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Die Erfindung betrifft ein Stahl-Systemhaus mit
mindestens einem Stockwerk, mit senkrechten Tragstützen und
mit frei tragenden Deckenträgern, wobei
die Tragstützen
entlang mindestens einer der Außenwände mit
Abstand voneinander angeordnet sind, und die Deckenträger den
Grundriß ohne
weitere Stützelemente überspannen.
Daneben betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zur Errichtung
eines Stahl-Systemhauses mit mindestens einem Stockwerk.
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Bei dem Großteil der heutzutage neu gebauten
Gebäude
handelt es sich nach wie vor um privat genutzte Häuser, nämlich Ein-
oder Zweifamilienhäuser.
Allein in Nordrhein Westfalen werden beispielsweise jährlich zwischen
zwanzig- und dreißigtausend neue
Wohnhäuser
gebaut, wobei bei einem Großteil dieser
Häuser
die Planung und der Bau von einem Bauträger durchgeführt wird.
Dies und die überwiegend
nur begrenzte Größe der zur
Verfügung
stehenden freien Grundstücke
führt dazu,
daß ein
Großteil dieser
Ein- oder Zweifamilienhäuser
stets den im wesentlichen immer gleichen Grundriß aufweist. Darüber hinaus
sind aus Kostengründen
häufig
individuelle Wünsche
und Besonderheiten kaum realisierbar. Dies liegt u.a. in der Verwendung
des nach wie vor überwiegend
eingesetzten Baustoffs Beton. Daneben gibt es jedoch auch andere
Baustoffe, beispielsweise Stahl, die auch im Wohnungsbau eingesetzt werden
können
und mit denen innovative und wirtschaftliche Lösungen bei der Errichtung von
privat genutzten Häusern
möglich
erscheinen.
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Tragende Stahlkonstruktionen werden
seit vielen Jahrzehnten verwendet, insbesondere, um gewerblich und
industriell genutzte Gebäude ökonomisch
herzustellen, wobei die Vorteile von Stahlkonstruktionen in jüngerer Vergangenheit
auch für
den nicht gewerblichen Bereich erkannt wurden. So werden Stahl-Skelettkonstruktionen
beispielsweise seit einigen Jahren zunehmend auch im Bereich ein-
oder mehrstöckiger
Ein- und Mehrfamilienhäuser
eingesetzt.
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Die durch Konstruktionen dieser Art
erzielbaren Vorteile der Reduzierung von Baukosten und Bauzeiten
im Vergleich zur konventionellen Bauweise können nochmals gesteigert werden,
indem die Ideen des Stahl-Skelettbaus mit den grundsätzlichen Überlegungen
der Fertigbauweise kombiniert werden. Diese bestehen im wesentlichen
darin, so widerstreitende Zielsetzungen wie kürzere Bauzeiten und hochwertige
Häuser
zu niedrigeren Preisen in Folge der Systematisierung und industriellen
Automatisierung in der Vorfertigung von Konstruktionselementen zu
vereinen. Die bekannten Vorteile der Trennung des Ortes der Vorfertigung
und des Ortes der Gebäudeerstellung
werden derzeit allerdings hauptsächlich bei
Gebäuden
konventioneller Bauart durch Vorfertigung von Wänden und Decken aus Stahlbeton
verwirklicht.
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Zur Errichtung von ein- oder zweigeschossigen
Gebäuden
unter Verwendung tragender Stahlkonstruktionen sind im wesentlichen
drei Methoden bekannt. Die Ständerbauweise,
die Rahmenbauweise und die Modulbauweise (Stahl-Informations-Zentrum, "Stahl im Wohnungsbau – innovativ
und wirtschaftlich",
2002, ISSN 0175-2006).
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In der Ständerbauweise werden vornehmlich Tragwerke
aus C- und U-Profilen
geringer Blechdicke erstellt, weshalb die für Außen- und Innenwände sowie
die für
Dach und Decken verwendeten Profile mit geringem Abstand zueinander
(ca. 40 bis 60 cm) angeordnet und durch Beplankung des Ständerwerks (Scheibenwirkung)
statisch ausgesteift werden müssen.
