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Die Erfindung betrifft ein Bausystem
mit Fertigbauelementen zum Aufbau von Gebäudebodenplatte bzw. Gebäudekeller,
wobei ein erstes Fertigbauelement als Deckenmodul ausgebildet ist.
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Fertigbauelemente sind zur Erstellung
von Gebäuden
in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Vielfach werden
zweidimensionale Wandelemente mit umfangreichen Hilfskontruktionen
zur Abstützung
der Wände
während
der Aufbauphase miteinander verbunden und anschließend mit
entsprechenden Deckenelementen versehen. Zweidimensionale Fertigteil-Systeme
haben daher den Nachteil eines relativ hohen Kostenaufwandes für die Aufstellung
und Montage der einzelnen Fertigteilelemente.
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Um hier Besserung zu verschaffen,
wurden Raumzellen entwickelt, welche in Form einer Kiste oder eines
Containers bereits eine räumliche
Zelle des zu erstellenden Gebäudes
mit Wänden,
Boden und Decke bilden, wie beispielsweise aus der
DE 17 84 054 A1 bekannt.
Die darin beschriebenen kistenartigen Zellen können zwar einfach aufeinander
gestapelt werden, jedoch verliert das aus derartigen Kisten gebildete
Gebäude
an Variabilität.
Eine auf die Planungsaufgabe abgestimmte Flächenaufteilung ist so nur eingeschränkt möglich. Ferner
ist nachteilig, dass Decken und Böden bei einem aus derartigen Kisten
aufgebauten Gebäude
jeweils doppelt vorliegen, was ein unnötiges Raumvolumen und damit
Geschosshöhe
beansprucht und unnötige
Kosten erzeugt.
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Entsprechend ist aus der
US 4,050,215 ein dreidimensionales
Fertigteilbauelement in U-Form bekannt, das zwei gegenüberliegende
Wände und ein
diese Wände
verbindendes Bodenelement aufweist. Derartige Bausysteme eignen
sich jedoch nicht oder nur bedingt zur Herstellung einer Gebäudebodenplatte
bzw. eines Gebäudekellers.
Eine Gebäudebodenplatte
muss eine hohe Tragfestigkeit aufweisen und die Gebäudelasten
sicher in den Untergrund leiten. Dies gilt ebenso für einen
Gebäudekeller,
der zusätzlich
frei einteilbar, also keine Zwischenwände aufweisen sollte.
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Bisher wird die Gebäudebodenplatte
bzw. die Kellerbodenplatte meist vor Ort geschüttet und dann das Gebäude bzw.
der Keller darauf aufgebaut. Für
den Aufbau der Kellerwände
werden im Stand der Technik auch zweidimensionale Wandelemente verwendet.
Die gewünschte
Stabilität
derartiger Konstruktionen wird jedoch erst nach dem Verspannen der
flächigen
Elemente untereinander über
Gebäudeecken
erreicht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Bausystem mit Fertigbauelementen anzugeben, mit dem
ein kostengünstiger
Aufbau einer Gebäudebodenplatte
bzw. eines Gebäudekellers
mit hoher Variabilität
und Stabilität
möglich
ist. Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Bausystem hinsichtlich
einer Gebäudebodenplatte
und in weiterer Ausbildung nach Anspruch 6 hinsichtlich eines Gebäudekellers
gelöst.
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Ein Deckenmodul weist eine im wesentlichen rechteckige
Deckenfläche
auf, wobei an zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen
der Fläche Stirnwandabschnitte
und zwischen den Stirnwandabschnitten entlang der beiden anderen
gegenüberliegenden
Randbereiche Versteifungswangen vorgesehen, die Stirnwandabschnitte
und die Versteifungswangen im Einbauzustand im wesentlichen vertikal
nach unten zeigend ausgerichtet und einstückig mit der rechteckigen Fläche ausgebildet
sind. Mit diesem Deckenmodul kann eine Gebäudebodenplatte gebildet werden,
die sich lediglich an den nach unten zeigenden Stirnwandabschnitten
auf den Untergrund abstützt.
Die gewünschte
Größe der Gebäudebodenplatte
kann dabei durch nebeneinander liegende Deckenmodule gemäß Anspruch
4 gebildet werden. Als minimale Auflage zur Leitung der Auflast
in den Untergrund sind also nur zwei Streifenfundamente erforderlich.
