DE1811932A1

DE1811932A1 - Betonbalken,insbesondere fuer Raumgitter und Stuetzmauern

Info

Publication number: DE1811932A1
Application number: DE19681811932
Authority: DE
Inventors: Herwig Neumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1968-11-30
Publication date: 1970-06-18
Also published as: BE742301A; LU59882A1; DE1811932B2; CH514757A; FR2024639A1; AT301455B; DE1811932C3

Description

PATENTANWALT

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

-9. November I968

- N 149 -

Herwig Neumann, 7OJ51 Hüdrizhausen, Quellenstr» j>

Betonbalkenj insbesondere für Raumgitter und Stützmauern

Zur Befestigung von Hängen, Herstellung von Terrassen oder im Straßenbau ist das sogenannte Raumgitter-Verfahren bekannt« Bei diesem werden aus Holz, Eisen oder Beton bestehende Balken beliebig gewählter Länge zu einer Längswand aneinander und aufeinander gesetzt und durch etwa senkrecht von dieser Wand abgehende Elemente im Erdboden verankert oder auch mit einer zweiten etwa parallel oder auch winklig verlaufenden Wand verbunden» Das dadurch entstehenae Raumgitter kann mehrere kastenförmige siloartige Abtelle haben, die mit Steinen, Schotter, Kies oder Erde ausgefüllt werden« Die Raumgitter-Zusammensetzung richtet sich nach der Beschaffenheit, den Abmessungen der verschiedenen Bauelemente und den örtlichen Verhältnissen im Gelände und wird stets durch erfahrene Fachleute auf der Baustelle durchgeführt»

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Elemente für solche Wand- und Raumgitter-Konstruktionen zu vereinheitlichen, damit diese fabrikmäßig herstellbar sind, zur Baustelle angeliefert und dort ohne Veränderung und ohne Hinzufügung irgendwelcher Befestigungsteile von ungelernten Kräften zusammengesetzt werden können* Dabei sollen sie ein absolut widerstandsfähiges zweckmäßiges Raumgitter ergeben»

Das Grundelement dafür ist ein neuartiger Balken aus Beton, der auf seiner oberen Fläche eine Reihe angegossener Zapfen in Abständen voneinander aufweist, die in Aussparungen des darüber zu setzenden Balkens, die gleiche Form wie die der Zapfen besitzen, einsetzbar sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausfuhrungsform des Grundelementes entsteht, wenn der Querschnitt der Balken trapezförmig gewählt ist, so daß die beiden Seitenflächen geneigt sind«, Wenn dazu auch die auf die obere schmalere Fläche aufgesetzten Zapfen und die runden Ausnehmungen an der breiteren Unterseite der Balken konisch nach oben sich verjüngend ausgebildet sind,,so ermöglicht diese Ausführung winklige Verbindungen sowohl der in mehreren Schichten aneinander gesetzten Balken zu Längswänden, als auch der abgehenden Querstücke oder Binder, indem Zapfen-Verbindungen an den Balkenenden als Scharniere wirken·

In der Regel wird man den Zapfen eine etwas größere Länge geben, als es der Höhe der Ausnehmungen entspricht« Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß beim Aufeinandersetzen der Balken Materialersparende Abstandsschlitze entstehen, in denen die unteren Teile der Zapfen sichtbar sind* Diese Schlitze gewährleisten den Abfluß von Tageswasser. Um auch eine gute Sickermöglichkeit an der Luftseite einer Wand zu erhalten, werden vorzugsweise Steine, Schotter oder Kies hinter die Balken eingefüllt» Durch die geneigten Seitenflächen der Balken, bedingt durch den trapezförmigen Querschnitt, ergeben sich Wände mit einer lamellenartigen

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Gesamtansicht, die weiterhin von der unterschiedlichen Länge der Längsbalken (auch als Läufer bezeichnet), von der Häufigkeit der Gliederung und der Einbindung von Querbalken beeinflußt wird.

