AT111U1 - Stiege - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Stiege mit einseitig in einer Mauer od.dgl. eingespannten, frei auskragenden Einzelstufen aus Natur- oder Kunststein, die im Bereich der auskragenden Enden an einem dem Stiegenlauf folgenden, langgestreckten Sicherungselement zusätzlich gehalten sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sanierung oder Verstärkung bestehender Stiegen mit einseitig eingespannten, frei auskragenden Einzelstufen aus.Natur- oder Kunststein.

Bei Stiegen der gegenständlichen Art bildet praktisch jede Einzelstufe einen einseitig eingespannten Kragarm, wobei zwar die Stufen einander im Randbereich überlappend aufeinander aufliegen können, aber sonst keine klare, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Stufen vorhanden ist.

Bei Lockerungen der Einspannung im Mauerwerk, also der Stiegenhauswange, sowie bei Inhomogenitäten im Stufenwerkstoff und bzw. oder örtlichen Überbelastungen und Schlägen auf die Stufen kann es zu einem Herauslösen einer Einzelstufe bzw. zu deren Bruch kommen, wobei vielfach dadurch bereits mehrere Stufen versagen oder sich aus dem Stiegenverband lösen. Diese Probleme treten in verstärktem Maße in Althäusern auf, wo derzeit keine exakte Möglichkeit 2 AT 000 111 ui besteht, die Tragfähigkeit der vorhandenen Stiegenkonstruktionen zu überprüfen bzw. im Bedarfsfall ohne großen Kostenaufwand zu verstärken. Es ist zwar, wie oben angegeben wurde, an und für sich bekannt, vor allem bei Althausstiegen mit geradem Verlauf, langgestreckte Sicherungselemente in Form von seitlich angebrachten Trägern, z.B. Flachstahllaschen oder Stahlwinkeln, vorzusehen, die mit ihren Enden im Endbereich jedes geraden Stiegenabschnittes, z.B. in Podesten, verankert werden, doch ist diese Art der Sicherung nur für Stiegen mit geradem Verlauf überhaupt möglich und gibt keine ausreichende Sicherheit, da die vorzusehenden Träger meist nur eine geringe Biegetragfähigkeit aufweisen und, da die weiteren Kriterien bei Altstiegen unbekannt sind, auch ein rechnerischer Nachweis über die erzielte Erhöhung der Tragfähigkeit derzeit praktisch unmöglich ist..

Es ist an und für sich bekannt, bei sich in ihrer Grundkonstruktion von Stiegen der eingangs genannten Art unterscheidenden Stiegen, nämlich .bei Stiegen mit. mit beiden Enden in Stiegenwangen, also Längsträgem, gehaltenen Stufen, diese Längsträger nicht einteilig auszuführen, sondern für jede Stufe einen eigenen Längsträgerabschnitt vorzusehen und diese Einzelabschnitte dann miteinander zu einem durchlaufenden Träger zu verbinden. Nach der US-PS 4 869 034 bestehen die einzelnen Längsträgerabschnitte aus Betonfertigteilen, die Einschiebenuten für ein Stufenbrett aufweisen, untereinander durch Zapfen-Lochverbindungen verbindbar sind und überdies mit Längsdurchführungsöffnungen für Spannglieder versehen werden, welche Spannglieder über die Stiegenlänge durchlaufen und nach der Vormontage der Stiege vorgespannt werden. Eine entsprechende Konstruktion ermöglicht es, bei Verwendung entsprechender Betonfertigteile, sowohl gerade als gewen-delte Stiegenläufe herzustellen. Aus der DE-OS 27 53 435 ist es bekannt, für geradläufige Stiegen ebenfalls aus 3

»I AT 000 111 Ul / den einzelnen Stufen zugeordneten Fertigteile herzustellende, mehrteilige Wangen vorzusehen, wobei die Fertigteile untereinander durch Schraubverbindungen verspannt sind.

Aus der WO/83 00 352 ist eine sogenannte Spindeltreppe bekannt, bei der die Spindel nicht wie sonst üblich als durchgehende Säule hergestellt wird, sondern aus zwischen den inneren Stufenenden eingelegten Säulenabschnitten besteht, wobei die Tragfähigkeit der Spindel dadurch erreicht wird, daß durch eine Öffnung der Stufen- und Säulenabschnitte ein Seil durchgezogen, mit einem Ende verankert und vom.anderen Ende her vorgespannt wird, so daß die Säule mit den Stufen einen vorgespannten Träger bildet. Aus- der US-PS 1 894 463 ist eine Stiege mit geradem Stiegenverlauf bekannt, bei der die Stufen aus Beton hergestellt und mit dem einen Ende in eine Mauer eingebettet sind. Die Stufen werden mit Nut-Federprofilen aneinandergereiht, wobei durch die frei auskragenden Enden Stangen gezogen und verspannt werden.

