DE2365729A1

DE2365729A1 - Selbsttragendes bauwerk und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2365729A1
Application number: DE19732365729
Authority: DE
Inventors: Gary A Knudson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-14
Filing date: 1973-02-06
Publication date: 1976-05-20

Description

(Ausscheidung aus P 23 05 620.4-25)

Gary A. Knudson
Arvada, Colorado 80002, V.St.A.

Selbsttragendes Bauwerk und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Bauwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
eines solchen Bauwerkes.

Ein aus vielen Bauplatten hergestelltes Bauwerk, das industriell vorgefertigt und an der Baustelle zusammengesetzt wird, weist viele Vorteile gegenüber gegenwärtigen konventionell hergestellten Bauwerken aus Ziegeln, Steinen oder Beton auf. Erfindungsgemäß wird ein aus Bauplatten zusammengesetztes selbsttragendes oder freistehendes Gebäude
geschaffen, bei welchem keinerlei Verstrebungen, Auflager und Säulen erforderlich sind. Eine Anzahl bekannter Bau-

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platten erfordert zusätzliche Befestigungsglieder, um jeweils zwei Platten miteinander zu verbinden. Andere Anordnungen erfordern das Anbringen von Löchern, um eine Befestigung zu erzielen. Ein anderer Nachteil weiterer bekannter Bauplatten besteht darin, daß diese als Ergebnis ihrer Formgebung unter Spannung stehen und ein Bestreben haben, sich zu verwinden oder unter Belastung zu deformieren.

Die Erfindung schafft ein neuartiges selbsttragendes Bauwerk sowie ein Herstellungsverfahren für dasselbe^ das die Materialkosten und die Bauzeit gegenüber konventionellen Bauwerken stark reduziert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine insgesamt kastenförmige Platte in einer Vielzahl von Stücken zur HersteILung eines Bogendaches und der zugehörigen Stirnwände in selbsttragender Bauweise verwendet. Die Basisbauplatte hat verhältnismäßig tiefe Seitenwandabschnitte und einen eingebogenen Flansch an einer Seite mit einem nach unten gebogenen Anschlußabschnitt an der anderen Seite, welcher einen umgekehrten Verbindungs— kanal mit einer Bodenöffnung bildet, wobei eine Platte mit der anderen verbunden wird, indem der eingebogene Flansch einer Platte durch die Bodenöffnung in der anderen Platte eingebracht und der nach unten gebogene Endabschnitt der anderen Platte unter den eingebogenen Flanschteil der einen Platte umgebogen wird. Die Dachplatte ist ferner mit Querwellungen im Boden und in den Seiten versehen, wobei die Seitenwellungen zu den oberen Enden hin verjüngt ausgebildet sind. An jedem Ende des Daches ist ein umgekehrter Verbindungskanal vorgesehen, an welchem das obere Ende der Stirnwandplatten befestigt ist. Die unteren Enden des Daches sowie die Stirnwandplatten sind mit dem Fundament verankert.

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Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Das Verfahren zur Herstellung des selbsttragenden Bauwerkes bildet den Gegenstand der Ansprüche 5 bis 7.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines selbst

tragenden Bauwerkes nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 das Bauwerk von Fig. 1 in Stirnansicht,

Fig. 3 einen Längenabschnitt einer Bauplatte

des Bauwerkes nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 einen Längenabschnitt einer gekrümmten

Dachbauplatte eines Bauwerkes nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Längen

abschnittes einer stirnwandseitigen Bauplatte eines Bauwerkes nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung, .

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von

Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 von

Fig. 4,

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- 4. Fig. 8 im Querschnitt die Zusammensetzung ^

eines Paares benachbarter Dachbau- ^

C-platten gemäß Fig. 4, lo

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linien 9-9 von fs|

Fig. 8,

Fig. 10 in einer perspektivischen Teildarstel

lung die Abstützung des unteren Endes eines Paares von Dachbauplatten durch ein Winkeleisen auf einem Fundament vor dem Vergießen eines oberen Teiles des Fundaments,

Fig. 11 in perspektivischer Teildarstellung

das untere Ende einer Bauplatte von Fig. 10, wobei der obere Teil des Fundaments und des Bodens ausgegossen sind,

Fig. 12 im Schnitt sowie in Teildarstellung

die Anbringung einer stirnwandseitigen Bauplatte an dem Dach sowie an dem Fundament,

Fig. 13 , in perspektivischer Darstellung

einen Längenabschnitt einer Dachbauplatte an dem Ende des Bauwerks mit einem nach abwärts verlaufenden Befestigungskanal zur Anbringung an dem oberen Ende des vertikal angeordneten Endplattengliedes, und

Fig. 14 im Vertikalschnitt die Anbringung der

Stirnwand an dem Fundament sowie an dem Ende der Dachplatte.

