen wagrechten Querfchnitt erhalten, dafs fie den vom daraufftehenden Gebäude ausgeübten lotrechten Druck aufzunehmen im ftande find.

Ihr Querfchnitt mufs demnach fo grofs gewählt werden , dafs die gröfste darin vorkommende Preffung die zuläffige Druckbeanfpru-chung des Fundamentmauerwerkes nicht überfchreitet ;

Fig. 701.

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f.QJ

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Vom Gtiterfchuppen auf dem Bahnhofe zu Göttingen. 1/200 w- Gr-

die letztere ift im vorliegenden Falle höchftens zu 8 bis 10 kS für 1 qcm anzunehmen. Die Fundamentpfeiler haben nach unten eine entfprechende Verbreiterung fahren, damit der in der Bafis herrfchende Druck das für den vorliegenden Baugrund zuläffige Mafs nicht überfteigt.

zu er-

Fig. 702.

Die Pfeiler werden fo angeordnet, dafs an die Ecken des Gebäudes jedesmal ein kräftiger Pfeiler zu ftehen kommt und dafs im übrigen die Achfenteilung der Fenfter- und Thüröffnungen zu Grunde gelegt wird ; befonders hat man es zu vermeiden, dafs auf die Mitte eines Grundbogens eine Einzellaft zu ftehen kommt. (Vergl. Fig. 701 bis 703.)

Fundamentplan zu Fig. 703²¹⁸). hooo w. Gr.

Die Fundamentpfeiler find forgfältig aus harten, lagerhaften Bruchfteinen in hydraulifchem Mörtel, bei grofsem ^ Drucke ganz aus Quadern oder mit einzelnen Binderfcharen zu mauern. Hart gebrannte Backfteine füllten nur ausnahmsweife verwendet und dann nur mit Zementmörtel gebunden werden.

412.

Grundbogen.

Die Grundbogen füllen fo angeordnet werden, dafs ihr Scheitel noch unter der Erdoberfläche gelegen ift. Als Bogenform wird, wo es an der erforderlichen Konftruktionshöhe nicht fehlt, am beften der Halbkreisbogen gewählt; bei geringer Höhe wendet man Stichbogen an, deren Stichverhältnis indes nicht kleiner als 1 : 4 fein follte. Bisweilen find auch Spitzbogen ausgeführt worden, die jedoch nur dann zu empfehlen find, wenn der Scheitel des Grundbogens einem ifolierten Einzeldruck ausgefetzt ift. Als Bauftoffe für die Grundbogen find fcharf gebrannte Backfteine oder harte und lagerhafte Bruchfteine anzuwenden ; Quader find zwar nicht aus-gefchloffen, in der Regel aber zu teuer.

4I3-

Gefamt-

anordnung

und

Ausführung.

Bei der Gefamtanordnung und Ausführung der Fundamentpfeiler und der fie überfpannenden Grundbogen zeigen fich nicht unwefentliche Verfchiedenheiten. Die wichtigften vorkommenden F'älle find die folgenden.

a) Man gräbt die lockeren Bodenmaffen für jeden Fundamentpfeiler getrennt aus, bis man auf die tragfähige Schicht gelangt; alsdann wird innerhalb jeder fchacht-artigen Baugrube der Pfeiler bis zur Kämpferhöhe aufgemauert. Erforderlichenfalls ift während der Grundgrabung und der Mauerung die Baugrube wafferfrei zu halten.

Befteht die abzugrabende Bodenfchicht aus einer zufammenhängenden, fetten Erdart, fo ift häufig keine Zimmerung der fchachtartigen Baugruben erforderlich; unter Umftänden kann man fogar den zwifchen je zwei Pfeilern ftehen gebliebenen Erdkörper als Lehrbogen für die Einwölbung des Grundbogens benutzen, indem man diefen Erdkörper nach der Bogenform abgräbt. In derartigen Fällen ift die Erfparnis, welche die Pfeileranordnung den voll gemauerten Fundamenten gegenüber ergiebt, eine wefentliche. Zwar fteht dem Gewinne an Grundaushebung und Fundamentmauerwerk, unter Umftänden auch an Wafferfchöpfen, der Nachteil entgegen, dafs das Abteufen einer fchachtartigen Baugrube (einfchl. des Emporfchaffens der ausgegrabenen Bodenmaffen) teuerer zu ftehen kommt, als das einer lang-geftreckten Grube, dafs auch das Mauern in einem folchen engen Schachte nicht bequem und einfach, alfo auch nicht billig genug vorgenommen werden kann, und dafs die Herftellung der Grundbogen teuerer zu ftehen kommt, als die Ausführung eines gleichen Rauminhaltes von aufgehendem Mauerwerk; indes ift die Erfparnis

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doch eine fo grofse, dafs fie durch die zuletzt erwähnten Mehrkoften nicht aufgewogen wird. Unter befonders günftigen Verhältniffen kann fchon bei 3m Gründungstiefe die Pfeilergründung einem vollgemauerten P'undament vorzuziehen fein.

Brennecke giebt auf Grund einer umfangreichen Statiftik an, dafs, wenn der fefte Baugrund 4m oder mehr unter dem Grundwafferfpiegel gelegen ift, Pfeilerfundamente fich billiger ftellen, als durchgehendes Grundmauerwerk ²¹⁹).

ß) Wenn jedoch die mit den Fundamentpfeilern zu durchfetzende Bodenfchicht locker ift, fo müffen die fchachtartigen Baugruben ausgezimmert werden; die Zimmerung fällt um fo ftärker, d. i. um fo teuerer aus, je lockerer die betreffende Bodenmaffe ift, und die Erfparniffe an Grundaushebung und Fundamentmauerwerk verfchwinden zum Teile oder ganz infolge der hohen Koften der Schachtzimmerung.

In derartigen Fällen fieht man deshalb von der unter a gedachten Ausführungsweife ab und kann folgende Gründungsverfahren anwenden:

a)    Man hebt keine Baugruben aus und erfetzt die von unten nach oben zu mauernden Fundamentpfeiler durch Senkbrunnen oder Senkröhren, die von oben Brunnenpfeiler nach unten in den Boden eingefenkt werden. Von diefem Verfahren, welches haupt-fachlich bei grofser Gründungstiefe und ftarkem Wafferandrang zu empfehlen ift, wird noch in Kap. 2 u. 3 des nächften Abfchnittes eingehend die Rede fein. Unter gewöhnlichen Verhältniffen läfst fich annehmen, dafs bei 5 bis 6 m Tiefe der Fundamentbafis unter Erdgleiche Pfeilerfundamente noch vorteilhaft find ; bei noch gröfserer Tiefe kommt die Senkbrunnengründung in der Regel billiger zu ftehen.

Doch find Pfeilerfundamente der vorbefchriebenen Art für viel gröfsere Tiefen (z. B. für 17m Tiefe bei dem in Fig. 703 dargeftellten Gebäude) ausgeführt worden.

b)    Man hebt nicht, den einzelnen Pfeilern entfprechend, einzelne fchachtartige Baugruben aus, fondern für die ganze Mauer einen einzigen ununterbrochenen Fundamentgraben. Die Auszimmerung einer folchen langgeftreckten Baugrube ift häufig

billiger, als die mehrerer einzelner Schächte; auch kann die Mauerung der Pfeiler bequemer und billiger ausgeführt werden.

Ift die Bodenfchicht, auf

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der die Fundamentpfeiler erbautwerden follen, nicht wider-Üfl ftandsfähig genug, fo kann es in einem folchen Falle zweck-mäfsig fein, über die ganze Länge der Baugrube eine gemauerte Sockelfchicht (durchgehendes Bankett) oder eine Betonfchicht auszubreiten und erft über diefer mit der Mauerung der Einzelpfeiler zu beginnen.

c)    Bisweilen ift man genötigt, auf einer Bodenfchicht zu gründen, die zwar gleichmäfsig tragfähig, aber noch nicht feft genug ift, die von den einzelnen Funda-

414.

Erfatz durch

etc.

415-

Durchgehendes

Bankett.

Fig. 704.

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Pfeilerfundament mit Erd- und Grundbogen. — V200 w. Gr.

416.

Erdbogen.

²¹⁹) Siehe: Brennecke, L. Wann foll man durchgehende, und wann foll man fog. aufgelöfte Grundmauern anwenden? Centralbl. d. Bauverw. 1891, S. 434.

Handbuch der Architektur. III. x. (3. Aufl.)

22

Fig. 705.

:l200 W. Gr.

417- .

Pfeiler

fundamente

in

aufgefchüttetem

Boden.

mentpfeilern ausgeübten Drücke mit Sicherheit aufzunehmen. Will man in einem folchen Falle die Drücke auch auf die zwifchen den Pfeilern gelegenen Baugrund-flächen verteilen, fo wende man umgekehrte Gewölbbogen an, die zwifchen den Fundamentpfeilern einzufpannen find (Fig. 704).

Solche umgekehrte Fundamentbogen, Erdbogen, Gegenbogen oder Konterbogen genannt, find für die Druckverteilung befonders dann geeignet, wenn die für die Fundamente gegebene Konftruktions-höhe im Verhältnis zu den Abftänden der einzelnen Pfeiler voneinander fo befchränkt ift, dafs eine einfache Verbreiterung der Pfeiler oder ein durchgehendes Bankett nicht genügend wirkfam ift. Ebenfo find Erdbogen ein vortreffliches Mittel, wenn der Baugrund fo nachgiebig ift, dafs bei ftärkerem Drucke ein Auftrieb des Bodens, d. i. ein feitliches Ausweichen und Em-porfteigen desfelben zu befürchten fteht.

Die Anordnung der Fundamente wird die vor-teilhaftefte fein, wenn die Druckverteilung über die ganze Fundamentfohle gleichmäfsig gefchieht; gleichartigen Baugrund vorausgefetzt, wird fich die Form und Stärke der Erdbogen aus dem gleichmäfsig verteilt anzunehmenden Gegendruck des Baugrundes auf die Fundamentfohle ergeben. Hiervon ausgehend hat Koenen ³) Form und Stärke folcher Bogen theoretifch unterfucht.

Gewöhnlich werden die Erdbogen in Stichbogen-, feltener in Halbkreisbogenform ausgeführt; die äufsere (untere) Wölbfläche derfelben mufs feft hintermauert fein, damit fie nicht nach unten ausweichen kann. An den Mauerecken follen die betreffenden Pfeiler fo ftark fein, dafs fie dem einfeitigen Wölbfchube der Erd- und der Grundbogen Widerftand leiften können.

y) Am einfachften und auch vorteilhafteften wird die Anordnung und Ausführung von Pfeilerfundamenten , wenn die Bodenfläche, auf der das Gebäude zu errichten ift, höher gelegt, d. i. aufgéfchüttet werden foll. In einem folchen Falle, der hauptfächlich auf Städter weiterungsgründen, bei Bebauung von früheren Feftungsgrabenflächen, auf Bahnhöfen, die im Aufträge gelegen find, etc. vorkommt, erbaut man die Fundamentpfeiler, bevor die Auf-

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2) Fundamente für einzelne Pfeiler.

Nicht feiten werden die Decken- und Dachkonftruktionen gröfserer Räume von

einzelnen fteinernen, hölzernen oder eifernen Säulen, von gemauerten Pfeilern oder fonftigen Freiftützen getragen, fo dafs der von der gewölbten oder von der Balkendecke, bezw. vom Dache ausgeübte lotrechte Druck von diefen Stützen, unter Um-

ftänden auch noch von den

418.

Anordnung.

Fig. 707.

etwa vorhandenen Umfaf-fungswänden aufgenommen wird und auf den Baugrund zu übertragen ift (Fig. 705).

Je nach den Druck-und den Bodenverhältniffen werden die Fundamente der einzelnen Freiftützen unabhängig voneinander herge-ftellt oder durch Zwifchen-konftruktionen in Verbindung gebracht. Hauptfächlich kommen die folgenden Anordnungen vor.

a) Jede Freiftütze erhält ein gemauertes Pfeilerfundament für fich, das, mit den entfprechenden Fundamentabfätzen verfehen, eine fo grofse Aufftandfläche erhält,

dafs der Baugrund dem herrfchenden Drucke mit Sicherheit widerftehen kann. Diefe Anordnung ift zu empfehlen, wenn der Baugrund ein fehr guter ift, wenn die Freiftützen weit voneinander abftehen und wenn die Laft, die fie zu tragen haben, nicht grofs ift.

Bei den hohen Häufern in den grofsen Städten der Vereinigten Staaten wurde auch bei bedeutendem Bodendruck in folcher Weife verfahren, allerdings in dem Falle, dafs guter Baugrund in leicht erreichbarer Tiefe fich vorfand. Nach Fig. 706 wurden würfelförmige Steinblöcke, die je nach der vorhandenen oder angenommenen Tragkraft des Baugrundes kleiner oder gröfser find, ftufenförmig ver-fetzt; die unterfte Schicht wurde aus einer Betonfchicht gebildet.

Ueber die befonderen Vorkehrungen, welche bei eifernen Freiftützen, insbefondere wenn fie feit-lichen Schüben ausgefetzt find, notwendig werden, ift bereits in Art. 282 (S. 202) die Rede gewefen.

ß) Wenn in der geftützten Decken- oder Dachkonftruktion einfeitige wagrechte Schübe infolge von unfymmetrifchen Belattungen, Erfchütterungen, Stöfsen, Winddruck etc. entftehen können, fo empfiehlt es fich, die Fundamentpfeiler gegen den

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Von der Börfe zu Antwerpen²²²). — V200 w- Gr.

Fig. 708.

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Von der St. Johannis-Kirche zu Altona²²³), boo w. Gr.

²²'²) Fakf.-Repr. nach: Gazette des arch. 1865, S. 41. ²²³) Fakf.-Repr. nach: Zeitfchr. f. Bauw. 1877, Bl. 7.

Einflufs derfelben dadurch zu fichern, dafs man zwifchen ihnen Gurtbogen, nach Art der früher befprochenen Grundbogen, einfpannt. Derlei Verfteifungsbogen werden blofs in dem einen Sinne (Fig. 707) oder auch nach beiden einander durchkreuzenden Richtungen angeordnet, je nachdem folche Schübe in der einen oder in beiden Richtungen Vorkommen können.

Unter befonders ungünftigen Verhältniffen kann es auch angezeigt fein, ln der Höhe diefer Gurtbogen fchmiedeeiferne Zuganker einzuziehen.

Fig. 709.

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Y) Aus gleichen Gründen werden bisweilen nahe an der Fundamentfohle in ganz ähnlicher Weife umgekehrte Gurtbogen, die mit den vorher befprochenen Erd- oder Gegenbogen übereinftimmen, angeordnet (Fig. 708 u. 709). Diefelben können auch dazu dienen, den von den Einzelpfeilern auf den Baugrund ausgeübten Druck auf eine gröfsere Fläche zu verteilen und dem etwaigen feitlichen Ausweichen des Bodens entgegenzuwirken.

Bisweilen erfcheint es zur Sicherung des ganzen Baues angezeigt, Verbindungen, bezw.

Abfteifungen durch Grund- und Gegenbogen vorzunehmen.

Auch wird die Anordnung von Gegenbogen mit der Pfahlroft-gründung zugleich angewandt (Fig. 710), wovon noch bei der letzteren die Rede fein wird.

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Von der Kirche de la Baßide zu Bordeaux²²⁴). ¹l-200 w- Gr.

S) Läfst der Baugrund unter ftärkerem ifoliertem Drucke das feitliche Ausweichen befürchten , fo kann man dem hierdurch hervorgebrachten Auftriebe entweder durch Beladung des zwifchen den Fundamentpfeilern befindlichen Bodens oder durch umgekehrte Gewölbe entgegenwirken.

Im erfteren Falle kann eine durchgehende Mauerfchicht (durchgehendes Bankett, fiehe Art. 415) angewendet werden; noch beffer ift eine Betonfchicht, die unter dem ganzen Raume ausgebreitet wird und nicht nur durch ihr Gewicht, fondern auch durch ihre Biegungsfeftigkeit wirkt.

Bei ftärkerem Auftriebe werden umgekehrte Gewölbe angewendet und als Tonnen- oder als Kappengewölbe (fog. Erdkappen) ausgeführt. Bei Tonnengewölben

²²⁴) Fakf.-Repr. nach : Zeitfchr. f. Bau«', 1888, Bl. 26.

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Fig. 710.

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Vom Warenfpeicher am Kaifer-Quai zu Hamburg²²⁵). — ¹ 200 w. Gr.

werden zwifchen den in einer Reihe gelegenen Pfeilern umgekehrte Gurtbogen (Erdbogen) in der einen Richtung angelegt und winkelrecht dazu die Tonnengewölbe Sollen Erdkappen ausgeführt werden, fo werden zuerft durch um-

emgezogen.

gekehrte Längs- und Quergurtbogen viereckige Räume zwifchen je vier Pfeilern gebildet und in diefe die umgekehrten Kappen eingezogen (Fig. 711). Hier ift ftets

Fig. 711.

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eine Untermauerung, die zugleich als Lehre für die Gewölbe dient, zu empfehlen.

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F200 w. Gr.

e) Befonders eigenartige Verhältniffe liegen bei den neuzeitlichen grofsen Waren- und Gefchäftshäufern unterer Städte vor. Sie bilden häufig nur einen einzigen Raum mit Treppen und Galerien ohne jegliche Zwi-fchenmauern ; nur Freiftützen tragen die Galerien, Decken und Dächer. Aehnliche Verhältniffe liegen bei manchen Lagerhäu-fern und Warenfpeichern vor. Durch folche Anordnungen wird eine äufserft ungleichmäfsige Belaftung des Baugrundes hervorgerufen, was bei fehr wider-flandsfähigem Boden allerdings bedeutungslos ift, dagegen die weitgehendften Sicherheitsvorkehrungen nötig macht, wenn der Boden, wie dies in unteren

225) Nach: Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1874, Bl. 39.

gröfseren Städten meift zutrifft, aus grobem Sand oder Lehm oder aus einem Gemifch von beiden befteht.

an-

Unter den Ireppenhaus- und den Giebelmauern folcher Gebäude verteilt fich der Druck noch gleichmäfsig ; in den Frontmauern dagegen und im Inneren treten die gewaltigen Drücke der Freiflützen auf, die auf den Baugrund ohne jeglichen Zufammenhang einwirken. Auch hier mufs die Belattung der grofsen Flächen geftrebt werden. In vielen Fällen werden Erdbogen genügen ; meiftens find indes eiferne Trägerfyfteme notwendig, die in Betonplatten eingelegt find. Die Fundamentkörper der einzelnen Freiitützen, die erheblich auf Biegung beanfprucht werden, müffen aus Bauftoffen hergeftellt werden, welche, namentlich in der unterften Schicht, den auftretenden grofsen Biegungsfpannungen Widerftand leiden können. Kalkmörtel, der nahezu gar keine Zugfettigkeit befitzt, itt hier völlig ausgefchloffen. Dazu kommt noch, dafs die Belattungen der Freiflützen meitt fchief (exzentrifch) wirken, wodurch die Biegungsfpannungen im Fundamentkörper in ungünftigem Sinne beeinflufst werden.

Ein Weg zur Berechnung folcher Fundamentkonftruktionen wäre der, dafs man die Fundamentflächen für die grofsen Einzellaflen um die Fläche der eingelegten Querverbindungen vermehrt und die fo erhaltene Gefamtfläche durch die Summe der Einzellaflen dividiert. Der auf diefe Weife erhaltene Einheitsdruck wäre der Berechnung der Erdbogen, bezw. der eifernen Träger zu Grunde zu legen. Durch eine folche Berechnungsweife würde man dem Gedanken gerecht werden, dafs die Einzeldrucke zwar ver-fchieden find, aber doch durch fymmetrifche Laftverteilungen entliehen, was in den meiften Fällen zutreffen dürfte²²⁶).

c) Fundamente aus Trockenmauerwerk, Steinpackungen und Steinfchüttungen.

4W-    Bei weniger wichtigen Bauwerken, bei folchen, die auf eine lange Dauer keinen

mauerwerk. Anfpruch machen und die den Baugrund nicht ttark belatten, hat man die Fundamente aus Trockenmauerwerk hergeftellt. Derartige Fundamente gewähren nur dann einige Sicherheit, wenn der Baugrund gut itt, wenn möglichft grofse und fette Steine zur Anwendung kommen, wenn fie in thunlichft regelmäfsigem Schichtenverbande vermauert werden und wenn durch entfprechende Fundamentverbreiterung der Normaldruck auf die Flächeneinheit möglichft klein itt.

Bei einem grofsen Teile der altägyptifchen, hellenifchen und römifchen Bauwerke find die Fundamente aus forgfältig bearbeiteten und ebenfo gefugten Quadern ohne jedes Bindemittel — alfo aus Trockenmauerwerk — ausgeführt (z. B. Parthenon, Thefeion, Erechtheion, Herkules- [früher Velta-] Tempel in Rom etc.). Viele diefer Bauwerke find auf den gewachfenen Felfen, auf den Gipfeln von Anhöhen und Bergen gegründet; andere üben auf den Untergrund einen nur geringen Druck aus, weil fie meid mächtig und breit ausgeführte Fundamente befitzen und ihr eigenes Gewicht in der Regel nicht bedeutend ift. Die gewählte Gründungsart erfcheint infolgedeffen zuläffig, was u. a. auch der Beiland jener Bauwerke bis heute beweift.

In Finnland wdrd feit langer Zeit für die Fundamente Trockenmauerwerk verwendet. Man fieht dort eine Menge alter Kirchen, die aus der Zeit der Einführung des Chriftentumes in diefer Gegend her-rilhren und in folcher Weife gegründet find.

Gegenwärtig wird diefes Gründungsverfahren meift nur benutzt, wenn man an Arbeit und an Mörtel fparen will ; man verwendet es für kleinere Nebengebäude, wie Schuppen etc., für einzeln flehende Mauern, für kleinere ländliche Gebäude, für proviforjfche Bauwerke etc. Man hat wohl auch, insbefondere bei ländlichen Gebäuden, die Fugen mit Lehm, bezw. Lehmmörtel, mit Moos, Erde, felbft mit Sand ausgefüllt.

226) Siehe: Thraner. Konftruktionsgrundfälze bei Gefchäfts- und Lagerhaufern ohne Zwifchenmauern. Zeitfchr. d. Ver. d. Ing. 1900, S. 1170.

Wo Mangel an gröfseren und lagerhaften Steinen ift, hat man die Fundament-gräben wohl auch nur mit einer trockenen Steinpackung ausgefüllt und darauf das Tagmauerwerk gefetzt. Diefe noch weniger folide Gründungsweife kann blofs für Bauwerke untergeordneter Natur angewendet werden.

420.

Stein

packungen.

421.

Stein

fchüttungen.

Hierher gehören auch noch die aus Steinfchüttungen oder Steinwürfen her-geftellten Fundamente, welche bisweilen für folche Bauwerke angewendet werden, die im offenen Waffer zu errichten find. Sie gewähren den Vorteil, dafs fie die immer koftfpielige Herftellung einer Baugrube im Waffer nicht erfordern; indes ift ihre Solidität eine fehr geringe. Fundamente aus Steinfchüttungen kommen haupt-fächlich für Bauten im Meere (Hafendämme, Moli etc.) in Anwendung.

Bezüglich der Gröfse der zu benutzenden Steine fei auf Art. 382 (S. 313) verwiefen. Hat man genügend grofse Steine nicht in hinreichender Menge zur Verfügung, fo kann man wohl auch für den Fundamentkern kleinere Steine verwenden, die Böfchungen dagegen aus möglichft grofsen Steinen her-ftellen. Ift die Strömung eine fehr bedeutende, fo verwendet man künftliche Betonblöcke von 25 bis 50, felbft bis 100cbm Rauminhalt und darüber; natürliche Steine von folcher Gröfse kommen meid teuerer zu ftehen.

Die Steinfchüttungen bilden den Uebergang zu den im folgenden Kapitel zu befprechenden »gefchütteten Fundamenten« ; in gewiffem Sinne können fie unmittelbar zu letzteren gezählt werden.

Litteratur

über »Gemauerte Fundamente«.

Engel, C. L. Ueber Fundamente aus Bruchfteinen    ohne Mörtel. Journ.    f. d.    Bauk.,    Bd. 2,    S. 23.

Fondation de 47 puits maçonnés exémtés a Madrid.    Nouv. annales de la    confl.    1867,    S. 93.

Spieker. Fundierung eines Monumentes. Zeitfchr.    f. Bauhdw. 1872, S.    124.

Ausgeführte Pfeilergründung. PIaarmann’s Zeitfchr. f. Bauhdw. 1873, S. 187.

Ueber mangelhafte Ausführung von Fundamentmauerwerk. Centralbl. d. Bauverw. 1881, S. 5²-Koenen, M. Ueber Form und Stärke umgekehrter Fundamentbögen. Centralbl. d. Bauverw. 1885, S. 11.

3. Kapitel.

¹

Schwarz, F. Der Grundbau. Berlin 1865. S. 13.

Promnitz, J. Die Fangdämme, Spundwände, Rammen und Waflerfchöpfmafchinen in ihrer Anwendung bei den Gründungen. Halle 1869.

Hagen, G. Handbuch der Waflerbaukunft. Theil I, Band 2: Fundirungen. 3. Aufl. Berlin 1870.

Feldegg, E. v. Allgemeine Conftructionslehre des Ingenieurs. Nach Vorträgen von R. Baumeifter. Carls-ruhe 1879. Theil II: Fundirungen. S. 478.

Klasen, L. Handbuch der Fundirungsmethoden. Leipzig 1879. S. 95.

Handbuch der Ingenieurwiflenfchaften. Band I. 2. Aufl. Leipzig 1884. S. 356.

²

Siehe: Bretschneider. Abfenken des Grundwafierfpiegels mittels Rohrbrunnen. Centralbl. d. Bauverw. 1898, S. 73, 88 — ferner: Kreuter, F. Ein neues Verfahren zur Trockenlegung von Baugruben. Centralbl. d. Bauverw. 1895, S. 543-

³

   Ueber Form und Stärke umgekehrter Fundamentbögen. Centralbl. d. Bauverw. 1885, S. 11.

⁴

²²¹)    Nach: Zeitfchr. d. oft. Ing.- 11. Arch.-Ver. 1893, S. 425.

Fundamente aus Beton- und Sandfchüttungen.

422.

Gefchüttete

und

Wenn ein genügend widerftandsfähiger Baugrund in angemeffener Tiefe nicht vorhanden ift, auch nicht mit Hilfsmitteln erreicht werden kann, die den verfügbaren Geldmitteln, der vorgefehenen Bauzeit oder dem Zwecke des betreffenden Bauwerkes Schweiiroit-entfprechen ; fo ift man nicht feiten genötigt, in nur geringer Tiefe auf ftark prefs- un amen e' barem Baugrund zu fundieren. Bei der Konftruktion der Fundamente ift alsdann das Hauptaugenmerk auf möglichfte Herabminderung des Einfinkens, namentlich aber auf Verhütung des ungleichmäfsigen Setzens derfelben zu richten.

In derartigen Fällen können nicht mehr gemauerte Fundamente angewendet werden, weil diefelben den vom Bauwerk ausgeübten Druck nicht in genügender Weife nach unten verteilen und weil fie bei ungleichmäfsiger Befchaffenheit des Baugrundes partielle, d. i. fchädliche Einfenkungen erleiden. Alsdann empfehlen fich Beton-, Sand- und Fundamente aus liegenden Roften.

a) Betonfundamente.

423.

Allgemeines.

424.

Material.

Konftruktionsteile eines Bauwerkes, die aus Beton hergeftellt find, werden häufig als Gufsmauerwerk bezeichnet; dementfprechend fchliefsen lieh an die im vorhergehenden Kapitel behandelten gemauerten Fundamente die Betonfundamente naturgemäfs an.

Das Kennzeichnende diefer Gründungsweife befleht in der Herftellung einer monolithen Fundamentplatte, bezw. eines monolithen Fundamentklotzes, aus einer einheitlichen Maffe ohne jegliche Lager- und Stofsfugen gebildet. Die monolithe Betonplatte, bezw. der monolithe Betonklotz mufs hoch genug fein und eine genügende Grundfläche haben, um den vom darauf flehenden Bauwerk ausgeübten Druck aufnehmen zu können und in folcher Weife auf den Baugrund zu übertragen, dafs das Fundament keine nachteilige Veränderung erfährt.

Im alten Rom wurden Fundamente aus Gufsmauerwerk vielfach zur Anwendung gebracht, wozu die Befchaffenheit des Baugrundes wefentlich beitrug. Der letztere befteht aus aufgehäuften vulkanifchen Maffen, die ziemlich zähe find und infolgedeffen gefiatteten, dafs man die Baugrube mit lotrechten Wänden aushob und diefelbe entweder gar nicht oder nur fehr leicht abzimmerte. Auf folche Weife bildeten die Fundamentgräben ein genügend widerfbandsfähiges Bett, in welches das Gufsmauerwerk eingebracht und feftgeftampft werden konnte.

Betonfundamente können ebenfowohl im Trockenen, wie auch in Baugruben ausgeführt werden, aus denen das Grundwaffer gefchöpft wird ; in gleicher Weife können fie auch für Bauwerke im Waffer Anwendung finden. Man kann mit Hilfe einer Schicht hydraulifchen Betons das Eindringen des Grundwaffers von unten, wenn nötig auch von der Seite verhüten. Der Beton ift auch in vorzüglicher Weife geeignet, etwaige Unregelmäfsigkeiten der Baufohle auszugleichen. Ueberhaupt bilden Betongründungen, an richtiger Stelle angewendet und in richtiger Weife ausgeführt, ein vorzügliches Gründungsverfahren.

