EP3619372A1

EP3619372A1 - Vorgeformtes bauelement aus gegossenem betonmaterial

Info

Publication number: EP3619372A1
Application number: EP18723735.9A
Authority: EP
Inventors: Armin KAINZ
Original assignee: Lindner AG Decken- Boden- Trennwandsysteme
Current assignee: Lindner AG Decken- Boden- Trennwandsysteme
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2020-03-11
Also published as: DE102017109339A1; WO2018202493A1

Abstract

Vorgeformtes Bauelement (10) für Gebäude und gebäudeähnliche Konstruktionen, insbesondere Fassaden, Decken oder Dächer, mit einem aus gegossenem Material hergestellten Grundteil (1), welches mindestens abschnittsweise mit in dem Gussmaterial des Grundteils (1) vorgesehenen Halterungen (2) für Anbauteile wie Fenstern, Verschraubungen, Fassaden platten, oder Deckenplatten versehen ist, wobei die Halterungen (2) in Form von Einsätzen, Schienen oder Schraubkanälen ausgebildet sind, wobei das Grundteil (1) im Wesentlichen aus in Formen gegossenem ultrahochfestem Beton besteht und dass die Halterungen (2) durch Umgießen mit ultrahochfestem Beton in dem Grundteil (1) an vordefinierten Positionen fest fixiert und direkt integriert sind.

Description

Vorgeformtes Bauelement aus gegossenem Betonmaterial

Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorgeformtes Bauelement für Gebäude oder gebäudeähnliche Konstruktionen, insbesondere für die Konstruktion von Fassaden oder Decken von Gebäuden, mit einem aus gegossenem Material hergestelltem Grundteil, welches mit Halterungen für die Montage und Befestigung von Anbauteilen vorgesehen ist.

Bei der Konstruktion von Gebäuden ist es bekannt, aus Betonmaterial vorgefertigte Bauelemente zu verwenden. Hierzu wird ein herkömmliches Betonmaterial beispielsweise mit Bewehrungen aus Stahlmatten oder Stahlgtttem eingesetzt. Diese aus Beton gegossenen Bauelemente werden in vordefinierten Formen, beispielsweise als Platten oder auch als Treppenelemente oder als Fassadenkomponenten wie Vertikalträgern hergestellt. Solche vorgeformten Bauelemente aus Beton können neben dem herkömmlichen Stahlbewehrungen auch mit Einsätzen in dem Betonmaterial versehen sein, die für die Montage von Anbauteilen dienen.

Ein Problem solcher herkömmlicher Betonformteile besteht darin, dass eine sichere Verbindung zwischen den Halterungen, die in das Betonmaterial eingebaut werden müssen, schwierig herzustellen ist. Das Betonmaterial ist aufgrund seiner Konsistenz und Grobkörnigkeit schlecht dazu geeignet, einen sicheren Halt von solchen Anbau- elementen, wie Hülsen für Schraubhalterungen oder ähnliches zu gewährleisten. Ferner ist bei solchen herkömmlichen Betonformteilen ein Problem dahingehend gegeben, dass die möglichen Formen und Längen relativ beschränkt sind. Mit den bisher bekannten derartigen Betonformteilen waren daher nur Rohbauteile für relativ grobe Konstruktionselemente von Gebäuden herstellbar. Nicht zuletzt hat der bisher bekannte Beton bei solchen vorgeformten Bauelementen den Nachteil, dass er nur relativ schlechte statische Eigenschaften aufweist. Hierzu sind aufwändige eingegossene Bewehrungselemente erforderlich, da das Betonmaterial selbst keine ausreichende Festigkeit beispielsweise für tragende Komponenten in Fassaden oder Decken bieten. Dies erhöht das Gewicht. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorgefertigtes filigranes Bauelement für Gebäude oder ähnliches bereitzustellen, welches mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist, bessere Festigkeitseigenschaften und eine größere Gestaltungsvielfalt hat. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige vorgeformte Bauelemente vorzuschlagen, die eine direkte Anbringung von angrenzenden Komponenten in der Baukonstruktion mit möglichst geringem Aufwand erlaubt.

