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Verstärkungsgerippe, insbesondere zur Sicher-Ing von Bauwerken gegen
Erdbebenschäden i Die Aufgabe einer Mauerverstärkung ist im Baugewerhe recht häufig
zu lösen, insbesondere wenn Aufgaben gestellt werden, wie die Neu#iri#I:itung erdbebensicherer
Bauten, die nachträgliche Verstärkung nichterdbebensicherer Bauten, Fundamentverstärkung
zwecks Verhütung oder Anhalten einer Senkung oder Rutschung, Stockwerksaufbau oder
sonstige höhere Belastung bestehender Maiii#rn, Stützung vonDecken, Gewölben, Kuppeln,
Wiederherstel, lungsarbeiten, bei denen in bestehende Mauern große öffnungen, geschlagen,
werden sol-
len, Erhaltung baufälliger Mauern von geschichtlichem oder künstlerischem
Wert usw.
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Zur Lösungdieser Probleme wurden bisher verschiedene Ausführungen
vorgeschlagen, die sich in der Praxis insbesondere darum nicht immer bewährten,
weil sie von der Tragkraft des gewöhnlichen Maueraufbaues keinen Gebrauch mehr machten
und alle Beanspruchungen durch Sonderbauten aufnehmen wollten. Demgegenüber k#imzeichnet
sich das erfind:,ungsgemäßt Verstärkungsgerippe dadurch, daß es das Bauwerk netzartig
von zwei Seiten umfaßt und es maschenartig durchdringt, wodurch sicl-i Bein besonders
gutes Zusammenwirken von alten und neuen. Bauteilen ergibt. Es sind zwar Verstärkungsbauten
bekanntgeworden, bei denen beiderseits eines zu verstärkenden Bauteils Pfeiler aufgeführt
wurden, welche durch einzelne Eisenanleeer verbunden wurden, es handelt sich aber
bei diesen Ausführungen um vollwandige, den. zu verstärkenden Bauteil stark verdickende
Aufbauten und nicht um eine maschenartig das alte Bauwerk #durchdringende Verstärkung,
wie sie den Gegenstand der Erfindung bildet.
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Das Verstärkungsgerippe gemäß der Erfindung besteht, in seinen einzelnen
Elementen betrachtet, aus Trägern oder Gurten von in der Nähe ihrer Symmetrieachse
teilweise hohlem Querschnitt. Diese Träger Moder Gurte besteh-en jeweils aus zwei
in der Längsrichtung- v#r1aufenden Streifen oder Flanken, welche in Abständen durch
im folgenden als Binder bezeichnete Querelemente fest miteinander verbunden sind.
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In seiner Beziehung zum Mauerwerk wird der Verstärkiingsträger so
hergestellt, daßdie Streifen oder* Flanken längs den beiden Flächen des Mauerwerks
verlauf en und #durch. die Binder, welche das Mauerwerk quer durchsetzen, miteinander
zu einer Einheit verschmolzen werden.' jeder Baustoff ist mehr oder weniger geeignet
zur Ausführung dieses Gerippes, so etwa Eisen, Eisenbleton und sogar Holz. Die Gestaltung
selbst ist andererseits an keine Form oder Größe gebunden, sondern kann jede Form
oder Abmessung annehmen.
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Das Verstärkungsgerippe gemäß der Erfindung kann in seiner Grundforin
als ein vom
Mauerwerk durchsetzter, gewissermaßen mit ihm verbissener
Träger gelten, der mit dem Mauerwerk zusammen eine bauliche Einheit bildet, die
statisch jedoch eine Zweiheit bleibt: Gerüst und Mauerwerk.
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Zum Unterschied von bekannten erdbeben sicheren Gerüstbauten (tragendes
Verbindungsgerüst *mit vollen loder hohlen Füllmauern) ist das Verstärkungsgerippe
gemäß der Erfindung nicht auf das alte Prinzip der von vollen Tragrippen durchsetzten
Hohlmauern gegründet, sondern umgekehrt auf das neue Prinzip der vom vollen Mauerwerk
durchsetzten hohlen Träger. Dieses neue Prinzip ermöglicht die allgemeine Anwendung
des Verstärkungssystems auf neue wie auf alte Bauwerke, die in gewöhnlichem Mauerwerk
ausgeführt sind, bei Wiederherstellungsarbeiten, beim Aufsetzen weiterer Stockwerke
und bei Verstärkungsarbeiten irgendwelcher Art, ganz besonders aber in solchen,
die zum Zwecke der Sicherung gegen Erdbeben ausgeführt werden, da es eine vollkommene
Ineinanderfügung von Mauerwerk und Gerippe sichert, mit dem entscheidenden Vorzug,
daß der Zusammenhang zwischen allen Teilen des Mauerwerks erhalten bleibt und daß
infolgedessen der Beitrag des Mauerwerks zur Standfestigkeit des Ganzen in Rechnung
gestellt .werden kann, ohne daß das Verstärkungsbairwerk das Gewicht dieses Mauerwerks
tragen muß, das nach wie vor in die Fundamente geleitet wird.
