DE6911670U - Gebaeude aus fertigteilen mit einem grundrissraster - Google Patents

Description

DlPL-ING. ROLAND MERTENS" ' 6 Frankfurt α Μ., 1.8.1974

DIPL-PHYS. DR. RAINER KEIL f ^mmeli^urfl™^eM

Fernsprecher 590045 Patentanwälte Telex 04-14354

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Erdmann Baier,Wolfram Becker.Wolfgang Marx

Dipl.Ing.Erdmann Baier, 6500 Mainz,AIfred Mumbacherstr· 19 Dipl.Ing. Wolfram Becker, 6500 Mainz, An der Karlsschanze 7 Wolfgang Marx, 6503 Mainz-Kastel, Glacisweg 5

"/Gebäude aus Fertigteilen mit einem Grundrißraster\^w

Die Erfindung betrifft ein ein- oder mehrgeschossiges Gebäude aus Fertigbauteilen mit einem Grundrißraster, das aus aneinandergesetzten,gleichen,gleichseitigen Dreiecken mit aufeinanderfallenden Ecken besteht und worin die Grundrißliraien der Wände des Bauwerkes auf Linien des Basters liegen. Wie sich aus diesen Merkmalen ergibt, bilden die Basterlinien miteinander Winkel von 60° oder ganzzahligen Vielfachen davon ( 120°, 180°, 240°, 300°).

Ziel der Erfindung ist eine wesentliche Vereinfachung und Normierung der Hochbautechnik zur Schaffung eines demontierbaren, mobil-konstruierten Gebäudes, dessen Bestimmungszweck die vorübergehende Aufstellung an einem bestim-mten Ort ist, Die Lehre nach der Erfindung besteht in einer Kombination der Hochbauweise

nach dem vorgenannten Dreiecke-

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ι ..".

grundrißraster mit der Fertigteilbauweise.

Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Breite jedes vorgefertigten Wandelementes mit der Länge einer Seite des Rastergrunddreiecks Übereinstimmt und daß die Wandelemente mit Mitteln zur Aufnahme senkrechter Lasten versehen sind. Der Ausdruck "Zlement" ist für solche Wandelemente etwa in dem Maße gerechtfertigt, wie für einen Ziegelstein, denn so lassen sich mit einheitlichen Elementen ohne Schwierigkeit Bauwerke mit sehr unterschiedlichen Grundrißformen be. geringem Aufwand an Planung und Fertigung leicht und billig herstellen, es ist ferner die einfache Veränderung oder gar Neuerrichtung eines Gebäudes aus den bereits einmal verwendeten Fertigbauteilen mit neuem Grundriß auf einfache Weise möglich.

Die die Wandelemente seitlich begrenzenden Flächen bilden mit der Hauptfläche der Wand Winkel von 60°, 90° oder 120°, vorzugsweise aber 120°. Wenigstens einer der Seitenränder eines Wandelementes wird so verstärkt, daß er eine Stütze für die Aufnahme senkrechter Lasten bildet, und zwar vorzugsweise in Verbindung mit einem in gleicher Weise verstärkten Rand des daran anschl' sßenden Wandelementes. Die für den Zusammenschluß benachbarter Wandelemente bestimmten Seitenflächen der Ränder sind als ebene Begrenzungsund Anschlußflächen ausgebildet. Jede von ihnen kann auch aus mehreren ebenen Teilflächen beispieleweise zwei Teilflächen bestehen, die längs einer senkrechten Linie aneinanderstoßen und dort einen Winkel von 120° bilden. Ein solcher im Grundriß einem Knoten ähnlicher Punkt gestattet die symmetrische Zusammenführung dreier Wändelemente. Die als StCtzen oder Stützenhälften oder Stützendrittel dienenden Randverstärkungen liegen bei als Außenwandt eiLe vorgesehenen Wände lementen auf der Wandinnenseite. Der obere Randteil des Wandelementes wird zweckmäßigerweise balkenartig verstärkt, und zwar vorzugsweise ebenfalls auf der Wandinnenseite, so daß die Verstärkung für sich betrachtet die Form eines Portale oder Rahmens hat. Der balkenartige Oberrand ist zur Aufnahme vorgefertigter Deckenelemente ausgebildet. Dazu kann er mit Vertiefungen oder Ausnehmungen versehen sein, in denen Unterzüge oder Stege der Deckenteile zur Auflage kommen.

