DE1290697B - Bauelement aus einem Vorderwandteil, einem Rueckwandteil und diese verbindenden Streben - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement, bestehend aus einem Vorderwandteil, einem Rückwandteil und diese verbindenden Streben, ein Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente und eine aus diesen gebildete Wand, Decke oder ähnliche Konstruktion.
• Bekannte Bauelemente lassen sich nach dem verwendeten Werkstoff in zwei Gruppen einteilen: schwere Bauelemente aus billigem Werkstoff, der aber geringe Festigkeit aufweist, und leichte Bauelemente aus teurem, aber hochfestem Werkstoff. Die Nachteile der schweren Bauelemente liegen auf der Hand. Wegen des großen Gewichts können die einzelnen Elemente nur geringe Abmessungen aufweisen, so daß die Montage bzw. der Zusammenbau sehr teuer wird. Insbesondere wenn eine Demontierbarkeit erforderlich ist, sind diese Bauelemente kaum zu verwenden. Die Leichtbauelemente haben folgende Nachteile: entweder ist die Festigkeit zu gering, so daß zusätzliche Stützkonstruktionen, z. B. aus Stahl, erforderlich werden, oder der Materialaufwand wird so groß, daß sie in der Herstellung zu teuer werden.
• Es ist ein Bauelement bekanntgeworden, das aus einem Vorderwandteil, einem Rückwandteil und diese verbindenden Streben besteht. Dieses Bauelement besteht aus den üblichen für Bausteine gebräuchlichen Materialien und ist daher, um die nötigen Kräfte aufnehmen zu können, sehr dickwandig und schwer ausgebildet. Die Verbindung mit anderen Elementen erfolgt durch Mörtel usw., das heißt die Bausteine können nicht ohne weiteres voneinander gelöst werden. Zweck des bekannten Baulements ist es, eine gute Luftzirkulation bzw. Beheizung der Wand zu ermöglichen.
• Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, ein Bauelement zu schaffen, das mit geringstem Materialaufwand leicht und billig unter Verwendung von möglichst wenigen und kleinen Einzelformteilen herstellbar ist und in zusammengebautem Zustand eine große Festigkeit aufweist, so daß es z. B. auch für Hallendecken und frei stehende Wände benutzt werden kann und daß außerdem durch geringes Gewicht die Montage und Demontage relativ großräumiger Bauelemente ohne Verwendung von Kränen usw. in kürzester Zeit durchzuführen ist.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das im Querschnitt drei-, vier-, sechseckig od. dgl. ausgebildete Bauelement aus dünnwandigen, miteinander verspannbaren Einzelteilen aus zugfestem Werkstoff besteht und daß es mit benachbarten Bauelementen verspannbar ist.
• Die Bauelemente nach der Erfindung sind daher ganz besonders für frei stehende Wände, Hallendecken, usw. geeignet, insbesondere wenn diese beispielsweise für Ausstellungszwecke nur für kurze Zeit aufgestellt werden sollen. Zur Lagerung der Einzelteile wird nur ein sehr geringer Raum benötigt.
• Die Bauelemente, die in ihre Einzelteile zerlegt an die Baustelle transportiert werden können, werden vorteilhafterweise dort erst montiert. Es ergibt sich ein Bauelement, das eine ausreichende Steifigkeit hat, um es zu transportieren und zu montieren. Dabei werden vorzugsweise die Bauelemente so groß gestaltet, daß sie noch von zwei Monteuren leicht zu handhaben sind. Bei einem Ausführungsbeispiel wurde dabei ein Bauelement von etwa 2 m Durchmesser und 2 m Tiefe erzielt. Solche Baukörper können sowohl als ebene oder gekrümmte Begrenzungsflächen Wände oder Decken von großen Räumen (z. B. Hallen, Kuppelbauten) verwendet werden, aber auch als einzelne frei stehende Wände, wie sie z. B. für Freilichtkinos erforderlich sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es sogar möglich, eine solche Projektionswand von vorn und von hinten gleichzeitig zu benutzen. In diesem Fall kann zur Schalldämmung Füllmaterial eingelegt werden.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können das Vorderwandteil und das Rückwandteil einen umlaufenden, nach innen weisenden Randstreifen aufweisen. Der Randstreifen versteift diese Teile und ermöglicht es, jeden Randstreifen des Bauelements mit den Randstreifen benachbarter Bauelemente durch Schrauben od. dgl. zu verbinden. Ferner können vorteilhaft die Streben mit den Randstreifen des Vorderwandteils und des Rückwandteils durch Schrauben od. dgl. verbunden sein. Auf diese Weise entsteht ein schon im Montagezustand steifer und widerstandsfähiger Körper.