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In der Praxis kann das Verstärkungsgerippe gemäß der Erfindung außen
auf das Mauerwerk aufgesetzt oder in dessen Verband eingefügt werden. Die Arten
der Ausführung werden sich von Fall zu Fall dem gestellten Problem anpassen.
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Im folg-enden werden einige Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die'Zeichnung näher erläutert, von denen die Abb. i bis 4 Träger-
und Gurfverstärkungen. von glatten Wänden im Schaubildund Schnitt daxstellen.
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Die Abb. 5 zeigt in entsprechender Darstellung die Ausführung
des Verstärkungsgerippes bei Maueranschlüssen. *
Die Abb. 6 und
7 sind schaubildliche DarsteHungen von Ausführungsformen des Verstärkungsgerippes
in Eisen (Abb. 7) bzw. Eisen in Zementmörtel (Abb. 6).
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Die Abb. 8 zeigt schaubildlich die Anwendung des Verstärkungsgerippes
auf Decken und die Abb.9 auf Fundamente.
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Die Abb. i o zeigt im Schaubild ein Verstärkungsgerippe für den Fall
des nachträglichen Aufsetzens eines Stockwerks.
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Die Abb. ii zeigt ebenfalls ün Schaubild Verstärkungsrippen für Gewölbe.
Abb. 12 stellt eine Anwendung des Gerippes zur Ermöglichung großer nachträglicher
Mauerdurchbrüche dar, und #4v die Abb. 13 und 14 zeigen die netzartige Durchdringung
von Wänden und Decken durch -das neue Verstärkungsgerippe, ebenfalls in svhaubildhcher
Darstellung.
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Aus Abb. i ist ersichtlich, wie ein Verstärkungsträger T aus Eisenbeton
mit seinen beiden Flanken/, fl, welche durch Binder g
fest miteinander
verbunden sind, das vorhandene Mauerwerk einspannt, welches andererseits durchdie
Hohlräume zwischen den Binderng durchgreift und so einen Zusammenhang behält. Der
Abstand zwischen den Bindern und die Stärke der Bewehrungseisen wechselt von Fall
zu Fall. Der Gesamtquerschnitt des Trägers ist dem eines Pfeilers zu vergleichen,
in dem öffnungen für das -Hindurchführen gewöhnlichen Mauerwerks gelassen wurden.
Die Flankenfii des Pfeilers können dabei entweder wie in Abb. 2 in die Mauer P eingelassen
sein oder wie in Abb. 3
ganz oder teilweise aus ihr hervorspringen.
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Die Bauart des Verstärkungsgerippes gemäß der Erfindung bringt es
mit sich, daß dasselbe, sowohl wenn es sich um senkrechte Ständer als auch wenn
es sich um waagerechte Gurte handelt, gleichzeitig mit dem Mauerwerk ausgeführt
werden kann. Es empfiehlt sich in diesem Falle, nur die Binder vorher fertigzustellen,
und zwar mit vorspringenden BeweUrungseis#en, und sie entsprechend dem Fortschreiten
des Bauwerks im richtigen Ab-
stand mit ur versetzen. Der fertige Mauerabschnitt
P weist dann in Richtung des zu erstellenden Ständers Meine Reihe von Bindern auf,
mit deren vorspringenden Bewehrungseisen die durchlaufenden Eisen der Flanken/ und
/1 verknüpft werden, welche sodann in Beton eingehüllt werden, nach dessen
Ab-
binden die Schalung entfernt wird. Der Ständer ist damit fertig und ist
fest mit der Wand verbunden.
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Auf dieselbe Weise werden, wie in Abb. 5
gezeigt ist, waagerechte
GurteC ausgeführt, wobei die fertigen Binderg zweckmäßighochkant in die waagerechten
Mauerschichten eingefügt werden. Die waagerechten wie die lotrechten Träger können
entweder bündig mit der Mäuerfläche verlaufen oder vor diese mehr oder weniger vorspringen.
Es läßt sich auf diese Weise ein erdbebensicheres Bauwerk mit käfigartigem Verstärkungsgerüst
in einfacher Weise erstellen.
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An der Anschlußstelle können wie in Abb.5 Binder eingelegt sein, oder
diese Stelle kann vollwandig in Beton ausgeführt werden, um noch größere Sicherheit
zu erreichen.
