EP0253141A1 - Vorfabriziertes Bauelement sowie Treppenhaus - Google Patents
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- E04B2001/8254—Soundproof supporting of building elements, e.g. stairs, floor slabs or beams, on a structure
Definitions
- the present invention relates to a prefabricated component according to the preamble of claim 1 and a staircase according to the preamble of claim 11.
- brackets on the construction with the interposition of vibration-damping elements (usually formed by a few mm thick rubber pad), the air gap between the masonry and the plate-shaped part being free should stay.
- the brackets themselves can be firmly anchored at one end in the masonry or inserted into a sleeve firmly anchored in the masonry.
- the previously known components are essentially only due to their own weight on the vibration-damping pads of the consoles. So they are only supported against the action of gravity.
- the placed, plate-shaped part is to a certain extent comparable to a membrane and thus a structure that can vibrate.
- the plate-shaped part is excited, for example by walking, to vibrations which are essentially vertical, ie at right angles to the plate-shaped part itself.
- Such vibrations can be dampened by the supports on the brackets, provided that the air gap is not bridged by solid parts.
- the air gap is sealed to the outside at the stage of prefabrication, so that no solid objects can penetrate and be clamped on the building.
- the vibration-damping elements are sunk both in the frame-like and in the plate-shaped part, any directional and not only perpendicular to the plate-shaped part vibrations can be effectively damped, and their transmission to the masonry is virtually impossible.
- the frame-like part of the component can be anchored as a whole in the masonry. It is no longer necessary to adhere exactly to the installation height of brackets for the plate-shaped part. From the very beginning, the plate-shaped part is suspended in the frame-like part so that it can vibrate on all sides.
- a staircase 10 is shown, from which two platforms 11, 12 are visible, a flight of stairs 13 leading to the platform 11 and a flight of stairs 14 away from this to the platform 12.
- the staircase 10 is enclosed by masonry 15 , whereby between the masonry 15 and the pedestals 11, 12 and the stairways 13, 14 there is an air gap 16 of the order of magnitude 10 - 25 mm wide.
- the floors of the building in which the staircase 10 is installed are connected to this floor.
- Such a floor is indicated by B in FIG. 2.
- the aim is to protect the rooms adjacent to the stairwell against the impact sound generated when the stairwell is walked on.
- both the pedestal 11 and the pedestal 12 are a prefabricated component which is designed according to the invention.
- the stairways 13, 14 are also prefabricated.
- the platforms 11, 12 are each constructed from a rectangular, plate-shaped part 17, 18 which is surrounded on three sides at a distance corresponding to the width of the air gap 16 by a frame-like part 19, 20 which in this case is C-shaped.
- the only load-bearing connection between the frame-like part 19, 20 and the plate-shaped part 17, 18 is formed by vibration-damping elements 21, which will be described in more detail below and which end both in the frame-like part 19, 20 and in the plate-shaped part 17, 18 are arranged sunk, for example cast in.
- the plate-shaped part 17, 18 forms the inspection surface, while the frame-like part 19, 20 is a component of the masonry 15 in the installed state.
- the plate-shaped part 17, 18 has the same thickness as the frame-like part 19, 20 and that the air gap 16 is completely sealed off from the outside by a permanently elastic seal 22, for example a prestressed rubber hose. So that is the intrusion and Clamping solid bodies in the air gap 16 and thus effectively preventing the formation of structure-borne sound bridges to the frame-like part 19, 20 and thus to the masonry 15.
- the frame-like part 19, 20 which forms a unit with the plate-shaped part 17, 18 after prefabrication can now be placed on the masonry with the interposition of a mortar layer 23 'in such a way that the plate-shaped part 17, 18 lies in a horizontal plane, although it is the same whether the elements 21 were all installed at the same height in the prefabrication.
- each element 21 has a bolt 23, for example made of stainless steel, which is provided on its circumference with form-locking elements 24 which act in the axial direction, here in the form of a flat thread. At its end appearing on the right in FIG. 4, the bolt 23 is firmly cast in the frame-like part 19, 20.
- the bolt 23 With its left end, the bolt 23 is screwed into an inner sleeve 26 provided with an internal thread 25, which is closed at one end by a cover 27, for example welded on.
- the inner sleeve 26 is completely comprised of an essentially tubular or cup-shaped spring element 28 made of an elastomer, preferably a high-quality natural rubber. So that the elastomer spring element 28 can also deflect effectively, a number is provided in its comparatively thick wall, here its six axially running bores 29.
- the spring element 28 is firmly connected with its outside to the inside of an outer sleeve 30, for example vulcanized onto it, which outer sleeve 30 is provided with a welded-on end flange 31 which serves for anchoring in the plate-shaped part 17, 18.
