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"Tresor-Ausbau"
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BESCHREIBUNG Gebäudeverstärkung zur Erhöhung der Einbruchsicherheit
eines Raumes Die Erfindung betrifft eine Gebäudeverstärkung gemäss dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Bei bestehenden Gebäuden, z. B. bei Banken und Versicherungen, kann
sich das Problem stellen, vorhandene Räumlichkeiten auszubauen, um deren Sicherheit
gegen Einbrüche
zu erhöhen. Das nachträglichc Anbringen von Verstärkungen
an Decken, Wänden und Böden ist aber meist sehr arbeitsintensiv und kostspielig.
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In einem bekannten Fall musste, um einem Einbrecher den Zugang zu
den Rü.umJichkeiten von oben durch die Decke zu erschweren, die bestehende Deckendicke
von 16 cm auf 40 cm erhöht werden, wobei die Gesamtkonstruktion als kreuzweise bewehrte
Stahlbetondecke ausgeführt wurde. Das Einbringen der dazu erforderlichen Ausmassc
an Bewehrung und Beton war mit erheblichen Immissionen verbunden. Die zusätzliche
Deckendicke verringerte die Nutzhöhe der Räumlichkeiten in nachteiliger Weise.
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Aus der Schweizerischen Bauzeitung Nr. 19 vom 9. Mai 1974 und auch
aus den Technischen Mitteilungen PTT Nr. 2, 1977> ist ein Verfahren zur Verstärkung
von Tragkonstruktionen mit geklebter Armierung bekannt. Das Verfahren gestattet
es, Platten und Unterzüge aus Stahlbeton durch Anbringen von Stahllamellen mit Epoxidklebern
zu verstärken, um so die Nutzlast bestehender Decken wesentlich zu erhöhen. Die
bisherige Konstruktionsstärke wird dabei
lediglich um die Dicke
der Lamelle erhöht, so dass die Nutzhöhe praktisch erhalten bleibt.
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Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, unter selektiver Anwendung
des bekannten Klebeverfahrens eine Gebäudeverstärkung zu schaffen, die eine erhöhte
Sicherheit eines Raumes, z. B. eines Tresorraumes, gegen Einbruch gewährleistet.
Bei der Erstellung der Verstärkung sollen Immissionen niedrig gehalten werden können,
und die verbleibende Nutzhöhe der ausgebauten Räumlichkeiten soll grösser sein als
beim eingangs erwähnten, bekannten Verfahren zur Verstärkung einer Betondecke.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in der Kennzeichnung
des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gelöst.
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Nachstehend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der
Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss durch einen gegen Einbruch
gesicherten Raum,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die verstärkte
Decke des Raumes gemäss Fig. 1 Fig. 3 einen Querschnitt durch die Decke gemäss Fig.
2, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Mehrschichtplatte in grösserem Massstab, Fig.
5 eine Draufsicht auf einen Tresorraum mit Verstärkungen an der Decke, an den Wänden
und auf dem Boden, Fig. 6 einen Schnitt VI - VI durch den Tresorraum gemäss Fig.
5, Fig. 7 - 16 verschiedene Details VII - XVI aus den Figuren 5 und 6 in grösserem
Massstab.
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Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Deckenverstärkung wurde im
Kunden-Tresorraum einer Bank angebracht. Der Raum befindet sich im Keller, und beim
Ausbau
durfte die darüberstehende Schalterhalle nicht betreten
werden.
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Die Deckenverstärkung ist als Sandwich-Konstruktion konzipiert. Sie
besteht aus einer durchgehenden oberen und einer durchgehenden unteren Schutzplatte
1 bzw. 2, welche in Elementen angeliefert und versetzt werden. Zwischen den Platten
ist eine an Ort eingebrachte Betonfüllung 3 vorgesehen.
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Die obere Schutzplatte 1 besteht aus zwei Teilen, nämlich deckenseitig
aus einem 5 mm dicken Manganstahlpanzer 4 und raumseitig aus einer im Lieferwerk
aufgebrachten 10 mm dicken, chemisch aktiven Schicht 5 auf Bitumenbasis.
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Die Schutzplatte 1 wird als Fertigteil von 50 cm Breite hergestellt.
Neben der Einbrucherschwerung dient sie als statisch wirksames Element. Die Kraftübertragung
auf die bestehende Stahlbetondecke 6 erfolgt durch Verklebung, welche nach den Regeln
der Kunststoffklebetechnik bemessen ist.
