EP0332019A1 - Eckgestaltung in Gerüsten - Google Patents

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EP0332019A1
EP0332019A1 EP89103467A EP89103467A EP0332019A1 EP 0332019 A1 EP0332019 A1 EP 0332019A1 EP 89103467 A EP89103467 A EP 89103467A EP 89103467 A EP89103467 A EP 89103467A EP 0332019 A1 EP0332019 A1 EP 0332019A1
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corner
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gusset plates
vertical
rungs
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Ruth Langer Geb. Layher
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
    • E04B1/5825—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements with a closed cross-section
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G1/00—Scaffolds primarily resting on the ground
    • E04G1/14—Comprising essentially pre-assembled two-dimensional frame-like elements, e.g. of rods in L- or H-shape, with or without bracing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/388—Separate connecting elements
    • E04B2001/389—Brackets

Definitions

  • the invention relates to a corner design in scaffolding for construction, repair and maintenance purposes, the vertical stems and horizontal rungs of light metal are welded together and are provided in corners with welded gusset plates, one side of which with the vertical stem and the other with the horizontal rung is welded.
  • scaffolds made of light metal tubes are preferred for many purposes in which assembly and disassembly must be carried out quickly and for which there are large pathways or unfavorable conditions, for many other purposes.
  • gusset plates are used in various ways for bracing. These can be used to connect other elements such as the diagonal bars. Then they usually have large cross sections. In other places, only very small gusset plates are common or possible for constructional and technical reasons.
  • a corner area on the lower rung of frames that are plugged onto one another has proven to be critical. At this point, which is at the height of the scaffolding floor, any gusset plate of any size cannot be welded in, because it would cause tripping hazards.
  • steel scaffolding one is now used in the vertical axis of the scaffold tube single gusset lying on the central plane. However, this has turned out to be extremely problematic in terms of welding technology, heat technology and strength, particularly when processing with automatic welding machines.
  • the invention has for its object to find a corner design for scaffolding of the type mentioned, in which an inexpensive solution with the smallest possible gusset plates can be achieved with the most favorable seam geometry while adapting to automatic manufacturing conditions and with favorable thermal behavior during the welding process.
  • two gusset plates spaced apart on the outer regions of the possibly smaller part, are provided for each corner, in which only the outer edges are welded to the respectively adjacent part.
  • the scaffold 10 has assembly frames 11, scaffold floors 12 and, for example, diagonal bars 13.
  • the lowest assembly frames 11.1 stand on height-adjustable feet 14.
  • the adjusting frames 11 each have two vertical stems 15, one upper support bar 16 and one lower rung 17.
  • the hooks 18 of the scaffolding floors 12 are suspended in the upper support bars 16.
  • the respective upper mounting frame 11.2 with its rung 17.2 below holds the hooks 18 of the underlying scaffolding floor 12 against lifting.
  • Two gusset plates 20 are provided in each of the lower corners 19, whereas a gusset plate was previously provided here. Pins 21 standing next to the gusset plates serve to hang in toe boards. Except for the design with the two gusset plates, it is a common scaffolding design with a frame, whereby the parts are made of light metal.
  • the essential elements of the invention can be seen more clearly from FIG. 2.
  • the stem 15 is designed as a vertical round tube with a diameter D of, for example, 48 mm.
  • the horizontal rung 17 is designed as a rectangular hollow tube, the shorter, vertical side walls 22.1 and 22.2 being vertical and flat.
  • Upper wall 23.1 and lower wall 23.2 are the longer walls and they are each partially arched outwards in a cylindrical shape, so that the outer wall height H1 is lower than the central height H2.
  • B is the outer width of the rung 17. This is slightly smaller than the diameter D of the stem. This results in a favorable design for the welding and the accommodation of the gusset plates 20.
  • Upper wall 23.1 and lower wall 23.2 are cut out in the region of their connecting end 24 according to the boundary line 25 with a radius corresponding to the diameter D, for example punched out, and lie against the outer wall 26 of the stem 15.
  • the gusset plates 20 are advantageously punched out as isosceles, right-angled triangular sections with the vertical cathetus 31, the horizontal cathetus 32 and the hypotenuse 33.
  • the cathets 31 and 32 are preferably approximately 40 mm long.
  • the thickness of the gusset plates 20 is preferably approximately 4.5 mm.
  • the pointed corners 40.1 and 40.2 of the triangles are cut off to form small end surfaces 39.1 and 39.2. This prevents the burning of corners that are too small when welding.
