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Bausystem mit Stahlskelett-Rahmenelementen Die Erfindung betrifft
ein Bausystem mit Stahlskelett-Rahmenelement aus Stützen und Trägern als tragende,
zum Anbringen von Decken, Wänden und Ausstattungsteilen geeignete Strukturgrundelemente,
wobei zum Umbauen eines Raumes eine Vielzahl von Strukturgrundelementen miteinander
verbunden werden.
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Im Interesse einer Rationalisierung richtet die Bauindustrie ihre
Aufmerksamkeit zunehmend auf die Fertigteilbauweise, wobei jedoch die im Bereich
der Fertigteilbauweise Anwendung findenden Bausysteme für spezielle
spezielle
Anwendungsbereiche ausgelegt werden. Es besteht jedoch ein starkes Interesse an
einem Bausystem, das universell anwendbar ist und die Herstellung eines umbauten
Raumes zuläßt, unabhängig von dem für den Raum vorgesehenen Verwendungszweck. So
ist es wünschenswert, mit einem solchen Bausystem einund mehrgeschoßige Gebäude
herstellen zu können, wobei solche Gebäude z. B. als Ausstellungshallen, Ateliers,
Büros, Bibliotheken, Wohnhäuser, Laboratorien, Hotels und Motels, Pförtnerhäuser,
Restaurants, Schwimmhallen, Wartehallen, Gewächshäuser und dergl. verwendbar sind
und eine Aufstellung für kurzfristige oder langfristige Benutzung auf Grundstücken
zulassen, ohne daß diese wesentlich verändert werden.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bausystem aus
industriell vorgefertigten Teilen möglichst einfacher Form zu schaffen, das eine
schnelle und einfache Errichtung von Gebäuden ohne große Hebewerkzeuge möglich macht.
Das Bausystem soll vielseitige Variationsmöglichkeiten für entsprechend vielseitige
Anwendungs zwecke bieten und weitgehendst an spezielle Wünsche sowohl bezüglich
des Grundrisses als auch des Aufrisses anpaßbar sein. Dabei sollen alle Grundrisse
ausführbar sein, die aus polygonen, sich rechtwinklig kreuzender Linien mit ein-
und aus springenden Ecken gebildet werden, wobei eine beliebige Aufteilung von Stockwerksflächen
bei vielseitigen Variationsmöglichkeiten sowohl im Hinblick auf Raumgestaltung,
Heizung, Lüftung und Lichtzufuhr möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Stahlskelett-Rahmenelement aus vorzugsweise kaltverformten
Stahlblechprofilen für die Stützen und Träger mit im wesentlichen C-förmigen Querschnitten
aufgebaut ist, daß als Auflager für den Träger an den jeweiligen zugeordneten Auflagerbereichen
der Stützen sowie der Träger deren Stege etwa dreieckförmig erweitert sind, wobei
der Flansch des C -förmigen
C-förmigen Querschnittes entsprechend
um die Erweiterung verkäuft, daß das Strukturgrundelement aus jeweils zwei Stahlskelett-Rahmenelementen
besteht, die zur Schaffung zweier orthogonal zueinander stehender geschlossener
Rahmen mit Traversen untereinander querverbunden sind, und daß die einzelnen Strukturgrundelemente
mit den äusseren flachen Ebenen der Stahlblechprofile gegeneinander liegend und
/ oder gegebenenfalls mit den äußeren Ebenen der aussen umlaufenden Doppelflansche
gegeneinander liegend miteinander verbindbar sind.
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Weitere Merkmale und kombinatorische Ausgestaltungen der Erfindune
sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und
Einzelteilbeschreibungen näher erläutert, es zeigt: Fig. 1.01 : eine Stütze für
ein Verglasungselement Fig. 1.02 : eine Stütze für ein geschlossenes Element Fig.
1.03 : eine Endstütze Fig. 1.04 : eine Traverse zur Queraussteifung als Warmluftkanal
Fig. 1.05 : eine weitere Form der Traverse zur Queraussteifung Fig. 1.06 : eine
Traverse zur Queraussteifung als Warmluftkanal mit seitlicher Einmündung.
