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EP1645693A1 - Anbausysteme für von Baukörpern auskragende Konstruktionen - Google Patents

Anbausysteme für von Baukörpern auskragende Konstruktionen Download PDF

Info

Publication number
EP1645693A1
EP1645693A1 EP05021102A EP05021102A EP1645693A1 EP 1645693 A1 EP1645693 A1 EP 1645693A1 EP 05021102 A EP05021102 A EP 05021102A EP 05021102 A EP05021102 A EP 05021102A EP 1645693 A1 EP1645693 A1 EP 1645693A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
clamping
ceiling
cross member
roof element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05021102A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Kröger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1645693A1 publication Critical patent/EP1645693A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/003Balconies; Decks

Definitions

  • the invention relates to a mounting system for cantilevered structures of structures, in particular balconies, canopies or other cantilevered attachments, wherein the building has a load-absorbing ceiling or roof element, are provided on the ceiling or roof element clamping, where the cantilever construction is attached.
  • a reinforced concrete ceiling usually has enough upper edge reinforcement for receiving the additional forces caused by the cantilever attachment, namely tensile forces on the upper part of the ceiling and compressive forces on the lower part of the ceiling.
  • the supporting masonry underneath has normally enough load reserve for discharging the loads into the subsoil.
  • balcony cultivation systems which work with visible elements such as columns and struts, which often have a visually disturbing effect on the overall impression of the building, but require no complex intervention in the existing building fabric.
  • balcony modules can be hung on vertically extending hollow profiles, which are fastened by means of adhesive anchors in the ceiling area.
  • the loads are introduced via the vertically extending hollow profile and arranged in the ceiling area adhesive anchors in the existing structure. Since the balcony modules are mounted in each case between two spaced-apart hollow sections, this system is very rigid and limited in terms of the balcony width, which is free to bridge. Furthermore, the construction elements attached to the façade are also disturbing here.
  • the object of the invention is to provide a mounting system for cantilevered structures of existing structures, with a load entry in the existing structure without overlapping attached to the facade reinforcing profiles, etc. and door or lintel areas is possible overlapping.
  • the cantilever construction is achieved in the range of a load-bearing ceiling or roof element via clamps.
  • the special feature is that the cantilever construction has a cross member which is arranged close to and substantially parallel to the structure; the cross member is firmly clamped to at least two restraints, and the cross member is clamped to at least one clamping via a transverse force joint, so that essentially only bending moments and possibly normal forces are transmitted to the ceiling or roof element at this clamping.
  • the transverse force joint is to be provided in each case at restraints in the region of weakening zones of the existing structural body, for example in the cantilevered fall area. This ensures that the clamping with transverse force joint only transmits bending moments in the region of this clamping on the existing structure. The resulting additional loads are significantly lower than if at this clamping and lateral forces, namely in particular the Auflast manufacturer the projecting construction would be initiated. Due to the proposed transverse force joint at this at least one clamping the ballast weight is introduced via the cross member to the wengistens two fixed grips in the existing structure.
  • Transverse force joints are known in the field of structural engineering under structures.
  • An idealized joint of this kind can transmit no transverse forces, but only moments and normal forces.
  • Such a transverse power joint is known for example in bridge construction as an abutment.
  • the bearing surfaces are arranged horizontally and can transfer via an intermediate cylindrical roller layer loads as normal forces on the bridge pier, whereas transverse forces are not transmitted.
  • the transverse power joint used in the mounting system has a vertical orientation, wherein at the free end of the clamping in the ceiling or roof element a parallel to the longitudinal extent of the cross member and vertically aligned plate is fixed, the plate has slots whose longitudinal axes are arranged vertically; the outside of the plate, a mounting plate is provided which is fixedly connected to the cross member; inside the plate a counter plate is provided, which surrounds the clamping with play; the mounting plate is clamped to the counter plate by means of passing through the slots of the plate bolt; and between counter-plate and plate and between the plate and mounting plate hinge rollers are arranged, whose axes are aligned perpendicular to the slot longitudinal axis and parallel to the plates.
  • the joint rollers provided in the transverse force joint can also in their Installation orientation on vertically aligned plates are positioned in the correct position.
  • the installation of the transverse force joint considerably simplified, since the joint can be assembled perpendicular to the free axis.
  • the bearing cage is designed as a protective box, the counter-plate, plate and mounting plate substantially encloses.
  • the joint rollers are protected from dirt that could get between the bearing plates at the same time. It is thus avoided that the desired decoupling function of the transverse force joint for acting transverse forces would be reduced by dirt deposits and adhesions to the joint rollers.
  • the clamping for load application in the ceiling or roof element has a combination of horizontal tie rod and push rod, wherein the pull rod on the ceiling or roof element and the push rod on the cantilever-facing edge of the ceiling or Roof element are attached.
  • the tension rod is preferably dowelled directly onto the raw ceiling and attached to the pressure rod on the front side of the ceiling and also fixed by means of fferdübelharm. In the cultivation of a cantilever construction by means of tension and compression rod thus only the removal of the screed in the region of the tie rod is required for its installation on the reinforced concrete ceiling.