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V/eitere Merkmale der Erfindung ergeben sich, aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 Das Dreieckraster mit einer kleinen Auswahl von Grundrißformen (Fig;. 1a bis 1c),

Fig. 2 ebenfalls im Grundriß, einen Überblick über die Arten der in Betracht kommenden Knotenpunkte des Grundrisses (Fig. 2a bis 2b),

Fig. 3 die Ausbildung der Knotenpunkte im einzelnen, ebenfalls im Grundriß (Fig. 3a bis 3d),

Fig. 4 . im Grundriß die Aufteilung des Daches in mehrere Deckenelemente und deren Anordnung und

Fig. 4b im Vertikalschnitt entsprechend der Schnittebene IVb-IVb der Fig. 4a eine Darstellung der Deckenelemente,

Fig. 5 eine von der Vandinnenseite her genommene Ansicht des oberen, also des Balkenteiles eines Wandelementes im Bereich einer Ausnehmung für die Aufnahme eines Steges eines Deckenelementes,

Fig. 5"b eine Ansicht des in Fig. 5a dargestellten Wandteiles in Richtung des Pfeiles Vb gesehen und

Fig. 5c einen Schnitt durch den Balkenteil eines Wandelementes, geschnitten in der Ebene Vc-Vc der Fig. 5a,

Fig. 6a eine Draufsicht auf den Balkenteil eines Wandelementes, entsprechend der Fig. 5^» jedoch mit der Darstellung des Endes eines Deckenelementes,

Fig. 6b einen Teilschnitt in der Eben« VIb-VIb der Fig. 6a,

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Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles eines Wandelement- Balkenteiles und eines auf diesem Wandelement aufliegenden Deckenelementes und,

Fig. 8 drei verschiedene Arten des Abschalens des Seitenrandes eines Wandelementes, im Ausschnitt und als senkrechter Schnitt dargestellt.

Die Fertigteile zur Ausführung des Gebäudes gemäß der Erfindung sind so bemessen, daß die aus ihnen erstellbaren Gebäude einen Grundriß haben, der durch das in Fig. 1 gezeigte Dreieckraster vorgegeben ist, Danach sind gleichseitige Dreiecke 10 mit ihren Dreiecksseiten 12 so zusammengesetzt, daß sie sich in jeder Beziehung decken, also nicht nur hinsichtlich ihrer Richtung und ihrer Längen, sondern auch ihrer Enden, so daß im Raster die Enden von je sechs Seiten benachbarter Dreiecke einen gemeinsamen Eck- oder Knotenpunkt I¹I bilden. Mehrere solcher Dreiecke ergeben die Grundrißfläche eines Gebäudes, dessen Wände auf der äußeren Umrandung dieser Dreiecke stehen. Dabei ist jedes Waadelement vorgefertigt und hat eine Grundrißlänge, die mit der Länge einer Seite 12 übereinstimmt. Die Zahl der möglichen Grundrißformen nimmt mit zunehmender Zahl der in einen Grundriß einbezogenen Grunddreiecke 10 zu. Besonders vorteilhafte Grundrifcformen zeigen Fig. la bis Id. Da die Figuren genügend Aussagekraft haben, und zwar auch hinsichtlich erfindungswesentlicher Merkmale, kann auf eine schriftliche Erläuterung verzichtet werden. Die Gebäude haben gerade Wände und Ecken von 120°. Für die Zwischenwände oder Innenwände 16 tritt auch die 90° Ecke (bei 18) auf. Zwischenwände können in langgestreckten Gebäuden erforderlich oder zweckmäßig sein. Besonders günstig ist die Grundrißgestalt eines Rechteckes mit unterschiedlich langen Seiten, worin nämlich die Seitenlängen des Grundrissen abwechselnd aufeinanderfolgend die einfache und doppelte Länge einer Grunddreiecksseite bzw, ganzzahlige Vielfache davon haben (Fig. la).

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Wie Fig. 2 zeigt, kommen als Eckenv erb indungen vorwiegend die'"; ausspringende Ecke 20, die einspringende Ecke 22, die durchgehende "Ecke" 24 und die sternförmige Ecke 26 in Betracht. In allen diesen Fällen treffen die Wände unter Winkeln von '120° oder 240° zusammen. Bei der durchgehenden "Ecke" 24 kann leicht der Abgang einer Innenwand rechtwinklig zu den Außenwänden vorgesehen werden.