Diese Aufgabe wird mit einem vorgeformten Bauelement mit einem Grundteil aus gegossenem Material und mindestens einer darin integriert vorgesehenen Halterung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Bauelement ist ein vorgeformtes Bauelement für Gebäude und gebäudeähnliche Konstruktionen, insbesondere für Fassaden, Dächer oder Decken, mit einem aus gegossenem Material hergestelltem Grundteil, welches mindestens abschnittsweise mit in dem Gussmateriai des Grundteils vorgesehenen Halterungen für Anbauteile wie Fenster, Verschraubungen, Fassadenplatten oder Deckenplatten versehen ist, wobei die Halterungen in Form von Einsätzen, Schienen oder Schraubkanälen ausgebildet sind und wobei das erfindungsgemäße Bauelement dadurch gekennzeichnet ist, dass das Grundteil im Wesentlichen aus in Formen gegossenen ultrahochfestem Beton besteht und dass die Halterungen durch Umgießen mit ultrahochfestem Beton in dem Grundteil an vordefinierten Positionen fest fixiert und direkt integriert sind. Das gegossene Bauelement besteht somit erfindungsgemäß nicht aus einem konventionellen Betonmaterial, sondern ist speziell mit einem ultrahochfesten Beton (engl. UHPC, Ultra High Performance Concrete) gebildet. Die Grundteile der vorgeformten Bauelemente werden durch ein Gießen des ultrahochfesten Betonmaterials in entsprechenden Negativ-Formen hergestellt. Ferner ist erfindungsgemäß in dem so gegossenen Grundteil bei dem ultrahochfesten Beton direkt eine Halterung oder mehrere Halterungen mit eingebaut. Die Halterungen sind an vordefinierten Positionen fest in dem Material des Grundteils fixiert und somit direkt in dem Grundteil integriert. Nach dem Gießen werden die vorgeformten Bauelemente ausgehärtet und bilden sodann ein vorgeformtes Verbund-Bauelement aus uitrahochfestem Beton in Form der Grund- teiie und den darin integrierten Halterungen aus einem anderen Material, beispielswei- se aus einem metallischen Material. Ein so hergestelltes Bauelement weist nicht nur Vorteile hinsichtlich der Festigkeit, sondern auch hinsichtlich der Herstellung, die deutlich vereinfacht ist. Der ultrahochfeste Beton bietet selbst eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit, um als ein statisch aktives Bauelement eingesetzt zu werden. Der ultrahochfeste Beton erfordert keine aufwändigen inneren Bewehrungen in Form von Stahistangen oder Stahlgittern. Das Grundteil des Bauelements selbst hat eine ausreichende Festigkeit und Stabilität auch für tragende Bauteile in Gebäuden, wie zum Beispiel Längsträgern oder Querträgern. Durch die feste Fixierung und das direkte Integrieren von Halterungen in dem gegossenen ultrahochfesten Beton der Grundteile wird ein vorgeformtes Bauelement bereitgestellt, welches direkt für den Einsatz an Ort und Stelle und die Montage bereitsteht. Eine aufwändige Nachbearbeitung der Bauelemente ist daher nicht erforderlich. Die Halterungen können direkt für eine Verschraubung, die Anbringung von zusätzlichem Bauteil oder angrenzenden Gebäudekomponenten, wie Fensterscheiben, Decken, Träger, Zierprofile oder ähnliches verwendet werden.