  • the clamping for the load entry in the ceiling or roof element on a bending bar which is anchored in a introduced into the facing the cantilever construction end face of the reinforced concrete slab horizontal bore.
  • a bending bar cemented into a horizontal core hole in the reinforced concrete slab the previous building substance can be given the least impairing solution.
  • floor work inside the building can be advantageously eliminated.
  • the at least one clamping is arranged with transverse force joint between two fixed clamping.
  • the force acting as a transverse force in the region of the clamping with transverse force joint weight force on the cross member of this construction is transferred to the two opposite fixed restraints.
  • the cross member can also be partially “cantilevered” by providing a clamping with transverse force joint at the end of the cross member. In this case, the closest to this clamping fixed restraint would bear the entire load of this part of the construction, which would additionally act on the cross member bending moments, which would partially relieve the remoter fixed restraint.
  • the load distribution forth preferred and for many applications also most suitable embodiment is characterized in that at both ends of the cross member per a fixed clamping and therebetween at least one clamping with transverse force joint are provided.
  • a balcony can in the entire central region between the arranged at both ends of the cross member fixed clamping on the existing building by the load of the cross member and the transverse force decoupling clamping with transverse force joint a significant relief can be achieved. Consequently, existing lintels etc. in this area can be maintained without supplemental reinforcement.
  • the ballast of the attached balcony is introduced essentially only on the fixed restraints at the two ends of the cross member in the ceiling of the existing building and derived from the Sturzauflager Kunststoffen in the ground.
  • a compact substructure is provided for example for the balcony floor or a canopy.
  • the cross member as well as the attached projecting carrier are preferably made of double flange of the same height dimension and welded together.
  • balcony depths of up to 1.5 m and balcony widths of 4 m or more can be achieved.
  • the arrangement of the fixed restraints and the restraints with transverse power joint is variable, so that any balcony layers and balcony widths can be realized.
  • the transverse force joint is designed so that vertical forces are not absorbed.
  • FIG. 1 an existing building 1 on the left side of the drawing and a cantilevered construction 2 on the right side of the drawing is shown in partially sectioned plan view.
  • the existing structure or the existing building 1 has a ceiling element 10 in the form of a reinforced concrete floor.
  • a large window opening with a long lintel 11 is realized.
  • the lintel 11 is supported on wall sections as lintel supports 12 and 13.
  • the cantilevered construction 2 is grown as a balcony.
  • For the balcony cultivation 2 are in the existing floor slab 10 five horizontal core holes 101 in the end face 100 of the floor slab 10 introduced.
  • the horizontal bore 101 has, for example, a diameter of 100 mm and a drilling depth of 1000 mm.
  • a bending rod 20 in the form of a suitable tube for example, the dimension diameter 88.9 x 8 mm is cemented.
  • These cemented bending rods 20 form a total of five grips 21 and 22, respectively.
  • a cross member 23 is provided on the cantilevered construction 2.
  • the cross member 23 is fixedly connected at its ends with the clamping 21.
  • the arranged between the fixed Randeintensionen 21 three further clamping 22 are connected to a transverse power joint 3 with the cross member 23 such that loads perpendicular to the plane of FIG. 1 are not transferred to the restraints 22.
  • This projecting structure 2 forms the base of a balcony, not shown here.
  • this construction 2 is preferably made of standardized double-flange carriers.
  • the cross member 23 consists for example of a Doppelflanschong HEB 180 and the cantilevered beam 24 of Doppelflanschaftern the dimension IPE 180. In the nodal regions of the cantilevered beam 24 with the cross member 23, the carrier are welded together.
  • FIG. 2 is a plan view of a portion of the reinforced concrete ceiling 10 with therein horizontal bore 101 is shown.
  • the reinforced concrete ceiling 10 is shown with the lintel 11 integrated therein.
  • the horizontal bore 101 of the bending rod 20 is firmly cemented.
  • the transverse force joint 3 has a vertically aligned plate 31 as the first bearing plate.
  • This first bearing plate 31 is welded, for example, to the free end 201 of the bending rod 20.
  • In the plate 31 four elongated holes 31 are introduced, whose longitudinal axes are arranged vertically.
  • a mounting plate or second bearing plate 32 is arranged parallel to the plate 31.
  • the mounting plate 32 is connected to the cross member 23, for example by a welded joint.
  • a counter plate or third bearing plate 33 is provided, which is formed around the bending rod 20 of the clamping 22 with play encompassing.
  • the second and third bearing plates 32, 33 arranged parallel to the first bearing plate 31 each have four through-bores 321, 331 corresponding to the four elongated holes 31 of the first bearing plate 31. Through the through holes 321, 331 and slots 311 four bolts 34 are pushed through. With the bolts 34, the mounting plate 32 are clamped to the back plate 33.
  • each joint rollers 35 are arranged distributed in the load bearing sufficient number on the corresponding bearing surfaces.
