DE2715698A1

DE2715698A1 - Dreidimensionales konstruktionselement

Info

Publication number: DE2715698A1
Application number: DE19772715698
Authority: DE
Inventors: Andre Polack
Original assignee: MATRAPA SA
Current assignee: MATRAPA SA
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1977-10-20
Also published as: BE842540A; CA1067663A; FR2347496A1; BR7702229A; US4159602A; FR2347496B1; OA05628A; DE2715698C2; SE7704005L; CH612713A5

Description

7. ι». 1977

Ni

MATPAPA S.A., 1211 Henf (Schweiz)

Dreidimensionales Konstruktionselement Priorität: 9. April 1976, Schweiz, Nr. 00^577/76

Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales Konstruktionselement polyedrischer Form mit zwei sich p;epenfiberliependen Öffnungen, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Elementes sowie seine Verwendunr, um Wohnräume, Krankenhäuser ,Hotels und dergleichen zu bauen.

Ks sind aus Platten zusammengesetzte Elemente bekannt, die, falls sie klein penug sind, unter Finhaltunp der Straftenverkehrsvorschriften transportiert werden kennen.

Es wurde beahslchtip-t, durch das Zusammensetzen mehrerer Einzelteile ein proftes kontinuierliches Raumteil zu konstruieren.

Die Einzelelemente dürfen keine großen Abmessungen aufweisen, einerseits wepen ihrer mangelnden Festigkeit und zum anderen wep-en der auftretenden Transportprobleme. Diese Elemente besitzen nicht die notwendige Festip-keit, um sie auf ihrer Schmalseite stehend im Einklang· irit den Transportnormen zu transportieren.

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Es ist offensichtlich, daft die Handhabung von aus Platten bestehenden Elementen zwangsläufig mit ihrer mehr oder weniger vollständigen Zerlepunp; vor dem Eintreffen auf der Baustelle verbunden ist.

Dem wSre nicht so, wenn entsprechend dem Vorschlag der Erfindung die Elemente oder Zellen einen festen Block bilden würden, der aus mindestens einem mehr oder weniger dicken Rahmen besteht, welcher Rahmen armiert oder durch Winkelstücke verstärkt ist, um eine statische Oberbestimmtheit zu erreichen, oder falls der Block durch eine kompakte Aneinanderreihung von Rahmen erzeugt würde. In diesem Fall würden sich die statisch unbestimmten Rahmen wegen der Festigkeit des durchgehenden, an keiner Stelle unterbrochenen Materials nur sehr geringfügig verformen.

Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zusammensetzbare Strukturen zu entwickeln, die sich aus Komplementärelementen zusammensetzen, die eng geschachtelt werden. Diese Konstruktionsweise, bei der kein Mörtel verwendet wird, ist monolitisch und widersteht extremsten Beanspruchungen, wie etwa Erdbeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben,

Der Vorteil eines Bauelementes nach der Erfindung besteht darin, daß es statisch nicht deformierbar ist und auf seine Schmalseite gestellt ohne Bruchgefahr transportiert werden kann. Die Abmessung der Schmalseite des Elementes bestimmt die Breite des Transportzuges, die das httchstzulSssiere Verkehrstransportmaß von drei Metern nicht überschreiten darf.

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Es ist folglich nicht nötif, einen Transport mit Sondergenehmigungen durchzuführen, wie das bei herkömmlichen Bauelementen, die nicht renürend stabil sind, um auf ihrer Schmalseite stehend transportiert werden zu kennen, der Fall ist.

Vorteilhaft ist ferner, daß das Konstruktionselement nach der Erfindung zur Konstruktion von Wohnhäusern verwendet wird, ohne daß eine Verbindungsmasse zwischen die ineinandergreifenden Rippen der übereinander oder nebeneinander angeordneten Elemente eingefügt zu werden braucht. Die Konstruktion nach der Erfindung ist überaus stabil und erdbebensicher. Die außenliegenden Rippen des Elements haben den Zweck,einerseits die Festigkeit der statisch unbestimmten Struktur zu erhöhen und andererseits zwischen die Rippen eines Nachbarelements einzugreifen .