Die auf der Gebäudebodenplatte aufgebrachten
Lasten werden über
die Versteifungswangen zu den Stirnwandabschnitten und dort auf die
Streifenfundamente und somit den Untergrund geleitet.
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Dadurch, dass die Fläche mit
den Stirnwandabschnitten und den Versteifungswangen rechtwinklige
Raumecken bilden, wird eine hohe Festigkeit und Verwindungssteifigkeit
des Deckenmoduls erreicht. Entsprechend planeben können Gebäudebodenplatten
aus mehreren aneinandergefügten
Deckenmodulen erstellt werden.
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Wenn die Versteifungswangen eine
geringere Höhenerstreckung
als die Stirnwandabschnitte aufweisen, wird vermieden, dass die
ebenfalls nach unten zeigenden Versteifungswangen unerwünscht teilweise
auf den Bauuntergrund aufliegen, da die Lastenübertragung ausschließlich über die
Stirnwandabschnitte erfolgen soll. Ferner entsteht durch diese Bauweise
eine Art „Kriechkeller", so dass Ver-/Entsorgungsleitungen
auch später
noch unter dem Gebäude
für Reparatur,
Ersatz oder Erweiterung zugänglich
sind.
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Dadurch, dass bei einer mit den mit
Versteifungswangen versehenen Randbereichen aneinandergrenzenden
Anordnung mehrerer Deckenmodule die beidseitig äußeren Deckenmodule Deckenendmodule
sind, die jeweils außenseitig
eine Versteifungswange in gleicher Höhen- und Dickendimension wie
die Stirnwandabschnitte aufweisen, wird eine allseitig abgeschlossene
Gebäudebodenplatte,
also ein in sich abgeschlossener Kriechkeller unter der Gebäudebodenplatte
gebildet. Ggf. kann die äußere Versteifungswange,
die die gleiche Höhendimension wie
die Stirnwandabschnitte aufweist, auch auf einem Streifenfundament
abgestützt
sein, was jedoch statisch nicht erforderlich ist und häufig auch
nicht gewünscht
sein dürfte.
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Dadurch, dass ein zweites Fertigbauelement als
Kellermodul vorgesehen ist, auf das das Deckenmodul aufsetzbar ist,
wobei das Kellermodul eine im wesentlichen rechteckige Kellerbodenfläche aufweist und
an zwei einander gegenüberliegenden
Randbereichen der Fläche
Kellerstirnwandabschnitte vorgesehen sind, die im Einbauzustand
im wesentlichen vertikal nach oben zeigend ausgerichtet und einstückig mit
der rechteckigen Fläche
ausgebildet sind, wird ein Gebäudekeller
durch das Aufsetzen eines Deckenmoduls auf ein Kellermodul gebildet.
Dabei ist vorteilhaft, dass die für die Konstruktion einer Gebäudebodenplatte
verwendeten Deckenmodule ebenso für die Erstellung eines Kellergeschosses verwendet
werden. Als zusätzliches
Fertigbauelement tritt das Kellermodul hinzu, das mit seiner rechteckigen
Kellerbodenfläche
die Kellersohle und mit seinen Kellerstirnwandabschnitten die Kellerwand teilweise
bildet.
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Wenn das Deckenmodul mit seinen im
Einbauzustand nach unten zeigenden Stirnwandabschnitten zum Aufsetzen
auf die im Einbauzustand nach oben zeigenden Kellerstirnwandabschnitte
des Kellermoduls ausgebildet ist, besteht die Kellerwand des mit
den beiden Modulen erstellten Gebäudekellers aus einem unteren
Teil, der von den Kellerstirnwandabschnitten gebildet ist und einem
oberen Teil, der von den Stirnwandabschnitten des Deckenmoduls gebildet
ist. Es besteht also eine fertigungstechnische horizontale Trennung
im Bereich der Kellerwand. Bevorzugt umfasst dabei der Kellerstirnwandabschnitt
eine Höhenerstreckung
von 2/3 bis 3/4 der Gesamtkellerhöhe und entsprechend der Stirnwandabschnitt
der Deckenmodule eine Höhenerstreckung
von 1/3 bis 1/4 der Gesamthöhenerstreckung
des Kellergeschosses. Damit wird erreicht, dass der Bodendruck im
wesentlichen von den Kellerstirnwandabschnitten, die einstückig mit
dem Boden verbunden sind, stabil aufgenommen wird. Zudem wird auch
ein hinsichtlich der Feuchtig keitsabdichtung schwieriger Trennübergang
im Bereich der Kellersohle zwischen Bodenfläche und Wandabschnitt vermieden.