  • the joint rollers 35 are parallel to each other and horizontal with their cylinder axes, ie aligned perpendicular to the longitudinal axis of the slots 31.
  • the joint rollers 35 allow a low-friction lateral movement perpendicular to the plane of Fig. 2, ie in the vertical direction in the scope of the clearance in the slots 311 of the first bearing plate 31.
  • vertical forces as so-called. Transverse forces of the transverse force joint 3 not transferred to the clamping 22.
  • the provided in the cantilever construction 2 cross member 23 takes on the ballast and stores the ballast on the fixed restraints 21, 21 (see Fig. 1) to.
  • balconies and canopies can be attached to existing buildings in the area of ceiling or roof elements load-bearing, even if in the area covered by the construction zone weakening zones, such as door or window lintels are present.
  • a cantilever of the balcony can be easily realized up to 1.5 m with appropriate choice of materials. Since large balcony widths of 4 m or more can be achieved, very large extension balconies can be realized as projecting constructions. Due to the support and strutless construction, apartments under the balcony are less affected. Furthermore, balconies can also be very individual, for example, only for individual apartments or at be mounted on different positions on the facade, since a load distribution in the mounting structure over several floors is not necessary.
  • the system according to the invention is an economical solution, especially for buildings with a lower number of storeys.
  • the supporting balcony construction cantilevered construction 2 of standardized, easily procurable and correspondingly inexpensive components, such as double-flange girders, can be produced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
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  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anbausystem für von Baukörpern (1) auskragende Konstruktionen (2), insbesondere Balkone, Vordächer oder sonstige auskragende Anbauten, wobei der Baukörper (1) ein lastaufnehmendes Decken- oder Dachelement (10) aufweist, an dem Decken- oder Dachelement (10) Einspannungen (21) vorgesehen sind, an denen die auskragende Konstruktion (2) befestigt ist, wobei die auskragende Konstruktion (2) einen Querträger (23) aufweist, der nahe am und im wesentlichen parallel zum Baukörper (1) angeordnet ist; der Querträger (23) an wenigstens zwei Einspannungen (21) fest eingespannt ist, und der Querträger (23) an wenigstens einer Einspannung (22) über ein Querkraftgelenk eingespannt ist, so dass an dieser Einspannung (22) im wesentlichen nur Biegemomente und ggf. Normalkräfte in das Decken- oder Dachelement (10) übertragen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anbausystem für von Baukörpern auskragende Konstruktionen, insbesondere Balkone, Vordächer oder sonstige auskragende Anbauten, wobei der Baukörper ein lastaufnehmendes Decken- oder Dachelement aufweist, an dem Decken- oder Dachelement Einspannungen vorgesehen sind, an denen die auskragende Konstruktion befestigt ist.
  • Bei frei auskragenden Anbauten an bestehenden Baukörpern besteht insbesondere die Schwierigkeit, die von der auskragenden Konstruktion herrührenden Lasten in geeigneter Weise auf den bestehenden Baukörper zur Ableitung in den Baugrund zu übertragen.
  • Im Stand der Technik sind unterschiedliche Methoden zur Einleitung der Lasten von auskragenden Konstruktionen bekannt. Bei geringen Lasten, beispielsweise bei kleineren Vordächern, reicht meist eine Befestigung in der Außenwand des bestehenden Baukörpers mittels Dübelkonstruktionen als Zuganker und entsprechenden Auflageflächen an der Wand als Drucklager aus.
  • Bei höheren Lasten, wie sie beispielsweise bei frei auskragenden Balkonen oder größeren Vordächern auftreten, ist die Verankerung am bestehenden Baukörper schwierig. Häufig werden daher aufgeständerte Balkone verwendet, die über separate Stützen die Last der angebauten Balkone eigenständig auf ein neu zu erstellendes Fundament bzw. Fundamente in den Boden leiten. Dieses Verfahren ist kostenaufwendig und oftmals optisch störend, da die hervortretenden Stützen das bestehende Gebäude optisch zergliedern.
  • Demgegenüber sind für auskragende Balkone aufwendigere Konstruktionen zur Einspannung der auskragenden Konstruktion am vorhandenen Baukörper bekannt. Insbesondere ist eine Verankerung an im bestehenden Baukörper befindlichen Stahlbetondecken vorteilhaft. Eine Stahlbetondecke besitzt in der Regel genug obere Randbewehrung zur Aufnahme der durch den auskragenden Anbau hervorgerufenen zusätzlichen Kräfte, nämlich Zugkräfte auf den oberen Teil der Decke und Druckkräfte auf den unteren Teil der Decke. Auch das darunter befindliche, stützende Mauerwerk hat im Normalfall genug Lastreserve zur Ableitung der Lasten in den Baugrund. Problematisch wird jedoch ein Anbau einer auskragenden Konstruktion im Bereich von Tür- oder Fensterstürzen im vorhandenen Baukörper, da dort meist keine ausreichenden Lastreserven vorhanden sind. Die nachträgliche Verstärkung eines Sturzes ist kostspielig, häufig unästhetisch und in vielen Fällen auch nicht möglich, da Durchgangshöhen von Türen etc. reduziert werden müßten.
