DE3426314A1

DE3426314A1 - Bauelement fuer gebaeude in erdbebengefaehrdeten gebieten, verfahren zu seiner herstellung und bauteil fuer die durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3426314A1
Application number: DE19843426314
Authority: DE
Inventors: Franz Julius Dipl.-Ing. 5000 Köln Gergely
Original assignee: Gergely franz Julius dipl-Ing
Current assignee: Gergely franz Julius dipl-Ing
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1985-12-12
Also published as: CH663055A5

Description

Bezeichnung der
Erfindung: Bauelement für Gebäude in erdbebengefährdeten Gebieten, Verfahren zu seiner Herstellung und Bauteil für die Durchführung des Verfahrens Beschreibung: Früher wurden Gebäude in erdbebengefährdeten Gebieten in Leichtbauweise errichtet. Dies führte bei einem Erdbeben zu verheerenden Gebäudeschäden. Durch die Massen der einstürzenden Teile war die Zahl der von einstürzenden Gebäuden erschlagenen Opfer stets sehr hoch. Etwa seit Beginn der Drei8igerjahre dieses Jahrhunderts wurde die Leichtbauweise verlassen und besonders in erdbebengefährdeten Gebieten Gebäude in Stahlbetonbauweise errichtet, wobei die Gebäude geschlossene Kästen mit Fenster- und Türöffnungen bildeten. Diese Gebäude stellten sich schief, fallen aber kaum mehr ein. Dieser Vorteil wurde jedoch mit einem erheblichen Material und Kostenaufwand und mit dem Nachteil erkauft, da[3 die reinen Stahlbetonwände und -decken wenig geeignet sind, eine angenehme Wohnatmosphäre zu schaffen. Außerdem trat in den tragenden Wänden und Decken derartiger Gebäude im Fall eines Erdbebens eine erhebliche Rißbildung auf, so daß die Gebäude zwar nicht einstürzten, aber doch für die Weiterverwendung nicht mehr geeignet waren.
Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und die Errichtung von Gebäuden zu ermöglichen, die einen geringeren Materialeinsatz erfordern und ein besseres Wohnklima schaffen. Es soll dabei von der absoluten Starrbauweise abgegangen und eine in Grenzen nachgiebige Bauweise zur Anwendung kommen, d.h. eine Bauweise, die es ermöglicht, Erdstöße durch Lempor:ire Deformation von Gehäudeleilen aufzunehmen, ohne daß eine nennenswerte Gefahr des Gebäudeeinsturzes oder auch nur einer Beschädigung des Gebäudes entsteht.
Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einzelner, beim Bau von Gebäuden verwendbarer Strukturen, durch ein Verfahren für die Herstellung solcher Strukturen und durch Bauteile für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung gelöst. Die erfindungsgemäßen Merkmale von Strukturen, Verfahren und Bauteilen ergeben sich aus den Patentansprüchen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bauelement in perspektivischer Darstellung, wie es bei der Errichtung tragender vertikaler Wände zur Anwendung kommt, mit zur deutlicheren Darstellung teilweise weggebrochenen Deckplatten, Fiq.2 der vorgesehene Baustahlgewebekäfig, Fig.3 ein erfindungsgemäß ausgebildetes und anzuwendendes Distanzstück und Fiq.4 eine der erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Deckplatten.
Es wird zunächst aus zwei flächigen Baustahlgewebegittern 1 und 2 unter Verwendung von Abstandsstücken 3 ein käfigartiges, räumliches Gebilde 4 hergestellt.
Jedes ,Âbsliandsstück 3 hat eine im wesentlichen rechteckige Kontur. Es ist von den Enden her geschlitzt, so daß ein rechteckiges Mittelstück entsteht, an das vier zungenförmige Laschen angesetzt sind. Zur Montage werden zwei diagonal einander gegenüberliegende Laschen um jc einen horizontalen Stab beider Gitter 1,2 herumgebogen. Unter Verwendung einer angemessenen Anzahl solcher Abstandsstücke entsteht aus diesen und den beiden Gittern 1,2 das käfigartige Gebilde vnn etwa 60 cm Außenmaß und je 11 cm Abstand zwischen den einzelnen Stoben in den beiden Richtungen der Erstreckung der beiden Gitter.
Unabhängig davon werden zwei Deckplatten 5,6 mit Gitterfüllern 7 hergestellt.