Die Gestalt der einzelnen Wandelemente und ihrer Ränder wird zweckmäßigerweise in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren und der verwendeten Schalungsform beschrieben. Es werden insgesamt nur zwei Schalungsgrundformen benötigt, nämlich eine für die Wandelemente und eine für die Deckenelemente. Die Ausbildung der Kopfteile der Wandelemente kann in der üblichen Weise geschehen, beispielsweise als Balken oder Attika. Ein wesentlicher Vorteil, der mit der Erfindung erzielt wird, liegt aber darin, daß die Sandteile auf sehr bequeme V/eise als Stützen in mehreren, voneinander verschiedenen Formen hergestellt werden können. Die Schnitte in Fig. 8 sind Vertikalschnitte; sie entsprechen aber, da die Wandteile liegend gegossen werden, Horizontalschnitten des fertigen Wandelementes. Die Rand- oder Stützenteile 30, 32 oder 34 (Fig. 8) sind in ihrer Lage durch die Schalungsform fest vorgegeben, wobei zunächst noch offengelassen ist, welche Sonderform der Stütze entstehen soll. Die Wandinnenfläche 38 mit den einander zugewandten Flanken 40 der Rand- oder Stützenteile ist fest vorgegeben. Ihre Lage wird durch die Breite b entsprechend der Länge einer Dreiecksseite des Grundrasters festgelegt. Die Flanken 40 bilden mit der waagerechten Fläche, die die Wandinnenfläche festlegt, einen Winkel von 120°. Die erfindungswesentlichen Merkmale der Form und des Schalungsvorganges sind in Fig. 8 deutlich beschrieben, so daß mit Worten auch keine weitergehende Aussage möglich i*t. Die Außenflächen derStützen werden durch ale'dargestellte Anordnung der Abschalungen 42 in a*!· gewünschten V/eise geschaffen. Dabei entspricht die Stütze 32 der Fig. 3d, die Stütze 30 der Fig. 3c, die Stütze 36 der Fig. 3b und die Stütze 34 der Fig. 3a. Die Grunform,

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"bestellend aus den Flächen 44, 40 und 38 "bleibt dabei immer dieselbe. Infolge ihrer vielseitigen Verwendbarkeit darf sie aufwendig sein, also beispielsweise als erstklassige Stahlblechschalung ausgebildet sein, so daß Wandfertigteile mit höchster Oberflächengüte und Paßgenauigkeit hergestellt werden können. Dasselbe gilt für die Abschalungen 4-2. Diese Art der Herstellung hat den Vorteil, daß noch in der Planungsphase erhebliche Änderungen möglich sind. Andererseits können die Wandelemente außerordentlich vielseitig ausgestaltet sein, beispielsweise· mit Türen, Fenstern und weiteren Einbauten und Sonderheiten, ebenso hinsichtlich ihres Aufbaues beispielsweise in bestimmten Schichten mit festgelegter oder veränderbarer Folge. Die verschiedenen zweckmäßigen Typen lassen sich in Listen leicht zusammenfassen ; die Kalkulation eines Angebotes eines Gebäudes in der erfindungsgemaßen Bauweise oder eines ganzen Gebäu&ekomplexes erfordert nur wenige Stunden. Die Stützen und Balken können natürlich auch so ausgebildet sein, daß mehrgeschossig gebaut werden kann, daß also die Stützen des Wandelements des Erdgeschosses die entsprechenden Wandelemente eines oder mehrerer Obergeschosse aufnehmen und tragen können. Die Bewehrung der Stützen, Balken und gegebenenfalls auch Wandteile geschieht in der herkömmlichen Weise, so daß dazu hier keine Ausführungen gemacht zu werden brauchen.

In Fig. 3a ist eine vorspringende Ecke, in Fig. 3b eine einspringende Ecke und in Fig. 3c eine durchgehende "Ecke" im Grundriß und Ausschnitt gezeigt. Fig. 3d gibt die Grundrißgestalt eines aus drei zusammenstoßenden Wandelementen gebildeten Knotens an, ebenso Fig. 3e, worin- zusätzlich der Schichtenaufbau der Außenwandelemente angedeutet ist. Mit A ist jeweils der Außenraum bezeichnet. In allen Ausbildungen ist der 120° Winkel vorherrschend.

Es ist übrigens möglich, die Wandfüllungen gänzlich wegzulassen,* also die Fertigteile nur als Rahmen, bestehend aus' Stützen und Balken, auszubilden.

