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Gebäudeskelett aus Stahlbeton Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung
P 16 O9 361.1) Die Erfindung betrifft ein Gebäudeskelett aus Stahlbeton, bestehend
aus Säulen, mit diesen in gleicher Vertikalebene liegenden Tragbalken und sich senkrecht
zu diesen erstreckenden Queraussteifungselementen, welche in die Säulen bzw. in
die Tragbalken einbinden, wobei zwischen den Säulen und Tragbalken einstückige,
vorgefertigte Rahmenelemente nebeneinander und übereinander angeordnet sind und
zwischen den horizontalen und den vertikalen Rahmenteilen Ortbeton eingebracht ist,
der zusammen mit den Rahmenteilen und den vorgefertigten Queraussteifungselementen
die gesarnte Tragstruktur des Gebäudeskeletts
bildet, welche Queraussteifungselemente
mit ihren Stirnenden an die Rahmenelemente kraftschlüssig angesetzt sind. Ein derartiges
Gebäudeskelett ist Gegenstand des Patents (Patentanmeldung P 16 O9 )61.1). Bei ihm
stellen die vorgefertigten neben- und übereinander angeordneten Rahmenelemente statisch
voll mittragende Teile der Säulen und der in deren Vertikalebene liegenden Tragbalken
dar, so daß der tragende Querschnitt der Säulen und Tragbalken sowohl von den vertikalen
bzw. horizontalen Rahmenteilen bzw. -schenkeln und dem zwischen diesen befindlichen
bzw. an diese anschließenden Ortbeton gebildet wird. Gemäß Patent . ... ... (Patentanmeldung
P 16 O9 361.1,' werden die Queraussteifungselemente von Querbalken gebildet, die
zur Auflagerung von Deckenplatten dienen. Somit sind bei diesem Skelett nur drei
vorgefertigte Bauelemente, nämlich Rahmenelemente, Querbalken und Deckenplatten
notwendig, welche durch Ortbeton verbunden eine große Zahl von unterschiedlichen
Rohbaustrukturen zulassen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Weiterentwicklung des Gebäudeskeletts
der eingangs genannten Gattung, welche eine noch größere Vielseitigkeit der Baustruktur
bei gleicher oder noehieringerer Anzahl Verschiedenartiger vorgefertigter Bauelemente
zuläßt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rahmenelemente in sich
allseitig geschlossen sind und die Queraussteifungselemente als besondere Deckenelemente
ausgebildet sind, die mit ihren an den oberen Rahmenschenkeln anstossenden Stirnseiten
auf diesen Rahmenschenkeln unmittelbar aufliegend in den Ortbeton der Tragbalken
eingebunden sind.
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Besondere zur Auflagerung der Deckenplatten dienende Querbalken können
damit entfallen.
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Dabei kann der untere horizontale Schenkel der Rahmenelemente sich
in seiner Querschnittsbreite über nur einen Teil der gesamten Rahmentiefe erstrecken
und mit diesem Schenkel unmittelbar auf dem darunter befindlichen Rahmenelement
aufliegen, während die restliche Querschnittsbreite des Tragbalkens
neben
dem unteren Rahmenschenkel durch auf dem oberen R&hmenschenkel des darunter
befindlichen Rahmenelements aufbetonierten Ortbeton gebildet wird. Diesem Ortbetonstreifen
kann entspreehend den gegebenen Belastungen bei Verwendung der gleichen vorgefertigten
Rahmen- und Deckenelemente eine solche in die Rahmenelemente hineinragende Höhe
gegeben werden, daß er einen Überzug bildet, der infolge der mit ihm verbundenen
Stahleinlage eine größere Gebäudehöhe und Gebäudetiefe zuläßt.
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An dem vorderen und rückwärtigen Längsrand ihrer seitlichen Rahmenschenkel
können die Rahmenelemente rahmenauswärts vorspringende, über die gesamte Rahmenhöhe
sich erstreckende Flansche haben, die zur vorderen und rückwärtigen Begrenzung des
zwischen zwei nebeneinander befindlichen Rahmenelemente eingebrachten Ortbetons
bestimmt sind, während die Rahmenelemente an den horizontalen Rahmenschenkeln flanschlos
ausgebildet sind.
