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Verfahren und Steinformen zur Herstellung von aufgehendem stahlbewehrtem
Mauerwerk, wie z. B. für Säulen, Pfeiler und Wände sowie Schornsteine, Silos, Behälter
und andere stark beanspruchte Bauteile Es ist bekannt, Ziegelmauerwerk mit Stahl
zu bewehren. Ohne eine solche Bewehrung ist Ziegelmauerwerk nur zur Aufnahme von
Druckkräften geeignet. Seine Festigkeit gegen Zug-, Schub- und Knickkräfte ist gering.
Durch eine geeignete Bewehrung wird aber die Festigkeit auch gegen diese Kräfte
wesentlich verbessert.
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Die Erfindung bezweckt, auch aufgehendes Mauerwerk für Säulen, Pfeiler
und Wände aus geeignet geformten Formsteinen mit Stahl zu bewehren und dadurch für
starke Beanspruchung durch Druck-, Knick- und Verdrehungskräfte aufnahmefähig zu
machen.
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Während bei Ausführung solcher Bauteile aus Eisenbeton eine Schalung
und verhältnismäßig viel Zement gebraucht werden, fällt bei dem gedachten Mauerwerk
die Schalung fort, und es wird nur so viel Zementmörtel benötigt, als zur Verbindung
der Steine in den Fugen und zur Einbettung des Bewehrungsstahls erforderlich ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß das Mauerwerk von jedem geschulten Maurer
ausgeführt werden kann und das Verfahren an alle Erfordernisse der Baustelle anpassungsfähig
ist. Es ist auch möglich, einzelne Bauteile aus solchen geformten Steinen fabrikmäßig
herzustellen und sie fertig auf die Baustelle zur Montage zu bringen. Dabei ist
es vorteilhaft, Hohlsteine zu verwenden, zwecks Gewichtsersparnis beim Transport.
Bei fabrikmäßiger Herstellung ist es auch möglich, vorgespannte Stähle zu verwenden.
Soweit
erforderlich, können die Bauteile später auf der Baustelle mit Kiesbeton oder Ziegelsplittbeton
gefüllt werden.
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Als Material dieser Formsteine ist gebrannter Ton gedacht. Die Steine
können jedoch auch aus jedem anderen Material hergestellt werden, das formbar ist
und die erforderliche Druckfestigkeit besitzt.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Stahlsteinmauerwerk
aus Formsteinen, die an den Außenseiten tiefe Nuten für die Einlegung von Längsbewehrungsstählen
besitzen, und zwar entweder aus gleichen Formsteinen oder aus einer Mehrzahl verschiedener
Formsteine, in einem bestimmten Verband zu der erforderlichen Höhe aufgemauert wird.
Die Stahlbewehrung des betreffenden Baugliedes wird entweder vor dem Aufmauern des
Bauteiles aufgestellt, und die Formsteine werden an die Bewehrung herangemauert,
oder die Bewehrung wird nach Fertigstellung des Bauteiles eingelegt und befestigt.
Die Urnschnürungsstähle werden erfindungsgemäß entweder fertig verschweißt über
die Längsbewehrung des Baugliedes gezogen oder um die Längsbewehrung herumgebogen
und dann an den Enden verbunden. Damit nach der Aufmauerung des Baugliedes die Endhaken
der Längsstähle noch verankert werden können, werden erfindungsgemäß kurze Rohrstücke
zur Aufnahme der Endhaken unter dem ersten Formstein eingemauert. Längsbewehrung
und Umsahnürung können erfindungsgemäß auch durch Ummantelung des Bauteiles mit
einem Baustahlgewebe gebildet werden, und ferner 'karrn auch eine Spiralumschnürung
der Längsbewehrungsstähle Anwendung finden. Erfindungsgemäß kann ferner unter Benutzung
der gleichen Formsteine ein Wandträger gebildet werden.
