DE3427547A1 - Dachkonstruktion - Google Patents

Description

VON KREISLER "-SCHÖNWÄLD "EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-lng.K.W. Eishold 11981

Roofblok Limited

Fitchburq ^Dr·^J·^{F< Fues}

Massachusetts

^ÜSA Dipl.-Ing. G. Seifing

Dr. H.-K. Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF D-5000 KÖLN 1

Sg-Da/Fe
25. Juli 1984
Dachkonstruktion

Die Erfindung betrifft eine Dachkonstruktion mit einem Dachstuhl mit wenigstens einer rechteckigen Dachecke, einer Dachhaut und einer Lage aneinander angrenzender Ballaststeinreihen, die auf der Dachhaut aufliegen,
wobei jeder Ballaststein zwei zueinander parallele Seitenkanten aufweist, die unter im wesentlichen identischen Winkel zwischen 12° und 23° von der Vertikalen auf die Ballaststeinfläche abgeschrägt sind und dessen beide verbleibende Seitenkanten im wesentlichen paral-IeI zur Vertikalen sind.

Es sind Dachkonstruktionen bekannt, bei denen ein Dachstuhl mit einer wasserundurchlässigen Dachhaut bedeckt ist und die Dachhaut in ihrer Lage von losen Ballaststeinen gehalten und geschützt wird. Jeder Ballaststein hat eine rechteckige Form, wie in der ÜS-PS 3 892 899 beschrieben. Der Dachstuhl kann mit oder ohne zusätzlichen Lagen eines Wärmedämmaterials und/oder mit verschleißfesten äußeren Schutzlagen versehen sein. Wenn

jedoch derartige Ballaststeine leicht sind, d.h. wenn sie weniger als ca. 100 kg/m² bezogen auf die Oberfläche wiegen, werden sie durch starke Windkräfte, wie sie normalerweise in Stürmen auftreten, beschädigt und zerstört. Die zerstörerischen Kräfte wirken insbesondere in Bereichen in der Nähe von rechteckigen Dachecken, und dann, wenn der Wind in Richtung auf die Ecke unter einem Winkel von ca. 45° zu jeder Kante gerichtet ist.
10.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dachkonstruktion der eingangs genannten Art zu schaffen, die weniger anfällig für Beschädigungen durch Stürme ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,

daß die äußeren Reihen der Ballaststeine in der Dachecke mit Ausnahme von Eckballaststeinen mit nach außen und nach unten abgeschrägten und zur Dachstuhlaußenkante ausgerichteten Seitenkanten angeordnet sind,

daß Mittel zum Klemmen dieser Ballaststeinkanten gegen den Dachstuhl vorgesehen sind,

- daß jede nach innen von der äußeren Reihe folgende Ballaststeinreihe die gleiche Ausrichtung aufweist, wie die äußere Reihe mit Ausnahme der Eckballaststeine im Schnittpunkt der Reihen,
daß jeder Eckstein in jeder Reihe mit einer der beiden Reihen, mit denen er eine Ecke bildet, ausgerichtet ist und

daß sich diese Anordnung der Ballaststeine für mindestens zehn (drei) Reihen von den Dachstuhlkanten an den Dachecken nach innen erstreckt.

Geeignete Ballaststeine, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind in der gleichzeitig angemeldeten US-Patentanmeldung Nr. 520 647 vom 5. August 1983, deren Beschreibung hiermit einbezogen ist, beschrieben.
5

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:
10

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ballaststeines,

Fig. la eine Draufsicht auf den Ballaststein gemäß
Fig. 1,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Ballaststeines (gemäß Fig. 1),

Fig. 2a eine Draufsicht auf den Ballaststein von

unten,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Ballaststein entlang der Linie III-III in Fig. 1,
25

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Ballaststein
entlang der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dachkonstruktion mit einer Dachecke,

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, weist ein für die Erfindung bevorzugter Ballaststein 10 rechteckige, zum Beispiel quadratische Ober- und Unterseitenfläche 12,14 auf, sowie zwei parallele Seitenkanten 16,18, die unter einem im wesentlichen identischen Winkel von der Vertikalen abgeschrägt sind. Die in Fig. 4 gezeigten Winkel A können zwischen 12° und 23° variieren. Die verbleibenden zwei Kanten 20,22 sind im wesentlichen vertikal. Auf der Unterseite 14 befinden sich mehrere mit parallelem Abstand angeordnete Kanäle 24, die parallel zu den geneigten Kanten 16,18 verlaufen. Ein zusätzlicher Kanal 26 kann auf Wunsch quer zu den parallelen Kanälen 24 verlaufen, der sich parallel und angrenzend an die vertikale Kante 22 erstreckt. Während die Kanäle 24 im bevorzugten Ausführungsbeispiel parallel zu den abgeschrägten Seitenkanten 16,18 verlaufen, können sie in einem anderen Ausführungsbeispiel parallel zu den vertikalen Kanten 20,22 verlaufen.