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Um eine sichere Fixierung der auf
den Kellermodulen aufgesetzten Deckenmodule sicherzustellen, sind
Passungsfalze entlang der die Aufsetzbereiche bildenden Stirnflächen der
Stirnwandabschnitte und/oder der Kellerstirnwandabschnitte vorgesehen. Als
Passungsfalze können
dabei auch Nut-/ Federverbindungen vorgesehen sein. Selbstverständlich wird
die Fügestelle
zwischen Kellermodul und Deckenmodul durch geeignete Dichtmaterialien
gegen stauende Nässe
abgedichtet.
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Entsprechend der modulartigen Bauweise für eine Gebäudebodenplatte
gemäß Anspruch
4 ist es ebenfalls vorgesehen, dass mehrere Kellermodule mit den
freien, nicht mit den Kellerstirnwandabschnitten versehenen Randbereichen
der Kellerbodenfläche
aneinandergrenzend nebeneinander angeordnet sind. Somit lassen sich
auch verschieden große
Gebäudekeller
durch entsprechend zusammengesetzte Module bilden.
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Bevorzugt sind die beidseitig äußeren Kellermodule
Kellerendmodule, die jeweils außenseitig entlang
des freien Randbereiches eine Kellerseitenwand in gleicher Höhen- und
Dickendimension wie die Kellerstirnwandabschnitte aufweisen, womit
auch für
den Aufbau eines Gebäudekellers
die äußere Kellerwand
senkrecht zu den Kellerstirnwandabschnitten als Fertigteil vorliegt.
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Um eine durchgängig modulare Bauweise sowohl
einer Gebäudebodenplatte
wie auch für
Gebäudekeller
zu erlauben, weisen die Decken- und Kellermodule gleiche Flächenerstreckung
auf.
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Um auch bei der modularen Verkettung
in horizontaler Richtung eine hohe Passgenauigkeit und absatzfreie
Flächen
zu erzielen, weisen die Decken- und/oder
Kellermodule an ihren aneinandergrenzenden Randbereichen Passungsfalze
auf. Auch diese Passungsfalze können
als Nut-/Federverbindung ausgebildet werden.
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Wenn die Decken- und/oder Kellermodule ein
einheitliches Raster von 2 m bis 2,5 m, bevorzugt 2,25 m, aufweisen,
wobei jedes Modul eine Breite von einem Raster und eine vielfache
Länge hat,
ist einerseits die normale Transportfähigkeit der Module mit LKW
ohne Sondergenehmigung gewährleistet, zum
anderen können
bei einem rasterartigen Aufbau verschiedenste Gebäudebodenplatten-
bzw. Gebäudekellergrundrisse
in den Rastersprüngen
realisiert werden. Beträgt
beispielsweise die Modulbreite 2,25 m und die Länge ein Vierfaches, also 9
m, bilden vier an ihren Längsseiten
aneinandergelegte Module einen quadratischen Grundriss von 9 m x
9 m.
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Dadurch, dass das Deckenmodul eine
Gesamthöhe
von ca. 1 m hat, wobei die Deckenfläche eine Stärke von ca. 20 cm, entsprechend
die Stirnwandabschnitte eine Innenhöhe von ca. 80 cm und die Versteifungswangen
eine Innenhöhe
von ca. 40 cm aufweisen, ist einerseits die Frostfreiheit für das im
Bereich der Stirnwandabschnitte liegende Streifenfundament gewährleistet.