Konstruktionselemente nach der Erfindung werden nebeneinander und übereinander derart angeordnet, daß ihre Rippen gegenseitig ineinandergreifen und die einzelnen Elemente ohne die Verwendung eines Bindemittels gegenseitig festhalten.

Anhand der Zeichnungen werden schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung, Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionselementes nach der Erfindung und dessen Verwendung zur Konstruktion von Wohnhäusern erlSutert. Es zeigt:

Fig. 1 : Eine perspektivische Ansicht eines Elementarrahmens für die dreidimensionale Konstruktion.

Fig. 2 : Ein Deformationsdiaeramm des Elementarrahmens der Fig. l.

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Pig. 3 : Einen Elementarrahmen ähnlich dem In FIp;. 1 dargestellten.

Pig. Ί : Eine perspektivische Ansicht eines dreidimensionalen Konstruktionselementes, das aus mehreren EIementarrahmen besteht.

Fig. 5 : Einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V der Fig.H.

^F' ~: Entsprechende Schnitte von drei weiteren Ausführungs-

formen.

Fig. 9 : Eine perspektivische Ansicht mehrerer zusammengefügter Konstruktionselemente.

Fig. 10 : Ein Schnitt entlang der Schnittlinie X-X der Fig.9.

Fig. 11a. _Schnltte entlang den Schnittlinien XIa-XIa bzw. und lib _XIb._{XIb der pi}^ _9>

^g* ^a: Ein stehendes bzw. ein auf eine Schmalseite gedreh^un tes Konstruktionselement.

Fig. 13 : Eine Seitenansicht eines Konstruktionselementes zusammen mit einem Transportfahrzeug.

Fig. I^ : Eine Draufsicht der Fiκ. 13.

Fip?. 15 : Eine perspektivische Ansicht eines Konstruktionselementes der in Fig. h dargestellten Art während einer bestimmten Herstellungsphase.

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Fir. If : Eine perspektivische Ansicht des fertipen Konstruktionse]onentes.

FIp. 17 : Einen Schnitt entlanr der Schnittlinie XVII-XVII der FIk. 16.

Ein mit einer Rippe 1 (FiE. 1) versehener Elementarrahmen ist statisch unbestimmt. FIp. 2 zeipt die Deformation dieses Rahmens unter Einfluß von n'ußeren Kräften. Pel dieser Deformation bleiben die Winkel nahezu unverändert.

Um die Festigkeit des perlrpten Elementarrahmens zu erhöhen, kennen die Innenwinkel mit einer AbschrSpunp 2 oder einer Einfassung 3 , wie in Fip. 3 pezeipt , versehen sein. Derartige Abschr^runpen oder Einfassunren dienen auch zu dekorativen Zwecken.

Das in Fi ρ. ^ darpestellte dreidimensionale Konstruktionselement stellt ein Raumelement für ein Wohngebäude, ein Krankenhaus oder ein Hotel dar und besteht aus einem allpemein polyedrischen Körper mit Quer- und Länpsschnitten, die die Gestalt eines Vieleckes besitzen. Im Innern ist er platt, verstärkt oder dekoriert. An einem oder an beiden Enden weist das Konstruktionselement öffnunpen auf. Ferner können fiffnunpen, insbesondere einfTfJr ^, an den Seiten des Konstruktionselementes vorgesehen sein. Die Seiten dieses auf diese Weise pebildeten Parallelepipeds messen im allgemeinen zwischen 1,5 und 7 m und entsprechen damit den Abmessunpen von Wohnräumen.