Gemäß Fig. 1 weist ein Bauwerk 11 ein gewölbtes Dach 12 auf, das aus einer Anordnung von Dachplatten 13 und einer Stirnwand 14 besteht. An jedem Ende sind vertikale Stirnwand-

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platten 15 vorgesehen. Das Bauwerk 11 weist ein größeres Tor 17 in einer Stirnwand 14 und ein kleineres Tor 18 en der gleichen Stirnwand auf, um Zugang zu gewähren.

Die Bauplatten für das Bauwerk 11 bestehen aus einer grundsätzlich allgemein kastenförmigen Platte 21, die sich in Einzelheiten aus Fig. 3 ergibt; die Platte weist eine flache Basis oder einen Bodenteil 22, ein Paar im Abstand befindlicher aufragender Seitenabschnitte23, 24, die sich von gegenüberliegenden Randkanten des flachen Bodenteils 22 in einer Richtung quer zu dem letzteren nach oben erstrecken, und einen oberen eingebogenen Flanschabschnitt 25 auf, welcher von der oberen Randkante in einer Richtung quer zu dem Seitenteil 22 vorsteht. Ein oberer nach außen gebogener Flanschteil 26 ragt von einer oberen Randkante der Seitenteile 24 nach außen vor und verläuft quer zu den Seitenteilen; der Abschnitt 26 weist einen nach abwärts gebogenen Anschlußteil 26a an seiner äußeren Randkante auf. Der eingebogene Flanschabschnitt 25 weist einen Anschlußabschnitt 25a auf, der gegen den Seitenabschnitt 23 zurückgebogen ist, um eine Rückwärtsbiegung oder -falzung sowie eine doppelte Dicke zu gewährleisten. Der nach außen gebogene Flanschteil 26 ist nach unten gebogen, um einen geradlinigen, nach abwärts gerichteten Anschlußteil 26a zu bilden, der einen umgekehrten, allgemein TJ-förmigen Verbindungskanal mit einer Bodenöffnung ergibt. Die Bodenöffnung, welche durch den nach außen gebogenen Flanschteil 26 gebildet wird, weist eine größere Breite als der nach innen.gebogene Flanschabschnitt 25 auf, so daß er den nach innen gebogunen Flanschabschnitt der nächst benachbarten Platte direkt durch die Bodenöffnung aufnehmen kann. Dies ermöglicht eine leichte Zusammensetzung der Platten. Die Basisplatte 21 ist durch Rollformung eines flachen Blechstreifons in die Form gemäß Fig. 3 hergestellt, wobei ein Verfahren sowie eine Vorrichtung nach der US-PS 3 529 461 mit den notwendigen Abwandlungen verwendbar ist, um die besonderen Flanschformen gemäß Fig. '3 herzustellen. Die Dachplatte 13 wird hergestellt, indem eine Basisplatte 21 verwendet und Querwellungen in jedem der Seitenteile 23 über die gesamte Länge hergestellt werden; die Wellungen bestehen hierbei aus einer Reihe wechselnder Nuten und