Die einfache Bauart der balkenförmigen Elemente, ihre Verwendungsmöglichkeit für alle Teile eines Raumgitters und das bequeme Zusammensetzen durch ungelernte Arbeiter macht die Anwesenheit besonderer Fachleute, wie sie bisher zur individuellen Herstellung von Verankerungen notwendig waren, überflüssig» Ein besonderer Vorteil der mit den geneigten Seitenflächen ausgestatteten Balken liegt darin, daß für ihre Herstellung keine zerlegbare Form erforderlich ist, dafür vielmehr eine einfach herzustellende z,B« aus Beton gegossene und beispielsweise durch Lackieren oder Auslegen mit dünnen Blechen geglättete Form verwenden kann» Die Trapezform des Balkens bedingt auch gegenüber Verbindungsstücken mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt eine Ersparnis an Material und Gewicht« Übereinandergesetzte Balken der neuen Form bieten durch ihre überstehenden unteren Kanten den Hebezeugen einen günstigen Ansatz soivohl beim Aufbau einer Mauer oder Wand als auch bei Versetzarbeiten von Hand oder mittels Werkzeug. Infolge der geneigten Kanten an den Balken und ihren Zapfen läuft bei den übereinander gesetzten Körpern das Wasser ab, wodurch,'vor allem bei den Aushöhlungen, bei Fr.ost keinerlei Eisbildung zu befürchten ist« Die völlig mörtelfreie Versetzart ermöglicht es den Bestandteilen der Mauer, den bei ungewöhnlich starkem Frost etwa auftretenden Kräften nach oben auszuweichen, Querbalken als Stützen für Mauern oder als Binder zwischen zwei Längsmauern brauchen oft nicht jede Schicht der Längsbalken zu verankern.

Wenn, was meist der Fall ist, Querbalken nur auf Zug beansprucht, also keinem wesentlichen Druck ausgesetzt sind, können sie als flache Längsbalken ausgebildet sein, die nur etwa 1/3 so hoch sind wie die üblichen Elemente und nur die untersten Abschnitte der Aussparungen aufweisen, die dann als Löcher erscheinen. Bei

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Verwendung eines derartig flachen Verbindungssteges kann der Zapfen des dazu gehörenden Auflagebalkens in der Längsmauer mit seinem Oberteil noch durch die Endöffnung des anschließenden flachen Binders heraustreten und dann für den darüber zu legenden Längsbalken als Verankerung dienen.

Die einzelnen Merkmale des neuen Balkens, besonders für dessen Verwendung in Raumgitter-Konstruktionen, sind an Beispielen gemäß den beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert:

Fig« 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des neuen Betonbalkens W in Ansicht,

Fig, 2 dessen vertikalen Längsschnitt gemäß der Linie A-B in Fig, I.

Fig· 3 ist die Ansicht von oben, während Fig« h die Ansicht des Balkens von unten wiedergibt.

Fig» 5 stellt schematisch den Teil einer aus den Betonbalken bestehende Längswand dar, bei der die/6beren Teile der Zapfen in die Ausnehmungen der darüber liegenden Balken eingeführt sind»

Fig. 6 ist der Längsschnitt nach der Linie C-D in Fig. 5·

Fig» 7 zeigt die perspektivische Ansicht einer aus den Betonbalken bestehenden Längswand, bei der die Zapfen der

^ unteren Balken vollständig in die Ausnehmungen der dar-

über liegenden Balken eingreifen.

Fige 8 zeigt in Seitenansicht und Draufsicht ein Bauelement, dessen Höhe nur etwa den dritten Teil eines Balkens aufweist, das jedoch ebenfalls als Verbindungselement zwischen zwei Längswänden verwendbar ist, wie dies beispielsweise in ■

Fig, 9 erkennbar ist, bei der die Balkenform vereinfacht gezeichnet ist»

Fig.10 erläutert die Schwenkbarkeit seitlich abgehender Balken um den Tragzapfen des darunter liegenden Balkens.

Fig.ll läßt die Unterseite eines Balkens erkennen, bei dem die Ausnehmungen als Langlöcher ausgebildet sind« "

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Pig« 12 erläutert die Entstehung einer Beziehung zwischen dem Zapfenabstand, dem Winkel des abgehenden Querbalkens und der Fuge, die für diesen Querbalken vorzusehen ist.

Fig. 13 bis 17 sind Gitterwände bzw« Raumgitter unterschiedlicher Art, wie sie unter Verwendung der erfindungsgemäßen Balken zusammengesetzt werden können«

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig# 1 bis 4 ist das der Erfindung zugrunde liegende Element, ein Balken aus Beton, mit trapezförmigem Querschnitt gezeichnet, der Zapfen an der Oberseite und Aussparungen an der Unterseite aufweist. Die Länge des BaI- g kens ist ein Vielfaches seiner Stärke. Seine untere Fläche 1 ist breiter als die obere. Die seitlichen geneigten Flächen sind mit J5 und 4 bezeichnet. Auf der oberen Fläche 2 sind in bestimmten gleichen Abständen die Zapfen 5 vorgesehen« Sie haben die Form von Kegelstümpfen. Ihre Mantelfläche 6 verläuft etwa in gleicher Neigung wie die Seitenflächen J> und 4 des Balkens, wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich ist. Sie kann auch genau in der Verlängerung der Seitenflächen J5, 4 verlaufen, so daß dann die Grundfläche der Zapfen 5 sich über die ganze Breite der oberen Flächen 2 erstreckt, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig» 6 der Fall ist. Entsprechend befinden sich in der unteren Fläche des Balkenkörpers die den Zapfen 5 entsprechenden Aussparungen 7, ebenfalls mit konisch nach innen zueinander lau- { fenden Mantelflächen* Die Aussparungen weisen die gleiche Höhe auf wie die Zapfen 5, jedoch können sie auch kürzer sein, so daß dann beim Aufeinandersetzen zweier Balken zwischen diesen eine Fuge oder ein Schlitz 9 entsteht (Fig, 5)· Zur Erhöhung der Stabilität können die Balken durch Stahleinlagen armiert sein»