Für die Herftellung eines Betonfundaments ift hydraulifcher Beton nicht unbedingt erforderlich: bei Gründungen im Trockenen kann Luftmörtel zur Betonbereitung verwendet werden; dagegen mufs man möglichft rafch erhärtendes Material, am beften Zementbeton wählen, wenn man das Eindringen von Waffer in die Baugrube verhüten will. Für die Güte des zu verwendenden Betons find auch die Be-laftung, der er zu widerftehen hat, und der Baugrund, auf den er zu liegen kommt, mafsgebend. Zum Tragen von Bauwerken geringer Ausdehnung und mäfsiger Laft, fowie bei feilerem Baugrunde genügt eine mittlere Befchaffenheit Beton und eine leichte Ausführung. Für das Tragen fchwerer Latten jedoch (4ks für 1 qcm und darüber), zur Ausgleichung des Druckes über ftark prefsbarem Boden oder zu Dichtung von Quellen find die beite Sorte Beton und fehr forgfältige Arbeit erforderlich. Die forgtältigfte Ausführung ift vor allem dann notwendig, wenn das Bauwerk bei grofser Grundfläche, bei grofsem Wafferdruck und durchläffigem Boden ein wafferdichtes Becken bilden foll.

Der letztgedachte Fall tritt bei der Ausführung gröfserer Behälter ein. Ein intereffantes Beifpiel hierfür bietet die Gründung des Bühnenraumes im neuen Opernhaufe zu Paris dar. Man hatte es dort mit einem fehr bedeutenden Grundwafferandrang zu thun ; dasfelbe ftrömte unter einer Druckhöhe von ca. 5 m zu. Um die Räume unterhalb der Bühne trocken zu erhalten, wurde ein grofses Becken aus Zementbeton

ausgeführt.

Bezüglich der Betonbereitung und der dazu zu verwendenden Stoffe fei auf Teil I, Band 1, erfte Hälfte diefes »Handbuches« (Abt. I, Abfchn. 1, Kap. 4) ver-

wiefen.

Die Mächtigkeit des Betonfundaments ift abhängig von der Befchaffenheit des Betons, von der gröfseren oder geringeren Prefsbarkeit des Baugrundes, von der Gröfse der auf dem Fundamente ruhenden Laft und in manchen Fällen von der Druckhöhe, unter welcher der Wafferzudrang in die Baugrube ftattfindet.

Was die erftgenannten drei Faktoren anbelangt, fo kann als Anhaltspunkt dienen, dafs guter hydraulifcher Beton bei ca. lm Stärke eine Laft von 4 bis 5 kS für 1 qcm Nutzfläche mit Sicherheit tragen kann, wenn der Baugrund wenig prefsbar ift und die Verhältniffe fonft günftig find; dagegen nur 2,5 kg, wenn ftark nachgiebiger Baugrund vorhanden, oder wenn derfelbe ungleichartig, oder wenn die Belattung nicht gleichmäfsig verteilt ift. Unter gewöhnlichen Verhältniffen genügt alsdann eine Mächtigkeit des Betonfundaments von 0,75 bis 1,oo m; ja man kann bei geringer Laft auch auf 60, felbft auf 50 cm herabgehen.

425-

Abmeffungen.

Hat man Zweifel über die Tragfähigkeit des Baugrundes oder über die zu erwartende Tragfähigkeit einer Betonplatte von beftimmter Dicke (namentlich bei gröfseren Beladungen), fo find unmittelbare Ver-fuche zu empfehlen. Betonblöcke von der beabfichtigten Breite und Mächtigkeit werden auf dem vorhandenen Baugrunde probeweife ausgeführt und Probebelaftungen bis zum Id/V bis l¹^fachen des künftigen Druckes vorgenommen; dabei dürfen fich an den Blöcken weder Aenderungen in der äufseren Form, noch in den Höhenverhältniffen zeigen. Es genügt, im vorliegenden Falle die Verfuchslaften nur mit 1 fä bis

1der endgültigen Laden anzunehmen, weil der Beton im Laufe der Zeit immer härter wird.

Zeigt fleh in der Baugrube ftarker Wafferandrang und foll die Betonplatte in erfter Reihe dem durch die Wafferzuftrömung entftehenden Auftriebe entgegenwirken, damit alsdann die Baugrube durch Wafferfchöpfen trocken gelegt werden könne, fo läfst fleh nach Art. 382 (S. 313) die erforderliche Stärke der Betonfchicht berechnen, indem man die mafsgebende Waffertiefe durch das Gewicht der Raumeinheit Beton (2,o bis 2,2) dividiert.

Fig. 712.

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LA

W;:

mmm

Fig- 713-

-.«ei    pv

I-

5.om-

f;V.# •

mm

i.- fl/r=

Betonfundament einer Freiftütze von der Weltausftellungs-Rotunde in Wien (1873). h₂oo w. Gr.

Die fo gefundene Stärke ift, wie an der angezogenen Stelle bereits gefagt wurde, jedenfalls zu grofs, da das Waffer bei der Bewegung zwifchen den Bodenteilchen einen Widerftand erfährt, der feine Gefchwindig-keit verringert. Es ift deshalb nicht notwendig, die berechnete Stärke im Intereffe gröfserer Sicherheit zu vermehren; unter Umftänden ift fogar eine Verringerung derfelben zuläffig.

Die Grundfläche eines Betonfundaments ergiebt fleh aus feiner Nutzfläche und letztere wieder aus der zuläffigen, im vorhergehenden Artikel bereits angegebenen Belaftung für die Flächeneinheit. Uebt das auf das Betonfundament aufzufetzende Bauwerk einen gröfseren als den gröfsten zuläffigen Druck aus, fo mufs derfelbe durch entfprechende Verbreiterung des betreffenden Mauerwerkes oder der fonftigen Konftruktionsteile herabgemindert werden (Fig. 712). In den aller-meiften Fällen genügt es, wenn die Sohle

des Betonfundaments vor der Grundfläche des darauf gefetzten Baukörpers an allen Seiten um etwa ³/4 feiner Stärke vorfpringt (Fig. 712). Meift werden parallel epipedifch geflaltete Betonplatten zur Auführung gebracht (Fig. 712); indes kommen auch Betonklötze vor, deren wagrechter Querfchnitt fleh nach unten allmählich vergröfsert (Fig. 713).

In Rotterdam und anderen holländifchen Städten werden bei Gründungen auf Moorboden von bedeutender Mächtigkeit Betonfundamente von fehr grofser Breite angewendet, fo dafs die Betonkörper mit fehr breiten Abfätzen vor den betreffenden Mauern vorfpringen. Man erzielt dadurch das gleichmäfsige Einfinken des ganzen Gebäudes, welches anfangs fehr beträchtlich ift, fpäter jedoch ganz aufhört.

4²⁶-    Um eine beffere Druckübertragung zu erzielen, werden in den Vereinigten

Durch

Eifeneiniagen Staaten von Nordamerika in die Betonplatten fchmiedeeiferne Träger oder Stahl-verftärkte fchienen eingelegt. In Chicago wird zunächft eine rund 30cm ftarke Betonplatte fandamenie. zur Ausführung gebracht, und auf diefe werden zwei gleichfalls in Beton verlegte, einander kreuzende Stahlträger von rund 25cm Höhe oder auch nur Eifenbahn-fchienen verlegt; dabei nimmt die obere Trägerlage die Säulenfüfse auf.

427.

Durchgehendes

Beton

fundament.

Handelt es fleh um die Gründung eines gröfseren Gebäudes, fo wird in den meiden Fällen jede Wand, bezw. jeder Pfeiler desfelben auf ein befonderes Betonfundament gefetzt. Sind jedoch die Räume eines Gebäudes fehr klein, fo dafs die Wände desfelben einander fehr nahe flehen, oder ift der Baugrund fehr nachgiebig,

Fig. 714.

TW

IT

Kr

I-

DS

; - : :: ■ ;

Von einem Wohnhaus zu London (.Lowndes ßreet²²⁷). — ^200 w. Gr.

fo dafs unter ftärkerem Drucke das Emporfteigen feiner nicht belafteten Teile zu befürchten ift, fo legt man unter das ganze Gebäude eine durchgehende Betonplatte.

Das in Londoner Häufern vielfach angewendete Gründungsverfahren ift durch Fig. 714 veranschaulicht. — Beim Bau der Marienkirche in Stuttgart (Arch. : v. Egle) ift jeder der beiden Türme auf eine durchgehende Betonplatte (Portland-Zementbeton) von 140Grundfläche und 1,40 m Dicke gefetzt worden.

Eine derartige durchgehende Betonplatte mufs in folcher Dicke ausgeführt werden, damit fie unter den ifolierten Drücken der auf diefelbe aufgefetzten Mauern etc. nicht bricht.

Fig- 715-

Bei bekannten Druckverhältniffen läfst fleh die

Dicke einer folchen Platte in folgender Weife ermitteln. Wird eine Betonplatte AB (Fig. 715) durch die

, af,

a₂

a3

ifolierten Drücke    D2, Z?g . . . belaftet, die in den

Abftänden a₂, «3 . . . von der Kante A wirkfam find, fo ift die dadurch hervorgerufene Reaktion R des Baugrundes

A{

D,

]B

.j

R = Z>i + Z?₂ + Z?₃ . .    =S(Z>).

Der Abftand r (von der Kante A), in welchem diefe Reaktion R angreift, beftimmt fich aus der Momentengleichung

oder

zu

Z>i a y -j- D<i a2 + ^3 a3 + •    ■

S {D d) = R r

E {Da) _ S {Da) R ⁻ E (Z>) '

. —Dr

Nimmt man den Beton als ganz unelaftifch an, was nach vollftändigem Erhärten desfelben fehr nahe der Fall ift, fo findet, gleichartigen Baugrund vorausgefetzt, die Verteilung der herrfchenden Drücke nach einer geraden Linie ftatt, und es ergiebt fich, wegen der im allgemeinen exzentrifchen Beanfpruchung, als Druckfigur ein Trapez ²²⁸). Alsdann ift nach Fig. 716, wenn man die Spannungen an den Kanten A

Fig. 716.

und B bezw. mit ej und 02 bezeichnet,

a l H~ °2

/ = R = S (D),

woraus

ci =

°2 •

Ferner ift

Dr

oder

y² i 2    ¹    2

a₂ — c, .2

l—l

R r = Oy

woraus

Gi =

/²

2g₂.

Hiermit den oben gefundenen Wert von cj verglichen, giebt

2g₂,

o₂ =

6 Dr

/²

woraus

2-ff /

°2 = "T" V

Br

daher

(²

3r

)■

Für einen beliebigen Punkt im Abftande x von der Kante A ift die Spannung ox aus dem Ver

hältnis

zu beftimmen, ergiebt fich alfo zu

0₂ — Gl

Ox

= (G2 — Gl) y ⁰¹ ‘

Für die Ermittelung der Betonplattendicke ift auch die Beftimmung der Biegungsmomente erforderlich. Für den durch den Abftand x von der Kante A gegebenen Punkt ift das Moment

Ox — G|

Mx = Dy {x — ay) -f- D~i {x — «₂)

G] X²

oder

Mx

Oy X²

= S \D {x — «)]---

Ox — " 1

x²

für Ox den obigen Wert eingefetzt, wird

Mx

S [A> (x — a)} —

x²

G2 ~ Gl

6/

x³.

Das Biegungsmoment Mx bildet hiernach eine Kurve dritten Grades, deren gröfste Ordinate den Höchftwert vorftellt. Differenziert man die letzte Gleichung nach x, fo erhält man

d Mx

S {D) - Oy X —

-A- x2 (₀₂ — d) = E {D) —

Cl X

x²

(°2 — cl) — 0 ,

23S) Siehe Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches«, Art. 320 u. 321, S. 274 u. 275 (2. Aufl. : Art. in u. 113, S. 86 u. 89. — 3. Aufl.: Art, 126 u. 129, S. 112 u. 115).

woraus

fich ergiebt

«1

4L

S(^)

~T (°2 — °l)

— (?% - oi)

y (0₂ — 0!)

Diefe Gleichung id in dem durch Fig. 716 dargedellten Falle fowohl für S (Z?) — für S (Z>) = + -j- Z>₂ zu löfen zwifchen Z>₂ und Z?₃ gelegen ifh.

Für die Beanfpruchung auf Biegung ift nun ²²⁹)

als auch

um zu ermitteln, ob das gröfsere Moment zwifchen Dj und Z?₂ oder

M,

nax

wenn mit y das Trägheitsmoment des Querfchnittes, mit a der Abftand der am meiden gezogenen Fafer von der Nulllinie, mit Mmax das gröfste Moment und mit K die gröfste zuläffige Beanfpruchung des Betons auf Zug bezeichnet wird.

Ift, wie in den meiden Fällen, der Querfchnitt der Betonplatte rechteckig (Breite = b, Höhe z= h\ b hz

fo id

y 12

Bedingungsgleichung

A*

. Nimmt man b — 1 m an, fo wird y — -

12

und da a — — h id,

2

wird aus obiger

6 M,

nax

239-

Beifpiel. Für den durch Fig. 715 näher bezeiclineten Fall feien die von 3 Parallelmauern eines Haufes (auf eine Tiefe von 1 m fenkrecht zur Bildfläche) ausgeübten Drücke Dj = 9600    Z?₂ = 6800

und    — 9600 ks, dabei «j = 1,42 m, a₂ = 8,12 m und = ll,i2m; ferner fei / = 12,55 m-

Alsdann id

R = 9600 + 6800 + 9600 = 26 000 kg ,

9600 • 1,42 -f- 6800 • 8,12 -j⁻ 9600 • 11,12

26 000

= 6,75 m,

°2 =

2.26000

3 • 6,75

und

12,55

12,55

l) = 2544 kg

°1 =

2.26 000

12,55

(²

3 • 6,75

12,55

-) =

1599 kg.

Der Gefamtdruck auf den Baugrund beträgt hiernach

12,55

2544 + 1599

+ Gewicht der Betonplatte = 26 000 kg + Gewicht der Betonplatte.

Das Biegungsmoment für einen beliebigen Punkt war

Ol x²

Mx

= S [/>(*-«)]--L

öl

daher wird für den Angriffspunkt des Druckes Z>₂

8,12²

M = 9600 (8,12 — 1,42) ■— 1599

75,3

8,12³

= 4886 mkg.

Der Abdand x, für den das Biegungsmoment zwifchen und Z?₂ den Höchdwert erreicht, folgt aus der Gleichung

0 = 9600 — 1599 x — 37,7 x²

zu

1599

75,4

iiam

9660

daher das gröfste Moment

. Mmax = 9600 (5,3 — 1,42)

1599

37,7

2544 — 1599

5,3 ²,

5,3 ² —

M,nax = 12 990 mkg.

Die Abfciffe des gröfsten Biegungsmoments zwifchen Z>₂ und Z?₃ folgt aus der Gleichung 0 = 9600 + 6800 — 1599 x — 37,7 *² = n 8,2 m,

d. h. dasfelbe fällt mit dem Moment M zufammen, und das berechnete Mmax — 00 13 000mkg id wirklich das gröfste Biegungsmoment, welches in der fraglichen Betonplatte auftritt.

6 • 12,55

²²⁹) Nach Gleichung 36, S. 262 (2. Aufl. : Gleichung 44, S. 65. — 3, Auf!.: Gleichung 59, S. 77) in Teil I, Bd. i, zweite Hälfte diefes »Handbuches«.

Die Dicke h diefer Platte ergiebt fich, wenn man K = 2 kg für 1 qcm (₌ 20000 kg für 1 qm) annimmt, nach Gleichung 239 zu

*=y

6 . 13 000

20 000

Die aus Gleichung 239 berechnete Dicke einer durchgehenden Betonplatte ergiebt fehr hohe Werte, weil die Mitwirkung des unter der Betonplatte befindlichen Baugrundes nicht mitberückfichtigt ift; eine folche Dicke wird demnach nur bei ganz lockerem Baugrund notwendig fein. Wollte man die Mitwirkung des Baugrundes mit in Rechnung ziehen, fo hätte man ein ähnliches Verfahren zu wählen, wie es Winkler¹) für die Berechnung des eifernen Langfchwellenoberbaues der Eifenbahnen eingefchlagen hat. Hierdurch ergiebt fich indes eine fo verwickelte Rechnung, und es wären noch fo viele Erfahrungszahlen zu ermitteln, dafs man wohl von einer folchen Rechnungsweife abfehen mufs. Am vorteilhafteften dürfte es fonach fein, die Dicke h nach Gleichung 239 zu ermitteln und dann, der jeweiligen Befchaffenheit des Baugrundes entfprechend, einen beftimmten aliquoten Teil diefer Dicke der Ausführung zu Grunde zu legen, d. h. eine Dicke hl zu wählen, welche

beträgt, worin a eine Erfahrungsziffer ift, die bei ganz lockerem Baugrund, der gar nicht mitträgt, gleich 1 ift und mit fteigender Widerftandsfähigkeit desfelben bis zu lk anwachfen kann.

Durchgehende Betonfundamente find auch dann mit Vorteil anzuwenden, wenn der Baugrund Rutfchungen befürchten läfst. Treten letztere ungeachtet aller fonft noch getroffenen Vorkehrungen ein, fo bewegt fich die Betonplatte mit dem ganzen darauf ftehenden Gebäude, nicht einzelne Teile des letzteren; unter Um-

ftänden bleibt dabei das Gebäude unverfehrt, wie die letzten Berg-rutfche in Aachen gezeigt haben.

Eine neuere ftädtifche Schule in Aachen wurde auf eine 90 cm ftarke Beton-fchüttung gefetzt, welche, durch ein Syftem von vernieteten I-Trägern in fettem Rahmen gehalten, eine fefte Tafel bildet, innerhalb deren, den Scheidewänden entfprechend, ebenfalls I-Träger eingelegt find. Diefe Betonplatte liegt auf einer mehrere Meter hohen Sandfchicht, unter der fich faft unergründlicher, naffer Kleiboden befindet; die Sandfchicht ift durch Stützmauern gegen feitliches Ausweichen gefchiitzt.

Durchgehende Fundamente aus Zementbeton find ferner zu empfehlen, wenn die Kellerfohle eines Gebäudes gegen das Eindringen des Grundwaffers zu fchützen ift (vergl. Art. 382, S. 311); unter befonders fchwierigen Verhältniffen

42S.

Weitere

Anwendung

durchgehender

Betonplatten.

Fig. 7x7.

G.20

•fR

ÎB

pb

__s,

co

X.

Von der Markthalle IV zu Berlin — i/150 w. Gr.

kommen gleichzeitig umgekehrte Gewölbe (liehe Art. 418, S. 340) und Betonlagen zur Anwendung.

Eine Anlage letzterer Art wurde mit befonderer Sorgfalt in der Markthalle IV zu Berlin (Dorotheen-ftrafse) ausgeführt, wo es fich um die Dichtung von etwa 5000 ftm Kellerfufsböden gegen ftarken Grundwafferandrang handelte. Der Fufsboden des Kellers liegt 94cm unter dem höchften Grundwafferftand und erforderte deshalb befondere Mafsregeln zur vollftändigen Trockenerhaltung. Zunächft wurde der Baugrund fo abgegraben, dafs er als Unterlage für die umgekehrten Gewölbe a (Fig. 7¹7) geeignet war ; letztere wurden fodann aus fchichtenweife aufgebrachtem und feit gedampftem Zementbeton 12 cm ftark hergeftellt. Jedes diefer Gewölbe fpannt fich mit 35 cm Stich gegen umgekehrte Gurtbogen c, welche zwifchen die vorhandenen Fundamentpfeiler h in der kürzeren Richtung zur Ausführung gekommen find. Auf diefe Betongewölbe wurde eine 25 mm dicke, wafferdichte Zementdeckfchicht b aufgebracht und die Oberfläche derfelben mit reinem Zement geglättet, um alle Poren forgfältig zu verfchliefsen. Nach Erhärten diefer wafferdichten Deckfchicht wurde Füllmaterial d, beftehend aus Sand und Ziegelbrocken, aufgetragen; dasfelbe foll auch gleichzeitig zur Beladung dienen. Auf das fed gedampfte Füllmaterial kam der fog. Arbeitsboden e zu liegen, welcher aus Zementbeton in 8 cm Stärke ausgeführt wurde; fchliefslich wurde noch eine Deckfchicht f aus Zement, 2 cm dick, ausgearbeitet.

Wenn die Kellerfufsböden Ausbefferungen erfordern werden, fo brauchen fich letztere, infolge der gewählten Kondruktion, nur auf den Arbeitsboden zu erdrecken ; der eigentlich dichtende Boden bleibt dabei unberührt. Gegen das Brechen, bezw. Setzen der Gewölbe a nach dem Zurückgehen des Hoch-waffers wurden kleine Fundamente g aus Zementbeton hergedellt.

Die Firma J. Sonath Co. zu Berlin, welche die eben befchriebene Anlage ausgeführt hat, hat auch für Gebäude anderer Art ganz ähnliche Kondruktiouen zur Anwendung gebracht.

Fig. 718-

Mittel-Linie ___

"T-

8 4x96

SSB

EhI

SG

r.

Z5-5

iE

■ Z-L'YS

_4. Hausflucht

.33-9

Randolphstreet

Fundamentplan des Freimaurertempels zu Chicago²³¹).

Ift die Beladung der Betonplatte fehr ungleichmäfsig oder ift der Baugrund fehr ungleichartig, fo treten fehr grofse Biegungsfpannungen auf, und das Auftreten von Riffen in der Platte ift zu erwarten. Statt nun letzteres abzuwarten, kann es fich, wie mehrfach in amerikanifchen Grofsftäd-ten gefchehen ift, empfehlen, die Betonplatte von vornherein in einzelne voneinander unabhängige Teile zu zerlegen. Man hat die Platte in Vierecke, die in ihrem Flächeninhalt dem herrfchenden Drucke proportional bemeffen find, zerteilt. Ein Beifpiel hierfür bietet der Fundamentplan des Freimaurertempels zu Chicago in Fig. 718, woraus auch zu erfehen ift, wie gering, der unbe-laftete Teil der gefamten Grundfläche ift.

429.

Verankerung

der

Wenn man den durchgehenden Betonplatten die notwendige Dicke nicht geben kann oder will, wenn man alfo das Auftreten folcher Biegungsfpannungen befürchtet, durchgehenden ,jafs Trennungen eintreten werden, oder wenn der unter der Betonplatte befindliche

Betonplatten. _ ___

Baugrund fo ungleichmäfsig ift, dafs gleiche Erfcheinungen zu erwarten find, fo hat man in folche Platten auch fchon eiferne Verankerungen eingelegt.

Bei der 1846 erbauten Nicolaikirche zu Hamburg wurden in die 2,50 bis 3,50 ftarke Betonplatte Bandeifen eingelegt.

In den nordamerikanifchen Städten hat man, ähnlich wie dies bereits in Art. 429 (S. 350) für gewöhnliche Betonfundamente erwähnt worden ift, auch in die durchgehenden Betonplatten Eifen- oder Stahlträger eingelegt. Die Verwendung diefer Gründungsart veranfchaulich Fig. 719, welche dem von Lemos &* Cordes erbauten Gefchäftshaus in der Pine-Street zu New-York angehören.

Fig. 719.

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430.

Ausführung.

Gründung eines Gefchäftshaufes in der Pine-Street zu New-York ²³²). — ¹/i-,o w. Gr.

Plierdurch ift der Üebergang zu den Betoneifenroften, von denen in Kap. 4, unter c noch die Rede fein wird, vermittelt.

Bezüglich der Ausführung der Betonfundamente ift noch das folgende zu

beachten.

1) Kommt in der Baugrube kein Grundwaffer vor, fo wird, nachdem die Sohle derfelben nach Thunlichkeit geebnet wurde, die Betonfchüttung fchichtenweife eingebracht und abgerammt. Die Dicke der einzelnen Lagen foll nicht unter 15

Heft i : Der Eifenbahn-Oberbau. 3. Aufl. Prag 1875.

betragen; fie foli aber auch nicht 25 bis 35 cm überfchreiten, weil fonft das Rammen zu wenig wirkfam ift. Das letztere wird in der Regel mit Handrammen vorgenommen und dabei der Beton mit Waffer begoffen ; das Dichten würde vollkommen ge-fchehen, wenn man ftatt der Rammen fchwere Handwalzen anwenden würde; letztere liefsen fich auch unter Waffer anwenden. Indes find auch fchon Stampf- oder Stauchmafchinen zur Anwendung gekommen.

dafs fich diefelben nur für naffen

Das Hinzuführen von Waffer ift in trockenem Boden von Wichtigkeit, damit nicht letzterer dem Beton das zu feiner Erhärtung notwendige Waffer entziehe. Wenn fich Betonfundamente im Trockenen nicht bewährt haben, wenn hier und da das Vorurteil entftanden ift Boden eignen, fo dürfte meift der Grund in der fehlenden oder mangelhaften Benetzung des Betons zu fuchen fein.

Die Fundamentgräben werden im vorliegenden Falle mit lotrechten Wänden ausgehoben ; ift der Boden nicht feft genug, fo mufs eine Auszimmerung vorgenommen werden. Ift zu befürchten, dafs fich von den Baugrubenwänden Erdteilchen losbröckeln und zwifchen die Betonmaffe geraten, fo mufs dies durch vorgelegte Bretter verhütet werden, da fonft der Beton verdorben wird.

Der Beton wird entweder in der Baugrube felbft oder aufserhalb derfelben gemengt. Unter fonft gleichen Verhältniffen ift das letztere Verfahren vorzuziehen ; bei nicht zu grofser Tiefe der Baugrube wird alsdann der Beton hinabgeworfen, bei gröfserer Tiefe auf fchiefen Ebenen oder Rutfchen, die nach der Baufohle geneigt find, hinabgelaffen.

Im alten Rom wurden die aus Gufsmauerwerk gebildeten Fundamente in der Weife ausgeführt, dafs man auf der Sohle der Fundamentgräben zunächft eine Mörtelfchicht von mindeftens 10 bis 15 cm Dicke ausbreitete. Auf diefe wurde eine ebenfo dicke oder nur wenig dickere Schicht von Steinbrocken ge-fchüttet; letztere hatten höchftens eine Korngröfse von 8 bis 10cm. Diefe Schicht wurde fo lange geftampft, bis alle Zwifchenräume derfelben mit Mörtel ausgefüllt waren. Hierauf kam wieder eine Mörtelfchicht, alsdann wieder eine Steinbrockenfchicht ; letztere wurde wieder geftampft etc.

2) Das eben befchriebene Verfahren ift auch noch zuläffig, wenn in der Baugrube das Waffer einige Centimeter hoch fteht. Ift dagegen die Waffermenge eine gröfsere, fo wird vor und während des Einbringens des Betons die Baugrube trocken gelegt, was in den meiften Fällen auch während der Grundgrabung notwendig gewefen fein wird. Ift die lockere, abzugrabende Bodenfchicht fehr lofe, fo dafs zu befürchten fteht, die Erdmaffen würden beim Wafferfchöpfen nach der Baugrube fich bewegen, fo umfchliefst man diefelbe mit einer möglichft dichten Spundwand; bisweilen kann man die letztere auch durch eine kräftige Stülpwand erfetzen. Innerhalb diefer Umfchliefsungswände wird unter fteter Wafferhaltung die Grundgrabung und die Betonierung vorgenommen. Die Spundwand bleibt am beften, zum Schutze des Betonfundaments gegen feitliches Ausweichen des darunter befindlichen, vom Waffer erweichten Bodens, ftehen; doch empfiehlt es fich, fie unter dem niedrigften Grundwafferfpiegel abzufchneiden und mit einem Holm zu verfehen.

Bei manchen Bodenarten (Sand- und Kiesfchichten) tritt die vollftändige Auflockerung ein, wenn man aus der Baugrube das Waffer zu fchöpfen beginnt; das ftets nachdringende Grundwaffer bringt die Sohle der Baugrube vollftändig in Bewegung. In fölchen Fällen hat man vom fofortigen Trockenlegen der Baugrube abzufehen, mufs vielmehr zunächft auf ihrer Sohle eine Betonfchicht von entfprechen-der Dicke ausbreiten und erft nach Erhärtung derfelben das Waffer auspumpen. Eine folche Betonlage kann auch dazu dienen, einzelne Quellen zu fchliefsen und ihre fchädliche Einwirkung auf das Fundament aufzuheben (vergl. Art. 400, S. 327).

Um derartige Betonschichten herzuftellen, ift es nicht zuläffig, dafs man den Beton ohne weiteres in das Waffer Schüttet, weil alsdann der Mörtel ausgefpiilt und

die Erhärtung des Betons nicht eintreten würde. Man mufs in folchen Fällen den Beton in möglichft gefchloffene Behälter bringen, welche die Berührung mit dem Waffer thunlichft verhüten und in denen der Beton auf die Baufohle verfenkt wird; unten angekommen, werden die Behälter entleert. Für die im Hochbauwefen vorkommenden Ausführungen erhalten derlei Behälter nur einen kleinen Rauminhalt (70 bis 80 ]), um fie einfach und bequem handhaben und in jeden Winkel der Baugruben leiten zu können. Man hat kleine Blechkaften, die an Stielen (fchaufelartig) befeftigt find, hölzerne Eimer, Körbe aus Rohrgeflecht oder Säcke in Anwendung gebracht.

a) Die in erfter Reihe genannten Betonfchaufeln erhalten eine folche Gröfse, dafs fie in gefülltem Zuftande bequem von einem Arbeiter gehandhabt werden können. Der Arbeiter läfst die Schaufel mit Hilfe des Stieles auf die Sohle der Baugrube hinab und fchüttet den Kalten aus. Der Beton erleidet die geringfte nachteilige Veränderung, wenn die Kalten mit Deckeln verfehen find, die fich beim Aus-fchiitten von felblt öffnen.