Alle diese bekannten Konstruktionen beruhen also auf dem Prinzip des "Spannbetons ohne Verbünde" bei dem in den Betonteilen durch die Vorspannung Druckspannungen erzeugt werden, um die sonst bei der Biegung auftretenden Zugspannungen zu reduzieren, aufzuheben oder sogar zu Überdrücken, um gegenüber nicht vorgespannten Konstruktionen die Biegesteifigkeit zu erhöhen und Zugspannungen innerhalb des Betonquerschnittes zu vermeiden bzw. auf ein zulässiges Maß zu reduzieren.

Bei Natursteinstiegen bzw. bei der Sanierung solcher Natursteinstiegen läßt sich das Prinzip des Spannbetons nicht anwenden, da die Stufen meist von Haus aus nicht entsprechend geformt sind und bei einer nachträglichen Verspannung an den Befestigungs-stellen im Mauerwerk zusätzliche, die Bruchgefahr erhöhende 4 AT 000 111 Ul

Biegebelastungen auftreten würden.

Zu erwähnen ist noch, daß das Prinzip der unmittelbaren Verspannung entsprechend vorgefertigter Elemente auch bei Metallstiegen Verwendung findet. Beispielsweise werden nach der US-PS 3 021 928 aus Metall gefertigte Stufenelemente in Seitenwangen mit Rohransätzen versehen, die bei der fertigen Stiege fluchten und durch die durchgehende Schraubanker geführt werden. Nach der US-PS 2 471 352 werden aneinandergereihte Stufenelemente aus Metall über Zugelemente flächig verspannt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stiege der eingangs genannten Art bei der unter Beibehaltung des architektonischen Charakters mit einfachen Mitteln und auch bei ganz oder teilweise gewendeltem Verlauf eine ausreichende Sicherheit gegen Zusammenbruch gewährleistet und die Tragfähigkeit erhöht wird. Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Sanierung oder Verstärkung bestehender Stiegen.

Die gestellte Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, daß das Sicherungselement wenigstens ein hochzugfestes, aber biegesteifes Spannglied, insbesondere ein Seil oder eine Spannlitze aufweist, dessen Relativlage zu den Einzelstufen zumindest in Vertikalrichtung festgelegt ist und aus dem nach der Montage durch Vorspannung eine Federsteifigkeit in vertikaler Richtung aufweisender Stützträger gebildet ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen, bei denen die Teile der Stiegenwangen durch die Spannelemente mit- 5 AT 000 111 Ul einander verspannt und dadurch ein biegesteifer Träger erhalten wird, strebt die Erfindung an, aus dem an sich biegeweichen Spannelement selbst durch die räumliche oder geradlinige Vorspannung einen Träger bzw. einen Teil eines Trägers für die Einzelstufen zu bilden, wobei wegen der leichten Biegsamkeit des oder der Spannelemente jedem beliebigen Verlauf der Stiege gefolgt werden kann, also auch gerade und gewendelte Abschnitte im Stiegenverlauf abwechseln können. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird das statische System jeder Einzelstufe (eingespannter Kragarm) in einen einseitig eingespannten, einseitig gelenkig gelagerten und elastisch gestützten Balken umgewandelt. Die FederSteifigkeit des gelenkigen Auflagers am Sicherungs-element hängt von der Vorspannkraft und der Stiegengeometrie ab. Es kann sowohl durch entsprechende Vorspannung und Ausbildung der Sicherungselemente eine Erhöhung der Gesamttragfähigkeit angestrebt werden, als auch nur eine Sicherungsmaßnahme gesetzt werden, um bei einem Bruch oder einem Lockern der Einspannung einer Einzelstufe dem Gesamtsystem noch ausreichenden Halt zu geben und einen Absturz einer oder mehrerer Einzelstufen zu verhindern.

Vor allem bei geraden Stiegenläufen könnte ein parallel-laufendes Spannglied ein zu weiches Auflager und damit größere vertikale Verschiebungen am Stufenende ergeben.

Es wird deshalb hier eine Ausführung bevorzugt, nach der das Spannglied zwar dem Stiegenlauf folgend, aber mit geringem, einer flachen Kettenlinie folgendem Durchhang angebracht ist. Das Spannglied kann dabei außerhalb des Stiegenlaufes z.B. in den Wänden oder den Podestplatten der Stiege verankert werden. Auch eine Vorspannung des Stiegenlaufes in sich ist möglich, wenn die Endstufen ein zuverlässiges vertikales Auflager gewährleisten.

