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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung eines Gebäudes unter Einbeziehung eines bestehenden Bauwerks.
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Bei vielen heutigen Bauvorhaben besteht der Wunsch, ein bereits bestehendes Bauwerk in ein zu errichtendes Gebäude einzubeziehen. Dies betrifft insbesondere Regionen wie urbane Räume, in denen bereits ein hoher Bestand an schützenswerten und/oder erhaltenswerten Bauwerken vorhanden ist. Insbesondere stellen Funk- und Fernsehtürme bestehende Bauwerke dar, deren technische Notwendigkeit im Zeitalter der digitalen und satellitengestützten Kommunikation überholt sein mag, die sich aber häufig zu einem Wahrzeichen der Stadt entwickeln.
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Die Gründe für den Wunsch nach der Einbeziehung des bestehenden Bauwerks in das zu errichtende Gebäude können vielfältig sein. So kann der Wunsch bestehen, ein bestehendes Bauwerk weiterhin zu nutzen, es jedoch hinsichtlich seiner nutzbaren Fläche zu erweitern. In solchen Fällen können wirtschaftliche Erwägungen eine Rolle spielen, wenn die Erweiterung eines bestehenden Bauwerks wirtschaftlicher als ein vollständiger Neubau erscheint. Hierbei kann auch die Möglichkeit eine Rolle spielen, das bestehende Bauwerk während dessen Erweiterung mit möglichst wenig baubedingten Einschränkungen durchgehend weiterhin nutzen zu können.
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Es können aber auch andere Erwägungen eine Rolle spielen, beispielsweise kann es der Wunsch sein, ein aus ideellen Gründen erhaltenswertes Gebäude zu erhalten und gleichzeitig neue Nutzungsmöglichkeiten für dieses Gebäude zu eröffnen. Derartige Szenarien sind insbesondere dann denkbar, wenn sich das bestehende Bauwerk in einer begehrten Lage, beispielsweise in einem städtischen Ballungszentrum, befindet, dort jedoch nicht mehr, insbesondere wirtschaftlich, genutzt werden kann. Es können auch rechtliche Randbedingungen, wie beispielsweise ein bestehender Denkmalschutz, dazu führen, dass ein bestehendes Bauwerk in die Errichtung eines neuen Gebäudes einbezogen wird.
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Bei dem bestehenden Bauwerk kann es sich um ein fertiges Gebäude handeln, welches gegebenenfalls bereits über eine bestimmte Zeitspanne genutzt worden ist. Es kann sich jedoch auch um einen Bestandteil eines nie fertiggestellten Gebäudes handeln, beispielsweise wenn ein begonnenes Bauprojekt vor seiner Fertigstellung gestoppt worden ist. Aus derartigen Szenarien können bereits fertiggestellte Bestandteile eines ursprünglich geplanten Gebäudes resultieren, die ebenfalls ein bestehendes Bauwerk im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese bereits fertiggestellten Gebäudebestandteile können zu einem neuen Gebäude ergänzt und so einer neuen Nutzung zugeführt werden.
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Bauvorhaben der in Rede stehenden Art unterliegen im Vergleich mit reinen Neubauprojekten jedoch häufig weiteren erschwerenden Randbedingungen. So ergeben sich bereits durch das bestehende Bauwerk selbst Einschränkungen. Diese betreffen sowohl die räumliche Ausgestaltung des zu errichtenden Gebäudes als auch die Durchführung des Bauvorhabens selbst. Besonders schwierig stellen sich solche Projekte dar, wenn das zu errichtende Gebäude aufgrund seiner Bauart ohnehin erhöhte Anforderungen an die Bautechnik stellt. Diese können beispielsweise in einer großen Gebäudehöhe liegen, besonders wenn es sich bei dem zu errichtenden Gebäude um ein Hochhaus handelt. Bei diesen stellt sich grundsätzlich die Aufgabe, eine Mehrzahl übereinanderliegender Geschosse in möglichst wirtschaftlicher Weise zu errichten.
