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Gebäudeskelett und Verfahren zu seiner Errichtung
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liegenden Deckenplatten mittels in sie eingelegter Spannstähle verspannt und damit miteinander verbunden sind. Sofern die Deckenbauteile nicht nur in Querrichtung, sondern auch in Längsrichtung aneinandergesetzt sind, können sie auch in dieser Richtung mit den benachbarten Deckenplatten durch eingelegte Spannstähle miteinander verspannt und verbunden sein.
Das erfindungsgemässe Gebäudeskelett besitzt erhebliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten
Skeletten. Die Vermeidung von jeglichen Ortbetonzwischenkonstruktionen macht die umständliche
Anfertigung und Anordnung von Ortbetonschalungen auf der Baustelle überflüssig. Es ist lediglich das
Fundament mit eventuell vorgesehenen Kellerwänden od. dgl. mit Ortbeton zu erstellen, worauf das erfindungsgemässe Gebäudeskelett ohne weiteres auf dem Fundament lediglich durch Zusammensetzen und Verspannen der Fertigbauteile errichtet werden kann. Durch die Ausschaltung von
Ortbetonzwischenkonstruktionen kann ein Stahlbetonskelett erhalten werden, dessen sämtliche Teile gleiche Betongüte und gleiches Betonalter haben. Gleichzeitig kann die Anzahl der Fugen durch Verwendung von Fertigteilen grösster Abmessungen auf ein Minimum beschränkt werden.
Die Fertigteile können hinsichtlich ihres Gewichts und ihrer Abmessungen an der äussersten Grenze dessen liegen, was mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand noch transportiert und an der Baustelle montiert bzw. eingebaut werden kann.
Die Herstellung sämtlicher Teile des Gebäudeskeletts kann in einem Herstellerbetrieb fern der Baustelle hochmechanisiert bzw. voll maschinell durchgeführt werden. Die Zahl der verschiedenen Arten und Formen von Fertigteilen kann auf ein Minimum beschränkt werden. So ist es ohne weiteres möglich, dass ein Skelett lediglich aus jeweils einer einzigen Art von Stützelementen, Deckenbauteilen, Treppenelementen und gegebenenfalls Installationsturmelementen besteht, so dass also für das gesamte Bauwerk nur vier verschiedene Fertigteile bzw. Fertigteilgruppen notwendig sind.
In den Deckenbauteilen können Hohlräume zur Gewichtsersparnis vorgesehen sein, die auch zur Aufnahme der Installationen des Bauwerks dienen können. Diese Hohlräume können sich vorzugsweise in horizontaler Richtung der Decke erstrecken und durch Öffnungen in den Deckenbauteilen von unten oder oben her zugängig sein.
Die Skelettbauteile werden erst an der Baustelle aneinandergesetzt und durch hiebei in ihre Spannkanäle eingeführte Spannstähle durch Vorspannung miteinander verbunden. Die Verlegung der nicht unterstützten Deckenbauteile kann auf einem oder mehreren versetzbaren Montagegerüste erfolgen, die nach Aufbringung der Vorspannung auf die miteinander zu verbindenden Fertigbauteile entfernt und versetzt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele : Fig. 1 zeigt den Grundriss einer Ausführungsform des Gebäudeskeletts in schematischer Darstellung ; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie lI-lI in Fig. 1 bei auf die Erdgeschossdecke aufgesetztem Montagegerüst ; Fig. 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen des Gebäudeskeletts gemäss der Erfindung im Grundriss in schematischer Darstellung ; Fig. 7 bis 9 Schnitte durch ein Viertel eines Deckenfeldes mit Deckenbauteilen in einer weiteren Ausführungsform ; Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf ein Viertel eines Deckenfeldes einer vierten Ausführungsform der Deckenbauteile ; Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI-XI in Fig. 10 ;
Fig. 12 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Stützenanschlusses und Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines Stützenanschlusses im Schnitt ; Fig. 14 bis 17 stellen die Montage eines Stützenanschlusses in vier verschiedenen Arbeitsabschnitten dar.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Gebäudeskeletts gemäss der Erfindung besteht die von den Stützen--l--getragene Skelettdeckenplatte lediglich aus nebeneinander angeordneten Deckenbauteilen--2--, die ebenso wie die Stützen bzw.
