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Industriell gefertigtes und eine Raumeinheit bildendes Bauelement
Die Erfindung betrifft ein industriell gefertigtes, eine Raumeinheit bildendes Bauelement mit einem rechteckigen Bodenteil, der mit säulenartigen Stützelementen versehen ist, die einen bezüglich des Bodenteils kongruenten Deckenteil tragen.
Solche Bauelemente bestehen schon. Sie sind dem individuellen Gebrauch entsprechend mit unlösbar eingebauten Streben, Säulen und tragenden Wandelementen versehen und lassen sich zu Bauwerken zusammenfügen.
Ein Nachteil solcher Bauelemente besteht darin, dass jedes Element individuell im Hinblick auf seine vorgesehene Verwendung und Beanspruchung ausgestaltet und bezüglich der Stützkräfte zu dimensionieren ist, so dass diese Bauelemente nicht unabhängig von ihrer zukünftigen Verwendung in grossen Serien hergestellt werden können.
Ein weiterer Nachteil solcher Bauelemente besteht darin, dass die Installationsleitungen im fertig- gestellten Bauwerk in Führungen anzuordnen sind, die in aufwendiger Weise den individuellen Bedürfnis- sen entsprechend ausgebildet sind.
Der Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung eines industriell gefertigten, eine Raumeinheit bil- dendes Bauelement, das unabhängig von seiner zukünftigen Verwendung im voraus herstellbar ist und die aufgezeigten Nachteile nicht aufweist.
Demgemäss ist ein Bauelement zu schaffen, bei dem die Stützkräfte nachträglich frei wählbar sind, wobei gegebenenfalls freitragende Deckenbereiche gebildet werden können, und das Aussparungen zur Aufnahme von Installationsleitungen aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Bodenteil wenigstens teilweise als Gitterträger ausgebildet ist, in dem horizontale Durchführungen zur Aufnahme von Installationsleitungen vorgesehen sind, dass die Stützelemente in von den Eckbereichen des Boden- und Deckenteils gebildeten Stützstellen demontierbar und wahlweise auswechselbar angeordnet sind, und dass der Deckenteil wenigstens teilweise als Platte oder als Gitterträger ausgebildet ist, wobei im als Platte ausgebildeten Deckenteil horizontal verlaufende, röhrenartige Durchführungen zur Aufnahme von Vorspannelementen vorgesehen sein können.
Dieses Bauelement lässt sich zur Herstellung von Bauwerken nach einem Konstruktions- und einem als Bandraster ausgebildeten Ausbauraster verwenden, indem eine Anzahl dieser Bauelemente nebeneinander gereiht und/oder übereinandergeschichtet und lösbar und auswechselbar miteinander verbunden werden, wobei die Knotenpunkte des Konstruktionsrasters mit Knotenpunkten des Ausbaurasters zusammenfallen, so dass die leichten Stahlprofilstangen innerhalb von Bandrasterknotenpunkten angeordnet sind.
Zur Herstellung von grösseren Flächentragwerken werden bevorzugterweise Vorspannseile in die horizontalen Durchführungen der Deckenplatten aneinandergereihter Bauelemente eingezogen, wobei wenigstens in einem Teil der Eckbereiche dieser Bauelemente sämtliche Stützen demontiert werden.
Bei kleineren Flächentragwerken dagegen ist es ausreichend, die Gitterträger der Boden- und Deckenplatten nachträglich in horizontaler und vertikaler Richtung schubfest untereinander zu verschrauben,
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wobei wieder wenigstens in einem Teil der Eckbereiche dieser Elemente sämtliche Stützen demontiert sind.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische, isometrische Ansicht eines Bauelementes, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Deckenteil, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-IL in Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Bodenteil, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Bodenteils, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIH in Fig. 7, Fig. 9 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Bodenteils, Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 9, Fig. 11 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Bodenteils.