Die Bauelemente aus je einer Deckplatte 5 bzw. 6 und einer angemessenen Anzahl von Gitterfüllern werden aus einem relativ weichen Material, im Regelfall Schaum-oder Porenbeton hergestellt, wobei das flüssige Ausgangsmaterial in eine Form gegeben, dort zum Aufschäumen und zum Erhärten gebracht wird. Noch in der Form wird die glatte Außenfläche der Deckplatte 5 bzw. 6 mit einer harten, wasserabweisenden Schutzschicht versehen. Die Form ist so ausgebildet, daß zwei im Winkel zusammenstoßende Kanten der quadratischen Deckplatten 5,6 als Nuten 20, die beiden anderen Kanten als entsprechende Federn 21 ausgebildet sind.
Das Kantenmaß der Deckplatten beträgt etwa 60 cm.
Zwei derart vorbereitete Deckplatten werden nun von beide Seiten her an den Käfig 4 herangefahren, wobei die Anordnung der Gitterfüller so gewählt ist, daß mit in zwei Richtungen orientierter Regelmäßigkeit aufeinanderfolgend ein Gitterfüller der einen und der anderen Deckplatte in die Freiräume des l<;ifiqs 4 eindringt. Der Abstand zwischen den Innenseiten der Deckplatten wird durch die Länge der Abstandsstücke 3 mit deren nicht uingebogenen Zunqen bestimmt. Ist dieser Zusammenbauzustand erreicht, so werden durch einiqe oder alle Gitterfüller 7 Eisenstäbe gesteckt, wozu die Gitterfüller entsprechende Löcher 22 aufweisen. Deckplatten 5,6 und Käfig 4 sind so gegeneinander fixiert. Danach werden rings um das Bauteil zwischen die Deckplatten Randschienen eingelegt. Es ent.teht so eine ringsum geschlossene Hohl form, in deren Kanälen sich der Käfig 4 @us Baustahlgewebe hefindet. Durch verbliebene geeignete Öffnungen wird nun Beton eingegossen, der die Baustahlgewebematten urnschlier3t und ic nn blinden Platten dicht anlegt, um im Erhärlen eine innige Verbindung sowohl mit dem Baustahigewebe als auch den Deckplatten einzugehen. Das Aushärten des eingefüllten Betons erfolgt dabei in besonders günstiger Weise, indem dem eingefüllten Beton durch den Schaum- oder Porenbeton der Deckplatten zunächst einmal Feuchtigkeit entzogen, dessen Aushärten also beschleunigt wird, während ab einer gewissen Zeit diese Feuchtigkeit zurückgegeben und das Aushärten des Betons verlangsamt wird.
Vorzugsweise sind die Deckplatten verlorene Schalungsteile, d.h. sie sind am Ende feste BestandLeile des fertigen Bauelementes. Die Beschaffenheit der Deckplatten verhilft dem Beton zum guten, rißfreiem Aushärten in der Schalung. Mittels der Nut- und Federausbildung an den Deckplatten sind mehrere derart hergestellte Bauelemente zu ganzen Wänden zusammenzufügen. Die Verbindung ist relativ starr, die Bauelemente in sich sind dagegen in gewollten Grenzen nachgiebig, indem durch Deformation möglicherweise der eine oder andere Gitterfüller zerstört wird, die Platte in ihrer Gesamtheit jedoch kaum geschwächt erhalten bleibt und durchlaufende Risse nicht auftreten.
Die miteinander zu verbindenden Bauelemente kann in einer Ebene liegen oder in Ebenen, die unter bestimmten Winkeln zusammenstoßen. In den Verbindungsbereich an E Ecken hinausragende Gitterstäbe horizontaler Platten und Ausfüllen dieser Bereiche mit keton sorgen für die nötige Eckensteifigkeit.
Schließlich kann ein Bauelement auch die Größe einer kompletten, an Ort und Stelle gefertigten Wand haben, während im ersten Fall eine fabrikmäßige Fertigung der Bauelemente erfolgen kann und an Ort und Stelle lediglich deren Zusarnmensetzung erfolgt.
Fir r)ecken können Bauelemente nur rnit einer Deckplatte zur Anwendung kommen, die mit dieser Deckplatte nach unten zum Einbau kommen, wobei die zweite Deckplalte für ulle Bauelemente gemeinsam an Ort und Stelle gegossen wird.