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Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Bauverfahren ist beispielsweise zur Errichtung des sogenannten „Finnlandhauses“ in Hamburg genutzt worden. Bei diesem wurde zunächst ein Betonkern errichtet, an dessen oberen Ende ein Geschoss mit Kragarmstrukturen, das sogenannte Trägergeschoss angebracht wurde. Anschließend wurden die Geschossdecken der darunterliegenden Geschosse von dem Trägergeschoss aus an diesen Betonkern angehängt. Die vertikalen Lasten der resultierenden Geschosse werden bei dem so entstandenen Gebäude von dem Betonkern aufgenommen und in die Gründung des Gebäudes eingeleitet.
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Eine derartige Vorgehensweise setzt voraus, dass der Betonkern auf die Last sämtlicher Geschosse sowie der Gegenstände und Personen in den Geschossen ausgelegt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Errichtung eines Gebäudes unter Einbeziehung eines bestehenden Bauwerks aufzuzeigen, welches es ermöglicht, ein bestehendes Bauwerk in wirtschaftlicher Weise um eine Mehrzahl Geschossdecken zu ergänzen, welches insbesondere auch bei großen Gebäudehöhe und/oder begrenzter statischer Tragfähigkeit des bestehenden Bauwerks eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass Stahlkonstruktionen für Geschossdecken gefertigt und anschließend mit einer Hebeeinrichtung in ihre bestimmungsgemäßen Positionen relativ zu dem bestehenden Bauwerk gehoben und dort befestigt werden. Hierbei werden die Stahlkonstruktionen jeweils unterhalb der zuvor befestigten Stahlkonstruktion befestigt. Nach dem Befestigen der Stahlkonstruktionen werden vertikale Stützen zur Abstützung der Geschossdecken eingebracht. Nach dem Einbringen der vertikalen Stützen werden die Stahlkonstruktionen durch das Aufbringen von Beton zu Geschossdecken weitergebildet.
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Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass zunächst wesentlich geringere Lasten, nämlich lediglich die der Stahlkonstruktionen, angehoben und befestigt werden. Erst wenn die vertikalen Stützen eingebracht worden sind, wird der Beton, der einen Großteil der Gesamtmasse der neuen Geschosse bzw. Geschossdecken ausmacht, aufgebracht. Dessen Gewicht kann dadurch - zumindest zum Teil - durch die vertikalen Stützen aufgenommen werden. Das bestehende Bauwerk erfährt dadurch eine wesentlich geringere Belastung und läuft nicht Gefahr, überlastet zu werden.
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Unter den Stahlkonstruktionen sind hierbei insbesondere miteinander verbundene horizontale Stahlträger zu verstehen, die in den fertigen Geschossdecken die Funktion der Stahldeckenträger übernehmen. Hierbei kann es sich beispielsweise um sogenannte Doppel-T-Träger handeln. Die Stahlkonstruktionen können auf dem Erdboden zusammengesetzt werden. Bei diesen Arbeiten sind die Arbeiter keinen großen Höhen ausgesetzt. Die Höhenabsicherung kann entfallen. Jede fertiggestellte Stahlkonstruktion wird angehoben und in der vorgesehenen Höhe befestigt, so dass nur noch bei dieser besonderen Befestigungsarbeit eine Höhenabsicherung erforderlich ist.
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Unter Stützen zur Aufnahme vertikaler Lasten sind hierbei Stützen zu verstehen, die in ihrer Gesamtheit dazu geeignet sind, gemeinsam mit dem bestehenden Bauwerk die vertikalen Lasten des resultierenden Bauwerks aufzunehmen. Hierbei ist es nicht zwingend notwendig, dass alle Stützen selbst einen exakt vertikalen Verlauf aufweisen. Wesentlich ist vielmehr die Eignung der Stützen in ihrer Gesamtheit zur Abtragung der vertikalen Lasten. So sind zum Beispiel auch Anordnungen aus Stützen denkbar, die jeweils schräg zur vertikalen Gebäuderichtung verlaufen.
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Es ist vorteilhaft, wenn an dem bestehenden Bauwerk vor dem Befestigen der Stahlkonstruktionen zunächst ein Stützgerüst angebracht wird. Die Stahlkonstruktionen werden dann bevorzugt an dem Stützgerüst befestigt.