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Das Verfahren ist unter Benutzung einer besonderen Steinform auch
anwendbar zur Herstellung von Silos und anderen Behältern sowie von Fabrikschornsteinen.
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Bei letzteren unterscheidet man aus Ziegelsteinen gemauerte Schwergewichtsschornsteine
und Eisenbetonschornsteine. Bei den ersteren werden die infolge Wind auftretenden
Zugkräfte durch das Eigengewicht des Schornsteines aufgehoben, bei den letzteren
werden sie durch die Stahlbewehrung aufgenommen.
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Die Schwergewichtsschornsteine erfordern verhältnismäßig große Wandstärken
mit großen Mauermassen; in der Regel bekommen sie infolge der Wärmespannung Risse
und müssen nachträglich durch Sstahlbänder gebunden werden, auch ziehen sie sich
häufig während des Betriebes unter Einfluß von Wind und Wärme schief.
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Die Eisenbetonsohornsteine bestehen entweder aus Betonformsteinen
oder aus Gußbeton. Es hat sich herausgestellt, daß der Beton häufig durch chemische
Einflüsse angegriffen und mit den Stahleinlagen zerstört wird, so daß umständliche
und teure Reparaturarbeiten notwendig werden. Auch ist der Betonschornstein wegen
des hohen Zementverbrauches verhältnismäßig teuer.
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Das Verfahren der Erfindung vermeidet die genannten Nachteile und
vereinigt die Vorteile der beiden Systeme.
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Wird ein Schwergewichtsschornstein gebaut, so kann eine Ringbewehrung
sofort mit eingebaut werden. In diesem Falle wird nur eine Steinform gebraucht.
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Sollen alle Zugspannungen durch die Längsbewehrung aufgenommen werden,
so braucht trotzdem kein Beton angewendet zu werden. Nur für die Einmörtelung der
Stähle ist Zement notwendig.
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Die Arbeitsweise ist sehr einfach und kann von jedem Schornsteinmaurer
ausgeführt werden. Die Gestalt der Formsteine ist ebenfalls einfach und bietet fabrikatorisch
keine Schwierigkeiten.
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Die Besonderheit des Verfahrens der Erfindung für den Bau von Fabrikschornsteinen
besteht darin, daß unter Verwendung von Formsteinen mit Nuten bzw. mit zu Nuten
im Verband sich ergänzenden Eckausklinkungen das Mauerwerk mit senkrechten und waagerechten
Nuten für die Aufnahme der Stahlbewehrung hergestellt wird, und zwar derart, daß
die senkrechten Nuten tiefer liegen als die horizontalen, so daß die Horizontalarmierung
über die senkrechte hinweggeht.
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Die Zeichnungen erläutern beispielsweise einige Ausführungsformen
des Verfahrens der Erfindung und der dazu benutzten Formsteine. Es zeigt Abb. i
im Grundriß eine Steinform für eine gemauerte Säule mit kreisrundem oder achteckigem
Querschnitt, Abb. 2 im Grundriß einen Viertelstein einer gemauerten Säule mit Kreis-
oder Achteckquerschnitt, Abb. 3 im Grundriß eine Steinform für eine gemauerte Säule
mit quadratischem Querschnitt, Abb. 4 einen aus mehreren Formsteinen zusammengesetzten
Querschnitt einer gemauerten Säule mit Bewehrung, Abb. 5 eine schaubildliche Darstellung
der Steinform für zusammengesetzte Querschnitte von gemauerten Säulen, Pfeilern,
Wänden und Schornsteinen, Abb. 6 eine gemauerte, am Kopf und Fuß fest eingespannte
Stockwerksäule, Abb. 7 eine gemauerte, am Kopf und Fuß gelenkig angeschlossene Pendelsäule,
Abb. 8 und g eine gemauerte runde, mit Baustalhlgewebe bewehrte Säule in Ansicht
und Querschnitt, Abb. io und i i eine gemauerte runde oder achteckige, mit Spiralumschnürung
bewehrte Säule in Ansicht und Querschnitt, Abb. 12 eine bewehrte Formsteinwand mit
Pfeiler im Grundriß, Abb. 13 ein bewehrtes Schornsteinmauerwerk im Grundriß, Abb.