Die Außenseiten der Deckplatten der Bauelemente können vor oder nach deren Zusammenfügen so behandelt werden, daß die für das fertige Bauwerk gewünschte Ober flächenstruktuc-erhaIten wird. Insbesondere geht es dabei um ein Verschließen der Poren, ein Verdichten des Materiales und um dessen ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse. Für die Gebäudeaußenseite sollte vor allem ein Gemisch aus einem Kunstharz und Natursteingranulat mit bis zu 9 mm Korndurchmesser zur Anwendung kommen, das gut aufzutragen ist und nach dem Auftragen gut und in kurzer Zeit härtet. Es ist vor allem optisch befriedigend, ist hart und wasserabweisend. Die als Gebäudeinnenseiten gedachten Flächen müssen entsprechend den an solche Flächen zu stellenden Anforderungen genügen. Eine schützende Außenschicht auf beiden Deckptatten sollte aus einer lösungsmittelhaltigen Quarz-Sand-Dispersion mit einem Bindemittel auf PV/Ac-Basis bestehen, die selbstausbreitend ist.
Im einzelnen kann eine schützende Außenschicht wie folgt aufgebaut werden, wobei diese Schichtaufeinaderfolge gute Wirkungen unabhängig von dem Aufhau der beschichteten Fläche erbringt und auch die Einzelsehichten unabhängig voneinander verwendbar sind: 1. Bindemittel 28,00 kg schlagfestes Polystyrolgranulat, 70,00 kg Toluol, 00,40 kg Dibutylstalat.
2. Grundierungs;naterial 80 kg Bindemittel, 18 kg Toiuol, 2 kg Dibutylsialat.
3. Wandspachtelmasse 16 kg Bindemittel, 8 kg Polyvinylacetat, 90 kg Quarzsand bis 2 mm Korngröße, 1 ltr Wasser.
4. Imprägnierungsmittel - bitumenhaltig 25 kg Bitumen/Taupunkt 40 vis 60°C,-25 kg Toluol, 50 kg Bindemittel, 2 kg Dibutylstalat, 5 kg Liquid Gummikonzentrat, 1 kq Resorcin.
- aluminiumhaltig 80 kg Bindemittel, 18 kg Toluol, 2 kg Dibutylstalat 2 kg Aluminiumpulver 2 bis 5 mikron Korngröße, 1 kg Resorcin.

Claims

Bezeichnung der Erfindung: Bauelement für Gebäude in erdbebengefährdeten Gebieten, Verfahren zu seiner Herstellung und Bauteil für die Durchführung des Verfahrens Patentansprüche: 1. Gebäude für durch Erdbeben gefahrdete Gebiete, dadurch gekennzeichnet, daß horizontale und/oder vertikale tragende Strukturen des Gebäudes, insbesondere Wände und/oder Decken ein Gitterwerk (4) aus Stahlbeton aufweisen.
1 Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ganze Wände und/oder Decken des Gebäudes ein Gitterwerk aus Stahlbeton aufweisen.
3. Gebäude nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wände und Decken des Gebäudes gitterförmig ausgebildet und zu einem, bis auf Funktionsöffnungen wie Tür- und Fensteröffnungen, geschlossenen gitterförmigen Käfig zusamlnengefügt sind.
4. Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Gitterstäben in horizontaler und vertikaler Richtung etwa 11 cm beträgt.
5. Gebäude nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk der tragenden Struktur durch zwei irn Abstand voneinander antleordneLen pralle!e GiLLer aus Stahl oder dergleichen verstärkt ist.
6. 9cbäude nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß tragende Wand- und/oder Deckenstrukturen des Gebäudes aus vorgefertigten gitterförmigen, vorzugsweise quadratischen Elementen zusammengesetzt sind, deren Kantenlänge zumindest etwa 60 cm beträgt und daß die Länge, die Breite und die Höhe des Gebäudes zumindest etwa ein ganzes Vielfaches von 60 cm betragen.
7. Gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiräume des Gitterwerkes von Gitterfüllern aus relativ weichem Material ausgefüllt sind.
8. Gebäude nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterfüller in das Gitter hineinragende Vorsprünge zumindest einer Deckplatte sind, die auf zumindest eine Gitterwerkaußenseite aufgesetzt ist.
9. CJeb.3ude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Deckplatte und die Vorsprünge aus dem gleichen Material bestehen.
10. Gebäude nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Deckplatte eine mit zumindest einem Teil der Vorsprünge einstückig vorgefertigte Struktur ist.
