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Unterkonstruktion für eine vorgehängte und hinterlüftete Fassade
Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterkonstruktion für eine vorgehängte und hinterlüftete
Fassade, bei der die Fassadenteile, z.B. Leichtbauplatten, an vertikalen Schienen
befestigt sind, die mittels Ankern am Gebäude angebracht sind.
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Die vertikalen Schienen können direkt oder indirekt an den Ankern,
die Fassadenteile können direkt oder indirekt an den Schienen befestigt sein. Die
Fassadenteile können Platten aus Asbestzement, Leichtbeton, Kunststoff, Metall oder
anderen Materialien sein. Es kann sich auch um Füllöffnungen für Fenster oder Türen
handeln.
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Bei den bekannten Unterkonstruktionen sind die vertikalen Schienen
mittels mehrerer übereinander angeordneter Anker an der Gebäudewand befestigt. Die
Fassadenplatten sind mit einer größeren Zahl von Nieten oder Schrauben an mindestens
drei nebeneinander befindlichen Schienen befestigt. Es hat sic gezeigt, daß derartige
Fassaden den auftretenden Belastungen (durch das Plattengewicht, den Winddruck oder
-sog, den Längenänderungen und Verbiegungen infolge Sonneneinstrahlung oder einseitiger
Befeuchtung u.s.w.) nicht immer gewachsen waren. Insbesondere lockerten und lösten
sich Anker, so daß vielfach keine baupolizeiliche Genehmigung mehr für derartige
Fassaden gegeben wurde. Da die Schienen nur mit Schwierigkeiten ausgerichtet werden
konnten, ergaben sich allein schon aus diesem Grund Verspannungen der Fassadenplatten,
die bei zusätzlichen Belastungen auch zum Bruch führen konnten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterkonstruktion der
eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die vertikalen Schienen mit nachweisbarer
großer Sicherheit am Gebäude gehalten sind und sich darüber hinaus sehr leicht ausrichten
lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Schiene
lediglich an einer einzigen Aufhängevorrichtung, deren Anker an der Stirnseite eines
auf horizontale Zugbelastung ausgelegten Baukonstruktionsgliedes angeordnet ist,
aufgehängt und mittels einer unter der Aufhängevorrichtung am Gebäude angebrachten
Haltevorrichtung in einem die lotrechte Lage sichernden Abstand von der Gebäudewand
geführt ist.
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Im Gegensatz zu den bekannten Fassaden, bei denen die Schienenlast
auf mehrere Anker aufgeteilt wurde, nimmt bei der vorliegenden Konstruktion eine
einzige Aufhängevorrichtung die gesamte Schienenlast auf. Dies hat den Vorteil,
daß deren Belastung durch den Maximalwert der Schienenlast genau definierbar ist,
so daß sie mit den zugehörigen Sicherheitszuschlägen entsprechend ausgelegt werden
kann. Dagegen ist im bekannten Fall die auf den einzelnen Anker wirkende Vertikallast
undefiniert, da einzelne Anker durch geringfügige Fehlsetzung völlig entlastet und
andere Anker entsprechend stärker belastet werden konnten. Da über die einzige Aufhängevorrichtung
auch erhebliche Horizontalkräfte übertragen werden müssen, sei es aufgrund einer
Sogbelastung der Fassadenteile, sei es aufgrund von in der Aufhängevorrichtung auftretenden
Lastbiegemomenten, ist der Anker der Aufhängevorrichtung an der Stirnseite eines
Baukonstruktionsgliedes mit nachweisbarer horizontaler Zugbelastung angeordnet,
also beispielsweise einer Stahlbetondecke oder dem Randträger von Stahlträgerdecken.
Da sowohl die Belastung der Aufhängevorrichtung als auch die Belastbarkeit des sie
haltenden Baukonstruktionsgliedes festliegen, ergibt sich eine statisch eindeutige
Befestigung, deren Sicherheit jederzeit, z.B. durch die Baupolizei, nachprüfbar
ist.
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Darüber hinaus nimmt jede Schiene automatisch eine lotrechte Lage
ein. Mit Hilfe der Haltevorrichtung wird lediglich dafür gesorgt, daß die Schiene
nicht unter dem Einfluß von Sogkräften o. dgl. von der Gebäudewand abgeschwenkt
wird. Das Justieren der Schienen ist daher sehr einfach; es brauchen jeweils nur
zwei Vorrichtungen, nämlich die Aufhängevorrichtung und die Haltevorrichtung derart
eingestellt zu werden, daß die Schienen in einer gemeinsamen lotrechten Ebene liegen.