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Fig. 1.07 : eine Traverse zur Queraussteifung als Warmluftkanal mit
zwei seitlichen Einmündungen Fig. 1.08-: eine Sprosse zur Queraussteifung als Träger
der selbstklemmenden Verglasungsprofile Fig. 1.09 : einen Deckenrandstreifen als
Träger der selbstklemmenden Verglasungsprofile Fig. 1.10
Fig. 1.10
: einen Deckenrandstreifen Fig. 1.11 : ein Schutzblech Fig. 1.12 ; ein Deckenelement
Fig. 1.13 : einen Träger Fig. 1.14 : eine Treppe Fig. 2.01 : einen Decken-Trägerverband
in perspektivischer Ansicht Fig. 2.02 : eine Vorderansicht des Decken-Trägerverbandes
- gemäß Fig. 2.01 -Fig. 2.03 : einen Stützenverband Fig. 3.01 : ein Strukturgrundelement
als Verglasungselement Fig, 3.02 : ein Strukturgrundelement als geschlossenes Element
Fig. 3.03 : eine Teilansicht einer Decke mit einer Treppenaussparung Fig. 3.04 :
ein Strukturgrundelement mit einer eingebauten Treppe Fig. 3.05 : ein an einen Lufterhitzer
angeschlossenes Strukturgrundelement Fig. 3.06. : ein mit Heizung und Belüftungseinrichtungen
versehenes Strukturgrundelement Fig. 3.07 : ein mit einem Klimaschrank ausgerüstetes
Strukt urgrundelement Fig. 4 : einen mit Hilfe von mehreren Strukturgrundelementen
umbauter Raum Fig. 5.01 t eine Ausführungsform einer Klima- und Heizkreis-Verlegung
Fig. 5.02 : eine weitere Ausführungsform einer Klima- und Heizkreisverlegung Fig.
5.03 : eine dritte Ausführungsform einer Klima- und Heizkreisverlegung Fig. 5.o4
Die
Stutzen der Strukturgrundelemente sind je nach ihrem Anwendungszweck verschieden
ausgestaltet. Sie bestehen aus Flachstahl insbesondere Stahlblech, das je nach Verwendungszweck
verschieden abgekantet ist. In Fig. 1.01 ist eine Stütze 1 für ein Verglasungselement
dargestellt. Diese Stütze besteht aus zwei verschiedenen abgekanteten Stahlbleciprofilen,
die miteinander verschweißt sind. Die beiden Profile sind durch Schnitte A-A bzw.
C-C und B-B angedeutet und sind in derselben Figur daneben abgebildet. Der eine
Profilteil hat eine U-Form und entspricht den Schnitten A-A und C-C. Im mittleren
Bereich der Stütze ist die zweite Profilform dargestellt, bei der im Steg eine halbkreisförmige
Ausbuchtung 2 vorgesehen ist. im Übergangsbereich der beiden Profile ist jeweils
ein rechtwinklig zu den Profilen stehendes Stahlrohr 3 angeschlossen. In Fig. 1.01
ist ein Abschnitt eines solchen Stahlrohres am unteren Teil der Stütze dargestellt,
Der Auflagerpunkt 4 für einen Träger ergibt sich durch Einfügen eines Stahlblechdreieckes
zwischen den Flansch und den Steg des oberen U-förmigen Profiles. Dadurch entsteht
ein einseitig konkav gerundeter und einseitig abgekanteter Vorsprung.
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Eine zweite Ausführungsform einer Stütze 5 ist in Fig. 1.02 dargestellt.
Diese Ausführungsform besteht aus einem geschlossenen Element mit U-förmigee Querschnitt
wie aus dem Schnitt D-D hervorgexlt. Auch bei dieser Stützenförm ergibt sich der
Auflagerpunkt für einen Träger durch Einfügen eines Stahlblechdreieckes zwischen
den Flansch und den Steg des Profils.
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In Fig. 1.03 ist eine Endstütze 6 dargestellt, die entsprechend dem
Schnitt E-E aus einem U-rörmigen Stahlblechprofil ausgebildet ist.
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In den
Fig. 5.04 : einen Schnitt durch eine Fensterstütze
mit in Klemmprofile eingesetzten Fensterscheiben und Austrittsöffnungen für die
Warmluft führung Fig. 6.01 : einen Schnitt durch die Fassade mit einer in Klemmprofilen
gehaltenen Stahlblechbeblankung Fig. 6.02 : einen Schnitt durch die Fassade mit
einer an Hutprofilen befestigten Aussenhaut Fig. 6.03 : mehrere Schnitte durch Stützen
mit angebrachter Fassade bei der Ausbildung eines einspringenden bzw. aus springenden
Eckes Fig. 6.04 : einen Schnitt durch Stützen mit angebrachter Fassade, bzw. angebrachter
Verglasung Fig. 7.01 : einen Schnitt durch einen aus vier Strukturgrundelementen
aufgebauten Raum Fig. 7.02 : eine vordere Fassadenansicht des Gebäudes nach Fig.