- the assembly and installation of the element 21 can be carried out, for example, as described below.
- the outer sleeve 30 and the inner sleeve 26 centered therein are, after appropriate pretreatment, placed in a vulcanizing mold provided with cores for the bores 29, whereupon the spring element 28 is shaped and vulcanized in this shape.
- the bolt 23 is then screwed into the inner sleeve 26 as far as possible against the cover 27.
- the element thus preassembled is positioned by means of gauges in the formwork used for casting the plate-shaped part 17, 18 and possibly also the frame-like part 19, 20, in which the reinforcing bars or grids (both not shown) are also placed.
- the concrete can then be brought into the formwork and compacted. After the concrete has set, the component is stripped off and the air gap 16 is sealed to the outside with the permanently elastic seal 22.
- FIGS. 6 and 7 differs from that of FIGS. 4 and 5 in that the spring element 28 is vulcanized directly onto the outside of the bolt 23, which can thereby have a larger diameter.
- the stair flights 13, 14 are also prefabricated. In this case, it is sufficient to place the stairways 13, 14, optionally with the interposition of conventional spacer elements 32, on the stepped, free edges of the pedestals 11, 12, because the transmission of the impact sound to the masonry 15 is effectively damped by the pedestals 11, 12 themselves . While the proposed component has been described using a staircase, it can also be used for other floors which are exposed to the effects of vibrations, for example from machines mounted thereon, when it comes to keeping these vibrations away from the masonry and from the adjacent rooms.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorfabriziertes Bauelement gemäss dem Oberbegriff des Patenanspruches 1 sowie ein Treppenhaus gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 11.
- Bekannte Bauelemente der eingangs genannten Art bestehen lediglich aus dem plattenförmigen Teil, das erst auf dem Bau unter Zwischenlage schwingungsdämmenden Elemente (in der Regel gebildet durch eine wenige mm starke Gummiauflage) auf Konsolen aufzulegen ist, wobei der Luftspalt zwischen dem Mauerwerk und dem plattenförmigen Teil frei bleiben sollte. Die Konsolen selbst können einerends fest im Mauerwerk verankert sein oder in eine im Mauerwerk fest verankerte Hülse eingeschoben sein.
- Beim Einbau bzw. auf dem Bau selbst ist es es sozusagen unvermeidlich, dass Feststoffteilchen (beispielsweise Kies oder erhärteter Zement) in den Luftspalt fallen und dort festsitzen bleiben. Solche Feststoffteilchen bilden dann eine Körperschallbrücke, die die Wirkung der schwingungsdämmenden Auflage auf den Konsolen erheblich herabmindern, wenn nicht gar aufheben.
- Ausserdem liegen die vorbekannten Bauelemente im wesentlichen durch ihr Eigengewicht auf den schwingungsdämmenden Auflagen der Konsolen nur auf. Sie sind also lediglich gegen die Wirkung der Schwerkraft abgestützt. Das aufgelegte, plattenförmige Teil ist gewissermassen mit einer Membrane vergleichbar und somit ein schwingungsfähiges Gebilde. In der Regel wird das plattenförmige Teil, beispielsweise durch die Begehung, zu Schwingungen angeregt, die im wesentlichen vertikal, d.h. rechtwinklig zum plattenförmigen Teil selbst verlaufen. Solche Schwingungen können durch die auf den Konsolen vorhandenen Auflagen gedämpft werden, vorausgesetzt, dass der Luftspalt nicht durch feste Teile überbrückt ist. Es aber auch möglich, dass das plattenförmige Teil namentlich an dessen Rändern zu Schwingungen angeregt wird, die eine von der Senkrechten abweichende Richtungskomponente aufweisen. Die Schwingungen mit einer solchen Komponente beanspruchen die Auflagen auf den Konsolen auf Scherung und können sogar zur Folge haben, insbesonderre wenn die Schwingungsfrequenz in der Nähe der Eigenfrequenz des plattenförmigen Teils ist, dass sich dieses auf den Konsolen verschiebt, und/oder, dass die Auflagen auf den Konsolen beschädigt werden und ihre ursprünglichen Eigenschaften verlieren.
- Schliesslich muss bei Verwendung der vorbekannten Bauelemente besonders darauf geachtet werden, dass die Auflageflächen der Konsolen genauestens in einer Ebene liegen, was nur mit grösster Sorgfalt zu erreichen ist.
- Bei diesem Stand der Technik ist es als ein Zweck der Erfindung anzusehen, ein Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die vorstehend genannten Probleme weitgehend umgangen werden können.
- Dieser Zweck wird beim vorgeschlagenen Bauelement dadurch erreicht, dass es die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist.