Als Halterungen, die fest in dem Material des Bauelements integriert sind, können beispielsweise Schraubeinsätze oder Schraubkanäle eingesetzt werden. Die Halterungen können durchgehend in dem vorgeformten Bauelement vorgesehen sein oder es können nur in Teilabschnitten Halterungen mit in dem Material integriert werden. Die Variationsmöglichkeiten sind daher vielfältig schon bei der Herstellung, aber auch bei der Gestaltung des Bauelements. Die vorgeformten Bauelemente bilden modulare vorgefertigte Komponenten für Gebäudekonstruktionen, so dass die Erstellung von Gebäuden und Fassaden oder ähnliches deutlich erleichtert wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Halterungen der Bauelemente mit strukturierten Oberflächen und/oder mit Profilierungen an mindestens einer der Außenseite für eine formschlüssige Verbindung mit dem Material des Grundteils ausgebildet. Die Halterungen werden so sicher und fest in ultrahochfestem Betonmaterial durch einfaches Umgießen eingebaut. Die strukturierte Oberfläche ist eine Oberfläche, die nicht glatt gebildet ist. Die Oberfläche kann zusätzlich oder alternativ auch mit Profilierungen, wie zum Beispiel Vorsprüngen oder rasterartigen Erhebungen versehen sein. Mit dieser Maßnahme wird eine einfache feste Fixierung an einer vorher festgelegten Position in dem Material des Grundteils für die Halterungen erreicht. Dieser Vorteil ergibt sich erst im Zusammenwirken mit dem ultrahochfesten Beton (UHPC) aufgrund der Viskosität des Materials.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Grundteil des vorgeformten Bauelements ein gerades oder gebogenes Trägerelement in Form eines Längs- oder Querträgers einer Fassade oder Decke oder es ist eine Kombination davon. Durch das spezifische Material des vorgeformten Bauelements, welches aus gegossenem ultrahochfesten Beton besteht, ist die Gestaltungsmöglichkeit der Formgebung des Bauelements deutlich erhöht. Das Grundtei! kann je nach Entwurf des Gebäudes ein gerades oder gebogenes Trägerelement beispielsweise ein 2D- oder 3D- gebogenes Element in Form eines Längs- oder Querträgers sein. Die Form wird alleine durch die vordefinierte Form der Gussform festgelegt. Diese Möglichkeit der Variantenvielfalt und unterschiedlicher Ausgestaltung in gerade oder krumme Formelemente ist bei herkömmlichen betonbasierten Bauelementen so nicht gegeben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Grundteil eine dreidimensionale Form und/oder Oberfläche auf, welche durch eine entsprechende Gussform, quasi als Negativform, des uitrahochfesten Betons festgelegt ist. Die Gestaltung des Bauelements ist daher deutlich weniger eingeschränkt als herkömmliche derartige Bauelemente. Aufgrund der Viskosität des ultrahochfesten Betons und der Feinkörnigkeit des Materials können quasi beliebige dreidimensionale Formen und/oder Oberfiächengestaltungen mit vergleichsweise geringem Aufwand hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Bauelement realisiert werden, das in zwei Ebenen gekrümmt ist und somit entsprechend den konstruktiven Vorgaben eines Architektenentwurfs entsprechend ausgebildet ist. Mit der dreidimensionalen Formgebung kann das Grundteil auch entsprechend den statischen Anforderungen jeweils angepasst werden. Die Lasteinleitung von tragenden Elementen einer Gebäudekonstruktion kann so durch das Bauelement mit übernommen oder erfüllt werden. Mit einer dreidimensionalen Oberflächengestaltung können auch strukturierte Oberflächen an dem Bauelement realisiert werden. Beispielsweise können reliefartige Gestaltungen und Ausführungsformen des Bauelements mit einer einfachen Herstellungsweise so realisiert werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Bauelement ein Längs- oder Querträger einer Fassade oder Decke eines Gebäudes mit direkt daran angeformten Anschlussstücken aus ebenfalls gegossenem ultrahochfesten Beton. Mit solch einer Variante können beispielsweise Abzwetgungselemente in Form von Kreuzelementen oder T-Elementen, aber auch Y-förmige Bauteile hergestellt werden. Die Anschlussstücke können direkt beim Gießen des Grundteils mit realisiert werden. Das Bauelement kann daher auch die Funktion eines Knotenpunkts in einer Gebäudekonstruktion mit übernehmen. An einem solchen Knotenpunkt können auch zusätzliche Verbinder oder Kopplungselemente nachträglich montiert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Halterungen in dem Grundteil des Bauelements in Form von stranggepressten oder extrudierten metallischen Profilen vorgesehen, insbesondere in Form von extrudierten Profilen aus Aluminium mit integriertem Schraubkanal. Ein integrierter Schraubkanal kann beispielsweise in Form eines seitlich offenen Aluprofils vorgesehen sein, dessen