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Besonders günstig ist es, wenn bei sich über eine Geschoßhöhe erstreckenden
Schienen die Aufhängevorrichtung an der Stirnseite der oberen und die Haltevorrichtung
an der Stirnseite der unteren Deckenkonstruktion angebracht sind. Auch die auf die
Haltevorrichtung wirkenden Horizontalkräfte werden dann in definierter Weise auf
das Gebäude übergeleitet.
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Des weiteren kann die Aufhängevorrichtung für eine untere und die
Haltevorrichtung für eine obere Schiene zu einer von einem einzigen Anker gehaltenen
Aufhänge-Halte-Vorrichtung vereinigt werden. Im Durchschnitt wird dann pro Schiene
nur noch ein Anker benötigt.
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Eine solche Aufhänge-Halte-Vorrichtung kann insbesondere unterhalb
eines den Anker aufnehmenden Loches einen Bolzen zum Aufhängen der unteren Schiene
und oberhalb dieses Loches einen sich parallel zur Gebäudewand erstreckenden, nach
oben offenen Führungsschlitz zum Halten der oberen Schiene aufweisen. Der Bolzen
kann fest angebracht oder auch eingesteckt sein. Diese Vorrichtung wird durch das
Gewicht der unteren Schiene automatisch in derjenigen Stellung gehalten, in der
sie die obere Schiene sicher halten kann. Es braucht daher lediglich für die richtige
Axiallage gesorgt zu werden. Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß das Loch
ein dem Ankergewinde entsprechendes Gewinde hat. Durch einfaches Verschrauben auf
dem Ankergewinde erhält die Aufhänge-Halte-Vorrichtung den gewünschten Abstand von
der Gebäudewand. Da sich die Vorrichtung nach
Anhängen der unteren
Schiene nicht mehr drehen kann, ist damit auch die Axiallage gesichert.
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Des weiteren sollte der Führungsschlitz eine Länge von mindestens
30 mm, vorzugsweise 50 mm haben, wodurch auch ein Verdrehen der Schiene um ihre
eigene Längsachse verhindert werden kann.
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Mit besonderem Vorteil weist der Anker einen die Schienenlast aufnehmenden
Tragteil mit einem Durchmesser von mindestens 20, vorzugsweise 30 mm, auf. Infolge
dieses großen Durchmess vermag der Anker mit Sicherheit auch große Lasten zu tragen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Anker
einen in dem Baukonstruktionsglied verankerten Bolzen und eine mittels einer Bolzenmutter
gegen die Stirnwand dieses Gliedes gepreßten Stützglocke mit einem Tragrohr aufweist,
wobei die Bolzenmutter im Inneren des Tragrohres gegen eine Stufe der Stützglocke
anliegt. Hierbei wird die Schienenlast auf das Tragrohr und von diesem praktisch
vollständig über die Glocke und den Reibungsschluß zwischen Glockenrand und Wand
auf die Gebäudewand übertragen. Der Bolzen selbst ist praktisch nur durch Zugspannung
belastet. Dies erlaubt es nicht nur, sehr hohe Kräfte und Momente aufzunehmen, sondern
bietet darüber hinaus den Vorteil, daß sich statisch genau nachweisbare Kraftverhältnisse
ergeben. Das Tragrohr hat einen gegenüber dem Bolzen größeren Durchmesser, so daß
es auch verhältnismäßig weit über die Mutter nach außen vorstehen darf, ohne daß
die Biegebeanspruchung zu groß wird. Da im übrigen der gesamte Umfang des Tragrohres
ausgenutzt werden kann, kann man den Abstand zwischen der Aufhängevorrichtung und
der Gebäudewand über einen verhältnismäßig großen Bereich variieren.
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Die Schiene sollte ein biegesteifes Profil mit einer senkrecht zur
Gebäudewand gemessenen Höhe von mindestens 35 mm, vorzugsweise 50 mm, haben. Infolge
dieser Biegesteifigkeit gelingt es,
verhältnismäßig lange Schienen
zu verwenden, die trotz der Aufhängung und Halterung an nur zwei Stellen ihre Lage
und Form auM dann beibehalten, wenn auf die Fassadenteile Winddruck oder -sog einwirkt.
