DE102016210575B4

DE102016210575B4 - Industriell vorfertigbares Gebäudemodul mit kraftschlüssiger Kopplung zwischen Wandelement und Boden- bzw. Deckenplatte

Info

Publication number: DE102016210575B4
Application number: DE102016210575.2A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Veit Dennert KG
Current assignee: Veit Dennert KG
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-15
Also published as: DE102016210575A1

Abstract

Ein industriell vorfertigbares Gebäudemodul, umfasst – eine Bodenplatte (1), – mindestens ein Wandelement (2), und – eine Deckenplatte (3), sowie – mindestens zwei Verbindungseinheiten (4) zur kraftschlüssigen Kopplung von Bodenplatte (1), Wandelement (2) und Deckenplatte (3), – wobei die Verbindungseinheit (4) einen im Wandelement (3) vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab (8) mit endseitigen Schraubelementen (9, 10) sowie die Bodenplatte (1) von unten und die Deckenplatte (3) von oben durchgreifende Schraubanker (15, 16) aufweist, die mit dem jeweiligen Schraubelement (9, 10) am Zugstab (8) kraftschlüssig verschraubt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein industriell vorfertigbares Gebäudemodul mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
Derartige Gebäudemodule sind beispielsweise durch offenkundige Vorbenutzung seitens der Anmelderin – siehe http://www.icon-haus.de/bauweise/ – bekannt und dienen beispielsweise zur modulartigen Erstellung eines Einfamilienhauses. Die Grundkomponenten eines solchen Gebäudemoduls sind Bodenplatte, Wandelemente und eine Deckenplatte.
Die einzelnen Gebäudemodule müssen bei der industriellen Fertigung in einem Herstellerwerk aus diesen Einzelteilen zu statisch stabilen, insbesondere erdbebensicheren Raumzellen zusammengefügt werden, sodass nicht nur die Gebäudestabilität im verbauten Zustand, sondern auch die Transportierbarkeit dieser Gebäudemodule beispielsweise durch Heben mit einem Kran gewährleistet ist.
Zu diesem Zweck werden Bodenplatte, Wandelement und Deckenplatte über Verbindungseinheiten kraftschlüssig gekoppelt. Seit langem üblich sind dabei Verbindungseinheiten auf der Basis von Vergussbeton, die allerdings aufgrund der notwendigen Aushärtung des Vergussbetons erst nach vergleichsweise langer Zeit statisch belastet werden können. Insoweit ist eine rationelle Fertigung von Gebäudemodulen bei dieser Verbindungstechnik schwierig. Verbindungseinheiten zur kraftschlüssigen Koppelung von Gebäudemodulen sind unter anderem aus der DE 20 20 607 A , der DE 203 07 595 U1 und der DE 14 59 995 A bekannt.
Aus dem oben genannten Stand der Technik ist es ferner bekannt, in die jeweiligen Teile des Gebäudemoduls Schweißlaschen einzubetten, wobei dann nach dem Aufeinandersetzen beispielsweise von Bodenplatte und Wandelement Schweißlaschen daran mit einer daran anzuschweißenden Koppelplatte statisch wirksam miteinander verbunden werden. Dieses System erlaubt zwar eine Verbesserung der Produktivität beim Herstellen der von erdbebensicheren Gebäudemodulen über einer Verbindung aus Vergussbeton, da die geschweißten Verbindungselemente statisch sofort wirksam sind. Gleichwohl ist diese Technik verbesserungsbedürftig, da für die Schweißarbeiten im Hinblick auf die Zahl der anzubringenden Koppelplatten und den Zeitaufwand für das Legen einer Schweißnaht an einer solchen Koppelplatte nach wie vor ein vergleichsweise hoher Zeitaufwand anfällt. Arbeitstechnisch ist darüber hinaus ein Verschweißen problematisch, da einerseits hierfür nur entsprechend geschultes und eine Schweißzulassung besitzendes Personal herangezogen werden darf, andererseits unter arbeitsschutztechnischen Aspekten der Anfall von gesundheitlich bedenklichen Schweißgasen bei der Ausgestaltung des Arbeitsplatzes zu beachten ist.
Ausgehend von den geschilderten Problemen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein industriell vorfertigbares Gebäudemodul anzugeben, bei dem die kraftschlüssige Kopplung der Modulteile deutlich schneller, konstruktiv einfacher und wirtschaftlicher zu realisieren ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale der Verbindungseinheit gelöst. Demnach weist diese einen im Wandelement vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab mit endseitigen Schraubelementen sowie die Bodenplatte von unten und die Deckenplatte von oben durchgreifende Schraubanker auf, die mit dem jeweiligen Schraubelement am Zugstab kraftschlüssig verschraubt sind. Die Schraubelemente sind durch Schraubmuffen mit Innengewinde gebildet und der Zugstab ist mit seinen Schraubelementen direkt in das Betonmaterial des Wandelementes eingebettet.