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Das Stützgerüst kann hierbei bevorzugt - zumindest im Wesentlichen - aus Stahlträgern bestehen.
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Ein derartiges Stützgerüst hat den Vorteil, dass es die Lasten der Stahlkonstruktionen, zumindest teilweise, aufnehmen kann. Das bestehende Bauwerk wird damit zusätzlich entlastet. Darüber hinaus bietet die Möglichkeit der Befestigung der Stahlkonstruktionen an dem Stützgerüst den Vorteil, dass das bestehende Bauwerk nicht oder zumindest nur in geringerem Maße durch bauliche Maßnahmen zum Befestigen der Stahlkonstruktionen beeinträchtigt wird als bei deren Befestigung unmittelbar an dem bestehenden Bauwerk. Die unmittelbare Befestigung würde zum Beispiel das Vorsehen von Bohrungen im bestehenden Bauwerk für das Einbringen von Befestigungselementen erfordern, wodurch die Stabilität des bestehenden Bauwerks reduziert werden könnte.
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Es versteht sich, dass die Stahlkonstruktionen alternativ und/oder ergänzend auch an dem bestehenden Bauwerk selbst befestigt werden können.
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Die Hebeeinrichtung kann die Stahlkonstruktionen unter Verwendung von Zugmitteln in ihre bestimmungsgemäßen Positionen heben. Zwar sind grundsätzlich alle Arten von Hebeeinrichtungen denkbar, um die Stahlkonstruktionen in ihre bestimmungsgemäßen Positionen zu heben, Hebeeinrichtungen die mit Zugmitteln - wie beispielsweise Drahtseilen - arbeiten, sind jedoch insbesondere dann von Vorteil, wenn vergleichsweise große Höhen überwunden werden müssen. Das Heben der Stahlkonstruktionen lässt sich in diesen Fällen über entsprechend lange Zugmittel technisch einfacher realisieren als zum Beispiel über hydraulische Hebemechaniken.
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Die Hebeeinrichtung wird bevorzugt an dem bestehenden Bauwerk befestigt. Dies ermöglicht die Positionierung der Hebeeinrichtung an einer erhöhten Position, so dass gegebenenfalls auf hohe Kräne oder Ähnliches verzichtet werden kann. In der Praxis werden die Hebeeinrichtungen am bestehenden Bauwerk oberhalb der bestimmungsgemäßen Position der jeweiligen zu befestigenden Stahlkonstruktion befestigt. Hierdurch übernimmt das bestehende Bauwerk die Funktion eines Krangerüsts, als Hebeeinrichtung kann beispielsweise eine einfache elektrische Seilwinde verwendet werden. Die Hebeeinrichtung wird hierbei insbesondere am oberen Ende oder im Bereich des oberen Endes des bestehenden Bauwerks befestigt. In besonders vorteilhafter Weise kann die Hebeeinrichtung an einem auskragenden Bestandteil des bestehenden Bauwerks angebracht werden. Dies ermöglicht in besonders einfacher Weise einen senkrechten oder zumindest annähernd senkrechten Verlauf der Zugmittel von der Hebeeinrichtung zu der anzuhebenden Stahlkonstruktion.
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Die Hebeeinrichtung kann nach dem Abschluss ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung, nämlich dem Heben der Stahlkonstruktionen, wieder entfernt wird. Dies ermöglicht die weitere Verwendung der Hebeeinrichtung zu anderen Zwecken. Alternativ kann die Hebeeinrichtung nach dem Heben der Stahlkonstruktionen an ihrem Ort verbleiben und für andere Zwecke, z.B. für das Anheben und Absenken von Aufzugskabinen verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann die Hebeeinrichtung ebenfalls bereits zum Anbringen des Stützgerüsts verwendet werden.