  • Entsprechend sind im Stand der Technik Balkonanbausysteme bekannt, die mit sichtbaren Elementen wie Stützen und Streben arbeiten, die sich oftmals optisch störend auf den Gesamteindruck des Gebäudes auswirken, aber keinen aufwendigen Eingriff in die bestehende Gebäudesubstanz erfordern. Beispielhaft wird für ein derartiges System auf ein Balkonanbausystem der Firma Weland GmbH, Spengler Str. 89 - 91, 23556 Lübeck verwiesen. Bei dem Balkonanbausystem sind an senkrecht verlaufenden Hohlprofilen, die mittels Klebeankern im Deckenbereich befestigt sind, Balkonmodule einhängbar.
  • Bei dieser Konstruktion werden die Lasten über das senkrecht verlaufende Hohlprofil und die im Deckenbereich angeordneten Klebeanker in den bestehenden Baukörper eingeleitet. Da die Balkonmodule jeweils zwischen zwei beabstandet angeordneten Hohlprofilen eingehängt sind, ist dieses System sehr starr und hinsichtlich der Balkonbreite, die frei tragend zu überbrücken ist, begrenzt. Ferner stören auch hier die auf der Fassade angebrachten Konstruktionselemente.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Anbausystem für auskragende Konstruktionen an vorhandenen Baukörpern anzugeben, mit dem ein Lasteintrag in den vorhandenen Baukörper ohne an der Fassade aufgesetzte Verstärkungsprofile etc. und auch Tür- oder Fenstersturzbereiche überdeckend möglich ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Anbausystem gemäß Anspruch 1. Die auskragende Konstruktion wird im Bereich eines lastaufnehmenden Decken- oder Dachelementes über Einspannungen erreicht. Das Besondere ist jedoch, dass die auskragende Konstruktion einen Querträger aufweist, der nahe am und im wesentlichen parallel zum Baukörper angeordnet ist; der Querträger an wenigstens zwei Einspannungen fest eingespannt ist, und der Querträger an wenigstens einer Einspannung über ein Querkraftgelenk eingespannt ist, so dass an dieser Einspannung im wesentlichen nur Biegemomente und ggf. Normalkräfte in das Decken- oder Dachelement übertragen werden.
  • Dabei ist das Querkraftgelenk jeweils an Einspannungen im Bereich von Schwächungszonen des bestehenden Baukörpers, beispielsweise im frei tragenden Sturzbereich vorzusehen. Damit wird erreicht, dass die Einspannung mit Querkraftgelenk lediglich Biegemomente im Bereich dieser Einspannung auf den vorhandenen Baukörper übertragt. Die daraus resultierenden zusätzlichen Lasten sind erheblich geringer, als wenn an dieser Einspannung auch Querkräfte, nämlich insbesondere die Auflastkräfte der auskragenden Konstruktion eingeleitet würden. Durch das vorgesehene Querkraftgelenk an dieser wenigstens einen Einspannung wird das Auflastgewicht über den Querträger auf die wengistens zwei fest angeordneten Einspannungen in den bestehenden Baukörper eingeleitet.
  • Querkraftgelenke sind im Bereich der Bautechnik unter Tragwerken bekannt. Ein idealisiertes derartiges Gelenk kann keine Querkräfte übertragen, sondern nur Momente und Normalkräfte. Ein derartiges Querkraftgelenk ist beispielsweise im Brückenbau als Widerlager bekannt. Dabei sind die Lagerflächen horizontal angeordnet und können über eine dazwischen liegende Zylinderwalzenlage Auflasten als Normalkräfte auf den Brückenpfeiler übertragen, wohingegen Querkräfte nicht übertragen werden.
  • Ein derartiges Zylinderwalzenlager wird in der DE 30 34 514 A1 als bekannt gewürdigt.
  • Das im Anbausystem verwendete Querkraftgelenk hat hingegen eine vertikale Orientierung, wobei am freien Ende der Einspannung im Decken- oder Dachelement eine parallel zur Längserstreckung des Querträgers und lotrecht ausgerichtete Platte befestigt ist, wobei die Platte Langlöcher hat, deren Längsachsen vertikal angeordnet sind; außenseitig der Platte eine Befestigungsplatte vorgesehen ist, die mit dem Querträger fest verbunden ist; innenseitig der Platte eine Gegenplatte vorgesehen ist, die die Einspannung mit Spiel umgreift; die Befestigungsplatte mit der Gegenplatte mittels durch die Langlöcher der Platte durchgreifenden Bolzen verspannt ist; und zwischen Gegenplatte und Platte sowie zwischen Platte und Befestigungsplatte Gelenkwalzen angeordnet sind, dessen Achsen senkrecht zur Langlochlängsachse und parallel zu den Platten ausgerichtet sind.
