DE2503479A1

DE2503479A1 - Vorgefertigtes, transportables raumelement

Info

Publication number: DE2503479A1
Application number: DE19752503479
Authority: DE
Inventors: Fritz C Stucky
Original assignee: Credelca AG
Current assignee: Credelca AG
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1975-08-07
Also published as: CA1016718A; FR2259949B1; ES434263A1; CH612235A5; FR2259949A1; JPS512214A; IL46513A0; IT1032567B; NL7500812A; IL46513A; US3999355A; AU7757175A

Description

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Credelca AG, Zug / Schweiz

Vorgefertigtes, transportables Raumelement

Die Erfindung bezieht sich auf vorgefertigte, transportable Raumelemente zur Errichtung von ein- oder mehrstöckigen Gebäuden, beispielsweise auch Wohngebäuden. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit Rauraelementen, die eine Mindestlänge von 11.2 m aufweisen. Die Abmessungen der Raumelemente stimmen zweckmässigerweise mit den Standardabmessungen für transportable Container überein, nämlich mit einer Länge von 12,18 m und einer Breite von 2.43 m. Die Höhe ist bei den Raumelementen nicht kritisch, sie mag 2.43 m oder mehr betragen, d.h. etwa die übliche Höhe eines Stockwerks.

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Der im folgenden verviendete Ausdruck "transportables vorgefertigtes Raumelement" bezeichnet ein transportables, vorgefertigtes, zellenälmliches Gebilde mit zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten und zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten, welche das Raumelement entlang seinem Umfang begrenzen, und mit einem tragenden Boden- oder Grundrahmen in Form einer Bodenkonstruktion sowie einer biegesteif mit dieser verbundenen vertikalen Trag- bzw. Wandkonstruktion, welche oberhalb der Bodenkonstruktion angeordnete und sich über diese erstreckende Teile eines Gebäudes, etwa ein Dach, eine Decke oder den Grundrahmen einer aufgesetzten Raumzelle trägt. Das Raumelement ist in seitlichem Stoß mit wenigstens einem weiteren solchen Raumelement zu einem Stockwerk oder einem Teil eines Stockwerks eines aus einer Anzahl solcher Raumelemente errichteten Gebäudes zusammensetzbar. Der Ausdruck "seitlicher Stoß" besagt, daß die Raumelemente Längsseite zu Längsseite, Stirnseite"zu Stirnseite oder auch Stirnseite zu Längsseite aneinandergesetzt sein können. Der Ausdruck "vertikale Trag- bzw. Wandkonstruktion" umfaßt eine vertikale tragende Wand sowie in Abständen angeordnete vertikale Tragstützen. Die Tragstützen können mit Wandfüllungen verbunden sein, welche einen Teil der Konstruktion ganz oder teilweise ausfüllen. Der Ausdruck "V/anclfüllungen" umfaßt sowohl Wandplatten als auch Türen oder Fenster. Im Falle von Wandplatten können diese einstückig mit den Tragstützen, zwischen denen sie sich erstrecken, ausgeführt oder an diesen nachträglich befestigt sein. Derartige Raumelemente und damit errichtete Gebäude sind Gegenstand der GB-PSen 1 101 597 > 1 101 385, 1 068 172, 1 027 241, 1 027 242, 1 034- 101, 1 250 und 1 271 024·, welchen Schriften weitere Einzelheiten zu solchen Raumelementen zu entnehmen sind.

Es wurde bereits vorgeschlagen, vorgefertigte Raumelemente der

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genannten Art unter Verwendung; einer Tragkonstruktion aufzubauen, welche aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt int, nämlich einer versteiften bzw. armierten Bodenkonstruktion-(Grundrahmen) und starr an den Stirnseiten der Bodenkon-struktion "befestigten vertikalen Trag- bzw. Wandkonstruktionen.

Derartige vorgefertigte Raumelemente können in einem von der Baustelle entfernten Fertigungsbetrieb nahezu vollständig fertiggestellt werden. Insbesondere können die Raumelemente im Fertigung betrieb mit den für das fertige Gebäude notwendigen elektrischen, sanitären und Heizungsinstallationen -sowie mit Türen, Trennwänden, Kacheln und sonstiger Inneneinrichtung versehen und somit im wesentlichen fertiggestellt werden. Danach werden sie an die Baustelle geschafft und dort zu einem Gebäude zusammengesetzt, x^obei .nur ein Minimum an abschließenden Arbeiten, wie etwa das Verdecken von Stoßfugen, durchzuführen bleibt.

Die Decke oder das Dach sowie einige oder alle Außenwände und gegebenenfalls Trennwände solcher Raumelemente wurden bisher unter Anwendung herkömmlicher Bauverfahren gefertigt, während sich die Raumelemente entlang einem Fließband bewegt. Die herkömmlichen Bauverfahren sind jedoch für eine moderne Fließbandfertigung nur wenig geeignet. Darüberhinaus ist bei einer solchen Bauweise der Zugang zu den Raumelementen erschwert, so daß kaum jemals mehr als eine Arbeitsgruppe daran arbeiten kann. Aus diesen Gründen geht der Fortschritt entlang dem Fließband nur langsam vor sich, weshalb sich die Vorteile einer fabrikmäßigen Fließbandfertigung nicht voll ausschöpfen lassen.

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein vorgefertigtes transportables Raumelement von einer besonders einfachen und baulich vorteilhaften Ausbildung aus einer biegesteifen.Bodenkonstruktion (Grundrahmen)

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zu schaffen, die insbesondere so ausgebildet ist, daß sie sich selbst besonders gut dafür eignet, mit vorgefertigten dreidimensionalen Raumzellen vereinigt zu werden, wie im Nachfolgenden erklärt werden wird, um auf eine besonders einfache Art und Weise mit diesen zu einer Einheit zusammengefügt zu werden, wobei es möglich ist, solche Raumzellen in einer solchen V/eise zu verwenden, daß sie die Gesamtabmessungen des fertiggestellten Raumelementes bestimmen, so daß die Herstellungstoleranzen des fertigen Raumelementes unabhängig sind von den Hersteirungstoleranzen der Bodenkonstruktion (Grundrahmen). Die Erfindung sieht zu diesem Zweck ein vorgefertigtes transportables Raumelement entsprechend der eingangs genannten Art vor, das eine biegesteife, die Lastbeanspruchungen aufnehmende Trageinheit aufweist mit der Besonderheit, daß diese Trageinheil; in •Seitenansicht im wesentlichen die Form eines auf den Kopf gestellten T auf v/eist und aus einer biegesteifen Bodenkonstruktion (Grundrahmen) sowie einer vertikalen Wandkonstruktion besteht, welche mit der Bodenkonstruktion in einem Bereich zwischen den Enden desselben mit dieser biegesteif und dauerhaft fest verbunden ist.

Dazu ist darauf hinzuweisen, daß die Herstellung solcher vorgefertigten transportablen Raumelemente bisher es notwendig gemacht hat, daß das Raumelement während der Erstellung entlang einer einzigen Fertigungsstraße zu bewegen, an v/elcher verschiedene Arbeiter oder Gruppen von Arbeitern an im Abstand voneinander angeordneten Stationen tätig sind, um die aufeinanderfolgenden und unterschiedlichen Herst el lungs- und Ausstattungsvorgänge am Raumelement vornehmen zu können. Dies· ist der Grund, daß die Zeit für die Fertigstellung eines Raumelementes bestimmt wird durch die langsamste und komplizierteste Bearbeitung.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Zeitdauer für die Herstellung der in der Fabrik gefertigten Raumelemente zu ver- . ringern indem vorgefertigte Raumzellen mitverwendet werden, deren Herstellung getrennt von der Hauptfertigungsstraße erfolgt, wobei diese Raumzellen im wesent liehen fertiggestellt zu der Hauptfertigungsstraße gebracht und dort mit der Trageinheit vereinigt v/erden können.

Zu diesem Zweck weist das Raumelement gemäß der Erfindung (in der erwähnten Form eines auf den Kopf gestellten T) mindestens eine vorgefertigte dreidimensionale Raumzelle auf jeder Seite der vertikalen Wandkonstruktion auf, wobei jede Raumzelle mindestens eine vertikale Vand und ein Dach oder eine Decke und/oder einen Boden umfaßt.

Daraus ergibt sich, daß diese Raumzellen vorgefertigte Raumeinheiten bilden, die dreidimensionale Bereiche des Raumelementes ergeben. Diese Raumzellen können alle oder im wesentlichen alle den erwähnten Bereichen der fertigen Raumelemente entsprechenden Installationen aufweisen. Die Raunzellen sind vorzugsweise vollständig mit diesen Installationen vorgefertigt. Der Ausdruck "Installationen" umfaßt einige oder alle der folgenden Einrichtungen: Rohre und Leitungen für beispielsweise Wasser, Elektrizität und Gas, ferner erforderliche Befestigungen und Ausrüstungen wie elektrische "Verteilerdosen und Schalter sowie Beleuchtungs- und Heizleitungen, oder Kanäle oder Ausnehmungen für die Aufnahme solcher Rohre oder Leitungen und/oder die erforderlichen Befestigungen und Ausrüstungen, weiterhin Durchlässe für Spann--■glieder oder andere für das Bauwerk notwendige Teile wie z.B. Gläser, Türen, Wandverkleidungen für dekorative oder Schutzzwecke oder Wandausgestaltungen (innen und/oder außen) soweit gewünscht, weiterhin Trennwände, Klosetts, Treppen, Einbauschränke außerdem

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Versorgungseinrichtungen wie Heizungen, Küchenaus st at tung en, Badeinbauten, Toiletteneinbauten, und ähnliches sowie Schal1- und· Wärmeisolationen.