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Dabei ist es nicht notwendig, die Platten auf der ganzen Breite zu
verkleben. Statisch genügen im vorliegenden Fall einzelne Klebestreifen von ca.
5 cm Breite. Das Ausweichen
des Klebers aus der vorgesehenen Klebe
fläche 7 ist durch seitliche Führungen 8, welche vorgängig auf die Stahlplatte 4
geklebt werden, verhindert. Bei den Führungen handelt es sich um elastische Profile.
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Vor Ausführung der Klebung werden die Betonklebeflächen der Decke
aufgerauht, wobei die äusserste Zementhaut entfernt werden muss. Die eigentlichen
Klebearbeiten - Aufbereitung des Voranstriches und des Klebers sowie die eigentliche
Applikation - erfordern eine minutiöse Abstimmung aller Arbeitsgänge. Der Epoxidkleber
besteht aus einer Harz- und einer Härtekomponente, wobei die Aufbereitung und Mischung
der Komponenten auf der Baustelle erfolgt.
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Die untere Schutzplatte 2 ist aus einer 5 mm dicken Baustahlplatte
herstellt, auf welche deckenseitig je eine Spirale 9 aus Betonstahl 0 6 mm aufgeschweisst
wird. Statt der Spirale 9 können auch andere Verankerungen, z. B. gespreizte Bolzen,
vorgesehen sein. Auch die untere Schutzplatte 2 ist als Fertigteil konzipiert mit
einer Breite von 50 cm. Sie wird in einem lichten Abstand von ca. 8 cm zur oberen
Schutzplatte 1 versetzt.
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Eines der Auflager der unteren Schutzplatte 2 wird von einem Stahlwinkel
10 gebildet, welcher auf der bestehenden Stahlbetonmauer 11 mit Dübeln 12 vorgängig
befestigtwird. Die andere Auflagerung erfolgt provisorisch auf Spriessen und später
definitiv in der neu vorgesehenen Stahlbetonmauer 13. Bis zur Verstellung und Aushärtung
der Füllung 3 bleibt die untere Schutzplatte 2 vollständig unterspriesst. Durch
örtliche Verschweissung der Elemente mittels der Schweissnaht 14 entsteht eine sehr
gute Schallübertragung, welche die wirksamkeit von Geräuschmikrofonen zur Einbruchüberwachung
erhöht.
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Die Füllung 3 besteht aus einem Fliessbeton BH 350 mit einer Würfeldruckfestigkeit
nach 28 Tagen von 38O kg/cm2, welcher von einem bestehenden Lichtschacht 16 aus
in den 8 cm breiten Hohlraum gepumpt und gepresst wird.
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Dabei entsteht mittels der aufgeschweissten Spiralen 9 eine schubfeste
Verbindung zur unteren Schutzplatte 2, während der Pressdruck einen genügenden Kontakt
zur oberen Schutzplatte 1 bewirkt.
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Um eine noch höhere Sicherheit zu erreichen, könnte oberhalb der
unteren Schutzplatte 2 noch eine 3 bis 5 cm dicke Aluminiumkorundplatte vorgesehen
sein, die auch Diamantbohrern als Einbruchswerkzeuge widersteht.
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Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht die sicherheitsmässige Verstärkung
der Tresordecke ohne Betreten der Bankräume im Erdgeschoss, und ohne dass Bohrarbeiten
an der Deckenuntersicht vorgenommen werden miissen. Das statische Konzept beruht
auf den Möglichkeiten und Regeln der Kunststoffklebetechnik, wie sie in den eingang
erwähnten Druckschriften beschrieben ist. Die Einbruchsicherheit der vorgeschlagenen
Sandwich-Konstruktion entspricht mindestens derjenigen einer 40 cm dicken, nach
bekannter Art hergestellten Stahlbetonplatte.
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Bei der ursprünglichen Dicke der Betondecke von 16 cm beträgt die
Dicke der Verstärkung nur 10 cm. Bei einer Gesamtdeckendicke von nunmehr 26 cm bleibt
die Nutzhöhe des gesicherten Raumes weitgehend erhalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
setzt
sich die chemisch aktive Schicht wie folgt zusammeln: a) 25,5 Gewichtsprozent eines
Bisphenol-A-Epoxyharzes mit einem Epoxyäquivalent von 182 - 192 (z. B.