Das Erfordernis des Aussteifens durch Beplanken sowie der erforderliche
relativ geringe Abstand der einzelnen Profile zueinander schränken die
Flexibilität
und die Gestaltungsfreiheit der möglichen Gebäudeformen und Grundrisse stark
ein.
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Ein in der Rahmenbauweise erstelltes
Tragwerks besteht aus Stützen
und quer zu ihnen angeordneten Riegeln, die meist aus Standardprofilen größerer Stärke und
Festigkeit bestehen. Im Gegensatz zur Ständerbauweise können deshalb
größere Stützenabstände realisiert
werden, wobei Konstruktionen dieser Art allerdings weiter ausgesteift
werden muß,
zum Beispiel durch Diagonalverstrebungen. Ein in Rahmenbauweise
erstelltes Tragwerk übernimmt
ausschließlich
statische Funktionen, so daß zur
Herstellung von Wänden,
Fassaden und Decken zusätzliche
Konstruktionen erforderlich sind.
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Die Modulbauweise kombiniert beide
Bauweisen miteinander, indem Rahmen zu Raumzellen verbunden werden,
die vorgefertigt und ihrerseits zu größeren Einheiten zusammengefügt werden
können.
Von dieser Idee wird z. B. in der
DE 40 24 497 C2 Gebrauch gemacht. Die in
der Regel vorgegebenen Abmessungen der zur Verfügung stehenden Transportfahrzeuge
begrenzen dabei die maximalen Abmessungen der Raumzellen.
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Ein Hauptproblem bei der Verwendung
der beschriebenen und bekannten Stahl-Bauweisen besteht darin, zum
einen den umbauten Raum frei von Tragstützen, also frei tragend konstruktiv
zu überspannen
und zum anderen gleichzeitig die Außenwände so zu gestalten, daß die zwischen
den Tragstützen
entstehenden Felder freigehalten werden. Dies ist insbesondere deshalb
schwierig, weil große,
frei zu überspannende
Distanzen sehr massive und große
senkrechte Tragstützen
erfordern und die auf eine geringere Zahl von Tragstützen verteilten Längs- und
Horizontalkräfte
durch Diagonalverstrebungen oder Einspannungen in den Feldern zwischen
den Tragstützen
abgefangen werden müssen.
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Dies ist deshalb nachteilig, weil
die Gestaltungsfreiheit durch die in den Feldern vorhandenen Aussteifungselemente
stark eingeschränkt
wird und z. B. Fenster und Türen
nur an bestimmten Stellen in den Wänden angeordnet werden können, in
denen bzw. entlang derer die senkrechten Tragstützen angeordnet sind. Da die
in den Feldern angeordneten Versteifungselemente einen definierten
statischen Zweck in der Gesamtkonstruktion erfüllen, können sie nicht nach Belieben
ausgetauscht werden. Ein diese Elemente betreffender Veränderungswunsch setzt
deshalb zumindest eine Neuberechnung der gesamten Statik voraus
und ist häufig überhaupt nicht
mehr erfüllbar,
wenn das Gebäude
erst einmal fertiggestellt ist. Dem Problem der im umbauten Innenraum
aus statischen Gründen
notwendigen Stützelemente,
z. B. in Form von Stützen
oder tragenden Wänden,
kann beispielsweise dadurch begegnet werden, daß die im Gebäude-Innenraum
vorhandenen tragenden Elemente zu einigen wenigen – dafür um so
massiveren -tragenden Konstruktionselementen zusammengefügt werden,
wie z. B. in der
DE
199 37 931 A1 anhand einer Bündelstütze beschrieben wird.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe
zugrunde, ein Stahl-Systemhaus zur Verfügung zu stellen, daß Stützenfreiheit
des Grundrisses, große überspannbare
Distanzen bei hohen Vorfertigungsmöglichkeiten und verbesserter
Wirtschaftlichkeit gewährleistet.
