Portalrahmen Pultdach

[Fritz Schupferling]

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Funktionen und Eigenschaften

Im Industrie und Gewerbebau werden Stahltragwerke häufig mit Portalrahmen realisiert, einer wirtschaftlichen Konstruktion  aus  zwei  Stützenprofilen  und  einem  Trägerprofil. An den Eckpunkten sind Träger und Stützen biegesteif verbunden, die Befestigung der Stützen am Fundament (Fußpunkt) sind gelenkig ausgebildet. Als Profile werden häufig die marktgängigen genormten Stahlwalzprofile eingesetzt: Für den Träger sind dies meist IPE Stahlwalzprofile Die Stützen werden häufig mit HE-A oder den schwereren HE-B Profilen geplant; wobei abhängig von der Rahmengeometrie und den anfallenden Lasten auch IPE Profile für die Stützen zum Einsatz kommen. Neben Stahlwalzprofilen kommen seltener auch geschweißte I-förmige Profile zum Einsatz, welche prinzipiell in beliebigen individuellen Abmessungen hergestellt werden können.

Vorteile des Objekts „Portalrahmen Pultdach“ gegenüber anderen Möglichkeiten in Archicad

In Archicad können Stahlbauteilewie der Portalrahmen schon seit längerem mit unterschiedlichen

Methoden erstellt werden:

• Objekt „einseitiges Rahmenwerk“ aus der Standardbibliothek
• Zusammenbau aus Profilen aus der Standardbibliothek
• Erstellen mit Trussmaker

Diese Methoden haben alle den Nachteil, dass Anschlußdetails zunächst fehlen und manuell mit

Deckenstücken u.ä. hinzumodelliert werden müssen. Relevante Punkte wie Kopfplatte, Fußpunkt, die

Anschlüsse Träger mit Diagonaler Verstärkung in der Ecke sind daher nicht nur mit hohem

Aufwand beim Erstellen, sondern auch beim Ändern des Tragwerks verbunden. Außerdem fehlt eine

praktikabel verwendbare geschossabhängige Darstellung.

Das Objekt „Portalrahmen Pultdach“ ist für die Planung des Architekten konzipiert und beinhaltet

daher eine für Architektenpläne angemessene leicht vereinfachte Darstellung. Für den

Stahlbaukonstrukteur relevante Aspekte und Darstellungsweisen, wie etwa Schweissnähte oder

Lochbilder sind im Objekt nicht enthalten.

Das Bibliothekselement beinhaltet Träger, Stützen, sowie die genannten Anschlußdetails als

zuschaltbare Optionen in einem Objekt. Die Hauptabmessungen können direkt in Grundriss und 3D

eingestellt werden. Profilwahl und Details erfolgen im User Interface.

Das Objekt hat eine variabel einstellbare geschossabhängige 2D Darstellung für bis zu 4 Geschosse.

Das User Interface

Die Parameter des Objekts können im User Interface eingestellt oder verändert werden. Die

Ansteuerung der einzelnen Seiten des User Interface erfolgt – wie gewohnt bei ArchiCARD Objekten –

im oberen Bereich der Objekteinstellungen

Portalrahmen Abmessungen

In der ersten Seite des User Interface können die Hauptabmessungen der Rahmengeometrie

eingestellt werden. Diese Parameter können auch mittels grafischer Hotspots in Grundriss und 3D

direkt verändert werden.

Der Achsabstand bezieht sich auf die Stützenachse, die Höhe der Stützen auf die Oberkante der Stütze bzw. Kopfplatte. Die Dachneigung kann sowohl ein positiver, als auch ein negativer Winkel sein. Unten kann die Höhe der Stützen jeweils individuell angepasst werden. Dies ist nicht nur für unterschiedlich hoch ausgebildete Fundamente sinnvoll, sondern kann auch verwendet werden, wenn der Portalrahmen einseitig auf einem Sockelgeschoss oder Nebenraumtrakt aufsitzt.

Profilauswahl

In der zweiten Seite des Userinterfache werden die Profile für Stützen und Träger ausgewählt. Zur

Wahl stehen IPE, HE-A, HE-B sowie freie Einstellungen für Schweissprofile. In der Grafik rechts sind

die Profile im Vergleich dargestellt. Werden Walzprofile ausgewählt, so kann man die Größe des

Profils wählen, z.B. IPE 300. Die Detaildimensionen sind für die Walzprofile festgelegt und werden zur

Information angezeigt. Wählt man die freie Einstellung, so kann man die Detailmaße von Höhe,

Breite, Stegdicke und Flanschdicke selbst definieren. Die Maße werden im Objekt nicht geprüft, man

kann also beliebige Werte einstellen. Auch die Kombination von Stütze und Träger kann frei gewählt

werden.

