DE2435462A1

DE2435462A1 - Verfahren zur errichtung von bauwerken mittels vorgefertigter elemente

Info

Publication number: DE2435462A1
Application number: DE2435462A
Authority: DE
Inventors: Wolf Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-07-23
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1976-02-05

Description

Verfahren zur Errichtung von Bauwerken mittels vorne fertigter Elemente.
Beschreibung.
Verfahren zur Errichtung von Bauwerken mit vorgefertig ten elementen sind bekannt0 Bei diesen Verfahren kommen entweder a) vorgefertigte Fertigteile in Form von Stützen, Balken, Platten u.s.wO, die erst auf der Baustelle zu Gebäuden zusammengesetzt werden müssen, oder b) vorgefertigte Fertigelemente zur Verwendung, die bereits aus Decken- und Wandscheiben bestehen und als halb-oder ganzfertige Raumeinheiten zur Baustelle transportiert und dort aneinandergefügt werden.
Beiden Verfahrensarten liegt der Wunsch zugrunde, durch Verwendung fabrikmässig hergestellter Teile das Bauen wirtschaftlicher zu machen.
Beide Verfahrens arten weisen aber erhebliche Nachteile auf Bei den unter a) genannten Verfahren sind einerseits stets sehr umfangreiche Vor-Zu-und Nacharbeiten handwerklicher Art nötig; andererseits beengten die dennoch gegebenen Mas= se der Fertigteile das Planen doch ganz erheblich.
Die unter b) genannten Verfahren gestatten zwar eine weiter gehende Vorfabrikation als die unter a) genannten, jedoch wird hierbei die Gestaltungs- und Planungsmöglichkeit auf ein blosses Addieren der Einzelelemente reduziert und der durch die fabrikmässige Herstellung der Elemente vielleicht erreichte Linsparungseffekt wird durch die enormen Kosten, die durch Einsatz schwerer Spezial= maschinen für Transport und Montage mit diesem Verfahren zwangsläufig verbunden sind, wieder zunichte gemacht.
Es galt also, ein Verfahren zu entwickeln, das zwar die Vorteile fabrikmässiger Elementherstellung ausnützt, dem aber gleichzeitig die unter a) und b) genannten Mängel nicht anhaften.
Dies wird mit dem hier beschriebenen Verfahren zur Er= richtung von Bauwerken mit vorgefertigten Gitterelementen erreicht0 Seinc besonderen Merluriale sind Die Die einzelnen Gitterelemente bestehen im Prinzip nur aus Stäben. Dadurch ist der Materialanteil, bezogen auf den Raumanteil, der mit ihnen darstellbar ist, sehr klein und somit das Gewicht der Gitterelemente sehr gering.
2) Die einzelnen Gitterelemente sind so ausgebildet, dass sie nach ihrer Aufstellung sofort und ohne Hilfsstütuen frei stehen und auch sofort voll belastbar sind.
3).. Zusammengefügt ergeben mehrere Gitterelemente eine Ske= lettkonstrucktion mit gitterartigen Wand-und Deckenteilen.
4) Erst nach der Aufstellung der Tragkonstruktion werden die Decken und fände durch Schliessen der Wand-und Decken gitter gebildet.
Zu 1): Aufgrund des geringen Gewichtes lassen sich die Gitterele mente leicht transportieren und aufstellen. Alle Arten von Wohnhäusern, Schulen, Krankenhäusern, Verwaltungsbauten, Betriebsgebäuden uOs .w. können unter Verwendung von Git= terelementen erstellt werden, die so bemessen sind, dass ihre liasse und Gewichte im normalen Strassenverkehr zugelassen sind.
Zu 2): Zur Herstellung von Gitterelementen können praktisch alle in der Bauindustrie bereits bekannten Materialien verwen= det werden; ebenso können Gitterelemente sowohl liomogen aus nur einem einzigen Material als auch aus mehreren verschiedepartigen Materiatien zusammengesetzt sein.
Dabei bilden die Teile eines jeden Gitterelementes einen Sonstruktionsteil, der im Prinzip ein halber Dreigelenk= bogenträger ist. Ein Gelenk dieses Greigelenkbogenteile s - meist das untere Gelenk - ist als Achse ( Fig.l/a) oder als Halbachse (Fig.1/c) ausgebildet, auf der sich das Git= terelement radial bewegen kann, die aber zugleich das Um fallen des Gitterelementes im achsialen Sinn verhindert.
Dieses Grundprinzip des auf einer Achse sich abstützenden Dreigelenkbogenstückes liegt allen Gitterelementen zu= grunde und es ermöglicht, von Fall zu Fall ergänzt durch Teile, wie sitin Fig. l/h,d und e schematisch dargestellt sind, das Zusammenstellen der verschiedenartigsten gitter= artigen Raurngebilde. ( Fig.2; Fig0 3; Fig.4) Zu 3): Die Figuren 5 mit 14 zeigen nun Beispiele verschiedenarti= ger pranktischer Auslegungsmöglichkeiten der zuvor im Sche= ma dargestellten Nonstruktionsart, die sich für ein - und mehrge.schossige Bauwerke gleichermassen eignet.
Im Bedarfsfall können Endstücke (ESt) rechtwinkelige bezw.