  • Wenn ein Lagerkäfig zur Lagehaltung der Gelenkwalzen vorgesehen ist, können die im Querkraftgelenk vorgesehenen Gelenkwalzen auch in ihrer Einbauorientierung an lotrecht ausgerichteten Platten lagerichtig positioniert werden. Insbesondere wir mit einem Lagerkäfig die Montage des Querkraftgelenks erheblich vereinfacht, da das Gelenk sich senkrecht zur freien Achse zusammenbauen läßt.
  • In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist der Lagerkäfig als Schutzkasten ausgebildet, der Gegenplatte, Platte und Befestigungsplatte im wesentlichen umschließt. Neben der Positionierung der Gelenkwalzen bei der Montage des Querkraftgelenks auf der Baustelle werden gleichzeitig die Gelenkwalzen vor Schmutz, der zwischen die Lagerplatten geraten könnte, geschützt. Es wird somit vermieden, dass die gewünschte Enkopplungsfunktion des Querkraftgelenks für wirkende Querkräfte durch Schmutzablagerungen und Anhaftungen an den Gelenkwalzen gemindert würde.
  • In weiterer Ausgestaltung des Anbausystems ist vorgesehen, dass die Einspannung zum Lasteintrag in das Decken- oder Dachelement eine Kombination von horizontalen Zugstab und Druckstab aufweist, wobei der Zugstab auf dem Decken- oder Dachelement und der Druckstab am zur auskragenden Konstruktion zeigenden Rand des Decken- oder Dachelementes befestigt sind. Dabei wird der Zugstab bevorzugt unmittelbar auf die Rohdecke aufgedübelt und der Druckstab an der Stirnseite der Decke angesetzt und ebenfalls mittels Schraubdübelverbindung fixiert. Bei dem Anbau einer auskragenden Konstruktion mittels Zug- und Druckstab ist somit lediglich das Enfernen des Estrichs im Bereich des Zugstabes zu dessen Montage auf der Stahlbetondecke erforderlich. Handelt es sich beispielsweise um einen Anbaubalkon sind jedoch häufig entsprechende Umbaumaßnahmen im zum Balkon angrenzenden Raum des bestehenden Gebäudes erforderlich, wie beispielsweise Abbruch der Fensterbrüstung, Austausch eines Fensters gegen ein Fenster-Tür-Element etc. Somit kann die Montage des Zugstabes problemlos in die Umbauarbeiten integriert werden und bedeutet folglich keinen größeren zusätzlichen Aufwand. Diese Konstruktion ist auch anwendbar für Decken- oder Dachelemente aus Holz und für Ziegelhohlkörperdecken.
  • In alternativer Ausgestaltung weist die Einspannung zum Lasteintrag in das Decken- oder Dachelement einen Biegestab auf, der in einer in die zur auskragenden Konstruktion zeigenden Stirnseite der Stahlbetondecke eingebrachten Horizontalbohrung verankert ist. Ausschließlich für Stahlbetondecken kann jedoch durch Vorsehen eines in eine Horizontalkernbohrung in der Stahlbetondecke einzementierten Biegestabes eine die bisherige Gebäudesubstanz am wenigstens beeinträchtigende Lösung angegeben werden. Bei diesem Verfahren können Fußbodenarbeiten im Gebäudeinneren vorteilhaft entfallen.
  • Bevorzugt ist die wenigstens eine Einspannung mit Querkraftgelenk zwischen zwei festen Einspannungen angeordnet. Damit wird die als Querkraft im Bereich der Einspannung mit Querkraftgelenk wirkende Gewichtskraft über den Querträger dieser Konstruktion auf die beiden einander gegenüberliegenden festen Einspannungen übertragen. Selbstverständlich kann auch der Querträger teilweise selbst "auskragend" durch Vorsehen einer Einspannung mit Querkraftgelenk am Ende des Querträgers ausgebildet werden. In diesem Falle würde die zu dieser Einspannung nächstliegende feste Einspannung die gesamte Auflast dieses Teils der Konstruktion tragen, wobei am Querträger zusätzlich Biegemomente wirken würden, die teilweise die entferntere feste Einspannung entlasten würde.
  • Demgegenüber ist die von der Lastverteilung her bevorzugte und für viele Anwendungsbereiche auch geeignetste Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Querträgers je eine feste Einspannung und dazwischen wenigstens eine Einspannung mit Querkraftgelenk vorgesehen sind. Handelt es sich beispielsweise um einen Balkonanbau kann im gesamten Mittenbereich zwischen den an beiden Enden des Querträgers angeordneten festen Einspannungen am bestehenden Gebäude durch die Lastaufnahme des Querträgers und die Querkraft entkoppelnde Einspannung mit Querkraftgelenk eine deutliche Entlastung erreicht werden. Folglich können in diesem Bereich vorhandene Fensterstürze etc. ohne eine ergänzende Verstärkung beibehalten werden. Die Auflast des angebauten Balkons wird dabei im wesentlichen nur über die festen Einspannungen an den beiden Enden des Querträgers in die Decke des bestehenden Gebäudes eingebracht und von den Sturzauflagerbereichen in den Baugrund abgeleitet. Es wird also ein Großteil der Balkonlast durch Umlagerung zu den festen Einspannungen im Bereich der Sturzlager, also in stützendes Mauerwerk mit ausreichender Lastreserve eingeleitet. Eine Sturzverstärkung ist somit in der Regel nicht erforderlich. Gleichwohl können die aufgrund der auskragenden Konstruktion an den Einspannungen angreifenden Biegemomente über die Querkraftgelenke in den bestehenden Baukörper geleitet werden.