- Dadurch wird bereits im Stadium der Vorfabrikation der Luftspalt nach aussen hin abgedichtet, so dass auf dem Bau keine Festkörper mehr eindringen und festgeklemmt werden können. Da ausserdem die schwingungsdämmenden Elemente sowohl im rahmenartigen als auch im plattenförmigen Teil versenkt angeordnet sind, können beliebig gerichtete und nicht nur rechtwinklig zum plattenförmigen Teil gerichtete Schwingungen wirksam gedämpft werden, und deren Uebertragung auf das Mauerwerk ist sozusagen ausgeschlossen. Das Bauteil kann mit seinem rahmenartigen Teil als Ganzes im Mauerwerk verankert werden. Es ist nicht mehr erforderlich, die Einbauhöhe von Konsolen für das plattenförmige Teil genau einzuhalten. Das plattenförmige Teil ist von allem Anfang an allseits schwingungsfähig im rahmenartigen Teil aufgehängt.
- Bevorzugte Ausführungsformen des Bauteiles sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
- Das gemäss der Erfindung ebenfalls vorgeschlagene Treppenhaus ist im Patentanspruch 11 definiert.
- Ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Bauelementes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1 einen Grundriss eines Treppenhauses,
- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,
- Fig. 3 in grösserem Massstab das im Kreis III der Fig. 2 erscheinende Detail in einem schematischen Schnitt,
- Fig. 4 in grösserem Massstab einen Längsschnitt durch ein schwingungsdämmendes Element,
- Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4,
- Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 eine Ausführungsvariante, und
- Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6.
- In Fig. 1 und 2 ist ein Treppenhaus 10 dargestellt, von dem zwei Podeste 11, 12 sichtbar sind, wobei ein Treppenlauf 13 zum Podest 11 führt und ein Treppenlauf 14 von diesem weg zum Podest 12. Das Treppenhaus 10 ist von einem Mauerwerk 15 umschlossen, wobei zwischen dem Mauerwerk 15 und den Podesten 11, 12 und den Treppenläufen 13, 14 rundum ein Luftspalt 16 von grössenordnungsmässig 10 - 25 mm Breite vorhanden ist. Um das Mauerwerk 15 herum schliessen an dieses Böden der Räume des Gebäudes an, in welchem das Treppenhaus 10 eingebaut ist. Ein solcher Boden ist in Fig. 2 mit B angedeutet.
- Wie bei vorbekannten Treppenhäusern geht es darum, namentlich die an das Treppenhaus angrenzenden Räume gegen den bei der Begehung des Treppenhauses entstehenden Trittschall zu schützen.
- Zu diesem Zweck ist sowohl das Podest 11 als auch das Podest 12 ein vorfabriziertes Bauelement, das gemäss der Erfindung ausgebildet ist. Ebenso sind die Treppenläufe 13, 14 vorfabriziert.
- Die Podeste 11, 12 sind je aus einem rechteckigen, plattenförmigen Teil 17, 18 aufgebaut, das auf drei Seiten in einem der Breite des Luftspaltes 16 entsprechenden Abstand von einem in diesem Fall C-förmigen rahmenartigen Teil 19, 20 umgeben ist. Die einzige tragende Verbindung zwischen dem rahmenartigen Teil 19, 20 und dem plattenförmigen Teil 17, 18 ist durch schwingungsdämmende Elemente 21 gebildet, die nachstehend noch im einzelnen zu beschreiben sind und die beiderends sowohl im rahmenartigen Teil 19, 20 als auch im plattenförmigen Teil 17, 18 versenkt angeordnet, beispielsweise eingegossen, sind.
- Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, bildet das plattenförmige Teil 17, 18 die Begehungsfläche, während das rahmenartige Teil 19, 20 in eingebautem Zustand ein Bestandteil des Mauerwerkes 15 ist. In Fig. 3 ist auch dargestellt, dass das plattenförmige Teil 17, 18 die gleiche Dicke wie das rahmenartige Teil 19, 20 aufweist, und dass der Luftspalt 16 durch eine dauerelastische Dichtung 22, beispielsweise einen vorgespannten Gummischlauch, nach aussen hin vollständig abgedichtet ist. Damit ist das Eindringen und Festklemmen von Festkörpern in den Luftspalt 16 und damit die Bildung von Körperschallbrücken zum rahmenartigen Teil 19, 20 und somit zum Mauerwerk 15 wirksam verhindert. Das mit dem plattenförmigen Teil 17, 18 schon nach der Vorfabrikation eine Einheit bildende rahmenartige Teil 19, 20 kann nun unter Zwischenlage einer Mörtelschicht 23ʹ auf das Mauerwerk so aufgelegt werden, dass das plattenförmige Teil 17, 18 in einer Horizontalebene liegt, wobei es einerlei ist, ob bei der Vorfabrikation die Elemente 21 alle auf ein und derselben Höhe eingebaut wurden.
