DE1609536A1

DE1609536A1 - Stahlskelett fuer ein mehrstoeckiges Haus

Info

Publication number: DE1609536A1
Application number: DE19671609536
Authority: DE
Inventors: Bryan Eric Reginald
Original assignee: Turner and Newall Ltd
Current assignee: Turner and Newall Ltd
Priority date: 1966-04-02
Filing date: 1967-03-21
Publication date: 1970-04-02
Also published as: BE696391A; GB1177625A; NL6703622A; CH463749A

Description

Dr.-lng. G-Eichenberg _λ 21» Kärz 1967

_. ι , II- 4 Düsseldorf, den _

Dipl.-Ing. π. Sauerland cediienaiiee76

Patentanwalt· 160953(J

Bank-Konto:

Deutiche Bank AG., Filiale Düsseldorf ,

Portscheck-Konto: Essen 8734 Fernsprecher Nr. 432732

Verwenden SI· Im Schriftverkehr euch uniar'Zeicheni

ftverkehr au

II/C

TURHER «5: NEWAlI LIMIiDED, Asbestos House, Fountain Street,

Minohester 2, Lancashire, England

"Stahlskelett für ein mehrstöckiges Haus"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stahlskelett für ein mehrstöckiges Haus* Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Skelett durch zweckmässige Verteilung, Anordnung und Bemessung seiner Teile so zu gestalten, daß weitgehend gleiche Querschnitte verwendet werden können_e Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das Stahlskelett erfindungs gemäß aus vier langen Säulen, die an den vertikalen Hauskante angeordnet sind und sich vom Grund bis zur Dachbodenhöhe erstrecken und die Last des Daches tragen,, In dem von diesen Säulen umgrenzten Raum erstreckt sich mindestens eine innere kürzere Säule vom Grund bis zu einem Zwischenboden. Dabei haben alle Säulen den gleichen Querschnitte

Die kürzere innere Säule nimmt einen größeren Teil der Last des Zwiachenbodens auf, als die an den Hauskanten

COPY

7„m ς^™;κ«η „«m 21.März 1967 "Stahlskelett für mehrstöckiges _. _ti i. Zum Schreiben vom „...^.„„.„..™„ an .......-.......,.,«.«, . „ P , , Blatt

Fans ■ · «j ₆ ö g 5 3 β

angeordneten Säulen, die dafür aber zusätzlich die Last des Daches zu tragen haben. Auf diese Weise kann die Belastung aller Säulen im wesentlichen gleich gemacht werden, so daß die Querschnitte und Fußstützen der Säulen normalisiert werden können, während zugleich die Festigkeit der Säulen voll ausgenutzt wird.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung an Skeletten für zweistöckige Häuser. In diesem Falle werden in der bevorzugten Ausführung der Erfindung zwei weitere lange, vom Grund zum Dachboden sich erstreckende Säulen vorgesehen, die in der Mitte zweier gegenüber liegender Hauswände angeordnet sind. In diesem Fälle wird das Skelett mit drei dreieckförmigen Dachbindern aus Stahl versehen, deren Enden mit den sechs langen Säulen des Skeletts verbunden sind und parallel zu den Stirnseiten des Hauses verlaufen. Ein in dieser Weise gestaltetes Skelett kann noch zwei weitere kürzere Säulen erhalten, die sich bis zur Decke des Untergeschosses erstrecken und in der Mitte der beiden übrigen Wände (Vorderwand und Hinterwand) angeordnet sind. In der Gesamtanordnung ergeben sicn dann zwei parallele Reihen von je drei in gleichem Abstand angeordneten langen Säulen mit einer Reihe in gleichem Abstand angeordneter kürzerer Säulen zwischen den beiden erstgenannten Reihen.

Die Säulen des Skeletts werden in der bevorzugten

BAD ORIGINAL

0098U/1U7

160953«

Ausführung der Erfindung auf der Höhe des Zwischenbodens, also der Decke des Untergeschosses, durch horizontal verlaufende Träger von C-Querschnitt miteinander verbunden, wobei jeder Träger eine Länge hat, die gleich der halben Länge oder Breite des Gebäudes ist.