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Die Deckenplatten haben zweckmäßig an ihren Stirnecken in Höhe ihrer
Oberseite auskragende leistenartige Vorsprünge, die im Abstand von den Plattendecken
enden und mit welchen die Deckenplatten auf den oberen Rahmenschenkeln der unter
ihnen befindlichen Rahmenelemente aufliegen. Um eine Auflagerung der Deckenplatten
mit ihren leistenartigen Vorsprüngen auf den oberen Rahmenschenkeln der darunter
angeordneten Rahmenelemente zu ermöglichen, haben die unteren Rahmenschenkel der
darüber befindlichen Rahmenelemente geringere Querschnittsbreite und solche Anordnung,
daß sie sich im Abstand von den in gleicher Höhe liegenden leistenartigen Vorsprüngen
der Deckenplatten erstrecken. Der dazwischen befindliche Raum ist mit Ortbeton ausgefüllt,
der auf dem oberen Rahmenschenkel der unteren Rahmenelemente aufliegt.
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Um einen guten Verbund der vorgefertigten Rahmenelemente und Deckenplatten
mit dem zwischen den seitlichen Rahmenschenkeln eingebrachten Ortbeton sowie mit
den auf die oberen Rahmenschenkel neben den unteren Rahmenschenkeln und den Deckenpliten
aufbetonierten
Ortbetonstreifen zu ermöglichen, sind die Rahmenelemente sowie die Deckenplatten
mit aus ihnen heraus und in den angrenzenden Ortbeton hineinragenden vorzugsweise
bügelförmigen Anschlußeisen versehen. Die Anschlußeisen ragen aus den Rahmenelementen
im allgemeinen rahmenauswärts heraus, mit Ausnahme der Anschlußeisen an den unteren
Rahmenschenkeln, die horizontal in den an diese seitlich anliegenden Ortbetonstreifen
eingreifen, der mit den horizontalen Rahmenschenkeln den bzw. die Tragbalken des
Gebäudeskeletts bildet.
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Die Deckenplatten können an ihrer Unterseite einstückig mit Längsbalken
bzw. Unterzügen ausgebildet sein, die sich quer zu den Tragbalken des Gebäudes erstrecken
und mit ihren Stirnenden an der vorderen oder hinteren Stirnfläche der Rahmenelemente
anliegen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Gebäudeskeletts aus nur zwei
verschiedenartigen vorgefertigten Bauelementen, nämlich Rahmenelemente und Deckenelemente
und deren unmittelbar ineinandergreifende gegenseitige Anordnung bilden zusammen
mit dem vorgesehenen Ortbeton eine Tragstruktur, die in der Lage ist, erhebliche
Gebäudelasten aufzunehmen. Das erfindungsgemäße Gebäudeskelett vereinigt sowohl
die Vorteile eines Fertigbausystems als auch diejenigen eines Ortbetonsystems miteinander.
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Das erfindungsgemäße Gebäudeskelett ist zu einer Tragstruktur in Form
einer räumlichen Rahmenkonstruktion zusammengefaßt, wodurch eine besondere Steifigkeit
und Standsicherheit des Gebäudes erreicht wird Darüber hinaus kann bei konstruktiven
und statischen Erfordernissen eine gelenkige Lagerung der Deckenelemente vorgenommen
werden.
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Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung des Gebäudeskeletts
der eingangs genannten Gattung ergeben sich durch die Möglichkeit, mit nur zwei
verschiedenartigen werkmäßig
vorgefertigten Bauelementen Gebäude
jeder Größenordnung und Baustrukturen unterschiedlichster Gestaltung mit extrem
kurzer Bauzeit zu erstellen, wodurch eine erhebliche Einsparung an Baustellenlöhnen
gewährleistet wird. Darüber hinaus ist eine äußerst flexible Nutzung der Baustruktur
durch eine völlig ebene Deckenuntersicht möglich, die eine vollkommen freie Grundrißgestaltung
des Gebäudes ermöglicht, zumal sämtliche Wände innerhalb des Gebäudes als nichttragende
raumtrennende Wände ausgeführt werden können. Sie können dadurch jederzeit leicht
entfernt oder verlegt werden. Das erfindungsgemäße Gebäudeskelett ist unabhängig
von der jeweils geforderten Qualität der Ausstattung und läßt alle bekannten Ausbaumaterialien
zu. Es ermöglicht ferner eine Planungserleichterung sowie Koordinierung und Vereinfachung
allgemeiner industriell vorgefertigter Ausbauteile und Ausbauelemente.