Andererseits kann beim Aufbau einer Gebäudebodenplatte auf einem im
wesentlichen plangeschobenen Untergrund ein für die Gebäudeinstallation auch nachträglich zugänglicher Kriechkeller
gebildet werden. Beim Einsatz der Deckenmodule für einen Gebäudekeller in Verbindung mit
Kellermodulen mit einer Dimensionierung gemäß Anspruch 16 verbleibt eine
nutzbare lichte Kellerhöhe
von über
2 m, im bevorzugten Ausführungsbeispiel
von 2,30 m im Bereich zwischen Kellerbodenfläche und Unterkante der Versteifungswangen.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Darin zeigt:
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1 eine
Gebäudebodenplatte
aus vier Deckenmodulen gebildet in Draufsicht,
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2 einen
Längsschnitt
je eines Deckenmoduls
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a)
für ein
Deckenendmodul und
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b)
für ein
Zwischenmodul;
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3 einen
Querschnitt durch die Gebäudebodenplatte
der 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung der vier die Gebäudebodenplatte gemäß 1 bildenden Deckenmodule;
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5 einen
Grundriss für
einen aus vier Kellermodulen bestehenden Gebäudekeller;
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6 im
Längsschnitt
die einander zugeordneten Decken- und Kellermodule
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a)
für ein
Endmodul und
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b)
für ein
Zwischenmodul
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7 der
Gebäudekeller
gemäß 5 im Querschnitt und
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8 der
Gebäudekeller
gemäß 5 in perspektivischer Explosionsdarstellung.
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In 1 ist
der Grundriss einer Gebäudebodenplatte 100 bestehend
aus vier Deckenmodulen 1 dargestellt. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
haben die Deckenmodule 1 eine Breite von 2,25 m und eine
Länge von
9 m, woraus sich ein quadratischer Grundriss der Gebäudebodenplatte 100 ergibt.
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In 3 sind
die vier aneinandergrenzenden Deckenmodule 1 im Querschnitt
dargestellt. Jedes Deckenmodul 1 weist eine Deckenfläche 10 und
zwei an einander gegenüberliegenden
Randbereichen der Fläche 10 ausgebildete
Stirnwandabschnitte 11 auf (siehe 2). Ferner sind entlang der beiden anderen
gegenüberliegenden
Randbereiche zwischen den Stirnwandabschnitten 11 in Längsrichtung
des Deckenmoduls 1 Versteifungswangen 12 angeordnet.
Die Versteifungswangen 12 und die Stirnwandabschnitte 11 sind
im wesentlichen vertikal nach unten zeigend ausgerichtet und einstückig mit der
rechteckigen Deckenfläche 10 ausgebildet,
wie dies aus den 3 und 4 ersichtlich ist.
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Ferner sind die beiden äußeren Deckenmodule 1 in
der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform
geringfügig
als Deckenendmodule 1' abgewandelt,
in dem die außenliegende
Versteifungswange 12' die
gleiche Höhenerstreckung
wie Stirnwandabschnitte 11 aufweisen.
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Somit ist das von der Gebäudebodenplatte 100 aufgespannte
Volumen durch die Stirnwandabschnitte 1 1 der Deckenmodule 1 bzw. 1' und die äußeren Versteifungswangen 12' der Deckenendmodule 1' vollständig umschlossen.
Entsprechend ist im Längsschnitt
des Deckenendmoduls 1' gemäß 2a) die vollständige Höhenerstreckung der
Versteifungswange 12' ersichtlich.
In 2b) ist das als Zwischenmodul ausgebildete
Deckenmodul 1 mit einer Versteifungswange 12 mit
einer geringeren Höhenerstreckung
als die Stirnwandabschnitte 11 im Längsschnitt dargestellt.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel
ist in den 5 bis 8 ein Gebäudekeller 200 dargestellt. Der
Gebäudekeller 200 ist
in 5 im Grundriss wiedergegeben
und weist ebenso wie das erste Ausführungsbeispiel vier nebeneinanderliegende
Module, hier Kellermodule 2, auf. Dabei besteht der Gebäudekeller 200 aus
vier aneinandergesetzten Kellermodulen 2 und vier darauf
aufgesetzten Deckenmodule 1, wie dies aus den 7 und 8 ersichtlich ist.
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Jedes Kellermodul 2 weist
eine Kellerbodenfläche 20 auf,
auf der an zwei gegenüberliegenden Randbereichen
Kellerstirnwandabschnitte 21 vertikal nach oben zeigend
angeformt sind. Ein Kellermodul 2 weist somit eine dreidimensionale
U-Form auf.
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Ebenso wie bei den Deckenmodulen 1 sind auch
bei den Kellermodulen 2 die äußeren Module bevorzugt als
Kellerendmodule 2' abgewandelt,
in dem diese Module auf ihrer jeweiligen Außenseite zwischen den Kellerstirnwandabschnitten 21 eine sich
in Längsrichtung
erstreckende Kellerseitenwand 22 aufweisen.