Abmessung auf herkömmliche Verbindungsschrauben angepasst ist. Das Herstellen der Halterungen ist so vergleichsweise einfach. Ferner lassen sich die Halterungen auch auf lange Abschnitte in die Bauelemente gut integrieren. Die Fixierungsposition von An- bauteilen oder Anbauelementen ist so sehr variabel. Die vorgeformten Bauelemente können an verschiedenen Positionen und Stellen quasi beliebig mit entsprechenden Anschlusselementen verbunden werden. Die extrudierten Aluminiumprofile können auch mit einer profilierten Außenseite versehen werden, die eine entsprechende strukturierte Oberfläche bietet. Eine solche profilierte Außenfläche ist mit dem Strangpressen leicht erzeugbar. Dies erhöht weiter die Festigkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen der integrierten Halterung und dem Grundteil des Bauelements.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Halterungen in dem Grundteil des Bauelements lameüenartige Vorsprünge zur Verankerung und Fixierung in dem gegossenen Material des Grundteils auf. Beispielsweise können im Querschnitt tannenbaumartige seitliche Vorsprünge an der Halterung vorgesehen sein. Diese können auch schräg im Verhältnis zur Längsrichtung entgegen der Befestigungskräfte von Schrauben ausgerichtet sein, um beispielsweise die Haltekraft in dem gegossenen Betonmaterials des Grundteifs weiter zu erhöhen. Eine sichere Verankerung und Fixierung ist somit vergleichsweise einfach realisierbar. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der uitrahoch- feste Beton des Grundteils des Bauelements Verstärkungsfasern auf, die beispielsweise in Form von Glasfasern, Karbonfasern oder auch metallischen Fasern vorgesehen sein können. Die Verstärkungsfasern sind in das Material des ultrahochfesten Betons gemischt und erhöhen so gezielt die Festigkeit und insbesondere die Zugfestigkeit des Materials für das Bauelement. Die Verstärkungsfasern sind vorzugsweise in Form von kurzen freien Fasern in das Material eingebracht. Als bevorzugte Variante wird erfindungsgemäß eine Verstärkungsfaser in Form von Glasfasern in das ultrahochfeste Betonmaterial des Grundteils mit eingemischt. Die hohe Stabilität und Festigkeit des Bauelements wird auf diese Weise noch weiter optimiert. Eine diesbezügliche alternative Form der Erfindung kann vorsehen, dass die Verstärkungsfasern in bestimmten Richtungen innerhalb des Beton materials ausgerichtet sind. Auf diese Weise können gezielt Zugfestigkeiten erhöht werden. Auch lassen sich so spezifische verstärkte Teilbereiche innerhalb ein und desselben Bauelements erzeugen, indem lokal mehr oder weniger Fasern mit integriert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in dem gegossenen Grundteil des Bauelements Löcher und/oder Ausnehmungen mittels Einlageteilen beim Gießen vorgesehen. Das Bauelement kann so mit den entsprechenden Löchern oder Ausnehmungen für die Montage der Baukonstruktäon direkt realisiert werden. Eine aufwändäge Nachbearbeitung mittels Bohren oder Fräsen ist somit nicht erforderlich. Die Einlageteile werden einfach beim Gießen des hochfesten Betonmaterials in der Gussform mit eingesetzt. Die Löcher oder Ausnehmungen können dabei quasi beliebige Formen aufweisen, ohne dass die Festigkeit des Baueiements zu stark beeinträchtigt wird. Der ultrahochfeste Beton selbst bietet genügend Steifigkeit und Festigkeit für das Bauelement ohne dass diese zusätzlichen Löcher oder Ausnehmungen für Bauelemente diese zu stark beeinträchtigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung variiert die Form des Grundteils des Bauelements über die Längserstreckung entsprechend erforderlicher und/oder vordefinierter Festigkeiten in der Statik des eingebauten Bauelements. Die Festigkeit von beispielsweise Querträgern oder Längsträgern in Bauwerken wird üblicherweise so berechnet, dass auch bei der geradlinigen Ausgestaltung der Träger die mittleren Bereiche, welche stärker beansprucht sind, ausreichend fest und steif sind. Gemäß dem erfindungsgemäßen Bauelement kann aufgrund des Materials und der spezifischen Herstellungsart die Dicke oder das Profil in der Längserstreckung variiert werden, um so die unterschiedlich stark beanspruchten Bereiche, beispielsweise in der Mitte zwischen zwei Auflagern, gezielt durch lokale Verbreiterungen zu verstärken. So kann entsprechend der jeweiligen erforderlichen Statik das Bauelement entsprechend individuell angepasst und variiert werden. Nicht zuletzt kann solch eine Variierung auch entsprechend den Formvoraussetzungen des Bauwerks erfolgen. Die Erfindung ermöglicht damit eine größere Vielfalt und Variantengestaltung von derartigen vorgeformten Bauelementen mit gegossenem Betonmaterial als es bisher im Stand der Technik der Fall war.

