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Fertigbauteil, Verfahren zum Herstellen eines Gebäudes aus die-
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sen Fertigbauteilen und daraus hergestelltes Gebäude Die Erfindung
bezieht sich auf ein Fertigbauteil, auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gebäudes
aus solchen Fertigbauteilen und auf das hieraus hergestellte Gebäude stellt.
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Die Fertigbteilbauweise wird schon seit vielen Jahren als ein Mittel
zum Herabsetzen der Bauzeit und der Kosten eingesetzt.
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Fertigteilkonstruktionen haben den Vorteil, daß sich die Fertigbauteile
an entlegenen Orten, wie zum Beispiel in einer Fabrik, vorfertigen und dann anschließend
zur Baustelle transportieren lassen, wo sie zum Gebäude zusammengesetzt werden.
Die sich aus der Fertigteilbauweise ergebenden Vorteile werden dann noch deutlicher,
wenn sich das Fertigbauteil verhältnismäßig einfach herstellen läßt und sich damit
die Kosten zum Herstellen der Bauteile erniedrigen. Die Vorteile ergeben sich weiter
dann, wenn das Gewicht des Bauteiles so weit wie möglich herabgesetzt wird, so daß
es einfach zu handhaben und leicht an die Baustelle transportiert werden kann. Die
Konstruktive Integrität darf Jedoch nicht durch die Herabsetzung des Gewichtes beeinträchtigt
werden. Daher muß ein Kompromiß geschlossen werden, damit man ein Bauteil mit einerseits
niedrigem Gewicht und andererseits auch ausreichender Festigkeit und Stärke erhält,
damit es sich ohne Beschädigung handhaben und transportieren läßt. Das Gewicht und
die konstruktive Integrität des Bauteiles sind auch für seine Montage an der Baustelle
wichtig. Bei einem hohen Gebäude zum Beispiel müssen die dessen oberes Stockwerk
bildenden Fertigbauteile mehrere zig Meter angehoben werden, bevor sie an der Spitze
des Gebäudes montiert werden können.
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Ein weiterer Vorteil der Fertigbauweise von Gebäuden liegt darin,
daß sie das Errichten von Betonaufbauten um die Fertigbauteile herum zuläßt. Damit
entfällt die Notwendigkeit des Aufbauens von Stützen und einer Verschalung und deren
Entfernung beim Fortschreigten des Baues. Fertigbauteile, mit denen die oben genannten
Vorteile angestrebt werden, sind bekannt. Auf die US-PS 3 331 170 und 3 514 910
sei verwiesen.
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Die bekannten Fertigbauteile sind im allgemeinen zufriedenstellend.
Die mit der Fertigteilbauweise möglichen Vorteile nutzen sie jedoch nicht ausreichend
aus. Zum Beispiel sei gesagt, daß sich die bekannten Fertigbauteile aus Beton nicht
verhältnismäßig einfach vorfertigen lassen und daß sie nicht ausreichend leicht
sind, um ihre rertigungs- und Transportkosten wettbewerbsmäßig mit anderen Baukonstruktionen
vergleichen zu können. Da das Gewicht eines typischen Betonfertigbauteils mit einer
Bodenfläche von etwa 270 Quadratfuß zehn Tonnen übersteigt, müssen zur Montage der
Fertigbauteile an der Baustelle schwere Hebezeuge, wie zum Beispiel ein Gleiskettenkran,
verwendet werden. Diese schweren Hebezeuge müssen im allgemeinen bis zur Montage
der Fertigbauteile am oberen Stockwerk des Gebäudes an der Baustelle verbleiben.
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Dies kann leicht mehrere Monate dauern. Die Kosten des Verbleibens
dieser schweren Ausrüstung an der Baustelle erhöhen die Gesamtbaukosten ganz beträchtlich.
Die Gesamthöhe eines mit bekannten Fertigbauteilen aufgebauten Gebäudes ist schließlich
noch durch die Länge des Auslegers der verfügbaren Krane begrenzt, die in typischen
Fällen unter 70 m liegt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fertigbauteil und ein damit
verbundenes Verfahren, wodurch viele der Nachteile der bekannten Fertigbauteilkonstruktionen
vermieden oder ausgeschaltet werden. Das erfindungsgemäße Fertigbauteil läßt sich
verhältnismäßig einfach herstellen, bezogen auf den umbauten Raum hat es ein beträchtlich
herabgesetztes Gewicht, und es ist auch ausreichend leicht und doch angemessen fest,
um einen einfachen Transport vom Ort seiner Fertigung zur Baustelle zu gestatten
und um an dieser leicht mit einfachen Hebezeugen, wie zum Beispiel einem Kletterkran,
montiert zu werden.
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Eine Ausführungsform des Fertigbauteiles enthält mindestens zwei Seitenwände
und die Decke, die jeweils aus einer dünnen, vorzugsweise kontinuierlichen Schicht
oder Platte aus betonartigem Material bestehen. Die aus dem betonartigen Material
bestehenden Schichten oder Platten werden durch mehrere auf Abstand liegende metallische
Verstärkungsglieder verstärkt, die teilweise in eine Oberfläche der Platte eingebettet
sind. Der übrige Teil Jedes Verstärkungsgliedes verläuft außerhalb dieser einen
Plattenoberfläche und kann in eine Betonsäule oder -wand eingebettet werden, die
zwischen benachbarten Fertigbauteilen ausgebildet wird. Jedes Verstärkungsglied
verläuft vorzugsweise vollständig über die eine Plattenoberseite.
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Wie im folgenden noch weiter im einzelnen erläutert wird, dienen die
metallischen Verstärkungsglieder mindestens drei Hauptfunktionen. Die Verstärkungsglieder
verstärken die aus dem beton artigen Material bestehenden dünnen Platten, so daß
sie sich beim Zusammenbau zu einem Fertigbauteil nicht aufbiegen und im Fall der
die Seitenwände bildenden Platten nicht aufbuckeln, wenn ein betonartiges Material
zwischen die auseinanderliegenden Seitenwände benachbarter Fertigbauteile in dem
zu bauenden Gebäude eingegossen wird, um damit eine Gewicht tragende Säule zwischen
diesen Bauteilen auszubilden. Die Verstärkungsglieder können auch zum starren Verbinden
der die Decke, die beiden Seitenwände und den Boden bildenden Platten untereinander
verwendet werden, so daß das Fertigbauteil den beim Transport und bei seiner Montage
an der Baustelle auf es einwirkenden Kräften widerstehen kann. Die Verstärkungsglieder
dienen auch zur Verstärkung der zwischen benachbarten Bauteilen auszubildenden,
das Gewicht tragenden Säulen oder Wänden und zum starren Verbinden oder Integrieren
der benachbarten Bauteile mit der auf diese Weise gebildeten Säule oder Wand.
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Die metallischen Verstärkungsglieder können viele Formen annehmen.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein offener, vollwandiger Träger mit zwei auseinanderliegenden
Flanschen, die über ihrer Länge durch einen Steg miteinander verbunden sind. Die
Flansche ergeben eine zusätzliche seitliche Festigkeit Ftir die Verstärkungsglieder
und
ermöglichen, daß ein Teil jedes Gliedes, das heißt einer der Flansche,fest in die
dünnen, aus einem betonartigen Material bestehenden Platten eingebettet wird. Der
offene Steg vermindert damit im allgemeinen das Gewicht des Verstärkungsgliedes
und damit das Gesamtgewicht jedes Fertigbauteiles, während gleichzeitig genügend
Festigkeit für jedes Glied sichergestellt wird. An einem Beispiel sei gesagt, daß
eine Bauart eines offenen Vollwandträgers ein offener Vollwand-Stangenträger ist,
bei dem die beiden auseinanderliegenden Flansche durch eine Stange oder eine Schiene
miteinander verbunden sind, wobei in der Stange oder der Schiene hin- und hergehende
Biegungen sind.
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An jeder dieser Biegungen ist die Stange mit einem der beiden Flansche
verbunden.
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Unter dem in dieser Beschreibung verwendeten Ausdruck 2'betonartiges
Material" soll jedes fließfähige, härtbare Material wie zum Beispiel Beton oder
andere zementartige Materialien verstanden werden, die in ihrem fließfähigen Zustand
geformt oder gegossen werden können und die anschließend unter Bildung der erforderlichen
Struktur aushärten. Das zum Herstellen der dünnen kontinuierlichen Schichten oder
Platten der Seitenwände und des Bodens wie auch der anderen Teile des Fertigbauteiles
verwendete betonartige Material wird zum Herabsetzen des Gewichtes des Fertigbauteiles
vorzugsweise aus einem leichtgewichtigen Beton hergestellt.
