DE2728474B2 - Biegesteifer Rahmenkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen biegesteifen Rahmenkörper aus Stahlbeton mit zwei parallel zueinander angeordneten lotrechtstehenden biegesteifen Rahmen, die durch waagrecht und quer zu den Rahmen verlaufende Verbindungsteile, welche Teile einer biegesteifen Rahmenkonstruktion sind, deren Rahmenebene rechtwinklig zu den Rahmenebenen der biegesteifen Rahmen und lotrecht verläuft, zumindest an ihren Enden miteinander verbunden sind, und mit einer Deckenplatte.

Ein derartiger Rahmenkörper ist aus der DE-OS 15 592 bekannt. Der bekannte Rahmenkörper weist keinen Boden auf, sondern der Boden muß erst an der Baustelle hergestellt werden, wobei die statisch keinen Beitrag zur Festigkeit des Rahmenkörpers leistende Decke eines unter dem betreffenden Rahmenkörpier angeordneten weiteren Rahmenkörpers als Schalung dienen kann. Bei dem bekannten Rahmenkörper ist von Nachteil, daß ein wesentlicher Teil des Baukörpers, nämlich der Boden, erst an der Baustelle hergestellt werden muß, daß die oberen Rahmenschenkel des Rahmenkörpers durch den auf die Decke aufgebrachten Boden zusätzlich belastet werden, und daß der Beitrag, den der Boden zur Belastungsfähigkeit des ganzen Rahmenkörpers liefert, nur gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunae, einen

biegesteifen Rahmenkörper der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der werksseitig weitgehend ausbaubar ist und sich dennoch durch ein verhältnismäßig geringes Gewicht bei hoher Belastbarkeit auszeichnet

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine lastaufnehmende Bodenplatte mit den waagrechten unteren Rahmenschenkeln einen Plattenbalken bildet und im wesentlichen quer zu den in Längsrichtung des Rahmens verlaufenden Rahmenschenkeln gespannt ist, daß die Deckenplatte mit den oberen Rahmenschenkeln einen Plattenbalken bildet

is und ebenfalls im wesentlichen quer zu den in Längsiichtung des Rahmens verlaufenden Rahmenschenkeln gespannt ist und daß die Rahmen jeweils in der Verlängerung ihrer lotrechten Rahmenschenkel Auflager aufweisen, deren Höhe größer ist als die größte unter Last zulässige Durchbiegung der unteren waagrechten Rahmenschenkel.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine schnelle Erstellung von Bauwerken unter Verwendung der Rahmenkörper möglich ist, weil diese bereits einen voll belastungsfähigen Boden aufweisen, und daß außerdem das Gewicht von übereinander angeordneten Rahmenkörpern genau in Verlängerung der lotrechten Rahmenschtnkel auf den jeweils nächstunteren Rahmenkörper geleitet werden kann, so daß die oberen Rahmenscht-nkel durch den darüber befindlichen Rahmenkörper nicht zusätzlich auf Biegung beansprucht werden und das statische Verhalten eines mehrstöckigen Bauwerks einfach bestimmt werden kann. Weil bereits ein Boden vorhanden ist, kann der Rahmenkörper im Werk bereits ausgebaut werden. So kann z. B. bereits ein Fußboden aufgebracht werden. Außerdem können im Werk bereits Zwischenwände und Außenwände eingesetzt werden und es ist möglich, eine Fußbodenheizung und auch Installationen für Wasser und Strom bereits im Werk einzubauen, ebenso Fenster und Türen, so daß der Rahmenkörper in völlig ausgebautem Zustand an die Baustelle gebracht wird. Auch können Sanitärräume bereits werksseitig eingerichtet und Möbel eingebaut sein. Der Rahmenkörper weist den weiteren Vorteil auf, daß der Boden dank seiner Ausbildung als Plattcnbalken bei verhältnismäßig kleinem Gewicht eine hohe Belastungsfähigkeit hat, und deswegen, weil er einstückig mil den unteren Ruhmenschenkeln ausgebildet ist, die wiederum mit den senkrechten Rahmenschenkeln biegesteif verbunden sind, zu einer hohen Belastbarkeit des ganzen Rahmenkörpers beiträgt, wobei die Belastbarkeit des Rahmenkörpers höher ist, als wenn der Boden aus Ortbeton hergestellt würde. Dennoch ist das Gewicht des Bodens und damit des ganzen Rahmenkörpers niedriger als bei Verwendung einer in Ortbeton hergestellten Bodenplatte. Diese Vorteile sind noch gesteigert durch die ebenfalls sehr leichte und hoch belastbare, als Plattenbalken ausgebildete Deckenplatte. Ein derartiger erfindungsgemäßer Rahmenkörper kann pro m² Nutzfläche des Rahmenkörpers sogar leichter sein als eine herkömmliche Massivdecke.