  • the gusset plates 20 are punched out, in the corner between the vertical catheter 31 and the outer wall 26 of the stem 15 there is a fillet 34 which is filled with a fillet weld 35. Since the outer surfaces 36 of both gusset plates 20 are aligned with the outer side walls 22.1 and 22.2 of the rung 17, the fillet weld 35 can also be guided in a straight line over the ends 37 of the vertical side walls 22.1 and 22.2. The seam must then be placed on the cathete 32.
  • the gusset plate 20 is punched out in a straight line and because of the slight curvature of the upper wall 23.1 there is only a small gap which no longer permits the placement of a fillet weld.
  • a butt seam 38 is carried out continuously over the entire length of the cathete 32 and also closes the gap.
  • the result is an extraordinarily simple seam geometry which is much simpler than that of one in the middle welded single gusset. This can be done much easier, better, faster and therefore cheaper by a welding robot than with previous versions. This largely compensates for the effort required for the second gusset plate. Due to the large distance between the weld seams, local overheating can also be avoided better. In addition, you can achieve better stiffening of the entire corner connection. Any manufacturing or material tolerances that occur can also be better compensated for in automatic production. As can be seen from the cross-sectional area of the rung 17 in FIG.
  • the inner corner regions 27.1 to 27.4 of the side walls 22.1 and 22.2 are designed with a somewhat greater wall thickness than the central regions 27.5 and 27.6. This results in reinforcements in the corner areas in which the butt seams 38 are placed, which are better suited to the thermal load than a uniform wall formation.
  • the corner design in scaffolding provides two outer gusset plates (20) between the vertical stem (15) made of aluminum and the horizontal rung (17) made of aluminum, which are welded into the corner with a simple seam geometry and avoiding local overheating.

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Abstract

Die Eckgestaltung in Gerüsten sieht zwischen dem senkrechten Stiel (15) aus Aluminium und der horizontalen Sprosse (17) aus Aluminium zwei außen liegende Knotenbleche (20) vor, die mit einfacher Nahtgeometrie und unter Vermeidung von örtlichen Überwärmungen die Ecke aussteifend eingeschweißt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Eckgestaltung in Gerusten für Bau-, Reparatur- und Wartungszwecke, deren senkrechte Stiele und horizontale Sprossen aus Leichtmetall miteinander verschweißt sind und in Ecken mit angeschweißten Knotenblechen versehen sind, von denen jeweils eine Seite mit dem senkrechten Stiel und die andere mit der horizontalen Sprosse verschweißt ist.
  • Gerüste aus Leichtmetallrohren werden wegen der geringeren Gewichte für viele Zwecke, bei denen schnell auf- und ab­gebaut werden muß und bei denen große Zureichwege oder ungünstige Zureichbedingungen gegeben sind, jedoch auch bei vielen anderen Zwecken bevorzugt.
  • Wegen der geringeren Festigkeiten und vor allem vielfältiger Probleme beim Verschweißen muß der Detail­gestaltung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, um Festigkeitseinbußen zu vermeiden. Das Gestaltungskonzept sollte modernen Verarbeitungsbedingungen, z.B. auch mit Hilfe von Schweißrobotern, gerecht werden.
  • In Eckbereichen sieht man bei Gerüsten vielfältig zur Aus­steifung Knotenbleche vor. Diese können zum Anschluß weiterer Elemente, wie der Diagonalstäbe mit herangezogen werden. Dann haben sie zumeist große Querschnitte. An anderen Stellen wiederum sind nur sehr kleine Knotenbleche üblich oder aus konstruktiven und benutzungstechnischen Gründen möglich. So hat sich bei der Herstellung von Gerüstrahmen ein Eckbereich an der unteren Sprosse von Stellrahmen, die aufeinander gesteckt werden, als kritisch erwiesen. An dieser Stelle, die in der Höhe des Gerüstbodens liegt, kann kein beliebig großes Knotenblech eingeschweißt werden, weil es Stolpergefahren bringen würde. Bisher verwendet man nun wie auch bei Stahlgerüsten ein in der durch die vertikale Achse des Gerüstrohres gehenden Mittelebene liegendes einziges Knotenblech. Das hat sich jedoch, insbesondere bei der Verarbeitung mit Schweißautomaten, als in schweißtechnischer, wärmetechni­scher und festigkeitsmäßiger Hinsicht äußerst problematisch herausgestellt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eckgestaltung für Gerüste der eingangs genannten Art zu finden, bei der mit möglichst günstiger Nahtgeometrie unter Anpassung an automatische Fertigungsbedingungen und bei günstigem Wärmeverhalten beim Schweißvorgang eine preis­werte Lösung mit möglichst kleinen Knotenblechen zu er­zielen ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß je Ecke zwei beabstandet an den Außenbereichen des ggf. kleineren Teiles liegende Knotenbleche vorgesehen sind, bei denen nur die Außenkanten mit dem jeweils angrenzenden Teil verschweißt sind.