Vorteilhafterweise soll auch eine flexible Fassadengestaltung ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs
beschriebenen Stahl-Systemhaus zunächst dadurch gelöst, daß weitere
Außenwand-Deckenträger im wesentlichen
senkrecht zu den Tragstützen
angeordnet sind, wobei die Außenwand-Deckenträger jeweils zwischen
benachbarten – entlang
derselben Außenwand
verlaufenden – Tragstützen angeordnet
sind, und daß die
Tragstützen
mit den Deckenträgern
und den Außenwand-Deckenträgern über biegesteife Eckverbindungen
zu biegesteifen Rahmen verbunden sind, so daß ein Raum-Fachwerk entsteht. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Stahl-Systemhaus
ist dabei die Realisierung eines Raum-Fachwerks, dessen senkrechte
Tragstützen entlang
seiner Außenwände angeordnet
sind. Die Tragstützen
müssen
nicht ausschließlich
entlang der Außenwände angeordnet
sein, sie bilden jedoch die Begrenzung jenes Innenraumes, der frei
tragend überspannt
werden soll. Das Raum-Fachwerk
wird weiterhin durch Deckenträger
gebildet, die den Grundriß freitragend,
ohne weitere Stützelemente überspannen
sowie durch weitere Außenwand-Deckenträger, die
zwischen benachbarten, d. h. entlang derselben Außenwand
verlaufenden, Tragstützen angeordnet
sind.
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Erfindungsgemäß werden nun die den Grundriß überspannenden
Deckenträger
und die Außenwand-Deckenträger über biegesteife
Eckverbindungen an den senkrechten Tragstützen zu biegesteifen Rahmen
verbunden, wodurch das entstehende Raum-Fachwerk in der Lage ist,
die entlang einer Außenwand
wirkenden Längskräfte wie
auch die in Richtung Deckenträger
wirkende Horizontalkräfte, insgesamt
statisch aufzunehmen, wodurch die einzelne Außenwand entlastet wird, so
daß weitere
Aussteifungen in den Feldern zwischen den Tragstützen nicht notwendig sind.
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Durch den beschriebenen Aufbau wird
ein Höchstmaß an Flexibilität gewährleistet,
sowohl während
der Planungsphase als auch bei einem bereits fertiggestellten Gebäude, um
weitreichende konstruktive Änderungen
vornehmen zu können.
Aufgrund der fehlenden statischen Aussteifungen in den Feldern können beispielsweise
Türen und
Fensterelemente beliebig zwischen den Feldern versetzt werden ohne
die Statik zu beeinflussen bzw. neue statische Berechnungen erforderlich
zumachen. Da auch der Innenraum des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses
frei von weiteren Tragstützen
oder tragenden Wänden
ist, ist es möglich,
auch die Innenraumgestaltung nach Belieben in der Planung oder bei
nachträglichen
Umbaumaßnahmen,
zu verändern.
Somit können
ohne große
Mehrkosten unterschiedliche individuelle Wünsche berücksichtigt werden.
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Die zur Realisierung des Raum-Fachwerks wesentlichen
biegesteifen Eckverbindungen werden vorzugsweise aus einem oder
mehreren Stahl-Anschlußblechen
gebildet, die fest mit den Tragstützen verbunden sind. Vorzugsweise
sind die Stahl-Anschlußbleche
mit den Tragstützen
verschweißt
und werden mit den Deckenträgern
bzw. den Außenwand-Deckenträgern verschraubt.
Die Abmessungen der Stahl-Anschlußbleche richten sich dabei nach
den jeweiligen statischen Erfordernissen.
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Zwischen den Tragstützen sind
zusätzliche, quer
verlaufende Stäbe,
im folgenden Riegel genannt, vorgesehen, die zwar für das Stahl-Systemhaus
keine statischen Aufgaben erfüllen,
die aber dazu dienen, den zwischen oder auf Tragstützen anzubringenden
Fassadenteilen, wie z. B. Paneelen, Glasscheiben oder Fensterelementen,
auch in vertikaler Richtung Halt zu geben und sie vierseitig, also umlaufend
zu halten.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, die
den Feldern zugeordneten Fassadenteile nach dem Prinzip der Trocken-Druck-Verglasung
anzubringen. Zu diesem Zweck sind an den Tragstützen und an den Riegeln fassadenseitig
Adapter vorgesehen, die die Montage von beliebigen Fassadenteilen
gestatten. Die Adapter ermöglichen
bevorzugt einen zweischichtigen Fassadenaufbau derart, daß in einer
ersten, den Stützpfosten
zugewandten Schicht Fassadenteile, z. B. Isolationselemente, Paneele,
Glasscheiben oder öffenbare
Fenster- und Türelemente, angebracht
werden können.