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Durch den besonderen Anschluß zwischen den Deckenplatten und den
horizontalen oberen und unteren Rahmenschenkeln wird bei dem erfindungsgemäßen Gebäudeskelett
ein Balkenquerschnitt geschaffen, der im Feldbereich einen Plattenbalkenquerschnitt,
jedoch am Stützenanschluß einen Rechteckquerschnitt bildet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele:
Fig. 1 zeigt die Montage eines Rahmenelements bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gebäudeskeletts in Schrägansicht.
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Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil dieser Ausführungsform
in Querrichtung durch eine Deckenplatte nach Linie II-II in Fig.3.
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Fig. 5 zeigt einen Horizontalsehnitt durch einen Teil dieser SkelettausführunS
zwischen zwei Gebäudedecken.
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Fig. 4 zeigt einen Horizontalscnnitt durch einen Teil seiner weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Skeletts zwischen zwei Gebäudedecken.
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Fig 5 ist ein Versikalschnitt durch einen Teil dieser Skelettausführurig
nach Linie V-V in Fig.4.
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Fig. ó zeigt die Seitenansicht eines Rahmenelements.
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Fig. 7 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Rahmenelement nach Linie
VII-VII in Fig. 6.
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Fig. 8 veranschaulicht eine Stirnansicht auf einen seitlichen Schenkel
des Rahmenelements gemäß Fig. 6.
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Fig. 9 veranschaulicht einen Horizontalschnitt durch das Rahmenelement
nach Linie IX-IX in Fig.6.
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Fig.10 zeigt eine Draufsicht auf eine Deckenplatte.
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Fig.11 zeigt eine Seitenansicht der Deckenplatte gemäß Fig.10.
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Fig.12 veranschaulicht eine Stirnansicht der Deckenplatte gemäß Fig.10
und 11.
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Fig. 13 zeigt eine der vielen möglichen Gestaltungsformen des erfindungsgemäßen
Skeletts abgeschnitten dargestellt.
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Das in Fig. 1 ausschnittweise dargestellte Gebäudeskelett besteht
aus zwei an gegenüberliegenden Gebäudeailßenseiten neben-und übereinander angeordneten
stockwerkhohen Rahmenelementen 1, welche an ihren seitlichen vertikalen Rahmenschenkeln
2 rahmenauswärts gerichtete Flansche 3,4 haben, die sich über die gesamte Rahmenhöhe
erstrecken.
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derart Die Rahmenelemente 1 sind mit diesen Flanschen/unmittelbar
aneinanderstoßend nebeneinandergesetzt, daß sie zwischen ihren vertikalen Rahmenschenkeln
einen horizontal allseitig geschlossenen Aufnahmeraum für Ortbeton 6 (Fig.3) bilden.
