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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit
der im einleitenden Teil von Anspruch 1 erwähnten Art.
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Aus der DE-offenlegungsschrift 2 520 255 und dem US-Patent
4,346,544 ist ein leichtes Bauelement bekannt, das aus
mehreren Trägerelementen oder struktuellen Bauteilen
konstruiert ist, in dem Dachplatten und kanalförmig
gestaltete Basisbauteile integrierte Baueinheiten bilden, die
z. B. für Dachelemente jeweils aus wenigstens einem
offenen Basisprofil bestehen, das direkt auf eine obere
Bauplatte geklebt ist und sowohl die Dachdecke als auch ein
Teil des Lastenträgers bildet, und wodurch die
Konstruktionsplatte breiter ist als das Basisprofil und sich entlang
der beiden Längsseiten davon außerhalb des Basisprofils
erstreckt. Dies impliziert, daß jede Bauplatte einen frei
vorstehenden, ungestützten Seitenteil hat, der eine
gewisse Ablenkung durch die Beladung der Konstruktionsplatte
erhält. Besagte Ablenkung setzt die Verbindung zwischen
benachbarten Bauplatten hoher Materialbelastung aus und
macht es praktisch unmöglich, in und unter der Verbindung
eine vernünftige Dampfverbreitungsdichtigkeit- oder
resistenz durch bekannte Mittel zu erreichen.
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Dies ist ein Nachteil, der bei Dachstrukturen wirklich
sehr ernst ist.
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Es ist die Absicht der vorliegenden Erfindung, eine
Baueinheit bereitzustellen, die, falls sie für Dach-,
Decken-, Wand- oder Bodenstrukturen benutzt wird, die
besagten Nachteile beseitigen kann.
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Dies wird erreicht durch eine Baueinheit gemäß der
Erfindung, wobei besagte Baueinheit charakteristisch ist durch
die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dargelegten
Punkte. Dadurch wird eine leichte Baueinheitkonstruktion
mit einer hohen Stützfähigkeit erzielt. Und da die Balken
einer Baueinheit dieser Erfindung keine vorstehenden
Seitenkanten haben, können die Balken äußerst an den
Längsseitenkanten der Baueinheit angeordnet sein, wodurch die
Ablenkung besagter Längsseitenkanten während einer
Gewichtslast so klein wie möglich wird, und folglich eine
beständige Dampfverbreitungsdichtigkeit in den
Verbindungen zwischen zwei benachbarten Baueinheiten erreicht ist
und durch gewöhnliche Dichtmittel gemacht werden kann. Die
dadurch erreichte starre Kantenverbindung zwischen
benachbarten Baueinheiten ermöglicht ihnen hohe Biegemomente zu
übertragen, und die örtliche Stützfähigkeit der
Bauelemente in den Verbindungen oder an den Längskanten wird
sehr hoch. Wenn die Baueinheit in hitze- oder
geräuschisolierenden Böden-, Decken- und Dachelementen benutzt wird,
wo Isoliermaterial wie z. B. Mineralwolle, in den Balken
und zwischen den Balken angeordnet ist, wird eine hohe
Hitzeisolationsfähigkeit und auch eine gute
Geräuschisolierung an den Verbindungen der Baueinheiten erreicht,
teilweise weil die Balken in den Verbindungen direkt an
die Balken von benachbarten Elementen angrenzend
angeordnet werden können.
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Unter einem Material, das hauptsächlich für Drucklasten
geeignet ist, ist ein druckbeständiges Material zu
verstehen, das besser für Drucklasten als für Zuglasten geeignet
ist. Als Beispiel dafür seien massives furniertes oder
laminiertes Holz, leimgebundene oder klebergebundene
Spannplatte, Zellplastwerkstoff oder Holzkernsperrholz
genannt. Unter einem Material, das hauptsächlich für
Zuglasten geeignet ist, ist ein Material zu verstehen, das
besser zum Absorbieren von Zuglasten als von Drucklasten
geeignet ist. Als Beispiele hierfür seien relativ dünne
Bleche oder Plattenmaterialien aus Metall, wie z. B.
Eisen, Stahl, Messing und Aluminium, und Stahl und/oder
faserverstärkter Beton, Plastik oder Holz, genannt.