In einer zweiten, äußeren Schicht
lassen sich mit Hilfe der Adapter oder eines zusätzlichen Adapters zudem Elemente
für die Gestaltung
der Außenfassade
anbringen, beispielsweise Elemente aus Blech, Aluminium, Holz oder
Naturstein, die im folgenden als Fassadenbekleidung bezeichnet werden.
Als Träger
der Fassadenteile und der Fassadenbekleidung wirken die Tragstützen somit
zusätzlich
noch als Fassadenpfosten, die im Gegensatz zu anderen Konstruktionen
nicht zusätzlich
vorgesehen werden müssen,
zumindest nicht an den Wänden,
entlang derer Tragstützen
angeordnet sind. Durch die Anordnung der Adapter an den Tragstützen bzw.
an den Riegeln ist somit eine äußerst flexible
Fassadengestaltung möglich.
Somit kann durch die Verwendung unterschiedlicher Fassadenbekleidungen
auch bei ansonsten gleichen Abmessungen ein völlig unterschiedlicher optischer
Eindruck des fertigen Hauses erreicht werden. Dadurch, daß die Tragstützen gleichzeitig
auch als Träger
der Fassadenteile und der Fassadenbekleidung dienen, kann eine geringere
Wandstärke
realisiert werden, so daß bei
vorgegebenen Außenabmessungen
des Systemhauses eine größere nutzbare
Wohnfläche zur
Verfügung
steht.
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Die oben beschriebene fassadenseitige
und die Tragstützen
nach außen
hin abschirmende Anordnung der Adapter hat den zusätzlichen
vorteilhaften Effekt, daß durch
die Anordnung von Isolations- und/oder Verkleidungselementen verhindert
wird, daß die
Tragstützen
als Kälte-
bzw. Wärmebrücken wirken.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
des Stahl-Systemhauses ist vorgesehen, die Deckenträger und
die Außenwand-Deckenträger zu einem
vierseitig umlaufenden Rahmen eines Deckenelements zusammenzufügen, wobei
das Deckenelement zusätzlich
auch mit einem Bodenelement und einer Abdeckung versehen wird. Dies
hat den Vorteil, daß eine
kostengünstige
Vorfertigung der Deckenelemente möglich ist. Außerdem ergibt
sich eine vereinfachte Montage des Systemhauses vor Ort, da Deckenträger und
Böden bzw.
Abdeckungen nicht mehr in Einzelteilen sondern in größeren Einheiten
verarbeitet werden können.
Zwischen dem Bodenelement und der Abdeckung ist vorzugsweise bereits
eine schall- und/oder wärmedämmende Füllung, beispielsweise
aus Zellulosedämmstoff
eingebracht.
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Vorzugsweise werden die den Grundriß überspannenden
Deckenträger
und die Außenwand-Deckenträger bzw.
die oben beschriebenen Deckenelemente auch ebenerdig in dem Stahl-Systemhaus
angebracht, unabhängig
von der Fundamentierung (z. B. Streifenfundamente, Sohlplatte oder
massiv gebautes Kellergeschoß).
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Deckenelemente zwischen
Bodenelement und Abdeckung auch mit einer Schall- und/oder wärmedämmenden Füllung ausgestattet sind. Somit
kann auch die Erstellung des Fundaments deutlich vereinfacht werden.
