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"Tragwerkelement und Tragwerk"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragwerkelement zur Errichtung
von Gebäuden bestehend aus zumindest einer mehreckigen Deckenplatte mit an deren
Ecken senkrecht zur Plattenebene fest angeordneten Stützen und auf ein Tragwerk
für ein Gebäude unter Verwendung solcher Tragwerkelemente.
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Es sind Tragwerkelemente der vorgenannten Art bekannt, die als sogenannte
Raumzellen ausgebildet sind, denn hierbei liegt der Deckenplatte am Unterende der
Stützen eine Bodenplatte gegenüber, so daß die gesamte Raumzelle einen Würfel darstellt,
der an seinen Seitenflächen offen ist.
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Mehrere solcher würfelförmigen Raumzellen werden durch lückenloses
Aneinanderfügen und Aufeinandersetzen zu einem Gebäude zusammengefügt. Eine derartige
Bauweise ist zwar für Behördenbauten, Schultrakte oder sonstige Zweckbauten
vorteilhaft,
für individueller gestaltete Bauwerke, insbesondere für Ein- und Zweifamilienhäuser,
ist eine solche Bauweise weniger geeignet, weil sie zum einen wenig Gestaltungsspielraum
zuläßt und zum anderen noch besondere bauliche Maßnahmen zur Anbringung einer Dachkonstruktion
für geneigte Dächer erfordert.
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Im übrigen sind Gebäudetragwerke mit zumindest teilweise eingespannten
Vertikalstützen zur Abfangung der Dachlasten bekannt. Die Stützen werden hierbei
durch Träger verbunden, die in Richtung der Stützen nicht unterbrochen sein dürfen.
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Diese Träger können auch Teil einer Deckenkonstruktion sein.
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Eine solche Stützenkonstruktion läßt sich ohne Schwierigkeiten jeder
Dachform anpassen, jedoch hat ein derartiger Aufbau eines Gebäudetragwerks den Nachteil,
daß die Stützen erst am Erstellungsort des Gebäudes aufgebaut und bestimmungsgemäß
miteinander verbunden werden können. Solche Gebäudetragwerke eignen sich nicht für
eine fabrikmäßige Herstellung vorgefertigter Tragwerke.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Tragwerkelement
zu schaffen, welches als Stützenkonstruktion ausgebildet ist, damit auf die Stützen
beliebige Dachkonstruktionen aufgesetzt werden können und welches ferner eine fabrikseitige
Vorfertigung erlaubt, wobei schließlich auch noch die Möglichkeiten für eine induviduelle
Bauweise offengehalten sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Tragwerkelement der
gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Stützen nach oben und nach unten überstehend
an der Deckenplatte angeordnet sind.
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Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Tragwerkelementes liegt
darin, daß die Deckenplatte mit den eckseitigen Stützen ein für sich statisch abgeschlossenes
Element darstellt, daß leicht den erforderlichen Belastungen angepaßt werden kann.
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Insbesondere kann die Deckenplatte, die mit den eckseitigen Stützen
fest verbunden ist, dieWindkräfte aufnehmen. Die
eckseitig an der
Deckenplatte angeordneten Stützen dienen ferner als Auflager für unterschiedliche
Dachkonstruktionen mit verschiedenen Dachneigungen.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Tragwerkelemente besteht
ferner darin, daß sich mehrere solcher Tragwerkelemente zu einem Gebäudetragwerk
kombinieren lassen, wobei zumindest zwei der Tragwerkelemente in Abstand voneinander
nebeneinander angeordnet werden, womit eine sehr flexible Grundrißgestaltung sowohl
für den Industrie- als auch für den Wohnungbau erreicht wird. Die Lücken zwischen
den Tragwerkelementen können ohne Schwierigkeiten durch weitere vorgefertigte Deckenelemente
überbrückt werden, insbesondere können die Lücken zwischen den Tragwerkelementen
auch durch Treppenhäuser ausgefüllt werden.
