Ein Dreigelenkrahmen ist eine statisch bestimmte Tragkonstruktion, die aus zwei Rahmenstützen, einem Dachträger beziehungsweise Riegel und insgesamt drei gelenkigen Verbindungspunkten besteht. Zwei Gelenke befinden sich in der Regel im Bereich der Fundamente, während sich das dritte Gelenk im Firstbereich befindet. Dreigelenkrahmen werden insbesondere bei Stahlhallen, Gewerbehallen, Industriehallen, Lagerhallen und Produktionshallen eingesetzt und ermöglichen eine wirtschaftliche Konstruktion bei vergleichsweise großen Spannweiten.
Dreigelenkrahmen als Tragkonstruktion für Stahlhallen
Der Dreigelenkrahmen gehört zu den klassischen Tragwerksystemen im Stahlhallenbau. Durch die gelenkige Ausbildung der Verbindungen können sich die einzelnen Rahmenteile unter Belastung kontrolliert verformen. Die Konstruktion nimmt dabei insbesondere Eigengewicht, Schnee- und Windlasten auf.
Ein wesentlicher Vorteil des Dreigelenkrahmens ist seine statisch bestimmte Ausbildung. Die Auflagerkräfte lassen sich dadurch vergleichsweise einfach berechnen. Die beiden Fußgelenke übertragen die Kräfte aus dem Hallendach und den Rahmenstützen in die Fundamente.
Das Firstgelenk ermöglicht eine gewisse Beweglichkeit der beiden Rahmenhälften. Dadurch können sich unterschiedliche Belastungen auf die Tragkonstruktion auswirken. Die Dimensionierung erfolgt auf Grundlage der statischen Berechnung und der jeweiligen Anforderungen des Bauprojekts.
Dreigelenkrahmen eignen sich besonders für Hallen mit größeren Spannweiten. Dadurch können freitragende Hallenflächen ohne störende Innenstützen realisiert werden. Dies ist beispielsweise für Produktionsbereiche, Lagerflächen oder Logistikbereiche von Vorteil.
Bei der Planung einer Stahlhalle mit Dreigelenkrahmen müssen unter anderem Hallenbreite, Traufhöhe, Dachform und Rasterabstände berücksichtigt werden. Auch die örtlichen Wind- und Schneelasten fließen in die Tragwerksplanung ein.
Die Rahmen können aus gewalzten Stahlprofilen oder geschweißten Stahlquerschnitten hergestellt werden. Abhängig von Spannweite, Belastung und Nutzung kann die Konstruktion unterschiedlich dimensioniert werden. Zusätzlich sind Pfetten und Wandriegel erforderlich, um Dach- und Fassadenelemente aufzunehmen.
Auch die Fundamente müssen auf die Kräfte aus dem Dreigelenkrahmen abgestimmt werden. Die Lage und Ausbildung der Fußgelenke beeinflussen dabei die Konstruktion der Bodenplatte und Fundamente.
Ein weiterer Vorteil liegt in der vergleichsweise klaren und übersichtlichen Konstruktion. Dies kann die Fertigung und Montage der Stahlbauteile erleichtern. Für Bauherren kann ein optimiertes Tragwerkskonzept damit zu einer wirtschaftlichen Lösung beitragen.
Dreigelenkrahmen werden daher häufig eingesetzt, wenn eine stabile, wirtschaftliche und weitgehend stützenfreie Stahlhallenkonstruktion benötigt wird. Die konkrete Eignung muss jedoch immer anhand der statischen Anforderungen und der geplanten Nutzung geprüft werden.
Dreigelenkrahen vs. Zweigelenkrahmen
Für eine normale Lagerhalle, Gewerbehalle oder Produktionshalle kann ein Dreigelenkrahmen eine interessante wirtschaftliche Lösung sein. Besonders bei größeren Spannweiten und wenn keine besonders hohen Anforderungen an die Verformungsbegrenzung bestehen, kann dieses System sinnvoll sein.
Ein Zweigelenkrahmen ist dagegen interessant, wenn eine höhere Rahmensteifigkeit benötigt wird. Das kann beispielsweise bei Kranbahnen, hohen Nutzlasten oder empfindlichen Produktionsanlagen eine Rolle spielen.
Wichtig: Man kann nicht pauschal sagen, dass der Dreigelenkrahmen immer günstiger ist. Die optimale Lösung hängt von Spannweite, Hallenhöhe, Schneelast, Windlast, Kranlasten, Verformungsanforderungen, Fundamentierung und Stahlpreisen ab.