Dieser Ortbeton stellt den Kern der Säulen des Gebäudeskeletts dar, dessen anderer
Teil von den vertikalen seitlichen Rahmenschenkeln 2 gebildet wird, welche zu diesem
Zweck statisch mittragend ausgestaltet sind. Um einen guten Verbund zwischen den
vertikalen Rahmenschenkeln 2 und dem zwischen diesen befindlichen Ortbeton 6 zu
gewährleisten, ragen aus den Rahmenschenkeln Anschlußbügel 5 rahmenauswärts heraus
und in den Ortbeton hinein. An den Bügeln sind sich in vertikaler Richtung erstreckende
Längseisen 7 befestigt, die mit den Rahmenelementen 1 verlegt werden und mit ihren
oberen Enden über die oberen Rahmenschenkel 8 hinausragen. Auf die oberen Rahmenschenkel
8 der untersten Reihe von nebeneinandergesetzten Rahmenelementen 1 ist eine zweite
Reihe von Rahmenelernenten unmittelbar mit ihren unteren Rahmenschenkeln 9 und den
unteren Enden der Flansche 3,4 der seitlichen Rahmenschenkel 2 aufgesetzt. Diese
unteren Rahmenschenkel erstrecken sich von der gebäudeauswärts gerichteten Breitseite
der Rahmenelemente aus über nur einen Teil der gesamten Rahmentiefe, während sich
alle anderen Rahmenschenkel über die gesamte Rahmentiefe erstrecken. Auf der gegenüberliegenden
Seite der oberen Rahmenschenkel 8 der darunter befindlichen Rahmenelemente 1 sind
Deckenplatten 10 mit an ihren den Rahmenelementen zugewandten Stirnenden auskragenden
leistenartigen Vorsprüngen II unmittelbar aufgelagert. Der zwischen diesen Vorsprüngen
und den unteren, in gleicher Höhe befindlichen Rahmenschenkeln 9 gegebene Zwischenraum
ist mit einem sich horizontal erstreckenden Ortbetonstreifen 12 ausbetoniert, in
welchem bügelförmige Anschlußeisen
13>14,15 hineinragen, die
aus den leistenartigen Vorsprüngen der Deckenplatten und den Außenseiten der oberen
Rahmenschenkel 8 der unteren Rahmenelemente 1 und den Seiten der unteren Rahmenschenkel
9 der oberen Rahmenelemente 1 herausragen. Durch diese Anschlußeisen und die Ausbildung
der aneinander anschließenden vorgefertigten Skelettbauelemente wird ein guter Verbund
und damit ein Balkenquerschnitt erreicht, der sowohl von den beiden unmittelbar
aufeinanderliegenden horizontalen Rahmenschenkeln 8,9 zweier übereinander liegender
Rahmenelemente 1 und den auf dem oberen Rahmenschenkel des unteren Rahmenelements
aufliegenden leistenartigen Vorsprüngen 11 der Deckenplatten 10 als statisch mittragende
vorgefertigte Bauelemente sowie von dem zwischen diese Bauelemente eingebrachten
Ortbetonstreifen 12 gebildet wird.
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Die vertikalen Rahmenschenkel 2 sind an ihren unteren Enden zwischen
den beiden Flanschen 3,4 im Bereich seitlich des unteren Rahmenschenkels 9 jeweils
mit einer Aussparung 16 versehen, durch welche der Ortbetonstreifen 12 mit dem an
den Außenseiten der seitlichen Rahmenschenkel 2 befindlichen, den Säulenkern bildenden
Ortbeton 6 unmittelbar verbunden ist.
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Damit sind sämtliche Rahmenelemente von einem ununterbrochenen homogenen
Ortbetonkranz umgeben, der in seinen vertikalen Teilen den Kern der Skelettsäulen
und in seinen horizontalen Teilen einen Teil der horizontalen TragDalLcen des Skeletts
bildet.
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Die an den Stirnenden der Deckenplatten 10 auslcragenden leistenartigen
Vorsprünge 11 erstrecken sich nur über einer.
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Teil der Gesamtbreite der Deckenplatten und enden in Abstand von den
Plattenlängsrändern, so daß sie an den Plattenecken Aussparungen 17 bilden, in welche
die Flansche 4 an den vertikalen Rahmenschenkeln 2 mit ihren unteren Enden eingreifen.
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Sind wie bei den in Fig.1 dargestellten Aus führungsbeispi el zwei
Deckenplatten nebeneinander auf einem Rahmenelement aufgelagert, sind die ineinandermündenden
Aussparungen zweier lnenachbarter Rahmenecken mit ertheton des Betonstreifens 12
ausgefüllt.
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Die Deckenplatten sind an ihren oberen Rändern ihrer aneinanderliegenden
Stoßseiten mit nut- bzw. falzfönnigen Aussparungen 18 versehen, wobei die einander
gegenüberliegenden und ineinandermündenden Aussparungen zweier benachbarter Deckenplatten
mit in der Zeichnung nicht dargestelltem Ortbeton ausgefüllt sind. In diese Ortbetonfüllung
greifen Anschlu1eisen 19 ein, welche aus den Deckenplatten herausragen.