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Die aus den Bauteilen herzustellenden und das Gewicht tragenden Säulen
oder Wände des Gebäudes werden aus einem der im Baugewerbe konventionellen Betons
hergestellt.
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Der Boden des Fertigbauteiles läßt sich auf eine von zahlreichen Weisen
herstellen. Zum Beispiel kann der Boden in der gleichen Weise wie die beiden Seitenwände
und die Decke hergestellt werden, das heißt aus einer dünnen, kontinuierlichen Schicht
oder Platte aus betonartigem Material mit in einer Oberfläche eingebetteten gegenseitigen
Abstand aufweisenden Verstärkungsgliedern, wie zum Beispiel offenen Vollwandträgern.
Für geringe Geräuschübertragung zwischen aufeinandergesetzten Fertigbauteilen sollte
der Boden vorzugsweise eine dünne kontinuierliche Schicht oder Platte aus einem
betonartigen Material mit aus einer Oberfläche
dieser dünnen Platte
herausragenden, auseinanderliegenden Rippengliedern enthalten. Diese auseinanderliegenden
Rippenglieder werden vorzugsweise aus einem betonartigen Material hergestellt, das
in einem Stück mit der dünnen Platte aus dem betonartigen Material gegossen wird.
Ebenso kann auch eine konventionelle Tafel aus einem betonartigen Material mit gleichförmiger
Stärke als Boden des Fertigbauteiles verwendet werden. Eine solche Konstruktion
hat im allgemeinen jedoch nicht ein so niedriges Gewicht wie die oben beschriebene
gerippte Platte aus dem betonartigen Material.
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Das Fertigbauteil wird aus den beiden Seitenwandplatten, der Dekkenplatte
und der Bodenplatte durch Zusammenbau dieser Teile in konventioneller Weise vorgefertigt.
Das heißt, daß die beiden Seitenwandplatten einen gegenseitigen Abstand voneinander
aufweisen und annähernd parallel zueinander sind, wobei die andere Seite der einen
Platte der anderen Seite der anderen Platte gegenüberliegt. Die Bodenplatte erstreckt
sich über die von den unteren Enden der sich gegenüberliegenden Seitenwandplatten
festgelegten Öffnung und die Deckenplatte erstreckt sich über diejenige Öffnung,
die von den oberen Enden der beiden sich gegenUberliegenden Seitenwandplatten bestimmt
wird. Die Rippenglieder und/oder die offenen Vollwandträger ragen von dem bewohnbaren
Volumen, das von dem das Fertigbauteil bildenden Platten umschlossen wird, nach
außen. Die offenen Vollwandträger der sich gegenüberliegenden Seitenwände verlaufen
vorzugsweise wie Stützen vertikal und die offenen Vollwandträger der Decke verlaufen
vorzugsweise wie Balken horizontal zwischen den Ecken, die von der Deckenplatte
und den beiden sich gegenüberliegenden Seitenwandplatten gebildet werden.
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Wie oben ausgeführt, ist es erwünscht, daß die dünnen Platten aus
dem betonartigen Material, die die beiden Seitenwände, die Decke und den Boden des
Fertigbauteiles bildet, unter Bildung einer steifen kastenartigen Konstruktion mit
einer Öffnung an den beiden sich gegenüberliegenden Enden fest miteinander verbunden
werden. Eine bevorzugte Einrichtung zum festen Verbinden der Deckenplatte mit den
beiden sich gegenüberliegenden Seitenwandplatten
liegt darin, die
oberen Enden mehrerer der offenen Vollwandträger der sich gegenüberliegenden Seitenwandplatten
zum Beispiel durch Schweißen fest mit den betreffenden Enden der offenen Vollwandträger
der Deckenplatte zu verbinden. Sofern die Bodenplatte eine dünne kontinuierliche
Schicht oder eine Platte aus einem betonartigen Material enthält, in das die Rippenglieder
integral eingegossen sind, wird die Bodenplatte mit den beiden sich gegenüberliegenden
Seitenwandplatten vorzugsweise dadurch fest verbunden, indem das untere Ende der
offenen Vollwandträger der Seitenwandplatten mit den am Rand der Bodenplatte versenkten
Metallankerplatten zum Beispiel durch Schweißen fest verbunden wird. Sofern die
Bodenplatte aus einer dünnen kontinuierlichen Schicht oder Platte aus einem betonartigen
Material mit in dieses eingebetteten offenen Vollwandträgern besteht, wird die Bodenplatte
vorzugsweise mit den beiden sich gegenüberliegenden Seitenwandplatten dadurch fest
verbunden, indem die unteren Enden der offenen Vollwandträger der beiden sich gegenüberliegenden
Seitenwandplatten mit den jeweiligen Enden der offenen Vollwandträger der Bodenplatte
zum Beispiel durch Schweißen fest verbunden werden.
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Die Stärke der dünnen kontinuierlichen Schichten oder Platten aus
einem betonartigen Material, das zum Herstellen der erfindungsgemäßen Fertigbauteile
verwendet wird, hängt von einer strukturellen Analyse der Platten ab. Die wichtigsten
Faktoren beim Festlegen der Stärke sind die Größe der Platte, die Größe der in diese
eingebetteten offenen Vollwandträger und der Abstand zwischen diesen. Als Beispiel
sei gesagt, daß die Stärke der Platten in einem typischen Fall zwischen 22 und 50
mm schwanken kann. Auf ähnliche Weise müssen auch die Größe und der Abstand der
offenen Vollwandträger durch eine strukturelle Analyse bestimmt werden. Als Beispiel
für die Tiefe der offenen Vollwandträger sei als typischer Wert etwa 75 bis etwa
250 mm genannt.
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Das Gesamtgewicht des Fertigbauteiles ergibt sich aus seinen Gesamtatmessungen
wie auch aus den anderen Veränderlichen, wie der Stärke der Platten und der Größe
und dem Abstand der offenen Vollwandträger. Wie oben ausgeführt, liegt einer der
Hauptvorteile des Fertigbauteiles darin, daß es mit konventionellen leichten
Hebezeugen,
wie zum Beispiel mit einem Kletterkran, angehoben werden kann. Ein solcher Kran
hat in einem typischen Fall eine Hebeleistung von rund neun Tonnen. Als Beispiel
sei gesagt, daß ein Fertigbauteil mit Innenabemessungen von acht FuB mal elf Fuß
mal vierundzwanzig Fuß erfindungsgemäß so konstruiert werden könnte, daß es ein
Gesamtgewicht von etwa neun Tonnen hätte. Die beiden Seitenwandplatten, die Deckenplatte
und die Bodenplatte würden daher jeweils aus einer etwa dreißig Millimeter starken
Schicht aus Beton mit niedrigem Gewicht hergestellt werden mit in diese Betonmasse
eingebetteten offenen Vollwandträgern mit einer Tiefe von 125 mm. Im folgenden wird
noch erläutert werden, daß ein solches Fertigbauteil einschließlich der Stirnwände
wie auch mit den notwendigen Zwischenwänden, der sanitären und der elektrischen
Installation völlig fertiggestellt werden würde und damit zum Aufstellen im Gebäude
bereit ist.
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Das erfindungsgemäße Fertigbauteil läßt sich zum Bauen eines einstöckigen
Gebäudes verwenden. Die Fertigbauteile sind jedoch auch zum Aufbauen von mehrstöckigen
Gebäuden sehr vorteilhaft. Beim Bau eines mehrstückigen Gebäudes werden die Fertigbauteile
für das erste Stockwerk zusammengesdzt, indem mindestens eine Seitenwandplatte jedes
Fertigbauteiles neben und annähernd parallel zu einer der Seitenwandplatten eines
anderen Fertigbauteiles gesetzt wird. Benachbarte Fertigbauteile liegen dabei auseinander
und begrenzen zwischen je einer ihrer Seitenwandplatten einen Raum. Wie im folgenden
noch genauer erläutert werden wird, dient dieser Raum zum Einschütten von Beton
zwischen die benachbarten Seitenwandplatten. Diese bilden damit Betonformen zum
Aufbauen der tragenden konstruktiven Hauptsäulen oder -wände des Gebäudes. Die Minimalbreite
des Raumes zwischen den Seiten der benachbarten Seitenwandplatten bestimmt sich
aus der Tiefe der offenen Vollwandträger, die von den benachbarten Seitenwandplatten
in diesen Raum hineinragen. Diese Tiefe liegt bei einem Minimum, sofern die Träger
vollständig miteinander verschachtelt sind. Falls die zwischen den benachbarten
Fertigbauteilen ausgebildeten Stützsäulen jedoch zusätzliche konstruktive Festigkeit
bringen müssen, dann können die Fertigbauteile mit jedem beliebigen Zwischenraum
angeordnet werden.