ß) Die hölzernen Eimer find Hand- oder Waffereimer gewöhnlicher Art, in deren Boden fünf bis fechs Löcher von etwa 10 bis 15 mm Weite gebohrt werden. An der Unterfeite des Bodens befindet fich in der Mitte eine eiferne Krampe. Der Eimer, mit dem fonft auch üblichen eifernen Bügel verfehen, wird über Waffer mit Beton gefüllt und an der Verfenkungsftelle auf ein ausgefchlitztes Brett fo hingeftellt, dafs der Arbeiter den Wirbel einer gewöhnlichen Kuhkette leicht durch die Krampe am Boden fchieben kann. Alsdann wird der an einer Stange angebrachte Eimerhaken in den Eimerbügel gehakt und der Eimer mit Hilfe diefer Stange hinabgefenkt. Sobald er unten auffitzt, wird die Senkftange ausgehakt und der Eimer durch Anziehen der Kette vorfichtig gekippt; nach vollzogener Entleerung wird er, in umgekehrter Stellung an der Kette hängend, heraufgezogen. Da derlei Eimer oben unbedeckt find, kommt der Beton mit dem Waffer viel in Berührung.

Y) Die Körbe haben die Form von vierfeitigen abgeftutzten Pyramiden; der Boden derfelben wird durch zwei Klappen gebildet, deren Gelenke aus Kupferdraht hergeilellt find. Die untere Klappe, welche mit der Verfenkungskette in Verbindung gebracht wird, ift länger und bedeckt die obere Klappe. Beim Hinunterlaffen des gefüllten Korbes hält die Kette die Bodenklappen gefchloffen. Sitzt der Korb auf der Sohle auf, fo wird er an den feitwärts befeftigten Seilen in die Höhe gezogen, wobei fich die Klappen öffnen und der Beton herausfällt.

S) Säcke werden feltener angewendet. Man kann gewöhnliche Kaffeefäcke benutzen, die durch aufgenähte Gurte widerftandsfähiger gemacht werden. An der unteren offenen Seite werden Ringe (etwa 1 cm weit) eingenäht ; am anderen Ende wird ein Reifes Rundholz befeftigt. Der Schlufs des gefüllten Sackes wird durch zwei Nadeln bewirkt, welche durch die gedachten Ringe gefleckt werden. An die Nadeln werden Leinen befeftigt, die während des Herablaffens des Sackes fchlaff herabhängen. Nach dem Auffitzen des Sackes auf der Sohle werden die Nadeln herausgezogen und der Sack in die Höhe gewunden, wobei der Beton herausfällt23s).

Man hat wohl auch Rohre angewendet, welche nach der Baugrube zu ein ftarkes Gefälle haben und durch welche der Beton in diefelbe hinabgefchüttet wird; indes kommt hierbei der Beton zu viel mit dem Waffer in Berührung, fo dafs der Mörtel herausgefpült wird; auch verflopfen fich die Rohre leicht.

3) Hat man ein Betonfundament im offenen (ftehenden oder fliefsenden) Waffer herzuftellen, fo mufs zunächft die Umfchliefsung der Baugrube, fei es mittels dichter Spund- oder Pfahlwand, fei es mittels Fangdamm oder Schwimmkaften, vorgenommen werden. In den im Hochbau verhältnismäfsig feiten vorkommenden Fällen diefer Art wird alsdann die Baugrube in der Regel wafferfrei gemacht und die Betonierung in der bereits gedachten Weife ausgeführt ; indes ift nicht ausgefchloffen, dafs die Betonierung unter Waffer gefchieht, indem man den Beton in Trichtern oder in all-feitig gefcliloffenen Kalten (von 0,oe bis 0,i5cbm Inhalt²³⁴) verfenkt.

233)    Näheres in: Wochbl. f. Arch. u. Ing. 1881, S. 17.

234)    Ueber Hinrichtung und Gebrauch folcher Betontrichter und -Kaften ift Näheres zu erfehen aus :

Caiffcs à couler le béton. Nouv. annales de la conft. 1855, S. 37.

23

Handbuch der Architektur. III. x. (3. Aufl.)

431.

Afphaltbeton.

432*

Anwendung-.

Man hat in diefem Falle lieh wohl auch der vorhin gedachten Betonfchaufeln bedient; indes follte dies nur bei untergeordneten Bauwerken und in Ausnahmefällen gefchehen. Bei der gröfsten Vorficht findet flets ein, wenn auch geringes Ausfpülen des Mörtels ftatt, und über jeder Betonfchicht bildet fich Ivalkfchleim ; diefer mufs vor dem Aufbringen einer neuen Betonlage forgfältig entfernt werden, weil er den Zufammenhang der einzelnen Lagen beeinträchtigt.

Auch bei Betongründungen im Waffer mufs das Fundament durch eine Spundwand gegen Unterfpülung gefchützt werden; unter Umftänden wird zu gleichem Zwecke auch noch eine Steinfchüttung angeordnet.

In denfelben Fällen, für die fich das bereits in Art. 408 (S. 332) vorgeführte Afphaltmauerwerk empfiehlt, kann auch Afphaltbeton mit Vorteil verwendet werden.

Die Gufsform dafür wird nach Malo in gleicher Weife, wie für Afphaltmauerwerk gebildet. Der Maftixafphalt wird auf 180 bis 200 Grad erhitzt und 50 bis 60 Vomhundert feines Gewichtes Kiefelfleine (in der Gröfse, wie fie beim Macadam angewendet wird) hineingefchüttet. Die Mifchung wird unter fortwährendem Umrühren weiter gekocht, bis fie von neuem die Temperatur erreicht hat, die fie durch Einführen der Kiefel verloren hat. Nunmehr giefst man die Mifchung in die Gufsform und drückt dabei den Steinfchlag kräftig zufammen, jedoch nicht fo ftark, dafs er zerbricht. Nach dem Erflarren des Maftix erhält man einen feften, unveränderlichen und elaftifchen Fundamentblock.

Die Anwendung der Betongründung ift eine im Hochbauwefen noch nicht genügend verbreitete, obwohl fie fich in äufserft verfchiedenartigen Fällen als zweck-mäfsig erwiefen hat. In diefer Beziehung find die nachftehenden Momente hervorzuheben.

1)    Betonfundamente find unter jenen Verhältniffen anzuwenden, die in Art. 422 (S. 343) angeführt wurden; fie können alsdann unter Umftänden auch durch Sand-fchüttungen oder durch Schwellrofte erfetzt werden. Vor den letzteren bietet der Beton den Vorteil dar, dafs man es mit einem monolithen Fundamentkörper zu thun hat, dafs man von der Lage des Grundwafferfpiegeis völlig unabhängig ift und dafs ein aus hydraulifchem Beton hergeftellter Fundamentkörper nach unten zu wafferdicht abfchliefst. Den Sandfchüttungen gegenüber zeigen Betonierungen den Uebelftand gröfserer Koften; allein fie preffen fich unter der darauf gefetzten Laft weniger zufammen und find auch fpezififch fchwerer, daher geeigneter für Fundamente als Sandfchüttungen.

Die Griihdung des Kirchturmes in Liebfchütz (Sachfen) liefert ein intereffantes, hier einfehlägiges Beifpiel. Der zuerft dort erbaute Turm ftürzte bald nach der Vollendung ein; der zweite mufste, nachdem er einige Jahre geflanden hatte, wegen Baufälligkeit abgetragen werden. Die Urfache diefer Kataftrophen lag darin, dafs man gemauerte Fundamente auf eine fumpfige, weiche und mit Lehmteilchen gemifchte Erdfchicht gefetzt hatte. Bei der dritten Aufführung des Turmes wurde ein Betonfundament (1 Teil Sternzement, 1 Teil gelöfchter Kalk, 2 Teile fcharfer Flufsfand und 6 Teile Granitbrocken mit Schmiede-fchlacken) von 1 m Stärke ausgeführt, welches fich vollftändig bewährt hat ²³³).

2)    Auch bei feilerem Baugrunde kann man nicht feiten Betonfundamente anwenden; ja man kann wohl auch voll gemauerte Fundamente durch betonierte erfetzen, namentlich dann mit Vorteil, wenn das Waffer hörend auf die Gründung einwirkt, gleichviel, ob diefe Störungen durch ftarken und zerftörenden Grundwaffer-zudrang oder durch offenes Waffer herbeigeführt werden. Indes ift hierbei ftets

Breymann, G. A. Allgemeine Bau-Conftructions-Lehre. Theil IV. 2. Aufl. von A. Scholtz. Stuttgart 1881. S. 379-

Mbnzel, C. A. & J. Promnitz. Die Gründung der Gebäude. Halle 1873. S. 154.

Frauenholz, W. Bau-Conftructions-Lehre für Ingenieure. Bd. 3. München 1877. S. 363.

Klasen, L. Handbuch der Fundirungs-Methoden. Leipzig 1879. S. 67.

Feldegg, E. v. Allgemeine Conftructionslehre des Ingenieurs. Nach Vorträgen von R. Baumeister. Carls-ruhe 1879. Fundirungen. S. 606.

Handbuch der Ingenieurwifienfchaften. Band 1. Herausgegeben von E. Heusinger v. Waldegg. 2. Aufl. Leipzig 1884. S. 344.

235) Näheres hierüber: Deutfche Bauz. 1874, S. 190.

zu beachten, dafs unter gewöhnlichen Verhältniffen der Beton teuerer als gutes Fundamentmauerwerk und dafs letzteres auch tragfähiger ift, wie erfterer. Will man eine gleiche Widerftandsfähigkeit des Fundaments erzielen, fo mufs man dem Betonkörper eine gröfsere Mächtigkeit geben als dem Mauerwerk, oder man mufs im erfteren Falle eine gröfsere Gründungstiefe vorfehen als in letzterem.

Beifpiel. Beim Bau des Reichsbankgebäudes in Bremen fand fich ein fehr lockerer, aufgefüllter Sandboden vor, der vom Druck benachbarter Gebäude fchon bei 4m Abftand feitlich auswich; der in gröfserer Tiefe vorhandene, gewachfene Boden war noch weniger tragfähig. Die Berechnung, die an einem älteren, zwar abzubrechenden, doch wohl erhaltenen Gebäude angeftellt wurde, ergab, dafs diefer aufgefüllte Boden 0,69 kg für 1 qcm ohne jedes Setzen trug. Nunmehr wurde der Druck eines jeden Mauerftückes des beabfichtigten Neubaues auf den Baugrund berechnet; es ergab fich z. B. bei den Säulenfundamenten ein Druck von 83471 kg; dies durch 0,69 dividiert, ergab als erforderliche Fundamentfläche 120 970 ücm. Diefelbe wurde um ¹/g verringert, weil das alte Gebäude nur Kalkmauerwerk hatte, das neue aber Zementbeton und Grundmau'erwerk in verlängertem Zementmörtel erhalten follte. Die hiernach mit lOSOOOücm fich ergebende Fundamentfohle ift mit 3,oo X 3,60 m für jede Säule in 50 cm ftarker Betonfchicht ausgeführt und hierauf ein lm hohes Fundamentmauerwerk, deflen Schichten um je G Stein beiderfeits abfetzen und fo zum Kern der Kellermauern fleh verjüngen.

3) Betongriindungen werden endlich ftatt anderer Gründungsweifen angewendet, wenn die Koften dadurch geringer werden.

Wollte man z. B. bei gröfserer Mächtigkeit der ftark prefsbaren Bodenfchicht diefelbe bis auf den tragfähigen Baugrund ausheben, fo könnte man zwar auf diefen unmittelbar das Fundamentmauerwerk fetzen-, allein die Koften der Grundgrabung und der Mauerung wären fehr bedeutend. Man kann unter Umfländen bezüglich der Baukoften vorteilhafter verfahren, wenn man eine geringere Gründungstiefe in Ausficht nimmt und mittels Beton auf etwas prefsbarem Boden gründet.

Man kann in folchen Fällen zwar auch Pfahlroftfundamente in Anwendung bringen, indem man mit Hilfe der Pfähle die vollftändig tragfähige Bodenfchicht zu erreichen trachtet; allein auch der Pfahl-roft wird unter Umftänden teuerer zu flehen kommen als der Beton, fo dafs man erfteren durch letzteren erfetzt. Ueber die Vereinigung von Pfahlroft mit Betonplatte wird noch im nächften Abfchnitt (Kap. I, unter b) die Rede lein.

b) Fundamente aus Sandfchüttungen.

An reinem, grobkörnigem Quarzfand find die folgenden, zum Teile bereits in den Fufsnoten i8i u. 182 (S. 303) hervorgehobenen, für den Grundbau wichtigen Eigenfchaften beobachtet und durch Verfuche erhärtet worden.

Fig. 720.

1) Der auf eine Sandfchicht ausgeübte Druck wird in giinftiger Weife nach unten verteilt; der auf die Sohle diefer Sandfchicht wirkfame Druck auf die Flächeneinheit kann bei genügender Mächtigkeit der Sandfchicht auf ein verhältnismäfsig geringes Mafs gebracht werden.

Verfuche haben ergeben, dafs fich der auf die Sandfchicht wirkfame Druck nahezu unter 45 Grad nach unten verteilt (vergl. Fig. 720 -Jun<* Art- 379, S. 306). Hagen hat ferner auf experimentellem Wege Vp -    nachgewiefen, dafs beim Aufbringen einer Sandfchicht der Druck auf

W,    ihre Unterlage anfangs mit der Zunahme der Höhe auch wächft. Er

* Druckes immer kleiner die Mächtigkeit der Sandfchicht diefe Höhe, fo bleibt der Druck auf ihre Unterlage konflant.

2) Wenn der Sand durch feitliche Umfchliefsung gegen das Auseinanderquillen gefchützt ift, fo zeigt er bei aufgebrachter Belaftung zwar eine ziemlich bedeutende Prefsbarkeit ; fobald jedoch die Zufammendrückung ein gewiffes gröfstes Mafs erreicht hat, verwandelt fich der Sand in eine kaum prefsbare Schicht ²³⁰).

höht man die Schüttung immer mehr, fo wird das Wachstum jenes bis es endlich ganz aufhört. Ueberfchreitet ²

Ueberdies hat auch

433-

Eigenfchaften

des

Sandes.

434-

Sand-

fchüttungen.

435-

Abmeffungen.

3)    Sinkt bei der anfänglichen Zufammendriickung der Sandfchicht die aufgebrachte Laft in diefelbe ein, fo erhebt fich um die letztere herum der Sand nicht; das Zufammenpreffen wird demnach blofs durch das innigere Aneinanderrücken der einzelnen Sandkörner hervorgerufen²³⁷).

4)    Befinden fich in der Unterlage der Sandfchicht einzelne befonders nachgiebige Stellen, fo zeigt die letztere, hinreichende Mächtigkeit vorausgefetzt, an diefen Stellen keine partiellen Senkungen; die Druckverteilung findet vielmehr in fo günftiger Weife ftatt, dafs die nachgiebigen Stellen gleichfam überbriickt und dadurch unfchädlich gemacht werden

Von diefen wertvollen Eigenfchaften des Sandbodens macht man im Grundbau in der Weife Anwendung, dafs man bei nachgiebigem Baugrund das Fundament aus einer Sandfchüttung oder Sandbettung, auch Sandkoffer genannt, herftellt. Diefelbe erweift fich zweckmäfsig, fobald fie genügende Abmeffungen erhält, aus geeignetem Material und in entfprechender Weife ausgeführt wird.

Die erfte Anwendung des Sandes im Grundbau fcheint in Frankreich gemacht worden zu fein, und zwar bei den Quaimauern des Kanals St. Martin (1829) und bei Militärbauten zu Bayonne (1830 von Kapitän Gauzence).

Die Mächtigkeit der als Fundament dienenden Sandfchicht foll nicht weniger als 75cm betragen; weiter als 3m zu gehen, ift indes auch nicht erforderlich. Mit Rückficht auf die Druckverteilung foll die Aufffandfläche der Sandfchicht um eben-foviel vor den Begrenzungen des darauf zu fetzenden Mauerkörpers vorfpringen, als fie hoch ift.

Letzteres Verhältnis ergiebt fich aus der fchon erwähnten Thatfache, dafs fich der Druck nahezu unter 45 Grad nach unten verteilt. Kennt man fonach die Tragfähigkeit des vorhandenen Baugrundes und die Grundfläche des auf das Sandfundament zu fetzenden Mauerkörpers, fo läfst fich die Gröfse der Aufftandfläche des Sandfundaments berechnen.

Da indes die Tragfähigkeit des Baugrundes nicht immer mit genügender Sicherheit bekannt ift, fo empfiehlt es fich, bei vorkommenden ftärkeren Belaftungen unmittelbare Verfuche anzuftellen, indem man auf dem gegebenen Boden Sandfchichten von verfchiedener Mächtigkeit herftellt und diefelben einer Probe-belaftung unterzieht ²³⁹).

Im allgemeinen ergiebt fich hieraus, fobald die Baugrube lotrecht begrenzt ift, ein parallelepipedifch geftaltetes Fundament (Fig. 721). Sind die Wandungen der Fundamentgräben geböfcht, fo nimmt die Breite der Sandfchicht von unten nach oben zu; bisweilen wird die letztere Anordnung abfichtlich gewählt, um durch die hinzugefügten Sandprismen P, P (Fig. 722) einen Gegendruck gegen etwaiges feit-liches Ausweichen des Sandes zu gewinnen. In manchen Fällen hat man die Sandfchicht nicht allein unter den einzelnen Mauern eines Gebäudes, fondera unter dem ganzen Gebäude durchgehend hergeftellt.

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Beaudemoulin durch Verfuche feftgeftellt, dafs trockener Quarzfand, der in einen Beutel von Segeltuch oder in einen Kalten von dünnem Eifenblech gefüllt ift, nach einer leichten Zufainmendrückung eine Maffe bildet, die einem Drucke von 60* für 1 qm mit Sicherheit widerftehen kann. Der Sand verhält fich der Umhüllung gegenüber fo, als wäre er ein gefchlolfener Körper, und übt auf die Umhüllung nur an jenen Stellen eine Wirkung aus, wo dis Laft mit ihr in Berührung kommt. Der Sand bleibt aber dabei völlig teilbar und fliefst aus einer in der Umhüllung angebrachten Oeffnung frei, aber langfam heraus.

237) Vergl. die Hagen'fchen Verfuche in Fufsnote 182 (S. 303).

23S) Hagen's eben erwähnte Verfuche bezogen fich auf diefen Gegenftand. Ein Gefäfs mit genau fchliefsender Bodenklappe wurde fo lange mit Sand gefüllt, bis fich der Druck auf die letztere als von der Höhe der Sandfchicht unabhängig erwies. Oeffnete man nun die Klappe, fo fiel ein Teil des Sandes heraus; der übrige Teil blieb, höhlenartig geformt, im Gefäfse zurück.

232) Solche Verfuche wurden in fehr genauer Weife für die Hochbauten auf dem Bahnhofe zu Emden gemacht, welche ausführlich dargelegt find in : Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1864, S. 153. Man hat dort gefunden, dafs Sandfchichten von 2,35 und 2,go m Höhe keine gröfsere Tragfähigkeit zeigten, als folche von 1,15 und 1,75m Mächtigkeit. — Auch mag auf die Unterfuchungen verwiefen werden, die bei der Gründung der Kaferne an der Esplanade zu Wefel gemacht wurden und bezüglich deren das Nähere zu finden ift in: Zeitfchr. f. Bauw. 1863, S. 62g.

Fig. 721.

Fig. 722.

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Vom Güterfchuppen auf dem Bahnhofe zu Emden²⁴⁰).

Von der Kaferne an der Esplanade zu Wefel²⁴¹).

So z. B. wurde beim Bau des Kapf’fchen Haufes am Sielwall in Bremen Sand aus der Wefer gebaggert und die Baugrube unter dem ganzen Haufe damit ausgefüllt. Der Sand wurde in 50 cm dicken Schichten aufgebracht, reichlich mit Waffer begoffen und dabei mittels eiferner Stangen die Sandkörner in Bewegung gebracht ; jede Schicht wurde fchliefslich mit einer viermännigen Ramme gedichtet.

Gleiches gefchah 1883 bei der Gründung des Regierungsgebäudes zu Breslau. Da der Baugrund bis auf eine Tiefe von 4 m aus aufgefülltem Boden beftand, auf den eine ftarke Lettenfchiclit folgte, fo wurde die Baugrube in ihrer ganzen Ausdehnung bis zur Lettenfchiclit ausgefchachtet und mit einer 2 m hohen Sandfchüttung ausgefiillt. Zur Verhütung von feitlichen Ausweichungen der letzteren infolge Hoch-wafferdruckes der wenig entfernten Oder und von Rohrbrüchen an den nahe gelegenen Strafsenkanälen wurde die Baugrube mit einer den Böfchungen fich anschliefsenden, SO cra Harken Betonmauer (Fig. 723) umgeben.

43⁶-

Material

und

Als Material empfiehlt fich für derlei Fundamente ganz reiner, fcharfer und grobkörniger Quarzfand ; bei diefem verfchieben fich die einzelnen Körner infolge

Fig- 723.

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grofser Reibung viel weniger, als bei einem Ausführung. Sand, der aus kleinen, rundlichen Körnern befteht, oder gar folchem, der erdige und lehmige Teile enthält. Bei reinem, fcharfem und grobkörnigem Sande ift deshalb auch die anfängliche Zufammendrückung geringer als bei anderem Material.

In Gegenden am Meere oder in der Nähe gröfserer Ströme, wo häufig Baggerungen ausgeführt werden, hat man mit Vorteil das ausgebaggerte Material, fobald es viel Sand und nicht zu viel Schlamm und mufchelige Teile enthielt, verwendet. Um das Zufammendrücken des Sandes und dadurch auch das Setzen des Mauerwerkes möglichft zu verringern, wird die Sandbettung in einzelnen wagrechten Lagen von 20 bis 30 cm Dicke hergeftellt; jede Lage wird mit Waffer begoffen und mittels Rammen, befier mittels Walzen gedichtet. Das Dichten kann unter Umftänden noch dadurch befördert werden, dafs

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Vom Regierungsgebäude zu Breslau ²⁴²). ⁴/i 50 w. Gr.

man die Sandfchüttung einige Zeit nach der Ausführung regelmäfsig mit Waffer übergiefst. Ift der Baugrund wafferhaltig, fo kann man auch in der Baugrube eine Pumpe aufftellen und diefe von Zeit zu Zeit in Thätigkeit fetzen; das Durchfaugen des Waffers dient dazu, die Sandkörner dichter zu lagern.

Zeigt der gegebene Baugrund einen ftarken Wechfel des Grundwaffers, fo mufs die Sandfchicht durch eine Spundwand oder eine Umfchliefsung mit Thonfchlag begrenzt werden. Eine möglichft dichte Spundwand ift auch erforderlich, wenn die Sandgründung im Waffer felbft vorzunehmen ift; man vermeide, wenn irgend thunlich, die unmittelbare Berührung der Sandbettung mit fliefsendem, felbft auch mit flehendem offenem Waffer.

Man hat die Sandfchüttung bisweilen mit Kalkmilch übergoffen; indes ift diefes Verfahren nicht gerade zu empfehlen. Ift die Kalkmilch fehr dünn und gefchieht das Uebergiefsen in fpärlichem Mafse, fo nutzt diefes Verfahren nicht viel mehr als das Begiefsen mit reinem Waffer; verwendet man dagegen dicke Kalkmilch in reichlichem Mafse, fo wird die Gründung fehr teuer und ift beffer durch eine Beton-fchicht zu erfetzen.

Der auf die Sandbettung aufzufetzende Mauerkörper ift erft einige Zeit nach Vollendung der erfteren auszuführen; das Mauer werk ift nur langfam zu erhöhen und rafch trocknender Mörtel dafür zu verwenden. Mehrfach hat man für die Sohlfchicht des Mauerkörpers grofse Platten aus hartem Steinmaterial (Granit etc.) verwendet.

Bei der vorhin erwähnten Gründung des Regierungsgebäudes zu Breslau wurde nach Herftellung der fchützenden Betonmauer der aus der Oder durch Baggerung gewonnene Sand in die Baugrube eingebracht, jede Schicht durch Einpumpen von Waffer gleichmäfsig gut eingenäfst und fett eingeftampft, fo dafs ein Sondiereifen mit äufserfter Anftrengung nur 25 bis 30cm tief eingeltofsen werden konnte. Auf der fo gebildeten Sandfchicht (Fig. 723) wurde die aus lagerhaften, 20cm ftarken, 1,50 bis 3,00m langen und l,oo m breiten Granitplatten beftehende Sohlfchicht verlegt; die Breite der letzteren ift fo bemeffen, dafs 1 qcm mit 2,5 kg belaftet wird. Auf die Granitplatten wurden die Grundmauern aus Granitbruchfteinen aufgefetzt ²⁴²).

437-

Anwendung.

43S.

Vereinigung mit der Betongründung.

Aus dem Gefagten geht hervor, dafs fich die Sandgründung vor allem für weichere Bodenarten empfiehlt, die eine energifche und gleichmäfsige Druckverteilung erfordern; insbefondere ift es Torf-, Moor- und naffer Lehmboden, wo die Sand-fundämente gute Dienfte leiften; allein auch auf Mauerfchutt etc. haben fie fich gut bewährt. Sie haben vor den gemauerten, den Beton- und den Schwellroftfundamenten auch noch den Vorteil grofser Billigkeit voraus, weshalb fie bisweilen auch bei weniger prefsbarem Baugrund ftatt gemauerter Fundamente Anwendung finden. Vor den Schwellroften zeichnen fie fich ferner dadurch aus, dafs fie bezüglich ihrer

Tiefenlage keinerlei Befchränkungen unterworfen find.

Befchränkt wird die Anwendung der Sandfundamente allerdings dadurch, dafs die Belaftung, die fie mit Sicherheit tragen können, keine zu grofse fein darf. Bei 1,5 0 bis 2,oom Mächtigkeit der Sandbettung füllte das darauf geflehte Bauwerk keinen gröfseren Druck als höchftens 2 bis 3 k£ für 1 flcm ausüben.

In einigen geeigneten P'ällen hat man Sand- und Betongründung in der Weife vereinigt, dafs man auf die Sandbettung eine Betonplatte gelagert hat.

Beim Bau des Dienftgebäudes für die Wafferbauinfpektion zu Tapiau fand fich ein Baugrund vor, der aus einer Auffchüttung von 3,15 bis 5,95 m Höhe beftand, die auf gewachfenem Boden aufruhte. Der Füllboden, eine Mifchung von Sand, Thon und Teilen von Moor, wurde teils bei der Ausbaggerung des Hafenbeckens, teils durch Baggerung im Pregelbett gewonnen. Vorgenommene Belaftungsverfuche ergaben, dafs die anfangs vorgefehene Gründung auf verbreitertem Betonbett nicht als genügend zuverläffig erachtet werden konnte. Deshalb wurde eine noch weitergehende Verbreiterung der für den Entergrund in Betracht kommenden Druckfläche durch eine D hohe, in Lagen von 25cra Dicke eingebrachte Sand-

fchüttung ausgeführt. Auf diefer Schüttung wurden alsdann zwei 30cm ftarke Betonbankette unter den Umfaffungswänden 1,90 und 1,40 m breit hergeftellt. Zur Verfteifung der Betonfchüttung und zur Ver-gröfserung der Zugfeftigkeit der letzteren find im unteren Bankett in den Umfaffungswänden alte Eifen-balinfchienen eingeflampft, während durchfchnittlich 3m lange Schienen in die Scheidewände hineinreichen ²⁴³).

Litteratur

über »Fundamente aus Beton- und Sandfchüttungen«.

Exner. Ueber die Anwendung des Beton-Mörtels zum Fundamentiren unter Waffer. Crelle’s Journ. f. d. Bauk., Bd. i, S. 236.

Braun. Ueber Anwendung des Trafs-Bétons zur Fundamentirung der Gebäude. Crelle’s Journ. f. d. Bauk., Bd. 3, S. 112.

Ueber die Fundamentirung der Gebäude auf Sand. Crelle’s Journ. f. d. Bauk., Bd. 15, S. 67, 107.

Des Herrn Brücken- und Wege-Ingenieurs Olivier kurze Nachricht von Fundamentirungen auf Sand. Crelle’s Journ. f. d. Bank., Bd. 12, S. 275.

Witzeck. Die Gründung der Gebäude des Thüringifchen Bahnhofes bei Leipzig. Zeitfchr. f. Bauw. 1860, S. 213.

Goldmann. Verfchiedene Gründungen in Betreff der Tragfähigkeit. Zeitfchr. f. Bauw. 1863, S. 630. Bolenius. Der Bahnhof zu Emden. Zeitfchr. d. Arch.- und Ing.-Ver. zu Hannover 1864, S. 154. Plath. Die Fundirung des neuen Mafchinen- und Keffelhaufes auf Rothenburgsort etc. Deutfche Bauz. 1871, S. 165.

Schmidt, H. Ueber den eifernen Centralbau für die Weltausftellung in Wien. Zeitfchr. d. oft. Ing.-u. Arch.-Yer. 1873, S. 139.

Altendorff, H. Fundirung eines Kirchthurms auf Beton. Deutfche Bauz. 1874, S. 190.

Terrier, Ch. Des devis et des fondations du nouvel opéra. Gaz. des arch. et du bat. 1875j S- 141. Baude. Sur les fondations du nouvel opéra de Paris. Bulletin de la foc. d'éncourag. 1875, S. 498. Einbringung des Betons. Wochenbl. f. Arch. u. Ing. 1880, S. 152.

Ueber Fundirungen auf zufammendrückbarem Boden. Deutfche Bauz. 1880, S. 448, 467, 481.

Astfalck. Ueber Betonfundirungen. Centralbl. d. Bauverw. 1899, S. 225.

4. Kapitel.

¹

) In: Winkler, E. Vorträge über Eifenbahnbau etc. Kap. 17: Elafticitäts- und Feftigkeitstheorie der Schienen.

²

An diefer Stelle mag auf die in den Fufsnoten 181 u. 182 (S. 303) angeführten Verfuche Hagen:s verwiefen werden , die fich zum nicht geringen Teile auf die Ermittelung der Eigenfchaften des Sandes beziehen.

Fundamente aus liegenden Rotten.