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In der Praxis können die Stahlkonstruktionen in ihren bestimmungsgemäßen Positionen zunächst mit Schrägabspannungen an dem bestehenden Bauwerk und/oder dem Stützgerüst befestigt werden. Schrägabspannungen haben in diesem Zusammenhang den Vorteil, dass sie das Anbringen der Stahlkonstruktionen in ihren bestimmungsgemäßen Positionen in einer auskragenden Weise ermöglichen, ohne dass es dabei zu hohen Biegemomenten, insbesondere im Bereich der Befestigung der Stahlkonstruktionen, kommt. Bei den Schrägabspannungen kann es sich in vorteilhafter Weise um Schrägseile handeln. Schrägseile lassen sich einfach handhaben und verarbeiten. Alternativ können am oberen Ende des bestehenden Bauwerks befestigte Seile die äußeren Bereich der Stahlkonstruktionen halten, bis diese von den zusätzlich angebrachten Stützen hinreichend abgestützt werden.
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Die Schrägabspannungen oder sonstigen Aufhängungen der Stahlkonstruktionen können nach dem Einbringen der Stützen wieder entfernt werden. Wenn die Lasten der neuen Geschossdecken, zu deren Aufnahme die Schrägabspannungen dienen, zumindest weitgehend, von den Stützen aufgenommen werden, werden die Schrägabspannungen nicht mehr benötigt. Das Entfernen der Schrägabspannungen hat dann den Vorteil, dass die Schrägabspannungen kein Hindernis beim weiteren Ausbau der Geschosse, zum Beispiel im Hinblick auf die Raumaufteilung, mehr darstellen.
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Das Einbringen der Stützen und/oder das Aufbringen des Betons kann derart erfolgen, dass bereits eingebrachte Stützen die Gewichtskraft nachfolgend eingebrachter Stützen und/oder des aufgebrachten Betons zumindest teilweise aufnehmen. Konkret bedeutet dies insbesondere, dass die Stützen beginnend am unteren Ende des Gebäudes bzw. bei den untersten Stützen und endend am oberen Ende des Gebäudes bzw. bei den obersten Stützen eingebracht werden.
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In der Praxis wird jede Stahlkonstruktion erst dann durch das Aufbringen des Betons zu einer Geschossdecke weitergebildet, wenn diese Stahlkonstruktion bereits durch Stützen unterhalb dieser Stahlkonstruktion abgestützt ist. Der Beton kann in der Praxis erst dann aufgebracht, wenn alle durch Stützen abzustützen Stahlkonstruktionen bereits abgestützt sind. Dann kann in der Praxis das Aufbringen des Betons von unten nach oben erfolgen. Alternativ kann der Beton auf jede Stahlkonstruktion unmittelbar nach deren Abstützung durch die zusätzlichen Stützen aufgebracht werden.
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Bevorzugt werden vertikale Erschließungselemente zur vertikalen Erschließung der durch die Geschossdecken gebildeten einzelnen Geschosse des Gebäudes gebaut. Bei den vertikalen Erschließungselementen kann es sich beispielsweise um Treppenhäuser und/oder Aufzugsschächte handeln. Der Bau vertikaler Erschließungselement ermöglicht eine vertikale Erschließung der durch das erfindungsgemäße Verfahren neu geschaffenen Geschossflächen, ohne hierbei auf das bestehende Bauwerk und dessen gegebenenfalls vorhandene vertikale Erschließungselemente zurückgreifen zu müssen.
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Besonders bevorzugt werden hierbei die vertikalen Erschließungselemente, insbesondere die Betonstrukturen der vertikalen Erschließungselemente, zeitgleich oder zumindest in engem zeitlichen Zusammenhang mit dem Aufbringen des Betons der Geschossdecken gebaut. Dies bringt insbesondere logistische Vorteile bei der Bereitstellung des zu verarbeitenden Betons mit sich, da die Bereitstellung für Erschließungselemente und Geschossdecken gleichzeitig erfolgen kann. Zudem ist zu diesem Zeitpunkt die Vertikale Abstützung durch die zusätzlichen Stützen bereits sichergestellt.
