DE4000956C2 - Element für den Großtafelbau aus Beton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Element für den Großtafel­ bau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäßen Elemente sind Wandelemente oder horizontale Platten. Als Wandelemente sind sie wand­ hoch und können je nach der Grundrißlösung des Bauwerkes geschlossen oder mit Öffnungen für Fenster oder Türen versehen sein. Sie eignen sich für den Bau von mehrge­ schossigen Wohnhäusern, gewerblichen Bauten oder Fas­ saden. Eine gegebene Wand oder Decke kann mit einem er­ findungsgemäßen Element gebaut werden. Die neuen Elemente können jedoch auch zu mehreren mit aneinanderanschlie­ ßenden senkrechten oder horizontalen Kanten angeordnet werden, um eine größere Gebäudefläche zu bilden. Vor­ zugsweise haben die Elemente einen rechteckigen Umriß. Bei den Wandelementen stützt sich die untere horizon­ tale Kante auf einem Streifenfundament oder auf einer Gebäudedecke ab, während ihre obere horizontale Kante einen Ringbalken oder eine Decke unterstützt. Die senk­ rechten Kanten bilden eine Fuge, die beiderseits an den benachbarten Elementkanten mit dichtenden Fugenver­ schlüssen versehen und verschraubt ist.

Wandelemente dieser Art sind an sich bekannt. Als tragende Wände bestehen sie aus bewehrtem Beton. Die Bewehrung erfolgt in der Regel mit Baustahlmatten, die von dem Beton umhüllt sind. Der Aufwand hierfür ist relativ hoch, was die Kosten des Großtafelbaus wesentlich beeinflußt. Außerdem ist das Gewicht solcher Wandele­ mente infolge ihrer Werkstoffe vergleichsweise hoch, was Schwierigkeiten in der Fertigung, beim Transport und bei der Aufstellung an der Baustelle verursacht. Bauphysikalisch haben tragende Wandelemente dieser Art ungünstige Eigenschaften, insbesondere ein geringes Wärmedämmvermögen sowie eine unerwünscht hohe Ober­ flächenhärte und unerwünschte Schallreflexionseigen­ schaften.

Aus der US 3 604 174 ist ein Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. Die US 3 604 174 verwendet bei den Wandelementen zwei Baustahlmatten, die etwa symmetrisch zur Mittelebene verlaufen, während bei den Platten Bewehrungsstäbe und Matten verwendet werden, die jeweils in der Ausfachung des Rahmentragwerkes angeordnet sind und mit dem Rahmentragwerk verschweißt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise bei einem statisch tragenden Element der als bekannt vorausgesetzten Art den technischen Aufwand zu senken und die Möglichkeiten zu schaffen, bauphysika­ lische Verbesserungen zu erreichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Das Wandelement gemäß der Erfindung nutzt die Druckfe­ stigkeit der Ausfachung zur Vermeidung örtlichen Stabilitätsversagens der Ständer oder Träger. Bei Wand­ elementen nehmen die Ausfachungen die von dem oberen horizontalen Rahmenglied auf die Ständer übertragenen, verformenden Kräfte auf, wodurch die Ständer die Kräfte auf dem unteren Rahmenglied abtragen können. Bei den Platten bilden sich zwischen den Trägern Gewölbe, wo­ bei Ausfachungen die die Träger verformenden Kräfte übernehmen.

Durch die Erfindung entfallen aufwendige Bewehrungen.

Da bei den senkrecht angeordneten Wandelementen keine Zugbelastung auftritt, kann die Bewehrung zen­ trisch in den Wandelementen verlegt werden. Zur Gewichtsreduzierung und auch zur Reduzierung, der ungünstigen Eigenschaften ist die gesamte Bewehrung zentrisch auf der Mittelebene des Wandelements verlegt.

Bei den auf Biegung beanspruchten Platten ist die gesamte Bewehrung der horizontalen Platten aus der Mittelebene der Platte heraus in Richtung auf die Zugzone ver­ legt. Dies macht nur noch eine einzige Baustahlmatte in der Zugzone der Platten erforderlich, um die Gesamtzug­ festigkeit der Platte zu erhöhen. In der Druck­ zone ist keine Bewehrung erforderlich, da die Druckfestigkeit von Beton ausreichend hoch ist. Insgesamt ist somit auf diese Weise das Gewicht der Elemente erheblich gesenkt.

Durch die bei Wandelementen im Profilsteg der Ständer vorgesehenen Aussparungen bzw. bei Plattenelementen lose Auflagerung der Bewehrung wird die Bewehrung lediglich dazu benutzt, um von den Ständern oder Trägern auf die Aus­ fachungen übertragene Zug- und Schubkräfte abzutragen.

