DE4021534A1 - Gebaeude - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus mehreren Geschossen bestehendes Gebäude aus vorgefertigten Elementen, mit einer Anzahl von über die Fläche des Gebäudes verteilten Säulen und durch die Säulen unterstützten Deckenplatten, und mit Stabilitätsvorkehrungen zwischen zumindest einem Teil der Säulen zum Aufnehmen horizontaler Belastungen auf dem Gebäude.

Solche aus vorgefertigten Elementen aufgebaute Gebäu­ den können zum Beispiel aus Büros, Schulen, Krankenhäusern, Betriebsgebäuden und dergleiche bestehen, doch auch Wohn­ häuser können auf diese Weise realisiert werden. Ein aus der Praxis bekanntes System für den Nutz-Zweckbau, das sogenannte CD 20 System, ist ein Beispiel eines Bausystems, mit dem auf zweckmäßige und solide Weise Gebäude gebaut werden können.

Bei einem derartigen Gebäude werden bei Anwendung von mehr als zwei Geschossen als Stabilitätsvorkehrung eine oder mehrere Kernen im Gebäude gebildet. Eine Kerne kann aus einer Anzahl von Säulen in der Mitte des Gebäudes, die zum Beispiel in einer Rechtecke oder in eine doppelte U-Form durch betonnen Strebewände verbunden sind, bestehen. In dieser Kerne können dann beispielsweise eine Treppe, ein Aufzug oder eine verti­ kale Leitungdurchführung angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein solches Gebäude weiter zu entwickeln und ein erfindungsgemäßes Gebäude zu schaffen, in dem solche Stabilitätsvorkehrungen realisiert sind, daß ein sehr hohes Maß an Entwurfsfreiheit bei der räumlichen Aufteilung der Geschossen bewirkt ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Gebäude der eingangs an­ gegebenen Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Stabi­ litätsvorkehrungen aus Brüstungen, die zumindest ein Teil der Säulen am Giebel des Gebäudes über einen Teil ihrer Länge gegenseitig verbinden, bestehen.

In dieser Weise wird die Stabilität des Gebäudes an dem Außenumfang des Gebäudes realisiert, so daß die Auftei­ lung des Innenraums des Gebäudes nicht durch Stabilitätswände eingeschränkt ist und völlig nach eigenem Wunsch entworfen werden kann. Da in einer Mehrzahl von Fällen schon Brüstungen angewendet werden, brauchen diese nur noch zu diesem Zweck angepaßt zu werden.

In der Ausführung des Gebäudes, wobei die Deckenplat­ ten zwischen zwei übereinander angeordneten Säulen liegen, ist es vorteilig, wenn die Brüstung sich abwärts bis unter die Deckenplatten erstreckt und an beiden übereinander angeordne­ ten Säulen befestigt ist.

Auf diese Weise werden die Knotenpunkte zwischen den übereinander angeordneten Säulen und Deckenplatten erheblich versteift. Auch wird die effektive Knicklänge jeder Säule sowie an dem oberen als auch an dem unteren Ende verkürzt.

Vorzugsweise ist dabei die Brüstung an seiner Ober- und Unterseite an der zugehörigen Säule befestigt als auch dazwi­ schen mit dem oberen bzw. unteren Ende der übereinander ange­ ordneten Säulen verbunden.

Um einfach zu hantierende vorgefertigte Brüstungen zu bekommen, ist es günstig daß die Brüstungen aus zwei be­ nachbarten Säulen verbindenden Brüstungsplatten bestehen.

Je nach der Art der Endbearbeitung des Giebels des Gebäudes und/oder der Innenseite der Außenmauer können die Brüstungsplatten entweder zwischen den Säulen innerhalb deren Begrenzung aufgestellt sein und mit ihrer Innenfläche an den Deckenplatten anschließen, oder außerhalb der äußeren Be­ grenzung der Säulen aufgestellt sein und mit einer einwärts abstehenden horizontalen Rippe an den Deckenplatten an­ schließen, wobei benachbarte Brüstungsplatten in der Längs­ mitte der betreffenden Säule aneinander anschließen. Die erwähnte Rippe kann dabei auch für die Auflage auf dem oberen Ende der betreffenden Säule genützt werden.