Nach einer möglichen Ausführungsform ist das Spannglied 6 AT 000 111 Ul selbst in deren Endbereich an den Einzelstufen befestigt. Diese Konstruktion empfiehlt sich vor allem auch bei gekrümmten oder gewendelten Stiegenläufen, wobei dann das Spannglied einer Schraubenlinie auf einem z.B. kreis- oder ellipsenförmigen Zylinder folgt. Beim Vorspannen treten in Längsrichtung auf die einzelnen Stufen wirkenden Zugkräfte auf. Ein Herausziehen der Stufen wird aber durch eine keilförmige Stufenausbildung oder eine entsprechende Befestigung der Spannglieder an den Stufen verhindert. Allenfalls kann man die Einzelstufen auch durch Keile zusätzlich sichern. Je größer die Ganghöhe der Schraubenlinie und je kleiner der Zylinderradius ist, desto steifer wird die Gesamtkonstruktion und desto geringer können die Vorspannkräfte sein. Wenn die Innenwange des Stiegenlaufes der Schraubenlinie eines Zylinders folgt, so können auch beim Vorspannen keine Vertikalkräfte auf die Stufen wirken und die Stützwirkung des Spanngliedes kommt im wesentlichen erst bei einem Bruch einer Einzelstufe zum Tragen. Die Vorspannkraft wird entsprechend den jeweiligen Verhältnissen im Einzelfall so bemessen, daß unter der extremen Annahme des Bruches aller Einzelstufe nahe der Einspannung nur eine ausreichend kleine vertikale Verschiebung der Stufenenden auftreten kann, die zulässige Pressung in den Falzen der Stufe nicht überschritten wird und die auftretenden Spannkräfte von den hiefür vorgesehenen Stützkonstruktionen mit ausreichender Sicherheit aufgenommen werden.

Konstruktiv können an den freien Enden der Einzelstufen Befestigungselemente zur unverschieblichen Halterung des Spanngliedes angebracht werden. Ob man diese Halterungen am Außenende der Stufe oder etwas nach innen versetzt vor-sieht, richtet sich sowohl nach konstruktiven Gegebenheiten, als auch nach den Forderungen der Ästhetik. Falls das Spannglied das Gesamtaussehen der Stiege möglichst wenig beein- 7 AT 000 111 Ul , trächtigen soll, empfiehlt sich eine Konstruktion, bei der das Spannglied mit meist geringem Abstand vom Außenende angebracht wird. Dabei können die Sinzeistufen vorzugsweise an der Unterseite mit Einlegenuten für das Spannglied versehen sein, in denen dieses durch Einmörteln, Kleben od.dgl. gehalten ist.

Besonders bei .geraden Stiegenverläufen kann das Sicherungselement zusätzlich einen an den Stufenenden befestigten und wenigstens jeweils über einen mehrere Stufen umfassenden Stiegenabschnitt durchlaufenden Profilträger aufweisen, an dem das Spannglied.vorspannbar geführt ist. Hier wird das Spannglied vorzugsweise zum Untergurt des aus ihm und dem Profilträger bestehenden Gesamtträgers.

In allen Fällen kann für das Sicherungselement eine brandschutztechnische Umhüllung oder eine sonstige Verkleidung nach den Regeln des Brandschutzes im Stahlbau vorgesehen werden.

Die Erfindung ermöglicht auch ein relativ einfaches Verfahren zur Sanierung und Verstärkung bestehender Stiegen, wobei nach diesem Verfahren die schon beschriebenen Sicherungselemente nachträglich an den Einzelstufen der bestehenden Stiege angebracht und dann die Spannglieder vorgespannt werden. Bei der Sanierung und Absicherung erfolgen keine Eingriffe in das statische System des intakten Stiegenlaufes. Es können theoretisch beliebig viele Stufen brechen, ohne daß es zu einem Kollaps des gesamten Systems kommt. Falls wider Erwarten eine Einzelstufe gleichzeitig an zwei Stellen bricht, ist wegen der *

Reibung der Bruchflächen und des durch die Vorspannung behinderten Ausweichens der Stufen bzw. Stufenteile ein Durchfallen größerer Stufenteile nicht zu erwarten. Unter der extrem ungünstigen Annahme des Bruchs aller Stufen 8 AT 000 111 Ul im Bereich der Einspannung läßt sich auch mit den bekannten Berechnungsmethoden ein statischer Nachweis der Tragfähigkeit führen, wobei für häufig vorkommende, charakteristische Geometriefälle eine Typenstatik durchgeführt werden kann, so daß der Rechenaufwand im Einzelfall minimiert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise eine erfindungsgemäße, gewendelte Stiege in Draufsicht,

Fig. 2 eine Ausführungsvariante mit der Detaildarstellung von zwei Stufen in Seitenansicht,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante in einer der. Fig. 3 entsprechenden Schnittdarstellung und Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante in einer Schnittdarstellung gemäß Fig. 3·

In den Stahl-nur in licht.