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Die Tragwerkelemente sind dabei so ausgelegt, daß sie den zusätzlichen
Beanspruchungen durch die angefügten Bauwerksteile gewachsen sind. Die Tragwerkelemente
können zueinander in versetzten Formen, insbesondere in Winkelformen, angeordnet
werden, es ergibt sich stets durch den Abstand zwischen den Tragwerkelementen zwischen
ihnen ein statisch unabhängiger Raum, der die besondere Variablität eines erfindungsgemäßen
Tragwerks ausmacht.
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Ein Tragwerk oder ein Tragelement der erfindungsgemäßen Art läßt sich
ohne Schwierigkeiten auf ein vorhandenes Fundament oder auf eine Betonplatte aufsetzen,
hierzu können beispielsweise an den Stützen vorgefertigte Füße oder in der Betonplatte
Ankerbarren vorgesehen sein. Eine seitliche Erweiterung des betreffenden Bauwerks
über das Tragelement oder das Tragwerk hinaus ist ebenfalls leicht möglich, zum
einen können an den Tragwerkselementen selbst schon Kragelemente angeordnet sein,
zum anderen können an die Deckenplatten der Tragelemente Verlängerungs-Deckenplatten
mit endseitigen Stützen angefügt werden.
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Die erfindungsgemäßen Tragwerkelemente lassen sich sowohl in Stahl-,
Stahlbeton- oder Holzleimbauweise ausführen.
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Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus der nachstehenden Beschreibung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen
noch näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine isometrische Darstellung eines
aus zwei erfindungsgemäßen Tragelementen aufgebauten Gebaudetragwerks und Figur
2 eine weitere beispielhafte Anordnung erfindungsgemäßer Tragwerkelemente in schematischer
Draufsicht.
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Figur 1 zeigt zwei in Abstand voneinander angeordnete Tragwerkelemente
1. Sie bestehen jeweils aus einer Deckenplatte 2 mit ausgeprägten Ecken, an denen
Stützen 3 fest mit der Deckenplatte 2 verbunden sind. Die Deckenplatte 2 hat eine
polygonförmige, vorzugsweise viereckige Gestalt. In zweckmässiger Ausbildung betragen
die Eckwinkel der Deckenplatte 2 90 Grad, wodurch in bevorzugter Ausführung die
Deckenplatte 2 eine recheckige oder quadratische Grundform erhält.
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Die Stützen 3 sind an der Deckenplatte 2 senkrecht zur Plattenebene
angeordnet. Sie sind so mit der Deckenplatte 2 zu einer baulichen Einheit integriert,
daß die Deckenplatte 2 mit den Stützen 3 ein für sich statisch abgeschlossenes Element
bildet.
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Dabei stehen die Stützen 3 nicht nur nach unten, sondern auch nach
oben über die Deckenplatte 2 über, damit auf die nach oben verlängerten Stützen
3 beliebige Dachkonstruktionen mit unterschiedlichen Dachneigungen aufgesetzt werden
können.
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Beispielsweise können über je zwei benachbarte Stützen 3 giebelförmige
Dachbinder für ein Satteldach mit weitgehend beliebiger Dachneigung aufgelegt werden.
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Die zwei in Figur 1 wiedergegebenen Tragwerkelemente 1 bilden zusammen
ein Gebäudetragwerk und bestimmen die Statik des
in seiner Grundrißform
beliebig variierbaren Gebäudes. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind die beiden
Tragwerkelemente 1 fluchtend hintereinander angeordnet. Es liegen also die jeweils
beiden Längsseitenkanten 4 der Deckenelemente 2 in einer Linie, während die Querseitenkanten
5 der Deckenelemente 2 zueinander parallel ausgerichtet sind, was voraussetzt, daß
wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Deckenelemente 2 eine quadratische
oder rechteckige Grundform haben. Zwischen den beiden benachbarten Seitenkanten
5 der beiden Deckenelemente 2 beider Tragwerkelemente 1 besteht ein Abstand, der
gleich oder kleiner als die Länge der Seitenkanten 4 der Tragwerkelemente 1 ist.
Für eine variable Bauweise hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn
bei quadratischer Grundform der Deckenelemente 2 der Abstand zwischen den benachbarten
Seitenkanten 5 3/4 der Quadrat-Kantenlänge ist.
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Es ergibt sich also zwischen den beiden Tragwerkelementen 1 ein Zwischenraum
von rechteckförmiger Gestalt, wobei die eine Kantenlänge des Rechtecks der Quadrat-Kantenlänge
entspricht.