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Sobald die angrenzenden Fertigbauteile aufgestellt und zusätzlicher
Konstruktionsstahl, der für die Stützsäule erwünscht ist, wird der Raum zwischen
den benachbarten Seitenwandplatten mindestens teilweise mit dem betonartigen Material
gefüllt und damit zwischen den benachbarten Fertigbauteilen eine Stützsäule ausgebildet.
Die in den benachbarten Seitenwandplatten eingebetteten offenen Vollwandträger und
die Platten selbst sind steif genug, um dem seitlichen Druck zu widerstehen, der
durch den Beton bei dessen Einschütten und bei dessen Setzen entsteht. Sobald sich
die Stützsäule aus Beton anschließend selbst gesetzt hat, sind die offenen Vollwandträger
in die Stützsäule eingebettet und dienen zum Verstärken dieser Säule. Das heißt,
daß die die beiden benachbarten Seitenwände bildenden dünnen Platten aus einem betonartigen
Material wie auch die sich aus den Seitenwänden erstreckenden offenen Vollwandträger
nach dem Setzen des Betons mit der Stützsäule auf solche Weise integriert sind,
daß jedes Element in vollstem Umfang bei der Entwicklung der konstruktiven Festigkeit
des Gebäudes mitwirkt.
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Eine Kappe oder Schulter ist auf dem oberen Ende der Stützsäule zwischen
benachbarten Modulen zum Abstützen der nächsten Lage von Fertigbauteilen an deren
Einsatzort ausgebildet, während Beton dazwischengeschüttet wird. Teilweise erstreckt
sich die Schulter vorzugsweise über die beiden Seitenwandplatten auf jeder Seite
der Säule und entlang der gesamten Länge der Säule. Wenn somit eine Schulter am
oberen Ende einer Stützsäule auf jeder Seite eines Fertigbauteiles ausgebildet wird,
kann ein anderes Fertigteilbauelement unmittelbar über dieses Bauelement gesetzt
werden, wobei dessen Bodenplatte zwischen dem Sattel abgestützt wird, der durch
den verlängerten Abschnitt dieser beiden Schultern gebildet wird.
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Entsprechend läßt sich ein zweites Geschoß oder Stockwerk der Fertigbauteile
über dem ersten Geschoß aus Fertigbauteilen in der gleichen Weise wie dies oben
beschrieben wurde zusammensetzen.
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Sobald benachbarte Bauteile einmal an ihre Stelle gesetzt sind, kann
zusätzlicher Beton dazwischen eingeschüttet werden und bildet dann eine weitere
Stützsäule unmittelbar auf der Spitze derjenigen
Stützsäule, die
zwischen den einander benachbarten Bauelementen unmittelbar darunter ausgebildet
ist. Sobald damit die tragenden Wände zwischen benachbarten Bauelementen der zweiten
Schicht ausgebildet worden sind und damit diese Bauelemente integral mit der tragenden
Konstruktion des Gebäudes verbunden haben, können zusätzliche Stockwerke oder Geschosse.
der Bauelemente in ähnlicher Weise angeordnet werden.
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Da die erfindungsgemäßen Fertigteilbauelemente ein verhältnismäßig
niedriges Gewicht haben, können sie mit einem konventionellen Kran, wie zum Beispiel
einem Kletterkran, der in einem typischen Fall auf einem oder mehreren der oberen
Stockwerke des gerade gebauten Gebäudes abgestützt wird, angehoben oder hochgezogen
werden. Die endgültige Anzahl der Stockwerke oder Geschosse von Fertigteilbauelementen,
die zum Herstellen des Gebäudes aus diesen Elementen benötigt werden, ist damit
nicht wie bei den bekannten Fertigteilbauweisen beschränkt, bei denen das Bauteilgewicht
die Hebekapazität eines konventionellen Kranes im allgemeinen übersteigt und ein
Schwerlastkran, wie zum Beispiel ein Gleiskettenkran, w verwendet werden muß. Diese
Schwerlastkrane haben im allgemeinen eine maximale Auslegerlänge von etwa 228. Dies
begrenzt die Höhe eines Gebäudes, das sich bauen läßt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Ausbildung
eines Fertigteilbauelementes und in einem Verfahren zum Aufbauen eines Gebäudes
aus solchen Fertigteilbauelementen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung
eines Fertigteilbauelementes, das konstruktiv steif, aber in Gewicht verhältnismäßig
leicht ist, so daß es sich einfach transportieren und zum Aufbauen eines Gebäudes
leicht aufstellen läßt.
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Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung
eines Fertigteilbauelementes aus dünnen Schichten oder Platten eines betonartigen
Materials mit offenen Vollwandträgern, die sich aus diesem Material nach außen erstrecken
und den dünnen Platten konstruktive Integrität verleihen und die eine steife,
kastenartige
Konstruktion mit niedrigem Gewicht für die Fertigteilbauelemente schaffen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung
eines solchen Fertigteilbauelementes, bei dem die dünnen Platten Formen für den
Beton bilden, der zum Erzielen der Sttzsäulen oder tragenden Wände eines Gebäudes
eingegossen wird, das aus diesen Fertigteilbauelementen aufgebaut wird, und wobei
die dünnen Platten und die offenen Vollwandträger zu einem integralen Teil der Säulen
der Konstruktion werden.
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Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wnrd
die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: Fig. 1 eine perspektivische
Darstellung des Baues eines Gebäudes aus den erfindungsgemäßen Fertigteilbauelementen,
Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Gebäudes, Fig. 3 eine perspektivische
Darstellung einer Ausführungsform des Fertigteilbauelementes mit Darstellung der
gegenseitigen Lage der Decke, des Bodens und erz beiden sich gegenüberliegenden
Seitenwände, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Bodens
des Fertigteilbauelementes, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der in Fig.
3 gezeigten Ausführungsform de s des Fertigteilbauelementes mit Darstellung der
jetzt fest miteinander verbundenen Decke, des Bodens und der beiden sich gegenüberliegenden
Seitenwände, Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 5 gezeigten Fertigteilbauelementes,
Fig. 7 eine Schnittansicht der Decke des Fertigteilbauelementes von Fig. 6 mit besonderer
Darstellung einer Art des für die Decke vorgesehenen Verstärkungsgliedes,
Fig.
8 eine perspektivische Darstellung einer der oberen Ecken des Fertigteilbauelementes
unter besonderer Darstellung einer Einrichtung zum F festen Verbinden der Verstärkungsglieder
der Decke und einer Seitenwand untereinander, Fig. 9 eine perspektivische Darstellung
einer der unteren Ecken des Fertigteilbauelementes unter besonderer Darstellung
einer Einrichtung zum festen Verbinden der Verstärkungsglieder einer der Seitenwände
mit dem Boden, Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des
Fertigteilbauelementes, Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Fertigteilbauelementes
von Fig. 5 unter besonderer Darstellung einer in einer der Seitenwände vorgesehenen
Öffnung, Fig. 12 eine Aufsicht auf das Fertigteilbauelement, Fig. 13 eine Schnittansicht
eines Endes des Fertigteilbauelementes von Fig. 12, Fig. 14 eine Schnittansicht
durch das Fertigteilbauelement von Fig. 12, Fig. 15 eine Schnittansicht des Raumes,
der zwischen den beiden benachbarten Fertigteilbauelementen von Fig. 14 ausgebildet
ist, Fig. 16 eine Schnittansicht der zwischen den beiden benachbarten Fertigteilbauelementen
von Fig. 14 ausgebildeten Wand, Fig. 17 eine Seitenansicht einer Wand, die zwischen
benachbarten Fertigteilbauelementen auf zwei aneinander anstoßenden Böden eines
Gebäudes ausgebildet sein kann, Fig. 18 eine Teilaufsicht auf einen Boden eines
mit den erfindungsgemäßen Fertigteilbauelementen aufgebauten Gebäudes
und
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung eines anderen mit den erfindungsgemäßen
Fertigteilbauelementen aufgebauten Gebäudes.
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Eine perspektivische Darstellung eines Teiles eines Gebäudes, das
mit den erfindungsgemäßen vorgefertigten Bauelementen 1 aufgebaut wird, ist in Fig.