Obwohl in den Platten ein konstruktiver Beton Verwen­ dung finden kann, läßt sich insbesondere in den Wand­ elementen der zur Ausfachung dienende Werkstoff ändern. Er kann aus Abfällen, Recyclingmaterial, Gips oder der­ gleichen bestehen und braucht nicht einmal statisch tra­ gend zu sein. Das bietet neue Möglichkeiten zu bauphysi­ kalischen Verbesserungen, insbesondere durch wärmedäm­ mende und/oder schallabsorbierende Werkstoffe.

Vorzugsweise wird durch die Aus­ bildung und Anordnung, des Ständer- oder Trägerwerkes bzw. seiner Profile, welche als mit ihrer längeren Dimension zur Ebene des Wand­ elementes orientierten Blechstreifen ausgebildet sind, ein optimales Trägheitsmoment erzielt. Die Blechstreifen lassen sich ohne Schwierigkeiten verar­ beiten und gegebenenfalls zusammen mit dem jeweiligen Umfassungsrahmen in eine Schalung einbringen, in der das Merkmal der Ausfachungen geformt wird und härtet. Da das erhärtete Material die schwächeren Seiten der das Ständer- oder Trägerwerk bildenden Blechstreifen aus­ steift, können sie in der Plattenebene nicht ausweichen und knicken.

Vorzugsweise werden die Blechstreifen auf einfache Weise profiliert, um das Trägheitsmoment auch in der Platten­ ebene zu vergrößern. Für diese im Patentanspruch 2 wiedergegebene Ausführungsart der Erfindung können einfache Profilformen verwendet werden. Nach dem Anspruch 3 handelt es sich um V- oder U-Profile mit verhältnismäßig breiten Flanschen, die an die Schenkel der V- oder U-Form anschließen und senkrecht zur Ebene des Elementes orientiert sind. Daneben sind nach dem Anspruch 4 einfache U-Profile ohne Flansche möglich, die jedoch einen verhältnismäßig breiten Steg aufweisen, der quer zur Elementebene orientiert ist. Solche und andere Profile lassen sich durch einfaches Abkanten, aber auch durch Walzen aus ebenen Bleckstreifen heraus­ formen. Das Walzen ermöglicht auch kompliziertere, im Anspruch 5 wiedergegebene Formen. Dabei kann es sich um T- oder I-Profile handeln, jedoch sind auch Z-Profile möglich, wobei jeweils der Profilsteg quer zur Platten­ ebene orientiert wird.

Nach Anspruch 7 ist es zweckmäßig, die Ständer durch Kaltverformung aus verzinkten Blechen herzustellen, weil damit auf einfache Weise ein Oberflächenschutz der Ständer erzielt wird und für die Ständer ein verhältnis­ mäßig billiges Vormaterial zur Verfügung steht.

Auch das Ständer- oder Trägerwerk kann nach der Merkmalskombination des Anspruches 11 als Bewehrung genutzt werden. Die Oberflächenbehandlung kann dabei in einem Anstrich bestehen, während bei Anwendung einer Oberflächenformgebung Schuppen in Betracht kommen.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 im Horizontalschnitt ein Wandelement gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in Ansicht,

Fig. 3 in perspektivischer und abgebrochener Dar­ stellung die Anordnung eines Ständers und einer Querverbindung,

Fig. 4 eine erste Ausführungsform des Ständer­ profiles im Aufriß,

Fig. 5 in der Fig. 4 entsprechender Darstellung ein abgeändertes Ständerprofil,

Fig. 6 in den Fig. 4 und 5 entsprechender Dar­ stellung ein weiter abgeändertes Ständer­ profil,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Ständer­ profiles in den Fig. 4 bis 6 entsprechen­ der Darstellung,

Fig. 8 das Profil eines horizontalen Rahmengliedes im Schnitt mit dem umgebenden Material in abgebrochener Darstellung,

Fig. 9 in der Fig. 8 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform des Rahmenprofiles und

Fig. 10 in Fig. 1 entsprechender Darstellung eine Platte gemäß der Erfindung.