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Bei Maueranschlüssen in L- oder T-Form sowie bei Mauerkreuzungen ist
nicht immer
eine -Verstärkung erforderlich;- diese kann jeäoCii
in':de,r m' a-#inigfachsten Weise entweder Imt. versenkt-en oder -mit vorspringend8n,
flachen Moder vieleckigen. -Flanken ausgeführtwerä.e"n.' -DieS'V,.versebiedenen
Ausbildungsmög-Ü chkeiten gest atten auch: jederzeit -ästhetisch befriedigende Lösungen,-der
statischen Aufga#len.
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Die Binder kömien- ebenfalls die verschie-Formen annehmen, sie könnendurchbrochen
ader-heilförrTlig sein,.parallei- oder d e#fÜrnlig oder versetzt.--
Für . Mauern- von -geringer - Höhe kann dasverstär#Ungsgeripp-#e-p:gch.
dadurch vereinfacht. werden, da4 die.-F.lank--e.n -und die- Binder auf die
- Bewehr,#iigseisen - beschränkt werden, so daß eine Art blewehrten
Mauerwerks entsteht, le in Abb. 6 gezeigt. ist.
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In -diese ' ni Falle--ist rb;es-oilders,-daräuf zu achieii,
daß die - B ewehrung - der Bin dereisen gut mit Ze.n#,e'ntmörtel umhüllt
ist, -Liiid atich die Flankenbewehrung muß nach der Verknüpfung mit den Quereisen
in Zementmörtel eingebettet -weiden.
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- , ]Pa.mit# das , Systerii berechtigterv#eise als Vergtäi#kungssy#te#n
in Eist#'n,-,be e
zeichn t'werden kann, -müssen alle -Teile,
wie - et%Ä#a in Abb 7-: - ge Wig ` -%. gap -,z. in#
- Eisen hergestellt weYden, iw#oble-1, - jede. .#Flänke z.B. aus einem
U-Eis#en# bestehen, kann. Die Querverbindungen (polzen# sind besonders sorgfältig-
herzustellen, und zur-Vermeidung von Rostschäden werden am besten- alle Eisenteile
mit feinem Zementmörtel umL-,eben.
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Pie.aus.-reinem Eisen IrQrge#t-eUtexi Binder können auch mit Flanken
aus ' Eisenbeton verbunden werden,' wie sie eingangs beschrieben wurden,
so d aß eine -gemischte Bauweise eutstellt, die sich durch große Anpassungsfähigkeit
analle Bauaüfgaben auszeichnet.
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Iii Abb. 8 ist gezeigt, wie nach dem Prinzip der Erfindung
die Einbeziehung der Decken S in das Käfigsystem eines erdbebensicheren Neubaues
erfolgt, indem nämlich die Eisenbetondecke mit den innexen Flanken der Gurte
C und Cl- im Zusammenhang h#rgestellt wird.
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Auch alte Eisenträgerdecken mit Gewölben oder Hohlplatten können durch
nachträglich angebrachte Gurte eine gewisse Verstärkung erfahren.
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Das Prinzip der Erfindung läßt sich auch auf Schwellengurte und Fundamentsohlen
anwenden, wobei die Flanken J und fl, wie in Abb. 9 gezeigt, - zweclunäßig
stark verbreitert werden, z. B. in L-Form mit oder ohne Verstärkungsrippen.
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Bei dieser Anwendungsweise haben dieBinderg offenbar eine andere Aufgabe,
da sie nicht nurdie Flanken zu verbinden und unter sich zu versteifen haben, sondern
auch das Mittel darstellen, um die I-isten auf die Flanken zu übertragen wie bei
einem gewöhnlichen Träger.-- Ein wesentlicher Vorteil des - Verstärkungsgerippes
gemäß der Erfiirrdung besteht darin, daß es zur Verstärkung von alten, -in gewöhnlicher.-Mauerung-
ausgefülirteÜ Bauwerken g-e# e#ignet ist,- die wiederhergestellt, -verstärktoder
erhöht werden so-U.en,--i-n-sb#es,ond-ere aber von solchen, die nachträglich erdbebensicher
gemacht werden sollen.
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Das Verstärkungsgerippe gemäß der Erfindung verdankt diesen wesentlichen
Vorteil dem Umstand, daß die Binder- einzehf und in zeitlichen Abständen zuerst
ins Mauerwerk eingefügt -werden"-können, daß ihnen Zeit gelasslen-werden,kann, bis
sie -sich -fest mit dem Maxierwerk verbunden haben, worauf dann erst >die Flanken
hergestellt werden- # Man wird also in das- alte Mauerwerk immer nur ,eine Moder
höchstens zwei verhältnismäßig kleine- öffnungen zu schlagen haben, -uild erst nachdem
durch ihre Ausfüllung der Mauerverband wiederhergestellt ist, werden in die IlundaMente,
Gewölbe, Kuppeln, die zu verstärken sind, neue Löcher geschlagen.