439-

In Fällen, in denen zu befürchten ift, dafs ein Bauwerk infolge ftark prefs-baren Baugrundes, infolge ungleichmäfsiger Befchaffenheit des letzteren oder infolge

un

gleich verteilter Laften nachteilige Veränderungen erfahren könnte, ift vielfach A%emeilles-ein hölzerner Boden oder Roft, der auf die Baufohle gelegt wird, als Fundament benutzt worden. Diefe fchon feit langer Zeit übliche Konftruktion hat den Zweck, die vorhandenen Ungleichheiten im Baugrund oder in der Laftenverteilung auszugleichen; fie foll auch innerhalb gewiffer Grenzen die Drücke, die auf fie wirken, über eine gröfsere Fläche verteilen und unter Umftänden eine Längsverankerung der Fundamentkonftruktion anftreben.

Hierdurch entftanden die fog. liegenden Rofte, auch geftreckte, fliegende oder fchwimmende Rofte genannt, die in fehr verfchiedener Weife konftruiert worden find.

243) Siehe : Centralbl. d. Bauverw. 1865, S. 395.

a) Einfachere liegende Rofte.

44°.

Einfacher

Bohlenroft.

441.

Doppelter

Bohlenroft.

1)    Der liegende Roft geftaltet lieh am einfachften, wenn er aus einer einzigen Lage von flach und dicht nebeneinander gelegten, 7 bis 10cm ftarken Bohlen befteht, die erforderlichenfalls durch Dübel miteinander verbunden werden. Die Wirkfamkeit eines folchen einfachen Bohlenroftes ift nur gering, weshalb er auch nur für untergeordnete, den Baugrund wenig belaftende Bauwerke in Anwendung gebracht werden kann.

2)    Die Roftkonftruktion kommt dem damit beabfichtigten Zwecke näher, wenn man fie aus zwei derartigen übereinander gelegten Bohlenfchichten zufammenfetzt. Die beiden Lagen durchkreuzen fleh unter einem rechten Winkel; meift liegt die eine parallel zur Längenrichtung der Mauer (Fig. 724) und bringt nicht nur eine

Fig. 724.

Fig. 725.

Fig. 726.

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Doppelte Bohlenrofte.

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Roft aus Halbhölzern.

boo w. Gr.

Druckverteilung in diefem Sinne hervor, fondern erzeugt auch die Längsverankerung des auf dem Rofte flehenden Mauerwerkes. In England werden die beiden Bohlenlagen wohl auch unter 45 Grad zur Mauervorderfläche gelegt (Fig. 725), wodurch zwar unter Umftänden eine beffere Druckverteilung erzielt werden kann, die Längsverankerung des Mauerwerkes jedoch nicht erreicht wird.

Der doppelte Bohlenroft ift zwar wirkfamer, als der einfache; indes kann

l,o, höchftens 1,5 kg für 1 qcm —

442.

Roft aus Halbhölzern.

erfterer gleichfalls nur geringen Belattungen ausgefetzt werden und nur bei gleichartigem Boden Verwendung finden.

3) Die unter 1 und 2 vorgeführten Roftkonftruktionen werden tragfähiger, wenn man die eine oder die beiden Bohlenlagen durch ftärkere Hölzer, fog. Halbhölzer, von 12 bis 15 cm Dicke, erfetzt; man kann alsdann mit der Belaftung felbft bis zu 2 kg für 1 qcm gehen. Bei der in Fig. 726 dargeftellten, in Oefterreich vorkommenden Anordnung find die unteren, 16 verbunden.

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ftarken Hölzer durch Dübel miteinander

443-

Amerikanifcher

Roft.

4) Die Tragfähigkeit des liegenden Roftes läfst fleh weiter erhöhen, wenn man noch ftärkere Balken in Anwendung bringt, bezw. wenn man mehr als zwei Lagen übereinander anordnet; letzteres kommt namentlich im holzreichen Nordamerika und auch in Norwegen vor.

Die in Bergen am Fjord gelegenen Kauf- und Lagerhäufer wurden in der Weife gegründet, dafs man eine gröfsere Anzahl von Holzroften übereinander verfenkte, wobei die Hölzer des zweiten Roftes fenkrecht zu denjenigen des erften liegen, die des dritten wieder parallel u. f. f. Auf diefen über den Waffer-fpiegel aufgeführten Fundamente wurden die Holzbauten errichtet ²⁴⁴).

Durch die grofse Holzmaffe, welche folche Fundamente erfordern, werden fie bei uns fehr teuer und kommen deshalb nur fehr feiten oder gar nicht in Anwendung.

b) Schwellrofte.

Schwellrofte, die wohl auch kurzweg liegende Rofte genannt werden, beftehen aus Lang- und Querfchwellen, die in entfprechendem Abftande voneinander in zwei fich kreuzenden Lagen angeordnet und mit einem Bohlenbelag überdeckt find. Die Langfchwellen haben den Druck in der Längsrichtung, die Querfchwellen in dem dazu winkelrechten Sinne zu verteilen. Die viereckigen Felder oder

444-

Schwellroft.

Fig. 727.

Fig. 728.

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Schwellrofte. — ^100 w. Gr.

Fache, welche durch die beiden Schwellenlagen entftehen, werden bis zur Höhe des Bohlenbelages ausgefüllt; auf den letzteren wird das Mauerwerk aufgefetzt (Fig. 727 u. 728).

Obwohl man in der Regel (befonders in Deutfchland) die Langfchwellen über die Querfchwellen legt und diefe Anordnung auch meiftens empfohlen wird, fo ift es doch in den häufigften, d. i. in jenen Fällen des Hochbauwefens, wo im wefent-lichen nur lotrechte Drücke auf den Baugrund zu übertragen find, gleichgültig, welche der beiden Schwellenlagen nach unten gelegt wird. Nur wenn eine Mauer

2<4) Siehe: Deutfche Bauz. 1889, S. 183.

flarken Seitenfehüben zu widerftehen hat, fo wird der Verfchiebung längs des Baugrundes beffer entgegengewirkt, wenn die Langfchwellen nach unten zu liegen kommen.

Der Bohlenbelag wird ftets auf die Langfchwellen gelegt; bilden diefe die obere Schwellenlage, fo ergeben die Bohlen einen ununterbrochenen Holzboden (Fig. 727). Werden die Querfchwellen nach oben gelegt, fo ragt ein Teil der-felben über dem Bohlenbelag hervor und greift in das Mauerwerk ein (franzöfifche Konftruktion, Fig. 728).

Der Schwellroft überragt die Begrenzungen des darauf zu fetzenden Mauerwerkes um 20 bis 40 cm; doch ordnet man die Aufsenflächen des letzteren in der Regel bündig mit der äufserften Langfchwelle an.

Der in Art. 382 (S. 312) aufgeftellten Konftruktionsbedingung entfprechend, mufs die Oberkante des Schwellroftes mindeftens 30, beffer 50 cm unter dem nied-rigften Wafferftande angeordnet werden.

Von vielen Seiten wird empfohlen, bei Fundamenten aus Sand, Beton und Schwellroft an den Gebäudeecken eine gröfsere Verbreiterung eintreten zu laffen, als in den übrigen Teilen der betreffenden Mauern. In diefer allgemeinen Form ift eine folche Regel unrichtig; fte trifft nur zu, wenn die Belattung

Fig. 729.

Fig. 731.

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Fig. 730.

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Schwellen.

an der Ecke wirklich gröfser oder wenn der Baugrund dort nachgiebiger ift; alsdann hat die Verbreiterung des Fundaments nach Mafsgabe der Druckverhältniffe ftattzufinden. Wenn jedoch die Baugrundbelaftung an der Gebäudeecke die gleiche oder noch kleiner ift (beide Fälle kommen vor) wie jene in den übrigen Teilen der Mauern, fo bringt die Vermehrung der Fundamentbreite ungleichmäfsige Setzungen und Riffe hervor ¹).

Bezüglich der Konftruktionseinzelheiten ift das Folgende hervorzuheben.

1) Für die Lang- und Querfchwellen ift Eichenholz oder harzreiches Nadelholz zu empfehlen; erfteres hat unter Waffer eine fehr lange Dauer. Nadelhölzer eignen fich wegen ihres regelmäfsigen Wuchfes beffer, find aber nicht fo dauerhaft; Kiefernholz ift am meiften zu empfehlen.

Liegen die Querfchwellen (auch Zangen genannt) über den Langfchwellen, fo werden fie auf letztere aufgekämmt ; bei umgekehrter Anordnung werden die Langfchwellen etwa 5 bis 7cm tief in die Querfchwellen eingelaffen. Bei längeren Mauern können die Langfchwellen nicht mehr aus einem Stücke be-ftehen; der Stofs wird entweder ftumpf angeordnet und eine Verbindung mittels eiferner Schienen, Krammen und Nägel (Fig. 729), mittels eiferner Verlafchung (Fig. 731) vorgenommen, oder es wird die Vereinigung mittels fchrägen Hakenblattes (Fig. 730) angewendet. Die Längsverbindung in der einen oder anderen Weife follte niemals unterlaffen werden, weil fonft der Vorteil der Längsverankerung verloren geht. Die Stöfse der Langfchwellen find gegeneinander zu verfetzen, fo dafs auf eine Querfchwelle immer nur ein Stofs zu liegen kommt.

Bei manchen englifchen Schwellroften find Lang- und Querfchwellen voll überfchnitten, fo dafs die Oberkanten beider in gleicher Höhe gelegen find; auch wird vor dem Auf bringen des Roftes auf die geebnete Baufohle eine Schicht aus flachen, lagerhaften Stfeinen verlegt.

Die Entfernung der Langfchwellen (von Mitte zu Mitte) foll fo' grofs gewählt werden, dafs die darauf liegenden Bohlen das Mauerwerk mit Sicherheit tragen können; diefelbe beträgt 0,60 bis 1,52 m, in der Regel jedoch zwilchen 0,75 und 1,00m- Die Querfchwellen liehen etwas weiter voneinander ab, l,oo bis 1,80 m, meift zwifchen 1,25 und 1,50 m-

Lang- und Querfchwellen erhalten in der Regel einen quadratifchen Querfchnitt; die Querfchnitts-abmeffung der erlteren fchwankt zwifchen 25 und 33cm; die letzteren erhalten etwa das 0,9fache davon, alfo 22 bis 30 cm Stärke. Bei geringerer Belallung werden die Schwellen wohl auch durch Itärkere Bohlen oder Halbhölzer (15 bis 18cm dick) erfetzt.

An Mauerecken, Mauerdurchkreuzungen etc. wechfeln Lang- und Querfchwellen in den zufammen-

Fig. 732.

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llofsenden Schenkeln ihre Rolle; dadurch erhält der Bohlenbelag eine verfchiedene Höhenlage (Fig. 732). Wollte man erzielen, dafs diefer in einer Ebene gelegen ift, fo müfste an der Ecke, an der Kreuzung etc. die vollttändige Ueberfchneidung der fich kreuzenden Schwellen ftattfinden, was eine Schwächung derfelben * mit fich bringen würde; letztere ift namentlich an Gebäudeecken zu vermeiden.

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Wenn die auf Schwellroft zu gründende Ecke fchräg ift, fo werden in der unmittelbaren Nähe derfelben die Querfchwellen nicht winkelrecht zu den Langfchwellen, fondern fchräg gelegt; man läfst fie allmählich aus der fchrägen (zur anderen Mauer parallelen) Richtung in die winkelrechte Lage übergehen (Fig. 732).

2) Die Ausfüllung der Rollfelder, wohl auch Bettung genannt, befteht aus Kies, aus feflgeflampftem Baufchutt, aus Lehm und Thon, aus Lehm mit Sand vermifcht Bruchfteinmauerwerk, aus Sand, aus Beton etc. Wenn Lehm verwendet wird, fo fchlage man denfelben feft ein; Sand dichte man durch reichliches Uebergiefsen mit Waffer; eine Betonierung ill meift zu teuer, und es ift beffer, flatt eines Schwellrofles mit ausbeto-

44Ó.

Bettung.

aus

nierten Fachen ein nur aus Beton beflehendes Fundament anzuwenden.

Die Bettung foll ftets in der Höhe der Langfchwellenoberkante forgfältig abgeglichen werden, damit fie den Bohlenbelag mitträgt; fonft ill ihr konftruktiver Wert ein geringer.

Bisweilen hat man fie auch ganz weggelaffen.

3) Der Bohlenbelag wird in der Regel Bohlenbelag. ¹js fo ftark wie die Querfchwellen, mithin 7 bis 10cm ftark gemacht. Seine Dicke ift von der Gröfse der Belallung und vom Ab-fland der Langfchwellen abhängig; bei gegebener Bohlendicke mufs die Entfernung der Langfchwellen danach berechnet werden.

Die Bohlen müffen ftärker (12 bis 15cm) gewählt werden, wenn die eine Schwellenlage weggelaffen wird und der Bohlenbelag ihre Aufgabe mit zu erfüllen hat.

Die Bohlen werden auf den Langfchwellen mittels hölzerner Nägel oder auch gar nicht beteiligt.

Es ift gut, wenn die Bohlen möglich!! breit find ; fie find meift rechteckig geftaltet ; nur in der Nähe fchräger Ecken nehmen fie Trapezform an (Fig. 732).

Ein derartig konftruierter Schwellroft kann bei nicht zu prefsbarem und nicht zu ungleichartigem Boden einer Belaftung von 2,5 bis 3,o für 1 ficm ausgefetzt werden.

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Schwellroltecken und -Durchkreuzungen. J/joo w. Gr.

448.

Ausführung.

449.

Anwendung.

Bei Gründungen im Waffer mufs der Schwellroft mit einer Spundwand umgeben werden (Fig. 733), die das Ausfpülen des Bodenmaterials, unter Umftänden auch der Bettung, zu verhüten hat. Auch bei fonftigen Schwellroftgründungen kann fich das Anbringen einer Spundwand empfehlen, wenn man dadurch das feitliche Ausweichen des Baugrundes verhüten will.

Die Spundwand darf niemals unter den Schwellroft gelegt, mufs vielmehr unabhängig davon angeordnet werden ; in erfterem Falle würde ungleichmäfsiges Setzen des Roftes hervorgerufen werden. Kann die Spundwand feitlich ausweichen, fo fchütze man lie dagegen durch Verankerung mit dem auf dem Rofte ruhenden Mauerwerk.

Bei jeder Schwellroftgründung ift auch zu beachten, dafs das darauf zu fetzende Mauerwerk an allen Stellen in möglichft gleicher Höhe ausgeführt werde, damit die Belattung desfelben eine thunlichft gleichmäfsige fei. Wird das Mauerwerk nur an einigen Stellen bis zu einer gewiffen Höhe aufgeführt, an anderen Stellen der Schwellroft aber gar nicht belaftet, fo tritt ungleichmäfsiges Einfinken des Roftes, eine fchädliche Durchbiegung, unter Umftänden das Schief-ftellen desfelben ein.

In Art. 422 (S. 343) wurde bereits gefagt, wann Sand-, Beton-

Fig- 733-

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und Schwellroftfundamente im allgemeinen zur Anwendung kommen. Letztere haben vor den beiden erfteren den Vorzug, Schwellroft mit Spundwand.

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dafs durch fie eine Längsverankerung des Mauerwerkes bewirkt wird ; indes ift man bei Schwellroften bezüglich der Gründungstiefe an die Höhenlage des niedrigften Wafferftandes gebunden. Teilweifes Einfinken des Bauwerkes wird durch den Schwellroft felbftredend nicht vermieden ; allein auch dem ungleich-mäfsigen Setzen wird nur innerhalb gewiffer Grenzen, die durch die Elaftizitätsver-hältniffe des Holzes gegeben find, vorgebeugt. Der Schwellroft fteht in letzterer Beziehung dem Beton und auch der Sandfchüttung nach; letztere verhütet die un-gleichmäfsige Senkung in volkommenerer Weife.

Erwägt man die erwähnten Mifsftände, zieht man ferner in Betracht, dafs man auch bei Betonfundamenten durch geeignete Eifeneinlagen eine Längsverankerung erzielen kann, nimmt man endlich noch hinzu, dafs infolge der ftets fteigenden Holzpreife auch die Koften der Schwellrofte nicht geringe find, fo erweifen fich derartige Fundamentkonftruktionen nur in wenigen Fällen als vorteilhaft. Man wird meiftens den Schwellroft bei geringen Belaftungen durch Sandfchüttung, bei ftärkerem

Fig. 734-

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Vom'Adminiftrationsgebäude des öfterreichifch-ungarifchen Lloyd zu Trieft²⁴⁶).

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Drucke durch Beton mit Erfolg erfetzen. Es entfpricht auch dem heutigen Stande der Technik nur wenig, wenn man zwifchen den Baugrund und das Mauerwerk ohne zwingende Gründe eine Holzkonftruktion legt.

²⁴⁶) Näheres in: Allg. Bauz. 1883, S. 38 — ferner: Wochfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1883, S. 5 — endlich: Centralbl. d. Bauverw. 1883, S. 47.

Beifpiele von Schwellroftgründungen aus älterer Zeit liegen ziemlich zahlreich vor ²⁴⁷). Aus neuerer Zeit ift wohl nur die Gründung des von v. Ferftel herrührenden Verwaltungsgebäudes des öfterreichifch-ungarifchen Lloyd in Trieft, eines viergefchoffigen Baues mit nahezu quadratifcher Grundfläche von 63m Seitenlange, erwähnenswert (Fig. 734). Die Bodenverhältniffe waren die denkbar ungünftigften, da der der

Fig. 735 24s)-

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Betoneifenroft.

See zugekehrte Teil, an dem lieh die Hauptfront befindet, noch vor 30 Jahren, der rückfeitige Teil noch vor etwa 100 Jahren dem Meere angehörte und der Grund bis auf die Tiefe von 29 m aus aufgeweichtem Schlammboden befteht. Alle in der Nähe befindlichen Gebäude zeigen denn auch, namentlich durch die Verbiegungen der wagrechten Bauteile, den Einflufs diefes fchlechten Baugrundes, der befonders auffallend am Trieller Stadthaufe zu Tage tritt. Um derartigen Uebelftänden zu begegnen, hat das Fundament unter der Fufsbodengleiche eine Tiefe von 3,25 m und fetzt fich aus 4 Schichten zufammen. Die unterfte, ungefähr 1 m hohe Schicht befteht aus einem ftarken, liegenden Rofte aus Färchenholz, der mit Beton

übermauert ift. Hierauf kommen, ftets mit etwas abnehmender Breite, zwei Schichten aus Maffegno-Blöcken, einem vortrefflichen, befonders zu Gründungen geeigneten Material, das in der Nähe von Trieft, und zwar in Platten bis zu 2m Länge und 50 cm Dicke, gebrochen wird. Auf die obere, etwa 40 cm ftarke Lage ift das Bruchfteinmauerwerk aufgefetzt. Blofs die wichtigften Mauern wurden in diefer Art gegründet, während die Scheidemauern auf Gurte gefetzt find, wrelche die Hauptfundamente miteinander verbinden. Ferner wurde, um ein möglichft gleichmäfsiges Setzen zu erzielen, die Gründungsfläche der in den einzelnen Abfchnitten der Baufläche verfchiedenen Bodendichtigkeit entfprechend bemeffen. Der Erfolg diefer Anordnungen war im wefentlichen ein günftiger, da das im ganzen etwa 15 cm betragende Setzen ziemlich gleichmäfsig erfolgt ift und der gröfste Unterfchied in demfelben anfänglich nur 6 cm, nach dem Einfügen der Steinverkleidung etwas mehr betragen hat. Die gröfsere Senkung fand an der Seefeite ftatt, trotzdem dort breitere Fundamente vorhanden find ²⁴⁶).

²⁴⁷) Siehe u. a. die von Stapel ausgeführte Gründung des Packhofes in Halle a. d. S.: Ro.mberg’s Zeitfchr. f. pract. Bank. 1858, S. 34.

²t8) Fakf.-Repr. nach: Architecture and building, Bd. 29, S. 28.

²⁴⁹) Fakf.-Repr. nach: Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch=-Ver. 1893, S. 423.

Fig. 736 ²⁴⁹)-

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Betoneifenroft.

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c) Betoneifenrofte.

450.

Konftruktion.

Fig. 737 ²⁵⁰)-

Schnitt CD.

Schnitt, AB.

Zu den liegenden Roften find auch die in den amerikanifchen Grofsftädten üblichen Betoneifenrofte zu zählen, welche bei ftark nachgiebigem Baugrunde und namentlich für fchwer belaftete Freiftützen zur Anwendung kommen. Zu unterft kommt eine Zementbetonplatte zu liegen; darauf ruhen mehrere Lagen von Eifen-bahnfchienen, die einander rechtwinkelig durchkreuzen und mit Beton umftampft find (Fig. 735). Die oberfte Lage, auf welcher der Fufs der Freiftütze unmittelbar auffitzt, befteht nicht feiten aus gewalzten I-Trägern von 0,50 bis l,oom Höhe (Fig. 736); bisweilen werden nur Walzbalken, hier und da aus Stahl hergeftellt, verwendet.

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So find z. B. für das Tacomagebäude zu Chicago, welches 12Y2 Gefchoffe hoch ift und durchwegs Gefchäftsftuben enthält, ausfchliefslich Stahlbalken zur Anwendung gekommen.

Die Fundamente für die maffiven Umfaffungswände und für die Freiftützen, welche die Zwifchenwände tragen, beftehen zu unterft aus einer Lage Zementbeton von ca. 60cm Dicke ; darauf find ftählerne I-Träger und auf diefe für die Freiftützen gufseiferne Platten gelagert. Die Stahlbalken ftehen hochkantig, find nahe aneinander gelegt und fo lang, dafs fie ca. 1,8 bis 2,2 m über die Freiftützen hinausragen²⁵¹).

Von einer mit den amerikanifchen Betoneifenroften verwandten Konftruktion berichtet Tieffenbach 2 5 2).

Beim Umbau eines alten Haufes für die Zwecke der Weferftrom-Baudirektion zu Hannover (1897) wurde der Baugrund zunächft abgerammt ; alsdann wurde eine ziemlich feite Betonmaffe eingeftampft und in letztere ein liegender Roft aus alten Gruben- oder fonftigen Eifenfchienen verlegt und eingeftampft (Fig. 737).

250)    Fakf.-Repr. nach ebendaf.

251)    Vergl. : Techniker, Jahrg. io, S. 113.

252)    In: Centralbl. d. Bauverw. 1899, S. 41.

III. Teil, 2. Abteilung: FUNDAMENTE.

3. Abfchnitt.

Verfenkte Fundamente.

Liegt die tragfähige Bodenfchicht in fo bedeutender Tiefe, dafs fie mit den im vorhergehenden Abfchnitt bezeichneten Mitteln nicht erreicht werden kann, oder ift der vorhandene Baugrund fo locker und nachgiebig, dafs man mit Hilfe von Sand-, Beton- oder Schwellroftfundamenten ein Bauwerk mit Sicherheit darauf nicht errichten kann, fo wendet man verfenkte Fundamente an.

Wie fchon in Art. 389 (S. 316) gefagt wurde, unterfcheiden fich die verfenkten Fundamente von den aufgebauten wefentlich dadurch, dafs fie nicht von unten nach oben, fondern von oben nach unten hergeftellt werden. Bei diefem Gründungsverfahren wird die lockere, nicht tragfähige Bodenfchicht gar nicht oder nur zum geringen Teile abgegraben und die Gründung durch diefe Schicht hindurch vorgenommen. Hierbei werden entweder:

1)    die Hauptkonffcruktionsteile des Fundaments (die Pfähle) durch die lockere Schicht eingetrieben, bezw. eingedreht, oder

2)    unter dem fertigen Fundamentkörper wird das lockere Bodenmaterial weggenommen und diefer dadurch allmählich in den Boden

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Vor

bemerkungen.

Fig- 738.

Fig- 739-

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1°

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eingefenkt.

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Im erfteren Falle handelt es

Schraubenpfahl

von einem Kranfchuppen zu Bremen (Syftem Neukircli).

F25 w. Gr.

vom Promenade-Pier

zu Skegnefs.

fich um Pfahlgründungen, im letzteren um Gründungen auf Senkbrunnen, auf Senkröhren und auf Caiffons. Bezüglich der Pfahlgründungen kommen hauptfächlich die fog. Pfahlrofte in Betracht, bei denen hölzerne Rundpfähle die Fun-damentftützen des Bauwerkes bilden.

4S²’

Gründung auf eifernen Pfählen.

453-

Allgemeines.

Indes werden bei manchen Bauten am und im offenen Waffer, wie z. B. bei Badehäufern, Schwimmanftalten, Promenade-Piers, Leuchttürmen, Landungsbrücken etc. auch eiferne Pfähle angewendet, welche in der Regel in den Boden eingefchraubt, feltener eingetrieben werden.

Iin vorliegenden Falle find es meift gefchmiedete Eifenftangen von 10 bis 15 cm (feiten mehr) Durch-meffer, welche unten mit einer fog. Pfahlfchraube (Fig. 738) verfehen find; die letztere ift aus Gufseifen hergeftellt, hat etwa 1 m Durchmeffer und dient nicht nur zum Eindrehen der Pfähle in den Boden, fondera giebt denfelben auch eine gröfsere Aufftandfläche, wodurch fie der Beladung beffer widerflehen. Die Tragfähigkeit derartiger Schraubenpfähle kann zu 45 hg für 1 qcm Pfahlkopffläche oder zu 12 hg für 1 qcm Stützfläche angenommen werden. Noch feltener kommen bei den im Gebiete der Architektur in Betracht zu ziehenden Bauwerken gufseiferne Röhrenpfähle (Fig. 739) zur Verwendung.

Von den Gründungen auf eifernen Pfählen ²⁵³) wird, in Rückficht auf die geringe Anwendung der-felben im Hochbauwefen, im folgenden weiter nicht die Rede fein.

i. Kapitel.

Pfahlroftfundamente.

Den wefentlichften Konftruktionsteil eines Pfahlroftfundaments bilden die hölzernen Pfähle, welche ähnlich wie Säulen oder andere Freiftützen den betreffenden Baukörper zu tragen haben. Diefe Pfähle ragen entweder gar nicht, bezw. nur mit einem fehr geringen Teile ihrer Länge aus dem Boden hervor, find alfo Grundpfähle, und der Pfahlroft wird tiefliegend genannt; oder ein bedeutender Teil der Pfahllänge tritt über dem Boden hervor, es find demnach Langpfähle vorhanden, und man hat es mit einem hochliegenden Pfahlroft, auch hoher Pfahlroft oder Stelzenfundament genannt, zu thun. (Siehe auch Art. 149, S. 110.)

Im Hochbauwefen kommen faft nur tiefliegende Pfahlrofle vor, und im folgenden werden auch nur diefe eine eingehende Befprechung erfahren.

Die tiefliegenden Pfahlrofte werden in der Regel innerhalb einer wafferfreien Baugrube hergeftellt, während die hochliegenden für Gründungen im offenen Waffer Anwendung finden, wobei die Herftellung und Trockenlegung der Baugrube meiftens entfällt.

Auf die Pfähle, welche in gleicher Höhe abgefchnitten werden, hat man bisweilen unmittelbar das Mauerwerk gefetzt; indes ift dies nur zuläffig, wenn die Pfähle fehr nahe aneinander ftehen, wenn für die unterften Mauerfchichten grofse Steine oder Platten zur Verwendung kommen und wenn die Belaftung eine geringe ift. Liegen andere Bedingungen vor, fo treten im Mauerkörper ungleichmäfsige Senkungen ein, welche fchädliche Trennungen darin hervorrufen. In den allermeiften Fällen ift deshalb noch eine Zwifchenkonftruktion oder Roftdecke erforderlich, die entweder durch einen liegenden Roft oder durch einen Betonkörper gebildet wird. Die erftere Anordnung ift die im Plochbauwefen gewöhnlich vorkommende; Beton-pfahlrofte haben im Hochbauwefen bisher nur eine befchränkte Anwendung gefunden.

²⁵³) Aus der Litteratur über eiferne Schraubenpfähle feien hervorgehoben :

Heinzerling, F. Die Brücken in Eifen. Leipzig 1870. S. 393.

MorandiÈre, R. Traité de la con/truction des ponts et viaducs, icr fafc. Paris 1874. S. 141.

Klasen, L. Handbuch der Fundirungs-Methoden. Leipzig 1879. S. 120.

Handbuch der Ingenieurwifienfchaften. Band 1. Herausgegeben von E. Heusinger v. Waldegg. 2. Aufl. Leipzig 1884. S. 330.

Grange, C. Étude fur l'emploi des pieux métalliqzies dans les fondations d'ouvrages d'art. Paris 1892.

a) Roftpfähle.

Für die Roftpfähle ift vor allem das in Abt. I, Abfchn. 2, Kap. 2, b (Art. 149 bis 153, S. HO bis 112) über Pfähle Gefagte mafsgebend ; an diefer Stelle mögen noch die folgenden Betrachtungen Platz finden.

1) Die Pfähle können den betreffenden Baukörper in zweifacher Weife tragen : entweder flehen fie mit ihrer Spitze auf, bezw. zum Teile in der feften, tragfähigen Bodenfchicht, übertragen fonach den aufgenommenen Druck unmittelbar auf die letztere; oder fie erhalten in der lockeren Bodenfchicht die erforderliche Stand-feftigkeit im wefentlichen nur durch die Reibung zwifchen der Pfahloberfläche und dem fie umgebenden Bodenmaterial ²⁵⁴).

Dem in Art. 376 (S. 304) aufgeftellten Grundfatze entfprechend, wird die erftgedachte Anordnung der letztangeführten ftets vorzuziehen fein ; die erftere ift dann mit der im vorhergehenden Abfchnitt (Kap. 2, b, 1) vorgeführten Pfeilergründung fehr nahe verwandt, wird auch bisweilen mit derfelben vereinigt. Bei gröfserer

Mächtigkeit der lockeren Bodenfchicht kann fich indes eine fo bedeutende Pfahllänge ergeben, clafs die Gründung viel zu teuer zu flehen käme, wollte man die Pfähle bis auf die tragfähige Schicht einrammen; ja die letztere kann unter Umflän-den mittels Pfählen gar nicht erreichbar fein.