14, 15 und 16 einen bewehrten Wandträger (Plattenbalken) in Ansicht und in senkrechtem
und waagerechtem Schnitt; Abb. 17 bis 22 erläutern beispielsweise die Besonderheit
des Verfahrens für die Herstellung von Fabrikschornsteinen, und zwar sind Abb. 17,
18 und i9 schaubildliche Ansichten von Steinformen, und
Abb. 20
zeigt den Mauerwerksverband im senkrechten Schnitt, Abb. 21 im waagerechten Schnitt
und Abb. 22 in der Ansicht; Abb. 23 ist eine Ansicht einer vierten Steinform. Die
Ausführung der Säulen aus den Formsteinen der Abb. 1, 2 und 3 geht folgendermaßen
vor sich: Der unterste Stein (Abb.6) wird auf dem vorbereiteten Fundament vermauert.
Die Anker 2, welche die Säule an das Fundament fest anschließen, werden durch den
mittleren Hohlraum des Steines in das vorgesehene Ankerloch 3 gesteckt, welches
hiernach ebenso wie der Hohlraum des Steines mit Zementmörtel gefüllt wird. Darauf
wird die Säule mit den Formsteinen bis zu der beabsichtigten Höhe aufgemauert. Gleichzeitig
werden in die Fugen einige Bindedrähte, deren Enden aus den Fugen herausragen, mit
eingemauert; sie dienen zur späteren vorläufigen Befestigung der Längsbewehrung.
Die fertiggemauerte Säule bleibt unberührt ungefähr zwei Tage stehen, bis der Mörtel
hart geworden ist und die Steine sich nicht mehr verschieben können. Dann werden
die Längsstähle in die Steinrillen, die vorher mit plastischem Zementmörtel (Mischungsverhältnis
1: 3) halb voll gestrichen werden, eingelegt und vorläufig mit den Bindedrähten
befestigt. Die unteren Enden der Längsbewehrung werden entweder in die Ankerlöcher
5 gesenkt und vergossen oder an bereits vorher einbetonierten Ankern 6 befestigt.
Die Bügel der Umschnürung sind vorher auf Maß gebogen und verschweißt; sie werden
über die Säule mit der Längsbewehrung gestülpt und bis an die bestimmte Stelle geschoben.
Es ist auch möglich, die Bügel um die eingelegte Bewehrung zu biegen und die Enden
miteinander an der Säule zu verschweißen oder mit Draht zu umwickeln. Letzteres
wird man tun, wenn Stähle 7 für die Anschlußschrägen des Balkens vorher abgebogen
sind. Man kann aber auch die bis zur Abbiegungsstelle erforderlichen Bügel über
die Säule stülpen, dann die Stähle 7 abbiegen und hiernach den Rest der fertigen
Bügel über die Säule bzw. die Stähle 4 stülpen.
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Die Bügel werden in der üblichen Weise an den Längsstählen befestigt.
Die Säule wird alsdann mit plastischem Zementmörtel (im Mischungsverhältnis 1 :3)
verputzt, so daß alle Stahlteile mindestens 1,5 cm mit Zementmörtel überdeckt sind.
Der innere Hohlraum der Steine wird entweder beim Vermauern der Steine ausgefüllt
oder nach Fertigstellung des Verputzes, oder aber er bleibt leer, wenn der Querschnitt
der Säule zur Aufnahme der Druckkräfte groß genug ist.
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Der Säulenkopf kann zur Aufnahme jeder beliebigen Balken- oder Deckenkonstruktion
geeignet ausgebildet werden. In Abb. 6 und 7 ist eine Eisenbetonkonstruktion angenommen.
Die Anschlußschrägen können eingeschalt oder mit Hartbrandsteinen ausgesetzt und
mit Zementmörtel vermauert und verputzt werden.