  • Das bisher bekannte, in der Mittelebene liegende Knoten­blech führt bei schnellem Verschweißen mehrerer Nähte nacheinander dazu, daß die Verschweißung von beiden Seiten hohe örtliche Überwärmungen bewirkt, die die Festigkeit stark beeinträchtigen. Desweiteren ist der Ausgleich von Fertigungstoleranzen und ihrer Folgen nur schwer zu bewältigen.
  • Durch den zunächst einfach erscheinenden Vorschlag, zwei Knotenbleche an weit außen liegenden Stellen vorzusehen und diese nur außenseitig zu verschweißen, lassen sich die Probleme auf einfachste Weise ohne zusätzliche Schweißnähte mit einem wesentlich besseren Ergebnis erreichen, wobei der zusätzliche Materialaufwand äußerst gering ist. Dafür er­zielt man jedoch eine einfachere Nahtgeometrie, die vor allem für die Arbeit mit Schweißautomaten günstig ist. Darüber hinaus hat man im unteren Eckbereich nicht mehr die ggf. flach gewölbte Wand, auf die man aufsetzt und die bei größeren Erwärmungen zu Schwierigkeiten führen kann, sondern nunmehr einen Anschlußbereich, der sowohl einen horizontalen, als auch einen vertikalen Anteil enthält, wodurch die Abstützungen und die Wärmeableitung besser gewährleistet sind. Das gilt sowohl für im wesentlichen runde Rohre als aber vor allem auch für quadratische oder bevorzugte Rechteckige Rohre, ganz gleich, ob diese mit ebenen oder wenigstens teilweise mit gewölbten Wänden ausgeführt sind. Evtl. auftretende Toleranzen lassen sich besser beherrschen. Weitere Einzelheiten, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus den weiteren Ansprüchen und dem nachfolgenden, anhand der Zeichnungen abgehandelten Beschreibungsteil.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen behandelt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 Die Schrägansicht eines Gerüstteiles mit erfindungsgemäß ausgebildeten Eckgestaltungen;
    • Fig. 2 ein Schrägbild einer Eckgestaltung, bei der Stiel und Sprosse abgeschnitten sind.
  • Das Gerüst 10 hat Stellrahmen 11, Gerüstböden 12 und beispielsweise Diagonalstäbe 13. Die untersten Stellrahmen 11.1 stehen auf höhenverstellbaren Füßen 14.
  • Die Stellrahmen 11 haben je zwei senkrechte Stiele 15, je einen oberen Tragriegel 16 und je eine untere Sprosse 17. In die oberen Tragriegel 16 sind die Haken 18 der Gerüstböden 12 eingehängt. Der jeweils aufgesetzte obere Stellrahmen 11.2 hält mit seiner unten liegenden Sprosse 17.2 die Haken 18 des jeweils darunterliegenden Gerüstbodens 12 gegen Abheben fest.
    In den unteren Ecken 19 sind jeweils zwei Knotenbleche 20 vorgesehen, während hier früher jeweils ein Knotenblech vorgesehen war. Neben den Knotenblechen stehende Zapfen 21 dienen zum Einhängen von Bordbrettern. Bis auf die Gestaltung mit den zwei Knotenblechen handelt es sich um eine übliche Gerüstgestaltung mit Stellrahmen, wobei die Teile aus Leichtmetall bestehen.
  • Die wesentlichen Elemente der Erfindung gehen deutlicher aus Fig. 2 hervor. Der Stiel 15 ist als senkrechtes Rund­rohr mit einem Durchmesser D von beispielsweise 48 mm aus­geführt.
  • Die horizontal verlaufende Sprosse 17 ist als Rechteck-­Hohlrohr ausgebildet, wobei die kürzeren, vertikalen Seitenwände 22.1 und 22.2 senkrecht stehen und eben ausgebildet sind. Oberwand 23.1 und Unterwand 23.2 sind die längeren Wände und sie sind jeweils nach außen teilzylinderförmig durchgewölbt, so daß die Außenwandhöhe H1 niedriger als die Mittelhöhe H2 ist. Die Abmessungen betragen beispielsweise H1 = 18mm, H2 = 25mm, B = 38 mm.