Die Erfindung wird im Folgenden mehr im Detail anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, aus welchen sich weitere Merkmale, Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a eine Querschnittsansicht eines Bauelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 1b und Fig. 1c perspektivische Ansichten des Bauelements des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauelements im montierten Zustand mit angeschlossenen Fensterscheiben; Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauelements mit angeschlossenen Fensterscheiben im montierten Zustand; Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Bauelements gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels in Form eines Eckverbindungselements einer Fensterfassade mit Fensterscheiben; und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Bauelements gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung mit an einem Längsträger direkt angeformten Anschlussteilstücken und Montageelementen.

In Fig. 1a, Fig. 1b und Fig. 1c ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen vorgeformten Bauelements 10 aus einem ultrahochfesten Betonmaterial in ver- schiedenen Ansichten gezeigt. Das Bauelement 10 besteht erfindungsgemäß aus einem gegossenen Grundteil 1 auch aus ultrahochfestem Beton (UHPC, engl. Ultra High Performance Concrete) mit einer darin eingebetteten und direkt integrierten Halterung 2. Die Halterung 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein länglicher Schraubkanal 5 mit einer äußeren Profiiierung 3 in Form von lameilenartigen Vorsprüngen 4. Das vorgeformte Bauelement 10 aus gegossenem Betonmaterial dient als ein Konstruktionselement für die Realisierung von Gebäudekonstruktionen oder ähnlichem. Beispielsweise ist das Bauelement 10 ein vorgeformtes Fassadenteil in Form eines Längsträgers oder Querträgers, an welchem die angrenzenden Komponenten wie Decken- oder Wandpanele oder Fensterscheiben montiert werden. Erfindungsgemäß besteht das vorgeformte Bauelement 10 aus einem durch Gießen hergestellten ultrahochfesten Beton in Form des Grundteils 1. In dem gegossenen Beton material ist der Schraubkanal 5 als Halterung 2 bei diesem Ausführungsbeispiel derart formschlüssig integriert, dass er sich über die gesamte Längserstreckung an der unteren Seite des Grundteils 1 durchgehend erstreckt. Der Schraubkanal 5 ist mit seiner Öffnung nach außen hin gerichtet und dient dem Einschrauben der Befestigungsschrauben für beispielsweise Halterungen, Eckverbindungen, Fensterauflagen oder ähnlichem. Das Grundteil 1 dieses Bauelements 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf mit einem gekrümmt verjüngten Abschnitt auf der zu der Halterung 2 gegenüberliegenden Seite. Die äußere Form ist gebogen verjüngt und weist an der äußeren Oberfläche außerdem eine reliefartige Profilierung in Form eines linienförmigen Musters auf. Das erfindungsgemäße Bauelement 10 ist jedoch nicht auf die Form und Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels beschränkt. Das Grundteil 1 kann auch eine andere beliebige Querschnittsform aufweisen, solange es mit einer Formgießen aus ultrahochfestem Betonmaterial herstellbar ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauelemente 10 erfolgt über vorgefertigte Formen, in welche das ultrahochfeste Betonmaterial eingegossen wird. Nach einem Einsetzen und lokalem Fixieren der Halterung 2 in das fiießfähige Betonmaterial wird dieses ausgehärtet. Schließlich erhält man das in den Fig. 1a bis 1c gezeigte Verbund- Bauelement 10, in welchem die Halterung 2 in Form des durchgehenden Schraubkanals 5 vollständig durch Umschließen mit dem Gussmaterial eingebettet und fixiert ist. Die Halterung 2 ist somit sicher und direkt in dem Grundteil 1 fixiert. Das Verwenden eines ultrahochfesten Betonmaterials hat vielzählige Vorteile gegenüber bisher im Stand der Technik bekannten Bauelemente aus konventionellen Betonmaterialien: durch die hohe Viskosität des UH PC-Materials wird der Schraubkanal 5 formschlüssig und allseitig trotz der feinen äußeren Profilierungen 3 in Form von lamellenartigen Vorsprüngen 4 vollständig umschlossen und damit sicher fixiert, ohne zusätzliche Bauteile oder vorstehende Halterungen. Nach der Trocknung des gegossenen Bauelements ist so die Halterung 2 von dem schienenförmigen Schraubkanals 5 sicher und fest in dem Material eingebettet. Die Halterung 2 könnte anstatt einer durchgehenden schienenartigen Halterung auch nur abschnittsweise in dem Grundteil 1 vorgesehen sein. Auch könnten anstatt der schienenförmigen Halterung 2 lokale Schraubbuchsen für Montageschrauben an einzelnen Positionen in dem Material des Bauelements 10 mit eingebettet werden. Das ultrahochfeste Betonmaterial des Bauelements 10 hat ferner den Vorteil, dass aufgrund der hohen Festigkeit und Materialdichte sehr gute Kraftübertragungen und Kraftaufnahmen möglich sind. So können mit solchen Bauelementen 10 sehr hohe Spannweiten von beispielsweise Decken- oder Fassadenelementen erreicht werden. Dies war mit den bisher bekannten konventionellen gegossenen vorgeformten Betonbauelementen so nicht möglich. Nicht zuletzt hat das verwendete Material eines ultrahochfesten Betons den Vorteil, dass die Formen und Ausgestaltungen sehr präzise realisiert werden können. So können die verschiedenen Krümmungen oder Ausrichtungen von dem Grundteil 1 quasi beliebig eingestellt werden, um entsprechenden Gegebenheiten in der Statik eines Gebäudes beispielsweise Rechnung zu tragen. Nicht zuletzt ermöglicht das Verbundelement in Form des vorgeformten Bauelements 10 gemäß der Erfindung eine sehr einfache Herstellung der Bauelemente. Die Bauelemente 10 können direkt und ohne weitere notwendige Komponenten mit den angrenzenden Bauteilen der Gebäudekonstruktion verbunden werden. Die eingesetzten Halterungen 2 erlauben ein schnelles und einfaches direktes Montieren derartiger Baukonstruktionen. Auch im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften hat das erfindungsgemäße vorgeformte Bauelement erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik: So sind die Wärmeleitfähigkeit und die bauphysikatischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Liegestabilität deutlich erhöht gegenüber herkömmlichen bekannten Aluminiumkonstruktionen oder Stahlkonstruktionen mit oder ohne konventionellem Betonmaterial.

