AW: Dimensionierung Stahlträger Dach

Ohne jetzt die Aufgabenstellung für diesen Durchgang/Passage genau zu kennen würde ich mich mal mit Seilen/Membranen/Segeln/Textil/ETFE auseinandersetzten. weil du auch bei größeren Spannweiten ganz leichte und filligrane Konstruktionen hinkriegst. Ein Satteldach aus Glas mit einer ordentlichen Portion Stahlträgern scheint mir dafür nicht sonderlich gut geeignet (Hoher Materialaufwand, Ästhetik,...). Wobei ich jetzt davon ausgehe, das Wärmedämmung,etc. keine wesentliche Rolle in der Aufgabenstellung spielt, d.h. kein richtiger "Innenraum" generiert werden soll.

Aber vielleicht beschreibst du die Aufgabe etwas genauer dann kann man sicher mehr dazu sagen!

Die Aufgabe ist folgende: Konstruieren Sie eine Dachkonstruktion für folgenden Durchgang/folgende Passage:

Durchgangsbreite: 10m
Länge: 20m
Höhe des Satteldachs (Dachform ist ebenfalls vorgegeben): 1,75m
Die Eindeckelemente sollen im Abstand von etwa 2m gestützt werden
Für die Berechnung wird eine Flächenlast von 2 KN/m² angenommen, bei 10x20m also 400 KN.

Anschaulich erklärt: Wir haben rechts und links zwei Würfel, zwischen denen ein Dach entstehen soll . Die Würfel sind 10m voneinander entfernt und haben die Länge 20m.

Die Anzahl der Träger von Gebäude/Würfel zu Gebäude/Würfel kann frei gewählt werden. Die Anzahl der darauf aufliegenden Träger (in Richtung der Passage) beträgt 5.

Die Vorgaben, es solle sich um ein Satteldach handeln und die Eindeckelemente sollen nach je 2m gestützt werden, bewegen mich dazu, eher ein Glasdach mit entsprechendem Tragwerk zu konstruieren, obwohl ich auch über die anderen Kontruktionen nachgedacht habe und diese eigentlich passender finde. Durch z.B. Membranen würde sich doch automatisch eine andere Form (mit Rundungen) ergeben, oder?

Für die Aufgabe kannst du nichts- besonders gelungen finde ich sie nicht!

Wie du schon sagst, hätte man mit Membranen,etc. oder auch Schalen viel interessantere Lösungen bekommen können.
Ein paar Fragen muss ich dir noch stellen: Wie siehts mit den Auflagern auf den Würfeln aus? Sind diese eingespannt (was ich mal nicht annehme, weils normalerweise nicht gemacht wird) - wenn nicht darfst du auf die Aussteifung nicht vergessen (Diagonale)! Können die Auflager die Schubkräfte aufnehmen? Falls nicht müsstest du Zugseile anbringen, die diese Schubkräfte aufnehmen.

Eine weitere Unterkonstruktion würde ich mal nicht vorsehen, ich würde aber mit den Nebenträgern etwas weiter zusammenrücken, da 2m Spannweite für Glas schon ziemlich heftig ist (so 1,2-1,5m würd ich mal sagen). Die Scheiben kannst du dann mit Punkthaltern befestigen.
Zu den Trägern: Ohne jetzt was berechnet zu haben, würde ich mal mit I-Trägern oder Rohren so im Bereich 30-40cm Trägerhöhe rechnen. Es gibt aber auch Tabellen zur Vorbemessung um genauere Werte zu kriegen.

Hey, danke. Das sind schon sehr gute Anregungen, die mich wirklich weiterbringen, da sie meine bisherige Vorgehensweise bekräftigen.

Dass die Aufgabe nicht so toll ist, hat den Hintergrund, dass die Werte mehr oder weniger zufällig ermittelt und die Dachform vorgegeben wurde. Aber na ja, damit muss man leben.

Auflager wurden nicht vorgegeben. Zur Aussteifung will ich diagonale Zugseile verwenden. Da ich vier Hauptträger (senkrecht über die Passage) habe, dachte ich an acht diagonale Zugseile - also sozusagen vier "Kreuze". Bei einem Feld von 10x20m wären ein oder zwei Zugseile wahrscheinlich nicht so praktisch (da zu lang), oder? Bei den vier "Kreuzen" hätte man eine zu überbrückende Länge von etwa 11m pro Seil. Die diagonalen Zugseile würden beide Aufgaben erfüllen: Die Aufnahme von Schubkräften und die Aussteifung, richtig? Leider haben wir in den Vorlesungen nicht so oft mit Zugseilen gearbeitet.

Die 2m sind viel, ja, wahrscheinlich verringere ich den Wert auch noch etwas. Dazu habe ich noch eine (vielleicht etwas dumme) Frage: Die 2m beziehen sich auf die Breite - heißt: das Glas liegt rechts und links auf. Wie sieht es aber mit der Länge aus? Kann man dort dann vergleichsweise große Abstände überbrücken oder sollte man das Glas auch hier noch einmal stützen? Es ist ja wohl nicht möglich, ein Glaselement der Größe 2x20m oder 2x10m zu verwenden. Ich dachte daher an Verbindungen mit Punkthaltern zwischen den Nebenträgern, im Abstand von etwa 5m. So hätte man die Größe eines Glaselements auf 2x5m (oder eher 1,5x5m) verringert.

Die Dimensionierung soll nur annäherungsweise erfolgen, da sie erst im 2. Semester ausführlich behandelt wird. Mir reicht daher dein Leitwert, an dem ich mich orientieren kann, um nicht ganz im Dunkeln zu stehen. Tabellen werde ich mir aber auch noch ansehen - das sollte dann als Absicherung reichen .

Gern geschehen!
Du musst dann nicht jedes Feld auskreuzen - wenn du ein Feld (zwischen zwei Hauptträgern) je Seite in der Mitte auskreuzt, dann ist der Rest sowieso stabil.
Die Schubkräfte bei einem Satteldach müssten, so sie die Wände nicht aufnehmen können, von einem anderen Zugseil aufgenommen werden, dass einfach die beiden Auflager zusammenhält (Sozusagen das Dreieck bilden, wenn du das ganze im Schnitt betrachtest).

Die 2m würde ich wie gesagt schon verringern, von der Länge her ists dann egal, weil bei Platten(in dem Fall die Glasscheibe), die Lastabtragung sowieso zum allergrößten Teil über die kürzere Seite erfolgt. Du kannst sie daher theoretisch so lang machen wie du willst. Scheiben gibt es aber meines Wissens nur bis etwa zu einem Format von 4x6m.

Genau so habe ich es jetzt gemacht. Die Wände sehen nicht sehr stabil aus, also gehe ich auf Nummer sicher . Das mit dem Glas hat sich automatisch erledigt... ich wollte mir dadurch sowieso nur ein paar Rechnungen ersparen, weil wir auch lernen sollen, Dinge zu vereinfachen... nun gut.

Nochmals vielen Dank!