Dem Tiefbaugefchäft Max Kühn in Berlin ift ein Gründungsverfahren ²⁵⁵) ge-fchützt, bei dem durch gufs-eiferne, glockenförmig geftal-tete »Druckplatten«, welche über die Pfahlköpfe gefetzt werden, das möglichft gleicbmäfsige Einfinken des Fundaments erzielt werden foll. Da aber die Vorausfetzungen , unter denen letzteres eintreten könnte, fehr fchwer zu erreichen find, wird das betreffende Verfahren nur fehr feiten anwendbar fein.

2) Die Pfähle werden auf Knickfeftigkeit beanfprucht ; deshalb ift es am vor-teilhafteflen, wenn die Achfe der Pfähle in der Richtung des auf fie wirkenden Druckes gelegen ift. Da nun bei den meiften Hochbauten im wefentlichen nur

454-

Wirkfamkeit

der

Pfähle.

Fig. 740.

Fig. 741.

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Vom Verbindungsdock zu Hüll. l/₂₀o w. Gr.

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R e e fe u d a m m - Q ua i m a u e r zu Hamburg. — ¹/200 w. Gr.

455-

Richtung

der

Pfähle.

254)    Wenn man diefe Reibung in Rechnung ziehen will, ift zu beachten, dafs fie meift im Anfang (unmittelbar nach dem Einrammen der Pfähle) gröfser ift und fpäter etwas abnimmt. Infolge der Zufammenpreffung, welche der Boden beim Einfchlagen der Pfähle erfährt, ift die Reibung zunächft ziemlich bedeutend; indes ift diefes Mafs nur bei fandigem und ähnlichem Boden von Dauer. Bei anderem Material pflanzt fleh der Druck allmählich nach aufsen fort, wodurch nach und nach ein Ausgleich in den Druckverhältniffen der betreffenden Bodenfchicht eintritt, fonach die Reibung zwifchen Pfählen und Erde vermindert wird. Das Schlagen einer Spundwand kann innerhalb gewiffer Grenzen einem folchen Ausgleich entgegenwirken ; allein bei befonders lockerem Boden kann auch eine folche Wand in fchiidlicher Weife beeinflufst werden; es kann ein Schiefftellen derfelben eintreten.

²⁵⁵)    Siehe: Deutfehes Baugwksbl. 1897, S. 549. — Baugwks.-Ztg. 1898, S. 42.

Handbuch der Architektur. III. x. (3. Aufl.)

24

456'

Länge der Pfähle.

lotrechte Drücke Vorkommen, fo werden die Pfähle in der Regel lotrecht in den Boden eingetrieben. Indes wird es bei Widerlagern weit gefpannter und flacher Gewölbe, bei Stützmauern, bei Mauern und Freiftützen, welche Dachkonftruktionen zu tragen haben, überhaupt bei Bauteilen, die einen flarken Seitenfchub erfahren, vorzuziehen fein, die Pfähle in die Richtung des herrfchenden Druckes zu ftellen

(Fig. 740).

Bisweilen genügt es, nur eine oder nur einige Pfahlreihen fchräg zu ftellen, die übrigen aber lotrecht

anzuordnen (Fig. 741). In manchen Fällen ift der Seitenfchub veränderlich, nicht nur was feine Gröfse und Richtung betrifft, fondern auch in dem Sinne, dafs er bald von der einen, bald von der anderen Seite wirkfam fein kann. Bei Mittelflützen gröfserer Gewölbkonflruktionen, bei denen die Belaflung veränderlich ift, bei den Stützen gröfserer Decken und Dächer etc. kann diefer Fall eintreten. Alsdann werden

einzelne Pfähle, bezw. Pfahlreihen gleichfalls fchräg ge-ftellt, jedoch nach verfchiedenen Richtungen derart, dafs den am häufigften vorkommenden Druckverhältniffen in geeigneter Weife entgegengewirkt wird (Fig. 742).

3) Die Länge der Roftpfähle läfst fleh dann in fehr einfacher Weife beftimmen, wenn die Pfahlfpitzen auf der tragfähigen Boden-fchicht flehen follen. Die Tiefenlage der letzteren, die man durch geeignete Boden-unterfuchungen (vergl. Art. 349, S. 290) feft-ftellen mufs, ift für die Pfahllänge mafsgebend.

Dagegen ftöfst die Ermittelung der richtigen Pfahllänge häufig auf grofse Schwierigkeiten, wenn die Pfähle die erforderliche Standfeftigkeit nur mittels Reibung in der lockeren Bodenfchicht erhalten. Handelt es fleh um eingerammte Pfähle, fo kann man die von Eytelwein, Redtenbacker 2 3 6), Weisbach 2 5 7), Brix etc. aufgeftellten Rammtheorien benutzen.

Die Rammtheorien haben die Aufgabe, eine Beziehung zwifchen der Stofswirkung, die eine Ramme auf den einzutreibenden Pfahl ausübt, und der ruhenden Laft, die er mit Sicherheit zu tragen im ftande ift, aufzu-ftellen. Die gedachte Stofswirkung läfst lieh nach jeder Hitze (von etwa 20 unmittelbar aufeinander folgenden Schlägen) infofern unmittelbar ermitteln , als man das Eindringen des Pfahles jedesmal meffen kann. Je geringer diefes Eindringen in der letzten Hitze war, defto gröfser wird im allgemeinen die Tragfähigkeit des Pfahles fein. In folchen Theorien fpielen deshalb die Gröfsen : Gewicht des Pfahles, Gewicht des Ramm-bären, Fallhöhe des letz-und Tiefe des Eindringens, die Hauptrolle.

Die meiften Rammtheorien liefern nur wenig zuverläffige Ergebniffe, da fie auf die Befchaffenheit der betreffenden Bodenfchicht

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Fig. 742.

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Vom Quaifchuppen am Grasbrookhafen zu Hamburg. — L'200 w. Gr.

²⁵⁶)    In: Redtenbacher, F. Principien der Mechanik und des Mafchinenbaues. Mannheim 1852. S. 102.

²⁵⁷)    In: Weisbach, J. Lehrbuch der Ingenieur- und Mafchinen-Mechanik. Theil I. 5. Aufl. Bearbeitet von G. Herrmann. Braunfchweig 1874. S. 824.

d ■= 12 -J- 3 l Centim

- Centim.

keine genügende Rückficht nehmen. Für Roftpfähle, die in anderer Weife, wie z. B. durch Wafferfpülung, in den Boden getrieben werden, fehlen theoretifche Anhaltspunkte gänzlich.

Da auch die empirifchen Formeln, die von verfchiedenen Verfaffern angegeben worden find, unbrauchbar find, fo ift man in den häufigften Fällen darauf ange-wiefen, die notwendige Pfahllänge durch Verfuche zu ermitteln. Man treibt Probepfähle von verfchiedener Länge und nach verfchiedenen Rammverfahren ein, bringt alsdann tote Laften auf und beobachtet forgfältig das Verhalten der Pfähle. Bei kleineren Bauwerken find folche Verfuche allerdings zu umftändlich und koftfpielig, und man fufst häufig auf fonftigen Erfahrungsergebniffen, namentlich auf folchen, die unter ähnlichen Verhältniffen gewonnen wurden.

In Frankreich nimmt man an, dafs in mittelfeftem Boden ein Pfahl, der eine dauernde Belaftung von 25 ¹ tragen foll, in der letzten Hitze höchftens 10 mm tief eindringen dürfe. — In Holland wird bei Belattungen von 5 bis 10¹ die zuläffige Eindringungstiefe bis zu 10mm angenommen. — Im Sand- und Kiesboden der Rheinebene (Heffens und Badens) darf ein Pfahl, wenn er eine Laft von 20 ¹ mit Sicherheit tragen foll, in der letzten Hitze höchftens 4 bis 10 mm einfinken.

Alpine glaubt aus feinen Rammverfuchen folgende Regeln gefunden zu haben :

a) Wächft die Fallhöhe des Rammbären, fo nimmt die Tragfähigkeit des eingerammten Pfahles im Verhältnis der Quadratwurzel der Fallhöhe zu.

ß) Wächft das Bärgewicht, fo nimmt die Tragfähigkeit um ca. 0,8 des vermehrten Gewichtes zu.

y) Die Tragfähigkeiten von Pfählen, die mit gleichem Bärgewicht bei gleicher Fallhöhe eingerammt wurden, verhaltep fich wie die Quadrate der Reibungsflächen der Pfähle.

4) Die Gröfse der Pfahlkopffläche hängt ab von der mittleren Dicke der Pfähle und vom Verjüngungsverhältnis der Baumflämme, die zu den Pfählen benutzt wurden. Die mittlere Pfahldicke ift wieder von der Pfahllänge abhängig. Zu dem in Art. 149 (S. 110) in diefer Richtung bereits Getagten fei hier noch hinzugefügt, dafs man für die Pfähle tiefliegender Rofte einen mittleren Durchmeffer

240.

zu wählen hat, wenn / die Pfahllänge (in Met.) bezeichnet.

Prudhomme giebt allgemein

24

an. Andere Verfaffer wählen bis 5 m Pfahllänge 25 cm Pfahldicke, für jedes Meter Mehrlänge 10 bis 15 mm Mehrdicke.

Die ftatifche Ermittelung der Dicke von Grundpfählen ift mit Hilfe der Gleichung 27 (S. m) möglich. Für Langpfähle ift die Gleichung 28 (S. IIl) in Anwendung zu bringen; für annähernde Rechnungen kann man auch die Relation benutzen :

d = 15 -f- 2,75 1 Centim.

457-

Dicke der Pfähle.

5) Die erforderliche Zahl von Roftpfählen ift gleich der Gefamtbelaftung des Pfahlroftes, dividiert durch die Tragfähigkeit eines Pfahles ²⁵⁸). Letztere mufs nach den in Art. 45 6 gemachten Angaben ermittelt werden ; als weitere Anhaltspunkte mögen die nachftehenden Erfahrungszahlen dienen.

Die Tragfähigkeit für 1 qcm Pfahlkopffläche fchwankt zwifchen 15 und 45 1% bleibt aber meift zwifchen 20 und 40 k&; eine Belaftung von 20 ke ift bei langen Pfählen und lockerem Boden, eine Belaftung von 40k§ bei kurzen Pfählen und weniger lockerem Boden zuläffig ²⁵⁹).

458-

Zahl der

Pfähle.

459-

Tragfähigkeit der Pfähle.

25S) Siehe auch : Bubendey. Die Tragfähigkeit gerammter Pfähle. Centralbl. d. Bauverw. 1896, S. 533. 545.

259) Siehe auch: Calcul du nombre des pieux pouvant /apporter tnie maçonnerie donnie. Les annales des travaux publics, Jahrg. 12, S. 29.

460.

Anordnung der Pfähle.

Heinzerling giebt als zu-läffige Beladung für 1 qcm Nutzfläche des Pfahlroftes an : bei Moorboden 0,8 bis 1,2 hg, bei befferer Bodenart 8 bis 5 hg, bei fefterem, durch Pfähle gedichteten Lehm-, Thon- und Sandboden bis 7 hg.

Ift die Tragfähigkeit für 1 qcm Pfahlkopffläche k (in Kilogr.) und mifst die letztere f (in Quadr.-Centim.), fo ift die Tragfähigkeit des Pfahles k f Kilogr. Beträgt der Druck, den das künftige Bauwerk auf den Pfahlroft ausüben wird, D (in Tonnen), fo ift die erforderliche Zahl n der Pfähle

Fig. 743-

Fig. 744.

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6) Die Verteilung der Pfähle im Grundrifs foll derart gefchehen, dafs jeder

Pfahl eine gleich grofse Belaftung erfährt und dafs an jede Ecke ein Pfahl zu flehen kommt. Bei regelmäfsiger (rechteckiger) Grundrifsform läfst fich diefe Bedingung am einfachften dadurch erfüllen, dafs man die Pfähle reihenweife fchlägt (Fig. 743 u. 744). Die einzelnen Pfahlreihen erhalten alsdann einen Abftand von 0,7 0 bis 1,2 5 m, meift zwifchen 0,so und 1,20 m. Die Pfähle einer Reihe find etwas weiter voneinander entfernt, fo dafs der Abftand ca. um ¹je gröfser ift; man findet 0,9o bis l,so m, doch ift l,oo bis 1,50 m Abftand zu empfehlen.

Die ftatifche Berechnung, welche auf Grundlage der in Art. 456 bis 459 gemachten Angaben anzuftellen ift, mufs für die Wahl des Pfahlabftandes mafsgebend fein.

Soll die Roftdecke aus Lang- und Querfchwellen gebildet werden, fo mufs unter jedem Kreuzungspunkte der beiden Schwellenlagen ein Pfahl gelegen fein; hierdurch er-giebt fich die netzförmige, in Fig. 743) 746 u. 747 darge-ftellte Anordnung. Wenn jedoch die Pfähle einen Beton-

Fig. 746.

Fig. 747.

Fig. 745-

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körper oder das Mauerwerk unmittelbar zu tragen haben, fo empfiehlt es fich, die Pfähle in den einzelnen Pfahlreihen gegeneinander zu ver-fetzen(Fig. 744).Dieäufserfte

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Fig. 748.

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Fundamentplan des Leichenfchauhaufes zu Paris. — Südliche Hälfte2fa0).

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461.

Pfähle.

Pfahlreihe a (Fig. 745) wird ziemlich häufig bündig mit dem Haupt des darüber flehenden Mauerwerkes gelegt; nur den Bohlenbelag läfst man bisweilen etwas vortreten. Diefe Anordnung ift unrichtig, weil alsdann die äufseren Pfahlreihen weniger zu tragen haben wie die zwifchenliegenden, daher leicht ungleichmäfsige Setzungen eintreten können. Deshalb mtiffen entweder die äufseren Pfahlreihen etwas (um ca. 20 bis 30 cm) nach innen gerückt werden (Fig. 746), oder fie find fo weit nach aufsen zu fchieben, dafs die ihnen zunächft gelegenen Pfahlreihen ebenfo belaftet find, wie die zwifchen den letzteren befindlichen (Fäg. 747). Die zweitgedachte Anordnung ift koftfpieliger und empfiehlt fich nur für grofse Beladungen.

Bei der Gründung von Bauwerken, deren Grundrifs weniger regel-mäfsig geformt ift, geftaltet fich die Verteilung der Roftpfähle weniger einfach. Handelt es fich um einen Betonpfahlroft, fo hat man ziemlich freie Hand; wenn jedoch Holzfchwellen auf die Pfähle zu liegen kommen, fo mufs man auf thunlichfte Reihenanordnung der letzteren fehen. Fig. 748 giebt ein Beifpiel für eine unregelmäfsigere Grundrifsanordnung.

7) Die Roftpfähle regelmäfsig zu behauen, ift nicht notwendig; es genügt, wenn die Rinde abgelöft wird. In der That kommen vier-oder gar achteckig (Fig. 749) behauene Pfähle fehr feiten vor. Bezüglich der Form der Pfahlfpitze, der Geftalt der etwa anzuwendenden Pfahl-fchuhe etc. ift bereits in Art. 150 bis 152 (S. 111 u. 112) das Erforderliche gefagt worden. Die Pfahlköpfe müffen fo tief gelegen fein, dafs die Oberkante der etwa darauf zu fetzenden Holzkonftruktion mindeftens 30, befter 50 cm unter den niedrigften Wafferftand zu liegen kommt.

Wie fchon in Art. 382 (S. 311) bemerkt wurde, ift hierbei auf eine möglicherweife fpäter eintretende Senkung des Grundwafferfpiegels Rückficht zu nehmen. In Hamburg hat man bei den um die Zeit nach dem grofsen Brande ausgeführten Käufern diefe Regel nicht befolgt. Bei den meiften Neubauten pflegte man etwa 60 cra unter der Kellerfohle den Boden auszuheben und, wenn fich kein tragfähiger Baugrund vorfand, ohne weiteres einen Pfahlroft auszuführen. Die Folgen diefes Verfahrens haben fich nach Senkung des Grundwafferftandes infolge des Sielbaues in übelfter Weife geltend gemacht, wovon die koftfpieligen Unterfahrungen der Fundamente vieler Häufer auf der ehemaligen Brandflätte ein deutliches Zeugnis geben.

Fig- 749-

Vom

Leichen-

fchaühaus

zu

Paris 260).

I/ö0 w. Gr.

b) Roftdecke.

Die Roftdecke, der Roftbelag oder die Zwifchenkonftruktion, welche die Laft des auf dem Pfahlrofte ruhenden Baukörpers aufnimmt und auf die Pfähle überträgt, kann eine Holzkonftruktion fein oder aus einem Betonkörper beftehen ; bisweilen kommen beide Anordnungen vereinigt zur Anwendung.

Die Roftdecke foll ftets winkelrecht zur Richtung des vom darauf zu fetzenden Baukörper ausgeübten Druckes ftehen. Hat man es hauptfächlich mit lotrechten Drücken zu thun, fo ftehen die Pfähle nach Früherem lotrecht, und die Roftdecke mufs wagrecht gelegen fein. (Vergl. auch Fig. 740, S. 369.)

462.

Hölzerne

Roftdecken.

1) Hölzerne Roftdecken find in ihrer Konftruktion mit den in Art 444 (S. 361) befchriebenen Schwellroften fehr nahe verwandt. Zwei fich kreuzende Schwellenlagen mit einer Ausfüllung der Roftfache, fowie ein aufgebrachter Bohlenbelag bilden auch hier die gewöhnliche Anordnung (Fig. 746 u. 747).

4Ö3-

Lang- und Querfchvellen.

einfachften mittels ca. 40 cm langer und 8 cm dicker Holz-

Die einer Pfahlreihe angehörigen Pfähle werden meift durch Langfchwellen oder Holme miteinander verbunden. Stehen feitliche Verfchiebungen nicht zu befürchten, fo kann man diefe Schwellen nur ftumpf auf die in gleicher Höhe abgefchnittenen Pfähle auffetzen (Fig. 747) ; meiflens wird indes eine Verbindung beider vorgenommen. Diefelbe gefchieht am

Fig. 750.

Fig- 751-

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Fig. 752.

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fchrauben oder auch nur mittels ebenfo langer Nägel. Die Verbindung wird am widerftandsfähigften, wenn man an die Pfahlköpfe kurze Zapfen (ca. 15cm lang, 6 bis 8 cm breit, 8 bis 12 cm hoch) anfchneidet und die Langfchwellen mit entfprechenden Zapfenlöchern verfieht (Fig. 750 u. 751). Man läfst wohl auch die Pfahlzapfen durch die ganze Schwellenhöhe hindurchgehen und treibt alsdann von oben Keile in die Hirnenden der Zapfen ein ; eine folche Anordnung ift zwecklos und koft-fpielig, daher nicht zu empfehlen.

Längere Schwellen beftehen aus einzelnen Stücken, deren Stöfse jedesmal auf einen Pfahl zu liegen kommen; die Stofsverbindung gefchieht ebenfo, wie bereits in Art. 445 (S. 362) für die Schwellrofle angegeben wurde; bei ftumpfen Stöfsen (Fig. 750) werden die Zapfen am beften in der vollen Breite der Pfähle angefchnitten, damit die beiden Schwellenenden ficher gefalst werden.

Die Querfchwellen oder Zangen, welche der Quere nach auf die Langfchwellen zu liegen kommen, werden entweder blofs mittels eiferner, 40 bis 45 cm langer Nägel (Fig. 752), bezw. Plolzfchrauben auf letzteren befeüigt oder auf die Langfchwellen aufgekämmt. Wenn indes, wie dies bei den meiften Ploch-bauten der Fall ift, die Langfchwellen die wichtigere Rolle fpielen, fo werden diefe gar nicht aus-gefchnitten, fondern nur die Querfchwellen.

Bei Hochbauten liegen die Langfchwellen gewöhnlich zu unterft, und eine folche Anordnung, durch die eine Längsverankerung der ganzen Fundamentkon-ftruktion erzielt wird, ift ganz entfprechend. Wenn indes ftarke Seitenfehübe wirk-fam find, wie bei Widerlagern von gröfseren Gewölben,' bei Stützmauern etc., wenn infolge diefer das Ausweichen der Pfähle in der Querrichtung des Mauerwerkes zu befürchten wäre, fo ift es vorzuziehen, die Querfchwellen unmittelbar auf die Pfähle aufzuzapfen und die Langfchwellen erft auf diefe zu legen.

Man hat in letzterem Falle wohl auch das unmittelbare Auffetzen der

Langfchwellen auf die Pfahlköpfe beibehalten, jedoch die Roftzangen unter die letzteren gelegt; fie wurden doppelt (aus Halbhölzern) angeordnet, fo dafs die in einer Querreihe gelegenen Pfähle zwifchen je zwei Halbzangen gefafst und damit verbolzt wurden.

Die Bettung oder die Ausfüllung der Roftfache, welche auch hier aus Sand, Mauerfcliutt, Steinpackung, Trockenmauerwerk, felbft aus Mörtelmauerwerk und aus Beton be-fteht, reicht bei Pfahlroften meift ziemlich tief (50 cm und darüber) unter die untere Schwellenlage hinab, was zum Teile mit der Ausführung zufammenhängt.

Für die letztere wird bei Hochbauten faft ftets die

Ausfchachtung einer Baugrube erforderlich ; die Tiefe der-felben hängt zum Teile von der Tiefenlage der unterirdifchen Räume und anderen örtlichen Verhältniffen ab; doch mufs fie jedenfalls fo grofs fein, damit die Oberkante der Holzkonftruktion tief genug unter den niedrigften Grundwafferfpiegel zu liegen kommt.

Nachdem die Pfähle eingerammt worden find, wird zwifchen denfelben das Bodenmaterial auf eine Tiefe von 80 bis 50 cm, bisweilen auf eine noch gröfsere Tiefe ausgehoben; hierdurch wird das Abfehneiden der Pfähle in gleicher Höhe, erforderlichenfalls das Anfehneiden der Zapfen erleichtert.

Bei letzteren Arbeiten mufs Wafferfchöpfen ftattfinden. Man kann jedoch das Grundwaffer benutzen, wenn die Pfähle in gleicher wagrechter Ebene abzufchneiden find ; man läfst in die anfangs trocken ge-

464.

Bettung.

rf:

Vom Leichenfehauhaus zu Paris ²⁶⁰). — ¹Iöo w. Gr.

46s-

Ausführung.

46 6.

Hochliegende

Pfahlrofte.

467.

Bohlenbelag.

468.

Spundwände.

Fig. 753-

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Vom Sandthorquai zu Hamburg, hioo w. Gr.

Fig. 756.

Fig- 755-

Fig. 754-

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haltene Baugrube das Grundwaffer bis in Pfahlkopfhöhe eintreten und reifst in der Höhe des Grundwaffer-fpifegels an den Pfählen die betreffenden Marken ein.

Sind die Pfahlköpfe entfprechend vorbereitet, fo wird zwilchen den Pfählen die Bettung bis zur Höhe der Schwellenunterkante eingebracht; hierauf werden die beiden Schwellenlagen verfetzt und alsdann die von ihnen gebildeten Fache gleichfalls ausgefüllt.

Bei Gründungen im offenen Waffer kann man gleichfalls durch Umfchliefsung der Bauftelle mit einer Spund- oder Pfahlwand, bezw. mit einem Fangdamm die Bildung einer wafferfreien Baugrube ermöglichen.

Das Abfehneiden der Pfähle in gleicher Höhe kann in diefem Falle auch unter Waffer, mittels fog. Grundlagen, gefchehen.

Die Herftellung und Trockenlegung einer Baugrube kann im offenen Waffer umgangen werden, wenn man ffatt des tiefliegenden den fchon erwähnten hochliegenden oder hohen Pfahlroft anwendet. Die aus dem Grunde hervorragenden Langpfähle reichen bis an das Niederwaffer und erhalten in diefer Höhe den Schwellenbelag (Fig. 753). Der Raum zwifchen den Pfählen wird häufig mit Steinfchüttungen ausgefüllt ; bei gröfserer Höhe trachtet man die Standfefligkeit des Fundaments durch ein zwifchen die Pfähle gelegtes Strebenwerk zu erhöhen.

Beim Bau der neuen Börfe in Königsberg (1871—73, Arch. :

H. Mülltr') ift der dem Waffer zugekehrte Teil des Gebäudes auf Langpfählen gegründet. Um diefe abzufteifen, bezw. gegen Ausknicken zu fchiitzen, wurde zwifchen die Pfähle, nachdem fie durch Spundwände umfchloffen waren, eine Betonfchüttung eingebracht.

Schliefslich wurde auf die Pfahlköpfe ein Bohlenbelag gelegt und auf diefen das Mauerwerk gefetzt.

Der Bohlenbelag wird hier ebenfo wie beim Schwellroft ausgeführt; feine Dicke, fowie auch die Abmeffungen der Sclrwellen find wfie bei letzterem zu wählen. Die Anordnung der Schwellenlagen und des Bohlenbelages an Mauerecken und Mauerdurchkreuzungen findet gleichfalls wie bei den Schwellroften ffatt (vergl. auch Fig. 748, S. 373). Bisweilen fehlt der Bohlenbelag gänzlich; dies ift um fo zuläffiger, je tiefer die Bettung in den Boden reicht (Pig. 75²) V auch läfst man die eine oder die andere Schwellenlage weg, was insbefondere bezüglich der Querfchwellen gefchehen kann, fobald der Bohlenbelag die erforderliche Querverbindung hervorbringt.

Sobald durch Waffer das Unter- ü; wafchen der Roft- % decke oder das Er-

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Anordnung von Spundwänden bei Pfahlroften. — ³ioo w. Gr.

der lockeren Bodenfchicht und der darin flehenden Pfähle befürchtet, fo ift der Pfahlroft durch eine Spundwand dagegen zu fchiitzen. Diefelbe umfchliefst entweder das ganze Fundament, oder fie wird nur an jener Seite gefchlagen, von wo aus der Angriff des Waffers ftattfindet. Bei Gründungen im offenen Waffer dürfen Spundwände nur dann fehlen, wenn fie durch Steinfchüttungen erfetzt werden.

Es ift am vorteilhafteften, die Spundwand S unabhängig von der Pfahlroftkonftruktion anzuordnen, wie in Fig. 756. Die Spundwand zwifchen die äufserften Pfahlreihen oder unmittelbar neben diefelben fo zu legen, dafs die Roftdecke oder der Bohlenbelag darüber hinwegreicht, ift nur dann zuläffig, wenn die Pfahlreihenanordnung nach Fig. 747 gefchehen ift. Sonft bewirkt die Spundwand ungleichmäfsige Senkungen , da fie unter der Beladung fich weniger fetzt, als die dazu parallelen Pfahlreihen (Fig. 754 11. 755). Befürchtet man das feitliche Ausweichen der gefondert angebrachten Spundwand, fo verbinde ' man fie durch eiferne Anker mit den Querfchwellen der Roftdecke.

2) Betonpfahlrofte werden in der Weife gebildet, dafs man auf die eingerammten und in gleicher Höhe abgefchnittenen Pfähle eine Betonfchicht von entfprechender Mächtigkeit aufbringt (Fig. 757 u. 758). Die Pfahlköpfe follen nicht

weniger als 15cm in den Betonkörper reichen, und diefer follte über den Pfahlköpfen keine geringere Mächtigkeit als etwa 50cm, beffer 75 cm haben. Für die Herftellung diefer Betonfchicht gilt das über Betonfundamente bereits Gefagte. Spundwände, welche den Betonkörper umfchliefsen und gegen Unterwafchung fchützen, follen hier niemals fehlen (Fig. 758).

Für die Gründung des neuen Reichstagshaufes in Berlin²⁶¹) ift an einzelnen Stellen (nördliche Türme und Kuppel), wo der Baugrund befonders ungünftig befunden wurde, Betonpfahlroft-Gründung in Anwendung gekommen. Die mittels Dampframmen Siffon White'fchen Syftems in der Zeit vom 1. September bis 14. Oktober 1884 und zur Befchleunigung der Arbeit mit Hilfe der elektrifchen Beleuchtung in den Abendftunden gefchlagenen 2232 Stück Rundpfähle der Kuppel hatten bei einem mittleren Durchmeffer von 25 cm eine Länge von 5,00 m, wurden in einer Tiefe von l,io m unter Niederwaffer abgefchnitten und mit einem Betonkörper von 1,40 m Stärke bedeckt. Die Pfähle wurden nach einem gleich-feitigen Dreieck in 1 m Entfernung von Mitte zu Mitte in fchrägen Reihen, deren normaler Abftand 86,6 betrug, eingerammt. Vorher war die ganze Baugrube durch eine Spundwand von 5,25 m Tiefe umfchloffen worden. Nach Beendigung der Rammarbeiten wurde der Boden zwifchen den Pfahlköpfen bis auf 15 unterhalb diefer ausgehoben, fo dafs die Pfahlköpfe um diefes Mafs in die Betondecke eingreifen²⁶²). — lieber die Koften diefer Gründung, insbefondere auch im Vergleich zur gewöhnlichen Betongründung liehe den unten 26 J) angezogenen Artikel.

Eine intereffante Gründung diefer Art wurde auch von Durm bei dem in den neunziger Jahren ausgeführten Bau der neuen proteftantifchen Kirche zu Badenweiler vollzogen (Fig. 759). Die Pfahlköpfe find 75 cm unter dem niedrigften Wafferftand gelegen; die Pfähle find 6,00 m lang und 25 cm dick; fie greifen 15 cm in die Betondecke ein. Letztere ift 1,-5 m ftark und wurde durch Bandeifeneinlagen verftärkt ²⁶³).

469.

Beton-

pfahlrofte.

Fig. 757-

Fig. 758.