Erfindungsgemäß wird für das vorgeformte Bauelement 10 ein ultrahochfester Beton verwendet, der auch als Ultra High Perfomance Concrete oder UHPC-Beton bezeich- net wird. Dieses Material in Verbindung mit den formschlüssig integrierten und eingesetzten Halterungen 2 bietet erhebliche Vorteile für die Anwendung beispielsweise im Bereich von schlanken Stützen für hoch beanspruchte Bauteile von Gebäuden. Die so hergestellten Konstruktionen sind hoch belastbar und es sind keine aufwändigen Baumaßnahmen vor Ort erforderlich, wie zum Beispiel bei konventionellen Beton- Bauwerken mit innen liegenden großflächigen Bewehrungen aus Stahlstangen oder Stahlgittern. Dadurch können auch die Herstellungskosten reduziert werden. Nicht zuletzt ist die Gestaltungsmöglichkeit mit solch einer Form eines vorgeformten Bauelementes 10 deutlich erhöht. Nicht nur die Form im Querschnitt, sondern auch die Ausrichtung und die Form und Dicke über die Längserstreckung hinweg können beliebig mit solchen Bauelementen variiert werden.

In der Fig. 1 a ist in der Querschnittsansicht ein Beispiel der Halterung 2 in Form des Schraubkanals 5 im Querschnitt gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Halterung 2 in Form einer durchgehenden Schiene realisiert, die beispielsweise als ein Aiu- miniumprofil mittels Extrusion hergesteilt sein kann. Die Halterung 2 weist an der Außenseite schräg vorstehende lamellenförmige Vorsprünge 4 als eine Profilierung 3 auf, welche eine sichere Fixierung und Halterung des Schraubkanals in dem Material des Grundteils 1 durch einfaches Umgießen durch direkten Formschluss gewährleistet. Erfindungsgemäß können noch andere Formen von Halterungen 2 in dem Material mit eingebettet oder alternativ verwendet werden. Außerdem kann aufgrund der Herstellungsweise mittels eines Formgießens von ultrahochfestem Beton verschiedene weitere Ausgestaltungen an dem Grundteil 1 beim Gießen hergestellt werden. Beispielsweise können Aussparungen oder Löcher durch entsprechende Einsätze in die Gussform direkt mit integriert werden.