senkrechte Tragwerksabschlüsse bilden.
Von besonderer bedeutung ist ferncr, dass durch die fili= granartige Skelettstuktur des Gesamttragewerkes die Frei= zügigkeit in der Grundriss-und Fassadengestaltung kaum be= schnitten wird. Denn neben der ans ich schon gegebenen Vari= ierbarkeit im rechtwinkeligen System können durch entspre= chendes Iqirzen bzw. Schmälern entsprechender Gitterelemente beliebige Winkel in den Fluchtlinien der Fassaden erreicht werden und sotTohl in den Decken als auch in den @änden Öffnungen für Fenster, Türen, Treppen, Liftschächte u.s.w.
an fast allen Stellenbeliebig vorgesehen werden.
Zu 4): Im Gegegnsatz zu den meisten anderen und unter b) genann= ten Verfahren, bei denen elemente niit bereits fertigen oder doch fast fertigen Decken und Wänden verwendet werden, kommen hier diejenigen Bauteile, die die Decken und Wände vollenden, erst dann zum einbau, wenn die tragende Kon= struktion bereits fertig steht. Das hat nicht nur den Vor= teil, dass die Gitterelemente selber leichter sind ( keine Wand-und Deckonscheiben, sondern nur dünne Stäbe!) und so= mit auch leichter bei der Montage zu handhaben sind, son= dern darüberhinaus aucii noch den sehr wichtigen Vorteil, dass die wand-und deckenschliessenden Teile während der Aufstellarbeit nicht beschädigt werden können, da sie zu diesem Zeitpunkt ja noch garnicht im Bau eingebracht sind.
Zwar zeigt Fig.5 (Ansicht und Schnitt), dass Wandscheiben (WSch) nicht nur zur Ausfachung der Wandfelder, sondern auch zur Auflagerbildung für die Gitterelemente darüber= liegender Geschosse verwendet werden können und dies be= sonders dass, wenn die senkrechten Stützen der Gitterele mente übereinander stehen sollen ( vergl. Fig.5/I mit Fig.5/II !); doch können zur Bildung derartiger Auflager auch Unter züge (Fig.6/I), Überzüge (Fig.6/II) oder pfettenartige Schwellen, die über den O.K. der Gitterelemente des unte= ren Geschosses liegen (7'ig.6/III),angewandt werden. Die Geschosshöhe X bleibt hiervon unberührt.
Das Schliessen der Wände der Gitterkonstruktionen kann auf unterschiedlichste Art erfolgen.
Eine davon besteht im Einsetzen von kasettenartigen Wand= elementen (Fig.15- 1). Diese Wandelemente bestehen aus Rahmen, die in die offenen Felder zwischen den Stäben der Gitterwände genau einpassen und die an einer Seite fest mit einem Kasettenboden verbunden sind ( Fig.15- 1/a1; 1/b; $1/c1 ).
In der Zeichnung liegt dieser Kasettenbodan'- an der Aus= senseite der Wand und der ILasettendeckel (Fig.15- 1/a2 l/c2) an der Innenseite. Genausogut kann das Element na türlich auch umgekehrt aufgebaut sein und der Kasetten= boden innen und der Lasettendeckel aussen liegen. Wichtig ist nur, dass stets der aussenliegende Kassetenteil luft= durchlässiger als der innenliegende Teil ist In der-hier als Beispiel dargestellten Ausführungsart be= steht der aussenliegende Kasettenboden aus schuppenartig oder Lamellenartig einander überlappenden Teilflächen, die, um die Fassadenaussenseite zwar wasserabweisend, je= doch luftdurchlässig zu halten, sowohl an ihren tberlap= pungsstellen als auch im Bereich der Anschlüsse an die Rahmenteile Luftlöcher oder Perforationen aufweisen.
Im Innenraum der durch Kasettenboden und Kasettenrah= men und durch den Kasettendeckel gebildeten Kammer be= findet sich geeignetes wärmedämmendes Material in ent= sprechender Stärke (Dä).
Der Kasettenboden ist so ausgebildet, dass seine Ränder ganz oder teilweise über die Rahmenaussenseiten überste= hen und als Anschlagflächen über die Aussenflächen der Gitterelemente reichen und dort anliegen (Fig. 15 - 3a+b).
Auf diese Weise verhindern sie das Hindurchrutschen der kasettenartigen Wandelemente durch das Gitter der Trag= konstruktion nach innen.
An der Innenseite der Wand werden daraufhin die in die Tragkonstruktion eingeschobenen, aber noch offenen Wand= elemente mithilfe der Kasettedeckel (Fig.1/a2 und 1/c2) geschlossen. Diese Kasettendeckel können beispielsweise einseitig ( unten ) in geeignete Nuten der Kasettenrahmen eingehängt und anderseitig ( oben ) mit dem Kasettenrah= men verschraubt werden. Die ebenfalls über den Rahmen ?in= ausragenden Ränder des Kasettendeckels bilden die innen= seitigen Anschläge der Wandelemente und verhindern das Hin= durchrutschen der Wandelemente nach aussen.
Wandelemente lassen sich aus den verschiedenartigston Ma= terialien und mit den verschiedenartigsten Einbauten wie Fenstern, Türen, Heizkörpern, Lüftungs-und Klimaanlagen, Installationen aller Art u.s .w. herstellen0 Natürlich sind Wandelemente dieser Art auch zum Einbau an Skelettkonstruktionan geeignet, die auf anderer als der hier beschriebenen Konstruktionsart beruhen.