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Bevorzugt bilden Bleche an den Stahlkonstruktionen verlorene Schalungen für den Beton. Bleche als verlorene Schalungen zeichnen sich durch ein niedriges Gewicht und eine leichte Handhabbarkeit bei ihrer Verarbeitung aus. Hierbei kann es sich bei den Blechen um Sickenbleche, insbesondere um Tiefsickenbleche, handeln. Sickenbleche erlauben es in diesem Zusammenhang, leichte und dennoch tragfähige Betonstrukturen zu schaffen. Dies resultiert aus der Profilierung der Sicken, die wiederum zu einer statisch vorteilhaften Profilierung der geschaffenen Betonstruktur führt. Die sogenannten Tiefsickenbleche führen aufgrund der großen Tiefe der Sicken hierbei zu statisch besonders stabilen Betonstrukturen. Der Beton wird bei dieser Bauweise als Ortbeton vor Ort vergossen. Alternativ und/oder ergänzend ist jedoch auch das Anbringen von Fertigbetonteilen möglich.
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Die Bleche können nach dem Heben der Stahlkonstruktionen in ihren bestimmungsgemäßen Positionen an den Stahlkonstruktionen befestigt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Hebeeinrichtungen nicht das zusätzliche Gewicht der Bleche mit den Stahlkonstruktionen anheben müssen. Bleche der in Rede stehenden Art können aufgrund ihrer leichten Handhabbarkeit auch nach dem Anbringen der Stahlkonstruktionen in großer Höhe verarbeitet werden. Alternativ und/oder ergänzend ist es jedoch auch möglich, Bleche bereits vor dem Anheben der Stahlkonstruktionen in Bodennähe an ihren bestimmungsgemäßen Positionen an den Stahlkonstruktionen zu befestigen.
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In der Praxis werden die von den Stützen aufgenommenen Lasten von einer Gründung und/oder einem unteren Gebäudebereich aufgenommen. Besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist hierbei, dass die Gründung und/oder der untere Gebäudebereich während des Befestigen und/oder Hebens der Stahlkonstruktionen erstellt werden kann. Hierdurch lässt sich eine Einsparung der Bauzeit erzielen. Die Erstellung einer Gründung ist oftmals langwierig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die hierfür benötigte Zeit bereits genutzt werden, um die Stahlkonstruktionen in ihre bestimmungsgemäßen Positionen zu heben und zu befestigen. In vorteilhafter Weise kann dabei ein bestehendes Fundament des bestehenden Bauwerks in die Gründung einbezogen werden. Bei dem unteren Gebäudebereich kann es sich beispielsweise um ein Eingangsgeschoss und/oder ein Untergeschoss handeln. Diese können insbesondere auch eine Tiefgarage enthalten.
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Es ist vorteilhaft, wenn an dem bestehenden Bauwerk und/oder an dem Stützgerüst Fördereinrichtungen befestigt werden. Bei den Fördereinrichtungen kann es sich insbesondere um Arbeitsbühnen und/oder Aufzüge für Material und/oder Personen handeln. Derartige Fördereinrichtungen ermöglichen die Beförderung von Material und/oder Arbeitern zu den befestigten bzw. zu befestigenden Stahlkonstruktionen, auch in großer Höhe. Die Fördereinrichtungen können in besonders vorteilhafter Weise in dem für vertikale Erschließungselemente vorgesehenen Bereich des Gebäudes angeordnet werden. Diese Bereiche stehen, insbesondere solange die vertikalen Erschließungselemente selbst noch nicht angebracht sind, für die Anordnung derartiger Fördereinrichtungen zur Verfügung. Bevorzugt werden die Fördereinrichtungen nach Abschluss ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung wieder entfernt. Dies bringt zum einen den Vorteil mit sich, dass diese wieder einer anderen Verwendung zugeführt werden können, zum anderen wird der durch die Fördereinrichtungen blockierte Bereich wieder freigegeben, insbesondere um dort vertikale Erschließungselemente anordnen zu können. Wenn die Fördereinrichtungen auch für die Verwendung z.B. als Aufzugantrieb geeignet sind, können sie nach Abschluss der Bauphase an ihrem Ort verbleiben.