Das Konstruktionselement tra'pt auP-en Ouerrippen 10, deren neutrale Fasern in einer Ebene parallel zu den die endseitipen ^ffnunpen des Konstruktionselements berrenzenden Fla'chen liepen, wobei diese Ebene vorzupsweise eine ^Mlttenebene ist und

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die Rippe zusammen mit den Körper des Elementes ein statisch unverformbares System bildet. Die Rippen in sind dazu bestimmt, zwischen die ähnlichen Rippen eines benachbarten Konstruktionselementes einzugreifen, wie in Fig. 9 dargetellt. Dort preifen die Rippen 10 des einen Konstruktionselementes zwischen die Rippen 10· des darüber angeordneten Konstruktionselementes B und zwischen die Rippen des benachbarten Elementes D.

Die Rippen 10 sind rechtwinklig und bilden transversal geschlossene »statisch unbestimmte Rahmen. Die Ecken und die Längskanten dieser Rahmen weisen abgeschrägte Oberflächen 11 und 12 auf, um das Zusammenfügen mehrerer Elemente zu erleichtern.

Pig:. 5 zeigt einen Schnitt durch die Längsseiten des Elementes mit den Rippen 10 und den abgeschrägten Flächen 12.

Bei anderen Ausführungsformen, die in den Figuren 6 bis 8 dargestellt sind, sind die Rippen rechteckig (Fig. 6, Bezugszeichen 13) oder sie besitzen Sägezahnform (Fig. 7, Bezugszeichen I¹I) oder sind gewellt (Fig. fl, Bezugszeichen 15).

Das beschriebene Konstruktionselement kann entweder durch kontinuierliche Tunnelverschalung auf der Innenseite und mit einer üblichen ,mit Zwischenbeschlägen für die Rippen ausgestatteten Außenverschalung oder durch Einwalzung oder Strangpressen hergestellt werden. Als Materialien kfinnen armierter Stahlbeton, Schaumbeton, Holz* Metall oder synthetische Panele aus einer oder mehreren Schichten verwendet werden.

Gemäß einer Verfahrensvariante werden mehrere statisch unbe- stimmtejdie glatten Innenwände umgebende Rahmen benutzt, um eine stabile, unverformbare Zelle zu bilden, die der in Fig.4 dargesteuten ähnlich^ _2/0SU7

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Darüber hinaus kennen die Materialien mit einer Schutzschicht ausgekleidet sein, die die Konstruktionselemente akustisch und thermisch isoliert. Anstatt in derselben Ebene zu liefen ,kannten auch die Rippen kontinuierlich spiralförmig in Bezug auf den Körper des Elementes verlaufen, wodurch der statische Efffekt nicht beeinflußt wäre.

Fig. 9 zeigt vier zusammengefügte Konstruktionselemente A, B, C und D, die einen Teil eines Gebäudes bilden. Die Rippen dieser Elemente greifen gegenseitig in die Rippen der benachbarten Elemente ein. Fig. 10 zeigt hierzu einen senkrechten Schnitt durch die Linie, an der vier Konstruktionselemente zusammenstoßen.

Fig. 11a zeigt einen Schnitt durch eine Horizontalebene der benachbarten Elemente A und D. Fig. lib zeigt einen Schnitt entlang einer Vertikalebene durch die übereinander angeordneten Elemente A und B.

Die Seiten der Konstruktionselemente weisen Mittel auf, wie etwa Zapfen oder Achsen (nicht dargestellt) ,um Räder für den Straßentransport an dem Konstruktionselement befestigen zu können.

Die Figuren 12 bis Ik zeigen das gerippte Konstruktionselement, das an beiden Endseiten einen Räderzug 21, 22 und eine Hebevorrichtung (mit 23 und 2k angedeutet) aufweist, welche Hebevorrichtung dazu dient, das Element aus der mit Vollstrich gezeichneten Lage in die gestrichelt gezeichnete Lage (Fig.13) zu bringen, um mit einem Lastwagen 25 transportiert werden zu können. Das Auf- und Abladen des Elementes erfolgt auf diese Weise ohne Fremdmittel. Die Ladefläche zwischen den Rädern 21 und 22 kann durch Zugstangen verstärkt sein.