In vielen Anwendungsfällen ist es vorteilig wenn das ganze Gebäude demontierbar ist, sodaß ein Gebäude völlig oder zum Teil demontiert werden kann ohne oder fast ohne Abbruchabfälle. In diesem Fall sollen die Verbindungen zwi­ schen den Brüstungen und Säulen demontierbar sein. Vorzugswei­ se können diese demontierbaren Verbindungen Schraubverbindun­ gen sein, doch es würde auch möglich Schweißverbindungen anzuwenden, die dann bei der Montage des Gebäudes durch Schleifen oder dergleichen verbrochen werden müssen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gebäudes näher erläutert, die in der Zeichnungen dargestellt sind; es zeigen

Fig. 1 einen Grundriß eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gebäudes;

Fig. 2 eine auf größerem Maßstab dargestellte per­ spektivische Ansicht eines Knotenpunktes zweier übereinander angeordneter Säulen und Deckenplatten an der Außenseite des Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Brüstung, von der Innen­ seite des Gebäudes ausgesehen;

Fig. 3 und 4 Prinzipienskizzen der möglichen Anord­ nung der Brüstung in bezug auf die Säulen an der Außenseite des Gebäudes.

Die Fig. 5-14 zu zweien Seitenansichten bzw. Aufsich­ ten von möglichen Verbindungen zwischen den Brüstungsplatten und Säulen.

Fig. 15-19 weitere Ausführungsbeispiele der Verbin­ dung zwischen den Brüstungsplatten und Säulen in Seitenan­ sicht, in Aufsicht bzw. in perspektivischer Darstellung.

Fig. 20 einen vertikalen Durchschnitt durch einen abgearbeiteten Giebel eines Ausführungsbeispiels des erfin­ dungsgemäßen Gebäudes.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebäudes, in dem vorgefertigte, demontierba­ re Bauelemente des sogenannten CD 20 Bausystemes Anwendung finden, wobei sehr schlanke Säulen 1 mit viereckigem Quer­ schnitt (zum Beispiel eine Dicke von 20-30 cm) und unmittelbar dazwischen angeordnete Deckenplatten 2 benützt werden. Die Verbindung zwischen Säulen 1 und Deckenplatten 2 ist in ein­ zelnen in der europäischen Patentschrift No. 00 04 998 be­ schrieben worden, die durch Verweisung danach hier aufgenommen ist, sodaß eine detaillierte Beschreibung hier unterlassen werden kann.

Die Säulen 1 sind über die Oberfläche des Gebäudes verteilt, während die Deckenplatten 2, die in zwei Normal­ maßen benützt werden, fast die ganze Oberfläche des Gebäudes abdecken mit Ausnahme einer Aussparung 3 die für die vertikale Leitungdurchführung, für die Treppen und Aufzüge und derglei­ chen benötigt ist. Das Gebäude kann aus eine Mehrzahl von Geschossen bestehen, wobei jeweils Säulen 1 übereinander unter Zwischenstellung von Deckenplatten 2 angeordnet werden. Die Säulen sind so schlank ausgebildet, daß diese dem Gebäude keine ausreichende Stabilität verleihen können.