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Die Kantenlänge des Quadrats ist in Figur 1 mit "A" bezeichnet.
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In bevorzugter Ausführung beträgt sie 4,80 m, entsprechend ist dann
der Abstand zwischen den benachbarten Seitenkanten 5 der Tragwerkelemente 3,60 m.
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Ist an dem betreffenden Gebäude der Anbau eines Erkers oder eines
Balkons erwünscht, kann an zumindest einer der Deckenplatten 2 an wenigstens einer
deren Seitenkanten ein freitragendes Kragelement 6 vorgesehen sein. Dadurch wird
zwar die Belastung der dem Kragelement benachbarten Stützen 3 erhöht, die Statik
des gesamten Tragelementes 1 kann jedoch leicht darauf abgestimmt werden.
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Das gleiche trifft für weitere Anbauten zu, die in Figur 1 durch gestrichte
Linien wiedergegeben sind. So können an die Deckenelemente 2 in einer Ebene weitere
Seitenelemente 7 angefügt sein, die beispielhaft durch endseitige Stützen 8 im Bereich
ihrer Außenecken aufgelagert sind. Mit solchen Ergänzungselementen 7, 8 läßt sich
das Tragwerkelement 1
zu einem Baukasten erweitern. Die Grundrißgestalt
der Ergänzungselemente 7, 8 ist zweckmässig der der Tragelemente 1 angepaßt, deshalb
ist hierfür beim Ausführungsbeispiel eine quadratische Grundform mit der Kantenlänge
"D" = "A" vorgesehen.
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Selbstverständlich kann der Abstand zwischen den beiden Deckenelementen
2 beider Tragelemente 1 durch eine Verbindungsdecke überbrückt werden, was in Figur
1 nicht näher dargestellt ist.
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Insbesondere eignet sich die Lücke zwischen den Tragwerkelementen
1 aber auch dazu, hier das Treppenhaus des betreffenden Gebäudes unterzubringen.
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Die Tragwerkelemente 1 lassen sich ohne Schwierigkeiten auch für mehrstöckige
Gebäude verwenden, sofern wie beim Ausführungsbeispiel von.Figur 1 durch gestrichte
Linien bei dem hinteren Tragwerkelement 1 angedeutet, weitere Deckenelemente 2 zwischen
den Stützen 3 angeordnet werden, die mit dem fiweils unteren Deckenelement 2 deckungsgleich
sind. Sämtliche Deckenelemente 2 können dabei leicht über die Stützen 3 miteinander
verbunden werden, wobei wichtig ist, daß die Stützen 3 über das obere Deckenelement
2 noch nach oben überstehen, damit darauf die Dachkonstruktion aufgesetzt werden
kann.
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Figur 2 veranschaulicht noch einmal die Variationsmöglichkeiten für
einen Gebäudegrundriß unter Verwendung der Tragwerkelemente 1.
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Diese können entweder auf einer quadratischen Grundform mit der Kantenlänge
"A" aufbauen, sie können aber auch einen rechteckigen Zuschnitt haben, wobei die
kürzere Seitenkante dann das Maß "B" hat, welches vorzugsweise 3/4 A ist. Aus solchen
Tragwerkelementen1 mit quadratischer und mit rechteckiger Grundform ergibt sich
ein Baukasten für weitgehend beliebige Gebäudegrundrisse.
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Die Variabilität der Gebäudegrundrisse wird durch die Kombination
von zwei oder mehreren Tragwerkelementen 1 besonders gefördert, die in verschiedenen
Abständen zueinander aufgestellt
werden können. So sind beim Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 drei Tragwerkelemente 1 über Eck zueinander angeordnet. Der Abstand
"C" zwischen zwei Tragwerkelementen 1 ist zweckmässig immer kleiner als die Kantenlänge
"A", kann aber bis zu dieser Grenze beliebig variiert werden, wie in Figur 2 an
den unterschiedlichen Abständen "C" zwischen den beiden oberen Tragwerkelementen
1 und dem eckseitigen Tragwerkelement 1 sowie dem unteren Tragwerkelement 1 veranschaulicht
ist.