1 dargestellt. Eine Seitenansicht dieses Gebäudes wird in Fig. 2 gezeigt. Dieses
im Bau befindliche Gebäude ist ein mehrgeschossiges Gebäude mit mindestens zwei
Böden oder Lagen 2 und 3 aus Bauelementen, wobei jeder Boden zwei einen gegenseitigen
Abstand aufweisende Reihen 4 und 5 aus Bauelementen aufweist. Die Fertigteilbauelemente
1 in jeder Reihe 4 oder 5 werden mit mindestens einer Seitenwand 6 jedes Fertigteilbauelementes
1 neben und annähernd parallel zu einer der Seitenwände 6 eines anderen Fertigteilbauelementes
1 aufgesetzt. Benachbarte Fertigteilbauelemente 1 liegen unter einem Abstand auseinander
und bilden zwischen benachbarten Seitenwänden 6 der Fertigteilbauelemente einen
Raum 7 aus, wobei die in die Bauelemente eingebetteten offenen Stegträger 8 sich
in diesen Raum erstrecken. Wie es im folgenden noch eingehend erläutert werden wird,
kann ein vorspringender Rand oder ein überhängender Abschnitt 9 vorgesehen werden,
der sich von der Oberseite jedes Fertigteilbauelementes vorzugsweise in den Raum
10 zwischen den benachbarten Reihen 4 und 5 f'der Fertigteilbauelemente 1 erstreckt.
Die überstehenden Ränder 9 von sich gegenüberliegenden Fertigteilbauelementen stoßen
vorzugsweise aneinander an und bilden damit zwischen den benachbarten Reihen von
Fertigteilbauelementen ein umschlossenes Volumen aus, das als Gang oder andere Möglichkeit
zum Zutritt in das bewohnbare Volumen dient, das innerhalb der Fertigteilbauelemente
1 umschlossen wird.
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Unter Bezug auf die Figuren 3 bis 9 sei nun ausgeführt, daß eine Ausführungsform
des Fertigteilbauelementes 1 vorzugsweise mindestens zwei Seitenwände 6, eine Decke
14 und einen Boden 15 umfaßt.
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Die beiden Seitenwände 6 und die Decke 14 enthalten jeweils eine dünne
kontinuierliche Platte oder Schicht 16 aus einem betonartigen
Material
und mehrere offene Stegträger 8, die einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen
und mit einem Flansch 17 in eine Oberfläche der aus dem betonartigen Material bestehenden
Platte 16 eingebettet sind. Der andere Flansch 18 und der offene Steg 19 jedes offenen
Stegträgers 8 erstrecken sich von der Platte 16 nach außen. Die in die Platten 16
eingebetteten offenen Stegträger 8 verstärken und kräftigen die Platten,und wie
dies im folgenden noch eingehend erläutert werden wird, können sie auch zur starren
Verbindung der Deckenplatte mit den beiden Seitenwandplatten verwendet werden, um
damit innerhalb des Fertigteilbauelementes ein bewohnbares Volumen zu schaffen.
Wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist, wird jede der dünnen kontinuierlichen,
aus dem betonartigen Material bestehenden Platten 16 vorzugsweise weiter mit Verstärkungsstahl
verstärkt, wie zum Beispiel mit einem geschweißten Drahtgewebe 20.
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In den Figuren 7 bis 9 wird ein bevorzugter offener Stegträger gezeigt.
Dieser Träger ist eine Bauart eines offenen Stegträgers 8 mit einem Flansch 17,
der aus zwei auseinanderliegenden Stangen 21 gebildet ist, und dem anderen Flansch
18, der aus zwei auseinanderliegenden Winkeleisen 22 gebildet ist. Der offene Steg
19 besteht aus einer Stange oder Schiene 23 mit sich abwechselnden Biegungen und
verläuft entlang dem Träger 8 zwischen den Flanschen 17 und 18. An jeder Biegung
ist die Stange 23 fest mit dem entsprechenden Flansch verbunden. Zum Beispiel ist
die Stange 23 zwischen den beiden Stangen 21 des einen Flansches 17 oder zwischen
den Winkeleisen 22 des anderen Flansches 18 verschweißt. Nach der Darstellung in
den Figuren 7 und 8 ist der eine Flansch 17 des offenen Trägers 8 in die dünne kontinuierliche
und aus dem betonartigen Material bestehende Platte 16 eingebettet, wobei der andere
Flansch 18 und die gebogene Stange 23 von der Platte nach außen und vorzugsweise
senkrecht zu dieser verlaufen.
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Wie oben beschrieben wurde, kann der Boden 15 des Fertigteilbauelementes
1 in einer von mehreren verschiedenen Arten gebaut werden. Der Boden 15 mit der
in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform des Fertigteilbauelementes wird
vorzugsweise dann verwendet, wenn zwischen den übereinandergesetzten Fertigteilbaüelementen
eine
nur geringe Geräuschübertragung erwünscht ist. Der Boden 15 enthält somit eine dünne
kontinuierliche Schicht oder Platte 30 aus einem betonartigen Material mit Rippengliedern,
die sich von einer Oberfläche nach abwärts erstrecken. Zum Beispiel kann ein Rippenglied
31, das vorzugsweise einstückig mit der Bodenplatte 30 vergossen ist, um den Umfang
der Unterseite der Bodenplatte 30 herum vorgesehen werden. Vorzugsweise hat das
eine Rippenglied 31 einen rechteckförmigen Querschnitt und bildet damit um den Umfang
der Bodenplatte 30 eine flache tragende oder Last abstützende Oberfläche 32. Zusätzliche
Rippenglieder 33, wie sie in den Figuren 4 und 6 dargestellt sind, können vorgesehen
werden und erstrecken sich zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Rippengliedern
31 über die Unterseite der t<odenplatte 30. Die zusätzlichen Rippenglieder 33
liegen nach Art von Trägern auseinander und verstärken damit die dünne Bodenplatte.
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Die Bodenplatte 30 läßt sich weiter noch durch in sie eingelegte
Verstärkungen armieren, wie zum Beispiel durch (nicht gezeigtes) geschweißtes Drahtgewebe
oder durch die in den Figuren 6 und 9 gezeigten Verstärkungsstangen 34 aus Stahl.
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Nach der Darstellung in den Figuren 5 und 6 wird das Fertigteilbauelement
1 durch Zusammensetzen der beiden Seitenwandplatten 40, der Deckenplatte 41 und
der Bodenplatte 30 unter Bildung des bewohnbaren Volumens im Inneren des Fertigteilbauelementes
vorgefertigt. Die beiden Seitenwandplatten 40 enthalten vorzugsweise in sie eingebettet
die offenen Stegträger 8, die nach Art konventioneller Stützen senkrecht verlaufen.
Die Deckenplatte 41 enthält vorzugsweise in sie eingebettet die offenen Stegträger
8, die in der Art konventioneller Binder zwischen den durch die Deckenplatte 41
und den beiden Seitenwandplatten 40 bestimmten Ecken horizontal verlaufen. Sobald
die aus einem betonartigen Material bestehenden Platten in der in Fig. 5 gezeigten
Weise montiert worden sind, werden die Platten fest miteinander verbunden und bilden
damit eine steife kastenartige Struktur mit einer Öffnung in zwei der sich gegenüberliegenden
Enden.
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Ein bevorzugtes Mittel zum starren Verbinden der Deckenplatte 41
das mit den beiden Seitenwandplatten 40 liegt darin,
obere Ende
der offenen Stegträger 8 der Seitenwandplatten 40 fest
mit den entsprechenden Enden der offenen Stegträger 8 der Deckenplatte 41 zu verbinden.
Zum Beispiel wird ein Mittel zum festen Verbinden der offenen Stegträger 8 miteinander
in den Figuren 6 und 8 gezeigt. So wird eine Metallplatte 42 an jedes Ende von jedem
der offenen Stegträger 8 der Deckenplatte 41 angeschlossen. Die Platten 42 können
zum Beispiel auch durch Verschweißen jeder Platte zwischen den Flanschen 17 und
18 der offenen Stegträger 8 befestigt werden. Die Metallplatte an jedem der Enden
der offenen Stegträger 8 der Deckenplatte 41 erstreckt sich über die Oberseite des
entsprechenden offenen Stegträgers 8, der in die Seitenwandplatte 40 auf dieser
Seite des Fertigbauteiles eingebettet ist, und schlägt am oberen Ende der anderen
Metallplatte 43 an, die am oberen Ende des entsprechenden offenen Stegträgers 8
befestigt ist. Die aneinander anstoßenden Metallplatten 42 und 43 können dann zum
Beispiel durch Schweißen miteinander verbunden werden. Damit wird die Deckenplatte
41 fest mit den beiden Seitenwandplatten 40 verbunden.