Wie man in Fig. 1 sehen kann, sind entlang des ganzen Außenumfangs des Gebäudes Brüstungsplatten 4 zwischen benach­ barten Säulen 1, die an dem Außenumfang oder dem Giebel aufge­ stellt sind, angeordnet und fest an diesen Säulen befestigt, um dem Gebäude die benötigte Stabilität zum Aufnehmen horizon­ taler Belastungen, wie Windbelastung, zu verleihen. Es ist nicht notwendig daß die Brüstungen den ganzen Umfang des Gebäudes durchlaufen. Zwecks Eingänge, Ausgänge und derglei­ chen können Brüstungsplatten 4 weggelassen werden. Auch können in einem oberen Geschoß des Gebäudes mehr Brüstungsplatten weggelassen werden als in den niedrigeren Geschossen.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Teil der übereinander angeordneten Giebelsäulen 1 und Ecken der Decken­ platten 2 angrenzend an einem Knotenpunkt dazwischen an der Außenseite des Gebäudes. Wie schematisch dargestellt, ist jede Brüstungsplatte 4 an einem Ende an drei Stellen mit beiden übereinander angeordneten Giebelsäulen 1 verbunden durch: eine Verbinding 5 auf das Niveau der Deckenplatten 2, welche Ver­ bindung 5 die Brüstungsplatten 4 mit dem unteren Ende der oben aufgestellten Säule 1 und dem oberen Ende des unten auf­ stellten Säule 1 verbindet. Eine Verbindung 6 an der Oberseite der Brüstungsplatte 4; und eine Verbindung 7 an der Unterseite der Brüstungsplatte 4. Auf diese Weise werden die übereinander angeordneten und nebeneinander aufgestellten Giebelsäulen 1 so mit einander verbunden, daß die effektive Knicklänge jeder Giebelsäule 1 durch die Verbindungen zwischen den Brüstungsplatten 4 und den Giebelsäulen 1 erheblich verkürzt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen auf sehr schematische Weise zwei mögliche Anordnungen der Brüstungsplatte 4 in bezug auf die Giebelsäulen 1 mit der diese verbunden wird. In Fig. 3 ist die Brüstungsplatte 4 zwischen den Giebelsäulen 1 innerhalb der äußeren Begrenzung der Giebelsäulen 1 angeordnet, so daß die Außenfläche der Brüstungsplatte 4 mit der Außenseite der Giebelsäulen 1 fluchtet, während die Dicke der Brüstungsplatte 4 die Hälfte der Dicke der Säulen 1 beträgt. Folglich schließt jede Brüstungsplatte 4 mit seiner Innenfläche an den benach­ barten Deckenplatten 2 an, die mit seinen Ecken fast ein Vier­ tel der betreffenden Säulen 1 abdeckt. Fig. 4 zeigt der Fall, wobei die Brüstungsplatte 4 außerhalb der Giebelsäulen 1 aufgestellt ist, während auf der Innenfläche dieser Brüstung­ splatte 4 eine horizontale Rippe 8 gebildet ist, die an der benachbarten Deckenplatte 2 anschließt. In diesem Fall ist die Brüstungsplatte 4 länger als die Brüstungsplatte 4 nach Fig. 3, so daß die Brüstungsplatte 4 und die benachbarten Giebelsäulen 1 sich teilweise überlappen und benachbarten Brüstungsplatten 4 unter Freilassung eines Zwischenraumes mit ihren Stirnflächen aneinander anschließen.

Hiernach sollen verschiedene Ausführungsbeispiele der Verbindungen 5, 6 und 7 zwischen den Brüstungsplatten 4 und Giebelsäulen 1 anhand der diesbezüglichen Figuren beschrieben werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Verbindung 5 zwischen Brüstungsplatten 4 nach Fig. 3 und den Giebelsäulen 1 auf der Höhe der Deckenplatten 2. In dieser Ausführung ist in jeder Brüstungsplatte 4 an beiden Enden eine horizontal sich erstreckende Stahllasche eingeschüttet, die an der respektiven Stirnfläche der Brüstungsplatte 4 hervorragt. In dem hervorragenden Ende der Stahllasche 9 ist ein Loch 10 gebildet, daß mit Spiel oder passend um eine der vier Stiften 11 der unteren Giebelsäule 1 paßt. Das hervorragende Ende der Stahllasche 9 der Brüstungsplatte 4 ist abgestützt auf der Stahlplatte 12 auf dem oberen Ende der untenaufgestellten Giebelsäule 1 und ist darauf festgeklemmt durch eine Mutter 13, die auf, auf der betreffende Stift 11 der Säule 1 gebilde­ ten Schraubengewinde aufgedreht ist. Als Unterlagplatte für die beiden Muttern 13 für die Stahllaschen 9 der benachbarten Brüstungsplatten 4 ist eine Verbindungslasche 14 benützt, die mit nicht-dargestellten Löcher auf die betreffenden Stiften 11 der Säulen 1 aufgesetzt ist. In diesem Fall sind die Brüstungsplatten 4 auf der Höhe der Deckenplatten 2 nur mit der unten angeordneten Giebelsäule 1 verbunden und nicht mit der oben angeordneten Giebelsäule 1, von der zwei untere Stif­ ten 11 frei hervorragen.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine alternative Verbindung zwischen den Brüstungsplatten 4 und den Säulen 1 auf der Höhe der Deckenplatten 2, wobei an jeder Stirnseite der Brüstungsplatte 4 einen Nocken 15 gebildet ist, der zwischen den übereinander angeordneten Giebelsäulen 1 aufgenommen werden kann. In jedem Nocken 15 kann ein Eckenschuh 16 einge­ schüttet sein in Übereinstimmung mit den Eckenschuhen in den Deckenplatten 2 gemäß der europäischen Patentschrift 00 04 998, wobei nur der runde Anker weggelassen ist. Der Eckenschuh wird mit Gewindezapfen in der betreffenden Brüstungsplatte 4 verankert und mit krimpfreien Gießmörtel angegossen. Die Nocken 15 werden in der Weise der Deckenplat­ ten 2 mit den Giebelsäulen 1 verbunden.