Stützenabschnitte zwischen den Decken in einem Herstellungsbetrieb vorgefertigt, an die Baustelle transportiert und dort ohne Ortbetonzwischenkonstruktionen zusammengefügt werden. Die gegenseitige
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ihrer Querrichtung verspannt. Da lediglich die über den Stützen befindlichen Deckenbauteile (von welchen in den Zeichnungen nur zwei dargestellt sind) eine direkte Auflagerung auf den Stützen --l-- haben und die dazwischenliegenden Deckenbauteile unterzuglos und damit völlig ununterstützt sind, ist es notwendig, dass die ununterstützten Deckenbauteile bei ihrem Einbau auf einem
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Anwendung von Vorspannung die Deckenbauteile miteinander verspannt und damit fest miteinander verbunden.
Diese Vorspannung gewährleistet, dass auch nach Entfernung des Montagegerüsts die
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unterzuglose Skelettdecke in der üblichen Weise belastet werden kann, ohne dass die feste gegenseitige Verbindung der Deckenbauteile aufgehoben wird und die Deckenbauteile nach unten ausbrechen.
Bei der Verlegung eines Deckenfeldes werden zweckmässig zwei Montagegerüste an den beiden Enden der Deckenbauteile--2--verwendet. Es ist selbstverständlich aber auch möglich, darüber hinaus noch ein oder mehrere Zwischengerüste im Deckenfeld aufzustellen, insbesondere dann, wenn die Deckenbauteile auch in ihrer Längsrichtung aneinandergestossen werden (Fig. 3). Sofern die statischen Verhältnisse es erfordern, können die vorgefertigten Deckenbauteile im Herstellerwerk auch in Längsrichtung vorgespannt sein.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel laufen die Spannstähle--3 und 5--nicht nur in Querrichtung, sondern auch in Längsrichtung der Deckenbauteile--2--durch sämtliche in dieser Richtung aneinandergestossene Deckenbauteile hindurch, so dass durch Vorspannung der Spannstähle die Deckenbauteile --2-- nicht nur in Querrichtung, sondern auch in Längsrichtung mit den Nachbarbauteilen zusammengespannt und damit fest miteinander verbunden sind.
Es ist auch möglich, an den Stirnenden der Deckenbauteile des in Fig. 1 dargestellten Gebäudeskeletts noch je ein weiteres Gebäudeskelett anzusetzen und damit Erweiterungen des Skeletts vorzunehmen. In ähnlicher Weise kann man auch das in Fig. 4 dargestellte Gebäudeskelett durch Ansetzen weiterer Skelettfelder erweitern, wobei die Spannstähle --3 und 5--lediglich mit den in den angesetzten Skelettfeldern sich erstreckenden benachbarten Spannstählen verbunden werden müssen, um ein Zusammenspannen sämtlicher Deckenfelder zu gewährleisten.
In Fig. 5 und 6 sind weitere Ausführungsmöglichkeiten des erfmdungsgemässen Gebäudeskeletts dargestellt, die ebenfalls Erweiterungen zulassen. Bei ihnen sind die Deckenbauteile ebenfalls in beiden Richtungen durch die bei ihrem Einbau in sie eingezogenen Spannstähle --3 und 5--, die über die gesamte Deckenbreite bzw.-länge sich erstrecken, miteinander verspannt.
Die Querschnittsgrösse der Aufnahmeräume für die Gebäudeinstallation richtet sich ebenfalls nach den statischen Gegebenheiten. Bei einer biegesteif an die Stützen angeschlossenen Skelettdeckenplatte haben zweckmässig die in der Nähe der Stützen sich erstreckenden Kanäle den kleinsten Querschnitt, während die sich in Feldmitte erstreckenden Kanäle den grössten Querschnitt haben können.
In den Fig. 7 bis 9 ist eine kreuzweise Rippendecke eines Gebäudeskeletts dargestellt, die aus
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die von der offenen Unterseite der Rippendecke zugängig sind.