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Ähnlich liegt ein bevorzugtes Mittel zum starren Verbinden der Bodenplatte
30 mit den beiden Seitenwandplatten 40 darin, die unteren Enden der offenen Stegträger
8 der Seitenwandplatten 40 fest mit den Rippengliedern 31 zu verbinden, die entlang
dient sprechenden Seiten der Bodenplatte 30 angeordnet sind. Zum Beispiel können
zusätzliche Metallplatten 44 an die unteren Enden von sämtlichen offenen Stegträgern
8 der beiden Seitenwandplatten 40 durch Verschweißen der Platten 44 zwischen den
entsprechenden Flanschen 17 und 18 der Träger 8 verbunden werden, wie dies insbesondere
in den Figuren 6 und 9 gezeigt wird. Nach der Darstellung sind die zusätzlichen
Metallplatten zum Beispiel durch Schweißen mit Ankerplatten 45 verbunden, die in
die Außenseite des Rippengliedes 31 an den unteren Enden der entsprechenden offenen
Stegträger 8 eingebettet sind.
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Eine Möglichkeit zum Einbetten der Ankerplatten 45 in das Rippenglied
41 liegt darin, die Ankerplatte 45 zum Beispiel durch Schweißen mit den Verstärkungsstangen
34 zu verbinden, die sich mindestens teilweise über die Bodenplatte 30 erstrecken,
wie dies
spezielle in Fig. 9 gezeigt wird. Diese Verstärkungsstangen
34 werden vorzugsweise mit den zusätzlichen Verstärkungsstangen 46 verbunden, die
sich in Längsrichtung des Rippengliedes 31 erstrecken. Damit wird ein Rahmenwerk
aus Verstärkungsstangen gebildet, um das die Bodenplatte 30 wie auch die Rippenglieder
31, die vorzugsweise integral mit dieser gegossen worden, aus einem betonartigen
Material gebildet werden können.
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Im Wege der Erläuterung wird noch eine andere bei dem Fertigteilbauelement
verwendbare Bodenart in Fig. 10 gezeigt. Die beiden Seitenwände 6 und die Decke
14 können von der gleichen Konstruktion wie die Wände und die Decke sein, die unter
Bezug auf die Figuren 3 bis 9 beschrieben wurden. Der Boden 50 ist von ähnlicher
Konstruktion und enthält eine dünne kontinuierliche Schicht oder Platte 31 aus einem
betonartigen Material mit auseinanderliegenden offenen Stegträgern, wie zum Beispiel
den in die Unterseite der Platte eingebetteten offenen Stegträgern 8. Die Deckenplatte
41 kann fest mit den beiden Seitenwandplatten zu 40 verbunden sein, wie dies oben
beschrieben wurde, und die Bodenplatte 41 kann in ähnlicher Weise fest mit den beiden
Seitenwandplatten 40 verbunden werden. Zum Beispiel kann eine Metallplatte 52 mit
jedem der Enden der offenen Stegträger 8 der Bodenplatte 51 verbunden werden. Dies
geschieht zum Beispiel durch Verschweißen der Platten zwischen den beiden Flanschen
17 und 18 von sämtlichen Trägern. Anschließend können die Platten 52 dann mit den
entsprechenden Platten 44 verbunden werden, die ihrerseits am unteren Ende der in
den beiden Seitenwandplatten 40 eingebetteten offenen Stegträger 8 befestigt sind.
Dadurch wird die Bodenplatte 51 fest mit den beiden Seitenwandplatten 40 verbunden.
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Damit umfaßt das Fertigteilbauelement 1 eine steife kastenartige Struktur
mit einer Öffnung in jeder der beiden sich gegenüberliegenden Seiten. Das Fertigteilbauelement
ist dabei ausreichend steif, um zum Transport an eine Baustelle auf einen LKW gehoben
oder aufgesetzt und anschließend in dem zu bauenden Gebäude an seine Stelle gesetzt
zu werden. Zusätzliche SteifXteit läßt sich jedoch noch dadurch erlangen, indem
die offenen Stegträger 8 in bezug aufeinander sicher angeordnet werden. Unter Bezug
auf die
Figuren 5 und 8 wird nun entsprechend ein Mittel zum starren
Anordnen der Träger gezeigt. Hierzu ist ein Loch oder eine Öffnung 53 in den Metallplatten
42 vorgesehen, die an den beiden Enden der in die Deckenplatten 41 eingebetteten
offenen Stegträgern 8 befestigt ist. Eine Stange oder ein anderes langgestrecktes
Element 54 wird durch die Öffnungen 53 auf beiden Seiten des Fertigteilbauelementes
durchgeführt uncnschließend an den auf dieser Seite befindlichen Platten 42 befestigt.
Dies geschieht zum Beispiel durch Verschweißen der Stange mit den Platten. Die Stangen
54, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Seitenwandplatten 40 erstrecken,
bringen nicht nur die offenen Stegträger 8 der Decken- und der Seitenwandplatten
in richtige Lage zueinander, sondern führen auch noch zu zahlreichen anderen i Vorteilen,
die im folgenden genauer erläutert werden. Kurz gesagt, diese Stangen und die offenen
Stegträger der Deckenplatte bilden einen steifen Rahmen, der zum Anheben oder Hochziehen
der Fertigteilbauelemente in ihre Stellung an der Baustelle verwendet werden kann.
Ebenso dienen sie zum Verstärken eines Teiles der Betonstützsäulen oder -wände des
aus diesen Fertigteilbauelementen zu errichtenden Gebäudes.
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Ein Vorteil, der sich daraus ergibt, daß die offenen Stegträger 8
der beiden Seitenwandplatten 40 starr zueinander angeordnet sind, liegt darin, daß
eine Öffnung, zum Beispiel für eine Türe, in mindestens einer der beiden Seitenwandplatten
40 des Fertigteilbauelementes geformt werden kann und damit Zutritt zu einem benachbarten
anderen Fertigteilbauelement schafft, das in einer seiner Seitenwandplatten eine
entsprechende Öffnung aufweist. Unter Bezug auf Fig. 11 wird nun eine bevorzugte
Art einer Öffnung, die in einer Seitenwand eines Fertigteilbauelementes ausgebildet
werden kann, gezeigt. Die Öffnung 56 erstreckt sich in Vertikalrichtung von der
Bodenplatte 30 nach oben zur Deckenplatte 41 und läßt sich dadurch erzielen, indem
die Seitenwand 6 des Fertigteilbauelementes 1 aus zwei dünnen kontinuierlichen Schichten
oder Platten 57 und 58 aus einem betonartigen Material hergestellt wird. Die beiden
Platten 57 und 58 liegen unter Ausbildung einer zwischen ihnen eingeschlossenen
Öffnung 56 in einem Abstand zueinander. Daraus ersieht man, daß sich die jeweilige
Größe der
beiden Platten so auswählen läßt, daß sich die Öffnung
in der Seitenwand an jeder Stelle entlang dieser Seitenwand anordnen läßt.
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Die Größe der Öffnung wird auch nach Maßgabe der Konstruktion der
betreffenden Fertigteilbauelemente ausgewählt. Obwohl sich die Öffnung 56 in ihrer
bevorzugten Form bis zur Deckenplatte 41 erstreckt, kann die Höhe der Öffnung auch
geringer sein. Dies geschieht zum Beispiel dadurch, daß statt der Verwendung von
zwei auseinanderliegenden Platten 57 und 58 zum Ausbilden der Öffnung eine Öffnung
in eine dünne kontinuierliche Schicht oder Platte aus einem betonartigen Material
ausgebildet wird. Ein Vorteil der Verwendung von zwei auseinanderliegenden Platten
liegt darin, daß jede Platte die strukturelle Integrität aufweist, die notwendigerweise
nicht bei einer Platte mit einer in dieser ausgebildeten Öffnung gegeben wäre. Sobald
die beiden auseinanderliegenden Platten 57 und 58 einmal fest zwischen der Deckenplatte
51 und der Bodenplatte 30 verbunden worden sind, führt die Stange 54, die die offenen
Stegträger 8 der die Öffnung 56 aufweisenden Seitenwand 6 in ihrer gegenseitigen
Lage arretiert, zu zusätzlicher Steifheit auf der Oberseite dieser Öffnung.
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Das nach der obigen Beschreibung mindestens zwei Seitenwände, eine
Decke und einen Boden aufweisende Fertigteilbauelement hat ein beträchtlich abgesenktes
Verhältnis von Gewicht zu bewohnbarem Volumen, so daß das bewohnbare Volumen in
dem Fertigteilbauelement vorzugsweise schon an der Fertigungsstätte des Bauelementes
vollständig umschlossen werden kann, wobei das Gesamtgewicht des Fertigteilbauelementes
noch unter der maximalen Tragfähigkeit von konventionellen Hebezeugen, wie zum Beispiel
Kletterkranen, liegt.