  • B ist die Außenbreite der Sprosse 17. Diese ist geringfügig kleiner als der Durchmesser D des Stiels. Dadurch ergibt sich eine günstige Ausbildung für das Anschweißen und die Unterbringung der Knotenbleche 20.
  • Oberwand 23.1 und Unterwand 23.2 sind im Bereich ihres Anschlußendes 24 gemäß der Begrenzungslinie 25 teilkreis­förmig mit einem dem Durchmesser D entsprechenden Radius ausgeschnitten, beispielsweise ausgestanzt, und liegen an der Außenwand 26 des Stieles 15 an.
  • Die Knotenbleche 20 sind in vorteilhafter Weise als gleichschenklige, rechtwinklige Dreieckabschnitte aus­gestanzt mit der vertikalen Kathete 31, der horizontalen Kathete 32 und der Hypotenuse 33. Die Katheten 31 und 32 sind vorzugsweise ca 40 mm lang. Die Dicke der Knotenbleche 20 beträgt vorzugsweise ca.4,5 mm. Wie ersichtlich sind unter Bildung von kleinen Endflächen 39.1 und 39.2 die spitzen Ecken 40.1 und 40.2 der Dreiecke abgeschnitten. So wird beim Schweißen das Verbrennen zu kleiner spitzer Ecken vermieden.
  • Da die Knotenbleche 20 ausgestanzt sind, ergibt sich in der Ecke zwischen der vertikalen Kathete 31 und der Außenwand 26 des Stieles 15 eine Kehle 34, die mit einer Kehlnaht 35 ausgefüllt ist. Da die Außenflächen 36 beider Knotenbleche 20 mit den äußeren Seitenwänden 22.1 und 22.2 der Sprosse 17 fluchtend ausgerichtet sind, kann die Kehlnaht 35 geradlinig durchlaufend auch über die Enden 37 der vertikalen Seitenwände 22.1 und 22.2 geführt werden. Es ist dann noch die Naht an der Kathete 32 zu legen. Hier ist das Knotenblech 20 geradlinig ausgestanzt und es gibt wegen der leichten Wölbung der Oberwand 23.1 nur einen kleinen Spalt, der nicht mehr die Unterbringung einer Kehlnaht zuläßt. Hier ist eine Stumpfnaht 38 über die ganze Länge der Kathete 32 durchlaufend ausgeführt, die den Spalt mit verschließt. Wie ersichtlich, ergibt sich eine außerordentlich einfache Nahtgeometrie, die wesentlich einfacher ist als bei einem in der Mitte eingeschweißten einzelnen Knotenblech. Diese kann von einem Schweißroboter wesentlich einfacher, besser, schneller und damit preiswerter erledigt werden als bei bisherigen Ausführungen. Dadurch wird der Aufwand für das zweite Knotenblech bei weitem ausgeglichen. Durch den großen Abstand der Schweißnähte sind auch lokale Uberwärmungen besser zu vermeiden. Im übrigen erzielt man eine bessere Aussteifung der gesamten Eckverbindung. Auch evtl. auftretende Fertigungs- oder Materialtoleranzen lassen sich besser im automatischen Fertigungsbetrieb ausgleichen. Wie aus der Querschnittsfläche der Sprosse 17 in Fig. 2 ersichtlich, sind die inneren Eckbereiche 27.1 bis 27.4 der Seitenwände 22.1 und 22.2 mit etwas größerer Wandstärke ausgeführt als die Mittelbereiche 27.5 und 27.6. Dadurch ergeben sich in den Eckbereichen, in denen die Stumpfnähte 38 aussen gelegt sind, Verstärkungen, die der Wärmebelastung besser gerecht werden als eine gleichmäßige Wandausbildung.