Ein in dieser Weise gestaltetes Skelett erweist sich als außerordentlich wirksam in der Aufnahme der vertikalen Last des Hauses. Zusätzliche Verstrebungen zur Aufnahme der seitlichen Kräfte sind unnötig, wenn das Skelett mit starren Platten oder Tafeln verkleidet wird, die sich über die ganze Höhe vom Grund bis zum Dachboden erstrecken. Diese Platten oder Tafeln können aus Asbest oder vorgegossenem Beton bestehen,, Außerdem können hölzerne oder stählerne Rahmen für Fenster vorgesehen werden.

Ein erfindungsgemäß gestaltetes Stahlskelett und ein mit diesem Skelett versehenes Haus sind als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig« 1 das Skelett in Aufriß,

Pig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1 zur Veranschaulichung der Träger, die in Höhe des Zwischenbodens liegen,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Skeletts, Fig. 4 einen Grundriß des Skeletts,

Fig.. 5 einen in Fig. 2 mit V bezeichneten Knotenpunkt einer Säule mit drei Trägern, und zwar in auseinandergenommenem Zustand,

Fig. 6 eine Ansicht der Verbindung nach Fig. 5 von oben,

0098U/1U7

Fig. 7 einen in Fig. 4 mit YII bezeichneten Knotenpunkt

zur Verbindung einer Säule mit zwei Trägern und einem Dachbinder, und zwar in auseinandergenommenem Zustand, Fig. 8 die in Fig. 7 dargestellten leile in Aufriß, Fig. 9 einen schematisch gehaltenen Horizontalsohnitt durch eine Ecke des Hauses,

Fig.10 einen Ausschnitt aus Fig. 9 in vergrößertem Maßstab, Fig. 11 einen Vertiitalschnitt durch einen Teil der Stirnwand

des Gebäudes nach Linie XI - XI in Fig. 9 und Fig.12 einen Vertikalschnitt durch eine mit Fensterrahmen versehene Hauswand n&oh Linie XII - XII in Fig. 9.

Das Stahlskelett des Hauses besteht gemäß Fig. 1 bis 4 aus einer Reihe dreier längerer Säulen 13,14 und 15, die die Vorderseite des Gebäudes bilden, und einer Reihe dreier ebenso langer Säulen 16,17 und 18, die die Mokseite des Hauses bilden. Diese sechs Säulen erstrecken eioh bis zur Höhe des Dachbodens. Eine iieihe kürzerer Säulen 19, 20 und 21 erstreckt sich nur bis zum Zwischenboden,, also zur Decke des Untergeschosses, und ist zwischen den beiden Reihen der längeren Säulen angeordnet. Alle neun Säulen sind aus Stahlblech von einer Dicke gefertigt, dessen Dicke der britischen Norm "ten gauge" entspricht· Sie haben quadratischen Kastenquerschnitt mit einer Kantenlänge von 50 mm. Jede Säule ist mit ihrem unteren lande gemäß Fig. 5 und 7 an eiwe Fußplatte 22 geschweißt, die mit einem Loch in Flucht mit der Säulenmitte versehen ist. In eine Seitenwand der Säule

009814/1147 baB

1609535

ist im Anschluß an die Fußplatte eine Öffnung 23 geschnitten, um Zugang zu dem Loch zu schaffen» Alle Säulen sind fest mit einer gemeinsamen Grundplatte 24 aus Beton verbunden, und zwar durch eine Reihe von Bolzen, die in die Grundplatte eingebettet sind und an deren Oberseite in die Löcher der Bodenplatte 22 vorragen, so daß die Säulen durch aufgeschraubte Muttern fest mit dem Beton verbunden werden können. Dies ist im einzelnen in der auf die gleiche Anmelderin lautenden, gleichzeitig mit der vorliegenden hinterlegten Patentanmeldung beschrieben, für die die Priorität der britischen Anmeldung 4650/66 beansprucht ist.