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Praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Baubeginns eines beispielhaften erfindungsgemäßen Gebäudes beim Beginn des Anbringens eines Stützgerüsts an einem bestehenden Bauwerk,
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung der Herstellung des Gebäudes während des Anbringens des Stützgerüsts,
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung der Herstellung des Gebäudes bei fertig angebrachtem Stützgerüst,
- 4 eine schematische perspektivische Darstellung der Herstellung des Gebäudes während des Hebens und Befestigens der ersten Stahlkonstruktion,
- 5 eine schematische perspektivische Darstellung der Herstellung des Gebäudes während des Hebens und Befestigens weiterer Stahlkonstruktionen,
- 6 eine schematische perspektivische Darstellung der Herstellung des Gebäudes nach dem Befestigen sämtlicher Stahlkonstruktionen,
- 7 eine schematische Querschnittsdarstellung des Gebäudes bei der Herstellung während des Hebens und Befestigens der Stahlkonstruktionen,
- 8 eine schematische Grundrissdarstellung der Stahlkonstruktion eines Geschosses im oberen Bereich des Gebäudes,
- 8 eine schematische Grundrissdarstellung der Stahlkonstruktion eines Geschosses im unteren Bereich des Gebäudes,
- 10 eine schematische Querschnittsdarstellung des unteren Bereichs des Gebäudes während des Einbringens der Stützen.
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Die Zeichnungen visualisieren verschiedene Bauabschnitte des erfindungsgemäßen Verfahren zum errichteten eines Gebäudes 10 unter Einbeziehung eines bestehenden Bauwerks 12. Bei dem bestehenden Bauwerk 12 handelt es sich im gezeigten Beispiel um einen Fernsehturm. Dieser weist an seinem oberen Ende einige wenige nutzbare Geschosse 14 auf, die ursprünglich ein Drehrestaurant bildeten. Diese bilden eine Auskragung gegenüber dem Mittelteil 16, welches sich über den größten Teil der Höhe des bestehenden Bauwerks 12 erstreckt und einen Turm bildet. Im Fall des bestehenden Bauwerks 12 bildet das Mittelteil 16 die tragende Struktur für die nutzbaren Geschosse 14 in einer großen. Dies entspricht dem ursprünglichen Zweck des bestehenden Bauwerks 12, führt jedoch dazu, dass eine wirtschaftliche Nutzung des bestehenden Bauwerks 12 sehr beschränkt ist. Die Statik des Mittelteils 16 oder Turms ist so ausgelegt, dass das Eigengewicht sowie das Gewicht der nutzbaren Geschosse 14 und weiterer daran angeordneten Vorrichtungen wie Sende- und Empfangsanlagen und Sende- und Empfangsantennen sicher getragen werden. Die Antennen sind kaum noch erforderlich, weil ihre Funktion weitgehend von satellitengestützten Übertragungssystemen übernommen wurde. Die Kosten für die Instandhaltung des hohen und komplexen bestehenden Bauwerks 12 übersteigen den Nutzwert der vergleichsweise geringen Geschossfläche der wenigen nutzbaren Geschosse 14.
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Für die Errichtung weiterer Geschosse über die Höhe des Turms wird im gezeigten Beispiel zunächst ein Stützgerüst 18 an dem bestehenden Bauwerk 12 angebracht. Das Stützgerüst 18 besteht aus einer Stahlträgerkonstruktion. Diese setzt sich im gezeigten Beispiel bevorzugt aus vertikalen Trägern und horizontalen Trägern zusammen, die jeweils an die Kontur des bestehenden Bauwerks 12 angepasst sind. Die horizontalen Träger weisen entsprechend eine Biegung auf, die der Biegung des Mittelteils 16 des bestehenden Bauwerks 12 in der jeweiligen Höhe entspricht. Die vertikalen Träger verlaufen leicht schräg, damit das Stützgerüst 18 sich der Kontur der Oberfläche des Mittelteils 16 anpasst.