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Narli - Einfügung aller Binder werden an den vorsViingenden
Bewehrungen die Eisen der Flanken befestigt und mit der Schalung umgeblen# die sodann
mit Beton aufgefüllt wird.
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Dieses allmähliche Vorgehen gestattet eine Verbesserung. alter Fundamente
durch Einziehen neuer Fundamente in etwas geringerer Tiefe und somit ühne daß die
bestehende Gründung gestört oder auch nur freigelegt zu werden brauchte.
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Im Falle des Aufbaues eines neuen Stockwerks auf Mauern von ungenügender
Stärke kann durch Einziehen der Pfosten und Gurtegemäß der Erfaid:ung (Abb.
i o), bei genügend zuverlässiger Gründung der Pfosten -und gegehehenfalls bei zusätzlich-er
Gründung der eben erwähnten Art, jede weitere Belastung des bestehenden Mauerwerks
vermieden werden. Nur ist indiesem Falle die Verbindung der Pfosten (Flanken) mit
den Bindern erst dann vorzunehmen, nachdem die ersteren #niter Druck gesetzt sind.
Diese Möglichkeit ist durch die besondere Form der erfindungsgemäßen Verstärkung
gegeben, welche auch gauz,oder halb unabhängig vom alten Mauerwerk ausgeführt werden
kann. Wenn das Verstärkungsgerüst die Höhe der obersten Geschoßdecke erreicht hat
und in dieser Höhe -eine tragende GurtschwelleC (Abb. io) eingezogen wurde, so kann
das neue Stockwerk in beliebiger Weise erstellt werden.
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Das neue Verstärkungsgerippe findet ein Gebiet vorteilhafter Anwendung
auch in den Fällen, in denen nachträglich Wellenleitungen
für Maschinenantrieb
in bestehenden Wänden ein Auflager finden sollen. In diesen Fällen wird es zur Verineidung
einer übertragung der Erschütterungen auf die alten Mauern zweckmäßig sein, die
neu eingezogenen Pfeiler und Gurte ganz unabhängig vom alten Mauerwerk zu erstellen
und sogar abdämmende Zwischenräume zwischen der alten und neuen Ausführung vorzusehen,
die frei gelassen oder mit nachgiebigem Baustoff, wie Kork, Asphalt usw., ausgefüllt
werden können.
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Weitere zwer-kentsprechende Verwendung findet das Gerippe zur Verstärkung
von Gewölben und Kuppeln, wo insbesondere die Mvöglichkeit der schrittweisen Ausführung
und die verschiedenartige Möglichkeit der Beanspruchung der bewehrten Gurtungen
von Vorteil ist (Abb. i i).
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Entsprechend der beschriebenen Verwendung zur Entlastung alter Fundamente
ist auch eine Verwendung als Entlastungsbogen oder Entlastungsgurt in schwachem
Mauerwerk oder über großen, in altes Mauerwerk zu schlagenden öffnungen vorteilhaft.
Auch in diesen Fällen (Abb. 12) ist es vorteilhaft, daß die Einfügung der neuen
Bauteile ohne nennenswerte Schwächung durch Ausbrechen des vorhandenen Mauerwerks
erfolgt. Es ist daher eine Weiterbenutzungder Baulichkeiten möglich, während ihre
Fundamente, Wände oder Gewölbe -wiederhergestelltoder verstärkt werden.
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Bei Anwendung des Systems auf Verstärkung oder IN'euba-u von Decken
ist der HersteRungsgang etwas vom gewöhnlichen verschieden, indem zuerst die untere
Flanke /
jedes Gurts hergestellt wird, dann die Binder g und zuletzt
die obere Flanke /' jedes Gurts (Abb. 14). Wie bereits eingangs gesagt wurde,
kann das neue System auch xietzartig über ganze Wand-und Deckenflächen ausgedehnt
werden, wobei die Gurte entweder nur parallet oder sich überkreuzend (Abb.
13) ausgeführt werden und die Binder in letzterem Falle nur an den Kreuzungsstellen
angebracht zu werden brauchen.
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Die Vorteile der Verstärkungskonstruktion gemäß der Erfindung lassen
sich folgendermaßen zusammenfassen: Möglichkeit der Anwendung auf jede Gebäudeart
und jeden Gebäudeteil, Widerstandsfähigkeit gegen jede Art der Beanspruchung, Ausführungsmöglichkeit
ohne Unterbrechung der Benutzung des Bauwerks, Möglichkeit der Erzielung sowohl
völliger Verschmelzung zwischen Verstärkung und verstärkten Bauteil als auch v41liger
Ullabhängigkeit zwischen den beiden, Baustoffersparnis infolge der Erhaltung der
Tragfähigkeit der verstärkten Bauteile.