Auf der Höhe des ^wischenbodens sind die am Umfang des Skeletts angeordneten Säulen miteinander durch horizontale Träger verbunden, die mit den Ziffern 25 bis 32 bezeichnet sind. Diese Träger sind im Querschnitt 0-förmig und haben eine Breite von 150 mm. Sie sind aus Stahlblech von einer Dicke gewalzt, die der britischen iiorni "fourteen gauge" entspricht. Auf derselben Höhe ist die mittlere Säule 20 mit den Säulen 14,17 und 21 durch weitere horizontale Träger 33,34 und 35 verbunden, die im Querschnitt doppel-C-förmig sind, wobei die Rückseiten oder Stege der C-Querschnitte aneinandergeschweißt sind. Ebenfalls auf der Höhe des Zwischenbodens ist der Träger 31 mit dem Träger 35 durch einen Träger 36 verbunden, der teilweise aus einfachem C-Querschnitt und teilweise aus Doppel-C-Querschnitt besteht. Ferner ist der Träger 32 mit dem Träger 33 durch einen weiteren Träger 37 verbunden, der ebenfalls teilweise aus ein-009814/1U7

1609538

fächern C-Querschnitt und teilweise aus Doppel-C—Querschnitt besteht. Die typische Form einer Verbindung zwischen Säulen und Trägern ist in Fig. 5 und 6 dargestellte Demgemäß sind an entgegengesetzten Seiten der Säule 21 Winkelstücke 38 und 39 angeschweißt, deren vorstehende Lappen mit Bolzenlöchern 40 versehen sind, die mit Bolzenlöchern 41 in den Stegen der Träger 27 und 28 fluchten, so daß die Lappen und Stege durch Bolzen 42 miteinander verschraubt werden können. Ein Winkelstück 43 ragt mit einem Lappen von der Innenseite der Säule 21 vor und wird zwischen zwei Platten 44 geschoben, die an entgegengesetzte Seiten des gemeinsamen Steges des aus zwei C-Profilen bestehenden Trägers 34 geschweißt sind. Die Platten 44 sind mit den Bolzenlöchern 45 versehen, so daß sie mittels Bolzen 46 mit dem Lappen des Winkelstückes 43 verschraubt werden können. In vollständig zusammengebautem Zustand erscheint die Verbindung in Fig. 6.

In Dachbodenhöhe sind die mit den airfern 13 bis Ιο beaeichneteri Säulen durch horizontale Träger 47,48,49 und von G-Querschnitt verbunden. Dabei sind die Verbindungen zwischen den Säulen. , und den Trägern ebenso gestaltet wie zwischen der Säule 21 und den Trägern 27 und 28 in Fig. 5 und 6.

Entgegengesetzt zueinander angeordnete Paare langer Säulen 13 und 16, 14 und 17 sowie 15 und 18 sind oben durch dreieckförmige Dachbinder 51,52 und 53 verbunden. Wie beispielsweise aus Fig. 3 hervorgeht, besteht jeder Dach-