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Wellenberge längs jedes Seitenteils, welche mit den Bezugsziffern 31 bzw. 32 versehen sind. Die Wellungen in den Seitenteilen erstrecken sich über die Gesamtlänge der Platte und verjüngen sich nach oben hin, wobei die größte Tiefe neben der Randkante des Bodenteils vorliegt und die Tiefe nach oben längs dieses Seitenteils bis zu einem Punkt unterhalb sowie im Abstand gegenüber der oberen Randkante des Seitenteils abnimmt. Die verjüngten Wellungen an den Seitenteilen ergaben die größte Festigkeit an der Basis und belassen die obere Kante der Seitenteile im wesentlichen glatt oder nicht gewellt; diese Anordnung beläßt die geformte Platte in einem stabilen Zustand ohne innere Spannung oder ein Bestreben zur Verwindung, das sonst infolge der Bildung der Wölbung in dem Bodenteil vorliegen könnte. Ein weiterer Vorteil der Soitcnwellungen liegt darin, daß benachbarte Wellungen ineinander eingreifen, um eine relative Längsbewegung zwischen zwei Seite an Seite befindlichen Platten zu vermeiden. Es werden auch Querwellungen in den Bodenteilen gebildet, welche aus einer Reihe wechselnder Nuten 33 und Wellenberge 34- gebildet sind. Die Wellungcn in dem Bodenteil ergeben die gewünschte Wölbung in den Dachplatten.

Die vertikalen Stirnwandplatten Ί5 weisen die Form der Basisplatte von Fig. 3 auf oder können verstärkt sein, indem ein Paar nach oben verlaufender vorragender Rippenteile 36, 37 in der Bodenwandung vorgesehen ist, die sich über die Platte erstreckt.

Beim Zusammensetzen zweier Dachplatten Seite an Seite wird der eingebogene Flanschabschnitt 25 einer Platte in die Bodenöffnung des Verbindungsflansches der anderen Platte eingesetzt bzw. durch diese Bodenöffnung aufgenommen; die Füllungen und die benachbarten Seitenteile greifen ineinander ein. Der nach unten gebogene Anschlußteil 26a wird unter den eingebogenen Flanschabschnitt 25 über die Gesamtlänge der Platte zurückgebogen, indem ein geeignetes Biegewerkzeug verwendet wird, das eine abgerundete Biegung oder einen Falz längs der inneren Seitenkante beläßt.

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Lediglich der besseren Darstellung halber und ohne Begrenzung hierauf sind nachstehend für eine gewölbte Dachplatte 13 mit einer Spannweite von 254· cm die folgenden Abmessungen angegeben:

Breite des Bodenteils 30,5 cm

Tiefe des Seitenteils 10,1 cm

Materialstärke 0,9 cm

Tiefe der Wellungen 6 - 3 mm

Die Seitenabschnitte der Platte sind beträchtlich höher oder tiefer als dies gemäß dem Stand der Technik der Fall ist, wobei sich eine beträchtlich größere Bauspannweite ohne zusätzliche Auflagerungen erzielen läßt. Die Anbringung des FlaiHjhes an den oberen Randkanten ergibt einen kastenartigon Aufbau mit vier Ecken und unterscheidet sich hierbei von den typischen kanalartigen oder U-förmigen Platten, wobei sich eine wesentlich größere Belastungsfähigkeit ergibt. Die Verbindung zwischen den Platten ist wasserdicht und wetterfest. Es sind keine Bolzen oder Löcher oder sonstige Befestigungsglieder erforderlich. Die in Eingriff befindlichen Scitenwellungen begrenzen eine Bewegung sowohl in der vertikalen als auch der horizontalen Ebene und die Last.

Bei der bevorzugten Bauwerkskonstruktion unter Anwendung der vorangehend beschriebenen gewölbten Dachplatten 13 bildet ein Paar von parallelen Beton-Unterfundamenten die Gründung, wobei ein Unterfundament 41 dargestellt ist. Die Unterfundamente sind in Abständen längs einer Fundamentlinie vorgesehen. Oberhalb der oberen Fläche des Unterfundamentes 4-1 ist ein Winkeleisen 43 auf dem Unterfundament angebracht und rechtwinklig zu dem Ende der Platte angesetzt, wobei eine Befestigung mit einemVerankerungsstab 42 erfolgt. Die Dachplatten werden Seite an Seite gemäß der obigen Beschreibung angeordnet, wobei deren untere Verlängerungen auf dem Winkeleiscn 43 ruhen. Die unteren Ansätze werden zeitweilig mit dem Winkeleisen durch Drähte oder Bolzen (nicht veranschaulicht) verbunden. Ein oberes Fundament, ein Boden und ein Bodenteil 44 werden alsdann rund um den unteren Teil der unteren Enden der zusammengesetzten Dachplatten ge-

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gössen, um diese örtlich festzulegen und gegen Wasser abzudcht&n.