Die Verwendung von vorgefertigten Raumzellen vermittelt eine große Freiheit in der Ausgestaltung der Raumelemente und zwar insoweit als eine Trageinheit mit unterschiedlichen Raumzellen ausgestattet sein kann, um verschiedene Raumelemente zu bilden, wobei solche Raumzellen die gleichen Ge samt abmessungen haben können. Typische Raumzellen sind beispielsweise ein Badraum, ein Treppenhaus, eine Heizungsanlage, ein Raum für einen Lift, ein Garderobenraum, ein Toilettenraum, einen Wohn- oder Eßraun oder Teile davon, oder andere Raumbereiche eines Raumelementes die geeignet sind, als Raumzelle vorgefertigt zu werden. Wenn die Raumzelle als Naßzelle dienen soll oder einen entsprechenden "nassen Bereich" aufweist, kann eine solche Raumzelle einen eigenen Boden haben, der auf der Bodenkonstruktion des Raumelementes ruht und ein Austreten von Wasser aus der Raumzelle oder der Naßzelle zu benachbarten Räumen verhindert.

Einige oder alle der Raumzellen können in den Herstellungsbetrieb für die Raumelemente gefertigt werden, es ist aber .auch möglich, sie von einer anderen, davon getrennten Stätte zu beziehen, sei es in völlig fertigem Zustand, sei es, daß sie vor dem Zusammenbau mit der Trageinheit im Herstellungsbetrieb für die Raumelemente noch vervollständigt werden. Einige Raumzellen können auch zu anderen Betrieben gebrächt v/erden, um mit bestimmten speziellen Einrichtungen vervollständigt zu werden, bevor sie dann mit der Baueinheit im Herstellungsbetrieb für die Raumelemente vereinigt werden.

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Ein besonderer Vorteil der Form der Trageinheit in der Gestalt eines auf den Kopf gestellten T liegb darin, daß die Raumzellen von den Enden der Trageinheit eingeschoben werden können. Es ist günstiger, ,das Raumelement in der Form zu bilden, daß die Stützen andsn Enden und die Außenwände Bestandteile der Raumzelle sind, als diese getrennt anzubringen. Verhältnismäßig dünne .Stützen können in eine Ausnehmung einer Raumzelle eingesetzt werden, so daß sie von der letzteren umschlossen sind. Sie können aber auch in Ausnehmungen der Raumzelle eingebracht und mit Hilfe von. Klebstoff en wie beispielsweise Epoxyharz dort befestigt werden. Dies ist einfacher als die Stützen an den Raumelementen während des Zusammenbaus anzubringen. Außerdem wird auf diese Art und Weise ein Feuerschutz für die Stützen geschaffen. Die Raumzellen können weiterhin auch mit wetterbeständigen Außenflächen versehen werden, die unmittelbar auf diejenigen Außenwände der Raumzelle angebracht werden, die nach außen gerichtet sind. Dies ist günstiger als zusätzliche Wände am Raumelement anzubringen oder das Raumelement mit einer wetterfesten Außenfläche zu versehen. Auch Fenster und Türen mit Pensterbrettern und Beschlägen können in den Raumzellen bereits eingebaut sein, um Dichtungen und Abdicht streifen ebenso unnötig zu machen wie manche Installationen. Auch Toleranzprobleme können dadurch entfallen. Endlich können die Raumzellen so ausgeführt werden, daß sie an den Seiten und an den stirnseitlichen Enden die Bodenkonstruktion des Raumelementes etwas überragen, so daß die Abmessungen des Raumelementes durch die Verenigung der Saumzellen bestimmt werden (die Raumzellen können auf einfache Art und Weise auf der Bodenkonstruktion zu der Einheit zusammengebaut werden, wobei die Herstellungstoleranzen der Raumzellen verhalte nismaßig klein sind). Deshalb ist ein solches Vorgehen· einfacher als die Gesamtabmessungen durch die Bodenkonstruktion bestimmen zu lassen, die, falls sie aus mehreren Teilen besteht, "schwieriger

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in ihrer Gesamtheit zusammenzusetzen ist und außerdem größere Toleranzen aufweist.

Die Raumzellen haben im wesentlichen die gleiche Breite wie die Bodenkonstruktion. Dabei kann die tatsächliche Breite des fertigen Raumelementes dadurch "bestimmt werden, daß die leicht zu kontrollierenden Raumzellen die Bodenkonstruktion etwas übergreifen, was wesentlich wirtschaftlicher ist als bei der Herstellung der Bodenkonstruktion eine hohe Genauigkeit zu fordern. Die Höhe der Raumzellen über der Bodenkonstruktion ist bevorzugt im wesentlichen die gleiche wie diejenige der vertikalen Wandkonotruktion.

Die Stirnwände der Raumzellen können im wesentlichen mit den Enden der B.odenkonstruktion fluchten. Auf diese Weise wird die ■Herstellung vereinfacht, indem die Länge der Bodenkonstrulction nicht mehr kritisch ist, v/ob ei die Raumzellen im wesentlichen, vor dem Zusammenfügen mit der Trageinheit fertiggestellt werden können.

Die Bodenkonstruktion setzt sich vorzugsweise aus zwei Teilkonstruktionen zusammen, welche zu beiden Seiten der vertikalen Vandkonstruktion angeordnet und biegesteif mit deren unteren Teil verbunden sind. Die Bodenteilkonstruktionen können im wesentlichen die gleiche Länge auf v/eisen-oder von unterschiedlicher Länge sein um die vertikale Wandkonstruktion von der Längsmitte der Bodenkonstruktion bis zu etwa 1,20 m versetzen zu können. Mindestens eine der Bodenteilkonstruktionen kann einstückig aus Beton gegossen sein.

In einer anderen Ausführung ist es möglich, einen oder beide der Bodenteilkonstruktionen aus.beispielsweise zwei in Längsrichtung

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verlaufenden Trägern zu gestalten, deren Zwischenraum·.gegebenenfalls von einem Boden ausgefüllt ist. Mindestens eine der Bodenteilkonstruktionen kann auch als Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Stockwerken eines mehrstöckigen Gebäudes vorgesehen sein. Wenn eine oder mehrere der Raumzellen eine Bodenplatte aufweist, die sich, zwischen den erwähnten Längsträgern erstreckt vnd von ihr getragen wird bzw. zwischen den vertikalen Wänden der Raumzelle angeordnet ist,oder auch in-beiden"'Fällen-, kann auf diese einfache Art und Weise für das Raumelement ein Boden geschaffen werden.

Die Bodenteilkonstruktionen sind durch eine zur Aufnahme von Momenten ausgebildete Verbindung am unteren Teil der vertikalen Wandkonstruktion befestigt. Dadurch ist die Trageinheit in der Lage, die beim Zusammenbau des Raumelementes, bei seinem Transport zur Baustelle, bei der Errichtung eines Gebäudes und in dem fertigen Gebäude auf das Raumelement einwirkenden Kräfte vollständig oder im wesentlichen vollständig aufzunehmen. .

Insbesondere können von der Trageinheit aufgrund der gegen Momente widerstandsfähigen Verbindung auch horizontale Belastungen,beispielsweise Windkräfte, aufgenommen bzw. übertragen werden.

An jedem Ende der Bodenkonstruktion ist mindestens eine vertikale Stütze angeordnet, die frei nach oben ragt. Die Verb indungen.'zwischen diesen Stützen und der Bodenkonstruktion sind nicht biegesteif, so daß sie im wesentlichen nur Druckkräfte aber keine horizontal en'Kräfte übertragen können, was in der Fachsprache symbolisch als Gelenkverbindung bezeichnet wird. Die Stützen können

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deshalb davon ausgenommen werden, irgendwelche Biegemomente zu übertragen, vielmehr v/erden sie im wesentlichen auf eine reine Druckbeanspruchung belastet, sie tragen wenig oder gar nichts zur Seitenstabilität des entsprechenden Gebäudes bei, können aber ein Dacii oder eine Decke einer Bodentafelkonstruktion des darüber befindlichen Raumelements mittragen. Sie können zumindest teilweise in den äußeren Teilen der außen angeordneten Raumzellen eingebettet sein.- J

Raumelenente gemäß der Erfindung sind verwendbar für einstöckige und mehrstöckige Gebäude. In einem mehrstöckigen Gebäude fluchten die Raumelemente in den übereinander angeordneten Stockwerken mit ihrer vertikalen Wandkonstruktion. In besonders hohen Gebäuden ■können sich Probleme mit Rücksicht auf die Belastung durch Windkräfte und seismische Kräfte ergeben. In einem solchen Gebäude hängt die Seitenfestigkeit gegen horizontale Belastungen weitgehend von der Festigkeit des Pfeilers ab, der durch die fluchtenden vertikalen Wandkonstruktionen gebildet wird, wobei bei einer solchen horizontalen Belastung jede vertikale Wandkonstruktion dazu neigt, horizontal, auszuweichen. Solche horizontalen Verschiebungen bewirken, daß die vertikalen Wandkonstruktionen sich verformen, d.h. in dem sie sich im Sinne von vertikalen Kragarmen durchbiegen. Nachdem die Trageinheit des Raumelementes einen biegefesten Rahmen darstellt, nimmt auch die Bodenkonstruktion an einer solchen Verformung teil, so daß die vertikalen Wandkonstruktionen zusätzlich zu ihrer Verformung sich auch als Ganzes drehen. Diese Drehung zusammen mit der Biegung verursacht eine horizontale Verschiebung, die von Stockwerk zu Stockwerk größer ist und unzulässige Größen erreichen kann.