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Nach der Darstellung in den Figuren 12 und 13 weist das gezeigte Fertigteilbauelement
1 eine zusätzliche, die Öffnungen an den beiden gegenüberliegenden Enden abdeckende
Wand auf. Das Bauelement ist ohne diese zusätzlichen Wände im allgemeinen schon
genügend steif. Daher werden diese zusätzlichen Wände vorzugsweise so leicht wie
möglich ausgebildet. Da diese zusätzlichen Wände weiter nach dem Errichten des Gebäudes
im allgemeinen freiliegen, sollten sie ein ansprechendes Äußeres haben, um das Gesamtaussehen
des Gebäudes zu verbessern.
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Als Beispiel sei gesagt, daß eine der zusätzlichen Wände 60 in konventioneller
Weise gebaut werden kann. Hierzu wird eine Schicht 61 aus einem üblichen Baumaterial,
wie zum Beispiel eine Putzplatte oder eine Holzvertäfelung,auf mehreren der vertikalen
und einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisenden Stützen 62 befestigt. Die
eine zusätzliche Wand 60 wird vorzugsweise in die Öffnung im einen Ende des Fertigteilbautelementes
1 eingesetzt, so daß die Enden oder Kanten 63 der Wand an der Seitenwand, den Decken-
und den Bodenplatten des Bauelementes anstoßen. Sobald dann die Bauelemente in dem
Gebäude an ihren Ort verbracht worden sind, kann die Außenseiteder einen zusätzlichen
Wand 60 ebenfalls fertig bearbeitet werden. Hierzu wird eine weitere Schicht 64
aus einem Standard-Baulsaterial an den Stützen befestigt oder es wird zum Beispiel
eine Schicht aus einem betonartigen Material auf ein an den Stützen befestigtes
Drahtgewebe aufgesprüht. Nach der Darstellung in Fig. 12 stößt die andere zusätzliche
Schicht 64 vorzugsweise an sämtlichen zusätzlichen Schichten 64 der angrenzenden
Fertigteilbauelemente an. Damit werden die offenen Enden der zwischen den benachbarten
Bauelementen befindlichen Räume 7 abgedeckt. Falls die eine zusätzliche Wand 60
dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, kann auch eine Öffnung für ein Fenster in dieser
Wand ausgebildet werden.
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Zum Verbessern des Aussehens der Fassade des aus den Fertigteilbauelementen
aufzubauenden Gebäudes kann die andere zusätzliche Wand eine spezielle * architektonische
Behandlung erfahren. Dabei ist zu beachten, daß vorzugsweise Fenster in der Wand
vorhanden sein sollten. Die in den Figuren 1 und 12 gezeigte andere zusätzliche
Wand 65 enthält zum Beispiel einen vorzugsweise aus einem betonartigen Material
aufgebauten Rahmen 66, der sich um den Umfang der Öffnung in dem anderen Ende des
Fertigteilbauelementes 1 erstreckt. Vorzugsweise wird der Rahmen 66 fest mit dem
anderen offenen Ende des Fertigteilbauelementes 1 verbunden, bevor dieses an seine
Stelle in das Gebäude gesetzt wird. Der Rahmen läßt sich jedoch auch anbringen,
nachdem das Fertigteilbauelement an seiner Stelle aufgesetzt wurde.
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Die Außenabmessungen des Rahmens 66 sind vorzugsweise so gewählt,
daß die Außenkante 71 des Rahmens an der Außenkante des Rahmens der anderen Fertigteilbauelemente,
die darüber, darunter oder an einer Seite anzuordnen sind, anschlägt oder nahe an
dieser liegt.
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In Fig. 12 wird die Außenkante 71 des Rahmens 66 des Fertigteilbauelementes
1 in Anlage an der Außenkante 71 des Rahmens 66 der auf beiden Seiten befindlichen
anderen Fertigteilbauelemente gezeigt. Wie im folgenden noch eingehend erläutert
werden wird, wird durch dieses Anliegen der Außenkanten 71 der Rahmen benachbarter
Fertigteilbauelemente das andere Ende des Raumes zwischen benachbarten Elementen
verschlossen, so daß ein betonartiges Material in diesen Raum eingefüllt werden
kann. Die Innenfläche 72 des Rahmens 66 ist vorzugsweise mit Fenstern ausgestaltet,
die auf eine von zahlreichen bekannten Arten im Rahmen befestigt werden können.
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Ein Erker 73, wie ein Fenstersitz, kann weiter auch im Innenraum 72
des Rahmens vorgesehen werden. Nach der Darstellung in Fig. 12 können die den Erker
73 begrenzenden Wände aus einem betonartigen Material hergestellt werden, das integral
in das betonartige Naterial des Rahmens 66 eingegossen wird.
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Nach der obigen Beschreibung läßt sich auch eine von einem Ende des
Fertigteilbauelementes ausgehende Leiste zum Ausbilden eines Teiles eines Ganges
oder eines anderen Mittels für einen Zutritt zu den tauelementen des Gebäudes ausbilden.
Unter Bezug auf Fig.
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13 wird eine Art einer Leiste oder eines Trägers 9 gezeigt, der von
dem oberen Abschnitt der einen zusätzlichen Wand 60 des Fertigteilbauelementes 1
ausgeht. Der Träger 9 verläuft vorzugsweise entlang der Oberseite der einen zusämtlichen
Wand 60, so daß deren eines Ende am entsprechenden Ende des Trägers am anderen Bauelement
an jeder Seite des Bauelementes anliegt. Der Träger 9 kam aus mehreren auseinanderliegenden
Streben 75, die sich vom Fertigteilbauelement 1 nach außen erstrecken, aufgebaut
werden. Der Träger 9 kann auch eine Schicht 76 aus einem an den unteren Flanschen
der Streben 75 befestigten betonartigen Material aufweisen. Hierzu werden die Flansche
zum Beispiel in das betonartige Material hineingegossen. Eine zusätzliche Versteifung
für den Träger ergibt sich durch Verbinden eines Gliedes 77, das entlang den beiden
Seiten des Trägers verläuft, mit den jeweiligen Enden der Streben 75.
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Der Träger 9 kann, während das Bauelement transportiert oder auf andere
Weise gehandhabt wird, durch auseinanderliegende Stege 78 in einer horizontalen
Lage gehalten werden. Diese Stege sind an einem Ende mit dem Träger und am anderen
Ende mit einem der offenen, in die Deckenplatte 41 eingebetteten Stegträger 8 verbunden.
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Wenn das Fertigteilbauelement 1, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt
ist, an seine Stelle in einer der Reihen 4 oder 5 des Gebäudes gesetzt wird, stößt
die Seite 79 des Trägers 9 des Fertigteilbauelementes vorzugsweise an der Seite
des Trägers des Fertigteilbauelementes in der anderen Reihe 4 oder 5, das dem einen
Bauelement gegenüberliegt, an. Folglich würden die aneinander anstoßenden Träger
9 der beiden sich gegenüberliegenden Fertigteilbauelemente 1 auf dem zweiten Geschoß
oder der Lage 3 der Bauelemente ein Deck oder einen Flur zwischen den beiden unmittelbar
darüber auf dem dritten (nicht gezeigten) Flur aufzustellenden Bauelementen bilden
und auch eine Decke oberhalb der aneinander anstoßenden Träger 9 der beiden sich
gegenüberliegenden Bauelemente 1 im ersten Stock 2 unmittelbar unterhalb der Module,
so daß ein abgedeckter Gang oder eine Passage zwischen den sich gegenüberliegenden
Bauelementen auf dem zweiten Stock 2 gebildet wird.