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Bodenteils, Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12, Fig. 14 einen Horizontalschnitt durch aneinandergereihte und aufeinandergeschichtete Bauelemente längs der Linie XIV-XIV in Fig. 15, Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie XV-XV in Fig. 14, Fig. 16 einen Detailgrundriss einer mit Zusatzstützen ver-
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gemäss den Fig. 4 bis 8, zwei senkrecht zueinanderstehende Bündel parallel zueinander verlaufender Kanäle horizontal durch die Bodenplatte erstrecken, die den vorher beschriebenen Zweck verfolgen.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Bodenplatte mit einer Aussparung --14--, die ein Metallrahmen - festlegt. Im übrigen ist die Bodenplatte nach Fig. 12 und 13 gleich der Bodenplatte nach Fig. 11 aufgebaut. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform deckt sich die Aussparung mit dem Grundriss der Bodenplatte, so dass sich die Bodenplatte wieder auf den Rahmen --lOa-- nach Fig. 10 reduziert.
Das beschriebene Bauelement dient zur Erstellung von Bauwerken, deren Grundriss gemäss Fig. 14 mittels eines gebräuchlichen Bandrasters zur Einteilung des Ausbaues in quadratische Einheitsfelder --16-mit einer Seitenlänge von 45 cm eingeteilt ist, die durch sich überschneidende, 15 cm breite Bänder --17- festgelegt sind. Die Bandbreite von 15 cm resultiert aus der Erfahrung, dass vorfabrizierte Wandelemente eine Materialdicke von 15 cm aufweisen. Um andern Wanddicken Rechnung zu tragen, lässt sich der Ausbauraster auch auf Grund von Bandbreiten von 10,12 oder 20 cm konstruieren, was eine Änderung der Einheitsfelderdimensionen nach sich zieht. Die Seitenlänge der quadratischen Einheitsfelder beruht nämlich auf der bekannten Überlegung, dass die Längsausdehnung des menschlichen Bewegungsraumes 60 cm beträgt.
Diese Länge entspricht der Länge eines Einheitsfeldes, verlängert um die Bandbreite des Ausbaurasters. Gemäss Fig. 14 werden die Bauelemente derart in den Bandraster eingesetzt, und miteinander lösbar verbunden, dass die Stützen --2-- völlig in den Bereich von Knotenpunkten - der sich schneidenden Bänder --17-- des Ausbaurasters fallen.
In dieser Massnahme liegt eine wesentliche Neuerung, indem ursprünglicherweise der Konstruktionraster für die tragenden Teile nicht die Knotenpunke des Rasters für die nichttragenden Ausbauteile schneiden durfte, um ein Auftreten der nichttragenden Wandelemente mit den Stützelementen zu vermeiden. Bei der vorliegenden Konstruktion bedarf es trotz dieser Überlagerung von Konstruktions- und
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15gegebenenfalls.
Fig. 18 zeigt unter anderem die horizontale Addition von zwei Bauelementen --33 und 34--, wobei die an der Stossfuge-35-- der lösbar verbundenen Bauelemente vorgesehenen Stahlstützen aus architektonischen Gründen entfernt sind, während an andern Stellen zur Gewährleistung genügender Stützkräfte zusätzliche schwere Stützen vorgesehen sind. An Stelle der Deckenplatten gemäss Fig. 2 sind die beiden Bauelemente --33 und 34--mit schweren Deckenplatten --36 und 37-- versehen. Diese Deckenplatten
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baustatischen Gründen steigen die Kanäle --38 und 39-- gegen die abgestützten Seiten hin leicht an. In diese Kanäle sind Vorspannkabel --64-- eingezogen, die gespannt sind und mittels Blockierungsglieder - -65-- in Hülsen --66-- verankert sind.