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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist diese Schwierigkeit zu überwinden oder zumindest wesentlich zu verkleinern.

Zu diesem Zweck sind die fluchtenden Vandkonstruktionen der Trageinheiten miteinander verspannt durch Spannmittel, welche sie durchsetzen. Diese Vorspannung bewirkt,daß die fluchtenden vertikalen Vandkonstruktionen einem einzigen starren Pfeiler oder einem Turm gleichgesetzt werden können, der die Festigkeit des Gebäudes wesentlich vergrößert.

.Venn zwei aufeinanderfolgende vertikale Bodenkonstruktionen auf eine solche Art und V/eise praktisch zu einer Einheit zusammengefügt sind, ergeben sich zwei Virkungen, die das horizontale 'Ausweichen aufgrund von Seitenkräften vermindern- Einmal ruft die gegen Momente widerstandsfähige Verbindung von der Pfeilerbasis bis zur Spitze des Pfeilers zusätzliche ViderStandskräfte gegen die Drehung der Basis hervor. Zum andern ruft der damit verbundene Effekt eine Rückgängigmachung der Verformung im oberen Teil des unteren Pfeilers hervor, so daß auf diese Art und V/eise einem wesentlichen Teil der Horizontalverschiebung entgegengewirkt wird.

Soweit bei einem solchen Gebäude die vertikale Vandkonstruktion des im untersten Stockwerk befindlichen Raumelements auf einer Grundmauer steht, erstrecken" sich die Spann glieder vorzugsweise in diese Grundmauer.

Die Erfindung schlägt außerdem ein Verfahren zum Herstellen "eines vorgefertigten transportablen Raumelementes, der beschriebenen Art mit den folgenden Kennzeichen vor:

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a) Es wird eine biegesteife Trageinheit in Fora eines

- in Seitenansicht gesehen - auf den Kopf gestellten T etwa in Stockwerkshöhe vorgefertigt, welcher eine Boden-. konstruktion und eine damit biegesteif verbundene vertikale Wandkonstruktion etwa im mittleren Längenbereich der Bodenkonstruktion aufweist,

b) mindestens zwei Boden-Teilkonstruktionen werden in einer End- zu End-Stellung zu beiden Seiten des Fußes der vertikalen Wandkonstruktion derart zusammengefügt,

c) daß die einander zugekehrten Enden der 3oden-Teilkonstruktion biegesteif und bleibend miteinander und mit dem Fuß der vertikalen Wandkonstruktion verbunden werden,

d) mindestens eine vorgefertigte dreidimensionale Raumzelle ist auf der Bodenkonstruktion seitlich zur vertikalen Wandkonstruktion so angebracht, daß die äußere Stirnwand jeder Raumzelle im wesentlichen mit dem zugeordneten Ende der Bodenkonstruktion fluchtet, wobei jede Raumzelle vertikale Wände und ein Dach oder eine Decke und/oder einen Boden auf v:e ist.

Jede Raumzelle kann nach der Fertigstellung der- Trageinheit mit dieser zusammengebaut werden. Es ist aber auch möglich, daß mindestens eine Raumzelle an einer Bodenteilkonstruktion angebracht wird bevor die Trageinheit vorgefertigt wird. So kann tatsächlich mindestens eine Raumzelle eine Boden-Teilkonstruktion mitenthalten.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Errichten

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eines mehrstöckigen Gebäudes, das aus einer Mehrzahl der nach der Erfindung vorgefertigten Räumelemente besteht, die üb-ereinander so angeordnet sind, daß ihre vertikalen Wandkonstruktionen fluchten, wobei die Spannglieder für die fluchtenden vertikalen Wandkonstruktionen in diesen Fällen die Widerstandsfähigkeit des Gebäudes gegen horizontale Kräfte erhöht, indem die vertikalen Wändkonstruktionen zusammengespannt werden. .

In der Zeichnung sind Ausf\ihrungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei zeigen:

Fig.1 die aus einer ißodenkonstruktion und der damit

biegesteif verbundenen vertikalen Wandkonstruktion bestehende Trageinheit .mit zwei mit ihr vereinigten Raumzellen, wobei die Raumzelle 4h im Schnitt dargestellt ist,

Fig.2 eine schematische Darstellung eines durch tibereinanderanordnung solcher Raumelemente gebildeten mehrstöckigen Gebäudes,

Fig.3 in explodierter Darstellung eine perspektivische Ansicht .der aus der Bodenkonstruktion und der . vertikalen Wandkonstruktion bestehenden ÜJragsinheit mit zwei Raumzellen, ·

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. "14 "

Pig.4 einen Horizontalschnitt durch das rechte Ende der Einheit gemäß Pig.J,

Pig.5 Spannmittel, die in der Bodenkonstruktion längsverlaufend angeordnet sind,

Pig.6 in Seitenansicht die zur Bildung eines mehrstöckigen Gebäudes übereinander angeordneten Raumelemente, deren vertikale Wandkonstrulctionon e'inen durchlaufenden Pfeiler bilden und auf einer Grundmauer abgestützt und-durch Spannmittel untereinander und mit der Grundmauer verbunden sind,

Pig.7 Einzelheiten der Verbindung von Spannmittel-Abschnitten untereinander,

Pig.8, 9, ΊΟ verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Spannmittel in der tragenden Bodenkonstruktion und· den tragenden vertikalen Wandkonstruktionen,

Pig.11 die ungefähre Verteilung der Belastung eines aus einer Vielzahl solcher Raumelemente er-• richteten mehrstöckigen Gebäudes infolge der . Windkräfte,

Pig.12 die Verteilung der durch Druck oder Sog .einwirkenden Windkräfte auf die tragende Boden- und Wandkonstruktion,

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Fig.13 die Windwirkung an einem solchen Gebäude und

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Fig.14 die Belastungsübertragung zu der vertikalen V7andkonstruktion und der Bodenkonstruktion.

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In Fig. 1 ist die "biegesteife Trageinheit, die vorzugsweise als Betoneinheit ausgebildet ist allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Einheit Gesteht aus einer horizontalen Bodenkonstruktion 2 und einer zwischen den Enden der Bödenkonstruktion angeordneten, von dieser vertikal nach oben ragenden Wandkonstruktion •3, die starr und biegesteif mit der Bodenkonstruktion so verbunden ist, daß die Betoneinheit die Form eines auf den Kopf gestellten T aufweist. An den einander gegenüberliegenden Seiten der vertikalen-Wandkonstruktion 3 sind dreidimensionale Raumzellen 4g und 4h auf der Bodenkonstruktion befestigt, wobei diese mit ihrer inneren Stirnseite an die vertikale Wandkonstruktion 3 anschließen und mit ihrer äußeren Stirnseite jeweils in wesentlichen mit den Enden der Bodenkonstruktion 2 abschließen. Die Breite dieser Raumzellen ist im wesentlichen mit derjenigen der Bodenkonstruktion 2 gleich. Die Längen der Raumzellen sind so gewählt, daß die gesamte Länge des Raumelementes nach der Vereinigung der Raumzellen mit der tragenden Betoneinheit entweder etwas größer oder im wesentlichen gleich, der Länge der Bodenkonstruktion 2 ist. Die Höhe der Raumzellen entspricht im wesentlichen der lichten Höhe zwischen zwei übereinander angeordneten Bodenkonstruktionen.

Die Bodenkonstruktion 2 besteht gemäß dem Beispiel nach Fig.1 aus zwei Boden-Teilkonstruktionen 2a und 2b, die aus armiertem

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Beton "bestehen und starr mit dem unteren Ende der vertikalen Wandkonstruktion 3 durch. Spannka.be! 36 verbanden sind, die sich . durch entsprechende Kanäle 35a (Pig. 3 und 5) i*¹ <l^eil Boden-Teilkonstruktionen 2a und 2b und im unteren Ende der vertikalen Wandkonstruktion 3 erstrecken. Die Kanäle sind vorteilhaft in Vercteifungsrippen 37 auf der Unterseite der Boden-Teillconstrulitionen angeordnet. Die Fig.3 und 5 zeigen, wie diese Versteifungsrippen 37 rait einer verhältnismäßig dünnen Bodenplatte eine Einheit bilden, v/ährend auf der rechten Seite der Pig.3 diese Versteifungsrippen durch getrennte Längsbalken 37a gebildet sind. Diese Versteifungsrippen, können etwa 35 cm hoch und 20 cm breit sein.