1;i

Betonpfahlrofte. — ¹jioo w. Gr.

cm

cm

Die Stärke, welche die Betondecke unter den ungünftigften Verhältniffen erhalten müfste, läfst fich ermitteln dafs diefe Platte die ganze Lafl auf zwei benachbarte Pfahlreihen wie ein wagrecht eingefpannter Balken vermöge feiner Biegungs- und Scherfeftigkeit zu übertragen hat.

wenn

man von der Vorausfetzung ausgeht,

²⁶¹)    Siehe Art. 380 (S. 309).

262)    Nach: Centralbl. d. Bauverw. 1885, S. 25.

2ä3) Siehe: Durm, J. Die neue proteftantifche Kirche in Badenweiler. Deutfche Bauz. 1899, S. 137.

470.

Stärke

der

Betondecke.

Allerdings liegt ein folcher Zuftand nur dann vor unterfläche die Berührung zwifchen Beton und Erde unterbrochen werden oder letztere dem Zufammen-preffen viel weniger Widerftand entgegenfetzen follte, als die Pfähle felbft.

wenn etwa durch Wafferadern an der Beton-

Für Beanfpruchung auf Biegung ift die Gleichung ²⁶⁴)

in Anwendung zu bringen, worin-das fog. Widerftandsmoment ift, y das Trägheitsmoment des Quer-

fchnittes, a den Abftand der am meiften gezogenen Fafer von der Nulllinie, M das gröfste Biegungsmoment und K die gröfste zuläffige Zugbeanfpruchung des Betons bezeichnet.

Fig. 759-

¹

Vergl. : Schmölcke , J. Ueber Fundirungen auf zufammendrückbarem Boden. Deutfche Bauz. 1880, S. 448 — ferner: Malcomes. Ueber Fundirungen auf zufammendrückbarem Boden. Deutfche Bauz. 1880, S. 467.

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T-

Von der neuen proteftantifchen Kirche zu Badenweiler ²³³).

Für einen beiderfeits eingefpannten Balken ift das gröfste Angriffsmoment, wenn p die Belaftung für die Flächeneinheit und / die freie Länge des Balkens bezeichnen,

12

woraus

Ift h die Stärke der Betondecke, fo i ft. a —

h

— und für einen Streifen von b

— 1 m Breite¹ 2 3)

— h\

12

Sonach wird, auf Grundlage der obigen Bedingungsgleichung,

1 . ks . 2

12 h ~ 12 K ’

pl

Pl

241.

Nimmt man K zu 1,3 kg für 1 qcm²66) arij f0 wirct für Beanfpruchung auf Biegung

Jl = 0,0062 \/~p l...........

242.

einheit²⁶⁷)

Für die Beanfpruchung auf Abfcheren dicht neben den Pfählen ift die Schubfpannung für die Flächen

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(O

wobei wieder ein b = lm breiter Streifen angenommen wird und Q die Querkraft bezeichnet. Im vor-p l

Hegenden Falle ift Q = ——, fonach

qi

CO 1

Die für Schubfeftigkeit erforderliche Querfchnittsgröfse F ergiebt fich aus der Relation²⁶⁸)

worin T die gröfste zuläffige Schubbeanfpruchung bezeichnet. Im vorliegenden Falle ift (für den 1 m breiten Streifen) F = h, fonach

3 pl

Ah T

woraus

3p t

= 0,866

pl

243-

an, fo wird

Nimmt man die Schubfeftigkeit eines guten Zementmörtels zu 16 kg für 1 qcm und iofache Sicherheit

h = 0,866

V-

pl

16000

— 0,0068 \/rP l .

244.

Beifpiel. Beim Bau des neuen Reichstagshaufes in Berlin betrug die gröfste Belaftung der Betondecke ftellenweife 60 ¹ für 1 qm und der Abftand der Pfahlreihen, wie im vorhergehenden Artikel gefagt, 87 cm; fonach ergiebt fich für Beanfpruchung auf Biegung

h = 0,0062 1/60 0 0 0 . 0,87 = 1,42 m.

Die mit 1,40 m gewählte Stärke der Betondecke ift fonach ausreichend.

Für die Beanfpruchung auf Abfcheren ift die gröfste Schubfpannung bei der gewählten Stärke

b — 1,40 m

60 000 . 0,87

1,4

= 28 000 kg für 1 qm

oder 2,s kg für 1 qcm. Die Querfchnittsfläche F =. 1,4 üm, fonach die Beanfpruchung auf Abfcheren

T — 2,o kg für 1 qcm.

Auch die Durchführung einer unter dem ganzen Gebäude durchgehenden Betonplatte (fiehe Art. 427, S. 346) ift auf den Betonpfahlroft übertragen worden. Es empfiehlt fich alsdann, unter denjenigen Teilen der Betonierung, auf welche die Mauern oder andere Bark belaftete Gegenftände zu ftehen kommen, die Pfähle dichter zu {teilen, als in den übrigen Teilen.

Das neue pharmakologifche Inftitut in Berlin (Ecke der Dorotheenftrafse und Schlachtgaffe) wurde im Jahre 1879 auf einen derartigen durchgehenden Betonpfahlroft geftellt (Fig. 760 u. 761).

Die Betonplatte ift 2 m dick. Die Baugrube wurde , nachdem das Einrammen der Pfähle beendet war, zwifchen den letzteren ausgebaggert, die Pfähle unter Waffer, 90 ftande, abgefchnitten und dann der Beton eingebracht. Eine vergleichende Koftenberechnung fiel zu Gunften diefer Konftruktion aus.

471.

Durchgehende

Betondecke.

cm

unter dem niedrigften Waffer-

Die das Gebäude umgebende Futtermauer foll die vom Strafsenverkehre herrührenden Erfchütterungen fernhalten; deshalb'durfte ihr Fundament mit dem des Gebäudes in keinem Zufammenhange ftehen (fiehe die Fufsnote 176 auf S. 300). Diefe Mauer erhielt eine gewöhnliche Pfahlroftgründung ; ein Betonpfahlroft wäre, der doppelten Spundwände wegen, erheblich teuerer zu ftehen gekommen.

3) Eine Vereinigung der beiden unter 1 u. 2 vorgeführten Roftkonflruktionen kommt wohl auch zur Anwendung, wie dies aus Fig. 752 erfichtlich ift; indes ift das Hinzufügen der Holzfchwellen zum Betonkörper nur dann gerechtfertigt, wenn der letztere nicht feft genug ift, um die erforderliche Längs- und Querverankerung der Pfähle hervorzubringen.

Eine eigentümliche Art von Pfahlroft wandten fchon die Römer an.

472.

Sonftige

Anordnungen.

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nebeneinander gefchlagen. Zwifchen den Pfahlköpfen wurde eine Schicht Holzkohle ausgebreitet, um die Konfervierung der Pfähle zu fördern. Heber den Pfahlköpfen wurde Mauerwerk aus Quadern mit möglichfl langen Bindern hergeflellt etc.

473-

Anwendung.

4) Bezüglich der Anwendung der Pfahlroftfundamente find bereits in Art. 454 (S. 369) die beiden Hauptfälle hervorgehoben worden, in denen diefe Gründungsweife befonders in Frage kommt. Es ift auch fchon gefagt worden, dafs jene Anordnung den Vorzug verdient, wobei die Pfahlfpitzen auf oder in der tragfähigen Bodenfchicht flehen.

Unter den verfchiedenen Pfahlroftkonftruktionen ift im allgemeinen dem Beton-pfahlroft der Vorzug zu geben. Derfelbe geftattet meift eine einfachere und rafchere Ausführung; feine Kotten find jedenfalls nicht höher als diejenigen des gewöhnlichen Pfahlrofles, und man vermeidet zwifchen Pfählen und Mauerwerk eine Zwifchenkonftruktion, die aus fo verfchiedenartigem Material und aus fo vielen

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Teilen befteht; Wafferfchöpfen, welches nicht feiten nachteilig auf die Nachbargebäude wirkt, kann gänzlich vermieden werden. Die gewöhnliche Pfahlroftkon-ftruktion füllte man nur dann dem Betonpfahlroft vorziehen, wenn man eine Betonierung nicht leicht ausführen kann, oder wenn in fehr lockerem Boden eine befonders kräftige Verankerung der Roftpfähle untereinander erforderlich wird. Im übrigen läfst fleh letztere auch beim Betonpfahlroft durch geeignete Eifeneinlagen erzielen.

Sonach läfst fich die Anwendung des Betonpfahlroftes für Hochbauten ziemlich allgemein empfehlen. Es ift zu bedauern, dafs fich derfelbe im Hochbauwefen noch keinen weiteren Eingang verfchafift hatte, obwohl die bei Ingenieurbauten gemachten Erfahrungen darthun, dafs dies ein fehr zweckmäfsiges und zuverläffiges

Gründungsverfahren ift 2 70). Um fo erfreulicher iffc es, dafs in der neueften Zeit, wie die Beifpiele in Art. 469 u. 471 zeigen, ausgiebigere Anwendung von diefer Fundamentkonftruktion gemacht wird.

Schliefslich foll nicht unerwähnt bleiben, dafs Pfahlroftgründungen ftets koft-fpielige Gründungsverfahren Find. Sie kommen um fo teuerer zu ftehen, je länger die Roftpfähle find. Man ift in letzterer Beziehung bis zu 20m und mehr Pfahllänge gegangen; indes füllte man 12, höchftens 15 rn nicht leicht iiberfchreiten; bei gröfserer Gründungstiefe kommt in vielen Fällen die Gründung mit anderweitigen verfenkten Fundamenten billiger zu ftehen²⁷¹). Die Pfahlroftgründung ftellt fich dagegen in jenen Fällen am billigften heraus, wo über dem tief anftehenden tragfähigen Sandboden eine mächtige, weiche Alluvial-, Moor- oder Dargfchicht lagert, wie dies z. B. in den deutfchen und holländifchen Nordfeemarfchen vorkommt.

Rotte mit eingerammten Pfählen dürfen nicht angewendet werden, wenn durch die beim Einrammen der Pfähle erzeugten Erfchütterungen nahe flehende Gebäude, unterirdifche Rohrleitungen etc. Schaden leiden könnten, ein Fall, der in unferen Städten nicht feiten vorkommt.

Die Pfahlroftgründung wird wohl auch mit anderen Gründungsverfahren vereint angewendet. Fig. 710 (S. 341) zeigt eine Pfeilergründung mit Pfahlroft; in diefem Falle find die Mauern des betreffenden Speichers auf einzelnen Pfeilern gegründet; zwifchen letzteren find Erdbogen eingefchaltet ; Mauern und Pfeiler ruhen auf einem Pfahlroft.

Litteratur

über »Pfahlgründungen«.

Neue Art der Pfahlgründung und Verankerung. Civiling. 1855, S. 124.

Van Ronzelen. Ueber die Anwendung von Schrägpfählen bei Fundamenten von Futtermauern. Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1858, S. 462.

Beobachtungen über Pfahlgründungen durch Einfehrauben. Haarmann’s Zeitfchr. f. Bauhdw. 1862, S. 162.

Fundirungen auf Pfahlroft nach Compreffion des Bodens. Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1865, S. 276.

Eine Erfahrung bei Fundaments-Bauten in Treibfand. Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1867, S. 41.

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Promenade fier, Aldborough, Suffolk. Engineer, Bd. 46, S. 182, 183.

Iron promenade pier, Skegnefs. Engineer, Bd. 49, S. 42, 44, 66, 72.

Pfeifer. Der Pfahlroft des Gerichtsgebäudes in Braunfchweig und das Einfpülen von Pfählen. Centralbl. d. Bauverw. 1882, S. 467.

Hagn. Ueber Unterfuchungen bez. der Zufammenpreffung von Langhölzern bei Gründungen. Deutfche Bauz. 1887, S. 583.

The foundations for tke U. S. government poß office and cuftom houfe building at Chicago. Architecture and building, Bd. 29, S. 211.

270)    Für Brückenpfeiler in gröfseren Waffertiefen kommt der gewöhnliche Pfahlroft nur mehr feiten zur Anwendung. Mittels Betonpfahlroft find in neuerer Zeit die Pfeiler fehr grofser Strombrücken gegründet worden. Roftpfähle mit Beton-fchichten von 6 bis 8 m Mächtigkeit haben fich vorzüglich bewährt.

²⁷¹)    Nach einer von Funk gemachten Zufammenfteilung, welche fich auf ca. 50 neuere Brückengründungen erltreckt, ergeben fich die durchfchnittlichen Koften von 1 cl>m Brückenpfeiler bis zum Niederwaflerftand bei Gründung auf Betonpfahlroft zu 97, bei Gründung auf Senkbrunnen zu 71 Mark. — Bei 19 Pfeilern , welche in neuerer Zeit für 6 fächfifche Elbbrücken ausgeführt worden find, (teilten fich die Koften des Pfeilermauerwerkes bis zur Waflerhöhe

bei Senkbrunnengründung : zwifchen 82 u. 125 Mark; zwifchen 254 u. 859 Mark ; zwifchen 308 u. 1002 Mark.

(Siehe auch : Brennecke, L. Ueber die Beurtheilung des Werthes und die Wahl der Gründungsart. Deutfche Bauz-

bei Pfahlroftgründung :

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. zwifchen 105 u. 197 Mark;

. . zwifchen 327 u. 480 Mark;

» 1 qni des reinen Mauerwerkes zwifchen 447 u. 685 Mark;

2. Kapitel.

Senkbrunnengründung.

Die Gründung auf Senkbrunnen ift grundfätzlich nichts anderes, als die Gründung auf einzelnen Fundamentpfeilern, wie folche in Art. 411 bis 416 (S. 334 bis 338) vorgeführt wurde. Auch hier werden Pfeiler auf die tragfähige Bodenfchicht gefetzt und im oberen Teile durch geeignete Konftruktionen miteinander verbunden ; auf dem fo gebildeten Unterbau kann alsdann das aufgehende oder Tagmauerwerk aufgeführt werden.

Der einzige Unterfchied zwifchen der Pfeiler- und Brunnengründung liegt in der Art und Weife der Pfeilerherftellung. Bei der früher befchriebenen Pfeilergründung mufste die nicht tragfähige Bodenfchicht abgegraben werden, und auf der Sohle der fo gebildeten Baugrube wurde der Pfeiler maffiv aufgemauert. Im vorliegenden Falle jedoch lind die Fundamentpfeiler durch die lockere Bodenfchicht hinabzufenken und werden infolgedeffen zunächft hohl oder brunnenartig ausgeführt. Im Hohlraume des Pfeilers wird mittels Handarbeit oder mit Hilfe mechanifcher Vorrichtungen unter dem Brunnenmantel allmählich das lockere Bodenmaterial entfernt und auf diefe Weife der Brunnen zum Sinken gebracht. Ift die Senkung bis auf die erforderliche Tiefe vollzogen, fo wird der Brunnen mit geeignetem Material ausgefüllt und hierdurch in einen maffiven Fundamentpfeiler verwandelt.

Die innige Verwandtfchaft zwifchen der gewöhnlichen Pfeiler- und der Senkbrunnengründung zeigt fich auch in der Thatfache, dafs nicht feiten bei einem und demfelben Gebäude ein Teil der Fundamentpfeiler innerhalb ausgefchachteter Baugruben maffiv aufgemauert, ein anderer aber brunnenartig verfenkt wird; in der Regel find hierbei die Gründungstiefe und der geringere oder ftärkere Wafferandrang mafs-gebend. — An der Bauftelle der neuen Lokomotiv-Reparaturwerkftätte auf dem Bahnhofe zu Genthin fand fich eine nach Süden ausgehende Torffchicht, welche an der nordöftlichen Ecke des Gebäudes am mächtigften war und dort 6m Tiefe befafs; die Werktlätte wurde auf Pfeilern aufgeführt, welche durch Grundbogen verbunden waren; 16 Pfeiler konnten in gewöhnlicher Weife auf dem unter dem Torf anltehenden Sande hergeftellt werden; bei den übrigen 24 Pfeilern war die zu durchdringende Torffchicht zu mächtig und der Wafferzudrang zu flark, fo dafs Brunnenpfeiler verfenkt wurden.

In Art. 414 (S. 337) wurde bereits gefagt, dafs unter gewöhnlichen Verhält-niffen Senkbrunnen, die wohl auch Fundamentbrunnen, Senkfchächte, Brunnenpfeiler etc. genannt werden, bei etwa 5 bis 6m Tiefe billiger, als gewöhnliche Fundamentpfeiler zu flehen kommen. Bei noch gröfserer Gründungstiefe verurfacht die Ausfchachtung, erforderlichenfalls auch die Zimmerung der Baugrube, fowie die Wafferhaltung derfelben zu bedeutende Koften. Die Verhältniffe geftalten fich für die Brunnengründung noch günftiger, wenn der Wafferzudrang ein befonders ftarker oder die zu durchdringende, nicht tragfähige Bodenfchicht be-fonders locker ift, fo dafs die Baugrubenzimmerung fehr kräftig ausgeführt werden miifste.

Die Gründung auf Senkbrunnen tritt auch nicht feiten an die Stelle der Pfahl-roftgründung ; dies wird befonders dann gefchehen, wenn fehr leicht beweglicher Boden vorhanden ift, worin die Pfähle keinen genügend ficheren Halt bekommen. Allein auch in anderen P"ällen wird man Senkbrunnen vorziehen, weil fie häufig billiger find als Pfahlrofte (vergl. die Koftenangaben in der PTifsnote 271, S. 382), weil man von der Höhenlage des Wafferfpiegels unabhängig ift und weil fchäd-liche Erfchütterungen, die durch das Einrammen von Pfählen erzeugt werden mieden find.

474'

Ueberficht.

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Die Gründung auf Brunnenpfeilern ift feit vielen Jahrhunderten im Orient, insbefondere in Indien, im Gebrauche. Ein arabifcher Schriftfteller, der Aegypten im Jahre 1161 durchreifte, befchreibt fchon diefe Gründungsweife. Der Sand- und Thonboden Indiens ift fo beweglich, dafs Pfahlrofte ohne Wirkfam-keit find; auch ift die Ramme für Indien eine zu verwickelte Mafchine. Dagegen ift die Brunnengründung

Fig. 762.

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Schulhäufergruppe für Knaben zu Paris, Rue Baudricourt²⁷²). — paso w. Gr.

für die dortigen Baugrundverhältniffe und die Bauftoffe, die zur Verfügung flehen, ganz geeignet. Dazu kommt eine Religion, welche die grofsen Ströme vergöttert, die Erbauung von Tempel" an ihren Ufern begtinftigt, und deren Zeremonien zum Teil im Flufsbett felbft gehalten werden; man war daher genötigt, ein Mittel zu finden, um auf beweglichem Boden fichere Fundamente zu errichten.

²⁷²) Fakf.-Repr. nach: Moiiiteur des arch. 1S75, PI. 21.

Die Hindus führen die Brunnengründungen ganz ähnlich aus, wie dies im folgenden für unfere Gründungen diefer Art noch befchrieben werden wird. Die Engländer haben das Gründungsverfahren der Indier beibehalten und bei den Eifenbahnbauten in Indien vielfach in Anwendung gebracht²⁷³).

Nach Gillÿs Mitteilungen foll im Jahre 1798 in Berlin die erfte Brunnengründung, und zwar unabhängig vom indifchen Verfahren, zur Ausführung gekommen fein. Indes fcheint es, dafs ihre Anwendung erft feit dem Jahre 1846, feit beim Bau des Stationsgebäudes der Berlin-Hamburger Eifenbahn zu Berlin in gröfserem Mafsftabe Gebrauch davon gemacht wurde, eine allgemeinere geworden ift.

Die Fundamentbrunnen

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der Kellerjohle an gerechnet.

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werden meiftens, insbefondere im Hochbauwefen, bis auf die tragfähige Bodenfchicht ge-fenkt; in fehr feltenen Fällen wird die Senkung blofs auf eine folche Tiefe bewirkt, dafs die Brunnenpfeiler in lockerem Boden nur vermöge der Reibung an den Aufsenwandungen die erforderliche Standfeftig-keit erhalten.

Will man im letzteren Falle die Tiefe, bis zu welcher die Senkung auszuführen ift, annähernd berechnen, fo hat man das Bodenmaterial als zer-fliefsbare Maffe anzufehen und den Brunnenpfeiler als fchwimmenden Körper zu betrachten, aufserdem aber die Reibung zwifchen Erdreich und Mauerwerk in Rechnung zu ziehen²⁷⁴).

Wenn irgend thunlich, trachte man die Brunnenpfeiler auf tragfähigen Baugrund zu fetzen; dies ift hier im allgemeinen von noch gröfserer Wichtigkeit, als bei maffiv ausgeführten Fundamentpfeilern, da die Verbreiterung des i" Fundaments, die Abfteifung durch Erdbogen oder durch umgekehrte Gewölbe etc. aus-ge fehl offen ift.

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Wohn- und Gefchäftshäufer in Paris, Rue Rochechouart ²⁷⁵). ’Jaoo w. Gr.

a) Anordnung und Konftruktion der Senkbrunnen.

Die Zahl und Verteilung der Senkbrunnen, auf welche ein Gebäude zu gründen ift, hängt vom Querfchnitt derfelben und von der Grundrifsanordnung des betreffenden Bauwerkes ab. Man legt zunächft an jede Mauerecke, an jede Mauerdurchkreuzung und an jede Xnftige Stelle, wo eine Mauer gegen die andere ftöfst, einen Brunnen;

475-

Zahl und

Verteilung.

Vergl. : Gefchichtliche Notiz über Fundirungen auf Röhren. Notizbl. d. Allg. Bauz. 1860, S. 450.

²⁷⁴)    Siehe hierüber auch Art. 376 (S. 304).

²⁷⁵)    Fakf.-Repr. nach: Nouv. annales de la conjt. 1871, PI. 39.

Handbuch der Architektur. III. 1. (3, Aufl.)

25

476.

Querfchnitt.

alsdann werden auf Grundlage der Fenfter- und Thüreinteilung weitere Zwifchen-brunnen eingefchaltet, wobei namentlich darauf zu fehen ift, dafs die Hauptfenfter-fchäfte, fowie Konftruktionsteile, die eine befonders ftarke Belafhung erfahren, auf einen Brunnen zu flehen kommen.

Fig. 762 zeigt die Anordnung von Brunnenpfeilern für einen regelmäfsig ge-ftalteten Grundrifs; in Fig. 763 u. 764 ift der Fundamentplan eines auf unregelmäfsig geformter Baufläche ausgeführten Doppelhaufes dargeftellt.

In gleicher Weife, wie gewöhnliche Fundamentpfeiler, müffen auch die Brunnenpfeiler einen fo grofsen wagrechten Querfchnitt erhalten, dafs fie den vom darauf ruhenden Baukörper ausgeübten Druck aufzunehmen und auf den Baugrund in geeigneter Weife zu übertragen im flande find. Unter gewöhnlichen Verhältniffen er-giebt fleh die Entfernung der Brunnen (von Mitte zu Mitte) mit 3 bis 4m, ihr

Fig. 765.

Fig. 766.

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477-

Eckbrunnen.

äufserer Durchmeffer mit 1,60 bis 2,oom; nur bei fehr ungiinftigen Druck- und Bau-grundverhältniffen wird der Abftand zweier Brunnen kleiner als 3,00 m und der Durchmeffer derfelben gröfser als 2,25 m genommen. Stehen die Brunnen fehr nahe aneinander und ift die Gründungstiefe keine grofse, fo wendet man wohl auch nur Brunnen von 1,50 m oder noch kleinerem Durchmeffer an.

Mit den Querfchnittsabmeffungen der Brunnenpfeiler unter ein gewiffes kleinftes Mafs herabzugehen, ift nicht ftatthaft, weil einerfeits die Dicke des auf die Brunnen zu fetzenden Mauerwerkes in diefer Beziehung eine Grenze fetzt; andererfeits mufs der lichte Durchmeffer des Brunnens fo grofs fein, dafs die zu feiner Senkung erforderlichen Handhabungen im Hohlraum desfelben vorgenommen werden können. Sollen die letzterer, durch Menfchenhand bewirkt werden , fo ift ein lichter Durchmeffer von mindeftens 0,90 bis l,oo ra erforderlich.

An die Ecken der Gebäude legt man häufig etwas ftärkere Brunnenpfeiler. Wenn jedoch die Gebäudeecken befonders gefährdet find, wenn die unter diefelben gefetzten Brunnen von den Gurtbogen, welche fie mit den benachbarten Brunnen verbinden, oder von Gewölbkonftruktionen über den Fundamenten einen fehr ftarken Seitenfchub erfahren, und wenn der mit den Brunnen durchfahrene Boden leicht zur Seite ausweicht, fo werden die Eckbrunnen noch durch Hilfsbrunnen ab-gefteift. Man ordnet entweder in der Verlängerung beider die Ecke E (Fig. 765)

bildenden Mauern je einen folchen Hilfsbrunnen A, B an, oder man fenkt in der Halbierungslinie des Winkels, den die beiden Mauern bei E (Fig. 766) bilden, einen einzigen Hilfsbrunnen C ab. Von diefen Hilfsbrunnen werden alsdann Strebebogen gegen den abzufteifenden Eckbrunnen E gelegt. Wenn erforderlich , werden auch eiferne Anker im oberen Teile der Brunnen oder zwifchen den Gurtbogen eingezogen.

478.

Grundrifs.

Man giebt bei Hochbauten den Senkbrunnen in der Regel einen kreisförmigen Querfchnitt; dies ift mit Rückficht auf die Senkung und den während derfelben auf den Brunnen einwirkenden Erddruck die vorteilhaftere Grundrifsform. Indes ift

Fig. 768.

Fig. 767.

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nicht ausgefchloffen, dafs man auch quadra-tifch, rechteckig, oval (vergl. Fig. 764) oder anderweitig geftaltete Senkbrunnen, fobald dies die örtlichen Verhältniffe wünfchenswert erfcheinen laffen, zur Ausführung bringt.

’llOO w. Gr.

Wenn es fich um die Gründung kleinerer Bauwerke , wie Gedächtnisfäulen, fonftiger Denkmäler etc. handelt, wird in der Regel nur ein einziger Brunnen angewendet, der alsdann auch gröfsere Querfchnittsabmef-fungen erhält. Man hat Brunnen von 4 bis 6 m und darüber Durchmeffer gefenkt; die Grundrifsgeftalt folcher Brunnen hängt felbftredend von der Grundform des betreffenden Bauwerkes ab.

Bei rechteckig geftalteten Brunnen empfiehlt es fich, die Ecken befonders feft zu konftruieren, da fie beim Senken am meiften leiden. Guter Verband und fchräge Ausmauerung nach Art von Fig. 767 entfprechen dem beabfichtigten Zwecke.

Hat ein gröfserer rechteckiger Brunnen eine geringe Mantelftärke und ift ftärkerer Erddruck, bezw. Wafferdruck zu erwarten, fo kann man auch nach Art von Fig. 768 die Brunnenwandungen nach aufsen zu konvex geftalten und die Ecken entfprechend abrunden.

Fig. 769.

Um beim Senken der Brunnen die Reibung im Erdreich zu vermindern, ift zu empfehlen, den Durchmeffer der Brunnen nach oben zu etwas abnehmen zu laffen. Dies gefchieht dadurch, dafs man entweder in einer Höhe von 0,so bis l,oo m über dem Brunnenkranz den Brunnenkörper etwas einzieht (nach Art von Fig. 769), oder dafs man die Brunnen in ihrer ganzen Höhe fchwach konifch (Verjüngungsverhältnis im Mittel 1 : 25) geftaltet.

479'

Brunnenkranz.

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Das Brunnenmauerwerk wird auf den fog. Brunnenkranz oder Schling aufgefetzt; derfelbe bildet eine Art liegenden Roftes, welcher zugleich den Zweck zu erfüllen hat, dem Mauerwerk während des Senkens einen feften Zufammenhang zu geben. Damit beim Senken der Schling leicht in den Boden eindringe, erhält er einen keilförmigen Querfchnitt (Fig. 770 u. 772); foll das Eindringen desfelben befonders erleichtert werden, fo wird feine Unterkante als Schneide (Fig. 771 u. 773) ausgebildet.

Als Material für die Brunnenkränze wird der Hauptfache nach Holz verwendet; bisweilen tritt eine Eifenverftärkung hinzu. Ganz aus Eifen hergeftellte Schlinge kommen im Hochbauwefen kaum zur Anwendung.

Die Brunnenkränze beftehen meift aus 2 bis 3 Lagen 4 bis 5cm Harker Bohlen, die miteinander verbolzt und vernagelt werden. Um ein keilförmiges Profil zu erzielen, nehmen die Bohlenlagen nach unten an Breite ab (Fig. 770 u. 771); bis-

Die Stöfse der

weilen ift die unterfte Lage dreikantig zugefchnitten (Fig. 771). einzelnen Bohlenftücke find in den zwei oder drei Lagen gegeneinander verfetzt,

fo dafs in eine lotrechte Ebene nur eine Stofsfuge zu liegen kommt (Fig. 775 u. 776). Die unterfte, kantig zugefchnittene Bohlenlage erfährt beim Senken den ftärkften Angriff ; fie wird deshalb in manchen Fällen, namentlich wenn man befürchtet, dafs man auf fteinigen Boden ftofsen wird, mit einem eifernen Reifen zu-

Fig. 770.

Fig- 771-

Fig. 772.

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fammengehalten und verftärkt (Fig. 773); man hat fie wohl auch durch ein ent-fprechend gekrümmtes Winkeleifen (am beften ungleichfchenklig mit 40 X 80 oder 50 X 75

480.

Brunnen

mantel.

Schenkellänge) erfetzt (Fig. 774).

Seltener werden Brunnenkränze aus 2 Lagen ftärkerer Verbandhölzer (8 bis 10 dick) zufammengefetzt (Fig. 77 2).