Im Bereiche der abgestützten Seiten können die Kabel mit Kupplungsgliedern versehen sein. Durch das mittels der Kabel --64-- erreichte Vorspannen einer Gruppe von Deckenplatten in beiden Tragrichtungen entsteht ein Flächentragwerk. Auf den Stossflächen der Fu-
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--35 -- ist der ReibungskoeffizientBodenplatte --52-- und der Deckenplatte ist ein Abdeckelement --45--, das mit Isolationsstoff --46-- gefüllt ist, angesetzt. Dieses Abdeckelement füllt die unbelegte Hälfte des äussersten Bandes des Band- rasters.
Ein Aussenwandelement --48-- ist in ein über derm Bauelement --33-- angeordnetes Bauelement - 49-eingesetzt und stützt sich auf dessen Bodenplatte --52-- ab, indem an der unteren Auflagefläche des Aussenwandelementes --48-- U--Profilstangenabschnitte --50-- befestigt sind, zwischen deren Schen- kel je eine Klaue --51-- eingreift. Die Klaue --51-- ist auf der Bodenplatte --52-- des Elementes - befestigt und führt das Wandelement in seitlicher Richtung. Eine Dichtung --43-- bewirkt eine
Dichtwirkung zwischen der Bodenplatte --52-- und dem Aussenwandelement --48--. Auf der Boden- platte --52-- ist ein mittels Bügel --53-- gesicherter Bodenbelag --54-- vorgesehen, dessen Unterseite mit Isolationsmaterial --55-- versehen ist.
Somit lassen sich Bauelemente in beliebiger Weise horizontal und vertikal addieren. Insbesondere lassen sich nachträglich zusätzliche Bauelemente in horizontaler und vertikaler Richtung angliedern, wo- bei gegebenenfalls nachträglich zusätzliche schwere Stützen eingesetzt werden, und ebenso können nachträglich Bauelemente aus Gebäuden entfernt werden. Diese Bauelemente lassen sich wieder anderweitig verwenden, da ihre Wegnahme von einem bestehenden Bauwerk keinerlei Beschädigungen weder am Bauwerk, noch am entfernten Bauelement bewirkt. Dadurch ist eine unbeschränkte Flexibilität der
Anordnung der Bauelemente erreicht.
Fig. 19 zeigt eine Kombination von 36 Bauelementen mit vorgespannten Deckenplatten, wobei lediglich vier Abstützpunkte vorgesehen sind. An diesen Stellen sind je vier Betonstützen --27-- zur Gewährleistung genügender Stützkräfte eingesetzt, und sämtliche Stahlstützen --2-- sind entfernt. Die
Spannweite zwischen den Abstützpunkten entspricht dabei der Länge von vier aneinandergereihten Bauelementen.
Fig. 20 zeigt ein Beispiel einer beliebigen horizontalen Addition einer Anzahl Bauelemente mit vorgespannten Deckenplatten unter individueller Anordnung der Betonstützen --27--, der Aussparungen --32-, wie sie sich beispielsweise für Liftschächte ergeben, sowie der ein-und ausspringenden Ecken.
Dabei sind sämtliche Stahlstützen entfernt.
Fig. 21 stellt ein Gebäude dar, das mittels der beschriebenen Bauelemente erstellt ist, wobei keine zusätzlichen Betonstützen und keine vorgespannten Deckenkonstruktionen Anwendung finden. Jedes Bauelement weist demnach eine Bodenplatte --56--, vier Stahlstützen --2-- und eine leichte Deckenplatte --57--, wie sie an Hand der Fig. 2 und 3 beschrieben wurden, auf.
Das Gebäude gemäss Fig. 22 ist ausschliesslich nach der Bauweise erstellt, wie sie an Hand der Fig. 18 erläutert wurde. Die Deckenplatten --36 und 37-- sind mit Vorspannkabel versehen und vorgespannt.
Die derart gebildeten Flächentragwerke sind von zusätzlichen Betonstützen --42-- getragen, wobei der Abstand der Stützstellen ein ganzzahliges Vielfach der Bauelemente beträgt.