  • Wenn am Querträger vorkragende Träger als Unterkonstruktion für einen Balkon oder ein Vordach befestigt sind, wird ein kompakter Unterbau beispielsweise für den Balkonboden oder ein Vordach bereitgestellt. Der Querträger wie auch die daran angesetzten vorkragenden Träger sind bevorzugt aus Doppelflanschträger gleicher Höhenabmessung hergestellt und miteinander verschweißt. Für eine Balkonunterbaukonstruktion können somit Balkontiefen bis 1,5 m und Balkonbreiten von 4 m oder mehr erzielt werden. Die Anordnung der festen Einspannungen und der Einspannungen mit Querkraftgelenk ist variabel, womit beliebige Balkonlagen und Balkonbreiten realisiert werden können.
  • Um die Auflastgewichte der Balkonlast im Bereich der Einfassung mit Querkraftgelenk von der Einspannung abzukoppeln und über den Querträger in die festen Einspannungen umzulagern, ist das Querkraftgelenk so ausgebildet, dass lotrechte Kräfte nicht aufgenommen werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Anbausystems sowie des dabei verwendeten Querkraftgelenks unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
  • Fig. 1
    in einer teils geschnittenen Draufsicht eine von einem bestehenden Baukörper auskragende Konstruktion nach dem erfindungsgemäßen Anbausystem,
    Fig. 2
    in einer Draufsicht eine Einspannung mit Querkraftgelenk entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion,
    Fig. 3
    die in Fig. 2 dargestellte Anordnung in geschnittener Seitenansicht entlang der in Fig. 2 mit A-A dargestellten Fläche und
    Fig. 4
    das Querkraftgelenk in einer Darstellung entlang der in Fig. 2 bzw. 3 dargestellten Ebene B-B.
  • In Fig. 1 ist in teils geschnittener Draufsicht ein vorhandenes Gebäude 1 auf der linken Seite der Zeichnung und eine auskragende Konstruktion 2 auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt. Der bestehende Baukörper oder das vorhandene Gebäude 1 weist ein Deckenelement 10 in Form einer Stahlbetondecke auf. Im unter der Stahlbetondecke 10 liegenden Geschoss ist eine große Fensteröffnung mit einem langen Sturz 11 verwirklicht. Der Sturz 11 ist auf Mauerabschnitte als Sturzauflager 12 und 13 abgestützt.
  • An einer Stirnseite 100 der Stahlbetondecke 10 ist die auskragende Konstruktion 2 als Balkon angebaut. Für den Balkonanbau 2 sind in der vorhandenen Geschossdecke 10 fünf horizonale Kernbohrungen 101 in die Stirnfläche 100 der Geschossdecke 10 eingebracht.
  • Die Horizontalbohrung 101 weist beispielsweise einen Durchmesser von 100 mm und eine Bohrtiefe von 1000 mm auf. In jede der fünf Horizontalbohrungen 101 wird ein Biegestab 20 in Form eines geeigneten Rohres, beispielsweise der Dimension Durchmesser 88,9 x 8 mm einzementiert. Diese einzementierten Biegestäbe 20 bilden insgesamt fünf Einspannungen 21 bzw. 22.
  • Nahe am und im wesentlichen parallel zum Baukörper 1 ist ein Querträger 23 an der auskragenden Konstruktion 2 vorgesehen. Der Querträger 23 ist an seinen Enden fest mit den Einspannungen 21 verbunden. Die zwischen den festen Randeinspannungen 21 angeordneten drei weiteren Einspannungen 22 sind mit einem Querkraftgelenk 3 mit dem Querträger 23 derart verbunden, dass Auflasten senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 nicht auf die Einspannungen 22 übertragen werden.
  • Am Querträger 23 sind in Verlängerung der die Einspannungen 21, 22 bildenden Biegestäbe 20 vorkragende Träger 24 befestigt.
  • Diese auskragende Konstruktion 2 bildet den Unterbau eines hier nicht näher dargestellten Balkons. Dabei ist diese Konstruktion 2 bevorzugt aus genormten Doppelflanschträgern hergestellt. Der Querträger 23 besteht beispielsweise aus einem Doppelflanschträger HEB 180 und die vorkragenden Träger 24 aus Doppelflanschträgern der Dimension IPE 180. In den Knotenbereichen der vorkragenden Träger 24 mit dem Querträger 23 sind die Träger miteinander verschweißt.