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Sehr günstig sind Schienen, die ein U-Profil mit einem mittleren Befestigungssteg,
zwei Schenkeln und zwei nach außen gerichteten Endflanschen haben. An diesen Endflanschen
können die Fassadenteile beispielsweise angeschraubt oder angenietet werden, wobei
diese Befestigungsstellen einen verhältnismäßig großen Abstand von dem Plattenrand
haben, wodurch ein Ausreißen dieser Plattenränder verhindert wird. Dies gilt insbesondere,
wenn die Befestigungsstege eine Breite von mindestens 50 mm, vorzugsweise 80 mm,
haben.
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Eine andere bevorzugte Schienenform hat ein rechteckiges Kastenprofil.
Dieses hat eine besonders hohe Biegesteifigkeit. An beiden Enden der Schiene können
aus dem Kastenprofil herausragende Befestigungsstege vorgesehen sein, um ein bequemes
Anbringen an der Anhängevorrichtung und Einführen in die Haltevorrichtung zu ermöglichen.
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Günstig ist es ferner, wenn die Schiene zum Aufhängen ein quergerichtetes
Langloch aufweist. Auf diese Weise kann die Schiene parallel zur Wand verlagert
werden, wodurch Fehl setzungen der Aufhängevorrichtung ausgeglichen werden können.
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Mit einer besonders geringen Zahl von Schienen kommt man aus, wenn
jedes Fassadenteil an nur zwei Schienen mittels oberer Haken angehängt und mittels
unterer Halteteile gesichert sowie durch querlaufende Verstärkungen ausgesteift
ist. Diese Anbringung hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Fassadenteile auf
nur zwei Punkten ruhen, wodurch sich eine gleichmäßige Verteilung der Last auf die
beiden oberen Haken ergibt. Um die Kanten horizontal auszurichten, brauchen höchstens
zwei Haken verstellt zu werden. Darüber hinaus sind die Fassadenteile freihängend,
also nicht durch innere Spannungen verzogen. Die Verstärkungen reichen in der Regel
aus, um störende Durchbiegmgt
zu verhindern. Auf diese Weise können
ohne Schwierigkeiten Fassadenplatten mit einer Länge von 2,8 m und einer Höhe von
1,25 m an nur zwei Schienen befestigt werden. Die querlaufenden Verstärkungen können
beispielsweise mit Hilfe von durchgehenden Hakenlagern kombiniert sein.
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Voneiner Schiene können auch mindestens zwei übereinander angebrachte
Haken zum Anhängen von mindestens zwei übereinander angeordneten Fassadenteilen
getragen sein. Dies erlaubt es beispielsweise, in jedem Geschoß eine untere Reihe
durchgehender Fassadenplatten und eine obere Reihe von abwechselnd Fenstern und
Fassadenplatten zu verwenden.
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Wenn eine Schiene nahe einer Gebäudeecke angebracht werden soll, wo
es Schwierigkeiten bereitet, einen Anker anzubringen, empfiehlt es sich, die Schiene
an einem horizontalen Kragarm anzuhängen, der an zwei in horizontalem Abstand angeordneten
Ankern befestigt ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines
Gebäudes mit schematisch dargestellter Unterkonstruktion, Fig. 2 einen Horizontalschnitt
gemäß der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt längs der Linie B-B
der Fig. 1, Fig. 4 einen Horizontalschnitt oberhalb eines Ankers durch ein anderes
Ausführungsbeispiel, Fig. 5 eine Vorderansicht der Fig. 4, wobei die Fassadenplatten
und eine Befestigungsmutter abgenommen sind und Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch
eine Gebäudeecke.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Geschoß 1 durch eine obere Decke 2 und eine untere
Decke 3 aus Stahlbeton begrenzt. An der Stirnwand 4 der Decken sind Aufhänge-Halte-Vorrichtungen
5, die nachstehend noch näher erläutert werden, montiert. Jede Vorrichtung 5 trägt
an einem Aufhängebolzen 6 eine untere Schiene 7 und dient gleichzeitig als Haltevorrichtung
8, die dafür sorgt, daß die obere Schiene 7 in einem die lotrechte Lage sichernden
Abstand von der Gebäudewand geführt ist.