BAD ORIGINAL 0098U/1U7

binder aus einem unteren, Von einem Hohlprofil gebildeten Träger 54, aus zwei geneigten oberen,ebenfalls hohlen Trägern 55 sowie aus Zwischenstreben 56 und Stirnplatten 57« Fig. und 8 zeigen die typische Form einer Verbindung zwischen einem Dachbinder und einer Säule, Wie dort gezeichnet, ist die Stirnplatte 57 mit zwei Bolzenlöchern 58 versehen, die mit entsprechenden Löchern nahe dem oberen Ende der zugeordneten langen Säule fluchten, also der Säule 14 in Fig. 7. Durch die miteinander fluchtenden Löcher werden Bolzen 59 gesteckt und mit Muttern versehen, um den Dachbinder an die Säule anzuschließen. Die Säule 14 ist außerdem mit Winkelstücken 60 versehen, durch die nach entgegengesetzten Seiten vorstehende Lappen gebildet werden, welche mit Bolzenlöchern zum Anschluß der Enden der Träger 47 und 48 an die Säule versehen sind, ähnlich wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Vier metallene Pfetten 61 von Z-Qaerschnitt erstrecken sich quer über die Oberseiten der drei Dachbinder und sind mit diesen verschraubt. Fig. 1 veranschaulicht in strichpunktierten Linien die Verwendung vorübergehend angebrachter Winkeleisen 62 zur Verbindung der Säulen 13 und 14« In ähnlicher Weise zeigt Fig. 3 ^rentsprechende Hilfsverbindungen 63 zwischen den Säulen 15 und 18 und den Trägern 27 und 28. Nachdem das Skelett lose zusammengebaut worden ist, werden diese Hilfsνerbindangen angebracht, um die Säulen lotrecht auszurichten. Hierauf werden sämtliche Schraubverbindun-

00981 kl 1U7

gen festgezogen und die HilfsVerbindungen 62 und 63 wieder entfernt.

Sieht man von den Dachbindern und Pfetten ab, dann besteht das ganze Skelett aus zwei Sorten genormter Bestandteile, nämlich den Hohlsäulen vo:i quadratischem Querschnitt und den Trägern von C-Querschnitt. Keiner der horizontalen Träger erstreckt sich über mehr als die Hälfte der Länge oder Breite des Hauses, so daß ihre Biegefestigkeit und Korrosionsfestigkeit voll ausgenutzt werden. Durch diesen Aufbau gestaltet sich die Handhabung der einzelnen Bestandteile bei der Errichtung des Skeletts besonders einfach. Es wurde gefunden, daß sechs Munn das ganze Skelett in einer Stunde errichten können, und zwar lediglich unter Verwendung von Stützböcken und Spannschlüsseln ohne Hebezeuge. Das Skelett kann daher billig und außerordentlich schnell errichtet werden und ist gleichwohl als stützendes und tragendes Element für die vertikale Gebäudelast vorzüglich geeignet. Ist das Skelett mit Verkleidung versehen worden, dann verhindert diese alle seitlichen Verformungen des Skeletts und liefert daher den größten Teil des Widerstandes gegeu in seitlicher Richtung wirkende Kräfte. Die ungewöhnliche Verwendung relativ langer und relativ kurzer Säulen in Kombination miteinander hat zur Folge, daß jede Säule im wesentlichen den gleichen Anteil der vertikalen Last trägt, so daß die Festigkeit der Säule voll ausgenutzt ist,

0098U/1U7

obwohl alle Säulen aus dem gleichen normalen Profil bestehen.

Beispiele für die Verkleidung des Siceletts sind in Ji^Tig. 9 bis 12 darge£?tellt. Längs jeder Stirnseite des !!■«uses ist eine hölzerne Bodenplatte 64 vorgeoenen, die mit dem Betonboden 22 durch eingeschossene Bolzen verbunden ist. Dabei kann ein Bolzentyp verwendet werden, der es gestattet, Teil 64 vom Betonboden wieder zu lösen, beispielsweise ein Gewindebolzen. Die Bodenplatte 64 bildet eine Umgrenzung für eine die endgültige Bodenfläche bildende Betonauflage 65. Ein Zwischenboden 66 ist mit einem Flansch 67 versehen, der auf den horizontalen Trägern 26,27 in Höhe der Decke des Untergeschosses ruht, wobei ein Isolierstreifen 68 zwischen den flansch 67 und den zugeordneten Träger gelegt ist. Die untere Fläche des Zwischenboden 66 bildet die Decke des darunter befindlichen Raumes. An der Kante des Zwischenbodens 66 ist eine Winkelleiste 69 angebracht und die Wand des Raumes im Untergeschoß wird von einer Asbestplatte 70 gebildet, die auf dem profilierten Teil der Bodenplatte 64 ruht und an der Winkelleiste 69 anliegt, wobei die Ecke auf der Innenseite durch eine weitere Leiste 71 abgedeckt ist. Die Innenwände der Räume des Obergeschosses werden von weiteren Asbestplatten 72 gebildet, deren ^nterkanten genutet sind und auf profilierten Bodenplatten 73

009814/1 147

ruhen, die von oben auf den Zwischenboden 66 gescnraubt sind» An ihren oberen Kanten sind die Platten'72 mit dem oberen Träger 55 des Dachbinders durch Hakenbolzen 74 mit Muttern verbunden.