Konventionell hergestellte Bauteile wie Liftschächte, Treppenhäuser usw. gewährleisten die Stabilität solcher aus den beschriebenen Bauelementen erstellter Bauwerke gegen horizontal wirkende Kräfte, während einzelne Leitungsschächte die vertikale Installationsleitungen aufnehmen und führen.
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Fig. 23 zeigt ein ganzes Stadtquartier, das mittels der beschriebenen Bauelemente erstellt ist. Auf der Ebene --58-- bewegt sich der Privatverkehr. Der Abstand der aus Stützen --27-- zusammengestell- ten Stützpartien --63-- beträgt 12 m was der Länge von vier aneinandergereihten Bauelementen entspricht. Diese Stützenverteilung gewährleistet die Führung, von dem Stadtverkehr gewachsenen Fahrbahnen, die gegebenenfalls Winkel von 900 beschreibende Kurven aufweisen und dabei von Lastzügen ohne Schwierigkeiten befahren werden können. Eine Verkehrsebene --59-- steht dem öffentlichen Verkehr zur Verfügung und bietet Parkraum --64--. Die Fussgängerebenen sind mit dem Überweisungszeichen --60-- versehen, und in Ebenen --61-- sind Läden und Bureaus angeordnet, während in Ebenen - Wohnungen vorgesehen sind.
Die Gebäudekomplexe lassen sich nachträglich noch beliebig ergänzen und abändern.
Die Ausbildung der beschriebenen Bauelemente, des Ausbau-und Konstruktionsrasters, sowie die Ausbildung sämtlicher Ausbauelemente wie Wände, Einbaukasten usw., die in, aus diesen Bauelementen, hergestellten Bauwerken verwendet sind, richtet sich nach einer bestimmten, an sich bekannten Massordnung.
Diese bekannte Massordnung beruht einerseits auf dem Teilungsverhältnis des goldenen Schnittes, das lediglich durch Näherungswerte bestimmbar ist. Diese Näherungswerte basieren auf der Rekursionsformel
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Die Grundmasse, die im weiteren dieser Messreihe zugrunde liegen, sind einerseits die ägyptische I Elle von 45 cm, wobei der Mensch durchschnittlich vier Ellen misst, der Fuss von 30 cm und die Spanne von 7, 5 cm, sowie eine gewählte Raumhöhe von 2, 55 m. Diese Höhe entspricht einem Menschen von durchschnittlicher Grösse mit in die Höhe gehaltenen Armen, verlängert um 1 Fuss, also um 30 cm. Aus diesen gewählten Massen ergibt sich als neue Einheit der Massreihe die 7, 5 cm messende Spanne.
Die Folge der Näherungswerte des goldenen Schnittverhältnisses ist
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Diese Werte und Summenbildungen aus diesen Werten legen nun die Masse des beschriebenen Bauelementes, der Raster sowie der Ausbauelemente der aus diesen Bauelementen erstellten Bauwerken fest.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Industriell gefertigtes, eine Raumeinheit bildendes Bauelement mit einem rechteckigen Bodenteil, der mit säulenartigen Stützelementen versehen ist, die einen bezüglich des Bodenteils kongruenten Deckenteil tragen, dadurch gekennzeichnet, dassder Bodenteil (1) wenigstens teilweise als Gitterträger (11, 12) ausgebildet ist, in dem horizontale Durchführungen (13) zur Aufnahme von Installationsleitungen vorgesehen sind, dass die Stützelemente (2) in von den Eckbereichen des Boden- und Deckenteils gebildeten Stützstellen demontierbar und wahlweise auswechselbar angeordnet sind, und dass der Deckenteil (3) wenigstens teilweise als Platte (4) oder als Gitterträger ausgebildet ist, wobei im als Platte ausgebildeten Deckenteil horizontal verlaufende, röhrenartige Durchführungen (38)
zur Aufnahme von Vorspannelementen (39) vorgesehen sein können.
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