Die seitlichen Stirn- oder Endflächen 8 der Balken verlaufen in der Regel etwas nach innen geneigt, so daß beim Zusammensetzen des Längsbalkens mit einem senkrecht zu seinem Längsverlauf anzusetzenden Querbalken die Endfläche der Läufer parallel zu den geneigten Seitenflächen j5 oder 4 des Querbalkens verläuft» Dies

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ist aus der Fig. 5 deutlich zu erkennen, bei der drei Balkenschichten übereinandergelegt in Ansicht bzw* in Fig. 6 im Schnitt gezeigt sind. In der obersten Schicht können naturgemäß die Zapfen 5 entfallen. Infolge der verhältnismäßig geringen Höhe der Ausnehmungen dringen die Zapfen nur teilweise in diese ein, so daß. die unteren Teile 10 der Zapfen die Abstände 9 der Balkenschichten voneinander bestimmen.

Fig. 7 zeigt eine entsprechende Raumgitter-Anordnung in perspektivischer Ansicht. Darin liegen die Verbindungszapfen vollständig in den Ausnehmungen der darüber stehenden Elemente, ™ Dieses Beispiel läßt an den frei sichtbaren Zapfen 5 erkennen, daß Querverbindungen der beiden Längswände nur in der untersten und der obersten Balkenschicht vorgenommen sind.

Da die Querverbindungsstücke von Längswänden in der Regel nur auf Zug beansprucht sind, genügt als Binder anstelle der Querbalken nur deren unterster Teil 12^ etwa in einem Drittel der Höhe, der entsprechend der Darstellung von der Seite und von oben gesehen in Fig· 8 auch nur den untersten Teil der Ausnehmungen 7 zeigt und, wie die Fig» 9 zeigt, die zwischen zwei Längsbalkenschichten die infolge der geringeren Höhe der Aussparungen der Längsbalken entstehende Abstandsfuge- 9 ausfüllt« Jk Die Balken sind in dieser Figur der einfacheren Darstellung halber mit vertikalen Stirnflächen gezeichnet.

Ein großer Vorteil der Zapfenverbindungen der Balken liegt gleichermaßen in der einfachen Verankerung und dem Aneinandersetzen in beliebigem Winkel, bei dem der runde kegelförmige Zapfen als Scharnier dient« Sowohl ein gewinkelter oder ein gebogener Verlauf der Längswände als auch schräg abgehende Querverbindungen oder Querwände können mühelos mit den einheitlich beschaffenen Standard-Elementen" aufgebaut" werden». Wie die Fig· 5 zeigt, ist das Zäpfenmaß 2y d*tt» der Abstand der einzelnen Zapfenmittellinien voneinander in der Regel sogpwähltj daß ab« gehende Querbinder zwischen zwei Längselementen mit ihrer ersten

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Aussparung genau auf einen frei gelassenen Zapfen zu liegen kommen· Ist es erforderlich, daß ein Binder in schräger Richtung abgeht, wie beispielsweise in Pig» IO dargestellt,ist, kann der Fall eintreten, daß die zur Verfügung stehende Lücke zwischen den beiden Längsbalken nicht ausreicht, um das geschwenkte Binderende unterzubringen« In diesem Falle müssen die beiden Balken einen größeren Abstand voneinander haben, sie müßten also bei dem üblicherweise fest liegenden Zapfenmaß um einen Zapfen weiter auseinandergesetzt werden« Dabei aber werden die Lücken zwischen Quer- und Längsbalkenenden meist so groß, daß die Stein-, Erd- oder Schotterfüllung des Raumgitters an diesen Stellen leicht herausfallen kann« Dieser Nachteil läßt sich zum Teil dadurch beheben, daß entweder die Anzahl der Ausnehmungen in den Längsbalken gegenüber den Zapfen verdoppelt wird oder aber die einfachen Ausnehmungen 7 zu Langlöchern 13 entsprechend der Fig. 11 erweitert werden·

Wiederholen sich bestimmte Schrägabgänr-e bei einer größeren Raumgitter-Konstruktion, so konruir herein die Balken mit einem passend zu berechnenden Zapfenmaß hergestellt werden« Es läßt sich bei bestimmter Balkenstärke und einem bestimmten Schrägwinkel dasjenige Zapfenmaß berechnen, bei dem die abgehenden Querbalken genau an die Längselemente ohne Fuge an- I schließen. Dies erläutert die Fig· 12.

