Verbandssysteme spielen eine entscheidende Rolle für die Stabilität und Sicherheit moderner Gebäude. Ein Verbandssystem ist ein Bauelement, das seitliche Kräfte wie Wind, seismische Aktivitäten und andere Lasten widerstehen soll, die dazu führen können, dass das Gebäude schwankt oder einstürzt. Eine gut gestaltete Verbandskonstruktion kann die Fähigkeit eines Gebäudes verbessern, diesen Kräften standzuhalten, und Schäden an der Struktur und ihren Bewohnern minimieren.
In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, was genau ein Verbandssystem ist, welchen Zweck es für die Verbandskonstruktion und den Rahmenbau hat, was Verbandspläne sind und wo Sie eine zuverlässige Lösung für Verbandssysteme erhalten können.
Was ist ein Verbandssystem?
Wie bereits erwähnt, verwenden Gebäude, die anfällig für seitliche Belastungen wie Wind und seismischen Druck sind, oft eine Verbandskonstruktionslösung, da es sich um ein äußerst robustes Tragwerk handelt. Verbundrahmen verwenden oft aus Strukturstahl gefertigte Elemente aufgrund der hohen Festigkeit des Materials sowohl in Zug- als auch in Druckbelastungen. Vertikale Lasten werden von den Trägern und Stützen des Rahmens getragen, während die Verbandsstruktur seitliche Lasten unterstützt.
Die Platzierung von Verbandskonstruktionen kann jedoch eine Herausforderung sein, da sie das Gesamterscheinungsbild der Fassade stören und die Reihenfolge der Installation von Fenstern und Türen beeinträchtigen könnten. Daher ist Verband ein integraler Bestandteil des Designs vieler zeitgenössischer und postmoderner Gebäude geworden.
Was die Arten von Tragwerkverstärkungen betrifft, so sind diese unten aufgeführt:
Einzelne Diagonalen:
- Verwendet ein einzelnes diagonales Bauteil, um den Rahmen zu stabilisieren.
- Muss widerstandsfähig gegen Zug- und Druckbelastungen sein.
Kreuzverband:
- Verwendet zwei diagonale Bauteile, die sich kreuzen.
- Widerstandsfähig gegen Zugbelastungen.
- Kann zu Interferenzen mit Fensteröffnungen führen und zu mehr Biegung in Trägern führen.
K-Verband:
- Verbindet sich mit Stützen in der Mitte der Höhe.
- Ermöglicht mehr Flexibilität in der Fassade und führt zu weniger Biegung in Trägern.
- In erdbebengefährdeten Regionen aufgrund der potenziellen Stützenversagen nicht empfohlen.
V-Verband:
- Zwei diagonale Bauteile bilden eine V-Form.
- Kann die Beulsicherheit der Druckstrebe erheblich reduzieren.
- Wird in seismischen Regionen mit zentrischen Verbandsstrukturen verwendet.
Exzentrische Einzeldiagonalen:
- Können verwendet werden, um einen Rahmen zu verstärken.
Was ist der Zweck von Verbandskonstruktionen?
Verbandskonstruktionen erfüllen mehrere Funktionen: Kontrolle von Beulen, Lastverteilung und dimensionale Kontrolle.
Kontrolle von Beulen in den Hauptträgern
Einer der Hauptgründe für den Einsatz von Verstärkungen in einer Stahl-Beton-Verbundbrücke besteht darin, Beulen in den Hauptträgern während des Baus zu verhindern. Feuchter Beton kann erheblichen Druck auf die Stahlträger ausüben, was dazu führt, dass die Druckflansche zur kleineren Achse hin beulen. Verstärkungen können seitliche/drehsteife Abstützung für die Druckflansche bieten, um seitliches Torsionsbeulen zu verhindern. Eine geringe Menge an Stahlverstärkungen kann den Biegewiderstand der Hauptträger deutlich erhöhen.
Lastverteilung
Verstärkungen können auch verwendet werden, um vertikale Biegeeffekte zwischen den Hauptträgern zu verteilen und seitliche Effekte (Wind- und Kollisionsbelastungen) auf alle Träger zu verteilen. Diese Verteilung ist insbesondere an den Trägerstützenlinien wichtig, an denen seitliche Belastungen oft an einem festen oder geführten Lager abgestützt werden. Verbandskonstruktionen können dazu beitragen, die Lasten zwischen den Trägern zu teilen und zu verhindern, dass ein einziger Träger die gesamte Last trägt, insbesondere bei Stahlverbundbrücken während des Baus.
Verbandssysteme können die radiale Komponente der Kraft bereitstellen, die aus der Änderung der Richtung des gebogenen Flansches in Brücken mit planmäßig gekrümmtem Flansch resultiert. Die zusätzlichen vertikalen Biegeeffekte in den verbundenen Trägern widerstehen einem wirksamen Kräftepaar an Zug- und Druckflanschen.
Dimensionale Kontrolle
Verstärkungen können dimensionsbedingte Abweichungen aufgrund ungleicher Belastung oder Abweichungen von der exakten Geometrie kontrollieren. Ohne Einschränkungen variieren die horizontalen Abstände zwischen benachbarten Trägerflanschen, was während des Baus Probleme verursachen kann, insbesondere wenn eine permanente Schalung verwendet wird. Kontrollverstärkungen können eingeführt werden, um die Abweichung zu begrenzen und die Träger miteinander zu verbinden, oft nur mit einem oder zwei Einzelwinkeln. Es muss darauf geachtet werden, dass die Verstärkung nicht überlastet und anfällig für Ermüdung ist.
Obwohl die Verbandsstruktur vorteilhaft ist, kann sie die Lastverteilung in einer Struktur beeinflussen und bedeutende Kräfte anziehen, insbesondere wenn ein Brückendeck nicht gleichmäßig über die Breite belastet wird. Daher ist es entscheidend, Verbandssysteme angemessen zu entwerfen und sie nahe an eine Seite der Hauptträger-Stoßpositionen zu platzieren, um eine dimensionale Kontrolle zu gewährleisten, jedoch nicht zu nahe, um mit Stoßplatten in Konflikt zu geraten.
Was sind Verbandspläne?
Verbandsbaupläne helfen Ingenieuren, zu bestimmen, wie die Teile des Systems am besten verteilt werden können, um Kräfte wie Wind und seismische Aktivität auszugleichen. Um die einwandfreie Qualität der Verbandspläne zu gewährleisten, ist es wichtig, mit sachkundigen, erfahrenen und präzisen Partnern im Bereich der architektonischen Entwurfszeichnung zusammenzuarbeiten, die hochwertige und gründliche architektonische CAD-Dienste anbieten.
Bei der Erstellung von Verbandsplänen sind mehrere vorsorgliche Überlegungen zu berücksichtigen, um eine starke seismische Leistung zu unterstützen:
- Sie müssen in zwei Richtungen erfolgen, die orthogonal zueinander stehen. In Strukturen mit einem Holzrahmen müssen sie parallel zu den Außenwänden ausgerichtet sein.
- Wenn möglich, sollten die Linien gleichmäßig angeordnet sein.
- Während des Baus von holzgerahmten Böden und Decken können laterale Lasten zwischen den Verbandskonstruktionslinien übertragen werden.
- Die Verbandslinien sollten die auf den Linien befindlichen Verbandselemente aufnehmen können.
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