  • Eine Einspannung 22 mit Querkraftgelenk 3 ist in den Fig. 2 bis 4 im Detail dargestellt. In Fig. 2 ist in der Draufsicht ein Teil der Stahlbetondecke 10 mit darin befindlicher Horizontalbohrung 101 dargestellt. Ebenso ist in der Schnittdarstellung der Fig. 3 die Stahlbetondecke 10 mit darin integriertem Sturz 11 wiedergegeben. In der Horizontalbohrung 101 ist der Biegestab 20 fest einzementiert.
  • Am freien Ende 201 des Biegestabes 20 ist das Querkraftgelenk 3 angesetzt. Das Querkraftgelenk 3 weist eine lotrecht ausgerichtete Platte 31 als erste Lagerplatte auf. Diese erste Lagerplatte 31 ist beispielsweise mit dem freien Ende 201 des Biegestabs 20 verschweißt. In der Platte 31 sind vier Langlöcher 31 eingebracht, deren Längsachsen vertikal angeordnet sind. Außenseitig, also von dem bestehenden Gebäude 1 abgewandt, ist parallel zur Platte 31 eine Befestigungsplatte oder zweite Lagerplatte 32 angeordnet. Die Befestigungsplatte 32 ist mit dem Querträger 23, beispielsweise durch eine Schweißverbindung, verbunden.
  • Innenseitig der Platte 31, also zum bestehenden Gebäude gerichtet, ist eine Gegenplatte oder dritte Lagerplatte 33 vorgesehen, die den Biegestab 20 der Einspannung 22 mit Spiel umgreifend ausgebildet ist.
  • Die zur ersten Lagerplatte 31 parallel angeordneten zweite und dritte Lagerplatten 32, 33 weisen jeweils vier zu den vier Langlöchern 31 der ersten Lagerplatte 31 korrespondierende Durchgangsbohrungen 321, 331 auf. Durch die Durchgangsbohrungen 321, 331 und Langlöcher 311 sind vier Schraubbolzen 34 durchgesteckt. Mit den Bolzen 34 werden die Befestigungsplatte 32 mit der Gegenplatte 33 verspannt.
  • Zwischen der dritten Lagerplatte 33 und der ersten Lagerplatte 31 sowie zwischen der ersten Lagerplatte 31 und der zweiten Lagerplatte 32 sind jeweils Gelenkwalzen 35 in zur Lastaufnahme ausreichender Zahl auf den korrespondierenden Lagerflächen verteilt angeordnet. Die Gelenkwalzen 35 sind dabei mit ihren Zylinderachsen zueinander parallel und horizontal, also zur Längsachse der Langlöcher 31 senkrecht ausgerichtet. Damit erlauben die Gelenkwalzen 35 eine reibungsarme Lateralbewegung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2, also in lotrechter Richtung im Umfang des Spielraums in den Langlöchern 311 der ersten Lagerplatte 31. Entsprechend werden an der auskragenden Konstruktion 2 wirkende lotrechte Kräfte als sog. Querkräfte von dem Querkraftgelenk 3 nicht auf die Einspannung 22 übertragen. Entsprechend nimmt der in der auskragenden Konstruktion 2 vorgesehene Querträger 23 die Auflast auf und lagert die Auflast auf die festen Einspannungen 21, 21 (s. Fig. 1) um.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Anbausystem mit Querkraftgelenk können somit auskragenden Konstruktionen, insbesondere Balkone und Vordächer an bestehenden Gebäuden im Bereich von Decken- oder Dachelementen lasteinbringend befestigt werden, auch wenn im von der Konstruktion überdeckten Bereich Schwächungszonen, wie beispielsweise Tür- oder Fensterstürze vorhanden sind.
  • Im Gegensatz zu separat aufgeständerten Balkonen sind keine sichtbaren Stützen und neu zu gründende Fundamente erforderlich. Im Gegensatz zu den bekannten, an bestehenden Gebäuden angebauten Balkonsystemen fehlen auch jegliche auf der Gebäudefassade aufgebrachte Streben oder Verstärkungselemente.
  • Mit der Konstruktion können bei entsprechender Materialwahl eine Auskragung des Balkons bis 1,5 m problemlos realisiert werden. Da auch große Balkonbreiten von 4 m oder mehr erzielt werden können, können sehr großflächige Anbaubalkone als auskragende Konstruktionen realisiert werden. Aufgrund der stützen- und strebenlosen Konstruktion werden unter dem Balkon liegende Wohnungen weniger beeinträchtigt. Ferner können Balkone auch sehr individuell, beispielsweise nur für einzelne Wohnungen oder an unterschiedlichen Positionen an der Fassade montiert werden, da eine Lastverteilung in der Anbaukonstruktion über mehrere Geschosse nicht nötig ist.
  • Somit ist das erfindungsgemäße System vor allem bei Gebäuden geringerer Geschosszahl eine wirtschaftliche Lösung. Dabei kann die tragende Balkonkonstruktion (auskragende Konstruktion 2) aus genormten, leicht beschaffbaren und entsprechend kostengünstigen Bauteilen, wie Doppelflanschträgern, hergestellt werden.