Eine wahlweise Anordnung zur Auflagerung und Verankerung der Dachplatten ergibt sich aus Fig. 12, wobei ein Fundament- und Bodenteil 46 darin eingebettete Verankerungsbolzen 47 aufweist, die sich von hier aus nach oben erstrecken. Ein Winkeleisen 48 ist an dem Verankerungsbolzen und danach an den Platten beispielsweise durch eine Schrauben- und Mutter-Vorbindung 49 befestigt.

In dem veranschaulichten Bauwerk weist die Dachplatte an jedem Ende oder die Enddachplatte IJe ein Jcanalförmiges Glied ^ ±n Form eines umgekehrten U in Anbringung an der Unterseite auf, wobei die Befestigung beispielsweise mit Schrauben und Muttern in Abstandsintervallen erfolgt. Die Stirnwandplatten sind einzeln oder als Anordnung in das kanalförmige Glied 51 an dessen Oberseite eingesetzt und dort längs beider Seiten mit Schraubcn- und Mutter-Befestigungselementen 53 befestigt. Der Boden der stirnwandseitigen Platten ruht auf dem Fundamentboden 44, wobei die Platten an einem Winkeleisen 5^ niit einem Schrauben- und Mutter-Befestigungselement 55 verbunden sind; das Winkeleisen 54 ist durch in das Fundament eingegoseene Verankerungsbolzen 56 verankert.

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Claims

Patentansprüche :

1.) Selbsttragendes Bauwerk mit einem Fundament, mit einem ewölbten Dach und mit auf dem Fundament abgestützten vertikalen Stirnwänden an den Enden des Daches, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach (12) und die Stirnwände (14) aus mehreren miteinander verbundenen Bauplatten (13; 15) bestehen; wobei die Bauplatten der Stirnwände jeweils einen insgesamt kastenförmigen Querschnitt haben und mit einem Bodenteil (22), mit zwei an dessen gegenüberliegenden Randkanten nach oben vorstehenden aufrechten Seitenteilen (23, 24), mit einem inneren Flanschteil (25), der von der oberen Randkante eines der Seitenteile seitlich nach innen vorsteht, mit einem seitlich nach außen von der oberen Randkante des anderen Seitenteils und in Querrichtung zu demselben vorstehenden Flanschteil (26), der einen vorstehenden Anschlußabschnitt (26a) hat, welcher einen umgekehrten Verbindungskanal bildet und zurückgebogen und nach oben gegen die Unterseite des eingebogenen Flanschteils einer benachbarten Bauplatte gedrückt ist, um die benachbarten Bauplatten jeweils mit aneinanderliegenden Seiten in einer durchgehenden geschlossenen Falzverbindung über der gesamten Ausdehnung der Bauplatten miteinander zu verbinden; und wobei die Bauplatten (13) des Daches jeweils einen insgesamt kastenförmigen, vier Ecken aufweisenden Querschnitt mit einem Bodenteil (22) haben, welch letzterer auf seiner Länge quergerichtete Wellungen und einen sich abwärts erstreckenden Bogen hat und von dessen gegenüberliegenden Randkanten aus zwei relativ tiefe aufrechte Seitenteile (23, 24) im wesentlichen rechtwinklig zu dem Bodenteil und parallel zueinander vorstehen, wobei der Raum zwischen den Seitenteilen nicht ausgefüllt ist, wobei ein eingebogener Flanschteil seitlich nach innen von der oberen Randkante eines der Seitenteile und im wesentlichen rechtwinklig zu demselben vorsteht,

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wobei ein ausgebogener Flanschteil (25) von der Randkante des anderen Seitenteils und im wesentlichen rechtwinklig zu demselben nach außen vorsteht und einen flachen Flanschverriegelungsanschlußabschnitt hat, der unter den eingebogenen Flanschteil einer benachbarten anderen Bauplatte zurückgebogen und auf dessen gesamter Längsausdehnung gegen dessen Unterseite gedrückt ist, um benachbarte Bauplatten in einer durchgehenden geschlossenen Falzverbindung über der gesamten Längsausdehnung der Bauplatten miteinander zu verbinden, wobei jeder der Seitenteile auf seiner Länge quergerichtete Wellungen hat, die verjüngt sind, wobei die größte Tiefe an der Endkante des Bodenteils vorliegt und zu den oberen Flanschteilen (25, 26) hin abnimmt, wobei die Wellungen in dem Bodenteil und jedem der Seitenteile Wellenhöhen haben, die von der Ebene des Plattenmaterials aus nach außen in entgegengesetzten Richtungen abwechseln, und wobei jede aufeinanderfolgende Wellung in ihrem zugeordneten Seiten- oder Bodenteil eine entsprechende Größe und Form hat, so daß die Wellungen aneinanderliegender Seitenteile ineinandergreifen.