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Keines der besagten Materialien hat, wie auch immer, einen
Elastizitätsmodul unter 5800 mpa, eine Biegefestigkeit
unter 49 mpa, eine Zugfestigkeit unter 49 mpa und eine
Druckfestigkeit unter 19,6 mpa in dem Temperaturbereich
von - 40 bis + 50ºC.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Baueinheit gemäß Anspruch 2
kann vorzugsweise eine weitere, hauptsächlich gegen
Drucklasten beständige Platte aufweisen, die über der gesamten
Länge des Balkens fest an dem Teil seines Basisprofils,
der am meisten von seiner Abdeckplatte beabstandet ist,
gesichert ist. Dadurch wird eine universeller anwendbare
Baueinheit geschaffen, da sie für Anwendungen als
Schwerlastbaueinheit, wie z. B. AuslegerBaueinheit und als
vertikallasttragende Mauereinheit geeignet ist.
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Durch die Baueinheit gemäß der Erfindung wird erreicht,
daß sie Kräfte oder Lasten in der Fläche der Baueinheit
und Lasten von den Fassaden absorbieren kann, sowie
sicherere oder zuverlässigere Baueinheitverbindungen, da die
Balken der Elemente an den Seitenkanten von den
Baueinheiten direkt aneinander gesichert werden können. Weiterhin
können die Baueinheiten an den Verbindungen leicht durch
bekannte Mittel dampfverbreitungsbeständig gemacht werden
und/oder können Zusatzlasten z. B. von Rohrleitungen,
Beleuchtungsausrüstung etc. unter den Elementverbindungen
und mögliche Zusatzlasten von Dacheinheiten oder von auf
dem Dach über den Baueinheitenverbindungen angebrachten
Installation oder von schweren Opjekten, wie z. B. auf dem
Boden über den Baueinheitenverbindungen angeordneten
Regalen, absorbieren.
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Besagte Anordnung der Balken in den Baueinheiten
impliziert weiterhin, daß willkürliche Abstände oder Öffnungen
für Treppenhäuser, Aufzüge, Dachluken etc. zwischen den
Baueinheiten, wo die tragenden Balken die stark tragenden
Seitenkanten von benachbarten Baueinheiten bilden, möglich
sind. Weiterhin können relativ größere Durchgangsöffnungen
in den Baueinheiten zwischen den Balken bei gegebenen
Baueinheitabmessungen ausgeführt werden für 1) Dachluken,
Schornsteine, Dachhauben usw. in Dacheinheiten, 2)
Schornsteine, Treppenhäuser, Aufzüge und Arbeitsgruben in Decken
oder Bodeneinheiten, und 3) Türen, Durchreichen und
Fenster in Mauereinheiten, wo solch relativ hohe Lasten auf
den Baueinheiten direkt von den Balken aufgenommen werden
können. Dies wäre nicht möglich gewesen, wenn die
Abdeckplatten der Balken breiter wären als das Basisprofil des
Balkens, oder wenn die Baueinheiten keinen Balken weit
außen an ihrer Längskante hätten. Weiterhin wird erreicht,
daß 1) die Baueinheit mit ihren an ihren Seitenkanten
angeordneten Balken gegen Biegemomente beständig direkt an
ihren Seitenkanten montiert werden kann, daß 2) die
Baueinheiten an beiden Seitenkanten komplett gleich
konstruiert werden können, so daß sie um 1800 um eine zu der
Einheit senkrechte Achse während der Montage gedreht werden
können, was wiederum bedeutet, daß 3) weniger verschiedene
Baueinheittypen für ein gegebenes Gebäude nötig sein
können, besonders wenn die Baueinheiten der Erfindung
kastenförmige Balken an ihren Längsseiten haben, und, daß 4)
eine größere Konstruktionswahlfreiheit erreicht ist.
Weiterhin wird erzielt, daß 5) die Dampfdichtung der
Baueinheit in und entlang ihrer Längsseiten versteckt werden
kann, so daß besagte Dampfdichtung nicht während Transport
und Montage der Baueinheit beschädigt werden kann.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
gemäß dem einleitenden Teil von Anspruch 4 zum Herstellen
einer Baueinheit gemäß der Erfindung für Bauvorhaben,
z. B. Dach-, Decken-, Wand- oder Bodenvorhaben, und das
Verfahren ist gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden
Teil des besagten Anspruches dargelegten Punkte. Dadurch
wird es möglich, nicht nur geradlinige Baueinheiten
herzustellen, sondern auch aufwärts oder abwärts gekrümmte
Baueinheiten, da die Krümmung der Einheit durch die
Längskrümmung der Basisprofile der Balken vor der Sicherung der
Abdeckplatten an den Basisprofilen bestimmt ist. Da jeder
Balken per se eine fertiggestellte Einheit ist, könnten
sie mit einfachen Mitteln und vor ihrer Montage an einer
Dach- oder Boden-Bauplatte zum Bilden eines Bauelementes
mit einer vorbestimmten Krümmung in ihrer Längsrichtung
versehen werden, so daß das Dach oder der Boden in
montierten und belastetem Zustand z. B. total eben wird.