Dadurch, daß die Bodenplatte im wesentlichen quer zu der Längsrichtung des Rahmenkörpers gespannt ist, ergibt sich auch der Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine Aussteifung der Bodenplatte nach zwei Richtungen erzielt wird, und zwar einmal in der Richtung, in der die Bodenplatte gespannt ist, und zum anderen in der

Längsrichtung des Rahmenkörpers durch die biegesteifen unteren waagrechten Rahmenschenkel des Rahmens. Dabei besagt der Ausdruck, daß die Bodenplatte in einer bestimmten Richtung gespannt ist, nicht, daß eine Vorspannung vorliegt, die Bodenplatte muß also nicht aus Spannbeton bestehen, obwohl dies möglich ist. Es wird ferner angenommen, daß die Bodenplatte an keiner Stelle weiter nach unten ragt als die am stärksten durchgebogene Stelle der Rahmenschenkel.

Bei den Auflagern handelt es sich vorzugsweise um zusätzliche Teiie, die aus Beton oder Metall, insbesondere Stahl, oder zweckmäßig auch aus einem genügend belastbaren synthetischen Kautschuk, z. B. einem unter dem Namen Neoprene vertriebenen Material gebildet sein können. Mit den Auflagern kann eine genaue js Höheneinstellung vorgenommen werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der untere Plattenbalken mindestens eine weitere, parallel zu den in Längsrichtung des Rahmens angeordneten Rahmenschenkeln verlaufende trägerförmige Verstärkung aufweisen. Hierdurch kann die Tragfähigkeit des Bodens weiter erhöht werden. Es ist auch möglich, eine oder mehrere quer verlaufende trägerförmige Verstärkungen vorzusehen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens einer der Rahmenschenkel vorgespannt. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um die unteren Rahmenschenkel, es kann aber auch Vorteile br.ngen, allein oder zusätzlich die oberen waagrechten Rahmenschenkel vorzuspannen. Auch ist es möglich, weitere Teile des Rahmenkörpers, insbesondere die waagrech· ten Verbindungsteile zwischen den biegesteifen Rahmen vorzuspannen. Der Vorteil einer derartigen Vorspannung liegt darin, daß bei gleicher Biegesteifigkeit die Querschnitte des vorgespannten Teils verringert werden können.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind bzw. ist die Bodenplat.'i und/oder die Deckenplatte über die senkrechten Rahmenschenkel hinaus an mindestens einer Seite verbreitert.

Hierdurch werden bei einem fertigen mehrstöckigen Gebäude Balkone gebildet. Handelt es sich um eine Verbreiterung der Deckenplatte, so wird hierdurch bereits bei einem eingeschossigen Gebäude ein Sonnenschutz gebildet.

Um eine möglichst große Raumhöhe zumindest außerhalb des Bereichs der biegesteifen Rahmen zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, im Bei eich der Deckenplatte keine weiteren Jrägerförmigen Verstärkungen vorzusehen, sondern zur Begrenzung der Durchbiegung der Deckenplatte, falls erforderlich, die oberen waagrechten Rahmenschenkel mit einem größeren Querschnitt zu versehen als die unteren Rahmenschenkel und/oder die oberen Rahmenschenkel vorzuspannen.

Der näheren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rahmenkörpers,

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Linie H-Il in F i g. 1 und

[- i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rahmenkörpers mit Balkon und Sonnenschutz, teilweise abgebrochen.

Der Rahmenkömer weist zwei lotrecht und parallel zueinander angeordnete biegesteife Rahmen auf, von denen der eine durch einen unteren waagerechten Rahmenschenkel 10, einen oberen waagerechten Rahmenschenkel 11, und zwei die Enden der genannten Rahmenschenkel biegesteif miteinander verbindende lotrechte Rahmenschenkel 12 und 13 gebildet ist und der andere Rahmen einen völlig gleich ausgebildeten unteren Rahmenschenkel 20, einen oberen Rahmenschenkel 21 und zwei lotrechte Schenkel 22 und 23 aufweist.

Die oberen Enden der lotrechten Schenkel 12 und 22 sind durch ein biegefest mit ihnen verbundenes Verbindungsteil 25, das waagerecht und rechtwinklig zur Längsrichtung der oberen Rahmenschenkel 11 und 21 verläuft, verbunden; in gleicher Weise sind die unteren Enden der genannten lotrechten Schenkel durch ein Verbindungsteil 26 verbunden, und die am anderen Ende des Rahmenkörpers angeordneten lotrechten Rahmenschenkel 13 und 23 sind oben durch ein Verbindungsteil 27 und unten durch ein Verbindungsteil 28 biegefest miteinander verbunden. Außerdem weist der Rahmenkörper eine Bodenplatte 30 und eine Deckenplatte 31 auf.