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Nicht alle Außenwände des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses
müssen
zwangsläufig aus
der oben beschriebenen Tragpfostenkonstruktion bestehen. Vielmehr
ist es auch möglich
Wände eines
Gebäudes
andersartig auszugestalten, wie z. B. bei aneinander gebauten Doppel-
und Reihenhäusern,
die üblicherweise
durch massive, insbesondere feuerfester Gebäudetrennwände verbunden sind. In diesem
Fall ist dafür
Sorge zu tragen, daß die
Gebäudetrennwände biegesteife
Eckverbindungen zur Befestigung von Deckenträgern bzw. Deckenelementen aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Stahl-Systemhaus ist nicht
auf die Verwendung bestimmter Dachformen beschränkt, es können beispielsweise flache
oder geneigte Dachformen realisiert werden. Die Dachhaut wird getragen
durch Pfetten, die biegesteif mit den oberen Enden gegenüberliegende
Tragstützen verbunden
sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Errichtung
eines Stahl-Systemhauses sieht zunächst vor, daß zwei oder
mehrere Tragstützen
mit senkrecht dazu verlaufenden Riegeln zu transportablen Einheiten
verbunden werden, daß Deckenelemente
aus frei tragenden Deckenträgern
und Außenwand-Deckenträgern ebenfalls
mit transportablen Abmessungen vorgefertigt werden, und daß vor Ort
die aus Tragstützen
und Riegeln bestehenden Einheiten mit den Deckenelementen über biegesteife
Eckverbindungen zu biegesteifen Rahmen verbunden werden. Die Verbindung
der biegesteifen Eckverbindungen mit den Deckenelementen läßt sich
vor Ort einfach durch Schraubverbindungen herstellen, wobei dann auch
während
des Montagevorganges noch Änderungen
vorgenommen werden können.
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Die Errichtung eines oben beschriebenen Stahl-Systemhauses
läßt sich
durch das erfindungsgemäße Verfahren
derart optimieren, daß die
für eine Fertigbauweise
typischen Vorteile, wie die Einhaltung hoher Qualitätsstandards,
wetterunabhängige
und durch Serienproduktion optimierte Vorfertigung und eine gegenüber konventionellen
Bauten stark verkürzte
Bauzeit genutzt werden können,
die sich letztendlich in vergleichsweise niedrigen Gesamtkosten niederschlagen.
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Vorzugsweise werden die aus vierseitig
umlaufenden Stahlprofilen gebildeten Deckenelemente in der Vorfertigung
auch mit Bodenelementen und Abdeckungen ausgestattet, die fest in
den Rahmen montiert sind. Zwischen die Bodenelemente und Abdeckungen
kann nun ebenfalls vormontiert bzw. teilmontiert oder auch vor Ort
eine Schall- und/oder wärmedämmende Füllung eingebracht
werden. Eine Teilmontage der genannten Komponenten kann unter Umständen sinnvoll
sein, um die Montage der Deckenelemente vor Ort einfacher zu ermöglichen,
sie kann aber auch deshalb gewollt sein, um beispielsweise Verschraubungen
durch nachmontierte Bodenelemente bzw. Abdeckungen zu verdecken.
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Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl
von Möglichkeiten,
das erfindungsgemäße Stahl-Systemhaus
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
zur Errichtung eines Stahl-Systemhauses auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 und dem
Patentanspruch 14 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses. In
der Zeichnung zeigen
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1 je
ein Grundriß für ein freistehendes Stahl-Systemhaus
und eine Doppelhaushälfte
eines erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses,
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2 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stahl-Systemhaus mit einem
versetzten Pultdach,
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3 eine
schematische Darstellung des Anschlusses eines Deckenelements an
eine Tragstütze,
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4 eine
Schnittdarstellung eines Tragpfostens mit Adaptern zur Befestigung
von Fassadenteilen und einer Fassadenbekleidung,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Deckenelements,
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6 eine
Querschnittsansicht eines montierten Deckenelements,
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7 eine
Grundrißdarstellung
des Erdgeschoß eines
erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses
und
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8 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses
gemäß 1 und 7.
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In den einzelnen Figuren sind ein
Stahl-Systemhaus 1 bzw. Detailansichten einzelner Komponenten
des Stahl-Systemhaus 1 dargestellt. Aus dem in 1a gezeigten Grundriß eines
erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses 1 ist
erkennbar, daß senkrechte
Tragstützen 2 entlang
der Außenwände des Stahl-Systemhauses 1 verlaufen.
Bei dem Stahl-Systemhaus 1 gemäß 1b verlaufen die Tragstützen 2 nur
entlang einer Außenwand,
während
die andere "Außenwand" die Gebäudetrennwand 25 eines
Doppelhauses bildet und aus Fertigbetonbauteilen besteht.
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Um die Vorteile eines Systemhauskonzeptes in
Fertigbauweise ausschöpfen
zu können,
ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
nach 1a und 1b vorgesehen, die Tragstützen 2 im
wesentlichen äquidistant
voneinander anzuordnen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen,
daß die
Tragstützen 2 nicht
unbedingt äquidistant
und auch nicht, wie in 1 dargestellt,
in einer Flucht angeordnet sein müssen, vielmehr ist es allgemein
möglich,
die Tragstützen 2 entlang
anderer Grundrißkonturen,
die vom Ausführungsbeispiel
in 1 abweichen, und unterschiedlich
beabstandet anzuordnen.