Aufgrund dieser Ausgestaltung der Verbindungseinheiten sind die Einzelteile des Gebäudemoduls mithilfe der darin bei der Herstellung bereits eingebauten Systemteile, wie beispielsweise dem Zugstab im Wandelement, nach dem Zusammenfügen durch ein in kurzer Zeit und durch ungeschultes Personal erstellbare Schraubverbindungen kraftschlüssig zu koppeln und sind danach sofort statisch belastbar. Auch lassen sich diese Verbindungseinheiten beim Rückbau eines Gebäudes auf genauso rationelle und einfache Weise wieder lösen, sodass die einzelnen Platten und Elemente des Gebäudemoduls problemlos recycelt werden können. Dies ist insbesondere mit einem Bruchteil an Energie im Vergleich zu klassischen Abbruch-Techniken möglich. Durch die direkte Einbettung des Zugstabes mit seinen Schraubelementen in das Betonmaterial ergibt sich eine besonders hohe statische Stabilität.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. So können in konstruktiv einfacher Weise die Schraubelemente mit dem Zugstab verschweißt sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, dass die Schraubanker jeweils in den randseitigen Auflagern von Boden- bzw. Deckenplatte angeordnet sind, wo aufgrund der dort vorhandenen größeren Materialstärke eine besonders stabile Verbindung hergestellt werden kann.
Die leichte und schnelle Montierbarkeit der Zuganker kann durch in Boden- bzw. Deckenplatte eingebettete Rohrhülsen unterstützt werden, durch die die Zuganker zum Verschrauben mit dem Zugstab im Wandelement einfach unter Spiel hindurch gesteckt werden können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in Boden- bzw. Deckenplatte jeweils Aussparungen zur Aufnahme der Schraubenköpfe der Schraubanker eingeformt. Dies hat den Vorteil, dass keine räumlichen Überschneidungen der Schraubenköpfe mit anderen Bauelementen des Gebäudemoduls oder Komponenten der Haustechnik vorkommen können.
Schließlich kann eine Abstützscheibe insbesondere am Grund der vorstehend erwähnten Aussparung für den Schraubenkopf des jeweiligen Schraubankers vorgesehen sein, sodass die vom Schraubenkopf auf die Boden- – Deckenplatte sehr kleinflächig aufgebrachten Kräfte besser auf das in der Regel spröde Betonmaterial verteilt werden. Damit wird die Sicherheit und Verschleißfestigkeit der Schraubverbindung weiter erhöht.
Durch die Einbettung der Abstützscheibe mit ihrem Außenrand in das Betonmaterial von Boden- bzw. Deckenplatte kann diese verliersicher an den jeweiligen Elementen gehalten werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
1 einen ausschnittsweise Vertikalschnitt durch ein Gebäudemodul, und
2 einen vertikalen Detailschnitt der Verbindungseinheit zwischen Deckenplatte und Wandelement im Bereich der Einzelheit II nach 1.
Wie aus 1 hervorgeht, umfasst eine industriell vorfertigbares Gebäudemodul eine Bodenplatte 1 aus Betonmaterial der Qualität C 50/60, drei in vertikaler Ausrichtung am Rand der Bodenplatte 1 aufgestellte Wandelemente 2 aus Betonmaterial der Qualität C 25/30, von welchen Wandelementen 2 in 1 lediglich zwei dargestellt sind, sowie eine Deckenplatte 3 wiederum in Beton C 50/60, die mit der Bodenplatte 1 fluchtend auf die Wandelemente 2 gesetzt ist. Zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen diesen genannten Bauteilen sind als Ganzes mit 4 bezeichnete Verbindungseinheiten vorgesehen, wobei in 1 eine erste im Schnitt sowie eine zweite gestrichelt dargestellt ist. Diese Verbindungseinheiten 4 sind über die Länge der jeweiligen Wandelemente 2 in einer Anzahl gemäß den statischen Anforderungen für eine statisch stabile und insbesondere erdbebensichere Kopplung der einzelnen Bauteile verteilt anzuordnen.
Im Bereich der Boden- und Deckenplatte 1, 3 verlaufen die Verbindungseinheiten 4 jeweils benachbart zum Außenrand 5 diese Bauteile 1, 2 jeweils in einem dort ausgebildeten Auflager 6, 7. Das Auflager 6 der Bodenplatte 1 kann dabei – wie in 1 nicht näher dargestellt ist – an einigen Stellen zur Gewichtseinsparung ausgespart sein, das Auflager 7 der Deckenplatte 3 verläuft rund um entlang deren Außenrand 5 zumindest in den an die Außenwand des zu erstellenden Gebäudes angrenzenden Bereichen.
Anhand der 1 und 2 ist der Aufbau der Verbindungseinheiten 4 im Detail zu erläutern. So ist im Wandelement 2 ein vertikal durchgehender Zugstab 8 beispielsweise aus Stahlmaterial mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Länge von 249 cm vorgesehen. An seinem oberen und unteren Ende ist dieser Zugstab 8 jeweils mit einer angeschweißten Schraubmuffe 9, 10 mit einem Innengewinde 11 versehen, dessen Schraubachsen A miteinander fluchten und vertikal gerichtet sind. Der Zugstab 8 ist direkt in das Betonmaterial des Wandelementes 1 eingebettet, wobei die Schraubmuffen 9, 10 mit ihren äußeren, offenen Rändern 12 bündig mit der unteren bzw. oberen Stirnseite 13, 14 des Wandelements 2 abschließen.
Auf Seiten der Bodenplatte 1 und der Deckenplatte 3 weist die Verbindungseinheit 4 jeweils einen Schraubanker 15, 16 beispielsweise in Form einer Maschinenschraube M20 mit einer Länge von 26 cm auf, der jeweils durch eine in das Auflager 6, 7 von Boden- 1 bzw. Deckenplatte 3 eingebettete Rohrhülse 17, 18 unter Spiel über Kopf von unten bzw. oben hindurch gesteckt und in der in 1 und 2 gezeigten Montagestellung von Boden- 1, Wandelement 2 und Deckenplatte 3 mit der jeweiligen Schraubmuffe 9, 10 verschraubt ist. Die Schraubenköpfe 19, 20 der beiden Schraubanker 15, 16 sind dabei in einer im Querschnitt trapezförmigen Aussparung 21, 22 in der unteren Auflageseite 23 des Auflagers 6 der Bodenplatte 1 bzw. der Oberseite 24 der Deckenplatte 3 versenkt angeordnet. Am Grund dieser Aussparungen 21, 22 ist dabei jeweils vor der Rohrhülse 17, 18 noch eine ringförmige Abstützscheibe 25, 26 vorgesehen, die mit ihrem Außenrand 27 in das Betonmaterial von Boden- 1 bzw. Deckenplatte 3 unverlierbar eingebettet ist.