• Das Bauelement wird vorteilhaft so ausgebildet, daß in den Randstreifen des Vorderwandteils und Rückwandteils Aussparungen vorgesehen sind, die zur Aufnahme der vorstehenden Teile der Schrauben od. dgl. dienen. Durch diese Maßnahme wird die Montage der Bauelemente zu dem fertigen Bauwerk erheblich vereinfacht. Wenn ein Bauelement auf ein bereits montiertes benachbartes Bauelement aufgelegt wird, greifen dessen Schrauben od. dgl. in die Aussparungen ein und verriegeln es. Auf diese Weise kann ohne Gerüst treppenförmig gebaut werden, wobei getrennte Transport- und Montagekolonnen weitgehend unabhängig voneinander arbeiten können.
• Aus statischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn das Bauelement die Form eines Prismas mit einem im wesentlichen regelmäßigen sechseckigen Querschnitt hat.
• Die gewünschte hohe Zugfestigkeit und richtige Formgebung des Bauelements nach der Erfindung läßt sich besonders gut erzielen, wenn es aus armiertem Kunststoff gefertigt ist. Dabei sind die bevorzugten Armierungen Glasfasern oder Glasgewebe.
• Die am höchsten beanspruchten Stellen liegen in der Nähe der Löcher für die Schrauben od. dgl. Es hat sich als eine ebenso einfache wie wirkungsvolle Methode zur Verstärkung dieser Stellen erwiesen, daß die Armierung an diesen Löchern nicht durchschnitten wurde, sondern um die bereits bei der Fertigung eingeformten Löcher zur Aufnahme der Schrauben od. dgl. herum aufgestaut wurde. Dabei können auch gleich an diesen Löchern Ringscheiben einlaminiert sein.
• Die Festigkeit des Bauelements kann durch Vorspannung innerhalb der Kunststoffschicht erheblich erhöht werden. Diese Vorspannung kann nach einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Bauelements nach der Erfindung dadurch erzeugt werden, daß der armierte Kunststoff lagenweise laminiert wird. Dabei kann die Polymerisation der einzelnen Lagen zeitlich gegeneinander verzögert werden. Die zeitliche Verzögerung ist beispielsweise durch unterschiedliche Katalysatorbeimischung zu erzielen.
• Eine die Festigkeit einer aus Bauelementen nach der Erfindung gebildeten Wand, Decke oder ähnlichen Konstruktion kann dadurch weitererhöht werden, daß die Bauelemente durch zwischen ihren Vorderwandteilen und Rückwandteilen angeordnete Zugelemente zusammengespannt sind. Durch diese Maßnahme wird insbesondere die Biege- und Knicksteifigkeit wesentlich erhöht. Als Zugelemente können beispielsweise Drahtseile mit Spannschlössern verwendet werden.
• Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine im Zusammenbau befindliche Wand aus Bauelementen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht, F i g. 2 einen Schnitt durch die Randstreifen und Streben zusammengebauter Bauelemente, F i g. 3 einen Schnitt durch ein Detail an den Randstreifen nach dem Zusammenbau zweier Bauelemente nach der Erfindung.