Eine andere dort, Wandflächen zu schliessen, besteht i Anbringen von ausrollbaren, gerippton Wandverkleidungen (Fig. 16; Fig.17).
Die Rippen dieser Ausrollbahnen (R) greifen lamellen(L)-oder schuppenartig übereinander, wobei in den Gelenkzonen (G) regengeschützte Lüftungsöffnungen liegen. Die Rippen übernehmen die Aussteifung der Verkleidung von Stütze zu Stütze, die Stösse der ahnen können, je nach Laterial, miteinander verschweisst, verklobt, überlappt oder abge= deckt ausgebildet werden.
Derartige gerippte Bahnen lassen sich aus verschieden= artigen Materialien herstellen, In Fig. 17 a) zurn Bei= spiel bestehen die Lamellen (L) aus Kunststoff, die ;ip= pen (R) sind durch einlage einer Stahlarmierung (A) ver= stärkt und die Gelenkzone (G) wird dadurch gebildet, dass seinerseits durch geringere Materialstärke und andererseits durch die Perforation hier eine hohe Biegsamkeit erreicht wird0 Fig. 17-b zeigt eine ähnliche Auslegung, jedoch unter Verwendung starrer Lamellen und mechanischer Gelenke.
Zur Deckenausbildung eignen sich cbenfalls viele der bereits bekannten Methoden.
So werden z.B. in Figur 15 dielenartige Bauteile (2/aa) quer zur Richtung der Träger 3b der Tragkonstruktion verlegt. Hier ergibt sich die Nöglichkeit, die Dielen auch auf elastische Zwischenelemente (z.B. Fig.15/4) zu verlegen, wodurch gute tritt- und körperschalldämp= fende Effekte sowie eine hohe Gesamtelastizität des Ge= bäudes erreicht werden können.
Der Hohlraum, der bei diesem Verfahren zwischen U,I; der Deckendielel bzw.Deckenscheibe und der O.K. der untorge= hängten Deckenverkleidung (Fig. 15/5) liegt, ist für die Aufnahme von Illstallationen aller Art sehr wertvoll und nutzbringend.
Die Figuren 16-2 und 18 zeigen schliesslich eine rt von Deckenkonstruktion, bei der eine gerippte. aufrollbare Schalung einfach aber die Trager des Deckentragworks aus= gerollt wird. Auch hier können, zur Verbesserung von Schallschutz und Elastizität, elastische Zwischenelemente zwischen O.K. Deckenträger und U.K. Rippenschalung dadurch sehr einfach eingebracht werden, dass diese elsatischen Elemente einfach vor dem Ausrollen der Rollschalung auf die Oberflächen der Träger gelegt und dann von der Roll= schaltung überrollt werden.
Zusammen mit den Gelenkzonen (G) bilden die Rippen eine geschlossene Deckenschalung, die die Zwischenräume zwi= schen den Deckenträgern freitragend überspannt.
Die Rippen können verscknedenste Profile aufweisen und mit vielerlei Oberflächenstrukturen und Armierungen aus= gerüstet sein ( Beispiele siehe Fig. 18).
Werden Rippen nach dem Ausrollen der Schalung mit Beton, Schaumstoff oder dergl. ausgegossen, so entstehen Decken= scheiben von hoher Festigkeit.
In besonderen Fällen können Zusatzarmierungen in die Druck= zonen der Scheiben eingebracht werden ( Fig. 16 -2/a).
Ähnlich wie Armierungen oder zusätzlich zu diesen können die Rippen auch Installationselemente z.Be sanitärer, elek= trotechnischer oder heizungstechnischer Art aufnehmen.
Die Beweglichkeit in den Gelenlczonen (G) wird mit mecha= nischen Mitteln (z.B.Gelenke), mit gewebeartigen Konstruk= tionen oder durch biegsame oder elastische Stoffe erzielt.
Rollschalungen können so ausgebildet sein, dass sie als Dampfsperre wirken. Sie liegen als Unterschicht der Dach= scheibe an der richtigen Stelle und sind dort auch im Ver= lauf der Dachaufbauarbeiten vor Beschädigungen geschützt.
Eine weitere Art, Deckenscheiben auf Deckenträger einfach und kostensparend aufzubringen besteht darin, ebenfalls freitragende, jedoch spundwandartig einander zugeordnete Rippenschalungen zu benützen ( Beispiele zeigt Fig.19 a)b).
Die Rippenschalungen können so konstruiert sein, dass sie nach dem Betonieren leicht demontierbar sind (Fig.19, z.B.
c) ; d); e) ;f) Desweiteren ist es möglich, solche Schalungen so zu bauen, dass die Rippenquerschnitte veränderbar sind ( Deispiel Fig.20 a);b;). Zur Verbindung der Schalungsteile können Leisten, Klammern, Spangen und Bolzen verwendet werden.
Rippenbahnen, Roll- und Spundwandschalungen können aus fast allen bekannten Materialien organischer und anorga= nischer Art gefertigt werden und können natürlich nicht nur in Verbindung mit Tragekonstruktionen aus Gitterele= menten verwendet werden, sondern überall dort, wo Wände und Decken herzustellen sind.