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Die Erfindung wird nun detaillierter beschrieben im
Zusammenhang mit einigen Ausführungsbeispielen und mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in der
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Fig. 1 zwei bekannte Balken zeigt, die gleichförmige
Wandstärken haben,
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Fig. 2 einen Balken für die Baueinheit gemäß der
Erfindung zeigt,
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Fig. 3 in perspektivischer und teilweise
geschnittener Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer
Baueinheit gemäß der Erfindung zeigt,
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Fig. 4 einen Querschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel einer entsprechend der in Fig. 3
gezeigten Baueinheit gemäß der Erfindung zeigt,
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Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel einer
Baueinheit gemäß der Erfindung und bestimmt für ein
dampfsperrenloses Dach zeigt,
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Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Längsverbindung
zwischen zwei Baueinheiten gemäß der Erfindung
zeigt,
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Fig. 7 einen Schnitt durch eine Endverbindung
zwischen zwei Baueinheiten gemäß der Erfindung
über einem stützenden Tragbalken zeigt,
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Fig. 8-9 Querschnitte durch Balken Ausführungsbeispiele
für Baueinheiten gemäß der Erfindung zeigen,
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Fig. 10-12 Querschnitte durch Balken für Baueinheiten
gemäß der Erfindung mit einer zusätzlichen
drucklastbeständigen Platte an der inneren
Unterseite der Balken zeigen,
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Fig. 13-15 Balkenausführungsbeispiele für Baueinheiten
gemäß der Erfindung mit einer zusätzlichen
drucklastbeständigen Platte an der äußeren
Unterseite der Balken zeigen,
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Fig. 16 einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Balkens für Baueinheiten
gemäß der Erfindung zeigt, und
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Fig. 17 einen Querschnitt durch eine Seitenkante einer
Baueinheit, die einen Balken mit zwei
gemeinsam gesicherten Basisprofilen für
Feuerschutzvorhaben hat, zeigt.
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Fig. 1 zeigt zwei für Baueinheiten bekannte Balken,
sogenannte Kastenträger, mit quadratischem Querschnitt bzw.
rechteckigem Querschnitt und einer einheitlichen
Wandstärke.
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Fig. 2 zeigt einen Balken 1 für eine Baueinheit gemäß der
Erfindung, worin eine der ebenen Seiten 2, 3, 4, 5 des
Balkens aus einer Abdeckplatte 2 aus einem hauptsächlich
für Drucklasten geeigneten und beständigen Material mit
einer 1,5 bis 115, vorzugsweise 32 mal größeren Dicke als
die Dicke der angrenzenden Seiten 3 - 5 des Balkens 1,
besteht. Die Abdeckplatte 2 kann z. B. aus 22 mm dickem
wasserdichtem Sperrholz sein, und die Basisprofilplatte
3 - 5 kann ein 0,7 mm dickes galvanisiertes Stahlprofil
sein, dessen Höhe abhängig von ihrer Spannweite oder
anderen
Bedingungen, unter denen der Balken benutzt werden
soll, variiert. Die Seiten 3 - 5 des Balkens 1, die in
einer Einheit als ein Basisprofil ausgeführt sind,
bestehen aus einem hauptsächlich für Zuglasten geeigneten und
beständigen Material, wie weiter in dem einleitenden Teil
der Beschreibung definiert und die hauptsächlich für
Drucklasten geeignete Abdeckplatte 2 ist unmittelbar
kantenfluchtend und beständig gegen Biegemomente an den zwei
klebenden Oberflächen der Flansche 6, 7 des Basisprofils
3 - 5 gesichert. Die Sicherungsmittel sind abhängig von
dem Material, an dem sie montiert werden sollen,
ausgewählt und besagte Sicherungsmittel schließen eine
Klebemontage und zum weiteren Verstärken davon, eine
Schraubmontage, Bolzenmontage, Nagelmontage oder dergleichen mit
ein.
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Dadurch wird ein Balken für eine Baueinheit geschaffen,
der ein niedriges Gewicht hat und eine große
Stützfähigkeit und keine vorstehenden Seitenkanten hat, und dieser
Balken kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Die
Stützfähigkeit kann weiter erhöht werden durch Anordnen
von Trennwänden 10 in dem Balken 1 mit vorbestimmten
Abständen, wie in Fig. 3 angegeben. Jede Trennwand 10 ist
z. B. senkrecht an wenigstens drei der Innenwände des
Balkens gesichert, z. B. an den Innenseiten der Seiten 3, 4
und 5.