- Aus den Fig. 4 bis 7 sind Einzelheiten der schwingungsdämmenden Elemente 21 ersichtlich. Man erkennt in Fig. 4 nur angedeutet das plattenförmige Teil 17, 18 und das dieses unter Freilassung des Luftspaltes 16 umgebende rahmenartige Teil 19, 20. Diese beiden Teile sind vorzugsweise aus armiertem Beton. Das plattenförmige Teil 17, 18 ist über mehrere Elemente 21 (vgl. Fig. 1) mit dem rahmenartigen Teil 19, 20 verbunden. Jedes Element 21 weist einen Bolzen 23, beispielsweise aus rostfestem Stahl, auf, der an seinem Umfang mit in axialer Richtung wirksamen Formschlusselementen 24, hier in Form eines Flachgewindes, versehen ist. An seinem in Fig. 4 rechts erscheinenden Ende ist der Bolzen 23 fest im rahmenartigen Teil 19, 20 eingegossen. Mit seinem linken Ende ist der Bolzen 23 in eine mit einem Innengewinde 25 versehene Innenhülse 26 eingeschraubt, die einerends durch einen beispielsweise angeschweissten Deckel 27 verschlossen ist. Die Innenhülse 26 ist vollständig von einem im wesentlichen rohr- oder becherförmigen Federelement 28 aus einem Elastomer, vorzugsweise aus einem hochwertigen Naturgummi, umschlossen. Damit das Elastomer-Federelement 28 auch wirksam einfedern kann, ist in seiner vergleichsweise dicken Wand eine Anzahl, hier deren sechs, achsial verlaufende Bohrungen 29 vorgesehen. Das Federelement 28 ist mit seiner Aussenseite fest mit der Innenseite einer Aussenhülse 30 verbunden, beispielsweise an diese anvulkanisiert, welche Aussenhülse 30 mit einem der Verankerung im plattenförmigen Teil 17, 18 dienenden, angeschweissten Endflansch 31 versehen ist.
- Der Zusammenbau und Einbau des Elementes 21 kann beispielsweise wie nachstehend beschrieben erfolgen. Zunächst wird die Aussenhülse 30 und die darin zentrierte Innenhülse 26 nach entsprechender Vorbehandlung in eine mit Kernen für die Bohrungen 29 versehene Vulkanisierform gebracht, worauf in dieser Form das Federelement 28 geformt und anvulkanisiert wird. Sodann wird der Bolzen 23 in die Innenhülse 26 bis zum Anschlag an den Deckel 27 eingeschraubt. Da so vormontierte Element wird mittels Lehren in der zum Giessen des plattenförmigen Teils 17, 18 und gegebenenfalls zugleich des rahmenartigen Teils 19, 20 dienenden Schalung positioniert, in der auch die zur Bewehrung dienenden Stäbe oder Gitter (beides nicht dargestellt) gelegt sind. Sodann kann der Beton in die Schalung eingeberacht und verdichtet werden. Nach dem Abbinden des Betons wird das Bauteil ausgeschalt und wird der Luftspalt 16 mit der dauerelastischen Dichtung 22 nach aussen hin abgedichtet.
- Die Ausführungsform der Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von jener der Fig. 4 und 5 dadurch, dass das Federelement 28 direkt auf die Aussenseite des Bolzens 23 aufvulkanisiert ist, welcher dadurch einen grösseren Durchmesser aufweisen kann.
- Trittschall-Uebertragungsmessungen in einem Treppenhaus, dessen Podeste aus den beschriebenen Bauteilen besteht, haben Messwerte ergeben, die die ISO-Norm 717 (1982), bzw. DIN 52210, Teil 4 (1984) bei weitem unterschreiten.
- Im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 wurde bereits erwähnt, dass die Treppenläufe 13, 14 ebenfalls vorfabriziert sind. In diesem Fall genügt es, die Treppenläufe 13, 14 gegebenenfalls unter Zwischenlage herkömmlicher Distanzelemente 32 auf die abgesetzt ausgebildeten, freien Ränder der Podeste 11, 12 aufzulegen, denn die Uebertragung des Trittschalles auf das Mauerwerk 15 ist durch die Podeste 11, 12 selbst wirksam gedämpft. Während das vorgeschlagene Bauelement anhand eines Treppenhauses beschrieben wurde, kann es auch für andere Böden verwendet werden, die der Wirkung von Vibrationen, beispielsweise durch darauf montierte Maschinen, ausgesetzt sind, wenn es darum geht, diese Vibrationen vom Mauerwerk und von den angrenzenden Räumen fernzuhalten.
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