7.01 Fig 7.03 : eine Schnittansicht eines Strukturelementes des Gebäudes nach Fig.
7.01 Das Bausystem umfasst Strukturgrundelemente, die aus Stützen, Trägern und Traversen
zusammengebaut sind. Dabei sind diese Teile aus kaltverformten Stahlblechprofilen
hergestellt. Diese Strukturgrundelemente werden auf einer Fundamentierung auf£ebaut
und sind mit einer Decke nach oben verschlossen, die aus querversteiften Sickenblechen
z.B. Hösch-Tektal-STW besteht.
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Die Träger und die Sickenbleche sind durch Schrauben schub fest miteinander
verbunden und bilden dadurch ein orthogonal versteiftes Fläcbentragwerk. An dieser
Decke kann eine Mineralfaserdecke abgehängt werden.
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Die
In den Fig. 1.04 bis 1.10 sind Traversen unterschiedlicher
Ausführungsart dargestellt die dazu dienen, ein Strukturgrundelement aus zwei Stahlskelett-Rahmenelementen
aufzubauen. In der einfachsten Form gemäß Fig. 1.05 besteht die Traverse 7 zur Queraussteifung
aus einem nahtlos gezogenen Stahlrohr und dient der Verbindung von 2 Stützen, gemäß
Fig.
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1.02. Dieses Stahlrohr kann gleichzeitig,wie nachfolgend auch näher
erläutert wird,alsKanal für die Luftführung verwendet werden. Die in Fig. 1.05 dargestellte
Traverse 8 besteht ebenfalls aus einem Stahlrohr und dient der Queraussteifung bei
der Verbindung von 2 Stützen gemäß Fig. 1.01.
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Diese Traverse ist speziell für die Befestigung am Übergang von dem
oberen bzw. unteren Profilquerschnitt A-A bzw. C-C zum mittleren Profilquerschnitt
B-B ausgebildet.
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In den Fig. 1.06 und 1.07 sind zwei weitere Traversen 9 bzw.
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10 in Form eines Stahlrohrs zur Queraussteifung von zwei Stützen gemäß
Fig. 1.02 dargestellt, die zur Luftführung vorgesehen sind. Die Traverse ist mit
einem bzw. zwei 90 0 - Bogen versehen durch die der Luftkanal seitlich nach aussen
mündet.
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In Fig. 1.08 ist eine Traverse 11 dargestellt, die als Träger der
selbstklemmenden Verglasungsprofilen dient und besteht aus zwei kaltverformten-Stahlblechen,
die miteinander verbunden sind.
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In Fig. 1.09 ist eine Traverse 12 dargestellt, die als Decken randstreifen
ausgebildet ist und als Träger der selbstklemmenden Verglasungsprdfile dient. Dieser
Deckenrandstreifen besteht aus einem verformten Blechstreifen und einem daran befestigten
Winkelprofil.
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Es
Es ist noch ein weiterer Deckenrandstreifen 13,
gem. Fig.1.10 vorgesehen der nur aus einem verformten Blechstreifen besteht.
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In Fig. 1.11 ist ein Sturzblech dargestellt, das aus einem vcrformten
Blechstreifen besteht, welches in Verbindung mit Traversen gem. Fig. 1.06 bzw. Fig.
1.07 zum Verbinden von zwei Stützen gemäß Fig. 1.02 vorgesehen ist.
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Ein Deckenelement 15 gemäß Fig. 1.12 besteht aus einem Stahlblech
mit querversteiften Sicken und hat die-selbe Breite wie die Traversen. Aus Fig.
1.13 geht ein Träger hervor, der aus einem kaltverformten C-Profilstahlblech gebildet
ist und seitliche Flansche aufweist. Die Auflager des Trägers ergeben sich durch
Einfügen eines Stahlblechdreieckes zwischen dem Steg und die Flansche des Profils
an den jeweiligen seitlichen Enden. Der die beiden Stahlblechdreiecke begrenzende
Flansch 3 ist einseitig konkav gerundet und einseitig abgekantet. Die Länge dieses
Trägers 16 entspricht der Breite des Stahlskelett-Rahmenelementes aus dem die Strukturgrundelemente
aufgebaut sind.
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Eine Treppe zum Einbau in ein Strukturgrundelement ist in Fig.
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1.14 dargestellt. Diese Treppe 17 ist aus einem zusammennängenden
Flachmaterial hergestellt und besteht aus 2 Holmen und Stufen.