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Verbindung 5 zwischen den Brüstungsplatten 4 und den Säulen 1 auf der Höhe der Deckenplatten 2 im Fall außerhalb der Gie­ belsäulen 1 angeordneter Brüstungsplatten 4 mit horizontaler Rippe 8. An der Unterseite der Rippe 8 ist ein Stahlplättchen 17 eingeschüttet, das in der zusammengestellten Zustand der Brüstungsplatte 4 auf der Stahlplatte 2 auf dem oberen Ende der unten angeordneten Giebelsäule 1 stützt. Auf der Oberseite der Rippe 8 der zwei ihr benachbarten Brüstungsplatten 4 ist eine lange Stahllasche 18 angeordnet, nachdem die beide Brüstungsplatten 4 auf die untere Giebelsäule 1 aufgesetzt sind. Die Lasche 18 verbindet die beiden benachbarten Brüstungsplatten 4 miteinander und ist mit Hilfe von nicht­ dargestellten Durchstoßankers an den beiden Rippen 8 befes­ tigt. Durch das Plättchen 17, die Lasche 18 und die Rippen 8 der Brüstungsplatten 4 hindurch sind Löcher 19 gebildet zum Durchführen der Stiften 11 der Giebelsäulen 1.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Abwandlung der Verbin­ dung gemäß der Fig. 9 und 10, wobei anstatt des Stahl­ plättchens 17 und der Lasche 18 einen Eckenschuh 20 in den Ecken der Rippe 8 jeder Brüstungsplatte 4 eingeschüttet ist, der mit einem Anker 21 in die Brüstungsplatte 4 verankert ist. Normalerweise werden die Eckenschuhe der Deckenplatten 4 mit krimpfreien Gießmörtel aufgefüllt, sodaß durch Anordnung der Eckenschuhe 20 in die Rippen 8 der Brüstungsplatten 4 der ganze Knotenpunkt mit krimpfreiem Gießmörtel angegossen werden kann.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine mögliche Ausführungs­ form der Verbindung 6 (sehe Fig. 2) zwischen einer Brüstungs­ platte 4 und einer benachbarten Giebelsäule 1 auf der Höhe der Oberseite der Brüstungsplatte 4. Die Verbindung 7 (siehe Fig. 2) an der Unterseite der Brüstungsplatte 4 kann natürlich auf dieselbe Weise realisiert werden. Die Verbindung 2 umfaßt ein Winkelstahl 22, der in einer Aussparung 23 angrenzend an der Stirnseite der Brüstungsplatte 4 gebildet ist. Der Winkelstahl 22 ist mit zwei Schotten 24 verstärkt und mit Bolzen 25 an der Brüstungsplatte 4 und Säule 1 befestigt, wobei zwischen dem Winkelstahl 22 und der Säule 1 Stelplatten 26 angeordnet sein können zum Auffüllen des Räumes zwischen dem Winkelstahl 22 und der Säule 1.

Fig. 15 zeigt eine Abwandlung der Verbindung 6 zwi­ schen einer Brüstungsplatte 4 und der Giebelsäule 1, wobei in einem aufwärts hervorragenden Teil 24 der Brüstungsplatte 4 und in der Säule 1 ein Kunststoffrohr 28 bzw. 29 eingeschüttet ist. Durch die fluchtenden Rohren 28 und 29 hindurch wird ein Gewindezapfen 30 mit Spiel gesteckt, wonach auf die beiden Schraubengewindezapfen ein Mutter 31 aufgedreht wird zum Spannen der Brüstungsplatte 4 und Säule 1. Zum Spreizen der Spannkraft über eine größere Oberfläche des Betons können zwischen den Muttern 31 und dem Beton der Brüstungsplatte 4 bzw. der Säule 1 Stahlplättchen 32 angeord­ net werden.

In der Abwandlung der Verbindung 6 nach Fig. 16 ist eine Stahllasche 33 an den fluchtenden Außenflächen der Brüstungsplatte 4 und der Giebelsäule 1 aufgestellt und mit Bolzen 34 an die Säule 1, bzw. die Brüstungsplatte 4 befes­ tigt. Zur Vermeidung von Spiel zwischen Bolzenlöcher 35 in der Lasche 33 und dem Schaft der Bolzen 34 kann der Zwischenraum nach der Montage aufgefüllt werden.