Die Außenseite des Stahlskeletts ist au jeder Stirnwand des Gebäudes mit vertikalen Asbestplatten 75 verkleidet, die sich von der Betongrundplatte bis zur Höhe des Dachbodens erstrecken. Jede Platte 75 ist gemäß JPig. 10 und 11 an einer vertikalen Kante bei 76 U-förmig profiliert, und die so geformte Kante jeder Platte ist an den Träger 54 des benachbarten seitlichen Dachbinders durch einen Hakenbolzen 77 sowie durch selbstschneidende Schrauben 78 und 79 an die Bodenplatten 64 und 75 angeschraubt,, Die andere vertikale Kante jeder Platte 75 hat einen nach innen gewandcen Plansch 80, der in das U-Profil der benachbarten Platte 75 greift und mit der ihm benachbarten Seitenwand des U-Profils 76 durch selbstschneidende Schrauben 81 verbunden ist.'. '

Der dreieckförmige Giebel zwischen der Oberkante der Platten 75 auf Dachbodenhöhe und dem eigentlichen Dach wird durch einen aus gegossenem Asbestzement bestehenden zwickelartigen Körper 82 vervollständigt«, Mit den Pfetten 61 sind gewellte Dachplatten 83 aus Asbestzement verbunden. Das so fertiggestellte Dach wird gegen den Zwickel 82 durch eine Kappe 84 dicht abgeschlossen.

0098U/1U?

16ÖS536

I¹Ig, 12 zeigt eineii Teil der Vorderwand des Gebäudes -_o Ein Kinkelprofil 85 aus Metall ist durch eingeschossene Bolzen mit der Betongrundplatte 24 verbunden,, Auch diese Verbindung kann lösbar gestaltet werden, beispielsweise durch Verwendung von Gewindebolzen* An dem vertikalen Flansch dieses Profils ist eine Bodenplatte 86 angeschraubt. Ein einziger Fensterrahmen 87 aus Holzwird durch die Bodenplatte 86 unterstützt und durch einenHaltestreifen 88 gesichert. Seine obere Seite wird von einem Hauptträger 89 gebildet, der an .den horizontalen., auf Dachbodenhöhe liegenden Träger 48 angeschraubt ist. Während der Errichtung des Gebäudes wird 'der Fensterrahmen direkt aus der horizontalen Lage aufwärts geschwenkt,wobei er,mit seiner Unterkante auf der Bodenplatte 86 ruht. ;

Der Fensterrahmen besteht aus einem verglasten kleineren Rahmen 90 mit Verglasung 91» einem äußeren Flachteil 92 aus Holz, einer Ausnehmung 95 zur Aufnahme des horizontalen Trägers 26, der sich auf der Höhe des Zwischen-

bodens befindet, einer inneren Asbestschicht-Auskleidung 94 und einem oberen verglasten Rahmen 95 ήί% Vergla.sung 96. Eine Dachrinne 97 ist mit dem Träger 89 verbunden, um Wasser von der Dachoberfläche in an geeigneter Stelle angebrachte Abflußleitungen überzuführen. _ά-^

Das beschriebene und in Fig. 1 bis 10 dargestellte

009814/1147

Stahlskelett besteht aus miteinander versehraubten Einzelteilen und ist außerdem mit der das Fundament bildenden Betonplatte 24 durch Schrauben verbunden. Daher kann das ganze Skelett vom Fundament gelöst, mit einem Kran gehoben u :d anschließend abtransportiert und an anderer Stelle auf.ein neues Fundament gesetzt werden. Ist das Fundament für den '.Transport zu groß, so kann es durch Lösen einiger oder aller Vers ehr aubungen leicht in 'feile zerlegt werden, die bequem transportiert und am neuen Aufstellungsort wieder zusammengefügt werden.