  • Die nachfolgend abgedruckte Zusammenfassung ist Bestandteil der Offenbarung der Erfindung:
  • Die Eckgestaltung in Gerüsten sieht zwischen dem senk­rechten Stiel (15) aus Aluminium und der horizontalen Sprosse (17) aus Aluminium zwei außen liegende Knoten­bleche (20) vor, die mit einfacher Nahtgeometrie und unter Vermeidung von örtlichen Überwärmungen die Ecke aus­steifend eingeschweißt sind.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10 Gerüst
    • 11 Stellrahmen
    • 11.1 Stellrahmen
    • 11.2 Stellrahmen
    • 12 Gerüstboden
    • 13 Diagonalstab
    • 14 Fuß
    • 15 Stiel
    • 16 Tragriegel
    • 17 Sprosse
    • 17.2 Sprosse
    • 18 Haken
    • 19 Ecke
    • 20 Knotenblech
    • 21 Zapfen
    • 22.1 Seitenwand
    • 22.2 Seitenwand
    • 23.1 Oberwand
    • 23.2 Unterwand
    • 24 Anschlußende
    • 25 Begrenzungslinie
    • 26 Außenwand von 15
    • 27. 1 Eckbereich
    • 27.2 "
    • 27.3 "
    • 27.4 "
    • 27.5 Mittelbereich
    • 27.6 "
    • 31 vertikale Kathete
    • 32 horizontale Kathete
    • 33 Hypotenuse
    • 34 Kehle
    • 35 Kehlnaht
    • 36 Außenfläche von 20
    • 37 Ende von 22. 1/22.2
    • 38 Stumpfnaht
    • 39. 1 Endfläche
    • 39.2 Endfläche
    • 40.1 spitze Ecke
    • 40.2 spitze Ecke
    • D Durchmesser von 15
    • H1 Außenwandhöhe
    • H2 Mittelhöhe
    • B Außenbreite von 17

Claims (13)

1. Eckgestaltung in Gerüsten für Bau-, Reparatur- und Wartungszwecke, deren senkrechte Stiele und horizontale Sprossen aus Leichtmetall miteinander verschweißt sind und in Ecken mit angeschweißten Knotenblechen versehen sind, von denen jeweils eine Seite mit dem senkrechten Stiel(15) und die andere mit der horizontalen Sprosse (17) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß je Ecke (19) zwei beabstandet an den Außenbereichen des ggf. kleineren Teiles (17) liegende Knotenbleche (20) vorgesehen sind, bei denen nur die Außenkanten mit dem jeweils angrenzenden Teil (15, 17) verschweißt sind.
2. Eckgestaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Stiel (15) aus einem Rundrohr besteht und daß die horizontale Sprosse (17) aus einem im wesentlichen rechteckförmigen Hohlrohr besteht, dessen kurze Seite senkrecht liegt, wobei die Knotenbleche (20) mit den Außenkanten der senkrechten Seitenwände (22.1, 22.2) der horizontalen Sprosse (17) fluchten und die durch gerades Abschneiden der senkrechten Endflächen (31) der Knotenbleche (20) gebildeten Kehlnahträume (34) durchlaufend mit den senkrechten Endabschnitten (37) der vertikalen Seiten­wände (22.1, 22.2) der Sprosse (17) als Kehlnähte (35) durchlaufend verschweißt sind und die im wesentlichen stumpf aufgesetzten, horizontal abgeschnittnen Kanten (32) der Knotenbleche (20) in den äußeren Eckbereichen der Sprossen (17) mit je einer aufliegenden Stumpfnaht (38) verschweißt sind.
3. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterwand (23.1, 23.2) der Sprossen (17) geringfügig nach außen durchgewölbt ausgeführt sind.
4. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossen (17) geringfügig schmaler (B/D) als die Stiele (15) sind.
5. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenbleche (20) ca. 4,5 mm dick sind.
6. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenbleche (20) dreieckförmig ausgebildet sind mit Längen der Katheten (31, 32) von ca. 40 mm.
7. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Ecken (40.1 bis 40.2) der Knotenbleche (20) unter Bildung von Endflächen (39. 1; 39.2) abgeschnitten sind.
8. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Stiele (15) 48 mm beträgt.
9. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenbreite (B) der Sprossen (17) 38 mm beträgt.
10. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandhöhe (H1) der senkrechten Außenwände der Sprossen (17) 18 mm betragen.
11. Eckgestaltung nach einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossen (17) in der Mitte (H2) 25 mm dick sind.
12. Eckgestaltung nach wenigstens einem der übrigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände (22.1; 22.2) der Sprossen (17) mindestens in den oberen Eckbereichen (27. 1; 27.2) für das Anschweissen der Knotenbleche (20) dicker sind als die Wandstärken von Oberwand (23. 1), Unterwand (23.2) und von den sonstigen, vor allem den mittleren Wandbereichen (27. 5; 27. 6) der Aussenwände (22. 1 22.2).
13. Eckgestaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Verstärkungen der Eckbereiche (27.1 bis 27.2) der Außenwände (22. 1; 22.2)in allen vier Ecken vorgesehen sind.
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