Die Spannglieder 35 können in der in Pig.1 gezeigten Weise geführt sein oder auch geradlinig verlaufen.

Die Boden- Teilkonstruktionen 2a und 2b können gleich lang sein oder auch einen Längenunterschied von nicht mehr als etwa 1,20 a bei einer Gesamtlänge der Bodenkonstruktion von etwa 12 m auf- ' weisen. Sie können aus bewehrtem Beton in-langgestreckten Pormen von gleichbleibendem Querschnitt mit' versetzbaren Trennwänden gegossen oder auch kontinuierlich extrudiert und auf die erforderlichen Längen abgeschnitten sein. Sofern die Versteifungsrippen nicht mit einer Bodenplatte einstückig gefertigt sind, empfiehlt es sich, an ihren freien Enden eine zur Aufnahme von Momenten geeignete Querverbindung etwa in Porm eines Querträgers vorzusehen. Sind die Versteifungsrippen einstückig mit einer Bodenplatte gefertigt, so kann diese eine oder mehrere öffnungen etwa für eine Treppe oder für irgendeine Durchführung aufv/eisen.

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Pur den Zusammenbau der Betoneinheit 1 werden die Boden-Teilkonstruktionen 2a und 2b in gegenseitiger Verlängerung zu beiden Seiten des unteren. Teils der vertikalen Wandkonstruktion 3 angeordnet und die Teile dann mittels Haltevorrichtungen in ihren Stellungen relativ zueinander fixiert. Wenn die Einhaltung genauer Abmessungen iait Sicherheit erforderlich ist, können dazu KcntagevorrÜTtmgm entsprechend dem GB-Patentes 1 109 875 verwendet werden. Wenn andererseits die Endabmessungen der Raune lerne nt e durch Raumzellen bestimmt v/erden, so daß eine genaue Einhaltung der Abmessung der Bodenlconstruktion nicht erf orderlich ist ,- so nag eine derartige Montagevorrichtung nicht notwendig sein oder in einer einfachen Ausführung genügen, wobei allerdings dann die Raunzellen selbst durch solche Spanngliede? in Stellung gehalten werden sollten. Während die Teile der Bodenlconstruktion. in der richtigen Zueinanderanordnung gehalten werden, können die Spannseile 35 durch die einander zugeordneten Kanäle 36a gezogen, unter Zugspannung gesetzt und mit ihren Enden in oder an den Stirnseiten der Teil-Bodenkonstruktionen verankert werden. Das untere Ende einer vertikalen Wandkonstrulcfcion 3 kann entweder auf einer oder auf beiden Seiten einen vorspringenden Fuß aufweisen, so daß die Wandkonstruktion dann im Querschnitt eine L-Form oder eine . auf den Kopf gestellte T-Form aufweist. Die Boden-Teilkonstruktionen schließen dann an die stirnseitigen Enden des zugewandten. Fußes an der vertikalen Wandkonstruktion 3 an, so daß dieser Fuß oder beide Füße zu einem Bestandteil der Bodenkonstruktion 2 werden. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Verbindung der tragenden Konstruktionen an einer Stelle erfolgt, wo die Biegekräfte merkbar verringert sind.

Die Bodenkonstruktion 2 kann auch eine Hehrzahl von Boden-Teil-

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Konstruktionen" umfassen, die an ihren Enden miteinander verbundc-i sind und zumindest· auf einer Seite der vertikalen Wandkonstruktion 3 vorgesehen sind, wie in l^?ig.1 in gestrichelten Linien bei 81 angedeutet ist.

Es ist möglich, zunächst .zwischen den Enden der Boden-Teilkonsi;rukt ionen und den· ihnen zugewandten Seiten der vertikalen V/andkonstruktion 3 Zwischenräume zu belassen und diese mit einem cchnell härtenden Material, z.B,. Mörtel, Zement oder geschmolzene:.! Metall auszufüllen. Die Breite der Zwischenräume kann so gewählt werden, daß die Bo.denkonstruktion die gewünschten Längenabmesaunten erhält. Andererseits können die Zwischenräume_auch möglichst 'klein gehalten werden oder eine beliebige, gleichbleibende Breite aufweisen wobei dann die Haßabweichungen der einzelnen Teile in im folgenden beschriebener Weise an anderen Stelle ausgeglichen v/erden. In einer anderen Ausführung können die drei Teile ohne Zwischenlage eines Bindemittels direkt aneinanderstoßen.

Sofern an einer Seite oder an beiden Seiten der vertikalen Wandkonstruktion 3 ein ait einem Bindemittel ausgefüllter Zwischenraum vorhanden ist, werden die Spannglieder 35 erst nach dem Aushärten des Bindemittels gespannt und verankert. Die Zugspannung der Spannglieder kann 7 bis 8 t oder mehr betragen.

Ein für den beschriebenen Zweck geeigneter Mörtel oder Zement ist in der GB-PS 1 333 743 beschrieben.

Die Fig.2 zeigt eine Anordnung mehrerer überonandergesetzter Raumelemente, bei v/eichen die tragende Konstruktion 1 jedes unteren Raumelementes die tragende Konstruktion des Jeweils darüberliegenden .Raumelementes trägt, wobei die vertikalen Wandkonstruktionen 3 miteinander fluchten. Die Bodenkonstruktion des untersten Raumelementes 1 ruht auf einem fundament 38, während die oberste Einheit 1

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ein Dach 39 trägt. Das Dach, kann eine der Bodenkonstruktion ähnliche Platte, sein. Es kann einstückig oder aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein. An den beiden Enden ^jedes Raumelement er> 1 erkennt man vertikale Endstützen 40, deren Hauptaufgabe es ist, vertikale Kräfte aufzunehmen und die aufeinandergesetzten liaumelemente in ihrer Lage zu stabilisieren ., dagegen nicht irgendwelchen Momenten zu widerstehen, insbesondere nicht solchen, die durch Windkräfte verursacht werden. Aus diesen Grunde können sie_r wie schematisch in Pig.2 dargestellt ist, gelenkig mit der jeweiligen Bodenkonstruktion verbunden sein.

:An den Auflagepunkten in den Ebenen A, B und C können tragende Einlagen aus einem elastischen Werkstoff, z.B. Neopren vorgesehen sein, wie z.B. auch in Fig.? bei 71 angedeutet ist. Außerdem oder auch zusätzlich können an .den Oberseiten der vertikalen Wandkonstruktion 3 vertikal gerichtete Zapfen hervorstehen, die in entsprechende Ausnehmungen an der Unterseite der Bodenkonctruktion eingreifen, wobei entstehende Zwischenräume mit Mörtel o.dgl. ausgefüllt werden können. · .

Wenn die vertikalen Wandkonstruktionen durch Spannmittel miteinander verspannt werden, können die Einlagen, z.B. aus Neopren, die Form von Eingen haben, um den richtigen Abstand der tragenden Flächen zu gewährleisten und den nachfolgend eingefüllten Mörtel zusammenzuhalten. . "

In Fig.1 hat die Raumselle 4g in der einen Seitenwand ein Fenster -während im Beispiel nach Fig.3 die Raumzelle 4i an einer Seite offen ist. Die andere in Fig.1 dargestellte Raumzelle 4h weist eine Decke 42 mit senkrecht von dieser nach unten abzweigenden Querwänden '43, 44 und 45 auf. Während diese Raumzelle keinen Boden hat, weist

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die Rauraselle 4i in Pig. 3 eine Decke 42, Stirnwandungen 43 und sowie einen Boden 46 auf. Die andere in Pig.3 dargestellte Rau..:- zelle 4b ist mit einer Decke 42, ferner mit wenigstens einer gegebenenfalls von einen Penster 50 durchsetzten Stirnwand 45 und mit wenigstens einer gegebenenfalls mit einer Tür 49 versehenen Seitenwand 48 ausgerüstet.

In Pig. 3 ist die im mittleren Teil der Bodenkonstruktion angeordnete vertikale V/andkonstruktion 3 als massive Wand dargestellt. In einer anderen Ausführung kann die vertikale V/andkonstruktion aus zwei über eine Wandfüllung miteinander verbundenen "vertikalen Stützen bestehen. In jedem Falle ist dabei in der vertikalen V/andkonst rukt ion eine Türöffnung 51 vorgesehen.

Die Außenwände der Raumzellen sind als nichttragende V/ände ausgebildet. ....