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An jeder Schiene sind übereinander je zwei Aufhängehaken 9 und zwei
Haltehaken 10 angebracht, mit deren Hilfe zwei übereinander angeordnete, gestrichelt
gezeichnete Fassadenplatten 11 und 12 gehalten werden. Die Fassadenplatten weisen
je eine obere Querversteifung 13 und eine untere Querversteifung 14 auf, welche
strichpunktiert angedeutet werden. Diese Querversteifungen dienen dazu, die Platten
11 und 12 an den Aufhängehaken 9 aufzuhängen und an den Haltehaken 10 zu führen.
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Jede Platte 11, 12 ist an nur zwei Stellen aufgehängt. Demzufolge
übernimmt jede Schiene 7 das halbe Plattengewicht. Das bedeutet, daß jede Aufhängevorrichtung
6 durch das Gewicht einer ganzen Platte und der Schiene 7 in Vertikalrichtung belastet
ist. Hierfür läßt sich die Aufhängevorrichtung genau berechnen. Da sie überdies
in einem Baukonstruktionsteil angeordnet ist, das statisch nachweisbare Belastungswerte
hat, ist die Sicherheit der Aufhängung statisch nachweisbar. Dies gilt auch für
horizontale Zugbelastungen, welche über die Aufhänge-Halte-Vorrichtungen 5 auf das
Gebäude übertragen werden, weil die Decken 2 und 3 auch bezüglich der horizontalen
Zugbelastung nachweisbare Werte haben.
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Es wird nunmehr auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. In die Stirnfläche
4 der Decke 2 ist mit Hilfe eines Dübels 15 ein Ankerbolzen 16 befestigt. Uber diesen
Bolzen ist eine Stützglocke 17 geschoben, die einstückig mit einem Tragrohr 18 ausgebildet
ist. Der Durchmesser dieses Tragrohrs 18 sollte mindestens 20 mm, vorzugsweise 30
mm, betragen. Dieses Tragrohr weist innen eine
Stufe 19 auf, gegen
die sich die Stirnfläche einer Bolzenmutter 20 anlegt. Wenn die Mutter mittels eines
Innenmehrkants 21 festgezogen wird, preßt sie die Stützglocke 17 mit ihrem Boden
fest gegen die Stirnfläche 4. Jede auf das Tragrohr 18 wirkende Last, die parallel
zur Gebäudewand gerichtet ist, wird überwiegend durch den Reibungsschluß zwischen
Stützglocke 17 und Stirnfläche 4 auf die Decke 2 übertragen. Die Biegebelastung
des Bolzens 16 ist minimal; er muß im wesentlichen nur Zugkräfte auf die Decke 2
übertragen. Horizontallasten, die auf das Tragrohr 18 wirken, werden als Druckkräfte
unmittelbar von der Stützglocke 17 auf die Stirnfläche 4 abgeleitet oder als Zugkräfte
vom Bolzen 19 auf die Decke 2 überführt.
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Auf ein Außengewinde 22 des Tragrohrs 18 ist die Aufhänge-Halte-Vorrichtung
5 mit einem Gewindeloch 23 aufgeschraubt. Sie trägt unterhalb des Gewindelochs 23
den Aufhängebolzen 6 für die untere Schiene 7 und oberhalb des Lochs einen nach
oben offenen und sich parallel zur Gebäudewand erstreckenden Führungsschlitz 24
zum Halten der oberen Schiene. Der Abstand von der durch die Stirnfläche 4 vorgegebenen
Gebäudewand wird auf einfache Weise dadurch eingestellt, daß die Vorrichtung 5 auf
dem Tragrohr 18 hin und her geschraubt wird. Sobald die untere Schnie 7 mittels
des Aufhängebolzens 6 befestigt ist, hat die Vorrichtung 5 eine räumlich genau definierte
Lage.
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Die Schienen 7 haben ein Kastenprofil mit einer erheblichen Höhe H
von beispielsweise 50 mm. Auf diese Weise ergibt sich eine hohe Steifigkeit der
geschoßhohen Schienen 7. An beiden Enden ist ein Mittelsteg 25 und 26 angebracht.