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Das Flachmaterial ist zwischen den einzelnen Stufen quer zu den Holmen
durchtrennt. Die Stufen werden durch einen Biegevorgang aus der Ebene des Flachmaterials
heraus verdreht, wodurch der verdrehte Abschnitt eine geringere Tiefe hat als die
Stufen. Die Holme der Treppe 17 werden durch Profilierung des Flachmaterials gebildet.
Die Treppe 17 entspricht in ihrer Breite der Länge einer Traverse und kann zwischen
zwei Stahlskelett-Rahmenelementen des Strukturgrundelements angebracht werden.
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Die Verbindung eines Deckenelementes 15 gemäß Fig. 1.12 mit zwei Trägern
16, gemäß Fig. 1.13 geht aus Fig. 2.01 in perspektivischer Ansicht und aus Fig.
2.02 in einer Stirnansicht hervor.
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Das
Das Deckenelement wird längs der oberen Längskante
des Trägers mit diesem verbunden und bildet dadurch einen Decken-Trägerverband.
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Der Aufbau eines Stützverbandes geht aus Fig. 2.03 hervor, der die
Verbindung von zwei Stützen 1 gemäß Fig. 1.01 durch eine Traverse 8 gemäß Fig. 1.05
darstellt.
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In Fig. 3.01 ist ein Strukturgrundelement dargestellt, das aus -2
Stützverbänden gemäß Fig. 2.03 besteht, welche durch Träger 16 miteinander verbunden
sind. Dieses Strukturgrundelement ist als Verglasungselement gedacht wobei der Stützverband
jeweils in etwa halber Höhe mit einer Traverse 11, gemäß Fig. 1.08 weiter ausgesteift
ist. Ein Strukturgrundelement für eine geschlossene Fassade ist in Fig. 3.02 dargestellt
und besteht aus zwei Stützverbänden, die aus jeweils zwei mit einem Sturzblech 14
verbundenen Stützen 5 aufgebaut sind. Ferner sind zur weiteren Queraussteifung Traversen
8 9 bzw. 10 vorgesehen. Die Stützverbände sind durch Träger miteinander verbunden,
welche im Steg mit Öffnungen versehen sind.
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In Fig. 3.03 ist eine Decke bzw. ein Dach andeutungsweise dargestllt,
wie es für. die Abdeckung eines aus Strukturgrundelemente bestehenden Gebäudes Verwendung
finden kann. Diese Decke besteht aus den einzelnen Deckenelementen 15 gem. Fig.
1.12 sowie Deckenrandstreifen 12 bzw. 13 gem. Fig. 1.09 bzw. Fig.1.10, welche an
den Stirnseiten der. Deckenelemente angebracnt sind.
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Das erste Deckenelement gemäß Fig. 3.03 hat eine Treppenaussparung
18.
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Ein Strukturgrundelement mit einer darin angeordneten Treppe 17 ist
in Fig.3.04 dargestellt und entspricht dem Strukturgrundelement, das unter dem Deckenelement
mit der Treppenaussparung 18 angeordnet werden kann.
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In den
In den Fig. er.05, 3.06 und 3.07 sind weitere
Strukturgrundelemente dargestellt, die mit speziellen Versorgungseinrichtungen für
Lufterhitzer, Luftaustausch- und Mischeinrichtungen, sowie eizeinrichtungen bzw.
einem Klimaschrank versehen sind. Aus den Darstellungen ist durch gestrichelte Linien
zu entnehmen, wie diese Elemente über Rohrleitungen mit den durch die Traversen
geführten Luftkanälen in Verbindung stehen.
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Ein nachfolgend beschriebenes Ausführungsbeispiel eines Gebäudes unter
Verwendung des Bausystems gemäß der Erfindung ist aus 6 Strukturgrundelementen gemäß
Fig. 3.01 einem Strukturgrundelement gemäß. Fig. 3.02 und einem Ausbauelement gemäß
Fig. 3.06 aufgebaut. Für das Gebäude sind vier Heizkreise vorgesehen, wobei die
Warmluft über die rohrförmigen Traversenelemente und die kanalförmigen hohlräume
geführt wird. Die Warmluft strömt durch die Austrittsöffnungen wie sie aus Fig.
5.o4 in vergrösserter Darstellung hervorgehen an den Trägern des Strukturgrundelementes
aus, womit es möglich ist eine gleichmassige Warmluftführung im gesamten Raum vorzusehen.