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In den 6a)
und 6 b) sind im Längsschnitt die
beiden einander zugeordneten Module, nämlich in 6a) Kellerendmodul 2' mit der Kellerseitenwand 22 und
Deckenendmodul 1' mit
der abgewandelten Versteifungswange 12' dargestellt. In 6b) ist der Längsschnitt durch ein Zwischenmodulpaar bestehend
aus Kellermodul 2 und Deckenmodul 1 mit Versteifungswange 12,
die eine geringere Höhenerstreckung
als die Stirnwandabschnitte 11 aufweist, dargestellt.
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Ferner sind in den 6a) und 6b)
einander zugeordnete Passungsfalze 13, 23 an den
die Aufsetzbereiche zwischen den Modulen bildenden Stirnflächen der
Stirnwandabschnitte 11 bzw. der Kellerstirnwandabschnitte 21 dargestellt.
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Die Decken- und Kellermodule 1, 2, 1', 2' sind bevorzugt
als Stahlbetonfertigteile gefertigt. Dabei weisen die Deckenfläche 10 und
die Kellerboden fläche 20 eine
für die
zu erwartenden Belastungen geeignete Stahlbewährung auf. Ebenso ist die Versteifungswange 12 der
Deckenmodule 1 stahlbewährt
ausgeführt.
Vorteilhaft sind ebenso die Wandabschnitte 11, 21 sowie 12' und 22 mit
einer ggf. leichteren Bewährung
versehen.
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Alternativ können die Module 1, 2 jedoch auch
aus anderen Materialien, wie Holz, Stahl, Verbundwerkstoffe oder
Kombinationen daraus erstellt sein. Wichtig ist dabei, dass die
zu erwartenden Gebäudelasten
von den Deckenmodulen aufgenommen und direkt oder die Kellermodule
in den Untergrund geleitet werden können.
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Durch die modulartige Fertigteil-Erstellung einer
Gebäudebodenplatte
oder eines Gebäudekellers
ergibt sich eine hohe Variabilität
der Grundrisse entsprechend des gewählten Rasters. Denkbar ist beispielsweise
auch die Verwendung von Modulen unterschiedlicher Länge, beispielsweise
doppelter, dreifacher, vierfacher, fünffacher oder gar sechsfacher
Rasterlänge.
Beim seitlichen Aneinanderfügen sind
prinzipiell keine Grenzen gesetzt. Es können also problemlos sehr lange
Gebäudekomplexe
gegründet
werden.
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Ferner ist vorteilhaft, dass die
einmal erstellten und durchgerechneten Module genau definierte statische
Bedingungen erfüllen.
Beim Aufbau einer Gebäudebodenplatte
bzw. eines Gebäudekellers sind
also keine individuellen statischen Berechnungen mehr erforderlich.
Die Statik kann ebso modulartig übernommen,
wie die Module vor Ort eingesetzt werden.
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Aufgrund der auf ein Maß bevorzugt
von 2,25 m begrenzten Breite der einzelnen Module können diese
in Ausrichtung ihres späteren
Einbaus auf LKW's
transportiert werden, ohne dass besondere Vorschriften wegen Überbreite
zu berücksichtigen wären. Da
die Module einstückig
und dreidimensional sind, können
beim Transport maximal nur zwei Module platzsparend ineinandereingreifend
transportiert werden. Beim Aufbau vor Ort sind keine Abstütz- oder
Hilfskontruktionen zum Halten der Elemente bis zur endgültigen Verspannung
nötig,
da jedes Modul für
sich allein standfest abgestellt bzw. aufgesetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
- 1
- Deckenmodul
- 1'
- Deckenendmodul
- 10
- Deckenfläche
- 11
- Stirnwandabschnitt
- 12
- Versteifungswange
- 12'
- Versteifungswange
- 13
- Passungsfalz
- 100
- Gebäudebodenplatte
- 2
- Kellermodul
- 2'
- Kellerendmodul
- 20
- Kellerbodenfläche
- 21
- Kellerstirnwandabschnitt
- 22
- Kellerseitenwand
- 23
- Passungsfalz
- 200
- Gebäudekeller