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Bevor das Fertigteilbauelement in der Fabrik fertiggestellt und zum
Transport zur Baustelle bereit ist, kann das von ihm umschlossene bewohnbare Volumen
vollständig hergerichtet werden und zum Beispiel die notwendigen Unterteilungen
und die sanitäre und die elektrische Installation erhalten. Mit kurzem Bezug auf
Fig. 18 sei daher ausgeführt, daß in dieser Figur ein Teil eines Geschoß planes
für eines der Geschossen eines Gebäudes gezeigt wird, das mit den erfindungsgemäßen
Fertigteilbauelementen aufgebaut werden kann. Der Geschoßplan sieht einen allgemein
mit A bezeichneten Zweibettraum und einen allgemein mit B bezeichneten Dreibettraum
vor. Diese liegen auf den beiden Seiten eines allgemein mit C bezeichneten Ganges,
der einen Zutritt zu den beiden Räumen gestattet. Der Zweibettraum A wird aus vier
getrennten,Seite an Seite aufgestellten Fertigteilbauelementen 1 aufgebaut. Eins
der Fertigteilbauelemente enthält eine Küchenfläche D mit Einrichtungen für eine
Standardküchenausrüstung, wie einen Herd, einen Kühlschrank, eine Geschirrsplmaschine
und eine Eßfläche E. Das nächste angrenzende
Fertigteilbauelement
bildet eine Wohnfläche F für den Zweibettraum A und enthält an der Außenwand des
Gebäudes eine umschlossene Terrasse G. In jeder der Seitenwände 6 zwischen benachbarten
Bauelementen ist eine entsprechende Öffnung vorgesehen. Damit entsteht, wie oben
beschrieben, eine Öffnung 85 zwischen dem Aufenthaltsraum F und dem Speiseraum E.
Das nächste angrenzende Bauelement schließt die Eingangshalle * H ein, einen Waschraum
I und einen der Schlafraume J, während das letzte Fertigteilbauelement ein Badezimmer
K und das zweite Schlafzimmer L einschließt. Ein Gang M, der vom Aufenthaltsraum
F einen Zutritt zum zweiten Schlafzimmer L und dem Badezimmer K ermöglicht, wird
zunt Teil durch Öffnungen 86 und 87 zwischen den drei zuletzt genannten Bauelementen
ausgebildet. Nach der Darstellung in Fig. 18 ist der Dreibettraum B fast mit dem
Zweibettraum A identisch. Der größere Unterschied liegt in der zusätzlichen Verwendung
eines fünften Bauelementes, das das dritte Schlafzimmer N und das zweite Badezimmer
0 einschließt. Das fünfte Fertigteilbauelement weist weiter eine Öffnung 88 auf.
Unter weiterem Bezug auf Fig. 18 sei nun ausgefuhrt, daß an ausgewählten Stellen
innerhalb des aus den Bauelementen aufzubauenden Gebäudes für mindestens eine Treppe
P Vorsorge getroffen werden kann, die vom unteren oder Bodengeschoß des Gebäudes
zu dessen oberem Geschoß verläuft. Auf Wunsch können auch ein oder mehrere Aufzugschächte
Q vorgesehen werden.
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Sobald die Erfindungsgemäßen Fatigteilbauelemente hergestellt und
zur Baustelle transportiert wurden, können die Elemente zum Aufrichten eines Gebäudes,
wie es zum Beispiel in Fig. 1 und 2 gezeigt wird, an ihre Stelle gesetzt werden.
Das heißt, daß die das erste Geschoß 2 des Gebäudes bildenden Fertigteilbauelemente
so zusammengesetzt werden, daß mindestens eine Seitenwand 6 jedes Fertigteilbauelementes
an und etwa gegenüber der Seitenwand 6 eines anderen Bauelementes 1 angeordnet wird,
wobei die benachbarten Bauelemente etwas auseinanderliegen und dabei zwischen den
Seitenwandplatten 40 benachbarter Seitenwände 6 einen Raum 7 begrenzen.
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Die in eine Oberfläche der benachbarten Seitenwandplatten 40 eingebetteten
offenen Stegrträger 8 ragen in den Raum 7 zwischen benachbarten Modulen hinein.
Wie oben ausgeführt, wird die Breite des Raumes zwischen benachbarten Modulen vorzugsweise
nach Ma3gabe
der konstruktiven Erfordernisse des aufzurichtenden
Gebäudes ausgewählt, so daß die zwischen benachbarten Modulen aufzurichtenden, das
Gewicht tragenden Säulen oderwände die auf sie ausgeübten Lasten aufnehmen können.
Wie in den Figuren 12 und 15 dargestellt ist, empfiehlt es sich, daß die in eine
der benachbarten Seitenwandplatten 40 eingebetteten offenen Stegträger 8 einen anderen
Abstand vom einen Ende des Fertigteilbauelementes als die in die andere benachbarte
Seitenwandplatte 40 eingebetteten offenen Stegträger 8 aufweisen, so daß die sich
in den Raum zwischen den benachbarten Seitenwandplatten erstreckenden offenen Stegträger
miteinander verschachtelt werden können, sofern der Abstand zwischen den Bauelementen
unter dem Zweifachen der Tiefe der Träger liegt.
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Es wurde bereits ausgeführt, daß die erfindungsgemäßen Fertigteilbauelemente
so aufgebaut werden können, daß ihr Gesamtgewicht unter der Hebeleistung einer konventionellen
Hebeeinrichtung, wie eines Kletterkranes, liegt. So können die Fertigteilbauelemente
1 nach derr Darstellung in Fig. 1 mit dem Kletterkran 89 an ihre Stelle im Gebäude
verbracht werden. Die Stangen 54, die entlang der Oberseite jeder der beiden Seitenwände
6 und der in die Dekkenplatte 41 eingebetteten offenen Stegträger 8, an denen sie
befestigt sind, verlaufen, bilden auf der Oberseite des Fertigteilbauelementes einen
steifen Rahmen. Die Schlinge 90 zum Anheben des Fertigteilbauelementes 1 kann daher
direkt mit den Stangen 84 verbunden oder in sie eingehaktkerden.
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Sobald die nebeneinanderstehenden Fertigteilbauelemente 1 auf diese
Weise montiert worden sind, kann der Raum 7 zwischen den benachbarten Seitenwandplatten
40 mindestens teilweise mit einem betonartigen Material gefüllt werden, so daß sich
zwischen mindestens einem Abschnitt der benachbarten Fertigteilbauelemente eine
das Gewicht tragende Säule oder Wand ausbildet. Die Menge des in diesen Raum zwischen
den benachbarten Fertigteilbauelementen einzuschüttenden betonartigen Materials
ergibt sich aus einer strukturellen Analyse des Gebäudes. Falls daher mehr Beton
benötigt wird,kann der Raum7 zwischen den Bauelementen 1 erhöht werden.
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Ähnlich, falls weniger Beton benötigt wird, wird die Breite des
Raumes
7 herabgesetzt. Die Mindestbreite des Raumes 7 wird jedoch durch die Tiefe der in
diesen Raum hineinragenden offenen Stegträger 8 begrenzt. Falls daher weniger Beton
zum Ausbilden einer stützenden Säule oder Wand benötigt wird, dann wird nur ein
vorbestimmter Teil des Raumes zwischen den benachbarten Bauelementen mit dem betonartigen
Material gefüllt. Als Beispiel sei darauf verwiesen, daß Fig. 17 einen Querschnitt
durch zwei aneinander anstoßende Stockwerke 91 und 92 von Fertigteilbauelementen
1 zeigt, wobei der Raum zwischen benachbarten Elementen auf dem unteren Stockwerk
91 vollständig mit einem eine Wand 93 zwischen den benachbarten Elementen bildenden
betonartigen Material gefüllt ist. Der Raum zwischen den benachbarten Elementen
1 auf dem anderen Stockwerk 92 ist dagegen nur teilweise gefüllt. Zwischen den einzelnen
Elementen haben sich drei Säulen 94 gebildet.
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Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 14, in der ein Querschnitt der
nebeneinanderliegenden Fertigteilbauteile aus Fig. 13 gezeigt wird. Nur zum Zwecke
der Darstellung enthält die Schnittansicht einen Teil von drei Stockwerken oder
Lagen eines erfindungsgemäßen Fertigteilbauelementes. Die den unteren Stock 94 95
darstellenden Fertigteilbauelemente 1 sind unter einem gegenseitigen Abstand dargestellt,
wobei der Raum 7 zwischen benachbarten Seitenwandplatten 40 mit einem betonartigen
Material ausgefüllt ist und damit zwischen den benachbarten Bauelementen eine stützende
Säule oder Wand 96 bildet. Die in jede der benachbarten Seitenwandplatten 40 eingebetteten
offenen Stegträger 8 dienen zum Verstärken des die Säule oder die Wand 96 bildenden
betonartigen Materials und auch zum integralen Verbinden der Fertigteilbauelemente
1 auf jeder Seite der Säule oder Wand mit der Säule. Die Säule 96 kann weiter noch
zum Beispiel durch Einlassen von zusätzlichen Verstärkungseisen 97 in den Raum 7
vor dem Einfüllen des betonartigen Materials verstärkt worden.