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Fig. 3 zeigt eine Baueinheit 12 gemäß der Erfindung, in
der der Balken 1 benutzt ist, und Balken 1 als
Längstragbalken in der Baueinheit 12 angeordnet sind, die, wie
gezeigt, ein Dachelement sein kann, ein Deckenelement, ein
Wandelement oder ein Bodenelement. Fig. 3 zeigt weiterhin,
daß einer der Balken 1 an jeder der Längsseitenkanten der
Baueinheit 12 angeordnet ist. Die in Fig. 3 gezeigte
Dachbaueinheit
kann z. B. an ihrer Oberseite ein 16 mm dickes
wasserfestes Sperrholzbrett 14 haben, das durch Dachfolie
oder Dachpappe abgedeckt ist oder abgedeckt wird. Besagte
Sperrholzplatte 14 ist unmittelbar an den drei gezeigten
längsgeschlossenen Balken 1 durch Kleben und Nägel oder
Schrauben gesichert, und unmittelbar unter den Balken 1
kann eine dampfdichte Dichtung 15 z. B. aus PVC-Folie oder
aus dem als hygrodiode Folie bekannten Material,
Feuchtigkeitssperrschicht oder Dampfdichtungsmaterialien
angeordnet sein. Unter der Dampfdichtung kann eine
hitzeisolierende Deckenabdeckung 16, z. B. Mineralwolle- oder
Holzwollebauplatten, und besagte Deckenabdeckung 16 ist
gesichert und geschützt an den Längsseitenkanten der
Baueinheit 12 durch Stahlwinkel 17 an den Balken 1 gesichert.
Zwischen den Balken 1 kann eine Mineralwolleisolation 18
angeordnet sein, und eine nicht gezeigte
Mineralwolleisolation kann in den Balken selbst angeordnet sein.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt senkrecht zu der Längsachse der
Baueinheit in Fig. 3. Wie zu sehen ist, ist zwischen den
Balken 1 genügend Raum für große durchgehende Öffnungen in
der Baueinheit, ohne daß sich daraus eine erwähnenswerte
Reduzierung der Stützfähigkeit der Baueinheit ergibt.
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Fig. 5 zeigt eine Baueinheit in der Form einer Dacheinheit
mit den Balken 1 in einer anderen Anordnung. Hier ist eine
isolierende Deckenabdeckung 16 zwischen den Balken 1
plaziert, und die Dampfdichtung 15 ist über den Balken 1 und
der Deckenabdeckung 16 angeordnet, aber unter dem
Sperrholzbrett 14. Die Deckenabdeckung 16, die zusammen mit der
Dunstdichtung 15 an der Platte 14 z. B. durch Kleben
gesichert ist, ist z. B. aus isolierenden Platten mit einer
großen zusammenhaltenden Kraft, die als Isolierplatten von
Danmark A/S aus dem STYROFOAM -Programm besagter Firma
bekannt sind, gemacht. Auf dem Sperrholzbrett 14 ist eine
sogenannte äußere Isolation 20 angeordnet, die dampfdicht,
hitzefest und wetterbeständig ist.
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Fig. 6 zeigt eine Längsverbindung zwischen den Längsseiten
von zwei Baueinheiten 12. Hier wird eine
Verriegelungsplatte 22 über der Verbindung zwischen den Einheiten
benutzt und ein diffusionsbeständiges und hitzeisolierendes
Dichtungsband 23 zwischen den angrenzenden Balken 1 von
zwei benachbarten Einheiten. Sofern die Breite der
Konstruktionspiatte 14 um einen Wert entsprechend der Breite
der Verriegelungsplatte 22 zum gemeinsamen Verriegeln der
benachbarten Baueinheiten geringer ist als die Breite der
Baueinheit 12, wird wegen der Lage der besagten zwei
Balken 1 entlang der Längsseite der Baueinheit ein weiterer
Vorteil der Baueinheit gemäß der Erfindung erreicht, da
die Baueinheitsbreite z. B. 2,5% größer gemacht sein kann
als die vorliegende Plattenstandardbreite von 244 cm beim
gleichen Materialverbrauch und weniger Arbeitstätigkeiten.