• In F i g. 1 ist ein Bauelement 1 vor dem Zusammenbau mit weiteren Bauelementen herausgezeichnet. Es besteht aus je einem Vorderwandteil und Rückwandteil, die aus je einem sechseckigen flachen Einzelteil und einem umlaufenden Randstreifen 3 bestehen, der zusammen mit den flachen Einzelteilen aus einem Stück besteht. Die flachen Vorder- und Rückwandteile 2 können, falls es auf die Dichtigkeit bzw. Geschlossenheit der äußeren Fläche nicht ankommt, aus Gewichts- und Kostenersparnisgründen in der Mitte ausgeschnitten sein. An vier Ecken der Vorder- und Rückwandteile 2 sind z. B. mit Schrauben 5 Streben 4 befestigt, die die Vorder- und Rückwandteile in Abstand voneinander halten. Die Streben 4 haben einen winkelförmigen Querschnitt, bei regelmäßig sechseckiger Grundfläche der Vorder- und Rückwandteile 2 unter einem Winkel von 120°, wobei an den Enden der Streben 4 die eine Seite zur besseren Befestigung verbreitert ist.
• Die Bauelemente werden bei der Aufstellung einer Wand wegen der leichten Montage treppenförmig montiert. Es kann also auf das Baugerüst verzichtet werden. Schon bei dem Auflegen eines Bauelements auf zwei bereits montierte ergibt sich eine Verriegelung des aufgelegten Bauelements dadurch, daß die Köpfe der Schrauben 5 zur Befestigung der Streben 4 an den Vorder- und Rückwandteilen 2 in entsprechende Aussparungen 7 in den anderen Bauelementen 1 eingreifen. Wie in F i g. 2 dargestellt, werden die Bauelemente 1 durch die Befestigungsschrauben 8 an den Randstreifen 3 gegeneinander verspannt. In F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Randstreifen 3 von insgesamt vier Bauelementen 1 und den zugehörigen Streben 4 in der Ebene ihrer Befestigung untereinander durch Schrauben 5, 8 dargestellt. Bei der Montage werden zuerst die Schrauben 5 zwischen den Vorder- und Rückwandteilen 2 bzw. ihren Randstreifen 3 und den Streben 4 angezogen. Nach Zusammenstellung der Bauelemente 1 in der beschriebenen Weise werden die Befestigungsschrauben 8 durch Randstreifen 3 und Streben 4 hindurchgesteckt und festgespannt. Zur Verdeutlichung der Darstellung sind die Wandstärken und Größen der Befestigungsschrauben 8 in der F i g. 2 übertrieben dargestellt. An Stelle der Schrauben 5 können auch andere Befestigungsmittel verwendet werden, beispielsweise Spannanker oder Haftmagneten.
• Eine Wand aus Bauelementen 1 nach der Erfindung kann durch Zugelemente 6, z. B. durch Stahlseile (F i g. 1), in ihrer Gesamtheit auf Druck vorgespannt bzw. gegen das Fundament verspannt werden. Durch eine gewisse Vorspannung dieser Zugelemente 6 kann die gesamte aus einzelnen Bauelementen 1 zusammengesetzte Konstruktion Belastungen vom Vielfachen ihres Eigengewichtes ertragen. Die Bauelemente 1. können sowohl allein durch innere Abspannung als auch äußere Abspannung so gekoppelt oder gelagert werden, daß sie den Gleichgewichtsbedingungen genügen.
• Die Bauelemente 1 werden vorteilhaft aus einem z. B. mit Glasmatten oder Glasgeweben armierten Kunststoff hergestellt. Die Formen hierfür sind besonders einfach herzustellen. Wie F i g. 3 zeigt, können die Löcher 11 für die Befestigungselemente gleich in der Form berücksichtigt werden, wobei sich die Armierung um die Löcher 11 herum anstaut und somit eine Verstärkung 12 dieser gefährdeten Teile ergibt. Ringscheiben 13 können ebenfalls gleich in die Form eingelegt und in den Kunststoff eingebettet werden.
• Die Herstellung dieser Bauelemente 1 ist nur dann wirtschaftlich, wenn sie eine besonders hohe Festigkeit aufweisen.