Für den Brunnenmantel bilden gute und fcharf gebrannte Klinker, fowie guter Zementmörtel die geeignetften Bauftoffe ; Trafs-mörtel im vorliegenden Falle zu verwenden, ift nicht zu empfehlen, da derfelbe zu langfam erhärtet. Für die im FTochbauwefen üblichen Brunnendurchmeffer

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Fig- 775-

Fig. 776.

genügt eine Wanddicke von 1 Stein; nur bei ungewöhnlichen Abmeffungen und bei fehr ungünftigen Bodenverhältniffen wendet man gröfsere Stärken an.

Das Füllmauerwerk der Brunnen, bezw. der diefelben ausfüllende Beton kommt nur um weniges billiger zu flehen, als das Mantelmauerwerk; weiters finkt ein Brunnen von gröfserer Wand-ftärke beffer, als einer von geringerer. Deshalb follte man in der Bemeffung der fraglichen Manteldicke nicht zu fparfam fein; mafs-gebend ift in diefer Beziehung nur noch, dafs man den Innenraum des Brunnens mit Rückficht auf die darin vorzunehmenden Arbeiten nicht zu fehr einengen darf. (Siehe hierüber auch Art. 476, S. 386.)

Anftatt der Ziegel kann man auch Haufteine, befonders in den höheren Schichten, verwenden. Auch

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Brunnenkranz. — V50 w. Gr.

Betonbrunnen find wiederholt ausgeführt worden, fo z. B. bei den in Fig. 763 u. 764 dargeftellten Wohn- und Gefchäftshäufern in Paris.

Die Aufsenflächen des Brunnenmauerwerkes müffen thunlichft glatt geputzt werden, damit die Reibung im Erdreich möglichft gering wird. Grofse Brunnen werden aus gleichem Grunde mit einem Blechmantel umgeben. Glaubt man beim Senken auf Schwierigkeiten zu ftofsen, fo kann man, vom Schling ausgehend, Streichbretter anbringen, zwifchen denen der Brunnen ausgeführt wird. Oder man verftärkt den Brunnenkranz durch einen 1 bis 2m hohen, fafsartigen Auffatz aus lotrechten Brettern, die durch Eifenringe und Nagelung miteinander verbunden find.

481.

Verankerung.

Fig. 777.

II

Haben die vorher vorgenommenen Bodenunterfuchungen ergeben, dafs man nicht mit genügender Sicherheit auf vollftändig gleichförmiges Sinken des Brunnens zählen darf, fo mufs man denfelben durch Verankerung gegen das Zerreifsen fchiitzen. Zu diefem Zwecke läfst man vom Brunnenkranz aus fefte, lange Eilen-anker durchgehen und verlegt in angemeffener Höhe einen zweiten, jedoch fchwächeren Kranz, über welchem die Ankerbolzen verfchraubt werden; ftatt des zweiten Kranzes können auch gröfsere eiferne Scheiben verlegt werden. In gleicher Weife kann die Verankerung noch weiter nach oben fortgefetzt werden (Fig. 777).

482,

Ausfüllung.

II

II

P'ür die Ausfüllung der in entfprechende Tiefe abge-fenkten Brunnen kann jedes gute Stein material und jeder gute hydraulifche Mörtel, namentlich auch Trafsmörtel, mit Vorteil benutzt werden.

Brunnenverankerung, 'lioo w* Gr.

Die unterfte Füllfchicht befteht in der Regel aus Beton; diefelbe hat den Zweck, dem Auftrieb des Waffers entgegenzuwirken und das Ausfchöpfen des Brunneninnenraumes zu ermöglichen. Die ge-ringfie Mächtigkeit diefer Betonfchicht läfst fich auf die in Art. 382 (S. 313) u. 425 (S. 345) angegebene Weife ermitteln. Kann der Beton 15 bis 20 Tage ftehen bleiben, fo kann zu feiner Bereitung Trafsmörtel verwendet werden; fonft benutze man rafch erhärtenden Zementmörtel.

Ueber der fo gebildeten Sohlfchicht befteht die Ausfüllung aus Bruchftein-oder Ziegelmauerwerk oder auch aus Beton. Eine Ausmauerung erfordert unter allen Umftänden, dafs der Brunneninnenraum wafferfrei gemacht werde; bei einer Ausbetonierung ift dies nicht unbedingt notwendig (vergl. das in Art. 430, S. 352 über die Herftellung von Betonfundamenten Gefagte). Ob man das eine oder das andere Material wählen foll, ift lediglich eine Koftenfrage. Im allgemeinen und unter gewöhnlichen Verhältniffen ift zwar der Beton teuerer als Mauerwerk; allein letzteres kommt im vorliegenden t'allé höher zu ftehen, da das Mauern und das Hinabfchaffen der Bauftoffe in dem engen Brunneninnenraume koftfpielig wird.

483-

Im vor- Vere!niguns

der

Brunnenpfeiler.

Die Vereinigung der Brunnenpfeiler durch Grundbogen gefchieht in gleicher Weife, wie bei gewöhnlichen Fundamentpfeilern (vergl. Art. 412, S. 335). liegenden Falle werden faft ausfchliefslich halbkreisförmige Gurtbogen zur Ausführung gebracht, da die erforderliche Konftruktionshöhe wohl ftets vorhanden ift und weil derlei Bogen einen geringen Horizontalfchub ausüben. Um für die etwa 2 Stein ftarken Grundbogen ein gekichertes Widerlager zu haben, wird es bisweilen notwendig, die kreisrunde Grundrifsform in die quadratifche zu überführen ; dies gefchieht durch Auskragung der oberen Steinfcharen nach Fig. 779.

b) Ausführung der Brunnenpfeiler.

• 484-

Anfangs

arbeiten.

Soll ein Brunnenpfeiler gefenkt werden, fo beginnt man in der Regel damit, die lockere Bodenfchicht fo tief abzugraben, als fich dies mit Rtickficht auf die Koften empfiehlt. Keinesfalls wird man mit diefer Ausfchachtung unter den Grund-wafferfpiegel gehen ; fonft wird für die Tiefe der Baugrube namentlich die Be-fchaffenheit der zu Tage liegenden Bodenfchicht mafsgebend fein. Ift die letztere fehr locker, fo müffen die Wandungen der Baugrube fehr flach gehalten oder abgezimmert werden; beides erhöht die Herftellungskoften. Die Sohle der Baugrube wird unter allen Umftänden wagrecht abgeebnet.

Infolge örtlicher Verhältniffe kann man veranlafst werden, von der Herftellung einer Baugrube ganz abzufehen und mit der Senkarbeit unmittelbar an der Erdoberfläche zu beginnen. Hat die Bauftelle eine geneigte Lage, fo gräbt man den Boden entweder fo weit ab, bis man eine wagrechte Fläche von genügender Ausdehnung hat, oder man fchüttet fo viel Material auf, bis man ein gleiches Ergebnis erzielt hat.

Ift die Bauftelle in entfprechender Weife vorbereitet, fo wird der Brunnenkranz verlegt und die Mauerung des Brunnenmantels auf folche Flöhe vorgenommen, als dies einerfeits noch bequem genug und ohne koftfpielige Gerüfte gefchehen kann und andererfeits das für das Senken erforderliche Gewicht es wünfchenswert er-fcheinen läfst.

485-

Senkung.

Stehen die Brunnen fehr nahe aneinander, fo kann man ftatt der Grundbogen Steinplatten anwenden, die von Brunnen zu Brunnen gelegt

werden ; auch kann man durch entfprechende Auskragung einiger Steinfcharen eine der-artige Konftruktion er-Ijlpl; möglichen (Fig. 778).

Man hat auch, nachdem die oberen Steinfcharen der Brunnen ausgekragt waren, über fämtliche zufammengehörige Brunnen eine Betonplatte verlegt. Sind ftarke Zugfpannungen zu erwarten, fo kann man in diefe Platte eiferne I-Träger einlegen.

Fig. 779.

Fig. 778.

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Nunmehr kann die eigentliche Senkarbeit beginnen. Diefelbe befteht darin, dafs man im Innenraum des Brunnens das Bodenmaterial trichterförmig ausgräbt, bezw. in anderer Weife löft, und dafs durch die Laft des Brunnens dasjenige Erdreich in die hergeftellte Grube nachfällt, auf dem der Brunnenmantel fteht; hierbei wird die Brunnenmauerung oben im gleichen Mafse erhöht, als der Brunnen in den Boden einfinkt. Je gleichmäfsiger der Boden gelöft wird, defto gleichförmiger finkt der Brunnen. Man vermeide, fo weit als irgend möglich, plötzliches oder ftofs-weifes Sinken, weil dies das Reifsen des Brunnenmauerwerkes, das Schiefftellen des Brunnens und fonftige Mifsftände herbeiführen kann. Infolgedeffen wird es fich empfehlen, die Löfung des Bodens mit grofser Vorficht vorzunehmen und nicht zu grofse Mafien desfelben auf einmal hervorzuholen.

Tritt ungeachtet aller Vorficht das Schiefftellen des Brunnens ein, fo müffen fchleunigft an der der gröfseren Senkung entgegengefetzten Seite die Bodenmaffen entfernt werden, damit der Brunnen an diefer Stelle nachfinkt und fich wieder gerade richtet.

Anfangs finkt der Brunnen nur infolge feines Eigengewichtes ein. Indes erreicht man bald einen Zuftand, wobei der Brunnen nicht mehr finkt, obwohl die Löfung und Befeitigung des Bodens in genügender Weife vorgefchritten ift. Es entfbehen hohle Räume unter dem Brunnenkranz, und man darf die Löfearbeit nicht weiter fortfetzen, weil fonft das plötzliche Sinken oder gar das Abreifsen des Brunnenmauerwerkes eintreten könnte.

Das weitere Sinken des Brunnens mufs durch kiinftliche Belaftung desfelben gefchehen. Man bringt auf das Brunnenmauerwerk oder auf quer darüber gelegte Bohlen fchwere Gegenftände, wie grofse Steine, Eifenfchienen, Bleibarren, wohl auch Backfteine, die fpäter vermauert werden follen, oder Tonnen, in die man die gelöden Bodenmaffen fchüttet, Arbeitsgerät! etc.

Die Löfung des Bodens kann entweder durch Ausgraben desfelben im Trockenen oder unter Waffer gefchehen. Im erfteren Falle wird die Grabearbeit durch Menfchen-hand unter fteter Wafferhaltung vorgenommen; im letzteren Falle find mechanifche Vorrichtungen für die Löfearbeit erforderlich, die meift gleichfalls durch Menfchen gehandhabt werden, für welche aber auch andere Motoren Verwendung finden können.

Das unmittelbare Ausgraben des Bodens durch Arbeiter im wafferfrei gehaltenen Brunneninnenraume ift im allgemeinen jedem anderen Senkverfahren vorzuziehen, da man den Verlauf der Senkarbeit, die Befchaffenheit des zu löfenden Bodens etc. fcharf überwachen kann. Das Emporfchaffen des ausgegrabenen Erdreiches gefchieht entweder durch Schaufelwurf, bei gröfserer Tiefe mit Hilfe von Zwifchengerüften, oder durch Eimer, die mittels Winden auf- und abgewunden werden.

Der Hauptnachteil diefes Verfahrens ift in den bedeutenden Koften der Wafferhaltung zu fuchen; bei fehr lofem Boden, bei ftarkem Wafferzudrang kann diefelbe entweder gar nicht oder nur mit vielen Schwierigkeiten durchführbar fein. Bei grofser Waffertiefe ift auch das Eindrücken des Brunnenmauerwerkes durch den äufseren Wafferdruck zu befürchten. Häufig tritt infolgedeffen an die Stelle unmittelbaren Ausgrabens des Bodens die Löfung mittels befonderer Grabevorrichtungen (Exkavationsapparate) ohne Wafferhaltung. Nachftehend follen die wichtigeren derfelben namhaft gemacht werden.

Es ift wohl auch verfucht worden, die Löfung des Bodens unter Waffer durch Taucher bewirken zu laffen; die Ergebniffe diefes Verfahrens waren indes nicht fo günftig, dafs es eine weitere Verbreitung gefunden hätte. Nur zum Befeitigen einzelner Hinderniffe, für gewiffe unter Waffer vorzunehmende Nebenarbeiten etc. werden Taucher verwendet.

In Indien bedient man fich von alters her bei Grundbauten eines Werkzeuges, das eine Schaufel mit kurzem Stiel bildet und Tham genannt wird. Ein Taucher fteigt mit diefer Schaufel in den Brunnen hinab, lockert auf der Sohle desfelben den Boden mittels feines Werkzeuges auf, füllt es mit dem gelöften Material und läfst fich mit der gefüllten Schaufel emporziehen. Derlei Taucher find fehr gefchickt und können etwa 1 Minute unter Waffer bleiben.

1) Bagger find diejenigen Grabevorrichtungen, die im Hochbauwefen bislang am meiften zur Anwendung gekommen find. Insbefondere find es die durch Arbeiter zu handhabenden Stielbagger, welche den anderen Vorrichtungen vorgezogen werden. Bei diefen ift das Baggergefäfs an einem langen Stiele befeftigt, der weit genug nach oben reicht, um ihn dort handhaben zu können.

486.

Belaftung.

487.

Löfung des Bodens.

488.

Handarbeit.

489.

Baggerarbeit.

Für fandigen und für fchlammigen Boden eignet fich der Sackbagger oder Sackbohrer am betten (Fig. 780 u. 781).

Bei diefem befteht das Baggergefäfs aus einem Sack y von Leder oder Leinen, der an einem Bügel bb befeftigt iit, deffen äufserer Rand als Schneide ausgebildet ift. Bügel und Sack find am unteren Teile des Baggerftieles st angebracht; letzterer läuft dafelbft in einen vortretenden eifernen Dorn i- aus, der von oben in den Boden gedrückt wird und den Stützpunkt bildet, um welchen Bügel und Sack gedreht werden. Zu diefem Zwecke ift am oberen Ende des Stieles ein zweiarmiger, etwa 90cm langer Hebel h angebracht, den man mit der Hand (im Sinne der Bügelfchneide) drehen kann. Bei diefer Drehung löft die fchneidige Kante des Bügels eine Partie der Bodenmaffen, welche in den Sack fällt. Um den gefüllten, etwa 0,o3cb>n faffenden Sack heben zu können, ift am Bügel oder am unteren Teile des Stieles ein Seil a befeftigt, welches über eine Rolle läuft und meift auf eine Welle aufgewunden wird (vergl. Fig. 781). Die Arbeiter, welche den Sackbohrer handhaben, ftehen auf einem leichten Gerüfle, welches auf dem Brunnenmantel aufruht.

Bei Senkbrunnen von gröfserer Weite hat man dem Sackbagger mitunter eine etwas andere Einrichtung gegeben, die unter dem Namen Drehbagger bekannt geworden ift. Sack und Bügel werden dabei mit Kette und Winde quer durch den Brunnen gezogen, während man den Stiel durch ein Tau gegen das Hinaufdringen fichert²⁷⁶).

Fig. 781.

In fchwereren Bodenarten und bei gröfserer Tiefe reicht der Sackbohrer nicht mehr aus. In folchen Fällen erweift fich die indifche Schaufel als eine ebenfo zweckmäfsige, wie einfache Grabevorrichtung.

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Das Baggergefäfs ift bei diefer Vorrichtung als Schaufel ausgebildet; fie ift nach Fig. 782 bis 784 geftaltet, etwa 70 cm lang und 60 breit, aus Schmiedeeifen hergeftellt und mit einer fcharfen, geflählten Schneide verfehen. Die Verbindung des Stieles t mit der Schaufel / ift mittels eines Gelenkes bei a bewirkt.

Fig. 780.

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Sackbohrer.

Senkung der Brunnen mittels Sackbohrer.

Wenn die Schaufel hinabgelaffen wird, fo mufs fie lotrecht herabhängen und in diefer Lage feflgeftellt fein; letzteres kann in verfchiedener Weife erzielt werden, in Fig. 783 z. B. durch die Strebe c. Feftftellungsvorrichtung läfst fich von oben aus durch ein Tauf auslöfen; aie Grabearbeit wird gleichfalls

welche über eine Winde gelegt wird. 2 bis 3 Arbeitern mit Hilfe des

von

oben durch ein zweites Tau e oder eine Kette vorgenommen

Die bis auf die Brunnenfohle hinabgelaffene Schaufel wird von

Die

Stieles in den Boden gedrückt; hierauf wird durch Anziehen des Seiles i die FeftflellVorrichtung c aus-die Arbeiter den Stiel t noch niederhalten, wird das Tau e mittels der Winde an-

gelöft. Während nun

Fig. 782.

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Indifche Schaufel.

Senkung der Brunnen mittels indifcher Schaufel.

wobei die Schaufel allmählich in die wagrechte Lage (Fig. 784) übergeht, etwas vom Boden

gezogen

material loslöft und aufnimmt. Wird alsdann das Tau e vollends aufgewunden, fo kommt die Schaufel

oben an und kann ausgeleert werden.

Die indifche Schaufel erfordert 6 bis 8 Arbeiter als Bedienungsmannfchaft.

In fehr grobem Kies genügt die indifche Schaufel nicht mehr; beffer bewährt fich in einem folchen Falle der Schraube 11 bagger (Fig. 785 u. 786), der fich auch fo herftellen läfst, dafs man ihn für weichen Boden anwenden kann.

Der Schraubenbagger ift im unteren Teile wie ein fchmiedeeiferner Schraubenpfahl (vergl. Art. 452, S. 368) geftaltet. Soll weicher, fchlammiger Boden gelöft werden, fo wird über dem oberften Schraubengang eine Hülfe zur Aufnahme des gewonnenen Materials angeordnet (Fig. 785) ; bei kiefigem Boden krempt man einfach die Ränder der Schraube auf (Fig. 786).

Bei weiteren Brunnen kommen ftatt der Stielbagger wohl auch Baggervorrichtungen mit Boden klappen zur Anwendung. Diefe beftehen aus einem trommelartigen Behälter, deffen Boden aus 4 bis 8 zentral angeordneten Klappen zufammengefetzt ift.

Die lotrecht herabhängenden Bodenklappen wirken ebenfo wie die indifche Schaufel; hat die Löfung einer gewiffen Bodenmenge ftattgefunden, fo werden die Klappen angezogen und dadurch der Boden des Behälters gefchloffen; derfelbe wird in mehr oder weniger gefülltem Zuftande emporgezogen.

Hierher gehören die Millroy’îche Vorrichtung, über den aus: Deutfche Bauz. 1868 (S. 470) das Nähere entnommen werden kann; ferner der Exkavator von Bruce und Batho, wovon in: Revue ind. 1876 (S. 109 u. 110) eine eingehende Befchrei-bung zu finden ift; weiters eine auf demfelben Grundgedanken konftruierte Grabevorrichtung, deren in: Deutfche Bauz. 1875 (S. 32) Erwähnung gefchieht.

Leichtere Dampfbagger werden für die Brunnenfenkung im Hochbauwefen nur feiten angewendet.

Fig. 785.

Fig. 786.

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2)    Sandpumpen, nach dem Grundgedanken der gewöhnlichen Kolbenpumpen eingerichtet und mit einem trommelartigen Behälter verfehen, der die gehobenen Bodenmaffen aufnimmt, eignen ftch

hauptfächlich für fandiges Bodenmaterial, welches in Begleitung von Waffer emporgefördert wird.

Eine eingehende Befchreibung der in Deutfchland üblichen Sandpumpe bringt: Deutfche Bauz. 1871 (S. 109). Die von Reeve konftruierte Sandpumpe ift in: Engineer 1877 (2. Sem., S. 99 u. 312) befchrieben.

3)    Bei Grabevorrichtungen, die nach dem Grundgedanken der Strahlpumpen oder Inj ektoren wirken, wird durch ein auf die Brunnenfohle reichendes

Vorrichtungen. Rohr Druckwafler eingeprefst; diefes fteigt in einem zweiten Rohr empor, reifst dabei das Bodenmaterial mit ftch und gelangt, mit demfelben vermengt, oben zum Ausfftefsen.

Die einfachfte der hier einfchlägigen Vorrichtungen ift diejenige von Robertfon, deren unterer Teil in Fig. 787 dargeftellt ift. A ift das Rohr, durch welches das Druckwaffer eingefiihrt wird; letzteres fteigt im Rohre B empor und reifst bei M die Bodenmaffen mit fich²⁷⁷).

4)    Von fonftigen Grabevorrichtungen find noch die nach Art der Zentrifugalpumpen konftruierten und die fog. Hebervorrichtungen zu nennen. Letztere dürften zuerft von Leslie angewendet worden fein 2 78).

Stöfst man bei den unter Waffer vorzunehmenden Senkarbeiten auf gröfsere Steine, Holzftücke oder ähnliche Hinderniffe, fo find diefe mit Hilfe geeigneter Vor-

49°.

Sandpumpen.

491.

Sonftige

Grabe-

Schraubenbagger. — ¹/3o w. Gr.

Fig. 787.

WB

Grabevorrichtung von Robertfon.

²⁷⁷) Näheres über diefe Vorrichtung: Deutfche Bauz. 1875, S. 31. — Andere Strahlpumpen find befchrieben in: Rziha, F. Eifenbahn-Unter- und Oberbau. Band 2. Wien 1876. S. 38 — ferner in : Rigafche Ind.-Ztg. 1878, S. 237.

27S) Der Leslic'iche Heberapparat ift befchrieben in : Deutfche Bauz. 1873, S. 84.

richtungen, wie Teufelsklauen, Steinzangen (vergl. Art. 400, S. 327) etc., zu be-feitigen. Gelingt dies nicht, fo mufs das Entfernen durch Taucher vorgenommen werden.

492.

Gründung im offenen Waffer.

Ift eine Senkbrunnengründung im offenen Waffer auszuführen, fo kann man fie ähnlich, wie auf dem feften Lande vornehmen, wenn man an der Bauftelle eine entfprechend grofse Infel fchüttet, die bis über den Wafferfpiegel reicht. Ift die Schüttung einer Infel, wegen zu grofser Waffertiefe oder aus anderen Gründen, nicht zuläffig, fo hängt man den Brunnenkranz mittels Ketten an einem feften Gerüft oder an feft verankerten Schiffen auf. Ift der Schling auf der Sohle des betreffenden Wafferlaufes angekommen, fo kann das Aufhängen unterbleiben.

Gegen vorhandene Strömungen find die Brunnenpfeiler durch Steinfchüttungen zu fichern.

493-

Vollendung

der

Brunnen.

Ift das Brunnenmauerwerk bis auf die erforderliche Tiefe verfenkt, fo wird die fchon gedachte Sohlfchicht aus Beton hergeftellt; diefelbe mufs ftets unter Waffer ausgeführt werden (vergl. Art. 430, S. 352). Wenn diefe Betonfchicht voll-ftändig erhärtet ift, fo wird der Brunnen in der Regel ausgepumpt und mit Bruch-fteinen oder guten Backfteinen ausgemauert, unter Umftänden ausbetoniert; die Betonierung kann erforderlichenfalls auch unter Waffer vorgenommen werden.

ftarker Boden, deffen Durchmeffer der lichten Brunnenweite entfpricht, in den Brunnen

cm

Man hat die wafferdichte Sohlfchicht und die Ausfüllung des Brunnens auch noch in anderer Weife hergeftellt. Sobald der Schling auf der tragfähigen Bodenfchicht angekommen ift, wird ein kreisrunder, etwa 3

hinabgelaffen und mit einigen grofsen Steinen befchwert. Alsdann werden einige Karren Mauerfchutt und Mörtel in den Brunnen geworfen, wodurch alle Zwifchenräume ausgefüllt werden follen. Hierauf wird wieder eine Partie Steine hineingeworfen und wieder etwas Mörtel aufgebracht etc. Auf diefe Weife wird die Ausfüllung des Brunnens bis über den Grundwafferfpiegel fortgefetzt und dann erft mit der Ausmauerung begonnen. Es ift wohl ohne weiteres erfichtlich, dafs dies ein höchft unvollkommenes Verfahren ift, da von einer innigen Verbindung zwifchen Stein und Mörtel nicht die Rede fein kann.

Litteratur

über »Senkbrunnengründungen».

Vorfchlag zu einer Gebäude-Gründung in befonders ungünftigem Boden. Crelle’s Journ. f. d. Bauk. Bd. 9, S. 203.

KöPCKE. Pfeilerfundirung für Eifenbahnbrücken in Indien. Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1864, S. 272.

Eundirung mit Hilfe von Schächten. Zeitfchr. f. Bauw. 1865, S. 352.

Gründungen der Kunftbauten. Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1865, S. 278.

Sonne. Ueber Pfeilergründung durch Verfenken von Mauerwerk. Zeitfchr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1866, S. 174.

Maifon fondée fur 42 puits en béton, rue Rochechouart, a Paris. JVouv. annales de la conft. 1871, S. 76. QUASSOWSKI. Ueber Fundirungen mit Senkbrunnen nebft Befchreibung einiger Fälle aus der Praxis. Zeitfchr. f. Bauw. 1874, S. 297.

Hoffmann, C. H. Ueber Senkbrunnen und Gründungsarbeiten. Baugwks.-Zeitg. 1869, S. 74, 81.

Le Sacré coeur de Montmartre. L'ondations. La conßruction moderne, Jahrg. 6, S. 58, 141, 164.

Die Herz Jefu-Kirche auf dem Montmartre in Paris. Centralbl. d. Bauverw. 1892, S. 263, 276. Fondation fur terrain argileux. La femaine du bâtiment, Jahrg. 20, S. 498.

Senkbrunnen-Schwellkränze. Baugwks.-Zeitg. 1897, S. 946.

3- Kapitel.

¹

) Siehe Gleichung 36, S. 262 in Teil I, Bd. 1, zweite Hälfte diefes »Handbuches« (2. Aufl. : Gleichung 44, S. 65. —

3. Aufl.: Gleichung 59, S. 77).

Siehe Gleichung 43, S. 266 (2. Aufl.: Gleichung 19, S. 33. — 3. Aufl.: Art. 51, S. 35) ebendaf.

²

2a6) Siehe Tabelle auf S. 247 (2. Aufl. : S. 53. — 3, Aufl. : S. 64) ebendaf.

³

²⁶⁷) Siehe Art. 326, S. 287 u. Art. 329, S. 289 (2. Aufl.: Art. 102, S. 77 u. Art. 105, S. 78. — 3. Aufl.: Art. 92,

Senkröhrengründung.

494.

Ueberficht.

Ebenfo wie die Gründung auf Senkbrunnen zu den Pfeilergründungen gehört, find auch die Senkröhrenfundamente unter die Pfeilerfundamente einzureihen. Auch in diefem Falle ift es lediglich die Herftellungsweife der Röhrenpfeiler, wodurch fie fich von den Brunnenpfeilern und den maffiv aufgeführten Fundamentpfeilern unter-fcheiden.

Die Gründung auf Senkröhren ift mit der Brunnengründung infofern fehr nahe verwandt, als bei beiden die lockere, nicht tragfähige Bodenfchicht nicht abgegraben wird, fondern durch letztere hindurch ein hohler Cylinder hinabgefenkt wird. Bei den Senkbrunnen wird diefer Mantel gemauert oder aus Beton hergeftellt; im vorliegenden Falle find es hölzerne, feltener eiferne Röhren oder Karten, welche ab-gefenkt und hierauf, ganz ähnlich wie die Senkbrunnen, mit Beton oder Mauerwerk ausgefüllt werden.

Die Verwandtfchaft zwifchen Röhren- und Brunnengründung macht es erklärlich, dafs bisweilen beide Gründungsverfahren bei einer und derfelben Gebäudegruppe zugleich zur Anwendung kommen. Die Bauten, welche in Berlin in der Mitte der fechziger Jahre an den Werder’lchen Mühlen ausgeführt worden find, flehen auf einem Grundftück, welches an der Schleufenfeite folgende Bodenfchichten zeigte: zunächft 3,15 m aufgefchütteter Boden, dann 2,50 m Torf, l,oo m Schlick mit 6p cra ftarken Sandadern, 1,25 m Sand und dann guter Kies; nach der Mitte der Bauftelle zu fand fich erft in 15 m Tiefe ein ziemlich fchlechter Kiesboden. Von dem urfprünglich in Ausficht genommenen Pfahlroft mufste Abftand genommen werden, weil durch die Erfchütterungen der Ramme ein benachbartes, ohnehin fchon baufälliges Gebäude zu viel gelitten hätte. Zunächft entfchied man fich für die Brunnengründung und fenkte l,ss m im Lichten weite Senkbrunnen 8,78 m tief hinab. Da fich jedoch diefe Gründung wegen der in den unteren Torffchichten lagernden Hölzer zu fchwierig zeigte , fo wählte man die Kaftengründung, und auch diefe mufste bald aufgegeben werden, weil die Kaften fchief einfanken. Infolgedeffen wählte man eine Vereinigung von Kaften und Brunnen²⁷⁹).

Man hat nicht feiten die Brunnen- und die Röhrengründung vollftändig parallel nebeneinander geftellt, hat beide Verfahren grundfätzlich als ganz gleich bezeichnet und den Unterfchied nur im Bauftoff des zu verfenkenden Cylinders gefucht. Indes ift diefe Anfchauung nicht ganz gerechtfertigt ; denn bei Brunnenpfeilern dient der gemauerte Mantel mit der Ausfüllung zum Tragen des darauf gefetzten Baukörpers; bei der Röhrengründung trägt jedoch nur die Ausfüllung; der Mantel ift blofs die Hülle des Fundamentpfeilers. Man könnte diefe Hülle auch als ein befonderes Verfahren der Auszimmerung der fchachtartigen Baugrube betrachten, fo dafs von diefem Gefichtspunkte aus die Röhrenpfeiler den maffiv gemauerten Fundamentpfeilern gewöhnlicher Art näher ftänden, als den Brunnenpfeilern.

a) Hölzerne Senkröhren.