Tipp: Bei der Kombination von Stützen und Träger wird in der Regel die Breite des Trägerprofils gleich oder schmaler gewählt, als das Stützenprofil. Z.B. Stützen HE-A 180 und Träger IPE 300, wie im Bild dargestellt.

Träger Anschluß 1 bzw. 2

In der dritten und vierten Seite des Userinterface werden die Anschlüsse des Trägers an Stütze 1

bzw. Stütze 2 definiert. Die Anschlußplatte dient zur Herstellung einer Schraubverbindung und wird in

der Regel immer benötigt. Die Diagonalaussteifung dient zur statischen Aussteifung der

Eckverbindung und ist häufig erforderlich, allerdings nicht immer an beiden Ecken.

Für die mit einem * gekennzeichneten Parameter ist eine Automatikfunktion eingebaut: Wird der Wert

0 eingetragen, so erfolgt eine automatische Anpassung an die Trägerbreite. Wird die Höhe der

Anschlußplatte auf 0 gesetzt, so wird diese so hoch, wie der schräg angeschnittene Träger (falls es

keine Diagonalaussteifung gibt). Wenn die Diagonalaussteifung eingeschaltet ist, so wird die

Anschlußplatte um deren Höhe vergrößert.

Tipp: Beim Entwurf kann man die Automatikfunktion für die schnelle Anwendung des Objekts effektiv einsetzen. Nach Klärung mit dem Statiker können die danach definierten Werte einfach geändert werden.

Stütze 1 bzw. 2 Kopf- & Fußplatte

In der fünften und sechsten User Interface Seite kann man Kopfplatte und Fußplatte der beiden

Stützen einstellen. Auch hier steht nochmals die Automatikfunktion zur Verfügung: Wird der Wert 0

eingetragen, so erfolgt eine automatische Anpassung an das Stützenpofil (Länge / Tiefe):

Tipp: Beim Entwurf kann man die Automatikfunktion für die schnelle Anwendung des Objekts effektiv einsetzen. Nach Klärung mit dem Statiker können die danach definierten Werte einfach geändert werden.

geschoßabhängige 2D Darstellung

Auf der siebten Seite des Userinterface kann die Einstellung für die geschossabhängige 2D Darstellung vorgenommen werden. Es gibt Einstellungen für das Geschoss darunter, das Einfügegeschoss, das Geschoss darüber, sowie die Geschosse oberhalb. Die Sichtbarkeit der einzelnen Bauteile kann hier detailliert ein- oder ausgeschaltet werden. Dies ist zum Beispiel sinnvoll, wenn der Portalrahmen einseitig auf einem Nebenraumbereich aufsitzt, und daher die Stütze und Fußplatte im Einfügegeschoss nicht dargestellt werden soll. Eine „typische Einstellung für Hallentragwerk“ ist unten wählbar und beinhaltet eine in der Praxis bewährte Voreinstellung. Rechts kann zusätzlich gewählt werden, in welchen Geschossen die Achse eingeblendet wird.

2D / 3D Darstellung

Auf der achten Seite des Userinterface können Stifte, Schraffuren und Materialien eingestellt werden: Die Bauteildarstellung beinhaltet zuerst die Schraffureinstellungen der Aufsichtdarstellung für von oben gesehene Teile des Portalrahmens. Dies sind immer Kopfplatte, Fußplatte, sowie der Träger in Aufsichtdarstellung. Dann folgen die Schraffureinstellungen für geschnittene Bauteile, also die beiden Stützen. Danach folgen Linieneinstellungen für Bauteile in Untersicht, die für den oberhalb liegenden Träger vorgesehen sind. Für die Achsdarstellung kann neben der Linieneinstellung auch der Überstand gegenüber der Stützenmitte festgelegt werden. Dieser Überstand kann auch grafisch im Grundriss verändert werden, aber nur im Einfügegeschoss. Unten auf dieser letzten Seite des User Interface folgen Einstellmöglichkeiten für den 3D Stift, sowie für die Materialien von Stützen und Träger.