In Fig. 10 und 11 ist eine aus massiven vorgefertigten Deckenbauteilen --2-- durch Aneinanderspannung hergestellte Decke dargestellt, die verwendet werden kann, sofern keine Installationen in der Decke verlegt werden sollen.
Die Verlegung der Installationen innerhalb der Deckenbauteile hat den Vorteil, dass sich die Anordnung einer abgehängten Decke erübrigt, die im allgemeinen notwendig ist, wenn die Installationen unterhalb der tragenden Decke angeordnet werden.
Durch die erfindungsgemässe Aneinanderspannung der vorgefertigten Deckenbauteile ohne Auflagerung auf Unterzüge od. dgl. wird eine Decke von ausserordentlich geringer Gesamthöhe erhalten, wodurch auch eine sehr niedrige Geschosshöhe erreicht werden kann. Die gesamte horizontale Installation kann im Inneren der Decke und die vertikale Installation in eigenen Installationstürmen untergebracht werden.
Trenn-und Fassadenwände können völlig unabhängig von der Tragkonstruktion eingebaut und nachträglich versetzt und verändert werden.
Die Fugen zwischen den Deckenbauteilen werden zweckmässig durch eine vor dem Aneinandersetzen der Bauteile aufgebrachte Fugenmasse geschlossen. Diese hat die Aufgabe, als elastischer Puffer während der Aufbringung der Vorspannung Beschädigungen der Deckenbauteile zu verhindern und eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten. Als Fugenmasse kommt in erster Linie ein mit Spachtel oder Pinsel auftragbarer Kunststoffmörtel in Betracht, der aus einem aus zwei Komponenten bestehenden Kunststoffkleber auf Epoxyharzbasis, Polyesterharzbasis oder Äthoxylenharzbasis und einem Sandkorngerüst besteht. Das Sandkorngerüst dient dabei zur übertragung der Vorspannung und zur Abpufferung nicht vermeidbarer Oberflächenungenauigkeiten, während der Kunststoffkleber lediglich zur Verklebung des Sandkomgerüsts dient.
In Fig. 12 ist der biegesteife Anschluss einer Skelettdecke an eine Stütze --1-- dargestellt. Der auf den unteren Stützenabschnitt zur Auflagerung gelangende Deckenbauteil - - 2 - besitzt im Bereich seiner Auflagerung eine geringfügige Vertiefung bzw. Ausnehmung--13--, in welche der untere Stützenabschnitt einrastet. Die in dem unteren Stützenabschnitt befindlichen Spannstähle - -14 --
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greifen durch die entsprechend im Deckenbauteil--2--angeordneten Spannkanäle hindurch und sind mit den Spannstählen--15--des oberen Stützenabschnitts durch Stossmuffen--16--verbunden, die sich in Erweiterungen der Spannkanäle für die Spannstähle --15-- im oberen Stützenabschnitt befinden.
Der obere Stützenabschnitt greift ebenso wie der untere in eine Einsenkung bzw. Ausnehmung --17-- an der Oberseite des Deckenbauteils ein. Die Fugen zwischen den Stützenabschnitten und dem Deckenbauteil können ebenso wie die Trennfugen zwischen den Deckenbauteilen untereinander durch Fugenmasse in Form des vorerwähnten Kunststoffmörtels od. dgl. gefüllt sein. Durch Aufbringung der Vorspannkraft auf die Spannstähle-14, 15- wird eine biegefeste Einspannung des im Stützenbereich liegenden Deckenbauteils-2-und damit der gesamten Skelettdecke gewährleistet.
In den Fig. 14 bis 17 ist die Montage einer Decke in vier hintereinanderliegenden Montageabschnitten dargestellt, wobei in Fig. 23 das zur Verlegung der Deckenbauteile-2-notwendige Montagegerüst mit Ziffer --4-- bezeichnet ist.