Dies ist wegen der Tatsache, daß Konstruktionsplatten mit
Standardbreite benutzt werden können, deren Breite z. B.
in Dänemark 244 cm als Auslieferungsmaß beträgt, wogegen
die Baueinheiten die übliche Modulbreite von 250 cm
erreichen können und die Verriegelungsplatten eine Breite von 6
cm bekommen.
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Fig. 7 zeigt eine Endverbindung zwischen den Enden von
zwei Baueinheiten 12 über einem stützenden Tragbalken 25,
der die Einheiten 12 über deren Balken 1 und an deren
Enden direkt unter verstärkenden Endtrennwänden 10 von den
Balken stützt. Auch bei dieser Montage ist eine
Verriegelungsplatte 27 benutzt.
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Die Fig. 8
- 16 zeigen einige Balkenausführungsbeispiele
der Baueinheit gemäß der Erfindung, die alle mit einer
Abdeckplatte 2 und angrenzenden Basisprofilseiten 3 und 5
von geringerer Dicke versehen sind. Einige der Balken,
nämlich die in den Fig. 10 bis 5 gezeigten, haben eine
weitere, hauptsächlich für Drucklasten geeignete und
beständige verstärkende Platte 8 fest über der ganzen Länge
des Balkens an dem Teil des Balkens, der am meisten von
der Abdeckplatte 2 entfernt ist, gesichert. Besagte
Zusatzverstärkungsplatte 8 kann, wie in den Fig. 10 - 12
gezeigt, innen auf dem Boden des Balkens 1 oder wie in den
Fig. 13 - 15 gezeigt, außen auf dem Boden des Balkens 1
angeordnet sein. Solche Balken, wie in den Fig. 10 - 5
gezeigt, sind auch zur Benutzung als Tragbalken in Form
von Auslegern oder als Wandstützbalken und Säulen
geeignet.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann die Basisprofilseite 4 eine ebene Stahlplatte
sein, die gegen Biegemomente beständig gesichert ist an
den Seiten 3 und 5, die U-geformt sein können, so daß
kurze U-Profilseiten die Kantenflansche 6, 7 des
Basisprofus bilden und die Kantenflansche zum Sichern an den
Seiten 3 und 5 der Stahlplatte 4, durch Nieten, Schweißen
oder dergleichen.
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Als Beispiele des Verhältnisses zwischen der Wanddicken
der Platte 2 und der Platte des Basisprofils 3 - 5 seien
die folgenden Werte in Millimetern erwähnt: 45:30, 40:21,
15:5, 20:5, 25:5, 35:5, 22:2, 24:2, 15:1, 20:1, 25:1,
20:0,7, 22:0,7, 32:1, 40:1, 100:2, 35:0,7, 60:1, 42:0,7,
50:0,7, 80:1, 90:1, 100:1, 70:0,7, 105:1, 80:0,7, 115:1.
Die ausgewählten Verhältnisse hängen von den erwarteten
Belastungen der Baueinheit und der Anzahl der Balken, den
verwendeten Materialien und Sicherungsmethoden und den
verfügbaren standardisierten Materialdicken ab.
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Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Balkens 1,
der, wenn er in einer Baueinheit montiert ist,
erwartungsgemäß besonders hohen Zuglasten in den Basisprofilseiten 3
und 5 ausgesetzt sein wird, oder wo die Seiten 3 und 5 in
dickerem Material hergestellt sind, wie z. B.
faserverstärkten Plastik.
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- Fig. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Balkens an
einer Baueinheit gemäß der Erfindung, wodurch sowohl eine
bessere Feuerbeständigkeit als auch eine größere Stärke
erreicht wird, so daß die Lebensdauer der höheren
Feuerbeständigkeit verlängert ist. In den äußersten Basisprofilen
3 - 5 und in einer Entfernung davon ist ein
Innenbasisprofil 30 eingefügt. In dem Raum 31 zwischen den zwei
Basisprofilen ist hitzeisolierendes Material 32, 33 angeordnet,
von dem zumindest das obere Material 33 nagelsicher und an
den oberen Endteilen von beiden Profilen 3 - 5, 30
festgeklebt ist. Die obere Oberfläche 34 des oberen Materials 33
ist bündig mit den oberen Endkanten der zwei Profile
3 -5, 30 und bildet eine sichernde, angrenzende und klebende
Oberfläche für die Abdeckplatte 2. Eine Bauplatte 14 ist
an der Mitte der Abdeckplatte 2 gesichert, besagte
Bauplatte 14 ist hier aus einer Stahlplatte mit verstärkenden
Mittelrippen gemacht.