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Der Grundriß wird durch Deckenträger 3 ohne
weitere Stützelemente überspannt,
wobei weitere Außenwand-Deckenträger 4 im
wesentlichen senkrecht zu den Tragstützen 2 angeordnet
sind und diese Außenwand-Deckenträger 4 jeweils
benachbarte – also
entlang derselben Außenwand
verlaufenden – Tragstützen 2 verbinden,
wie in 2 dargestellt.
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Das durch die beschriebene Anordnung
von senkrechten Tragstützen 2,
Deckenträgern 3 und
Außenwand-Deckenträgern 4 entstehende
Raum-Fachwerk erhält
seine Stabilität,
indem die Tragstützen 2 mit
den Deckenträgern 3 und
den Außenwand-Deckenträgern 4 über biegesteife
Eckverbindungen 5 zu biegesteifen Rahmen verbunden werden.
Dabei werden die biegesteifen Eckverbindungen 5 in dem
in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
durch mehrere Stahl-Anschlußbleche 6 gebildet,
die fest mit den Tragstützen 2 verschweißt sind.
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Die ebenfalls in 3 dargestellten Deckenträger 3 bzw.
Außenwand-Deckenträger 4 werden
in dem Ausführungsbeispiel
mit den Stahl-Anschlußblechen 5 verschraubt,
um eine unkomplizierte und schnelle Montage vor Ort zu gewährleisten.
Neben Schraubverbindungen können
jedoch auch andere Verbindungsarten, wie z. B. auch Schweißverbindungen
eingesetzt werden.
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Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses 1 werden
bevorzugt – und
nach Möglichkeit
ausschließlich – Standardprofile
verwendet. Ausgehend von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines zweistöckigen Stahl-Systemhauses 1 nach 2 und dem korrespondierenden
Grundriß nach 1 werden die Tragstützen 1 bevorzugt
in einem Abstand von 1 m bis 2 m angeordnet, insbesondere in einem
Abstand von ca. a = 1,2 m. Zur Realisierung typischer Ein- oder
Zweifamilienhäuser überspannen
die Deckenträger
bevorzugt ca. 5 m bis 10 m, insbesondere etwa b = 7 m. Für die Umsetzung der
beschriebenen Konstruktion mit a = 1,2 m und b = 7 m und einer Deckenhöhe c von
höchstens
3 m, insbesondere aber c = 2,65 m, werden für die Tragstützen 2 bevorzugt
Stahl-Rechteckrohre 80/160/10 mm und für die Deckenträger 3 und
die Außenwand-Deckenträger 4 bevorzugt
kaltgewalzte C-Profile 30/60/22×3
mm eingesetzt. Zur sicheren Befestigung der genannten Komponenten
mit den Eckverbindungen 5 müssen die Stahl-Anschlußbleche 6 etwa
mit den Abmessungen 300/500/10 mm ausgelegt werden. An den Gebäudeecken
werden in diesem Ausführungsbeispiel
als Tragstützen 2 bevorzugt
Quadratrohre mit den Abmessungen 160/160/8 mm verwendet.
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Das in der erfindungsgemäßen Art
und Weise realisierte Raum-Fachwerk zeichnet sich dadurch aus, daß es selbständig in
sich tragend ist, und weder weitere Aussteifungen, wie z. B. Diagonalverbindungen
zwischen den Tragstützen 2 noch
weitere Stützen
oder tragende Wände
im Innenraum benötigt. Aufgrund
der biegesteifen Eckverbindungen 5 kann das in 1 und 2 dargestellte Raum-Fachwerk sowohl Kräfte in Längsrichtung,
also entlang der Gebäudeaußenwand,
als auch in Richtung der Deckenträger 3 wirkende Horizontalkräfte aufnehmen.