11. Gebäude nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfl iche der Sirtiktur während der Vor fertigung mit einer harten, wasserabweisenden Schicht verschen worden ist.
12. Gebäude nach einem der Ansprüche R bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterfüller und getjebenenfalls die zumindest eine Deckplatte aus Schaum-oder Porenbeton bestehen.
13. Gebäude nach Anspruch 11 oder 12, im Fall von dessen Rückbeziehung auf Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die harte wasserabweisende SchichL aus einer lösungsmittelhaltigen Quarz-Sand-Dispersion mit einem Bindemittel auf PV/Ac-Basis besteht.
14. Verfahren zum Herstellen von Strukturen für ein Gebäude nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, also von Decken, Wänden oder einzelnen Wand- und/oder Deckenstrukturen, die zu Wänden bzw. Decken eines Gebäudes zusarnrnenzufügen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 14.1 zwei Stahlgitter werden in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet und in diesem Abstand voneinander fixiert; 14.2 Deckplatten mit angesetzten Gitterfüllern werden von außen her an die Stahlgitter herangeführt und so weit einander genähert, daß die Gitterfüller beider Deckplatten, die Freiräume der Stahigitter unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes zu den Stäben der Stahlgitter durchdringend, weitgehend der Innenseite der jeweils anderen Deckplatte genähert sind, gegebenenfalls dicht an der Innenseite der jeweils anderen DeckplaLte anliegen; 14.3 Fixieren der Deckplatten gegeneinander und in ihrem Abstand zu den Stahlgittern so, daß alle Gitterfüller zu den sie allseits umgebenden Stnben der Stahlgitter einen zumindest irn wesentlichen gleichen AbsLand haben; 1$.4 Einfüllen von im wesentlichen bei Stahlbeton üblichem Beton in das Kanalsystem, das durch die vorhergehenden Verfahrensschritte entstanden ist, von den Deckplatten und den Gitterfüllern beqrcnzt ist und in dem sich die Stahlgitter befinden, 14.5ErhärLenlassen des gemäß 14.4 eingefüllten ketons.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, 3ß es in einer Form durchgeführt wird, die die Deckplatten an ihren Außenseiten abstützt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch die Verwendung von Deckplatlen mit Gitterfüllern, wobei die Gitterfüller der einen Deckplatte gegenüber tlcn Gitterfüllern der anderen Deckplatte in den Ebenen der Decken platten in beiden zueinander senkrechten Richtungen um eine Gitterfeldteilung versetzt sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Verwendung von Deckplatten, bei denen im Einbauzustand aufeinanderfolgende Gitterfüller fluchtende Löcher haben.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des Einbauzustandes der Deckplatten durch die fluchtenden Löcher von in einer Reihe aufeinanderfolgender Gitterfüller beider Deckplatten Fixierstäbe gesteckt werden, um die Deckplatten im Einbauzustand gegeneinander zu fixieren.
19. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Materialabstimmung zwischen Deckplatten mit Gitterfüllern einerseits und dem in das Kanalsystem einzufüllende Material andererseits derart, daß das Material von Deckplatten und Gitterfüllern beim Einfüllen des Materiales in das Kanalsystem diesem zun.ichst Feuchtig4eit entzieht, um diese während des Trocknungsprozesses wieder zurückzugeben.
70. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche zwischen den Randbereichen der quadratischen Deci<platten fir das Einfüllen des Betons in das '<analsystem -von einer Einfüllöffnung abgesehen- durch abnehmbare Randprofile verschlossen sind, die durch den eingefüllten Beton zwei Randbereiche außerhalb der Gitterfüller nutartig, die beiden anderen Randbereiche federartig ausbilden, wobei in den cckenbereichen Teile der Gitterwerke frei, d.h. votn eingefüllten Beton nicht urnhüllL bleiben.