Das in den Fig. 1 bis 9 dargestellte erfindungsgemäße Wandelement ist für den Großtafelbau aus statisch tragen­ den oder nicht tragenden härtenden Materialien gedacht. Es weist einen allgemein rechteckigen Querschnitt auf. Die beiden längeren Seiten (2, 3) des Elementquerschnit­ tes verlaufen parallel und rechtwinklig zu den kürzeren Seiten (4, 5) des Elementes (1). Das Wandelement weist nach Fig. 2 einen Umfassungsrahmen (6) auf. Dieser weist horizontale Längsrahmenglieder (7, 8) auf, welche die horizontalen Kanten des Wandelementes bewehren. Sie sind auf den senkrechten Rahmengliedern (9, 10) abgestützt, welche die senkrechten Kanten des Wandelementes bilden. Zwischen den senkrechten Rahmenelementen (9, 10) er­ strecken sich parallel zu diesen und untereinander pa­ rallel Ständer (11, 12, 13), welche das horizontale Rahmenglied (8) unterstützen und sich auf dem horizon­ talen unteren Rahmenglied (7) abstützen. Die gemäß dem Ausführungsbeispiel aus offenen U-Profilen bestehenden Ständer und die senkrechten Rahmenglieder bilden ein Ständerwerk. In diesem können die Ständer im horizontalen Abstand voneinander angeordnete Langlochaussparungen (14, 15) aufweisen, welche jeweils mit ihrer längeren Achse mit der Profillängsrichtung übereinstimmen. Die Aussparungen (14, 15) nehmen jeweils einen von mehreren in Fig. 2 gestrichelt wiedergegebenen Profilstäben (16, 17, 18) auf. Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken des Profil­ stabes (17) der Langlochaussparung (15) in dem Ständer (11) des Ständerwerkes.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 bis 3 sind die Stän­ der des Ständerwerkes ebenso wie die sie verbindenden Stäbe (17), welche durch ihre Oberflächengestaltung als Bewehrung des die Felder (19, 20, 21, 22) ausfachen­ den Materials dienen, ständig von diesem umhüllt.

Die Ständerprofile bestehen aus Blechstreifen, welche als Ergebnis eines Kaltverformungsvorganges profiliert sind, wobei als Ausgangsmaterial verzinktes Blech dient. Das in Fig. 3 wiedergegebene Profil ist ein U-Profil (23). Es hat dementsprechend ein Paar von parallelen Profilschenkeln (24, 25), die eine Baueinheit mit dem einen Profilsteg (26) bilden. Der Profilsteg ist senk­ recht zur Mittelebene des Wandelementes angeordnet, wo­ durch ein optimales Trägheitsmoment senkrecht zur Wand­ elementebene bei minimalem Stahleinsatz erzielt wird. Das Stabilitätsversagen in der Wandebene wird im Ge­ brauchszustand und Bruchzustand durch die Ausfachungen (19 bis 22) vermieden.

Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ständerprofil (27), das eines unverformten Blech­ streifens und hat daher im wesentlichen Rechteckprofil.

Die Profilhauptachse y ist senkrecht zur Ebene des Wand­ elementes orientiert, während die Profilachse x mit der zur Ebene des Wandprofiles zusammenfällt.

Hiervon unterscheidet sich das Ständerprofil (28) durch seine V-Form. Die beiden V-Schenkel (29, 30) schließen einen spitzen bis rechten Winkel ein und enden in langen Profilflanschen (31, 32) die miteinander ausgefluchtet sind und im Gebrauchszustand quer zur Hauptebene des Randelementes orientiert sind. Der V-Querschnitt liegt zweckmäßig ebenfalls symmetrisch zur Mittelebene.

Das Ständerprofil (33) ist ein Z-Profil mit einem quer zur Hauptebene des Wandelementes orientierten Profilsteg (34) und rechtwinklig dazu orientierten Profilstegen (35, 36).

In Fig. 7 ist ein Ständerprofil (37) gezeichnet, das ein I-Profil bildet. Wiederum ist der vergleichsweise lange Profilsteg (38) quer zur Hauptebene des Wandelementes orientiert, während die, kurzen Profilflansche (39, 40) mit den Seiten (2, 3) fluchten.

Eine entsprechende Anordnung der Profile ist aus der Darstellung der Fig. 10 ersichtlich. Hierbei handelt es sich um eine Platte, bei der die Rand­ profile (43, 44) U-Profile sind. Die Träger (41, 42) sind ebenfalls U-Profile, deren horizontaler Flansch in der Plattenebene verläuft. Die beiden Rand­ profile (43, 44) sind mit ihren Profilflanschen nach innen orientiert. Die Außenflächen der Profile (42 bis 44) fluchten mit den Seiten (2, 3) des Plattenelementes (45), das in Fig. 10 dargestellt ist.

Im Unterschied zu der Bewehrung im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 handelt es sich bei der Querver­ bindung der Profile (41 bis 44) um Baustahlmatten (46 bis 48), die aus der Mittelebene (49) des Elementes (45) heraus in Richtung auf Zugzone (3) verlegt sind.