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Dadurch wird erreicht, daß der Innenraum vollkommen
flexibel aufgeteilt und sogar nach Fertigstellung des Stahl-Systemhauses 1 eine
vorhanden Raumaufteilung nachträglich
verändert
werden kann. Auch können
Treppen zur vertikalen Erschließung des
beschriebenen Gebäudes
jederzeit in Form und Lage variiert werden, da die Aufteilung des
Innenraums durch keinerlei Barrieren beschränkt wird.
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Die Tragstützen 2 des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses 1 geben
dem Raum-Fachwerk nicht nur die statische Gesamtfestigkeit, sondern
sie dienen auch dazu, Teile der Fassade und die durch sie verursachte
Last aufzunehmen und zu tragen. Zur Erfüllung dieser Aufgabe werden
zwischen benachbarten Tragstützen 2 waagerechte
Riegel 7 angeordnet, die das Fassadenfachwerk – also die
Außenwand-Bestandteile
des Raum-Fachwerks – zusammen
mit den Tragstützen 2 in
Felder 8 unterteilen. In die so entstehenden Felder 8 können nun
beliebige Fassadenteile eingebracht werden, die vorzugsweise an
den Tragstützen 2 und
an den Riegeln 7 befestigt werden. Durch die Fassadenteile
wird das offene Fassadenfachwerk geschlossen. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind als Fassadenteile auf der einen Seite ein Vakuum-Isolationselement 9 und
auf der anderen Seite eine feststehende Isolierglasscheibe 10 vorgesehen.
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Zur Befestigung der Fassadenteile
sind die Tragstützen 2 und
die Riegel 7 fassadenseitig mit Adaptern 11 versehen,
die eine Befestigung der Fassadenteile nach dem Prinzip der Trocken-Druck-Verglasung
ermöglichen. 4 zeigt ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
für einen
fassadenseitig an einer Tragstütze 2 befestigten
Adapter 11, der zunächst
in einer ersten, der Tragstütze 2 nahen
Ebene das Vakuum-Isolationselement 9 und die feststehende
Isolier glasscheibe 10 befestigt. Das Vakuum-Isolationselement 9 besteht
vorzugsweise aus einer mit einem Dämmstoff gefüllten Edelstahlkassette, wodurch
mit einem Bruchteil der Dicke herkömmlicher Isolationselemente
eine vergleichbare oder sogar bessere Wärmedämmung erzielt werden kann.
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Durch einen zusätzlichen Adapter 12 kann eine
Fassadenbekleidung 13 befestigt werden, wobei der zusätzliche
Adapter 12 indirekt über
eine Schraube bzw. einen Bolzen 14 über den ersten Adapter 11 mit
den Tragstützen 2 verbunden
ist. Durch den beschriebenen zweiten Adapter 12 ist es
möglich,
in einer zweiten, von den Tragstützen 2 abgewandten Ebene
die nach außen
hin sichtbare Fassade durch beliebige Fassadenbekleidungen 13 zu
gestalten.
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Die kurzen Querseiten des erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses 1 müssen aus
statischen Gründen
keine Tragstützen 2 aufweisen,
was es jedoch schwierig macht, diese Gebäudeseiten durch Fassadenteile
oder eine Fassadenbekleidungen 13 aufzugliedern. Aus diesem
Grund werden bedarfsweise zusätzliche – nur in
den 7 und 8 dargestellte – Fassadenpfosten 15 an
den Gebäude-Querseiten
vorgesehen, die keine statische Funktion für das Raum-Fachwerk haben,
aber die Befestigung von Fassadenbekleidungen 13 über Adapter 11 ermöglichen.
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In 5 und 6 ist eine bevorzugte Ausgestaltung
eines Deckenelements 16 dargestellt, wobei der umlaufende
Rahmen des Deckenelements 16 durch zwei parallel zueinander
angeordnete Deckenträger 3 und
zwei wiederum parallel zueinander angeordnete Außen-Deckenträger 4 gebildet
wird. Die Deckenträger 3 und
die Außenwand-Deckenträger 4 sind
dabei miteinander verschweißt,
so daß sie
zusammen einen stabilen und festen Rahmen für das Deckenelement 16 bilden.
Darüber
hinaus ist im Inneren des Deckenelements 16 ein Bodenelement 17 angeordnet,
wobei das Bodenelement 17 wiederum mit dem zuvor beschriebenen
Rahmen des Deckenelements 16 verschweißt ist.