Die Stirnwand 45 begrenzt in den Seiten der Raumzelle gebildete Nuten 52 für die Aufnahme von Endstützen 53ν vjelche das Gewicht der Passade und denjenigen Teil der vertikalen Gesamtlast (etwa 20 °/o) a.ui/', eier nicht durch die vertikale V/andkonst rukt ion 3 aufgenommen und übertragen wird. Die vertikalen Stützen 53 tragen jedoch nicht zur Versteifung des Raumelementes in der Längsrichtung bei. Sie stützen sich auf der Bodenkonstruktion 2 ab und stellen in ihrer Wirkung die in Pig.2 gezeigten Stützen 40 dar. Die Wand kann, \d.e in Pig.1 auf der rechten Seite gezeigt ist, einen na.ch unten verlängerten Rand 45a::aufweisen, der das stirnseitige Ende der Bodenkonstruktion 2 übergreift. In Fig.1 sind ähnliche vertikale Stützen 53 in den Endbereichen der Raumzelle 4g gezeigt. Die vertikalen Stützen 53 können aus bewehrtem Beton oder aus Stahl sein. Sie v/eisen Zimiaerhöhe auf. Die vertikalen Stützen sind zumindest

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teilweise von den Endbereichen der Raumzellen umschlossen.

Die Stirnwand der Raunzelle 4g kann ebenfalls einen nach unten ragenden, das Ende der Bodenkonstruktion übergreifenden Rand ähnlich dem bei 45a aufweisen.

In den Fig.3 und 4 sind die vertikalen Stützen 53, die -am stirnseitigen Ende der Raumzelle 4-i vorgesehen sind, als Teile eines über Kopf U-f örinigen Rahmens 54 gezeigt, in viel ehem. das Endäüek 55 der Raumzelle 4i eingesetzt·''ist. Diese Stützen 53 sind hier an ihren oberen Enden über einen Querträger oder Sturz 36 mit--" einander verbunden- Sie können außerdem an den unteren Enden durch eine Querstrebe miteinander verbunden v/erden, so daß sich ein offener rechteckiger Rahmen ergibt. Dieser Rahmen 54 ist vorsugsv/eise einstückig aus bewehrtem Beton hergestellt, er kann aber auch aus Stahlprofilen oder aus vorgefertigten Betonteilen bestehen. Die Außenseite des Rahmens 54 kann mit einer gegebenenfalls mit einer Fensteröffnung 53 durchsetzten Wandplatte 57 geschlossen sein. Der untere Rand einer solchen Wandplatte 57 kann das betreffende stirnseitige Ende der Bodenkonstruktion 2 übergreifen. Eine entsprechende Wandplatte kann auch für die Raumzelle 4b vorgesehen sein.

Die Anordnung von kürzeren Randteilen am unteren Ende einer Wand (wie z.B. 45a) oder einer Wandplatte '(wie z.B. 57) an mindestens einer Stirnseite einer Raumzelle führt dazu, daß die Gesamtlänge der Raumzelle unabhängig von der Länge der Bodenkonstruktion 2 ist·.

Die Raumzellen können auf der Bodenkonstrulction in ein Bett aus Zement oder aus einem Epoxy-Bindemittel oder auch auf tragende Einlagen aus elastischem Kunststoff, etwa Neopren, gesetzt werden. Sofern die Betoneinheit 1 verhältnismäßig große Haßtoleranzen hat,

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können die Raunzellen zur Erzielung der vorgesehenen Gesamtabmessungen gegenüber der Bodenkonstruktion verschoben bzw. entsprechend auf dieser ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck übergreift der untere Hand 4-5a der Wand 45 bzw. der Rand der V/andplatte 57 das stirnseitige Ende der Bodenkonstruktion· 2. _ Es können auch mehr als. eine Raumselle an einer Seite oder zu beiden Seiten der vertikalen Wandkonstruktion 3 aufgesetzt werden. Diese Raumzellen können dann vor dem Aufsetzen auf die Bodenkonstruktion fest miteinander verbunden oder aber auch einzeln aufgesetzt werden.

Die nach außen gerichteten Wände der Raumzellen sind vorzugsweise aus einem witterungsbeständigen Werkstoff wiö's.B. Beton, oder Sichtbeton oder aus anderem geeigneten Baumaterial wie Stahl, Aluminium oder Asbestzement. Die Außenwände sind vorzugsweise aus Fassadenplatten nach Art der Wandplatte 57 gebildet und bevorzugt in Formen gegossen. Sie. können aber auch auf andere Art und V/eise wetterbeständig ausgebildet werden, indem beispielsweise ihre Oberfläche, sei es beim Gießen oder danach wetterundurchlässig gemacht wird, z.B. mittels Glas oder Keramik oder Farbe. -Es kann aber auch eine eigene wetterbeständige Wand in Form einer Wandfüllplatte vorgesehen sein, wie z.B. in Fig.3 bei 57 gezeigt. Solche Wandplatten oder die Fassadenplatten können einstückig mit den Raumzellen aus dem gleichen oder einem anderen Material gegossen v/erden, wobei die Nuten für die vertikalen Stützen 53 gleichzeitig mitgeformt xirerden und gegebenenfalls eine Isolierung aus steifem Schaumstoff einbezogen wird. Es können die Fassadenplatten aber auch unter Zwischenlage der vertikalen Stützen 53 und der Isolierung an den Raumzellen angebracht werden, bevor oder nachdem diese auf.die Bodenkonstruktion aufgesetzt werden. Fenster oder Rahmen dafür können in .die -Fassadenplatten oder in eine senkrechte Wand einer Raumzelle eingegossen oder später daran angebracht v/erden.

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Jede Raumzelle wird im wesentliehen fertiggestellt, "bevor oder nachdem sie mit der 3etoneinheit 1 zusammengebaut wird.. Bei der Fertigstellung wird die Raumzelle auch mit den für die betreffenden Teile der jeweiligen Saumseile vorgesehenen Inneneinrichtungen, Installationen und äußeren Wandverkleidungen versehen. Die 'Inneneinrichtungen umfassen Trennwände, Decken, eine Bodenplatte, sofern die Bodenkonstruktion selbst keine solche aufweist, Türen, Einbauschränke, Treppen, Wandbekleidungen, akustische Isolierungen und ähnliches. Die Installationen unifassen Heiskörper, Beleuchtungskörper, . sanitäre Einrichtungen, Kuchen- und V/aschkücheneinrichtungen "sowie Einbaumöbel und ähnliches. Die Inneneinrichtungen umfassen

■ außerdem auch Versorgungseinrichtungen wie z.B. elektrische Leitungen sowie !Leitungen für Wasser, Heizung, Abwasser und ähnliches. Die .Fertigstellung der Außenwände schließt auch das Anbringen der Wärmeisolierung, einer Dampfbremse ·, die Herstellung eines Witterungsbeständigen Äußeren, cLie abschließende Bearbeitung der Außenflächen, das Anbringen von Fenstern und Jalousien, das Abdichten derselben, das Aufbringen und Zurichten einer Dachhaut, das Einsetzen von Türen und Sonnenblenden usw. ein.

In den Fig.6 und 7 ist gezeigt, wie in einem mehrstöckigen Gebäude die Betoneinheiten 1 der Raumelemente übereinander angeordnet und dabei aufeinander abgesetzt sind und wie die vertikalen Wandkonstruktionen 3 miteinander verspannt sind.

In -Fig-.6_; ist außerdem zu sehen, daß zumindest auf einer Seite jeder Vertikalen Wandkonstruktion 3 eine vorgefertigte Raumzelle beispielsweise als Einheit 4b angeordnet sein kann. Diese Raumzelle, weist eine Decke 42 und zumindest eine vertikale Wand 43 auf und steht auf der Bodenkonstruktion .2. Die Decke 42 bildet einen Teil 'des umgrenzten Raumes des Raumelementes. Wärme- und/oder schall-

■ isolierende Materialien 42a können über der Decke der Raumzelle

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angebracht vrerd.cn. Die vertikalen Stützen M-O können gänzlich oder zum Teil von den. Stirnwänden der Saunzelle umfaßt worden. In den Fig.6 und 7 sind ferner Spannmittel (insgesamt mit 60 bezeichnet) gezeigt, mittels v/elcher die miteinander fluchtendon vertikalen Wandkonstruktionen 3 untereinander und mit den Fundamenten 38 verspannt sind. Obwohl die Spannmittel 60 schließlich eine durchgehende Stange oder ein Spannseil darstellen, bestehen die Spannmittel doch vorzugsweise aus einer Folge von Abschnitten, die bei der Errichtung des Gebäudes mit ihren Enden zusammengefügt und unter Zugspannung gesetzt werden- Eine solche Ausgestaltung ist in den Fig.6 und 7 dargestellt. Jedes dieser Spannmittel 60 ver- . · läuft in den verschiedenen Abschnitten in Durchführungen, welche durch bei der Herstellung der betreffenden Teile in die Gießformen eingelegte Rohre aus Kunststoff oder gewellte Hülsrohre oder aber durch .mit Schmierstoff versehene Umhüllungen der Spannmittel selbst gebildet sein können. Um einen besseren Zusammenhalt der Spannmittel mit einer anschließend eingespritzten Zementfüllung zu erzielen, können die Spannmittel (Stäbe oder Seile) gewellt bzw. spiralig oder in einem Fischgrätenmuster gerippt sein, und die Durchführungen können ebenfalls mit Wellen oder Rippen an den Innen- und/oder Außenseiten versehen sein. In Fig.7 sind außerdem bei 79 Verstärkungsspiralen zur Verbesserung der Verankerung gezeigt.