Wie F i g. 2 zeigt, hat die Deckenplatte 31 in ihrem Bereich zwischen den Rahmenschenkeln 11 und 21 eine erheblich geringere Dicke als diese, wobei die lichte Höhe des Rahmenkörpers im Bereich der Rahmen etwas geringer ist als weiter innerhalb. Die Deckenplatte 31 bildet mit den Rahmenschenkeln 11 und 21 und mit den Verbindungsteilen 25 und 27 einen Plattenbalken.

Auch die Bodenplatte 30 weist eine erheblich geringere Dicke auf als die unteren Rahmenschenkel 10 und 20; sie bildet mit den unteren Rahmenschenkeln 10 und 20 und mit zwei weiteren trägerförmigen Verstärkungen 33 und 34, die parallel zu den Rahmenschenkeln 10 und 20 verlaufen und, wie die F i g. 2 zeigt, eine Verstärkung in gleichmäßigen Abständen bewirken, sowie mit einer in der Zeichnung nur angedeuteten, auf halber Länge der Schenkel 10 und 20 quer verlaufenden trägerförmigen Verstärkung 41 und mit den Verbindungsteilen 26 und 28 ebenfalls einen Plattenbalken.

Der ganze Rahmenkörper ist aus Stahlbeton hergestellt und in einem Stück gegossen. Die Bodenplatte 30 und die Deckenplatte 31 sind in Richtung ihrer kürzeren Abmessung, also quer zur Längsrichtung der Rahmenschenkel 10, U, 20 und 21 gespannt, das heißt die Armierung ist so angeordnet, daß sie in der genannten Richtung bevorzugt Kräfte aufnimmt.

Die Bodenplatte 30, die Deckenplatte 31 und die Verbindungsteile 25,26, 27 und 28 bilden zusammen mit den lotrechten Rahmenschenkeln 12, 13, 22 und 23 eine biegesteife Rahmenkonstruktion, die die beiden Rahmen 10, 11, 12, 13 und 20, 21, 22, 23 biegefest miteinander verbindet.

Im Ausführungsbeispiel weist der Rahmenkörper eine quer zur Längsrichtung des Rahmenschenkels 10 gemessene Breite von 300 cm auf und eine Länge von 600 cm. Es ist zweckmäßig, zur Verwirklichung von Bauvorhaben weitere Rahmenkörper mit Längen von 300 cm und 900 cm vorzusehen. Die Höhe des Rahmenkörpers beträgt im Ausführtmgsbeispiel 345 cm. Die Dicke des den Boden bildenden Plattenbalkens zwischen der Unterseite 36 und der Fußbodenoberseite 37 beträgt 27 cm, dabei beträgt die Dicke der Bodenplatte 30 außerhalb des Bereichs der Rahmenschenkel 10 und 20 und der Verstärkungen 33 und 34 5 cm. Die Dicke der Deckenplatte 31 außerhalb des

Bereichs der Rahmenschenkel 11 und 21 beträgt 8 cm, die Dicke der Rahmenschenkel 11 und 21 zwischen deren Unterseite 39 und der Oberseite 40 der Deckenplatte 31 gemessen beträgt 30 cm. Die in der Darstellung der Fig. 2 sichtbare Breite der Rahmenschenkel 10,20,11 und 21 und der Verstärkungen 33 und 34 beträgt 22,5 cm.

Die lotrechten Rahmenschenkel 12, 13, 22 und 23 weisen einen quadratischen Querschnitt mit einer Kantenlänge von 22,5 cm auf, die Verbindungsteile 26 und 28 sind genauso hoch wie die Rahmenschenkel 10 und 20 und weisen in Längsrichtung des Rahmenkörpers die gleiche Abmessung auf wie die lotrechten Schenkel 12,22,13,23 und die oberen Verbindungsteile 25 und 27, deren Höhe wiederum der Höhe der oberen waagerechten Rahmenschenkel 11 und 21 gleich ist.