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Die gemäß Ezig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform des erfbidungsgemä'ßen
Gehiudeskeletts unterscheidet sich von derwenigen gejjäj3 iig. 1 bis 5 dadurch,
daß nicht nur an den Gebäudeaußenseiten, sondern auch dazwischen, also im Gebäudeinneren
Stützen und Tragbalken Vorgesehen sind, die von tulmittelbar nebeneinander- und
auSeinandegesetzten Rahtnenelementen 1 mit dazwischen befindlichem Crtbeton 6 bzw.
Ortbetonstreifen 12 gebildet sind. Diese inneren Rahmenelemente 1' unterscheiden
sicii von den an den sebäudeaußenseiten verlegten Rahmenelementen 1 nur dadurch,
daß sie keinen unteren Rahmenschenkel haben, da sich an beiden Breitseiten der Rahmenelemente
1 Deckenplatten 10 erstrecken, die mit ihren auskragenden leistenförmigen Vorsprüngen
11 auf den oberen Rahmenschenkeln 8 der unteren Rahmenelemente 1 aufliegen. Zwischen
den einander zugewandten leistenförmigen Vorsprüngen 11 zweier in ihrer Länge hintereinander
befindlicher Deckenplatten 10 ist der Ortbetonstreifen 12 angeordnet, in welchen
die aus dem oberen Rahmenschenkel 8 nach oben ausragenden Bügel 14 und die aus den
leistenförmigen Vorsprüngen in Plattenlängsrichtung ausragenden Bügel 15 eingreifen.
Es ist aber auch möglich und gegebenenfalls zweckmäßig, daß diese inneren Rahmenelemente
1' ebenfalls einen unteren Rahmenschenkel besitzen, der sich in der Mittelebene
der Rahmenelemente erstreckt und so geringe Breite hat, daß zwischen seinen Seiten
und den Deckenplatten von mit Ortbeton ausgefüllte Zwischenräume vorhanden sind.
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Darüber hiiiaus unterscheidet sich die eben geschilderte weltere
Ausführung des erfindungsgemäßen Gebäudeskeletts dadurch, daß ari der Gebäudeaußenseite
der Ortbetonstreifen 12 zu einem Uberzug 20 erhöht ist, der sich nach oben über
die Oberfläche
der Deckenplatten 10 und die Oberseite der unteren
Rahmenschenkel 9 hinaus erstreckt und mit einer Bewehrung ausgestattet ist, die
zum Teil von Bügeln 21 gebildet wird, die anstelle der Bügel 14 aus den oberen Rahmenschenkeln
8 der Rahmenelemente 1 herausragen. Eine derartige Anordnung von Überzügen über
den Tragbalken kann aus statischen Gründen zweckmäßig sein, wenn eine größere Gebäudehöhe
bzw. Gebäudetiefe erwünscht ist.
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Die in Fig. 13 dargestellte Skelettgestaltung zeigt, wie die an der
Skelettaußenseite befindlichen vertikalen Rahmenschenkel mit Außenelementen 22 abgedeckt
werden, die ebenfalls zusammen mit Flanschen den Stützenkern 6 an der den Schenkeln
gegenüberliegenden Seite umgeben. Ferner ist aus Fig. 13 zu entnehmen, daß seitlich
an das erfindungsgemäße Gebäude eine Tragplatte 32 angesetzt sein kann. In den Höhenschichten
24 sind ein oder mehrere Deckenelemente ausgelassen.
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Aus der vorstehenden Erläuterung zweier besonders zweckmäßiger Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Gebäudeskeletts ergibt sich, daß dieses eine außerordentlich
zweckmäßige und glückliche Weiterbildung des Skeletts gemäß Patent . ... ... (Patentanmeldung
P 16 09 361.1) ist, welche zu einer Reduzierung der schon geringen Anzahl von unterschiedlichen
vorgefertigten Bauelementen führt und trotzdem eine große Zahl von unterschiedlichen
Gebäudestrukturen erermöglicht, welche erhebliche Gebäudelasten aufnehmen können.