Darin sind die beiden Längsbalken 14, I5 und der abgehende Querbalken 16 in ihrer größten Breite 2a dargestellt, das Querelement neigt sich von der senkrecht abgehenden Stellung um den Winkel CC , um eben noch an der Ecke P des rechten Längsbal·· kens 15 vorbeilaufen zu können» Ist b die dabei entstehende Fuge zwischen Quer- und Längsbalken und d der Abstand der Zapfen von der Stirnseite 8 der einzelnen Balken, dann ist der Zapfenabstand ζ gleich der Summe von halber Balkenbreite a, Fuge b und Zapfenabstand vom Balkenende d, also

Z = a + b + d,
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•In Pig« 12 ergeben sich aus den Hilfsdreiecken OPQ, und ORS
folgende Beziehungen:

D cos ^ _=rA_ _a+o=

2) tg oC == b - ο -= a · tg

d.

Daraus ergibt sich durch Addition: a + b - a (tgX-f ■ ■
oder das Zapfenmaß Z-a + b + d = <?C ( tgopf

Die Fuge b hat daher den Wert b = a (tg oC + - 1)

In den Fig· IJ - 17 sind Beispiele von Stützmauern und Raumgitter-Konstruktionen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Betonbalken schematisch dargestellt.

Wenn etwa in besonderen Fällen mehrere Balkenreihen dicht nebeneinander zu erstellen sind, könnten als Basis größere Tragflächen mit aufgesetzten Zapfen vorgesehen werden, auf denen dann die
weiteren Bestandteile errichtet werden.

Die schrägen Seitenflächen J5# ²^ der Balken könnten auch gebogenen, z.B. parabolischen Verlauf haben·

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Claims

PATENTANWALT

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

Herwig Neumann,

Hildrizhausen 29, November 1968

- N 149 -

Ans ρ r ü c h e

1# Betonbalken, vorzugsweise trapezförmigen Querschnitts, insbesondere zur Herstellung von Stützmauern und Raumgittern, dadurch gekennzeichnet, daß auf seiner oberen (z«B. schmaleren) Fläche (1) in gleichen Abständen mehrere Zapfen (5) und/oder "

in seiner (z.B, breiteren) Grundfläche (2) der Zapfenform entsprechende Aussparungen (7) vorgesehen sind»

2» Betonbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (7) genau unterhalb den Zapfen (5) vorgesehen sind»

3, Betonbalken nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Aussparungen an der Balken-Unterseite (1) im halben oder Viertel-Zapfenmaß (2) vorgesehen sind«

4« Betonbalken nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich- i net, daß Aussparungen an der Balken-Unterseite (1) in Längsrichtung des Balkens zu Langlochöffnungen (13) erweitert sind,

5» Betonbalken nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Aussparungen (7) geringer ist als die Höhe der Zapfen (5), und ihre Weite nur dem darin aufzunehmenden Teil des Zapfens des darunter befindlichen Balkens entspricht*

6» Betonbalken nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Endstirnflächen (8) der Balken etwa gleich ihrer Seitenflächen-Neigung (j5, 4) ist»

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7» Raumgitter oder Stützmauer aus Betonbalken nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Balken übereinanderliegend gegeneinander versetzt und mit ihren Zapfen (5) und Aussparungen (7) ineinander greifend zu einer Wand oder Mauer vereinigt sind, wobei auch an einzelnen Zapfen gleiche, in einem Winkel seitlich abgehende Elemente zur Verankerung im Erdboden oder als Binder zu einer zur ersten etwa parallel oder winklig verlaufenden zweiten Mauer verwendbar sind*

8. Raumgitter oder Stützmauer nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß als Querelemente erheblich geringere, etwa den untersten dritten Teil-der Höhe der Längsbalken aufweisende Verbindungsteile (12) verwendet sind»

9· Raumgitter oder Stützmauer nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zapfenmaß (Z) d»h*. der Abstand der Mittelachsen benachbarter Zapfen, der Wert

Z - a (tg oC +τ^-ζο ) + d

gewählt ist, worin a die halbe Breite der Balken, b der Abstand der Mittellinie der Zapfen (2) vom Balkenende und &C die Neigung des schräg abgehenden Querelementes geaen die Senkrechte zur Längswand ist.

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