Claims

Verfahren zur Errichtung von Bauwerken mittels vorgefer=

tigter Elemente.

Patentansprüche.

10 Verfahren zur Errichtung von Bauwerken mittels vor= gefertigter Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass die Eie= mente Gitterelemente sind, die zu gitterartigen Tragkonst'ruk= tionen für Decken und Wände zusammengesetzt werden.

Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet,dass einzelnen Gitterelemente aus Stäben oder/und Stegen be= stehen, welche zusammen einen halben Dreigelenkbogenträger bilden.

3. Verfahren nach Anspr. 1.und 2.dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen, halbe Dreigelenkbogen biildenden Gitter= elemente in den Gelenkpunkten liegende Achsen aufweisen, die parallel zur Schnittlinie von Wand-und Deckenebene liegen.

Verfahren nach Anspr.1.bis3. dadurch gekennzeichnet; dass die in der Deckenebene liegenden Schenkel der Gitter= elemente in die gleiche Richtung weisen und / oder zur Bil= dung von Dreigelenkbogenträgern gegeneinander gerichtet sind.

50 Verfahren nach AnsprO10 bis 4o, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Anwendung der Gitterelemente im parallelen und oder rechtwinkeligen Sinn durch Verwendung von bogenförmigen bzw. entsprechend gekürzten oder gelängten Gitterelementen auch gebogene bzw beliebigwilielige Baufluchten erreicht werden0 6. Verfahren nach AnsprO 1.bis 5.,dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterelemente zusammen mit zu ihnen passenden Scha= lungsteilen zur Herstellung von in Ortbeton zu erstellenden Bauteilen dienen, 7;0 Verfahren nach Anspr. l.bis 6.,dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwischen den Stäben der Gitterelemen= te im Wandbereich mit scheibenartigen Wandelementen ausge= füllt werden, die wahlweise mit wärmedämmenden und/oder feuchtigkeitsabweisenden Baustoffen und/ oder Fenstern,Türen und Installationen aller Art ausgerüstet sind0 8. Verfahren nach Anspr. 1.bis 6.,dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwischen den Stäben der Gitterelemente im Wandbereich mit kassettenartigen Nandelementen ausgefüllt werden, welche jeweils aus einem Kassettenrahmen und den Kas= settenrahmen ein oder beidseitig abdeckenden Kassettenwänden bestehen.