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Anhand der Fig. 15 bis 17 wird ein spezielles Herstellunpsver- fahren eines Konstruktionselementes veranschaulicht. Wie aus FIp. 15 ersichtlich, wird das Element durch Aneinanderfügen von getrennt gefertigten,statisch unbestimmten Rahmen lfi hergestellt, welche Rahmen mit Hilfe der Metallachsen 17 zusammengepreßt werden. Fip·. l6 zeigt das fertige Element. Auf der Außenseite sind die Trennfugen lP und auf der Innenseite die Trennfugen 19 zu sehen. Die durch ein Klebemittel miteinander verbundenen Flachen 20 sind gegen die Innenwand geneigt, um ihre pepenseitipe Haftung und die Genauigkeit des ZusammenfiJpens zu verbessern.

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Leerseite

Claims

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MATRAPA S.A.

Patentansprüche:

( 1.)Dreidimensionales Konstruktionselement polyedrischer Form mit zwei sich gegenüberliegenden öffnungen, dadurch gekennzeichnet _t daß es mindestens eine periphere Rippe (10) aufweist, die einen statisch unbestimmten Rahmen bildet, dessen neutrale Faser in einer Ebene parallel zu den die beidseitigen Offnungen begrenzenden Ebenen liegt und daß die Einbuchtungen an der Seite der Rippen oder einer der Rippen (10) Jede für sich allein oder gemeinsam eine geometrische Form bilden, die zu der durch die Rippen (10) gebildeten Form komplementär ist.
2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der neutralen Faser des durch die Rippe (10) gebildeten Rahmens eine Mittenebene des Elementes ist.
3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 mit mehreren Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (10) durch Einbuchtungen getrennt sind, die in Form und Größe den Rippen (10) entsprechen, derart, daß zwei benachbarte Konstruktionselemente versetzt um die Breite einer Rippe aneinandergefügt werden können.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die L^ngskanten (12) und die Ecken (11) der Rippen (10) abgeschirmt sind.
5. Konstruktionselement nach Anspruch 1, welches eine Zelle von der Form eines Parallelepipeds bildet, dadurch gekennzeichnet , daß die kurze Kante des Parallelepipeds zwischen 1,5 und 3,5 Meter mißt und der H^he eines Wohnraumes entspricht .
6. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB es Mittel zur Aufnahme von Rädern zum Zwecke des Transports aufweist.
7. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es an jedem Ende einen Federzug· (21, 22) für den Straßentransport und eine Hebevorrichtung aufweist, derart, daß das Konstruktionselement ohne Fremdmittel auf-und abgeladen werden kann.
P. Konstruktionselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungselemente zwischen den Räderzügen vorgesehen sind.
9. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwinkel Elemente (2, 3) zur Verstärkung oder Dekoration aufweisen.
10. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es eine akustische oder thermische Isolierschicht aufweist.

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11. Verfahren zum Herstellen eines Konstruktionselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle von allgemeiner polyedrischer Form konstruiert wird, deren Innenwände glatt sind und an deren Außenwände Transversalrippen zum Aneinanderfügen mehrerer Zellen geformt werden, um ein statisch unverformbares System zu erhalten.
12. Verfahren nabh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innentunnelverschalung und eine Außenverschalung verwendet werden, um den Körper kontinuierlich zu gießen und daß für die Rippen entsprechende Beschläge zwischen den Verschalungen vorgesehen sind.

13· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement durch Aneinandersetzen von statisch unbestimmten vorgefertigten Einzelrahmen hergestellt wird, die gegenseitig zusammengepreßt werden.

I¹I. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß statisch unbestimmte glatte Wände umschließende Rahmen verwendet werden, um eine stabile, undeformierbare Zelle zu bilden.

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