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Die zum Anschluß aneinander bestimmten Flächen der Stützen, sind mit einer Rille 46 versehen, die zusammen mit der entsprechenden Rille des Nachbar element es nach Aufstellung der Wandelemente auf dem Grundrißraster einen Kanal bildet, der für verschiedene Zwecke ausgenutzt werden kann. Es kann zur Aufnahme von Bewehrungselementen, Verbindungsgliedern und dergleichen dienen. Nebeneinandergestellt und vergossen bilden, wie gesagt, die vertikalen Uandaussteifungen Stützen in r"en Systemecken. Die horizontalen Riegel dienen der Lastaufnahme der Deckenlasten und der Abtragung auf die Stützen. Diese Riegel bilden auch nach Verguß den statisch erforderlichen Ringbalken.

Die Form für Innen- und Außenwände ist die gleiche bzw. dieselbe. Bei den Außenwänden wird zur Bildung einer Dreischichtenplatte (Sandwichbauweise) eine Isolierschicht eingelegt. Diese kann beispielsweise aus Hartschaum bestehen, wie in Fig. 3e bei 48 gezeigt ist.

Die Deckenelemente sind, wie Fig. 4 zeigt, trogförmige Betonfertigteile, die nebeneinandergelegt und miteinander vergossen die Decke bilden. Diese Elemente können grundsätzlich aus einer Schalungsform hergestellt werden. Durch verstellbare Abstellungen können die im Grundriß verschieden verlaufenden Endabstellungen erreicht werden. Auch dafür kommen hinsichtlich Form und Abmessung nur eine beschränkte Zahl von Gestaltungen in Betracht, wie aus Fig. 4-a hervorgeht. Darin sind die Deckenteile 50 und 51 untereinander gleich, ebenso die Deckenteile 52 und 53. Die Trogform ist in der Schnittdarstellung der Fig. 4-b gezeigt. Die Deckenelemente liegen nur an ihren Enden also auf den Wandelementen 56, 58 und 60 und 62 auf. Sie haben eine einheitliche Überhöhung. Eine Abtragung in die Wandelemente 64· und 66 ist in der Regel nicht vorgesehen. Wie sich aus den in Fig. 4a eingezeichneten Linien des Grundrasters in Verbindung mit der Gestalt der Deckenelemente errechnen läßt, beträgt die Breite eines normalen Deckenelementes, hier als Vollelement bezeichnet, (wie die Elemente 50, 51 und 54·) die Hälfte der Höhe eines Grundrasterdreiecks. Die für die Ränder vorgesehenen

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Haltelemente, wie die Elemente 5£ und 55 sind nur halb so breit. Die Halbelemente lassen sich in derselben Schalung wie die Vollelemente herstellen. Die Wandelemente, die als raumumschlieosende Elemente mit an ihren Seiten zueinander passenden Rändern ausgebildet sind, lassen eine beliebige Wahl der Fenster- und Türöffnungen zu. Die an den Vertikalfugen zusammenstoßenden Verstärkungen der Wandelemente bilden, wie gesagt, die Stützend des Gebäudes. Die waagerechten Riegel sind am oberen Ende eines jeden Elementes gleich mit eingeformt. Sie bilden Randbalken und Auflager für die Deckenelemente. Die Wandelemente können als Dreischichtenplatten mit innenliegendor oder außenliegender Wärmeisolierung ausgebildet sein. Die Wandelemente können als Rahmen oder Füllung gestaltet sein, die dann in beliebiger Weise irit Füllungen versehen werden können, beispielsweise in Form von leichten, demontierbaren Wandteilen mit Fenster- oder Türfüllungen, die bei inderungswünschen gegen andere Elemente ausgetauscht werden können.

Statt der trogförmigen oder U-förmigen Gestalt der Deckenelemente können diese auch eine Querschnittsgestalt haben, die sich ergibt, wenn man zwei T mit ihren hier fluchtenden Querbalken aneinandersetzt (Fig. 4c).

Die Balkenteile 68 der Wandelemente 70 werden, wenigstens soweit sie Deckenelemente zu trt-en haben, mit Ausnehmungen 72 versehen, auf deren Grund 74 die Stege 76 der Deckenelemente (z.B. 50) aufliegen können. Die Ausnehmungen sind der Einfachheit und Vielseitigkeit wegen so gestaltet, daß Deckenelemente schräg von links oder von rechts ankommen und Auflage finden können. Dazu sind die Seitenflanken 78 der Ausnehmungen unter einen Winkel von 120° zur Hauptebene des Wandelements 70 angeordnet. Den Eingriff eines Steges 76 in eine Ausnehmung 72 zeigt Fig. 5c. Fig. 6a gibt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus dem Balkenteil eines Wandelementes und eine von zwei auf dem Wandelement aufliegenden Deckenteilen 50 und 52 an. In Fig. 7 ist eine solche Anordnung mit nur einem Teil eines Deckenelementes schaubildlich dargestellt.