Das vorstehend Gesagte gilt auch für das gemäß Fig. 11 und 12 mit Verkleidungen versehene Haus. Denn die Verkleidungen sind mit dem Skelett wiederum durch Schrauben verbunden und lassen sich daher von dem Skelett leicht lösen und getrennt von dem Skelett zu einem neuen Aufstellungsort transportieren.

00 9.8 1 4/Ί 147

Claims

1M9536

TURHER & NEWALl MMITED, Asbestos House, Fountain Street, Manchester 2-, Lancashire, England

Patentansprüche; - :

Stahlskelett für ein mehrstöckiges Haus, bestehend aus miteinander verbundenen Säulen und Balken, d a d ure h g e k e η η ze t cn η e t , daß es aus vier längeren Säulen (15»15»16,18) an den vertikalen Hauskanten besteht, die sich vom Grund, bis- zum Dachboden erstrecken und die Last des Daches tragen," und daß in dem .Von diesen Säulen umgrenzten Raum mindestens eine i-nnere,^: kürzere Säule (20) angeordnet"¹! st, die sich vom Grund nur bis zu eirieai Zwischenboden (66) erstreckt,. wobei alle^r Säulen den gleichen· Quer-· schnitt haben, . .". ·> : ^{r ;} : ·

2. Skelett nach Anspruch 1- für /ein zweistöckiges Haus, d a d u r c h g e k e η η ζ e i 'c h η e t , daß zwei weitere lange, vom Grund zum Dachboden hin sich erstreckende Säulen (Hi17) vorgesehen sind, die in der Mitte zweier gegenüber liegender Gebäudewände angeordnet sind, und daß das Skelett mit drei dreieckförmigen Dachbindern (51,52,55) aus Stahl versehen ist,. deren Enden mit den sechs langen Säulen (15 his 18) des Skeletts verbunden sind.

5v Skelett naoh Anspruch 2, d a du rc h ge kenn —

00 981Λ/1147

zeichnet , daß noch zwei weitere kürzere Säulen (19,21) vorgesehen sind, die sich bis zur Deöke (66) des Untergeschosses erstrecken und in der Mitte'der beiden übrigen Gebäudewände angeordnet sind. .

4. Skelett nacn einem der Ansprüche 1 bis 3, α u d u r c h geken'nz- eichne t , daß die Säulen (13 bis 21) im Bereich der Zwischenböden und des Dachbodens durch Träger (25 bis 36) von C-Profil miteinander verbunden sind, von denen jeder halb so lang ist, wie die Breite der entsprechenden Wände des riauses.

5. Skä-ett- nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einige Träger·(33 bis 37) im Bereich des Zwischenbodens aus Doppel-C-Profilen bestehen, die durch Verbinden der Außenfläche der Stege zweier C-Profile hergestellt sind.

6. Skelett nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (13 bis 21) aus liohlprofilen bestehen und zur Verbindung zwischen den Säulen und den Trägern (25 bis 36) Zwischenstücke (40,43) vorgesehen sind, die mit den Säulen verschweißt sind und seitlich über die Säulen hervorragen.

7. Mit einem Stahlskelett nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgerüstetes Haus, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Verkleidung aus Asbestplatten

0 0 9 814/11 47 BAD ORlQlNAL

·^Λ■-'■' ■ 1609538

(70,72, 83,34) zur Dachabdeckung und Vfandbildung mit Fenstern (94) mit Holzrahmen (87) versehen ist, wobei die zur Wandbildung dienenden und die mit Fensteröffnungen versehenen Platten sieh vom Grund bis zum Dachboden erstrecken.

0 0 98U/1147

—ft" Leerseite