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In die so vorgefertigten Deckenelemente 16, das
abschließend
mit einer Abdeckung 18 verschlossen wird, kann eine – in 6 dargestellte – schall- und/oder wärmedämmende Füllung 19 eingelegt werden,
was sowohl bereits in der Vorfertigung als auch erst vor Ort beim
Zusammenbau des Stahl-Systemhauses 1 erfolgen
kann.
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Zur Erhöhung der Stabilität des Deckenelements 16 wird
das Bodenelement 17 aus einem Stahltrapezprofil gebildet
und sind darüber
hinaus mehrere Querstreben 19 in äquidistanten Abständen zwischen
die parallel zueinander angeordneten Deckenträger 3 angeordnet.
Die Deckenträger 3 bestehen
dabei ebenso wie die Außenwand-Deckenträger 4 und
die Querstreben 20 aus Standardprofilen, wobei für die Deckenträger 3 und
die Außenwand-Deckenträger 4 kaltgewalzte
C-Profile und für
die Querstreben 20 U-Profile verwendet werden. Für die Abdeckung 18 des
Deckenelementes 16 kann dabei – ebenso wie für das Bodenelement 17 – ein Stahltrapezprofil
verwendet werden.
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Auf das fertige Deckenelement 16 kann
dann vor Ort der Untergrund für
den abschließenden
Bodenbelag aufgebracht werden, wobei dieser Bodenaufbau beispielsweise
aus einer Trittschalldämmung 21 und
einem Trockenestrich 22 bestehen kann.
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Aus 2 ist
darüber
hinaus noch erkennbar, daß die
Dachhaut 23 des Stahl-Systemhauses 1 auf
mehreren Pfetten 24 ruht, die ihrerseits an gegenüberliegenden
Tragstützen 2 mittels
Stahl-Anschlußblechen 6 befestigt
sind. Dadurch sind auch die Pfetten 24 biegesteif mit dem
Raum-Tragwerk verbunden. Ebenso wie bei der Fassadenbekleidung 13 können auch
bei der Dachhaut 23 unterschiedliche Elemente und Materialien
verwendet werden, beispielsweise Blech, Glas oder Thermodachelemente.
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Die 7 und 8 zeigen einen Grundriß bzw. eine
Seitenansicht eines Entwurfsbeispiels der erfindungsgemäßen Stahl-Systemhauses 1.
Der 7 ist dabei entnehmbar,
daß das
erfindungsgemäße Stahl-Systemhaus 1 die
Realisierung eines Grundrisses ermöglicht, der im Inneren frei
von Stützen
oder tragenden Wänden
ist, so ist daß die
Innenraumgestaltung nach Belieben wählbar ist. Auch die Position einer
Treppe 26 in das nächste
Stockwerk ist grundsätzlich
frei wählbar.
Entsprechendes gilt für
die Anordnung von Türelementen 27,
so daß eine
Aufteilung der Wohnfläche
einfach an die individuellen Wünsche
angepaßt
werden kann.
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Durch die Unterteilung des Fassadenfachwerks
in einzelne Felder 8 und die Befestigung der Fassadenteile
mittels Adapter 11 bzw. der Fassadenbekleidung 13 mittels
zusätzlicher
Adapter 12 läßt sich
auch die Außenansicht
des Stahl-Systemhauses 1 an nahezu beliebige Wünsche anpassen.
Dadurch bietet das erfindungsgemäße System
auch eine große
städtebauliche
Vielfalt, da auch bei einer fest vorgegebene Grundstücksgröße sowie
einer städtebaulichen
vorgegebenen Gebäudehöhe auf einfache
Art und Weise Ein- oder Zweifamilienhäuser realisierbar sind, die
aufgrund ihrer unterschiedlichen Fassaden eine große optische
Vielfalt bieten.
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Selbst nach Fertigstellung des Stahl-Systemhauses 1 bleibt
die Gestaltung der Fassade und die Aufteilung des Innenraumes noch
flexible; Innenwände
und Fassadenelemente können
jederzeit mit geringem Aufwand verwendet werden, so daß beispielsweise
nachträglich
der Austausch eines Isolationselements 9 durch eine Glasscheibe 10 oder
ein Türelement 27 möglich ist.