  • Durch die punktuellen Anschlüsse der auskragenden Konstruktion an die vorhandene Stahlbetondecke werden Wärmebrücken weitestgehend vermieden. Zusätzlich kann eine umlaufende Wärmedämmung um die auskragende Konstruktion vorteilhaft sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Baukörper, vorhandenes Gebäude
    10
    Decken- oder Dachelement, Stahlbetondecke
    100
    Stirnfläche
    101
    Horizontalbohrung
    11
    Sturz
    12
    Sturzauflager, Mauerwerk
    13
    Sturzauflager, Mauerwerk
    2
    auskragende Konstruktion, Balkonanbau
    20
    Biegestab
    201
    freies Ende
    21
    Einspannung
    22
    Einspannung
    23
    Querträger
    24
    vorkragender Träger
    3
    Querkraftgelenk
    31
    Platte, erste Lagerplatte
    311
    Langloch
    32
    Befestigungsplatte, zweite Lagerplatte
    321
    Durchgangsbohrung
    33
    Gegenplatte, dritte Lagerplatte
    331
    Durchgangsbohrung
    34
    Bolzen
    35
    Gelenkwalzen

Claims (9)

  1. Anbausystem für von Baukörpern (1) auskragende Konstruktionen (2), insbesondere Balkone, Vordächer oder sonstige auskragende Anbauten, wobei
    - der Baukörper (1) ein lastaufnehmendes Decken- oder Dachelement (10) aufweist,
    - an dem Decken- oder Dachelement (10) Einspannungen (21) vorgesehen sind, an denen die auskragende Konstruktion (2) befestigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die auskragende Konstruktion (2) einen Querträger (23) aufweist, der nahe am und im wesentlichen parallel zum Baukörper (1) angeordnet ist;
    - der Querträger (23) an wenigstens zwei Einspannungen (21) fest eingespannt ist, und
    - der Querträger (23) an wenigstens einer Einspannung (22) über ein Querkraftgelenk eingespannt ist, so dass an dieser Einspannung (22) im wesentlichen nur Biegemomente und ggf. Normalkräfte in das Decken- oder Dachelement (10) übertragen werden.
  2. Anbausystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung (21, 22) zum Lasteintrag in das Decken- oder Dachelement (10) eine Kombination von horizontalen Zugstab und Druckstab aufweist, wobei der Zugstab auf dem Decken- oder Dachelement (10) und der Druckstab am zur auskragenden Konstruktion zeigenden Rand (100) des Decken- oder Dachelementes (10) befestigt sind.
  3. Anbausystem nach Anspruch 1 mit einer Stahlbetondecke (10) als Decken- oder Dachelement, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung (21, 22) zum Lasteintrag in das Decken- oder Dachelement (10) einen Biegestab (20) aufweist, der in einer in die zur auskragenden Konstruktion zeigenden Stirnseite (100) der Stahlbetondecke (10) eingebrachten Horizontalbohrung (101) verankert ist.
  4. Anbausystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einspannung (22) mit Querkraftgelenk (3) zwischen zwei festen Einspannungen (21) angeordnet ist.
  5. Anbausystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden (231, 232) des Querträgers (23) je eine feste Einspannung (21) und dazwischen wenigstens eine Einspannung (22) mit Querkraftgelenk (3) vorgesehen sind.
  6. Anbausystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Querträger (23) vorkragende Träger (24) als Unterkonstruktion für einen Balkon oder ein Vordach befestigt sind.
  7. Anbausystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querkraftgelenk (3) so ausgebildet ist, dass lotrechte Kräfte nicht aufgenommen werden, wobei
    - am freien Ende (201) der Einspannung (22) im Decken- oder Dachelement (10) eine parallel zur Längserstreckung des Querträgers (23) und lotrecht ausgerichtete Platte (31) befestigt ist, wobei die Platte Langlöcher (311) hat, deren Längsachsen vertikal angeordnet sind;
    - außenseitig der Platte (31) eine Befestigungsplatte (32) vorgesehen ist, die mit dem Querträger (23) fest verbunden ist;
    - innenseitig der Platte (31) eine Gegenplatte (33) vorgesehen ist, die die Einspannung (22) mit Spiel umgreift;
    - die Befestigungsplatte (32) mit der Gegenplatte (33) mittels durch die Langlöcher (311) der Platte (31) durchgreifenden Bolzen (34) verspannt ist; und
    - zwischen Gegenplatte (33) und Platte (31) sowie zwischen Platte (31) und Befestigungsplatte (32) Gelenkwalzen (35) angeordnet sind, dessen Achsen senkrecht zur Langlochlängsachse und parallel zu den Platten (31, 32, 33) ausgerichtet sind.
  8. Anbausystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Querkraftgelenk (3) ein Lagerkäfig zur Lagehaltung der Gelenkwalzen (35) vorgesehen ist.
  9. Anbausystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig als Schutzkasten ausgebildet ist, der Gegenplatte (33), Platte (31) und Befestigungsplatte (32) im wesentlichen umschließt.
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