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Zum Anbringen des Stützgerüsts 18 wird mindestens eine Hebeeinrichtung 20 verwendet. Bevorzugt kommen, wie im Beispiel gezeigt, eine Mehrzahl Hebeeinrichtungen 20 zum Einsatz. Die Hebeeinrichtungen 20 sind an dem bestehenden Bauwerk 12 befestigt. Im gezeigten Beispiel dienen die oberen nutzbaren Geschosse 14 der Befestigung der Hebeeinrichtungen 20. Aufgrund der auskragenden Bauweise der nutzbaren Geschosse 14 können so insbesondere elektrische Seilwinden zum Einsatz kommen. Diese verfügen über Zugmittel 22, beispielsweise Drahtseile, mit denen die große Höhe des Mittelteils 16 des bestehenden Bauwerks 12 überwunden werden kann. Auf diese Weise kann das Stützgerüst, wie in den 1 bis 3 gezeigt, vom unteren Bereich des bestehenden Gebäudes 12 beginnend aufgebaut werden. Das in 3 dargestellte Stützgerüst den Mittelteil 16 des bestehenden Bauwerks 12 vollständig und ist daran durch geeignete Verankerungselemente befestigt.
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Auch an dem Stützgerüst 18 können Fördereinrichtungen (nicht dargestellt) für Material und/oder Personen montiert werden.
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Stahlkonstruktionen 24 für Geschossdecken werden gefertigt, indem sie auf dem Boden zusammengesetzt werden, und mittels der Hebeeinrichtungen 20 in ihre bestimmungsgemäßen Positionen relativ zu dem bestehenden Bauwerk 12 gehoben und dort befestigt. Jede Stahlkonstruktion 24 besteht aus Trägern und umgibt das Mittelteil 16 des bestehenden Gebäudes in einem Winkelbereich von etwas weniger als 180°. Zwei Stahlkonstruktionen 24 werden auf gleicher Höhe einander gegenüberliegend an dem Mittelteil 16 befestigt. Die Befestigung erfolgt im gezeigten Beispiel an dem Stützgerüst 18. Dabei wird die oberste Stahlkonstruktion 26 als erste angehoben und befestigt. Dies ist in 4 dargestellt. Bei der Befestigung der weiteren Stahlkonstruktionen 24 wird jede Stahlkonstruktion 24 jeweils unterhalb der zuvor befestigten Stahlkonstruktion 24 befestigt. Wie in 5 und 6 dargestellt werden auf diese Weise sämtliche Stahlkonstruktionen 24 vom oberen Ende des bestehenden Gebäudes 12 beginnend untereinander befestigt.
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Um die Stahlkonstruktionen 24 waagerecht zu halten, sind Schrägabspannungen 28 vorgesehen. Hierfür werden im gezeigten Beispiel Schrägseile verwendet. Diese Schrägabspannungen 28 sind schematisch in der 7 dargestellt, die der ebenfalls in 5 dargestellten Bauphase entspricht und einen Längsschnitt des bestehenden Bauwerks 12 mit daran angebrachten Stahlkonstruktionen 24 zeigt.
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Zum Heben der Stahlkonstruktionen 24 kommen die Hebeeinrichtungen 20 zum Einsatz. Nach dem Befestigen sämtlicher Stahlkonstruktionen 24, was dem in 6 dargestellten Baustadium entspricht, können die Hebeeinrichtungen 20 wieder entfernt und gegebenenfalls einer anderen Nutzung zugeführt werden.
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Wie in den 8 und 9, die schematische Grundrisse einzelner Geschosse des fertigen Gebäudes 10 zeigen, zu erkennen ist, umgeben die neu geschaffenen Geschossflächen im gezeigten Beispiel das bestehende Bauwerk 12, insbesondere dessen Mittelteil 16. Hier ist insbesondere zu erkennen, dass jede Geschossfläche von zwei einander gegenüberliegend an dem Mittelteil angebrachten Stahlkonstruktionen getragen wird, zwischen denen vertikale Erschließungselemente 30 zur vertikalen Erschließung der neu geschaffenen Geschossflächen gebaut werden. Im gezeigten Beispiel sind die Stahlkonstruktionen 24 und die Geschossdecken, zu denen die Stahlkonstruktionen 24 weitergebildet werden, annähernd halbkreisförmig ausgebildet und erstrecken sich über einen Winkel von etwa 150°. Pro Geschoss werden zwei der Stahlkonstruktionen 24 verwendet. Zwischen den Stahlkonstruktionen 24 liegen Kreissegmente mit einer Winkelerstreckung von etwa 30°, in denen die vertikalen Erschließungselemente 30, beispielsweise Treppenhäuser und/oder Aufzugsschächte, angeordnet werden.