In den Fig.6 und 7 sind aufeinanderfolgende Abschnitte der Spannstäbe mit 60a, 60b und 60c bezeichnet, die an Ort und Stelle miteinander durch Gewindemuffen 61 verbunden sind.

Der unterste Spannstab 60a ist mittels eines Ankertellers^62 und einer Mutter 63 im Fundament 38 verankert, d.h. an Ort und Stelle eingegossen. Das obere Ende des Spannstabes 60a weist ein

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Grobgewinde 64 auf * während das untere Ende des nächsten Stabes 60b mit einen Feingewinde 65 versehen ist. Beim Drehen der Gevri.ndemu.ffe 61 bewirkt die unterschiedliche Steigung der beiden Gewinde 64 und 65, daß die beiden Zug stäbe 60a und 60b zusammengezogen werden. Eine solche Ausgestaltung findet sich an allen einander zugekehrten Enden der aufeinanderfolgenden Spannstab-Abschnitte.

Wenn die Raumzellen fertiggestellt sind, werden sie in diesem fertigen Zustand zur Baustelle transportiert. Auf die im Fundament eingegossenen Zugstäbe 60a werden Gewindemuffen 61 aufgesetzt und fest niedergeschraubt. Darauf wird die erste Lage der Raumelemente für zumindest einen Teil des Gebäudes mittels eines Kranes aufgesetzt. Dabei setzen die Zugstäbe 60b mit ihren unteren Enden auf den auf dem Fundament 33 angebrachten Gewindemuffen 61 auf und werden in ihren Durchführungen dadurch aufwärtsverschoben. Gegebenenfalls können die Zugstäbe 60b an den oberen Enden längere Gewinde als unbedingt notwendig aufweisen und weiter als notwendig darauf nach unten geschraubt v/erden, so daß die Stäbe etwas höher sitzen als nach der Montage des Gebäudes. In jedem Pail muß das untere Ende der Zugstange 60b nun mit der auf dem Fundament 38 sitzenden Gewindemuffe 61 in Eingriff gebracht werden,was durch eine konische Abschrägung der Muffe erleichtert wird. Darauf wird der Zugstab 60b niedergeschraubt, bis die am oberen Ende aufgesetzte Gewindemuffe sich in ihrer normalen Stellung befindet und fest in der dafür vorgesehenen trüaterförmigen Ausnehmung sitzt. Sie kann nun weiter angezogen v/erden, um den Zugstab unter eine gewisse Vorspannung zu setzen. ' · :

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V/eitere Etagen werden in entsprechender Weise aufgesetzt. Die Differentialgewinde sollen nicht irgendwelche Kräfte ' :/y-.^:·

vermehren, sondern lediglich gewährleisten, daß das Verspannen in der beabsichtigten Weise gleichförmig vor sich geht. Das spanabhebend bearbeitete Peingewinde 65 bietet' beim Einschrauben einen geringeren Widerstand als das gewalzte Steiloder Grobgewinde 64, so daß sich eine Gewindemuffe 61 bein Einschrauben eines oberen Stabes nicht gegenüber den unteren Stab dreht. Das obere, feinere Gewinde läßt sich soweit einschrauben, bis die -betreffende Gewindemuffe sich von ihrem Sitz hebt. Wenn das Anziehen weiter fortgesetzt wird - was an sich nicht geschehen sollte.-schraubt sich das gleiche FVingewinde weiter ein, oder ein anderes, weiter unterhalb angeordnetes Feingewinde schraubt sich weiter ein. Die auf ihren Sitzen aufliegenden Ge-•windemuffcn lassen sich nicht drehen. Vorzugsweise werden die Zugstäbe jedes Stockwerks soweit angezogen, daß die nächstuntere Gewindemuffe gerade von ihrem Sitz abzuheben beginnt. Dadurch ist eine gleichmäßige Montage sowie eine gleichmäßige Verspannung nach dem Aufsetzen des Dachs gewährleistet. Es schadet zwar nicht, wenn die eine oder andere Gewindemuffe etwas angehoben oder verdreht wird, es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Anziehen mit. einer gewissen Gleichmäßigkeit erfolgt.

Nach dem Aufsetzen und Verspannen der Raumelemente der obersten Etage wird das Plattendach 39 in entsprechender Weise aufgesetzt, wobei der dazugehörige," kürzere Zugstab 6Od durch den Durchlaß 70 hindurch an der Oberseite hervorsteht. Das über die Ankermutter 67 hervorstehende Teil des Zugstabes 6Od wird von einer hydraulischen Spannvorrichtung mittels Backen am Stabprofil erfaßt (oder bd einem glatten Stab mittels eines Spannfutters). Zum

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Spannen aer aneinanderhängenden Abschnitte von Zugstaben wird dann die hydraulische -Spannvorrichtung betätigt. Das jeweilige Maß der Spannung muß für jeden einzelnen Pall oder allenfalls für eine Eeihe typischer Fälle besonders festgelegt werden und richtet sich nach der jeweiligen Höhe und Ausdehnung des Gebäudes, der Belastung, dem Winddruck usw..

Bei der Montage werden Sitzringe 71 zwischen die aufeinandersitζ enden Teile eingelegt, Vielehe Ringe ,vorzugsweise aus Neopren, geformt sind.

Handelt es sich um ein nur für eine gewisse Zeit errichtetes Gebäude oder soll dieses in -einer bei herkömmliche-nf Gebäuden nicht möglichen Y/eise versetzt oder in größerem Maße geändert werden, 'so sind nun hinsicitlich des Verspannens keine v/eiteren Arbeiten mehr nötig. Auch wenn die Durchführungen nicht aus Rohren gebildet, sondern die Spannstäbe mit Schmierstoff und einer Umhüllung versehen sind, verbleibt nichts, was noch getan werden könnte- Anderenfalls werden die Hohlräume in den Ausnehmungen 69, zwischen den Neoprenringen 71 und innerhalb der Durchführungen 72 mit unter Druck über Durchlässe 73 eingespritzten, fließfähigem Mörtel ausgefüllt. Dies bewirkt eine Bindung und schützt vor Korrosion.

Mit dem Ausfüllen beginnt man am besten unten und arbeitet nach oben, wobei die vorhandene Luft über im Bereich der Verbindungsstellen gebildete Durchlässe entweichen kann. Schließlich kann das über das Dach hervorstehende Endstück des obersten Spannstabes abgebrannt, die Ausnehmungen 70 mit Mörtel gefüllt und darauf die Dachabdeckung fertiggestellt werden. ■ ■

Das Dach 29 v/eist eine Platte 74- aus bewehrtem Beton mit einem auf die vertikalen "Wandkonst rulct ionen 3 ausgerichteten Quersteg

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an der Unterseite auf. Auf der Platte 7^ wird eine Dichtunvsschicht 76, Isoliermaterial 77 und eine Kiesschicht 73 od.dgl. aufgebracht.

Fig.6 zeigt, wie zwei Boden-Teilkonstruktionen 2a, 2b der einzelnen Bodenkonstruktionen in gegenseitiger Verlängerung beiderseits einer vertikalen Wandkonstruktion angebracht v/erden. Jede Bodenteilkonstruktion 2a oder 2b besteht aus einer Platte 39 aus bewehrtem Beton mit in Längsrichtung verlaufenden Balken 37-Zur starren Verbindung der Boden-Teilkonstruktionen 2a und 2b mit dem unteren Teil der damit zusammenwirkenden vertikalen Wandkonstruktion 3 dienen entlang Durchführungen 36a in den Balken 37 und im unteren Teil der Wandkonstruktion 3 verlaufende und unter Zugspannung gehaltene Stäbe oder Kabel (Fig.5). Diese sind .zunächst mit einem gewissen Spiel in den Durchführungen 36a geführt. Beim Zusammenbau der Betoneinheit 1 et v/a unter Verwendung von Halte- oder Einspannvorrichtungen der in der GB-PS 1 100 873 beschriebenen Art bleiben zunächst gewisse Zwischenräume zwischen den Boden-Teilkonstruktionen 2a, 2b und dem unteren Teil der vertikalen Wandkonstruktion 3· Das Spiel der·Stäbe oder Kabel in den Durchführungen sowie die genannten Zwischenräume-ermöglichen es, die einzelnen Teile entsprechend den gewünschten Abmessungen der Betoneinheit 1" und in der richtigen Winkelstellung zueianander auszurichten. Darauf werden die Zwischenräume mit einer schnell aushärtenden Füllung 80 wie z.B. Zementmörtel, Kunststoff oder geschmolzenen Metall· ausgefüllt. Vor oder nach dem Spannen der Stäbe oder Kabel 36 und dem Verankern ihrer Enden wird eine schnellaushärtende Füllung in die Durchführungen 36a eingespritzt. Sind an einer oder an beiden Seiten der vertikalen Wandkonstruktion zwei oder mehr Boden-Teilkonstruktionen 2a-, 2b in gegenseitige Verlängerung angeordnet, so sind diese mittels der durch sie hindurchverlauf enden Stäbe oder Kabel 36 untereinander verbunden und

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die zwischen ihren zusammenstoßenden Enden vorhandenen Zwischenräume mit einer schnell aushärtenden Füllung ausgefüllt. _:

In den Pig.5 und 8 ist gezeigt, daß die Teile der Bodenkonstruktion zwei parallel verlaufende Versteifungsrippen 37 auf'.-«'eisen können. Pur jede vertikale Wandkonstruktion 3^; sind vorzugsweise zwei Spannmittel 60 vorgesehen, die in Querrichtung des Raumelementes symmetrisch und in. einem solchen Abstand zueinander angeordnet sind, daß sie den Spannseilen 36 der Bodenkonstruktion nicht im Vege-sind oder die für die Aufnahme von Momenten ausgebildete Verbindung zwischen diesen und der vertikalen Wandkonstruktion 3 nicht beeinträchtigen. Der Abstand zwischen den Spannmitteln 60 und 36 sollte daher nicht weniger als 10 cm betragen, von Achse zu Achse gerechnet.