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Endabschnitte der Stirnwände (14) und des gewölbten Daches (12) an dem Fundament (46) befestigt sind.

3. Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden des Daches (12) in einem Betonkörper (46) verankert sind.

4. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden des Daches (11) und der Stirnwände (14) mit dem Fundament (46) durch Ankerschrauben (47) verankert sind, welche in das Fundament eingebettet sind, und daß ein Befestigungselement (43) zwischen der Ankerschraube und jeder Plattenanordnung vorgesehen ist.

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5. Verfahren zum Herstellen eines Bauwerkes durch paarweises Verbinden benachbarter einzelner Bauplatten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Herstellen eines Paares von insgesamt U-förmigen Bauplatten, wobei eine Bauplatte einen ausgebogenen Flanschteil mit einem abwärts gebogenen Anschlußabschnitt hat, die einen umgekehrten Kanal bilden, welcher sich über die gesamte Länge der Bauplatte erstreckt, und wobei die andere Bauplatte einen eingebogenen Flanschteil hat, der sich über ihre gesamte Länge erstreckt; Anordnen des eingebogenen Flanschteils in dem umgekehrten Kanal und Umbiegen im wesentlichen der gesamten Länge des abwärts gebogenen Anschlußabschnittes gegen die Unterseite des eingebogenen Flanschteils, um eine durchgehende Falzverbindung längs jedes Plattenpaares zu bilden.

6. Verfahren zum Herstellen eines Bauwerkes aus mehreren Bauplatten, insbesondere nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Herstellen mehrerer Bauplatten,die jeweils einen insgesamt kastenförmigen Querschnitt mit vier Ecken und einen Bodenteil haben, der auf seiner Länge Querwellungen trägt und einen nach abwärts gerichteten Bogen hat, mit zwei aufrechten Seitenteilen, die von den gegenüberliegenden Randkanten des Bodenteils und im wesentlichen rechtwinklig zu demselben vorstehen und in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei die aufrechten Seitenteile eine Höhe von mindestens 7,5 cm haben und wobei der Raum zwischen den Seitenteilen nicht ausgefüllt ist, mit einem eingebogenen Flanschteil, der von der oberen Randkante eines der Seitenteile und im wesentlichen rechtwinklig zu demselben seitlich nach innen vorragt, mit einem ausgebogenen Flanschteil, der von der Randkante des anderen Seitenteils im wesentlichen rechtwinklig zu demselben nach aussen vorsteht und einen flachen Flanschverriegelungsanschlußabschnitt hat, der sich im wesentlichen rechtwinklig

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zu dem ausgebogenen Flanschteil erstreckt, damit ein umgekehrter Verbindungskanal mit einer Bodenöffnung gebildet wird, deren Breite größer ist als die des eingebogenen Flanschteils; und durch folgende weitere Schritte: Anordnen eines Paares der Platten mit ihren Seiten aneinander und Anordnen des ausgebogenen Flanschteils einer Bauplatte über dem eingebogenen Flanschteil der anderen Bauplatte und mit aneinander anliegenden und ineinandergreifenden Seitenwellungen; und Biegen des abwärts gebogenen Anschlußabschnittes der einen Platte nach innen unter und gegen die Unterseite des eingebogenen Flanschteils der anderen Platte, um eine durchgehende Falzverbindung längs der eingebogenen und ausgebogenen Flanschteile der benachbarten Seiten der Paare von Bauplatten zu bilden, damit benachbarte Bauplatten Seite an Seite verriegelt werden, um eine seitliche, vertikale und longitudinale Relativbewegung der aneinander anliegenden Bauplatten zu verhindern.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt:Verankern der unteren Endabschnitte der miteinander verbundenen Bauplatten, um sie in einer aufrechten Stellung abzustützen.

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