21. Verfahren zum Herstellen eines Gebäudes unter Verwendung des Verfahrens nach den Ansprücnen 14 bis 20 zur Herstellung von Wandelementen in der Weise, daß eine entsprecnende Anzahl solcher Wandelemente durch nut- und federartiges Ineinandergreifen ihrer Ränder zu Wänden bis zur ohe einer Decke zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau der Decke in folgenden Verfahrensschritten erfolgt: 21.1 @erstellen des aus zwei parallelen Stahlgittern bestehenden räumlichen Stahlgitters in der in den Ansprüchen 14 bis 20 beanspruchten Weise; 21.2 gleichzeitiges, anschließendes oder zeitlich vorausgehendes Herstellen einer Deckplatte mit in Anzahl, Anordnung und Höhe angemessenen, den umgrenzenden Freiräumen des räumlichen Gitterwerkes entsprechenden Gitterfüllern aus Poren- oder Gasbeton in der im übrigen ebenfalls in den Ansprüchen 14 bis 20 beanspruchten Weise; 21.3 Einbau des Jemäß 21.1 hergestellten räumlichen Stahl gitters und der gemäß 21.2 hergestellten Deckplatte in der Weise, daß die glatte, gegebenenfalls mit einer harten und feuchtigkeitsabweisenden Schicht versehene Deckplattenaußenseite nach unten weist und das Gitterwerk in die von der anderen Deckplattenseite und den Gitterfüllern Jebildeten Kanäle eingelegt wird.

21.4 Eingießen von bei Stahlbeton allgemein verwendetem Beton in die Kanäle, in denen sich das räumliche Gitterwerk befindet, so daß eine glatte Oberseite entsteht, 21.5 Erhärtenlassen des @etons in den Kanälen.
22. Verfahren nach Anspruch 21. dadurch Jekennzeichnet, daß beim Einlegen ues räumlichen Stahlyitterwerkes in die Kanäle der vorgefertigten Deckplatte zwischen dem Gitterwerk und der mit Gitterfüllern versenenen @berseite der Deckplatte ein Abstand eingehalten wird. der dem "aße entspricht, um das beim Einfüllen des Setons in die kanäle der Seton auf den Oberseiten der Gitterfüller liegt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Abstand mit Abstandsstücken bestimmt wird, die vorzugsweise bei der Herstellung der vorgefertigten Deckplatte auf deren Oberseite einstückig mit dieser hergestellt werden.
24. Abstandshalter für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, mit dem die parallelen Stabeisengitter gegeneinander fixiert werden, gekennzeichnet durch eine-rechteckige Grundforrn, zwei diagonal einander gegenüberliegenden Haken zum Umgreifen von Stäben des Stabeisengeflechtes und durch zwei diagonal einander gegenüberliegenden geraden Zungen, die den Abstand zwischen den Deckplatten bestimmen.
25. Abstandshalter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Blech besteht und die Haken beim Einbau um die Stäbe des Eisengeflechtes herumgebogen werden.
26. i3eschichtungsmaterial vorzugsweise für eine nach den vorhergehenden Ansprüchen aufgebaute '3auwerkfl iche, gekennzeichnet durch die Aufeinanderfolge folgender Einzelschichten in der Reihenfolge beginnend mit der der r3auwerkfläche nächstliegenden Einzelschicht: 1. Bindemittel 2. Grundierungsmittel 3. Spachtelmasse 4. Imprägnlerungsmittel.
27. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 94" dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnierungsmittel bitumenhaltig oder aluminiumhaltig ist.
28. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung des Bindemittels wie folgt: 28,00 kg schlagfestes Polystyrolgranulat 70,00 kg Toluol 00,40 kg Dibutylstalat.
29. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch die 7usammensetzung des Grundierungsmittels wie folgt: 80 kg Bindemittel 18 kg Toluol 2 !<g Dibutylstalat.
30. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch die 7usammensetzung der Spachtelmasse wie folgt: 16 kg Bindemittel 8 kg Polyvinylacetat 90 kg Quarzsand bis 2 mm Korngröße 1 ltr Wasser.
31. Beschichtungsmaterial nach den Ansprüchen 26 und 27, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung des bitumenhaltigen Imprägnierungsinittets wie folgt: 25 kg Bitumen/Taupunkt 40 bis 500r 25 kg Toluol 50 kg Bindemittel 2 kg Dibutylstalat 5 kg Liquid Gumrnikonzentrat 1 kg Resorcin.
32. Beschichtungsmaterial nach den Ansprüchen 26 und 27, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung des aluminiumhaltigen Imprägnierungsmittels wie folgt: 80 kg ßindemittel 18 kg Toluol 2 kg Dibutylstalat 2 kg Aluminiumpulver 2 bis 5 Micron Korngröße 1 kg Resorcin.
33. Beschichtungsmaterial nach den Ansprüchen 26 bis 3-2, gekennzeichnet durch die Anwendung jeder beliebigen Einzelschicht unabhängig von den jeweils anderen Einzelsehichten.