Dabei ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Warmluft
jeweils im Bereich der verglasten Wandteile ausströmt. Der prinzipielle Verlauf
des Heizkreises beim Gebäude gemäß Fig. 4 ist in Fig. 5.01 schematisch angedeutet,
woraus zu entnehmen ist, wie die luftführenden Kanäle im Deckenbereich geführt sind.
Die Darstellung gemäß Fig. 5.02 gibt die schematische Anordnung eines tieizsystems
mit vier Heizkreisen an, wobei das Versorgungselement in der Mitte des Gebäudes
angeordnet ist. Bei einer weiteren Unterteilung der luft führenden Systeme ist es
möglicn, jeweils nur ein oder zwei Strukturgrundelemente an einen Kreislauf anzuschliessen,
wie dies aus Fig. 5.03 hervorgeht.
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Für die Ausführung einer Fassade ist vorgesehen, dass diese als Kaltfassade
hergestellt wird mit einer Innen- und-Aussenhaut.
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Die Innenhaut
Die Innenhaut 20 verläuft zwischen
den Ausenstützen und kann aus einer Spanplatte mit Kunststoffauflage bestehen.
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Für die Ausgestaltung derAusssenhaut 21 und deren Befestigung können
mehrere Variationen vorgesehen sein, wobei die Variation gemäß Fig. 6.01 ein Klemmprofil
22 vorsieht, das mit Stahlblech beplankt wird. Die Beplankung kann aus einem kunststoffbeschichteten
Stahlblech bestehen, oder auch aus Stahlblechen in geeignetem Schichtaufbau zur
besseren Schall-oder Schwingungsdämpfung wie diese im Mandel kommerziell zur Verfügung
stehen. Eine weitere Art der Befestigung ist in Fig. 6.02 dargestellt, wobei auf
der Aussenseite des Trägers ein Hutprofil 23 angeordnet ist. Diese Ilutprofile sind
mit Knotenbleche untereinander verbunden und mit Asbestweißzement-Platten beplankt.
Eine weitere Beplankungsversion sieht GFK-Platten auf Aluminium-Profilen mit Klammern
vor, wie diese ebenfalls handelsüblich erhältlich sind.
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In den Fig. 6.03 und 6.04 sind Schnitte durch Wandelemente dargestellt,
wie sie sich bei der Ausgestaltung von Ecken sowohl als ausspringende Ecken und
einspringende Ecken ergeben. Die Eckausbildung erfolgt unter Verwendung einer Endstütze,
gemäß Fig. 1.03, welche mit der benachbarten Stütze des angrenzenden Strukturrahmenelementes
verbunden wird. Dies ist in den Fig.
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6.03 und 6.04 mit dem Bezugszeichen 25 angedeutet. Mit dem Bezugszeichen
26 wird ein Anschlußeck bezeichnet, das unter Verwendung von zwei gegeneinander
gestellten Endstützen gemäß Fig. 1.03 aufgebaut wird und die Möglichkeit bietet
einen Anbau oder dergleichen im Planungsraster vorzusenen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand
der Fig. 7.01, 7.02 und 7.03 dargestellt.
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Die Fig.
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Die Fig. 7.01 zeigt einen Grundriss eines aus vier Strukturgrundelementen
gebauten einstöckigen Gebäudes, wobei die beiden stirnseitigen Strukturgrundelemente
an den Stirnseiten des Gebäudes mit Fassadenplatten verschlossen sind und die Vorder-und
Rückseite des Gebäudes an den schmalen Seiten der Strukturgrundelemente mit einer
Verglasung ersehen sind. In einer Schmalseite eines Strukturgrundelementes ist die
Eingangstür zum Gebäude angebracht. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht
das Strukturgrundelement aus jeweils zwei geschlossenen Stahlskelett-Rahmenelementen,
die an den Viereckpunkten durch rohrförmige Traversenelemente miteinander verbunden
sind. In Fig. 7.03 ist ein solches Strukturgrundelement aus gesenlossenen Rahmenelementen
dargestellt, wobei ein U-förmiges Rahmenelement mit einem Träger geschlossen ist.
Der Anschluss des Trägers an die Stütze erfolgt dabei längs einer kreisabschnittförmigen
Auflagerfläche, die aus den entsprechend geformten Flanschen sowohl an den Stützen
als auch an den Trägerenden gebildet wird.
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In Fig. 7.02 ist die Vorderansicht des Gebäudes mit drei Fenstern
und der Eingangstüre an der Schmalseite von vier Strukturelementen dargestellt.
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Patentansprüche