Der einstückig gegossene Rahmenkörper wird vorzugsweise unter Verwendung von Normalbeton Bn 550 hergestellt, es ist aber auch die Verwendung von Leichtbeton möglich, vorzugsweise mit der gleichen Festigkeit. Das Gewicht des beschriebenen Rahmenkörpers, jedoch mit einer Länge von 900 cm beträgt bei Verwendung von Normalbeton 17 t, das Gewicht pro qm Nutzfläche beträgt demnach 0,631. Der ganze Rahmenkörper wiegt somit weniger als gleich weit gespannte Massivdecken. Der geschilderte Rahmenkörper kann mit Straßenfahrzeugen zu einer Baustelle transportiert und mit üblichen Baukränen versetzt werden. Dabei ist von Vorteil, daß der Rahmenkörper infolge seiner großen Stabilität auch freitragend oder selbsttragend, also ohne Unterstützung in seinem mittleren Bereich transportiert werden kann, wodurch die Transporthöhe niedrig gehalten werden kann.

Wird unter Verwendung des beschriebenen Rahmenkörpers ein mehrstöckiges Gebäude errichtet, so werden die einzelnen Rahmenkörper nicht unmittelbar aufeinandergestellt, sondern unter Zwischenlage von Auflagern 45, die genau oberhalb der lotrechten Rahmenschenkel 12, 13, 22 und 23 angeordnet werden. In Fig. 1 ist lediglich ein derartiges Auflager 45 eingezeichnet. Diese Auflager 45 können gesonderte Teile sein, sie können aber auch am Rahmenkörper angegossen sein. Die Höhe des Auflagers 45 ist so bemessen, daß bei der höchst zulässigen Belastung der Boden des nächsthöheren Rahmenkörpers trotz der infolge der Belastung und des Eigengewichts vorhandenen Durchbiegung nicht mit der Oberseite der Deckenplatte 31 in Berührung kommt.

Die einzelnen Rahmenkörper können ohne Mörtel versetzt werden, so daß auch die Errichtung von Rohbauten im Winter möglich ist Eine Verbindung der einzelnen Rahmenkörper in waagerechter Richtung kann durch Verschrauben erfolgen; hierbei werden Schraubenbolzen durch in der Zeichnung nicht dargestellte Löcher in den lotrechten Rahmenschenkeln 12, 13, 22, 23 geführt Die Rahmenkörper können ohne zusätzliche Versteifungen bis zu sechs Stockwerke hoch übereinander gesetzt werden. Mit zusätzlichen Aussteifungen, beispielsweise durch betonierte Fahrstuhlschächte oder Treppenhäuser, ist die Errichtung von Gebäuden bis zu einer Höhe von 15 Stockwerken ohne Veränderung der Querschnitte der einzelnen Rahmenkörper möglich. Bei derartigen hohen Bauwerken kann es zweckmäßig sein, die Rahmenkörper im Bereich der Stockwerksgrenzen zusätzlich durch einen in waagerechter Richtung verlaufenden Ring miteinander zu verbinden.

Im Bereich der Bodenplatte 30 sind die querverlaufenden Verbindungsteile 26 und 28 und die trägerförmige Verstärkung 41 durchsetzende Aussparungen 42 vorgesehen, außerdem die Schenkel 10 und 20 sowie die Verstärkungen 33 und 34 durchsetzende Aussparungen

43. Die Aussparungen 43 befinden sich in nächster Nähe der lotrechten Schenkel 12, 13, 22, 23. Die genannten Aussparungen dienen dazu, Leitungen für Strom und/oder Wasser im Bereich der Bodenplatte 30 waagerecht zwischen einzelnen nebeneinander angeordneten Rahmenkörpern verlegen zu können. Außerdem weist der Rahmenkörper, wie F i g. 1 zeigt, in der Bodenplatte 30 und in der Deckenplatte 31 senkrecht verlaufende Aussparungen 44 auf, die in der Nähe der lotrechten Rahmenschenkel 12, 13, 22, 23 angeordnet sind und es u.a. ermöglichen, Leitungen irgendwelcher Art von einem Rahmenkörper zum nächstoberen oder nächstunteren Rahmenkörper zu verlegen. Außerdem ist es mit Hilfe dieser Aussparungen 44 möglich, eine Verschraubung zwischen nebeneinander angeordneten Rahmenkörpern, die vorzugsweise im Bereich der den lotrechten Rahmenschenkeln 12,13, 22,23 am nächsten benachbarten Aussparungen 42 oder 43 vorgenommen wird, durchzuführen, weil es möglich ist, durch die Bodenplatte 30 oder die Deckenplatte 31 hindurch in den Hohlraum zwischen der Deckenplatte 31 eines Rahmenkörpers und der Bodenplatte 30 des darüber befindlichen Rahmenkörpers zu greifen. Falls gewünscht, können lotrecht verlaufende Aussparungen auch innerhalb der lotrechten Rahmenschenkel 12, 13, 22,23 vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt in abgebrochener Darstellung einen Rahmenkörper, der sich von dem in F i g. 1 dargestellten Rahmenkörper lediglich dadurch unterscheidet, daß die Bodenplatte 30 über den Rahmen 12, 22, 25, 26 hinaus verbreitert ist, so daß hierdurch eine Balkonplatte 51 gebildet ist, und daß außerdem die Deckenplatte 31 in der gleichen Richtung verbreitert ist und ein Sonnendach 52 bildet. Das Sonnendach 52 kann hinsichtlich seiner Tragfähigkeit so ausgebildet sein, daß es als Balkon benutzt werden kann, daß es also die gesetzlich geforderte Nutzlast aufnehmen kann. Um diese vorstehenden Teile besonders stabil zu machen, sind die Rahmenschenkel 10, II, 20, 21 über die lotrechten Rahmenschenkel 12 und 22 hinaus verlängert Die Platten 51 und 52 bilden mit der Bodenplatte 30 bzw. der Deckenplatte 31 gemeinsam einen Plattenbalken. Es kann zweckmäßig sein, lediglich entweder die Bodenplatte 30 oder die Deckenplatte 31 zu verbreitern. Bei Bedarf kann auch ein umlaufender Balkon vorgesehen sein, es können also zumindest bei einigen der Rahmenkörper eines Bauwerks Bodenplatte 30 und/ oder Deckenplatte 31 mindestens nach zwei Richtungen über die lotrechten Rahmenschenkel hinaus verbreitert sein.