Zu diesem Zweck besitzt der Mittelsteg Flansche 27, die mittels Schrauben 28 innen
an der Seitenwand der Schiene 7 befestigt sind. Der obere Mittelsteg 25 weist ein
Loch 30 zur Aufnahme des Aufhängebolzens 6 auf. Er wird unter Zwischenlage einer
Scheibe 31 von einer Mutter 32 festgehalten. Der untere Mittelsteg 26 greift von
oben in den Führungsschlitz 24, hat aber ringsum Spiel; er wird lediglich in Richtung
der Achse des Tragrohrs 18 gehalten.
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Die Querversteifung 13 ist, ebenso wie die Querversteifung 14, aus
zwei übereinandergeklebten Streifen 33 und 34 gebildet, die aus dem gleichen Material
wie die Fassadenplatten 11, also z.B. Asbestzement mit einer Stärke von 6 - 10 mm,
bestehen. Der hintere Streifen 34 ruht mit seiner Unterkante auf dem Aufhängehaken
9 auf, der seinerseits mittels eines Bolzens 35 und einer Mutter 36 an der Schiene
7 angebracht ist. Der Haken 9 hat eine solche Form und außerdem einen Klemmkopf
37 aus elastischem Material, daß der Streifen 34 gegen die Schienen 7 gehalten wird.
Außerdem hat der Streifen 34 eine solche Länge, daß er den Schlitz 38 zwischen übereinanderliegenden
Fassadenplatten 11 und 12 hinterdeckt. Der Haken 10 und die Querversteifung 14 sind
genauso ausgebildet mit dem einzigen Unterschied, daß die Unterkante des Streifens
34 nicht auf dem Haken 10 aufsitzt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 werden für gleiche Teile
dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 - 3 verwendet.
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Die hier verwendeten Schienen 39 haben ein U-Profil mit einem Mittelsteg
40, zwei Schenkeln 41 und zwei nach außen gehenden Flanschen 42. An diesen Flanschen
sind Fassadenplatten 11, 12 mit mittels durch Löcher 43 greifender Nieten 44 befestigt.
Die Breite W des Mittelstegs beträgt mindestens 50 mm, vorzugsweise 80 mm. Demzufolge
liegen die Nieten 44 mit erheblichem Abstand vom Rand benachbarter Platten 12, so
daß die entsprechenden Löcher in den Platten 12 eine erhebliche Ausreiß-Sicherheit
haben. Die Breite V des Führungsschlitzes 24 sollte mindestens 30, vorzugsweise
50 mm betragen. Auf diese Weise ist ein Verdrehen der Schienen 42 nicht möglich.
Das Loch 30 im Mittelsteg 40 ist ein querverlaufendes Langloch. Wenn der Bolzen
15 falsch gesetzt worden sein sollte, kann trotzdem die Schiene 39 genau mit einer
darüber- oder darunterliegenden Schiene ausgerichtet werden. Ein ähnliches Spiel
ist auch in dem Führungsschlitz 24 des Halters 8 möglich, weil die Breite W des
Mittelstegs 40 größer als die Breite V des Führungsschlitzes ist. Des weiteren spielen
Höhenunterschiede keine Rolle, weil ein Ausgleich im Führungsschlitz 24 möglich
ist, in welchen die Schiene 39 nicht vollständig eingeschoben ist.
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Fig. 6 zeigt eine Gebäudeecke, bei der die Wand, ebenso wie in den
vorangehenden Ausführungsbeispielen, mit einer Wärmedämmschicht 45 versehen ist.
Mit Hilfe zweier Stützglocken 17 ist ein Kragarm 46 befestigt. Während die eine
Schiene 39 am Tragrohr 18 der einen Stützglocke befestigt ist, ist für die eckennahe
Schiene 39 am Kragarm 46 ein Bolzen 47 angebracht, der die Aufhänge-Halte-Vorrichtung
5 trägt. Auf diese Weise kann die Schiene 39 nahe der Ecke angebracht werden, obwohl
die Sttzglocke 17 einen gewissen Abstand von der Ecke haben muß, um im Material
der Decke 2 sicher gehalten zu werden.
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Selbstverständlich können die Fassadenplatten 11, 12 auch eine andere
Anordnung als in Fig. 1 haben. Beispielsweise können geschoßhohe, aber schmalere
Platten benutzt werden.
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Es können auch andere als die dargestellten Anker, Aufhängevorrichtungen
und Haltevorrichtungen im Rahmen der Erfindung benutzt werden.