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Im Zweifel sind alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Nerkmale einzeln oder in beliebiger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich.

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Claims (1)

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   Ansprüche :

   1. Ein- oder mehrgeschossiges Gebäude aus Fertigbauteilen mit einem Grundrißraster, das aus aneinandergesetzten, gleichen, gleichseitigen Dreiecken mit aufeinanderfallenden Ecken besteht und worin die Grundrißlinien der Wände des Gebäudes auf Linien des Rasters liegen, gekennzeichnet dadurch, daß die Breite (Grundrißlänge) jedes vorgefertigten Wandelementes mit der Länge einer Seite des Rastergrunddreiecks übereinstimmt und daß die Wandelemente mit Mitteln zur Aufnahme senkrechter Lasten versehen sind.

   2. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wandelemente (70) seitlich begrenzenden Flächen (80,90) mit der Hauptebene (parallel zur Ebene 38) der Wand einen Winkel von 60°, 90° oder 120°, vorzugsweise 120° bilden.

   3. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Seitenränder (30,32,34,36) eines Wandelementes so verstärkt ist, daß er in Verbindung mit einem in gleicher Weise verstärkten Rand des daran anschließenden Wandelementes eine Stütze für die Aufnahme senkrechter Lasten bildet.

   4. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Ränder zwei ebene Begrenzungs- und Anschlußflächen (88,90) aufweisen, die längs einer senkrechten Linie aneinanderstoßen und dort einen Winkel von 120° bilden (Fig. 3d).

   5. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stützen oder Stütauhälften dienenden Randverstftrkungen (30 bis 36) bei als Außenwandteiüe

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   -ii-

   vorgesehenen Wändeleinsnten auf der Wandinnenseite liegen.

   6. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß auch der obere Randteil des Wandelementes balkenartig verstärkt ist, und zwar vorzugsweise ebenfalls auf der Wandinnenseite, so daß die Verstärkung für sich betrachtet die Form eines Portals oder Rahmens hat.

   7. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet» daß der balkenartige Oberrand des Wandelementes zur Aufnahme vorgefertigter Deckenelemente ausgebildet ist.

   8. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, gekennzeich netdurch die Verwendung von Deckenelementen, die halb oder einviertel so broit wie die Höhe eines Grunddreiecks des Rasters sind (Vollelemente und Halbelemente).

   9. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenelemente die Querschnittsform eines im Gebrauch nach unten offenen ü's oder zweier mit ihren waagerechten Strichen aneinandergesetzten und fluchtenden T's haben.

   10. Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbelemente die vertikal halbierte Querschnittsform nach Anspruch 8 aufweisen.

   11. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenelemente als Träger ausgebildet sind, die parallel zueinander angeordnet gnd mit ihren Enden auf die Wände aufgesetzt werden, so daß jedes von ihnen einen Streifen des abzudeckenden Raumes von Wand zu Wand überspannt.

   12. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch

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   - 12 -

   gekerinzei chnet, daß jedes zweite Deckenelement mit einem Ende auf zwei benachbarten Wandelementen aufliegt (Pig. M).

   13· Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Balkenteile der Wandelemente Ausnehmungen für die Aufnahme der nach unten ragenden Stege der Deckenelemente aufweisen und daß die Deckenelemente mit diesen Stegen aufliegen, wobei die Ausnehmungen sich an Stellen der Wandelemente befinden, deren Abstand von den Seitenrändern ein viertel der Wandelementbreite beträgt.

   1Ü. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Abschlußelemente einer Decke von Halbelementen gebildet werden.

   15· Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandelement als Dreischichtenplatte mit außenliegender Wärmeisolation ausgebildet ist.

   16. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandelement als Dreischichtenplatte mit innenliegender Wärmeisolation ausgebildet

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   17. Gebäude nach den übrigen Ansprüchen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Vandelementer.. mit außerhalb der Mitte und von der Mitte aus betrachtet, außen angeordneter Wärmeisolation.

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