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In Abb. 7 ist eine Pendelstütze mit Gelenk, anschluß an Fuß und Kopf
dargestellt. Um umgebogene Längsstähle nach Aufmauerung der Säule noch am Fuß verankern
zu können, sind kurze Rohrstücke 8 unter dem ersten Formstein eingemauert, welche
so lange offen bleiben, bis die Stähle unter Zugabe von Mörtel eingeführt werden
können.
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In Abb. 8 und 9 ist die Verwendung eines Baustahlgewebes als Längsbewehrung
und Umschnürung gezeigt. Die Stöße bzw. die Schnittnaht wird mit kleinen Verbindungsstücken
9 verschweißt.
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Abb. io und i i stellen eine Spiralumschnürung dar. Die Spirale kann
in einzelne handliche Stücke geschnitten und dann über die Säule gezogen werden.
Die Stöße werden entweder verschweißt oder die Spirale wird auf genügende Länge
ineinandergedreht.
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Mit dem in Abb. 5 gezeichneten Formstein, der die Maße eines Normalziegelsteines
hat, kann jeder beliebige Querschnitt für Säulen und Pfeiler gebildet werden, der
sich mit dem Normalmaß herstellen läßt.
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Abb.4 zeigt die Bewehrung eines eineinhalb Stein starken Pfeilers.
Bei Verwendung eines solchen Steines kann die Längsbewehrung auch zuerst unter genauer
Beachtung der Abstände in das Fundament eingelassen und aufgestellt werden. Dies
läßt sich leicht durch Aufstellung einer provisorischen mittleren Hilfsstütze, an
der die Stähle mit ihren oberen Enden lose befestigt werden, bewerkstelligen. Die
schmalen Formsteine lassen sich dann leicht durch die Zwischenräume der Stähle hindurchschieben
und im Verband vermauern. Dies Verfahren bietet den Vorteil, daß noch weitere Bügel
io (Abb. 4) während des Mauerns in die Fugen gelegt werden können; bei größeren
Dicken der Säulen und Pfeiler können auf diese Weise die einzelnen Längsstähle wirkungsvoll
von den Bügeln der Umschnürung gefaßt werden. Diese Ausführung ist auch für die
Pfeilerwand der Abb. 12 und das Schornsteinmauerwerk der Abb. 13 vorgesehen.
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Der gleiche Formstein wird auch benutzt zur Ausbildung eines Wandträgers.
Es kommt im Baugewerbe häufig vor, daß eine schmale, einen halben Stein starke Wand
tragfähig gemacht werden muß für die Aufnahme einer Deckenlast oder für eine Barüberstehende
Wand des oberen Stockwerkes. Da die `'Wandhöhe bis zur Oberkante der Türöffnung
ausgenutzt und die Konstruktion in Verbindung mit einer Massivdecke als Plattenbalken
ausgebildet werden kann, entsteht ein sehr tragfähiges Bauglied. Die Unterbringung
von zwei aufgebogenen Stählen i i für die Aufnahme der Schubkräfte erfolgt durch
Einbau einer Formsteinrollschicht 12, welche in einer Neigung von 45 Grad liegt.
Ferner ist in Abb. 14 noch die Möglichkeit gezeigt, die Türpfeiler durch Herabführen
der senkrechten Stähle bis in den Massivfußboden zu verstärken und dadurch einem
Ausknicken des Wandträgers entgegenzuwirken.
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Abb. 17, 18 und i9 stellen die drei für einen normalen Mauerwerksverband
eines Fabrikschornsteines benötigten, Steinformen A, B, C dar; ihre Maße
sind dem Normalformat N des Ziegelsteines angepaßt. Wenn radiale Steine verwendet
werden sollen, können die Steine ebenfalls dieser Form angeglichen werden.
Abb.