• Weiter ist es vorteilhaft, das Laminieren des armierten Kunststoffes in mehreren Lagen vorzunehmen, weil dadurch die Schrumpfung der später laminierten Schicht behindert wird, so daß eine die Festigkeit und den Elastizitätsmodul steigernde Vorspannung hervorgerufen wird. Dabei ist es nicht notwendig, die vollständige Schrumpfung der einzelnen Schichten abzuwarten. Die Polymerisation und Schrumpfung der einzelnen Schichten kann zeitlich unterschiedlich eingestellt werden.
• Insbesondere die Kanten, d. h. die Verbindungsstellen zwischen den Vorder- bzw. Rückwandteilen 2 und den Randstreifen 3, werden dadurch verstärkt, daß außer der durchgehenden Laminatschicht 9 eine weitere Laminatschicht 10 aufgetragen wird (F i g. 3). Diese Anordnung der Laminatschichten 9, 10 hat infolge der damit erzielten Vorspannung einen besonders günstigen Einfluß auf die Festigkeit der Bauelemente 1.
• Auf diese Weise läßt sich die Materialvorspannung der Einzelteile bei der Herstellung aus Kunststoffen durch verschieden starke Armierung und verschiedenartige Füllstoffe hervorrufen oder steuern.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind abweichend von dem konkreten Ausführungsbeispiel andere Ausführungsformen denkbar. Zum Beispiel können die Bauelemente aus Metall oder Glas bestehen, wobei im zweiten Fall das Glas durch eingelegte Metallstränge armiert werden kann. Auch hierbei läßt sich eine Materialvorspannung der einzelnen Teile durch differenzierte thermische Behandlung dieser Materialien bei ihrer Herstellung erzielen. Die Bauelemente können den unterschiedlichen Gegebenheiten angepaßte Formen aufweisen, z. B. kann die Grundfläche auch drei- oder viereckig sein.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Bauelement, bestehend aus einem Vorderwandteil, einem Rückwandteil und diese verbindenden Streben, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt drei-, vier-, sechseckig od. dgl. ausgebildete Bauelement (1) aus dünnwandigen, miteinander verspannbaren Einzelteilen aus zugfestem Werkstoff besteht und daß es mit benachbarten Bauelementen (1) verspannbar ist. z. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderwandteil (2) und das Rückwandteil (2) einen umlaufenden, nach innen weisenden Randstreifen (3) aufweisen. 3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Randstreifen (3) des Bauelements (1) mit den Randstreifen (3) benachbarter Bauelemente durch Schrauben (8) od. dgl. verbindbar ist. 4. Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (4) mit den Randstreifen (3) des Vorderwandteils (2) und Rückwandteils (2) durch Schrauben (5) od. dgl. verbunden sind. 5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Randstreifen (3) des Vorderwandteils (2) und Rückwandteils (2) Aussparungen (7) vorgesehen sind, die zur Aufnahme der vorstehenden Teile der Schrauben (5) od. dgl. dienen. 6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es die Form eines Prismas mit einem im wesentlichen regelmäßigen sechseckigen Querschnitt hat. 7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, .daß es aus armiertem Kunststoff gefertigt ist. B. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit Glasfasern oder Glasgeweben armiert ist. 9. Bauelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung sich um die bereits bei der Fertigung eingeformten Löcher (11) zur Aufnahme der Schrauben (5, 8) od. dgl. herum anstaut. 10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Löchern (11) zur Aufnahme der Schrauben (5, 8) od. dgl. Ringscheiben (13) einlaminiert sind. 11. Verfahren zum Herstellen des Bauelements nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch lagenweises Laminieren des armierten Kunststoffs eine Vorspannung hervorgerufen wird. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation der einzelnen Lagen zeitlich gegeneinander verzögert wird. 13. Aus Bauelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gebildete Wand, Decke oder ähnliche Konstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (1) durch zwischen ihren Vorderwandteilen (2) und Rückwandteilen (2) angeordnete Zugelemente (6) zusammengespannt sind.