495-

Anordnung

und

Bezüglich der Zahl und der Verteilung der hölzernen Senkröhren oder, wie fie wohl in der Regel genannt werden, Senkkaften im Grundplane des zu gründen-Querfchnitt. (jen Gebäudes gilt das bei den Senkbrunnen Gefagte (vergl. Art. 475, S. 385). Die Querfchnittsform der Kaften ift dem Material entfprechend zu wählen ; infolgedeffen wird der Kreis, das Oval etc. auszufchliefsen fein, und es werden hauptfächlieh rechteckig geftaltete Kaften in Anwendung kommen. Für Gebäude mit ganz regel-mäfsigem Grundplan (Fig. 790) werden andere, als rechteckige Querfchnittsformen für die Kaften nicht erforderlich. Bei weniger regelmäfsig geftaltetem Gebäudegrundrifs erhalten die Kaften auch andere Querfchnittsformen, wie folches aus Fig. 788, 789 u. 791 erfichtlich ift.

Fig. 788.

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Schnitt durch die Fundamente nach MN. — a’iOO w- Gr.

Vom Lehrerhaus beim Seminar zu Berlin.

Die Querfchnittsabmeffungen der Kaftenpfeiler hängen ab von der Stärke der Mauern, die fie zu tragen haben, und vom Druck, den die letzteren ausüben. In erfterer Beziehung wählt man die Kaftenabmeffung (Breite) winkelrecht zur Längenrichtung der zu gründenden Mauern fo, dafs beider feits ein Fundamentabfatz von 12 bis 25cm Breite entfteht; die zweite Querfchnittsabmeffung (Länge) wird an jenen Stellen, wo zwei Mauern gegeneinander ftofsen oder einander durchkreuzen, nahezu ebenfo grofs gewählt; die zwifchen-liegenden Kaften erhalten meift geringere Länge (Fig. 788 u. 790).

Die Längenabmeffung der Kaftenpfeiler läfst fich, fobald die Breite angenommen ift, aus der Belaftung, die fie aufzunehmen haben, und aus der Tragfähigkeit des Baugrundes berechnen.

Beträgt die letztere K Tonnen für 1 qcn^ die lotrechte Belaftung des betreffenden Kaftenpfeilers D Tonnen, fo ift der Querfchnitt f des letzteren bekanntlich

Fig. 790.

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Quadr.-Met.

Fig. 791.

Fig. 792.

Ift die Breite b auf Grundlage der früheren Angaben (Mauerdicke plus 24 bis 50 cm) angenommen worden, fo ergiebt fich die Länge

Fundamenlplan. ¹l-250 w- Gr.

Grundrifs. kiooo w- Gr.

Da man beim Ausarbeiten des Entwurfes den Druck D meitt von vornherein nicht kennt, fo mufs man zunächft für die Pfeilerlängen / eine Annahme machen. Läfst fich fpäter, wenn der Entwurf weit genug gediehen ift, die Beladung D ermitteln, fo berechnet man, wie grofs bei den angenommenen Querfchnittsabmeffungen der Pfeiler die Beladung des Baugrundes fich ergiebt. Ueberfchreitet die letztere die zuläffige Beladung JŚT, fo mufs man entweder die Pfeilerlänge l oder die Zahl der Pfeiler vermehren , unter Umdänden die Dicke der zu gründenden Mauern nach unten vergröfsern.

Beim Bau der Nationalgalerie in Berlin find iin urfprünglichen Entwurf Zahl und Grunddäche der zur Gründung zu verwendenden Senkkaden fo grofs angenommen worden, dafs eine nähere Berechnung die Beladung des Baugrundes zu H bis 15 kg für 1 qcm ergab, eine Preffung, welche fondigen Erfahrungen gemäfs fehr bedeutend erfchien und eine namhafte Verringerung witnfchenswert machte. Deshalb wurde eine neue Anord-

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Lokomotivfchuppen der Berlin-Potsdam-Magde-burger Eifenbahn zu

Berlin ²⁸⁰).

nung fämtlicher Senkkaften entworfen derart, dafs ein ziemlich gleichmäfsiger Druck von etwa nur 5,s kS für 1 qcm hervorgebracht wurde.

Um das Senken der Kaften zu erleichtern, läfst man nicht feiten den Quer-fchnitt derfelben nach oben zu abnehmen; das VerjiingungsVerhältnis beträgt ^so bis y2 5 (vergl. Fig. 789).

Die hölzernen Senkröhren oder Senkkaften werden aus 4,5 bis 5,5 cm ftarken Bohlen zufammengefetzt, die entweder lotrecht oder wagrecht angeordnet find ; erfteres gefchieht hauptfächlich bei geringen Tiefen und nicht bedeutendem Erddrucke. Bei kleineren Pfeilern können ftatt der Bohlen ftärkere Bretter Anwendung finden.

496.

Konftruktion.

Kaften mit lotrecht geftellten Bohlen müffen durch wagrecht angeordnete Kränze, die aus etwa 15 x 15cm ftarken Hölzern angefertigt werden, zufammen-gehalten und abgefteift werden. Solcher Kränze find mindeftens zwei, einer am

oberen, einer am unteren Rande der Röhre, erforderlich, gröfserer Tiefe und ftärkerem Drucke wird noch ein Zwifchen-kranz angeordnet, der jedoch nicht etwa in halber Höhe angelegt, fondern tiefer nach unten gerückt wird, da dort der Druck am gröfsten ift. Der unterfte Kranz wird keilförmig zugefchärft.

Die Senkkaften des in Fig. 791 u.

792 angedeuteten Lokomotivfchuppens haben die in Fig. 793 veranfchaulichte Konftruktion erhalten. Die Bohlen find 4cm dick, oben in den Falz eines 13 X 16 cm ftarken Kranzes eingelaffen, unten zugefchärft und aufsen herum mit einem gleichfalls gefchärften Kranz von 5 cm ftarken Bohlen verfehen. Etwa 80 cm über dem unteren Rande ift ein zweiter Kranz angeordnet.

Sollen die Bohlen wagrecht liegen, wie in Fig. 794 u. 795, fo müffen die Ecken durch lotrecht geftellte Kreuzhölzer a, a, g, g von etwa 10 x 10 bis 12 x 12cm Dicke ausgefteift werden; bei grofseren Querfchnittsabmeffungen der Kaften werden noch Reiften b, b angeordnet. Die Bohlen werden derart aufgenagelt, dafs ihr Hirnholz an den Ecken wechfelweife an der einen Seite frei liegt und an der anderen von einer entfprechenden Bohle bedeckt wird. Dem wechfelnden Drucke entfprechend können die Bohlen im vorliegenden Falle im oberen Teile fchwächer gehalten werden als im unteren. Die unterfte Bohlenlage wird häufig doppelt angeordnet, um den unteren Kaftenrand, der beim Senken am meiften be-anfprucht wird, zu verftärken.

Bei beiden Konftruktionen werden die Bohlen auf die Verfteifungshölzer aufgenagelt; ebenfo werden in beiden Fällen innerhalb der Kaften während des Senkens noch vorläufige Verdrehungen angebracht, welche teils aus wagrecht, teils aus fchräg geftellten Spreizen gebildet find. In Fig. 794 u. 795 find in den Grundriffen der Senkkaften derartige fich kreuzende Verftrebungshölzer angedeutet.

Die Senkkaften find fofort in voller Höhe auszuführen und im Ganzen an die Bauftelle zu bringen ; die letztere wird hier ebenfo vorbereitet, wie bei Senkbrunnen Ausfuhruns-(vergl. Art. 484, S. 390). Die Senkung kann in gleicher Weife wie bei den Brunnen

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Fig. 794. Fig. 795.

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vorgenommen werden ; doch wird bei den Senkkaden fait ausfchliefslich der Sackbohrer (vergl. Art. 489, S. 392) angewendet. Die kündliche Beladung des zu fenkenden Kadens darf niemals fehlen, da er felbd nur ein geringes Eigengewicht hat; de kann blofs bei engeren Kaden (Röhren) entbehrt werden, wenn man diefe durch die Schläge einer Ramme zum Sinken bringt.

Beim Senken dellen dich die Kaden leicht fchief, weshalb in der Regel Steifen aufgedelt werden, die das Kippen der Kaden zu verhüten haben ²⁸¹).

Id die Senkung bis auf die erforderliche Tiefe vollführt, fo id das nunmehr einzufchlagende Verfahren hier dasfelbe, wie bei den Senkbrunnen (vergl. Art. 493,

S. 395). Auch hier wird zunächd die nach unten dichtende Betonfchicht hergedellt, nach Erhärtung derfelben das Waffer ausgefchöpft und die Ausmauerung vorgenommen; oder der ganze Kaden wird mit Beton ausgefüllt. Letzteres wird namentlich dann vorgezogen, wenn die Kaden (Röhren) fehr eng find oder wenn infolge bedeutenden Erddruckes eine darke Verdrehung der Kadenwände vorgenommen werden mufste und infolgedeffen der Innenraum des Kadens nur wenig frei id.

Die ausgemauerten Kadenpfeiler werden bei dark nachgiebigem Baugrunde bisweilen untereinander verankert.

In einigen Fällen hat man die Kaden blofs mit Steinen ausgefüllt und ausgedampft, was fich als vollkommen ausreichend erwiefen haben foll. Auch die Ausfüllung mit fcharfkörnigem, grobem Sande id nicht ausgefchloffen.

Ueber dem Grundwafferfpiegel oder, wenn diefer tief gelegen id, in gröfserer Höhe wird die Mauerung der Fundamentpfeiler in gewöhnlicher Weife fortgefetzt bis zu jener Stelle, wo die Grundbogen, welche die Pfeiler miteinander verbinden follen, anzufetzen find. Nach Aufhellung der hierzu erforderlichen Lehrbogen wird die etwa 2 Stein darke Wölbung und hierauf die Ausmauerung der Wölbzwickel vorgenommen. Stehen die Kaden fehr nahe aneinander, fo kann man die Ver-bindungskondruktion auch durch Auskragen der betreffenden Steinfcharen bewirken ; beide Anordnungen find in Fig. 788 u. 789 zu finden.

Die Anwendung der Senkkadengründung id eine befchränkte. Sie follte nur für geringe Gründungstiefen (4, höchdens 5m) angewendet werden, da man anderenfalls die Kaden, bezw. Röhren nicht deif genug kondruieren kann. Allein auch fond hat fich diefes Gründungsverfahren nur wenig Eingang verfchafft; fie id hauptfächlich blofs in den älteren preufsifchen Provinzen im Gebrauch und wird der Brunnengründung vorgezogen, wenn der Baugrund fehr ungleichartig id und fobald in der lockeren Bodenfchicht Baumdämme oder andere Hinderniffe vorhanden find, welche die Senkung von Brunnen gefährden könnten.

b) Eiferne Senkröhren.

498.

Senkröhren.

Eiferne Senkröhren kommen meid nur für Brückenpfeiler, in England wohl auch für längere Mauern zur Anwendung und werden alsdann in der Regel mit Hilfe von geprefster Luft verfenkt. Im Hochbauwefen find fie fehr feiten zu Fundamenten benutzt worden; als einzige Ausführung diefer Art id die im Jahre 1880 bewirkte Gründung der neuen Magafens du Printemps zu Paris (Arch.: Sédillê) bekannt geworden.

Das für derlei Senkröhren am häufigften angewendete Material ift Gufseifen; die Röhre befleht alsdann aus einzelnen cylindrifchen Trommeln, welche in dem-felben Mafse übereinander gefetzt werden, als die Röhre infolge der Löfung des Bodens in den letzteren einfinkt. Die Trommeln find an der Ober- und Unterkante mit ringförmigen Flanfchen verfehen und werden mit diefen und mit Hilfe von Schrauben miteinander verbunden.

Fig. 796.

Fig. 797.

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Von den Magafins du Printemps zu Paris. — Gründung der eifernen FreiftüLzen ¹).

Arch. : Sédille âr¹ Batidet. — ^40 w. Gr.

Senkröhren von gröfserem Durchmeffer werden aus Eifenblechen (nach Art der Keffelnietungen) zufammengefetzt; durch L- und T-Eifen wird den Wandungen die nötige Steifigkeit verliehen.

Die Magafins du Printemps wurden, teils in Rückficht auf Feuerficherheit, teils um möglich!! wenig an Raum zu verlieren, im Inneren der Hauptfache nach in Eifenkonftruktion ausgeführt ; Decken und Dächer werden von eifernen Freiftützen (Fig. 796 u. 797¹) getragen. Diefe fowohl, als auch die gemauerten

Pfeiler, welche im Erdgefchofs die Frontmauern tragen (Fig. 798²⁸²), haben grofsen Belattungen (die gröfste Belattung beträgt 350 Ł , die kleinfte 230 ¹ ) zu widerlichen. Um diefe in geeigneter Weife auf den Baugrund zu übertragen, bezw. auf eine möglichft grofse Fläche zu verteilen, wurden für fämtliche 46 eiferne Freiffützen der Magazinsräume, ebenfo für die fteinernen Stützen der Frontmauern, für die Freiftiitzen der grofsen Flurhalle und der Rotunden cylindrifche Röhrenpfeiler von 2,50 bis 3,00 Durch-meffer verfenkt. Diefelben erhielten 2m Höhe, die Wandungen 4 mm Blechdicke und ringförmige gebogene Winkeleifen von 60 X 60 X 8 mm Röhren mit hydraulifchem Beton ausgefüllt. Die Mehrzahl der Brunnenpfeiler erhielt einen Durchmeffer von 2,50m ; den ftärker belafteten dagegen (folchen mit 265t und 350¹ lotrechtem Druck) wurde 3,oo m Durchmeffer gegeben.

499.

Senkung.

zur Verfteifung Querfchnilt. Nach dem Verfenken wurden die

Fig. 798.

Eiferne Senkröhren können ebenfo, wie die gemauerten Senkbrunnen und die hölzernen Senkkaften verfenkt werden; indes ift in den meiften Fällen, wie oben fchon angedeutet wurde, das pneu-matifche Senkverfahren oder die Prefsluftgründung in Anwendung gekommen. Auch bei dem eben vorgeführten Beifpiele ift dies ge-fchehen.

Von den Magaßns du Printemps zu Paris. Teil des Fundamentplanes ²⁸³). — f'soo w. Gr.

Bei verfenkten Fundamenten, die auf pneumatifchem Wege her-geftellt werden, wird für die Föfung der lockeren Bodenfchicht an der Fundamentfohle ein wafferfreier Arbeitsraum mittels geprefster Luft gefchaffen ; das Waffer wird mittels Prefsluft verdrängt. Die Arbeiter können, ähnlich wie in eine Taucherglocke, eintreten und die Erdgrabung vornehmen.

Mit Rückficht auf die vereinzelte Anwendung diefes Gründungsverfahrens foll hier nicht weiter auf dasfelbe eingegangen werden. Hierüber ift das Nähere in den auf S. 283 u. 284 angeführten Büchern über Grundbau und in den unten²⁸⁴) namhaft gemachten Sonderfchriften zu finden.

Die Senkröhren der Magaßns du Printemps wurden vor dem Verfenken oben durch kegelförmig geftaltete Deckel abgefchloffen und die Luftfchleufen alsdann aufgefetzt. Durch ein 70 mm weites Kautfchukrohr wurde die Prefsluft eingefiihrt und dadurch die Röhre wafferfrei gemacht. Nunmehr konnte durch Arbeiter die Löfung der lockeren Bodenfchicht vollzogen werden ; alsdann wurde die Röhre mit hydraulifchem Beton ausgefüllt und der Deckel abgenommen. Die Senkung einer Röhre dauerte 10, die Ausbetonierung derfelben famt den Vollendungsarbeiten 24 Stunden; ein in folcher Weife hergeftellter Fundamentpfeiler von 2,50m Durchmeffer und 2,50 m Flöhe kottete 720 Mark (= ca. 900 Franken).

Die Erfahrungen, welche beim Bau der grofsen Oper in Paris gemacht worden waren (fiehe auch Art. 424, S. 344), die Schwierigkeiten, welche fich dort infolge des Harken Grundwäfferandranges ergeben hatten, waren hauptfächlich Veranlaffung, dafs Baudet, von dem der Entwurf der Eifenkonftruktionen des in Rede flehenden Gebäudes herrührt, die Anwendung der Prefsluftgründung in das Auge fafste; die betreffenden Arbeiten wurden unter der Leitung Zfchokke’s ausgeführt²⁸⁵).

283) Nach : La femaine des conft., Jahrg. 6, S. 233.

28i) Gärtner,'E. Entwickelung der pneumatifchen Fundirungsmethode etc. Wien 1879. (Sonderabdruck aus: Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch.-Ver. 1879, S. 41.)

Pernolet, A. L’air comprimé et /es applications etc. Paris 1879.

Anspach, L. Notice fur les fondations par l'air comprimé etc. Brüflel 1880.

Brennecke, L, Ueber die Methode der pneumatifchen Fundirungen. Petersburg 1881.

²⁸⁵) Eingehendere Mitteilungen über diefe Gründung find zu finden in :

Grands Magaßns du Printemps a Paris. Encyclopédie d'arch. 1885, S. 1.

Dupré, E. Les fondations à l’air comprimé. La femaine des conft., Jahrg. 6, S. 232.

Ferrand, S. Les fondations à l’air comprimé aux nouveatix Magaßns du Printemps. Gaz. des arch. 1881, S. 207.

Litteratur

»über Senkröhrengründungen«.

Weise, H. Locomotiv-Haus der Berlin-Potsdamer-Magdeburger Eifenbahn zu Berlin. Zeitfchr. f. Bauw. 1865, S. 438.

Erbkam, G. Die Königliche National-Galerie. Zeitfchr. f. Bauw. 1869, S. 263.

Crampe, R. Praktifche Erfahrung bei Gründung auf Senkkaften. Baugwks.-Zeitg. 1870, S. 130. Schmidt, O. Gründung auf Senkkaften. Baugwks.-Zeitg. 1870, S. 113.

Ferrand, S. Les fondations a l’air comprimé. Revue induft. 1881, S. 362.

Ferrand, S. Les fondations a l'air comprimé azix tiotiveaux Magafins du Printemps. Gaz, des arch. 1881, S. 207. Fondations des nouveaux magafins du Printemps au -moyen de l’air comprimé. Le génie civil, Bd. 2, S. 485. Dupré, E. Les fondations a l'air comprimé. La femaine des confi., Jahrg. 6, S. 232.

4. Kapitel.

Caiffongründung.

Für tiefgehende Fundamente von Ingenieurbauwerken, insbefondere von Brückenpfeilern, wird vielfach die fog. Senkkaften- oder Caiffongründung in Anwendung gebracht. Hierbei wird zunächft ein prismatifcher eiferner Kaften oder Caiffon her-geftellt, feitlich und oben gefchloffen, unten offen, welcher in feiner Grundrifsgeftalt der Grundrifsform des zu gründenden Pfeilers entfpricht. Auf der Decke diefes Kaftens wird das Mauerwerk aufgeführt und dabei der Kaften mit dem Mauerwerk allmählich durch die lockeren Bodenfchichten bis auf den tragfähigen Baugrund ver-fenkt. Dies gefchieht in der Weife, dafs Arbeiter in den Senkkaften eintreten und den Boden allmählich abgraben. Damit die Arbeiter in den Kaften eintreten können und damit überhaupt ein Verkehr nach und von diefem Arbeitsraum ftattfinden kann, führen aus der Decke desfelben ein oder zwei Schächte nach aufsen. Der Kaften wird durch Einführen von Prefsluft wafferfrei erhalten. Hat der Kaften die nötige Tiefe erreicht, fo wird er ausgemauert, bezw. ausbetoniert; Gleiches gefchieht mit den Schächten.

Im Hochbauwefen fand diefes Gründungsverfahren wohl die erfte Anwendung bei der Gründung der vier Eckpfeiler, auf denen der 300m hohe Eiffel-Turm auf dem Champ de Mars bei Paris 1887—89 errichtet wurde.

Die Bodenunterfuchungen hatten ergeben, dafs die unterfte Schicht aus einer mächtigen, trockenen und fehr fetten Thonfchicht von ca. 16 m Stärke befteht, welche auf einer Kreidefchicht ruht und eine Tragfähigkeit von 3 bis 4 k£ für 1 qcm befitzt. Ueber der Thonfchicht lagert eine Sandbank und eine zu Gründungen gut geeignete fefte Kiesfchicht von 6 bis 7 m Mächtigkeit; über letzterer beginnt das alte Flufsbett der Seine, welches von einer Menge feinen, fchlammhaltigen Sandes und von Anfchwemmungen aller Art, die für Gründungen ungeeignet find, bedeckt ift. Man befchlofs, den Turm auf vier, je 100 m voneinander entfernten Eckpfeilern zu errichten und letztere fo tief zu gründen, dafs fie noch durch eine genügend ftarke Kiesfchicht vom Thon getrennt find. Infolgedeflen befindet fich z. B. für die beiden Eckpfeiler 1 und 4 (Fig. 799) die gedachte Sand- und Kiesfchicht erft in der Höhe -j- 22, d. h. 5 m unter Waffer. Dementfprechend benutzte man

Länge und 6 m Breite, welche, in der Zahl von 4 für jeden Eckpfeiler, bis zur tief unter Waffer zu ftehen kamen. Die Höchftpreffung auf die Gründungsfohle mit Einfchlufs des Luftdruckes wurde auf 4 kg für 1 qcm berechnet.

Jeder der vier Eckpfeiler ruht auf 4 getrennt voneinander angeordneten, pyramidal geftalteten Fundamentpfeilern (Fig. 799), welche beftimmt find, die in den hohlen, eifernen Hauptgurtungsträgern der Turmecken thätigen Druckfpannungen aufzunehmen, zu deren Angriffsrichtung ihr oberfter leil fenkrecht gerichtet ift (Fig. 800 u. 801) und die gufseifernen Schuhe enthält, in welchen die Hauptträger des eifernen

286) Fakf.-Repr. nach : Deutfche Bauz. 1889, S. 391.

500.

Eiferne

Senkkaften.

Fig. 799.

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501.

Gründung

des

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für jeden diefer Pfeiler Senkkaften aus Eifenblech von 15m

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Fig. 800.

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Blick auf die Fundamente eines Eckpfeilers 28fi).

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Fundamente eines Eckpfeilers. — ■‘/soo w. Gr.

Gründung der vier Eckpfeiler des Eiffel-Turmes zu Paris.

Turmfyftems — die fchrägen Strebepfeiler — ihr Lager finden. Die Abmeffungen der 4 Mauerpfeiler mit ihrer auf der Vorderfeite lotrechten, auf der Rückfeite geneigten Anfichtsfläche find fo gewählt, dafs die 4 Mittelkräfte der gröfsten Auflagerdrücke in einem dem Mittelpunkte der Gründungsanlage fehr nahegelegenen Punkte zu einer fchräg abwärts gerichteten Mittelkraft fich vereinigen. Eiffel berechnete letztere an der Uebergangsflelle in die Mauerwerkspfeiler in der Höhe -j- 36 auf 556 ¹ ohne und 875 t unter Berücksichtigung des Winddruckes. Auf der Fundamentfohle der Eckpfeiler 1 und 4 beträgt die Preffung 3320 t unter Einrechnung der Windwirkung, fo dafs 1 qcm diefer Sohle mit 3>7 kg bela flet wird. Der unterfte Teil

Fig. 802.

Schnitt nach A B.

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Vom Manhattan-Lebensverficherungsgebäude zu New-York ²⁸⁷).

Durchmeffer eingemauert, mittels

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des Fundamentkörpers befteht aus dem mit Zementbeton ausgefüllten Kaften und einem auf diefen aufgefetzten Zementbetonklotz von 10 m Länge und 6 m Breite; darauf kam Bruchfteinmauerwerk, in Zementmörtel ausgeführt, zu ftehen. In der Mitte der fchrägen Widerlagsflächen im oberften Teile der Fundamentpfeiler wurden je 2 Verankerungsbolzen von je 7,som Länge und 10 deren die Beleidigung der fchon erwähnten gufseilernen Lagerfchuhe gefchah²⁸⁸).

²⁸‘) Fakf.-Repr. nach: Zeitfchr. f. Bauw. 1895, Bl. 28.

²⁸⁸) Nach: Deutfche Bauz. 1889, S. 391, wofelbft weitere Einzelheiten über diefe Gründung zu finden find. — Ebenfo in Les travaux de la tour de 300 mètres. La ccnftruction moderne, Jahrg. 2, S. 339.

Les fondations de la tour de 300 mitres au Champ de Mars. La femaine des conft., Jahrg. 11, S. 519.

502.

Die Senkkaften für die eben befchriebenen Fundamentpfeiler find 5i70m boch und haben ein Gewicht von ca. 3000 hg ; an den lotrechten Blechwänden ift eine Holzkonftruktion brunnenkranzartig befeftigt, welche erfteren die erforderliche Steifigkeit verleiht. Ueber der Decke jedes Caiffons erhoben fich 2 gufseiferne cylindrifche Schächte, die mittels Leitern befteigbar waren; auf jeden Schacht wurde die Luftfchleufe aufgefetzt. Die ausgegrabenen Erdmaffen wurden in diefen Schächten mittels eiferner Eimer und Aufzugsketten nach oben gefchafft. Der Arbeitsraum war elektrifch beleuchtet. Bei der Senkung wurde eine mittlere Leiftung von 50 cm Tiefe der Ausfchachtung bei 90 Bodenfläche innerhalb 24 Stunden erreicht.

Das zweite hier vorzuführende Beifpiel betrifft eines der vielgefchoffigen Gebäude der nordamerikanifchen Grofsftädte, nämlich die Gründung des Manhattan-

Gründung des

Manhattan- Lebensverficherungsgebäudes zu New-York.

Lebens-

Verficherungs-

Gebäudes

zu

New-York.

Dasfelbe liegt am unteren Broadway und bedeckt eine Grundfläche von etwa 20,50 X 38,00 m ; am Broadway felbft befitzt es 17 und in der Nebenftrafse 18 Gefchoffe. Die Höhe des Kuppelturmes bis zur Flaggenftange beträgt 106m- Die Aufsenwände find in Mauerwerk, das Innere als Eifengerippe mit eifernen Säulen, ebenfolchen Balkenlagen und eifernem Dach hergeftellt ; auch die Aufsenwände werden vom Eifengerippe getragen.

Bemerkenswert ift die Gründung der 34 gufseifernen Säulen, auf denen die rund 50 000Ł betragende Laft des Gebäudes ruht. Der tragfähige Felsboden liegt etwa 16 bis 17 m unter der Strafsen-oberfläche des Broadway ; über dem Felfen lagern Schlamm und Triebfand; das Grund waffer fteht etwa 6,70 m unter Strafsenoberfläche. Die beiden Nachbargebäude find nicht ficher bis auf den Felfen gegründet, fo dafs äufserfte Vorficht geboten war, um an denfelben Befchädigungen zu vermeiden. Aus diefem Grunde wurde die Pressluftgriindung gewählt.

Im Grundrifs von Fig. 802 ift die Anordnung der Säulen und der Caiffons dargeftellt. Zum Abfangen der Nachbarwand und um die konzentrifche Beladung der Caiffons zu erzielen, find Auslegerträger angewendet worden (Fig. 802, Schnitt), und je vier nebeneinander gelegene Blechträger bilden ein Ganzes. Nur eine Säule ruht auf einem von 25 Pfählen getragenen Betonblock; alle übrigen Pfeiler find mittels Prefsluft gegründet. Die Caiffons haben, wie Fig. 802, Grundrifs zeigt, verfchiedene Grundrifs-

formen; einige haben die kreisrunde Grundrifsgeftalt ; die meiften find im Grundrifs rechteckig und nehmen eine, zwei oder vier Säulen auf.

weiten Röhren hochgefördert, die bis auf den jeweilig erreichten

cm

Zunächft wurde auf dem ganzen Bauplatz der Boden bis zur Grundwafferlinie ausgehoben; alsdann wurden die aus weichem Stahl konftruierten Caiffons an Ort und Stelle gebracht und unter Anwendung von Prefsluft in der im allgemeinen fchon befchriebenen Weife bis auf den Felfen hinabgefenkt. Der gelöfte, halbflüffige Sand wurde in 10 Boden hinabreichten und mit Hähnen verfchliefsbar waren ; man fchaufelte den gelöften Sand und Schlamm bis an die untere Mündung diefer Röhren, und fobald einer der Hähne geöffnet wurde, förderte der Ueberdruck der Prefsluft das halbflüffige Material in die Höhe. Durchfchnittlich fenkte man täglich l,2o m. Die Caiffons wurden fchliefslich mit Beton ausgefüllt²⁸⁹).

Litteratur

über »Caiffongründung«.

DuprÉ, E. Les fondations a l’air comprimé. I.a femaine des conß., Jahrg. 6, S. 232.

Les fondations de la tour de joo mètres au Champ de Mars. La femaine des confia Jahrg. il, S. 519. L^es travaux de la tour de joo mètres. La confiruction moderne, Jahrg. 2, S. 339.

Neischl, A. Der Eiffelthurm. Gründung und Errichtung. Deutfche Bauz. 1889, S. 391.

Les fondations de la tour de 300 mitres au Champs de Mars. La femaine des confi., Jahrg. 11, S. 519. Les travaux de la tour de joo métrés. La confiruction moderne, Jahrg. 2, S. 339.

Neischl, A. Der Eiffelthurm. Gründung und Errichtung. Deutfche Bauz. 1889, S. 391.

Landsberg, Th. Das Manhattan-Lebens-Verficherungs-Gebäude in New-York. Centralbl. d. Bauverw. 1894, S. 165.

Landsberg, Th. Die Fundamentirung eines zwanzigftöckigen Gebäudes in New-York. Deutfehes Baugwksbl. 1894, S. 507.

289) Nach: Etigng. record 1894, Jan. 24. — Engng. news 1893, Dez. 7. — Zeitfchr. f. Bauw. 1895, S. 224. — Centralbl. d. Bauverw. 1894, S. 165. — Zeitfchr. d. oft. Ing.- u. Arch -Ver. 1893, S. 424.

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Fakf.-Repr. nach: Encyclopédie d'arch. 1885, PI. 997.

Handbuch der Architektur. III. 1. (3. Aufl.)