Der Ballaststein besteht aus Leichtgewichtsbeton, der Blähschieferton oder ähnliche, aus Lehm, Schieferton oder Schiefer hergestellte Zuschlagstoffe, die im wesentlichen die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen, einen kleineren Anteil Sand sowie Portlandzement enthält, wie in Phalen, Advances in Materials, Technology in the Americas, Vol. 1, Seiten 87-92 (New York 1980) beschrieben, wobei die darin angegebenen Anteile gewählt sind, um einen Ballaststein zu erzeugen, der

eine Dichte oder spezifisches Gewicht zwischen 1350 bis 2500 kg/m² (85 bis 155 pounds per cubic foot nach ASTM C 331),

- eine Druckfestigkeit von wenigstens 175 kp/cm² (2500 psi, bestimmt nach ASTM C 192 und C 495 unter Verwendung von Zylindern der Abmessung 15 χ 30 cm),

- eine Biegungsdehnfestigkeit von wenigstens 21 kp/cm²(300 psi, bestimmt nach ASTM C 293)

aufweist sowie

- in der Lage ist, wenigstens 100 Frost-Tau-Zyklen ohne Rißbildung zu überstehen (bestimmt nach ASTM C 666) .

Das Gewicht eines Bailaststeines mit der in den Fign. 1 bis 4 gezeigten Form, der ca. 30 cm (1 Fuß) Kantenlänge aufweist und ca. 5 cm (2 inch) dick ist beträgt zwischen 49 kg/m² und 83 kg/m² bezogen auf die Oberfläche (10 bis 17 pounds per square foot).

Der erfindungsgemäß verwendete Ballaststein kann in einer konventionellen Betonsteinherstellmaschine in einem ■ Extrusionsverfahren aus einer Null-Schwund-Mischung aus Blähschieferton oder ähnlichen aus Lehm, Schieferton oder Schiefer hergestellten Zuschlagstoffen mit im wesentlichen gleichen physikalischen Eigenschaften, Portlandzement, Sand und Wasser im gewünschten Verhältnis hergestellt werden. Ballaststeine, die auf diese Weise hergestellt sind, haben Kanäle 24 normalerweise parallel zu den geneigten Kanten 16,18 angeordnet und haben den querverlaufenden Kanal 26, falls vorhanden, angrenzend an der vertikalen Kante 22, wie in den Fign. 1 bis 4 gezeigt.

Wie in den Fig. 5 bis 7 gezeigt, werden die Ballaststeine 10 in der einfachsten Dachkonstruktion lediglich

in loser angrenzender Reihenfolge direkt auf die Oberfläche der wasserabweisenden Dachhaut 30 gelegt, die ihrerseits von dem Dachstuhl 32 getragen wird. Die Dachhaut 30 kann aus irgendeinem konventionellen Material, wie beispielsweise Butylgummi, Kunststoff, einem asphaltimprägnierten Filz oder dergleichen, bestehen. Eine Brüstung 34 mit einer schägen inneren Wand 36 ist entlang der Kante des Dachstuhls 32 vorgesehen. Die Ballaststeine sind derart gelegt, daß alle äußeren Reihen von Ballaststeinen ihre nach außen und nach unten abgeschrägten Seitenkanten angrenzend zur äußeren Kante des Dachstuhls 32 angeordnet haben, außer dem Eckballaststein 48, der mit einer der beiden äußeren Reihen, mit denen er eine Ecke bildet, nicht ausgerichtet ist, sondern um 90° gedreht ist, so daß er mit der anderen äußeren Reihe ausgerichtet ist. Folglich dient die schräge Wand 36 der Brüstung 34, die die abgeschrägten Seitenkanten 16 der Ballaststeine übergreift, dazu, diese Ballaststeinreihe auf den Dachstuhl zu klemmen. Auf ähnliche Weise weist jede von jeder äußeren Reihe nach innen folgende Reihe von Ballaststeinen die gleiche Ausrichtung auf, wie die äußere Reihe, mit der Ausnahme, daß jeder Eckballaststein 50,52 einer jeden aufeinanderfolgenden Reihe in Ausrichtung'mit einer der beiden Reihen, mit denen er eine Ecke bildet, sein kann. Für die höchste Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen ist es wesentlich, daß das spezifizierte Legemuster für mindestens zehn Reihen nach innen von jeder Kante des Dachstuhls aus an der Ecke beibehalten wird, vorzugsweise für 15 aufeinanderfolgende Reihen und 'daß das Muster für wenigstens 15 aufeinanderfolgende Ballaststeine von der Ecke entlang der äußeren Reihe beibehalten wird. Weiter nach innen in Richtung auf die Mitte des Daches und von der Ecke weg, hat die Ausrichtung der Ballaststeine in jeder Reihe keinen