Bei Bedarf kann eine der offenen Seitenwände des Rahmenkörpers bereits im Werk durch eine Wand völlig geschlossen werden; die Wand kann hierbei so ausgebildet sein, daß sie keinerlei tragende Funktion hat sie kann aber auch zusätzlich zur Aussteifung des

eo Rahmenkörpers dienen. Es ist möglich, den erfindungs-■ gemäßen Rahmenkörper mittels einfacher Abwandhingen als Schachtteil für einen Aufzugschacht zu verwenden, außerdem ist es möglich, zwischen Bodenplatte 30 und Deckenplatte 31 einen Treppenlauf einzuhängen; dieser Treppenlauf stützt sich zweckmäßigerweise an einem der waagerecht verlaufenden Rahmenschenkel ab oder auch an einer waagerecht verlaufenden trägerfönmigen Verstärkung der Boden-

platte und/oder Deckenplatte.

Der Rahmenkörper kann so stabil ausgebildet sein, daß er beim Transport, auch wenn er freitragend mit Hilfe eines Nachläufers auf Straßen transportiert wird, keinerlei Verwindungen zeigt, so daß auch bereits eingesetzte Fensterscheiben nicht infolge von Verformungen des Rahmenkörpers beschädigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Biegesteifer Rahmenkörper aus Stahlbeton mit zwei parallel zueinander angeordneten lotrechtstehenden biegesteifen Rahmen, die durch waagrecht und quer zu den Rahmen verlaufende Verbindungsteile, welche Teile einer biegesteifen Rahmenkonstruktion sind, deren Rahmenebene rechtwinklig zu den Rahmenebenen der biegesteifen Rahmen und lotrecht verläuft, zumindest an ihren Enden miteinander verbunden sind, und mit einer Deckenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß eine lastaufnehmende Bodenplatte (30) mit den waagrechten unteren Rahmenschenkeln (10,20) einen Plattenbalken bildet und im wesentlichen quer zu den in Längsrichtung des Rahmens verlaufenden Rahmenschenkeln (10, 20) gespannt ist, daß die Deckenplatte (31) mit den oberen Rahmenschenkeln (11,21) einen Plauenbalken bildet und ebenfalls im wesentlichen quer zu den in Längsrichtung des Rahmens verlaufenden Rahmenschenkeln (11,21) gespannt ist und daß die Rahmen (10, 11, 12, 13; 20, 21, 22, 23) jeweils in der Verlängerung ihrer lotrechten Rahmenschenkel (12, 13; 22, 23) Auflager (45) aufweisen, deren Höhe größer ist als die größte unter Last zulässige Durchbiegung der unteren waagrechten Rahmenschenkel (10,20).

2. Rahmenkörper nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Plauenbalken mindestens eine weitere, parallel zu den in Längsrichtung des Rahmens angeordneten Rahmen-Schenkeln (10, 20) verlaufende trägerförmige Verstärkung (33,34) aufweisl.

3. Rahmenkörper nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Rahmenschenkel (10,20) vorgespannt ist.

4. Rahmenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (30) und/oder die Deckenplatte (31) über die senkrechten Rahmenschenkel (12, 13) hinaus an mindestens einer Seite verbreitert sind bzw. ist.