Die Fig. 17 und 18 zeigen eine Ausführung der Verbin­ dung 6 zwischen der Brüstungsplatte 4 und der Giebelsäule 1 in dem Fall daß die Brüstungsplatte 4 gemäß Fig. 4 ausgebildet ist. In diesem Fall ist an der Stirnseite der Brüstungsplatte 4 eine Aussparung 36 angeordnet, während ein Winkelstahl 37 mit Verstärkungsschott 38 in der Aussparung 36 eingesetzt und mit Bolzen 39 an der Giebelsäule 1 und der Brüstungsplatte 4 befestigt ist. Zwischen dem Winkelstahl 37 und der Brüstungs­ platte 4 sind Stellplatten 40 angeordnet.

In der Abwandlung nach Fig. 19 ist der Winkelstahl 37 durch einem U-förmigen Stahlprofil 41 ersetzt, mit dem die zwei benachbarte Brüstungsplatte 1 an der dazwischen aufge­ stellten Säule 1 befestigt sind.

Bei der Anwendung von Bolzen oder Muttern für die Verbindungen 5, 6 und 7 soll selbstverständlich darauf geachtet werden daß ein ausreichender Raum zum Anziehen der Muttern oder Bolzen mit Hilfe geeignetes Werkzeugs vorhanden ist. Zum Schluß ist in Fig. 20 eine abgearbeite Giebelkonstruktion dargestellt, in der die Brüstungsplatte nach Fig. 4 benützt worden ist. In den Fig. sind die Giebelsäulen 1, die Decken­ platte 2 und die Brüstung 4 mit der horizontalen Rippe 8 zu erkennen. Weiterhin zeigt die Figur einen Außengiebel 42 von Mauerwerk, ein Fenster 43, eine Fensterbank 44, ein Giebel­ isolation 45, eine Betonoberschwelle 46, eine abgehängte Decke 47 und einen Sonnenschutz 48. Selbstverständlich ist dies nur eine der sehr vielen Möglichkeiten. So kann der Außengiebel natürlich auch aus einer leichten Vollglassfassade anstatt eines Mauerwerkes bestehen.

Aus dem vorhergehende wird es klar sein, daß die Erfindung eine Gebäude schafft, das selbst bei Benützung von sehr schlanken Säulen eine große Stabilität ergibt und gleich­ zeitig ein hohes Maß an Freiheit bei der Aufteilung des Innen­ raumes des Gebäudes bietet.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten und in dem Vorhergehende beschriebenen Aus­ führungsbeispiele beschränkt, die auf verschiedenen Weisen innerhalb des Rahmens der Erfindung abgewandelt werden können.

Claims (10)

1. Aus mehreren Geschossen bestehendes Gebäude aus vorgefertigten Elementen, mit einer Anzahl von über die Fläche des Gebäudes verteilten Säulen und durch die Säulen unter­ stützten Deckenplatten, und mit Stabilitätsvorkehrungen zwi­ schen zumindest einem Teil der Säulen zum Aufnehmen horizonta­ ler Belastungen auf dem Gebäude, dadurch gekennzeichnet daß die Stabilitätsvorkehrungen aus Brüstungen, die zumindest ein Teil der Säulen am Giebel des Gebäudes über einen Teil ihrer Länge gegenseitig verbinden, bestehen.

2. Gebäude nach Anspruch 1, wobei die Deckenplatten zwischen zwei übereinander angeordneten Säulen liegen, dadurch gekennzeichnet daß die Brüstung sich abwärts bis unter die Deckenplatten erstreckt und an beiden übereinander angeordne­ ten Säulen befestigt ist.

3. Gebäude nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Brüstung an ihrer Ober- und Unterseite an der zugehörigen Säule befestigt ist als auch dazwischen mit dem oberen bzw. unteren Ende der übereinander angeordneten Säulen verbunden ist.

4. Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet daß die Brüstungen aus zwei benachbarte Säulen verbindenden Brüstungsplatten bestehen.

5. Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Brüstungsplatten zwischen den Säulen innerhalb deren Begrenzung aufgestellt sind und mit ihren Innenfläche an den Deckenplatten anschließen.

6. Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Brüstungsplatten außerhalb der äußeren Begrenzung der Säulen aufgestellt sind und mit einer einwärts abstehenden horizontalen Rippe an den Deckenplatten anschließen, wobei benachbahrte Brüstungsplatten in der Längsmitte der betref­ fenden Säule aneinander anschließen.

7. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungen zwischen den Brüstungen und Säulen demontierbar sind.

8. Gebäude nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungen zwischen den Brüstungen und Säulen Schraubverbindungen sind.

9. Brüstung für die Anwendung in einem Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Vorgefertigte Brüstungplatte zur Bildung der Brüstung nach Anspruch 9.