Die Baustahlmatten (46 bis 48) sind mit ihren den Trägern (41 bis 44) zugekehrten Seiten auf die Innenseiten der Profilflansche bzw. -schenkel aufgelegt.

Das aussteifende Material kann in diesen Platten aus Beton bestehen.

Die Lastabtragung des Ständerwerkes erfolgt bei den Wandelementen über die horizontalen Rahmenglieder, die bei (7) und (8) in Fig. 2 dargestellt sind. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 8 hat wenigstens das obere Rahmenglied (8) ein I-Profil mit einem quer zur Haupt­ ebene des Wandelementes orientierten, vergleichsweise breiten Profilsteg (50) und vergleichsweise schmalen Profilflanschen (51, 52).

Dagegen ist das Rahmenprofil (8) nach Fig. 9 nur an der Außenkante des Wandelementes mit einem Profilflansch (52) verstärkt, der eine Baueinheit mit einem senkrecht zur Hauptebene des Wandelementes orientierten Profilsteg (53) des Rahmengliedes (8) bildet.

Claims (10)

1. Element für den Großtafelbau aus einem zu einer ebenen, Platte erhärtetem Material und stabilisierenden Elementen, welche bei Wandelementen ein Ständerwerk und bei auf Biegung beanspruchten Platten ein Trägerwerk (9, 10, 11, 12, 13) mit äußeren Rahmenelementen und dazwischen angeordneten Ständern bzw. Trägern sowie horizontalen Rahmengliedern (7, 8) bilden, wobei die Felder zwischen den Rahmengliedern und dem Ständerwerk oder dem Trägerwerk mit dem erhärteten Material (19, 20, 21, 22) ausgefacht sind, das zur Knick- und Wöl­ bungsaussteifung der stabilisierenden Elemente dient, und mit Bewehrung (16, 17, 18; 46; 47, 48) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Bewehrung (16, 17, 18; 46; 47, 48) bei Wandelementen zentrisch auf der Mittelebene und bei auf Biegung beanspruchten Platten exzentrisch aus der Mittel­ ebene (49) der Platte (45) heraus in Richtung auf die Zugzone (3) in den Ausfachungen (19, 20, 21, 22) ver­ legt ist, wobei bei den Wandelementen die Ständer (11, 12, 13) Aussparungen (14, 15) mit einer in der Ständerlängsrichtung orien­ tierten längeren Dimension aufweisen und durch die, Aus­ sparungen (14, 15) Bewehrungsstäbe (16, 17, 18) befe­ stigungsfrei und lose geführt sind und bei dem auf Biegung beanspruchten Platten die Bewehrung in Stab- oder Blechstreifenform lose auf die Träger aufgelegt ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elemente aus Blechstreifen (11, 12, 13) bestehen, zur Vergrößerung des Träg­ heitsmomentes der Ständer oder Träger profi­ liert und mit ihrer längeren Dimension senk­ recht zur Hauptebene des Elementes (1) ange­ ordnet sind, mit der sie sich beidseitig auf den Ausfachungen (19, 20, 21, 22) abstützen.

3. Element nach Anspruchs 2, gekennzeichnet durch ein Blechstreifen­ profil (28) mit V- oder U-Form, dessen Schenkel (29, 30) senkrecht zur Ebene des Elementes orientiert und miteinander ausge­ fluchtet sind.

4. Element nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen ein Z-Profil (33) bilden, das mit seinem Profilsteg (34) senkrecht zur Hauptebene des Elementes (1) angeordnet ist, wobei die Profilflansche (35, 36) orthogonal zum Profilsteg (34) angeordnet sind.

5. Element nach Anspruchs 2 gekennzeichnet durch ein I-Profil, dessen Steg (38) senkrecht zur Hauptebene des Wandelementes orientiert ist.

6. Element nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ständer (11, 12, 13) gewalzte Profile aufweisen.

7. Element nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ständerwerk (11, 12, 13) aus kalt verformten und verzinkten Blech­ streifen besteht.

8. Element nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, gekenn­ zeichnet durch einen Verbund der Ständer (11, 12, 13) mit dem aussteifenden Material durch Oberflächenbehandlung- oder Form­ gebung der Ständerprofile.

9. Element nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens die horizon­ talen Rahmenglieder (7, 8) profiliert sind und mit dem aussteifenden Material ausge­ fachte Profilkammern aufweisen.

10. Element nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die profilierten horizon­ talen Rahmenglieder (7, 8) I-Profil oder T-Profil aufweisen, wobei die Profilstege (50, 53) senkrecht zur Hauptebene des Wandelementes (1) orientiert sind und wenigstens einer der Profilflansche (52, 54) die Randkante des Elementes (11) bildet.