Wenn die vertikale Wandkonstruktion 3» wie in Pig.8 dargestellt, als durchgehende oder im wesentlichen massive Wand ausgeführt ist, so können die vertikalen Spannmittel 60 in einigem Abstand einwärts der waagerechten Spannmittel 36 verlaufen. .

Bei einer aus zwei vertikalen Stützen 3a gebildeten Wandkonstruktion 3 ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten, insbesondere wenn. die Stützen, wie in Fig.9 dargestellt, an den Seitenrändern der Bodenkonstruktion aufgestellt sind. In diesem Falle sind, die Versteifungsrippen 37 gegenüber den Stützen 3a vorzugsweise einwärts versetzt, so daß die vertikalen Spannmittel 60 außerhalb der horizontalen Spannmittel 36. verlaufen. Die Spannmittel 60 sind vorzugsweise zentral in den Stützen 3a angeordnet, wobei- die Spannmittel 36 mit einem Querbalken zusammenwirken, welcher die unteren Enden der Stützen 3a verbindet.

In der in Fig.9 dargestellten Ausführung sind die Stützen 3ß. an ihren oberen Enden durch einen Querträger 3"b verbunden, so daß sie

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einen Portalrahmen "bilden. In der Ausführungsforia nach Fig.10 verlaufen die Spannmittel schräg abwärts-einwärts, so daß sich eine erhöhte Wider st andsfahiglce.it gegenüber seismischen Kräften ergibt. Die dargestellte Ausführung läßt sich so abwandeln, daß zwei aufwärts oder abwärts konvergierende Spannmittel 60 jeweils als durchgehender Strang durch die übereinandergesetzten Eaune lerne nt e hindurchverlaufen, vrobei jedoch ihre ITeigung geringer sein muß als, in Fig^;.1O gezeigt. . ■

Wenn die vertikale Wandkonstruktion 3 der Betoneinheit 1 in Längsrichtung "der Bodenl'Construkt ion 2 in der Mitte angeordnet ist, so verlaufen die Spannzüge 60, wie in den Fig .6. und 7 dargestellt, vorzugsweise in der liitte der vertikalen V/andkonstruktion 3 in Bezug auf deren Dicke. Falls die vertikale V/andkonstruktion 3 jedoch nicht in der Mitte der Bodenkonstruktion angeordnet ist, empfiehlt' es sich gegebenenfalls, die Spannmittel 60 etwas näher an der einen Seite der vertikalen Wandkonstruktion 3 entlangzuführen, um einer von der Bodenkonstruktion ausgehenden unsymmetrischen Verteilung von Spannungen entgegenzuwirken.

Fig.11 zeigt in einem Schaubild die Art der Windkräfte, die an einem hohen Gebäude angreifen. Ein gegen das Gebäude gerichteter Pfeil zeigt eine positive Kraft, also Druck an, während ein vom Gebäude v/eggerichtet er Pfeil eine negative Kraft, d.h. einen Sog anzeigt. Die Länge der Pfeile entspricht der an dem gegebenen Punkt auftretenden Größe der Kraft. Im gezeigten Beispiel ist angenommen, daß der Wind von rechts nach links bläst. Die Gesamtkraft, die dabei auf ein bestimmtes'Raumelement einwirkt, ist zusammengesetzt aus der Druckkraft auf der dem Wind zugewandten Seite und dem Sog auf der vom Wind abgewandten Seite.

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Fig.12 zeigt die "Übertragung von horizontalen Kräften von der dem Wind zugewandten Seite des Gebäudeteiles, das gemäß der Erfindung errichtet ist. Die Windkraft wird zunächst aufgefangen von der äußeren Wand jedes Raumelements und von da aus in zwei etwa gleich großen Kräften 82 und 83 auf die Decke 4-2 einer Raumzelle bzw. die Bodenkonstruktion 2. Diese·'Bauteile leiten die Kräfte in die vertikale Wandstruktur 3 ein, die als einziger Bauteil dazu bestimmt ist, diesen Kräften zu widerstehen." Die Deckenstruktur 42 der Raumzelle 4b leitet die Seitenkraft 84 in das obere Ende, der vertikalen Wandstruktur 3 des entsprechenden Raumelementes ein, während die Bodenkonstruktion 2 die Seitenkraft 85 in den oberen·Teil der vertikalen Wandstruktur des darunter- --liegenden Raumelementes einleitet. Die Kraft 85 wird dabei mittels "Reibung oder horizontaler Schubkraft über die Lage'r stücke 71 übertragen. So kommt es, daß das obere Ende einer jeden vertikalen 'Wandstruktur vier Seitenkräften unterworfen ist:

Einer direkten Druckkraft 3^a von der oberen Hälfte der windwärts gerichteten Außenwand.: Einer direkten Zugkraft 84b von der oberen Hälfte der äußeren Wand, die windabgewandt angeordnet ist; einer Reibkraft 85, hervorgerufen durch den Winddruck und den Windsog, die das darüberliegende Raumelement zur windabgev/ahdten Seite zu drängen versuchen; und einem Zuwachs zu der gleichen Reibungskraft entsprechend der Summe der Reibungskräfte, die durch alle Raumelemente darüber übertragen" werden. Zusätzlich führt die Tendenz jeder vertikalen Wandstruktur.3,gegen den Uhrzeigersinn eine Drehbewegung um die Bais auszuführen, ein Moment in den oberen Teil der darunterbefindlichen vertikalen Wandkonstruktion 3 ein ,insbesondere wenn die vertikalen Wandkonstruktionen miteinander durch Spannmittel verspannt sind. · ' ν ■

.13 zeigt schematisch mehr im Detail die Übertragung von Kräften in 'einem einzigen Raumelement. Die Außenwand 57 ist schenatisch

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dargestellt als mittels Gelenken mit der Bodenkonctruktion 2 und der Decke ^Lv2 verbunden. Dadurch, soll zum Ausdruck gebracht werden, daß diese Gelenkverbindungen nicht in der Lage sind, !•foment e zu übertragen. Diese schematische Darstellung soll aber nicht ein Vorschlag für die tatsächliche Ausgestaltung der Konstruktion sein, die vielmehr in bekannter Weise ausgeführt son kann. Der vertikale Teil 53 symbolisiert die Wirkung der vertikalen Stützen ^Z!-O,uin eine ausschließlich vertikal gerichtete Stützkraft für das äußere Ende des darüb erliegenden Raune lenient es vorzusehen.

Die Fig.14- schließlich veranschaulicht noch etwas klarer diejenige:! Kräfte, die auf das obere Ende der vertikalen Wand struktur 3 einwirken, wobei der Pfeil 84a die von der Windseite herkommende Druckkraft repräsentiert,während der Pfeil 84b. den Sog von der windabgewandten Seite darstellt. Der Pfeil 87 präsentiert schließlich alle Reibungskräfte ; die von den darüb erliegenden Räume lementen übertragen werden. . ■

Durch die geschilderten Maßnahmen ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Raumelementen dieser Art.

So ergibt sich dadurch eine besonders einfache und vorteilhafte Bauweise für die tragende Betoneinheit, insbesondere wenn diese mit vorgefertigten dreidimensionalen Raumzellen zu einem fertigen und kompletten Raumelement zusammengefügt sind, wobei diese Raumzellen auf eine besonders einfache Art und Weise eingeschoben werden können. Dabei können die Abmessungen der Raumzellen so gewählt werden, daß ihre Anordnung die Gesamtlänge eines Räumeüsaentes bestimmen, so daß diese Gesamtlänge unabhängig ist von Toleranzen bei der Fertigung der Betoneinheit.

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Aufgrund dieser einfachen, besonders wirtschaftlichen Horst el lurigr.-möglichlceit eignen sich solche Raumelemente auch zur Errichtung- von eingeschossigen Gebäuden, v/ie Bungalows u.dgl., v/ob ei die RauiP"" elenente je nach der Größe des Gebäudes an ihren Längsseiten odor auch an den Stirnseiten und den Längsseiten aneinandergefügt werden.

Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang noch, daß die tragenden Betoneinheiten dabei völlig einheitlich gestaltet sein können, wobei sie aber unterschiedlich ausgebildete Raumzellen aufzunehmen vernögen, so daß unter Verwendung der immer gleich ausgebildeten tragenden Betoneinheit -zusammen mit den Raumzellen Räume aller Bedürfnisse zur Verfugung gestellt werden können, wobei die Raumzellen auch als sogenannte "ITaßzellen" ausgebildet sein können, die danneinen eigenen Boden aufweisen, der auf der Bodenkonstruktion der zugeordneten Betoneinheit ruht und verhindert, daß V/asser in andere Raumzellen oder Räume gelangt. Von besonderem Verteil ist dabei auch, daß solche Raumsellen unter Umständen auch in verschiedenen Spezialfabriken hergestellt werden können, je nach der Ausgestaltung der Raumzellen, wobei dann alle Raumzellen zur zentralen Fertigungsstelle der gesamten Raumelemente transportiert und dort mit den Betoneinheiten zu fertigen Raumzellen zusammengefügt werden können. Pur die Gestaltung der Fassade des Gebäuden ist es außerdem besonders günstig, daß die äußere Wand einer Raumzelle gleichzeitig als Fassade ausgebildet sein kann. Außerdem sind die in den Wänden der Raumzellen eingebetteten vertikalen Stützen weitgehend vor einer Hitzeeinwirkung bei Feuer geschützt.

Die Raumelemente nach der Erfindung sind aber auch besonders geeignet zur Errichtung von mehretagigen und auch besonders hohen Gebäuden, wobei die Raumelemente mit ihren vertikalen Wandkcnstruktionen einen durchgehenden Pfeiler bilden. Die Widerstandsfähigkeit der Gebäude gegenüber horizontalen Kräften hängt weitgehend von- der Widerstandsfähigkeit dieses durch die vertikalen

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Wandkonstruktionen gebildetenPfeilars ab. Dadurch, daß ein solcher durchlaufender Pfeiler mit Hilfe der diesen durchsetzenden Spannmittel unter einer entsprechenden Vorspannung gehalten \^crden kann, wird den gesamten Gebäude eine wesentlich höhere Widerstands!¹ ähigkeit g3gcn horizontale Belastungen, sei es durch Windkräfte, sei erj durch seismische Belastungen, verliehen.

Zu erwähnen ist noch, daß die Raumelemente nicht unbedingt nit Raumzellen vereinigt werden müssen. In manchen Fällen kann es genügen, an den Enden der Bodenkonstruktion vertikale Stützen als Träger einer Wand oder'Fassade anzuordnen, wobei diese vertikalen Stützen auf der Bodenkonstruktion so'befestigt sind, daß sie keine wesentlichen Komente übertragen können. Zum Transport solcher Raumclemente werden zweckmäßigerweise~die vertikalen Stützen mittels Abstandshalter mit der vertikalen Wandkonstruktion verbunden, soweit nicht eine Decke vorhanden ist, die zur Bildung eines Raumes dient und in Verbindung mit der vertikalen Wandkonstruktion die erwähnten vertikalen Stützen in ihrer aufrechten Stellung hält. ·

Ferner ist zu bemerken, daß für manche Fälle die Bestandteile der Raumelemente auch aus Metall, vorzugsweise Stahl gefertigt sein können, wobei dann die entsprechenden Stahlprofile miteinander durch Verbolzen, Vernieten oder Schweißen biegesteif verbunden werden.

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Claims

PA 8571 - · Patentansprüche

1. j Vorgefertigt es transportables Raumelement , bestehend aus ^s—einer vertikale Stützkräfte und horizontale Kräfte aufnehmenden iDrageinheit, vorzugsweise aus armiertem Beton, d a d 'u r c h gekennz ei chnet, daß die Trageinheit im wesentlichen in der Porm eines - von der Seite gesehen - auf den Kopf gestellten T "ausgebildet ist und aus einer Bodenkonstruktion"und aus einer biegesteif damit verbundenen,' etwa im Längsmittenbereich angeordneten vertikalen Wandkonstruktion besteht.

- .

2. Raumelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vertikale Wandkonstruktion aus einer notwendigen Stützkonstruktion besteht.

3. Raumelement nach Anspruch 1, dadu rch gekennzeichnet , daß zu jeder Seite der vertikalen ·Wandkonstruktion mindestens eine vorgefertigte dreidimensionale Raumzelle mit einer vertikalen Wand, einem Dach oder einer Decke und/oder einem Boden angeordnet ist. ^ "

4. Raumelement nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß eine vertikale Wand einer jeden Raumselle im wesentlichen mit dem zugeordneten Ende der Bodenkonstruktion abschließt. . ·

5. Raumelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch, geke. nnzeichnet , daß die Bodenkonstruktion aus mindestens zwei Teilkonstrüktionen besteht,

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- 56 - ;

zwischen denen die vertikale Vandkonstruktion angeordnet und ' ■ mit ihnen biegesteif verbunden ist.

6. Raumelement nach Anspruch 5i dadurch, gekennzeichnet , daß mindestens eine Boden-Teilkonstruktion aus einer Mehrzahl von Balken "besteht.

7- Raumelement nach mindestens einem der Ansprüche 2 "bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Raumzelle im wesentlichen der Breite der Bodenkonstruktion entspricht.

8. Raumelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 Ms 7> dadurch gekennzeichnet , daß an den Enden der Bodenkonstruktion mindestens eine aus zwei frei vertikal nach oben ragenden Balken bestehende Stützkonstruktion trägt.

9. Raumelement, mindestens nach den Ansprüche 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Balken zumindest teilweise von Teilen der Raumzellen umschlossen sind. ^{: :}

10. Raumelement, mindestens nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Wand einer Raumzelle oder eine Abschlußwand das, zugeordnete Ende der Bodenkonstruktion übergreift.

.Gebäude, dadurch gekennzeichnet , daß es mindestens ein Stockwerk aufweist, das aus Raumelementen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 besteht.

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12. Aus übereinander angeordneten Rausie lementen nach mindestens einem der Ansprüche 1 "bis 10 bestehendes Gebäude, dadurch gekennzeichnet , daß die vertikalen Wandkonstruktionen der übereinander befindlichen Raumelemente Jeweils einen vertikal durchlaufenden Pfeiler bilden.

13- Gebäude nach Anspruch 1,1, dadurch gekennzeichnet , daß die einen Pfeiler bildenden vertikalen Vandkonstruktionen Ausnehmungen zur Aufnahme von sich durch den Pfeiler erstreckenden Spannmittel aufweisen.

.14-. Gebäude nach Anspruch 12, ' dadurch gekenn-

- zeichnet , daß die in der untersten Eifage angeordneten Raumelemente im Bereich ihrer vertikalen Wandkonstruktion auf Grundmauern stehen, in welchen das untere Ende der Spannmittel verankert ist.

15- Gebäude nach Anspruch 12 oder 1$, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannmittel aus einer Folge von Abschnitten bestehen, die an ihren Enden verbindbar und so spannbar sind. . -

16. Verfahren zum Herstellen eines vorgefertigten, transportablen Raumelements nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzei-chnet ,

a) daß eine starre Trageinheit in Porm eines auf des Kopf gestellten ! -in Seitenansicht gesehen - etwa in Stockwerkshöhe vorgefertigt wird, die eine Bodenkonstruktion \ und eine damit biegesteif verbundene vertikale Wandkonstruktion etwa im'mittleren Lämgenbereich der Bodenkonstruktion aufweist,

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b) daß mindestens zwei Boden-Teilkonstruktionen in einer End- zu End-Stellung zu beiden Seiten des Fußes der vertikalen Wandkonstruktion derart zusammengefügt v/erden,

c) daß die einander zugekehrten Enden der Boden-Teilkonstruktion biegesteif und bleibend miteinander und mit dem Fuß der vertikalen Wandkonstruktion verbunden werden,

d) daß mindestens eine vorgefertigte dreidimensionale Raumzelle auf der Bodenkonstruktion seitlich zur vertikalen Wandkonstruktion so angebracht wird, daß die äußere Stirnwand jeder Raumzelle im wesentlichen mit dem zugeordneten Ende der Bodenkonstruktion fluchtet, wobei jede Raumzelle vertikale Wände und ein Dach oder eine Decke und/oder einen Boden aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß jede Raumzelle nach der Fertigstellung der Trageinheit mit dieser■zusammengebaut wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Raumzelle an einer Boden-Teilkonstruktion angebracht wird, bevor die Trageinheit vorgefertigt wird.

19· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn- z e i c h ne t , daß mindestens eine Raumzelle einen Boden als Teil der Bodenkonstruktion aufweist.

t ·

20. Verfahren zum Errichten eines mehrstöckigen Gebäudes, das eine Mehrzahl von vorgefertigten Raumelementen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 übereinander aufweist, indem die vertikalen Wandkonstruktionen fluchtend übereinander angeordnet undmiteinander verspannt werden.

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