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Bevor die das mittlere Stockwerk bildenden Fertigteilbauelemente an
ihre Stelle gesetzt werden, wird eine Kappe oder Schuelter 99 auf das obere Ende
der Stützsäule oder Wand 96 aufgesetzt, die zwischen den den unteren Stock 95 bildenden
Fertigteilbauelementen ausgebildet ist. Die Kappe oder Schulter 99 erstreckt sich
mindestens
zum Teil entlang der gesamten Länge der stützenden Säule oder Wand 96, wobei ein
Abschnitt 100 dieser Kappe oder Schulter 99 über die benachbarten Seitenwandplatten
40 tiauf jeder Seite der stützenden Säule 96 greift. Die Kappe oder Schulter99 wird
ausgebildet, nachdem das betonartige Material in den Raum 7 zwischen den benachbarten
Seitenwandplatten 40 eingegossen ist, oder sie wird auch integral mit diesem ausgebildet.
Die Abschnitte 100 der Kappe oder Schulter 99 auf dem oberen Ende der stützenden
Säule oder Wand 96 werden an verschiedenen Stellen entlang der Erstreckung der Kappe
durch die offenen Stegträger 8 verstärkt, die in die Deckenplatten 41 der benachbarten
Bauelemente auf dem unteren Stockwerk 95 auf beiden Seiten der Säule eingebettet
sind. Die Abschnitte 100 können entlang ihrer Erstreckung auch durch die Stangen
54 verstärkt werden, die gemäß der obigen Beschreibung mit den jeweiligen Enden
der offenen Stegträger verbunden sind.
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Sobald eine Kappe oder Schulter 99 auf der stützenden Säule oder Wand
96 auf beiden Seiten des Fertigteilbauelementes 1 auf dem untersten Stock 95 ausgebildet
ist, kann ein weiteres, einen Teil des mittleren Stockes 98 bildendes Fertigteilbauelement105
an seine Stelle unmittelbar über dem Fertigteilbauelement 1 gesetzt werden, wobei
die Bodenplatte 30 dieses weiteren Fertigteilbauelementes 105Zdurch die Kappe oder
Schulter 99 auf beiden Seiten des Fertigteilbauelementes getragen wird. Das heißt,
daß gemäß der Darstellung in Fig. 14 mindestens ein Teil der flachen tra-£enden
bzw. die Last aufnehmenden Fläche 32 des einen Rippengliedes 31, das auf den Umfang
der Bodenplatte 30 aufgesetzt ist, auf den Abschnitten 100 der Kappen oder Schultern
99 aufsteht, die sich über den beiden Seitenwandplatten 40 der Fertigteilbauelemente
1 unmittelbar darunter erstrecken.
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Sobald einmal zwei benachbarte, einen Teil des mittleren Stockwerkes
98 bildende Fertigteilbauelemente 105 erfindungsgemäß zusammengestellt worden sind,
wird der Raum 7 zwischen benachbarten Seitenwandplatten 40 der beiden Fertigteilbauelemente
105 mindestens teilweise mit einem betonartigen Material gefüllt und bildet damit
eine stützende Säule oder Wand 106 zwischen diesen
benachbarten
Fertigteilbauelementen 105. Die Säule 106 steht auf der Oberseite der Kappe oder
Schulter 99 auf und wird von der stützenden Säule oder Wand 96 getragen, die ihrerseits
zwischen den benachbarten Bauelementen 1 unmittelbar darunter ausgebildet ist. Falls
noch ein weiteres Stockwerkeoder eine Lage aus Fertigteilbauelementen auszubilden
ist, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, wird wieder eine Kappe oder Schulter 107
gemäß der vorhergeh4»eeenden Beschreibung auf der Oberseite der stütz enden Säule
oder Wand 106 ausgebildet, die ihrerseits zwischen den benachbarten Bauelementen
105 auf dem mittleren Stockwerk 98 ausgebildet ist.
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Es ergibt sich aus dem vorstehenden, daß das erfindungsgemalße vorgefertigte
Bauelement mit niedrigem Gewicht zahlreiche Vorteile bringt, die bei den bekannten
Bauelementen nicht anzutreffen waren. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß mehrere
Fertigteilbauelemente auf Grund ihrer Leichtgewichtskonstruktion mit üblichen Hebezeugen,
wie zum Beispiel einem Kletterkran, zu einem Gebäude zusammengesetzt werden können,
wobei dieser Kletterkran beim Stand der Technik nicht in der Lage gewesen wäre,
die konventionellen Betonbauteile anzuheben. Das heißt, daß sich ein Gebäude aus
den erfindungsgemäßen Fertigbauteilen aufbauen läßt, ohne daß es dazu des Aufwandes
von konventionellen auf der Erde abgestützten Schwerlastkranen bedarf. Zusätzlich
können sich auch die oberen Stockwerke eines solchen Gebäudes weit über die maximale
Auslegerlänge eines konventionellen auf der Erde abgestützten Schwerlastkranes erstrecken.
Ein bevorzugter Weg zum Zusammenstellen der Fertigbauelemente in Reihen und Säulen
zum Aufrichten des Gebäudes liegt in der Ver~+wendung eines Kletterkranes, der auf
einem vertikalen Turm oder einer Säule abgestützt ist, der seinerseits schließlich
zu einem Teil des Gebäudes wird.
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In Fig. 19 wird ein Teil eines sich aus erfindungsgemäßen Fertigteilbauelementen
1 zusammensetzenden Gebäudes gezeigt. Der gezeigte Teil des Gebäudes ist dem in
Fig. 1 gezeigten ähnlich, in dem es mehrere Stockwerke oder Schichten 2 und 3 aus
Fertigteilbauelementen aufweist, wobei jedes Stockwerk zwei auseinanderliegende
Ruhen 4 und 5 aus Fertigteilbauelementen enthält. Zusätzlich
sind
an vorgegebenen Punkten im Gebäude zwei senkrechte Türme oder Säulen 110 und 111
aufgestellt. Zum Beispiel kann der eine vertikale Turm 110 zur Aufnahme eines Treppenhauses,
zum Beispiel des in Fig. 18 gezeigten Treppenhauses P bestimmt sein, während der
andere vertikale Turm 110 zur Aufnahme von einem oder mehreren Aufzugschächten bestimmt
ist, wie zum Beispiel der ebenfalls in Fig. 18 gezeigten Aufzugschächte Q.
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Die beiden Türme 110 und 111 werden vorzugsweise aus an Ort und Stelle
vergossenem Beton aufgebaut. Sie können jedoch auch mit anderen Konstruktionstechniken
aufgebaut werden. Die vertikalen Türme werden sämtlich zu Beginn des Baues hochgezogen,
damit ein Kletterkran an ihnen in der Nähe von ihrer Spitze aufgebaut werden kann,
um mit diesem dann die Fertigteilbauelemente 1 in der beschriebenen Weise aufzustellen.
Nach der Darstellung in Fig.
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19 setzt einer der Kletterkrane 110 ein Fertigteilbauelement neben
ein anderes Fertigteilbauelemesant, während der andere Kletterkran 113 einen Kübel
114 mit einem betonartigen Material anhebt, um dieses zwischen die benachbarten
Bauelemente zu schütten. Man sieht, daß der Abstand zwischen den vertikalen Türmen
vorzugsweise unter dem Doppelten der Auslegerlänge der Kletterkräne liegt, so daß
die gesamte Fläche des Gebäudes zwischen den Türmen von dem einen oder dem anderen
der Kräne bedient werden kann.
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Wenn die Höhe der Fertigteilbaueleinente bei deren Zusammenstellung
steigt, kann auch die Höhe von einem oder mehreren dieser vertikalen Türme erhöht
werden. Der auf ihnen montierte Kletterkran kann anschließend auch an eine Stelle
neben der Spitze des Turmes angehoben oder hochgezogen werden, wo er dann erneut
auf dem Turm montiert wird. Das heißt, daß der Kletterkran dann wieder zum Zusammenbau
weiterer Reihen von Fertigteilbauelementen zum Aufbau zusätzlicher Stockwerke des
Gebäudes verwendet werden kann. Daraus ersieht man, daß ein aus erfindungsgemäßen
Fertigteilbauelementen aufgebautes Gebäude eine beträchtliche Anzahl von Stockwerken
aufweisen kann, wobei diese Anzahl nicht durch die Auslegerlänge von Schwerlastkranen
beschränkt wird.
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Weitere Abwandlungen und Änderungen des Fertigteilbauelementes, des
Verfahrens zum Aufbauen eines Gebäudes aus diesen Fertigteilbauelementen und des
auf diese Weise aufgebauten Gebäudes ergeben sich für Fachleute von selbst und sie
können verwirklicht werden, ohne daß man dabei vom Wesen und Umfang der vorliegenden
Erfindung, wie diese hier beansprucht wird, abweicht.
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Patentansrüche:
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