20, 21 und 22 erläutern durch Schnitt, Grundriß und Ansicht den Mauerwerksverband
und die eingelegte Stahlbewehrung. Die Anordnung und die Reihenfolge der Steinschichten
entsprechen dem Grundsatz des Voll-auf-Fuge-Mauerns. Die Abstände der Bewehrungsstähle
können nach den statischen Erfordernissen gewählt werden unter Einhaltung der Grenzen,
die durch das Kopfmaß der Steine und durch die Schichthöhe gegeben sind. Die Abstände
der Längsstähle können also 13, 26, 39 und 52 cm usw. betragen, die Ringbewehrung
kann in jeder dritten, fünften, siebenten, neunten usw. Schicht liegen.
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Das Einlegen der Bewehrungsstählekann während des Baues oder in Bauabschnitten
oder auch nachträglich erfolgen, wenn die Aussparungen von 21lörtel freigehalten
werden.
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Die Stöße der Stähle werden verschweißt oder in einer anderen Art
verbunden. Beispielsweise kann beim Mauern auch eine Aussparung offen gelassen werden,
um ein Spannschlöß unterzubringen und einzumauern. Auch ist es möglich, die eingelegten
Ringstähle mit einem Gasbrenner, der aus einer gelochten Ringleitung besteht, zu
erwärmen und die Stöße hiernach zu verschweißen. Beim Erkalten erhält die Ringverbindung
dann eine erwünschte Spannung. Die Längsbewehrung kann auch so angeordnet werden,
daß abschnittsweise die Bewehrung um 13 cm Steinbreite plus Fuge versetzt
wird. Die übertragung der Zugspannung muß dann durch ein genügend langes Übergreifen
der Stähle in den tieferen und höheren Abschnitt gewährleistet sein.
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Die Nuten für die Längsstähle sind so tief gemacht, daß auch die über
ihnen liegenden Ringstähle noch 2,5 cm dick mit Mörtel bedeckt sind. Für die Einbettung
der Stähle wird zweckmäßig Zementmörtel im Mischungsverhältnis i : 3 verwendet,
während für das übrige Mauerwerk eine andere Mörtelmischung verwendet werden kann.
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Von den drei Formsteinen A, B, C, welche den für das Verfahren
benötigten Formsteinsatz bilden, besitzt der Formstein A an einer Breitseite eine
über die Steinhöhe sich erstreckende tiefe Nut und der Formstein C an beiden Breitseiten
Eckausklinkungen von solcher Beschaffenheit, daß zwei in der Längsrichtung aneinandergesetzte
Steine zuzüglich der Fuge eine Nut von gleicher Form ergeben, wie sie der erste
Stein besitzt. Der dritte Stein B unterscheidet sich von dem zweiten mir darin,
daß seine Breite drei Viertel der normalen Ziegelbreite und der Breite der Steine
A und B beträgt und die Eckausklinkungen in der Tiefe entsprechend
verkürzt sind. Diese Gestaltung der Steine ermöglicht die Herstellung des Mauerwerkes
mit Nuten, welche geeignet sind, eine vertikale und horizontale Stahlbewehrung aufzune'limen,
derart, daß die senkrechte Nut tiefer liegt als die horizontale und die Horizontalarmierung
über die Vertikale hinweggehen kann.
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Durch eine vierte Steinform D gemäß Abb. 23 kann der Verband noch
beweglicher gestaltet werden, weil bei ihr die tiefe Nut des Steines A der Abb.
17 hier in der Mitte der Längsseite liegt. Aus ziegeltechnischen Gründen kann die
Nut des Steines vorn durch einen schmalen Steg geschlossen sein; nach dem Vermauern
des Steines wird die Nut durch einen Hammerschlag geöffnet, so daß die Bewehrung
eingelegt werden kann. Diese Steinform ersetzt gegebenenfalls nach Erfordernissen
des Verbandes die Form der Abb. 18. Wenn die Form der Abb. 23 statt 12 cm nur 7
cm breit gemacht wird, ersetzt sie die Form der Abb. i9.