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Dieser Bereich steht in den frühen, in 1 bis 6 gezeigten Bauphasen für Fördereinrichtungen für Personal und Baumaterial zur Verfügung. Diese können demontiert, wenn die vertikalen Erschließungseinrichtungen 30 gebaut werden, oder anschließend als Aufzüge genutzt werden.
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Nach dem Anbringen der sämtlicher Stahlkonstruktionen 24 erfolgt das Einbringen von Stützen 32 zur Aufnahme vertikaler Lasten. Dies ist im Detail in 10 dargestellt. Die vertikalen Stützen 32 werden vom unteren Ende des Gebäudes 10 beginnend zwischen den Stahlkonstruktionen 24 eingebracht und stützen diese in vertikaler Richtung ab. Sobald eine Stahlkonstruktion 24 durch Stützen 32 getragen wird, können die Schrägabspannungen 28 entfernt werden. In den 8 und 9 ist zu erkennen, dass die Stützen 32 in zwei verschiedenen radialen Abständen zur Mittelachse des Mittelteils 16 oder Turms des bestehenden Gebäudes in regelmäßigen Winkelabständen von 30° angeordnet werden. Die Stützen bestehen aus H-förmigen Stahlprofilen.
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Nach unten hin stützen sich die Stützen 32 auf einem unteren Gebäudebereich 34 ab. Dieser enthält im gezeigten Beispiel ein Eingangsgeschoss und ein Untergeschoss. Über den unteren Gebäudebereich 34 werden die vertikalen Lasten der neuen Geschosse in die Gründung des Gebäudes 10 eingeleitet. Bevorzugt wird hierbei ein bereits vorhandenes Fundament 36 des bestehenden Bauwerks 12 genutzt. Wenn die Tragfähigkeit eines vorhandenen Fundaments 36 nicht ausreicht, kann dieses jedoch auch durch weitere Gründungsbauwerke ergänzt und/oder nachträglich verstärkt werden. Im gezeigten Beispiel verfügt das vorhandene Fundament 36 über Bohrpfähle 38. Die weiteren Gründungsbauwerke können im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Anbringen der Stahlkonstruktionen 24 erstellt werden.
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Sobald die Stützen 32 in das Gebäude 10 eingebracht sind, wird der Ortbeton aufgebracht und die Stahlkonstruktion 24 zu Geschossdecken weitergebildet. Als verlorene Schalungen dienen Sickenbleche, die an die Stahlkonstruktionen 24 befestigt werden. Die Befestigung der Sickenbleche kann nach dem Befestigen sämtlicher Stahlkonstruktionen 24 erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass die Zugmittel 22 ungehindert durch die bereits am bestehenden Bauwerk 12 bzw. am Stützgerüst 18 befestigten Stahlkonstruktionen 24 hindurchgeführt werden können, um weitere Stahlkonstruktionen 24 unterhalb der bereits befestigten Stahlkonstruktion 24 zu heben und zu befestigen.
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Mit dem Aufbringen des Ortbetons für die Geschossdecken können in vorteilhafter Weise auch die Betonstrukturen der vertikalen Erschließungselemente 30 gegossen werden. Dies ermöglicht die Durchführung der Betonierarbeiten in einem Arbeitsgang und damit auf wirtschaftliche Art und Weise.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gebäude
- 12
- bestehendes Bauwerk
- 14
- nutzbare Geschosse
- 16
- Mittelteil, Turm
- 18
- Stützgerüst
- 20
- Hebeeinrichtungen
- 22
- Zugmittel
- 24
- Stahlkonstruktionen
- 26
- oberste Stahlkonstruktion
- 28
- Schrägabspannungen
- 30
- vertikale Erschließungselemente
- 32
- Stützen
- 34
- unterer Gebäudebereich
- 36
- vorhandenes Fundament
- 38
- Bohrpfähle