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"Araldit GY 250") b) 30,3 Gewichtsprozent eines Teeres mit einer Viskosität
von 15 - 18 Poise bei 25C C (z. B. "Epicom b") c) 26,0 Gewichtsprozent Bariumsulfat
d) 10,0 Gewichtsprozent Magnesium-AluminiumllydrosiLikat (z. B. "Plastorite 0000")
e) 2,4 Gewichtsprozent Siliciumdioxyde (z. B.
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"Aerosil 200") f) 3,3 Gewichtsprozen Isophorondiamin g) 2,7 Gewichtsprozent
Trimethyl-Hexamethylen-Diamin
Ein Einbrecher, welcher von oben
zunächst den bestehenden Deckenbeton und dann mit entsprechendem Werkzeug den Manganstahlpanzer
durchbohrt hat, stösst als nächstes auf diese chemisch aktive Schicht. Manganstahlpanzer
und Bohrwerkzeug haben sich während des Bohrvorganges so stark erwärmt, dass die
chemisch aktive Schicht zerfliesst; die Hitze unmittelbar beim Bohrloch ist so gross,
dass dem Einbrecher durch das Loch eine Flamme entgegenschiesst und sich ein starker,
beissender Rauch entwickelt. Die "Wciterarbeit" des Einbrechers ist nur mit Schutzmaske
möglich. Das Bohrwerkzeug bleibt in der flüssigen bzw. klebrigen Masse stecken und
muss ausgewechselt werden.
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Der beschriebene Vorgang trägt wesentlich zur Verlängerung der Uinbruchsdauer
bei, d. h. er verlängert die der Polizei zur Verfügung stehende Zeit zum Anrücken.
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Auch wenn der Einbrecher nach dem Durchbrechen der Decke Explosivstoffe
anwenden sollte, stcht er vor Schwierigkeiten. Die zusammenl'ingende Deckenverst
ärkung beult sich nach innen aus, wird aber nicht aufgesprengt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäss den Figuren
5 bis 16 wird nun der Ausbau eines Tresorraumes mit selbsttragenden Decken, Wand-
und Bodenelementen beschrieben. Diese werden als Fertigelemente angeliefert und
an Ort und Stelle im Raum montiert.
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Das Deckenelement 20 besteht aus einem Baustahlblech 21, welches
so abgekantet ist, dass es die Form eines länglichen, an den Enden offenen Troges
aufweist. An den Trogenden werden Endplatten 22 aus Stahlblech angeschweisst.
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Sodann wird eine Füllplatte 23 aus einem harten Material, wie z. B.
armiertem Beton oder Aluminiumkorundschmelze, in den Trog eingebracht. Als Füllmaterial
eignet sich auch eine Keramikplatte, bestehend z. B. aus Al203, mit kleinen Gummiteilchen
in den Hohlräumen. Versuche haben gezeigt, dass das zuletzt erwähnte Material dem
Bohrer einen grossen Widerstand entgegensetzt. Die Schnittflächen des Bohrers verklemmen
sich im Material oder werden stumpf.
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Der restliche Innenraum des Troges wird nun mit dem chemisch aktiven
Stoff 24 ausgegossen. Schliesslich wird eine Manganstahlplatte 25 als obere Abdeckung
auf dem
Trog befestigt. Die Platte 25 wird dazu auf die nach innen
ragenden Ränder 26 des Troges gelegt und mit diesem verschweisst (Fig. 16).
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Zur Erzeugung einer zusammenhängenden, verstärkten Decke werden die
einzelnen Deckenelemente 20 stirnseitig miteinander verklebt (Figuren 15a, 15b),
wobei an jeweils einer der Stirnplatten 22 auf drei Seiten eine Flachstahlleiste
27 aufgeschweisst wird, die die Klebeschicht 28 umrandet und ein Ausfliessen derselben
verhindert. Die Klebeschicht wird zweckmässigerweise durch Injektion eingebracht.
In den unteren Spalt zwischen den Deckenelementen wird ein Stahldraht 29 gedrückt,
damit die Schweissnaht 30 nicht verläuft.
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Die Seitenwände der Deckenelemente -20 werden nicht miteinander verklebt
(Figur 16). Es werden jeweils nur die unteren Kanten der Elemente 20 durch eine
Schweissnaht 30 verbunden, die oberen Kanten bleiben hingegen ohne Verschweissung.