Die Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen vorgeformten Bauelements 10 im montierten Zustand mit angebrachten Fensterscheiben 7. Auch hier ist das Bauelement 10 aus einem Grundteil 1 aus gegossenem ultrahochfesten Beton realisiert, in welchem an der unteren Seite eine Halterung 2 in Form eines metallischen Schraubkanals 5 mit integriert, d.h. mit eingegossen ist. Der Schraubkanal 5 dient dem Einschrauben von Befestigungsschrauben 6, mit welchen die Halterungen und der direkte Anschluss von Fensterscheiben 7, im vorliegenden Beispiel einer Doppelfensterscheibe, realisiert werden. Das Bauele- ment 10 dient also auch hier als ein tragendes Element einer Baukonstruktion, beispielsweise in Form eines Längs- oder Querträgers einer Decken- oder Wandkonstruktion. Die Konstruktion des Gebäudes erfordert somit keine zusätzlichen Streben oder Befestigungsbalken. Die Fensterscheiben 7 können direkt an die vergleichsweise filigrane Konstruktion des vorgeformten Bauelements 10 angeschlossen und montiert werden.

Die Fig. 3 zeigt in einer Querschnittsansicht ein weiteres Ausführungsbeispiei eines erfindungsgemäßen Bauelements 10. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist hier eine andere Art einer Verschraubung 6 für die Fixierung einer als Drei- fachverglasung ausgestalteten Fensterscheibe 7 vorgesehen. Im Übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel ähnlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das Grundteil 1 ist aus gegossenem ultrahochfesten Beton hergestellt, in dem aus einer vorgefertigten Form das Betonmaterial nach der Trocknung herausgenommen wird. Bei dem Gießen wird eine Halterung 2 in Form eines metallischen Schraubkanals 5 direkt mit integriert, der auch hier mit einer äußeren Profilierung 3 zur sicheren Fixierung und Halterung in dem Material des Grundteils 1 versehen ist. Die Profilierung 3 ist auch hier mit lamellenartigen Vorsprüngen 4 in einer im Querschnitt im Wesentlichen tannenbaumartigen Form vorgesehen. Andere Formen einer Profilierung der Halterung 2 zur sicheren Fixierung und Einbettung in dem ultrahochfesten Betonmaterial können ebenso erfindungsgemäß vorgesehen sein.

In der Fig. 4 ist in einer Querschnittsansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements 10 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bauelement als ein Eckverbindungselement einer Baukonstruktion realisiert. Daher sind in dem Grundteil 1 zwei im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtete Halterungen 2 vorgesehen. Die Halterungen 2 sind beispielsweise durchgängige Schraubkanäle 5, in welche die Verschraubungen 6 eingeschraubt werden können. Als Eckverbinder ist zusätzlich ein Eckelement 8 vorgesehen, das beispielsweise als ein Aluminiumprofil oder Stahlprofil realisiert sein kann. Auch hier sind die Fensterschreiben 7 direkt an dem Grundteil 1 des Bauelements 10 mit angeschlossen. Das Eckteil 8 dient lediglich zur Erzeugung der erforderlichen Steifigkeit im Eckbereich. Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements 10 ist in einer perspektivischen auseinandergezogenen Ansicht der Fig. 5 gezeigt. Das vorgeformte Bauelement 10 aus ultrahochfestem Beton ist hier in Form eines Längsträgers dargestellt, in welchem seitlich abtragende Anschlussteilstücke 9 direkt mit angeformt sind. Diese Anschlussteilstücke 9 weisen Ausnehmungen und Aussparungen 12, 13 auf, in welchen Verschraubungen 6 und ein Koppiungselement 1 1 direkt ohne Bearbeitung des Materials mit angeschlossen werden können. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 10 aus einem ultrahochfesten Beton in Form eines

Gussteils hergestellt, in weichem Halterungen direkt mit integriert sind. Die Halterungen 2 sind beispielsweise längliche Schraubkanäle 5 oder Schraubkanaiteilstücke. Die Verschraubung mit Schrauben 6 und Fixierung der verschiedenen Komponenten miteinander kann so direkt erfolgen, ohne dass aufwändige zusätzliche Konstruktionen oder Bauteile für die Montage oder das Zusammenfügen der Elemente erforderlich sind.