9. Verfahren nach Anspr. 1.bis 8.dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der Gitterelemente ein-oder beidseitig von den Wandflächen der Wandelemente überdeckt werden und die Rande reiche der Wandflächen anschlagartig an den Gitterstäben an liegen und die Wandelemente in den Gittern festhalten.

10. Verfahren nach Anspr. 1.bis 9. dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Stäben der Gitterelemente eingefügten Wandelemente als Auflager für die Gitterelemente der darüber liegenden Geschosse dienen.

11. Verfahren nach Anspr.1.bis 10.,dadurch gekennzeichnet, dass auf die Gitterelemente des unteren Geschosses Schwellen oder Pfetten bzw. Uber-und/ oder Unterzüge als Auflager für die Gitterelemente des oberen Geschosses gelegt werden.

12. Verfahren nach Anspr.1.bis 11. dadurch gekennteichnet, dass vor den Stäben der Gitterelemente formsteife Wandverklei= dungen angebracht werden, die aufrollbar und/ oder faltbar und sindVoder aus einzelnen Lamellen bestehen, die einander schutz pen- oder schindelartig derart überlappen, dass sich zwischen den einzelnen Lamellen regengeschützte Kehlen bilden, in denen Lüftungszonen mit Löchern oder Perforationen liegen können.

130 Verfahren nach Anspr.12, dadurch gekennzeichnet,dass die Roll- oder/und Faltbarkeit der Wandverkleidungen mittels mechanischer Gelenke oder/und Zonen erreicht wird, in denen elastisches, biegsames oder gewebeartiges Material für die Beweglichkeit sorgt.

140 Verfahren nach Anspr.1.bis 13.dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der Gitterelemente Aussparungen aufweisen, die zur Aufnahme von Aufhan'gevorrichtungen und/oder Instal= lationen aller Art und zur Gewichtsersparnis dienen.

150 Verfahren nach Anspr,1.bis 14.dadurch gekennzeichnet, dass auf diejenigen Teile der Gitterelemente, die das Deken= tragwerk bilden, zuerst elastische Elemente und auf diese erst die eigentliche Deckenkonstruktion aufgebracht wird.

16. Verfahren nach AnsprOlobis 15. dadurch gekennzeichnet, dass auf diejenigen Teile der Gitterelemente, de das Decken tragwerk bilden, eine ausrollbare undtoder faltbare Rippen decke aufgebracht wird, die selbsttragend und/oder auf einer Un= terkonstruktion liegend die Stützweiten des Deckentragwerkes überspannt.

117 . Verfahren nach Anspr.16 dadurch gekennzeichnet, dass die Rippendecke aus Rippen besteht, die gelenkig, elastisch und/oder biegsam miteinander verbunden sind.

18. Verfahren nach Anspr.160 dadurch gekennzeichnet, dass die Rippendecke aus nebeneinander liegenden Einzelrippen be= steht.

19. Verfahren nach Anspr.15.bis 18. dadurch gekennzeich= net, dass die Rippendecke mit einer Belagskonstruktion zur Bildung von Fussboden-und/ oder Dachflächen versehen wird.

200 Verfahren nach AnsprO15.bis 18. dadurch gekennzeich= net, dass die Rippendecke als Schalung verwendet wird, dc ren Rippen mit Füllmaterialien wie Sand, Schaumstoff, Beton und dergl. ausgefüllt werden.

21. Verfahren nach Anspr. 20.,dadurch gekennzeichnet,dass die Rippen mit Armierungen versehen sind, die entweder fa= brikmässig oder erst auf der Baustelle oder unter Anwendung beider Verfahren in die Rippen und/ oder die Rippendecken= schalung eingebracht werden.

22. Verfahren nach AnsprO 18. dadurch gekennzeichnet,dass die Einzelrippen einer Rippendecke mittels mechanischer Ver= bindungselemente lösbar und/oder querschnitt-und/oder längen verstellbar miteinander- verbunden sind.

23. Verfahren nach Anspr.15.bis 220dadurch gekennzeichnet, dass die Rippendecke aus einem dampfsperrenden Material her gestellt wird.

24. Verfahren nach Anspr0l5.bis 22. dadurch gekennzeichnet, dass nicht dampfdichte Rippendecken mit dampfsperrenden Schich= ten versehen werden.

L e e r s e i t e