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Die so miteinander verbundene Deckenelemente 20 bilden nun eine durchgehende,
solide Verstärkung der Decke
34, wobei diese Verstärkung bei kleinen
Räumen selbsttragend ist. Bei grösseren Räumen kann ein Doppel-T-Träger 31 aus Stahl
vorgesehen sein, der seitlich in den Wänden des Raumes verankert ist und die Deckenelemente
etwa-mittig unterstützt. Die auf dem Träger 31 liegenden Deckenelemente 20 werden
mit diesem verschweisst. Im Bereich des Trägers 31 müssen die Stirnenden der Elemente
20 nicht miteinander verbunden werden (Figur 14).
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Die Deckenelemente 20 liegen seitlich auf Winkelstahlträgern 32 auf,
die mittels Schrauben und Dübeln an den Raumwänden 33 verankert sind (Figur 13).
Falls eine oder mehrere der Seitenwände 33 ebenfalls verstärkt sind, liegen die
Deckenelemente 20 auf den Wandelementen 35 auf (Figur 10). Die Deckenelemente 20
sind im allgemeinen nicht auf der Decke 34 aufgeklebt, wohingegen die Wandelemente
35 an der Wand aufgeklebt sind.
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Wie aus der Figur 12 hervorgeht, sind die Seitenteile 36 des Wandelementtroges
schräg zur Raumwand 33 hin geneigt. Die der Wand benachbarte Manganstahlabdeckung
37 des Troges ragt über das Ende 38 der Seitenteile 36 hinaus, und
ein
Verbindungssteg 39 verbindet diesen herausragenden Teil 40 der Abdeckung 37 mit
dem Seitenteil 36. Dadurch wird bewirkt, dass der herausragende Teil 40 beim Transport
nicht verletzt wird. Durch diese Ausbildung des Wandelementes 35 wird erreicht,
dass die Klebefläche 41 nicht ausgerissen wird, wenn Kräfte auf das Wandelement
35 einwirken. Die in der Figur 12 gezeigte Klebefläche 41 ist wiederum von Dichtungsstreifen
42 umrandet.
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Die Bodenelemente 43 sind im wesentlichen gleich ausgebildet wie
die Deckenelemente 20. Sie sind ebenfalls im allgemeinen nicht mit dem Boden verklebt.
Falls aber eine Verklebung es Bodenelementes 43 mit dem Boden 44 erwünscht ist,
müssen die Bodenelemente 43 gleich ausgebildet werden wie die Wandelemente 35.
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Falls keine Wandverstärkung des Raumes vorgesehen ist, werden die
Bodenelemente 43 durch einen Winkelstahl 32 seitlich niedergehalten (Figur 8). Anderenfalls
erfüllt die auf den Bodenelementen aufliegende Seitenverstärkung den gleichen Zweck
(Figur 7).
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Bei bestimmten Raumanordnungen ist nur eine Wandverstärkung notwendig,
hingegen keine Boden- oder Deckenverstärkung. Dann werden gemäss den Figuren 9 und
11 die Wandelemente 35 an der Raumwand aufgeklebt und anschliessend mit Stopfmörtel
45 unter- bzw. überstopft. Die Wandelemente 35 werden zusätzlich durch die Winkelträger
32 gestützt, die in diesem Fall aufgeklebt sind. Der untere Winkelträger wird später
durch den Bodenbelag 46 überdeckt.
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Beim Versetzen der Verstärkungselemente wird wie folgt vorgegangen:
Zuerst werden die Bodenelemente eingebracht. Dann werden die Wandelemente versetzt
und verklebt.
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Anschliessend werden die Deckenelemente montiert, wobei evtl. Unterspricssungen
notwendig sind, bis die Deckenelemente miteinander verschweisst sind. Es wäre aber
auch möglich, die Deckenelemente mittels Klebstoff auf der Raumdecke zu verkleben.
Nach der Montage aller Elemente werden die Stösse miteinander verschweisst. Die
Verstärkungselemente bilden dann durchgehende, volle Platten. Wenn nun der Einbrecher
versucht, mittels Sprengstoff die Verstärkung zu durchbrechen, wird ihm dies nicht
gelingen, da die Verstärkung sich innen ausbeult.
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Die vorgefertigten Verstärkungselemente können leicht an Ort und
Stelle versetzt werden und verursachen sehr wenig Immissionen. Sie können wahlweise
nur an der Decke, nur an den Wänden oder nur auf dem Boden versetzt werden oder
an allen Orten gleichzeitig montiert werden.