Claims

Industriell vorfertigbares Gebäudemodul, umfassend – eine Bodenplatte (1), – mindestens ein Wandelement (2), und – eine Deckenplatte (3), sowie – mindestens zwei Verbindungseinheiten (4) zur kraftschlüssigen Kopplung von Bodenplatte (1), Wandelement (2) und Deckenplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass – die Verbindungseinheit (4) einen im Wandelement (3) vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab (8) mit endseitigen Schraubelementen (9, 10) sowie die Bodenplatte (1) von unten und die Deckenplatte (3) von oben durchgreifende Schraubanker (15, 16) aufweist, die mit dem jeweiligen Schraubelement (9, 10) am Zugstab (8) kraftschlüssig verschraubt sind, wobei die Schraubelemente (9, 10) durch Schraubmuffen (9, 10) mit Innengewinde (11) gebildet sind und der Zugstab (8) mit seinen Schraubelementen (9, 10) direkt in das Betonmaterial des Wandelementes (2) eingebettet ist.
Gebäudemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubelemente (9, 10) mit dem Zugstab (8) verschweißt sind.
Gebäudemodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubanker (15, 16) jeweils in den randseitigen Auflagern (6, 7) von Boden- bzw. Deckenplatte (1, 3) angeordnet sind.
Gebäudemodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubanker (15, 16) die Boden- bzw. Deckenplatte (1, 3) über darin eingebettete Rohrhülsen (17, 18) unter Spiel durchgreifen.
Gebäudemodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Boden- bzw. Deckenplatte (1, 3) jeweils Aussparungen (21, 22) zur Aufnahme der Schraubenköpfe (19, 20) der Schraubanker (15, 16) eingeformt sind.
Gebäudemodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Grund der Aussparung (21, 22) eine Abstützscheibe (25, 26) für den Schraubenkopf (19, 20) des jeweiligen Schraubankers (15, 16) angeordnet ist.
Gebäudemodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützscheibe (25, 26) mit ihrem Außenrand (27) in das Betonmaterial von Boden- bzw. Deckenplatte (1, 3) eingebettet ist.