nennenswerten Effekt auf die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung durch Windkräfte, so daß die Ballaststeine beliebig gelegt werden können, ohne Rücksicht auf die Ausrichtung. Um eine maximale Wasserdrainage von der 5 Oberfläche der Dachhaut zu erzielen, ist es jedoch wünschenswert, die Kanäle 24 eines jeden Ballaststeines selbst im zentralen Teil des Daches parallel zur Richtung der Dachstuhlneigung zu haben.

Auf Wunsch kann anstelle der Brüstung 34 eine abgeschrägte blockierende Leiste 46 mit einer schrägen Wandflache 47 verwendet werden. Die Leiste kann an einer Brüstung 42 oder in der Nähe der Kante des Dachstuhls verankert sein. Die Leiste 46 dient dazu, die äußere Ballaststeinreihe auf die gleiche Weise wie mit der Brüstung 34 gegen den Dachstuhl zu klemmen.

Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn die Ballaststeine 10 gemäß dem in den Fign. 5 bis 7 gezeigten Muster gelegt werden, die abgeschrägten Kanten der Ballaststeine eine gleitende Bewegung der Ballaststeine übereinander bei thermischer Expansion oder Kontraktion erleichtern und auch die Entfernung und/oder den Austausch individueller Ballaststeine durch Einfügen eines Hubwerkzeugs oder Stemmwerkzeug zwischen die schrägen Flächen benachbarter Ballaststeine erleichtern.

/IO

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Claims (6)

1. Ansprüche

   Dachkonstruktion mit einem Dachstuhl mit wenigstens einer rechteckigen Dachecke, einer Dachhaut und einer Lage aneinander angrenzender Ballaststeinreihen, die auf der Dachhaut aufliegen, wobei jeder Ballaststein zwei zueinander parallele Seitenkanten aufweist, die unter im wesentlichen identischen Winkel zwischen 12° und 23° von der Vertikalen auf die Ballaststeinoberfläche abgeschrägt sind und dessen beide verbleibende Seitenkanten im wesentlichen parallel zur Vertikalen sind,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die äußeren Reihen der Ballaststeine (10) in der Dachecke mit Ausnahme der Eckballaststeine (48,50,52) mit nach außen und nach unten abgeschrägten und zur Dachstuhlaußenkante ausgerichteten Seitenkanten (16,18) angeordnet sind,

   - daß Mittel zum Klemmen dieser Ballaststeinkanten gegen den Dachstuhl vorgesehen sind,

   - daß jede nach innen von der äußeren Reihe folgende Ballaststeinreihe die gleiche Ausrichtung aufweist, wie die äußere Reihe mit Ausnahme der Eckballaststeine im Schnittpunkt der Reihen,

   daß jeder Eckstein in jeder Reihe mit einer der beiden Reihen, mit denen er eine Ecke bildet, ausgerichtet ist und
   daß sich diese Anordnung der Ballaststeine für mindestens zehn -ga Reihen von den Dachstuhlkanten an den Dachecken nach innen erstreckt.
2. 2. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Seitenkanten (16,18) aneinander angrenzender Ballaststeine (10) miteinander verklebt sind.
3. 3. Dachkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Ballaststeinlage in der gleichen Anordnung über der ersten Lage angeordnet ist.
4. 4. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterseite (14) eines jeden Ballaststeines (10) mehrere mit parallelem Abstand angeordnete Kanäle (24) parallel zu den abgeschrägten Seitenkanten (16,18) verlaufen.
5. 5. Dachkonstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterseite (14) der Ballaststein (10) ein zusätzlicher Kanal (26) parallel zu einer der vertikalen Seitenkanten (22) verläuft.
6. 6. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballaststein (10) ein Gewicht zwischen 49 und 83 kg/m² bezogen auf seine Oberfläche,

   eine Druckfestigkeit von wenigstens 175 kp/cm²,

   eine Biegungsdehnfestigkeit von wenigstens 21 kp/cm²,

   sowie die Eigenschaft aufweist, mindestens 100 Frost-Tau-Zylklen ohne Rißbildung zu überstehen.