Fig. 1 und 2 wurde das vorzusehende, z.B. aus einem oder Glasfaserseil bestehende Spannglied 1 jeweils einer dicken, strichpunktierten Linie 'veranschau-

Bei allen dargestellten Ausführungsformen besitzt die vorhandene Stiege Einzelstufen 2, 2a, 2b, 2c, die aus Natur-oder Kunststein hergestellt ,und in letzterem Fall gege-benenfalls mit Armierungseinlagen versehen sind. Die Stufen sind, wie nur in Fig. 1 dargesteilt wurde, mit dem einen Ende 3 in das Mauerwerk der Stiegenhauswand 4 eingespannt und bilden somit aus dem Mauerwerk frei auskragende Träger. 9 AT 000 111 Ul

An den freien Enden 5 der Stufen 2 sind in Fig. 1 nicht näher dargestellte Halterungen angebracht, an denen ein hochzugfestes, aber biegeweiches Seil 1 befestigt ist.

Dieses Seil 1 wird in Podesten 6 der Stiege in geeigneter Weise verankert und nach der Montage an den Stufenenden ’ 5 vorgespannt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sind mehrere Stufen 2a bzw. die Stufen eines vollständigen, geraden Stiegenlaufes an den uneingespannten Enden durch einen beim Ausführungsbeispiel als Winkelprofil dargestellten Träger 7 verbunden. Am Träger 7 ist eine Leiste 8 befestigt , die der Halterung und Führung des Spanngliedes 1 dient und die einen einer flachen Kettenlinie folgenden Verlauf des Spanngliedes 1 bestimmt. Bei der Vorspannung des Spanngliedes 1 wird dieses im wesentlichen zu einem unteren Gurtteil eines aus ihm und dem Teil 7 bestehenden Trägers. In den Fig. 2-5 wurden noch an den Stufen 2a - 2c befestigte Geländerstangen 9» 10 angedeutet.

Die Konstruktionen nach den Fig. 4 und 5 sind sowohl für geraden als auch für gewendelten Stiegenlauf geeignet.

Nach Fig. 4 ist an jeder Stufe 2b an dem nicht eingespannten Ende eine Haltelasche 11 befestigt und das Spannglied 1 ist in diese Haltelaschen 11 der aufeinanderfolgenden Stufen 2b eingefädelt und durch einen Querstift 12 gesichert.

Nach Fig. 5 sind die Stufen 2c an der Unterseite mit vorzugsweise schräg eingeschnittenen Nuten 13 versehen, die nach Einlegen des Spanngliedes 1 eine Mörtelfüllung 14 erhalten. \ 10

Claims (7)

1. AT 000 111 Ul Ansprüche : 1. Stiege mit einseitig in einer Mauer od.dgl. einge-spannten, frei auskragenden Einzelstufen aus Natur- oder Kunststein, die im Bereich der auskragenden Enden an einem dem Stiegenlauf folgenden, langgestreckten Sicherungselement zusätzlich gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (1, 7) wenigstens ein hochzugfestes, aber biegeweiches Spannglied (1), insbesondere ein Seil oder eine Spannlitze, auf weist, dessen Relativlage zu den Einzelstufen (2 --2c) zumindest in Vertikalrichtung festgelegt ist und aus dem nach der Montage durch an sich bekannte Vorspannung ein Federsteifigkeit in vertikaler Richtung aufweisender Stützträger gebildet ist.
2. 2. Stiege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied (1) dem Stiegenlauf folgend, aber mit geringem, einer flachen Kettenlinie folgendem Durchhang angebracht ist (Fig. 2 und 3)·
3. 3. Stiege nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Spannglied (1) selbst in deren Endbereichen an den Einzelstufen (2, 2b, 2c) befestigt ist.
4. 4. Stiege nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden (5) der Einzelstufen (2, 2b) Befestigungselemente (11, 12) zur unverschieblichen Halterung des Spanngliedes (1) angebracht sind.
5. 5. Stiege nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstufen (2c) vorzugsweise an der Unterseite 11 AT 000 Ul Ul mit Einlegenuten (13) für das Spannglied (1) versehen sind, in denen dieses durch Einmörteln, Kleben od.dgl. gehalten ist.
6. 6. Stiege nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement einen an den Stufenenden befestigten und wenigstens über jeweils einen mehrere Stufen (2a) umfassenden Stiegenabschnitt durchlaufenden Profil träger (7) auf weist, an dem das Spannglied (1) vorspannbar geführt ist.
7. 7. Verfahren zur Sanierung oder Verstärkung bestehender Stiegen mit einseitig eingespannten, frei auskragenden Einzelstufen aus Natur- oder Kunststein, dadurch gekennzeichnet , daß das bzw. die. nach den Ansprüchen 1-6 aus-gebildenten 'Sicherungselemente (1, 7) nachträglich an den Einzelstufen (2 - 2c) angebracht und dann die Spannglieder (1) zu den Federsteifigkeit aufweisenden Stützträgern vorgespannt werden. 12