Insgesamt weist die Erfindung mit den vorgeformten Bauelementen 10 als Verbundkomponente aus einem Grundtei! 1 mit ultrahochfestem Beton und mindestens einer darin integrierten Halterung 2 eine Vielzahl von verschiedenen Vorteilen auf: freie Formen in dreidimensionaler Ausrichtung möglich, keine Beschränkung auf lineare Ausgestaltungen

freie Formgestaltung in der Querschnittsform, der Ausrichtung und der Oberflächengestalt

vorteilhafte Wärmeleitwerte im Vergleich zu konventionellen Aluminiumoder Stahlbauteilen

besondere Brandschutzeigenschaften direkt integrierbar durch Mischung von brandhemmenden Wirkstoffen in dem Gussmaterial

sehr hohe Längen, Breiten und Spannweiten mit Trägerelementen möglich dreidimensionale Gestaltung von Oberflächen möglich

leicht Herstellbarkeit durch Formen mittels Gussformen

schnei! und leichte Installation

selbsttragende Gebäudekonstruktionselemente ohne zusätzliche Tragelemente zu erfordern

Schnelligkeit der Montage und des Aufbaus Einsatz von konventionellen Verbindungselementen wie Schrauben oder dergleichen (keine Spezialverschraubungen erforderlich)

Vorfertigung von Bauelementen getrennt von der Baustelle

Anwendung als Außenfassade, Außendecke oder als Innenwände mit direkter Integrierung von Glasfenstern ohne Zusatzkomponenten.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und Merkmale beschränkt und umfasst sämtliche Ausgestaltungen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche. insbesondere kann die Querschnittsform des Bauelements 10 variieren und beispielsweise eine rechteckige Querschnittsform, eine runde Querschnittsform oder eine ovale Querschnittsform sein. Alternativ und vorzugsweise kann auch ein freigeformter Querschnitt für das Bauelement 10 vorgesehen werden. Mit der Erfindung sind beliebige Querschnittsvariierungen realisierbar. Auch kann die Form der Halterungen 2 variieren. Anstatt von aus metallischen Schienen hergestellten Halterungen 2 in Form von Schraubkanälen 5 können beispielsweise Klemmhalteelemente, Schraubbuchsen oder ähnliches durch ein formflüssiges Umgießen in dem ultrahochfesten Betonmaterial mit integriert werden.

Claims

Ansprüche

1. Vorgeformtes Bauelement (10) für Gebäude und gebäudeähnliche Konstruktionen, insbesondere Fassaden, Decken oder Dächer, mit einem aus gegossenem Material hergestellten Grundteil (1), welches mindestens abschnittsweise mit in dem Gussmaterial des Grundteils (1) vorgesehenen Halterungen (2) für Anbau- teile wie Fenstern, Verschraubungen, Fassadenplatten, oder Deckenplatten versehen ist, wobei die Halterungen (2) in Form von Einsätzen, Schienen oder Schraubkanälen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (1) im Wesentlichen aus in Formen gegossenem ultrahochfestem Beton besteht und dass die Halterungen (2) durch Umgießen mit ultrahochfestem Beton in dem Grundteil (1) an vordefinierten Positionen fest fixiert und direkt integriert sind.

2. Bauelement (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (2) mit strukturierten Oberflächen und/oder Profilierungen (3) an mindestens einer der Außenseiten zur formschlüssigen Verbindung mit dem Grundteil (1 ) gebildet sind.

3. Bauelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (1) ein gerades oder gebogenes Trägerelement in Form eines Längsoder Querträgers einer Fassade oder Decke oder einer Kombination davon ist.

4. Bauelement (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (1) eine dreidimensionale Form und/oder Oberfläche aufweist, welche durch eine entsprechende Gussform des ultrahochfesten Betons festgelegt ist.

5. Bauelement (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Längs- oder Querträger einer Fassade oder Decke mit direkt angeformten Anschlussteiistücken (9) aus gegossenem ultrahochfestem Beton ist.

6. Bauelement (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (2) in Form von stranggepressten oder extrudierten metallischen Profilen insbesondere aus Aluminium mit integriertem Schraubkanal (5) vorgesehen sind.

7. Bauelement (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (2) lammeienartige Vorsprünge (4) zur Verankerung und Fixierung in dem gegossenen Material des Grundteils (1) aufweisen.

8. Bauelement (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ultrahochfeste Beton des Grundteils (1) Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, Karbonfasern oder Metallfasern, aufweist.

9. Bauelement (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gegossenen Grundteil (1) Löcher und/oder Ausnehmungen (12, 13) mittels Einlageteilen beim Gießen vorgesehen sind.

10. Bauelement ( 0) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Grundteils (1) über die Längserstreckung entsprechend erforderlicher und vordefinierter Festigkeiten in der Statik des eingebauten Bauelements variiert.