In Fig. 13 ist ein gelenkiger Anschluss eines Deckenbauteils-2--bzw. einer Decke an einer Stütze--l--dargestellt, welcher bei Anlagen mit grosser Stützenweite zur Erzielung geringerer Stützenabmessungen zweckmässig ist. Bei diesem Stützenanschluss ist zwischen der Stütze bzw. dem Stützenabschnitt-l--und dem Deckenbauteil --2-- ein elastisches Zwischenelement-18vorgesehen, welches aus Gummi oder gummiartigem Material, wie Neopren od. dgl., bestehen kann. Der zugsichere Abschluss zwischen Stütze und Platte wird durch stützenmittig angeordnete Spannglieder
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Die in Fig. 12 und 14 bis 17 dargestellten Stützen sind in Vertikalrichtung nach Montage des Skeletts einer Vorspannung unterworfen.
Die Decken des Skeletts sind nach dessen Montage in Querrichtung der Deckenbauteile durch die zu deren Aneinanderspannen dienenden Spannstähle vorgespannt. Sie können aber auch senkrecht dazu, d. h. in Längsrichtung der Deckenbauteile, vorgespannt sein. Sofern die Deckenbauteile nicht im Skelett in Längsrichtung gestossen und aneinandergespannt werden, erfolgt ihre Vorspannung zweckmässig bereits im Herstellerwerk. Auf die Vorspannung in Deckenbauteillängsrichtung kann in besonderen Fällen aber auch verzichtet werden, soweit in dieser Richtung keine Verbindung zu erfolgen hat.
Die Deckenbauteile können aber auch durch eine einsinnig oder kreuzweise angeordnete schlaffe Bewehrung armiert sein.
Die Herstellung der Deckenbauteile und gegebenenfalls auch der Stützenbauteile erfolgt zweckmässig in einer Schalung, in welcher eine bestimmte Anzahl der Fertigbauteile unmittelbar nebeneinanderliegend gleichzeitig betoniert werden können, wobei die einander benachbarten Bauteile sich gegenseitig als Schalungswand dienen. Die in dieser Schalung hergestellten Fertigbauteile werden entsprechend ihrer Nebeneinanderlage in der Schalung in gleicher Nebeneinanderlage im Gebäudeskelett verlegt und miteinander verspannt, so dass der bei der Herstellung benachbarte Decken-oder Stützenbauteil auch dem Gebäude entsprechend benachbart ist. Dies führt dazu, dass eventuell Oberflächenunebenheiten in dem einen Fertigbauteil durch die Oberflächenunebenheiten umgekehrter Form im benachbarten Fertigbauteil derart ausgeglichen werden, dass die Unebenheiten genau ineinanderpassen.
Die Abmessungen der Deckenbauteile werden so gewählt, dass das Gewicht jedes Teils die obere Grenze dessen, was mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand transportiert werden kann, nicht überschreitet. Je weiter man sich dieser oberen Grenze nähert, desto mehr wird die Anzahl der Fugen des Gebäudeskeletts auf ein Minimum beschränkt.
Das Vorspannen der Skelettdecken kann mit Hilfe der meisten gebräuchlichen Spannverfahren erfolgen. Je nach Form der Hohlräume der Deckenbauteile kann gerade, in einer Richtung gekrümmt oder in beiden Richtungen gekrümmt vorgespannt werden.
Gemäss der Erfindung können nicht nur Gebäudeskelette aus Beton, sondern auch solche aus Beton und Stahl oder ausschliesslich aus Stahl hergestellt werden. Die vorgefertigten Deckenbauteile --2-- können nämlich nicht nur aus Beton oder Stahlbeton, sondern auch aus Stahl bestehen, die auf der Baustelle zu Deckenfeldern zusammengebaut und geschlossen montiert werden. Die Montagefugen werden dabei entweder stahlbaumässig verbunden oder verklebt und überspannt. Auch die Stützen bestehen in diesem Fall zweckmässig aus Stahl und werden nach üblichen stahlbaumässigen Grundsätzen montiert.
Zum Korrosions-und Feuerschutz kann zweckmässig eine Kunststoffbeschichtung auf dem Stahlskelett bzw. auf dessen Bauteilen vorgesehen sein.
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Auf die aus stählernen Fertigbauteilen gebildete Skelettdeckenplatte können auch noch weitere Deckenbauteile aus Beton oder Stahlbeton aufgesetzt werden, wie sie oben näher beschrieben sind. Diese Betondeckenbauteile können zur Erreichung der Verbundwirkung durch Verzahnung und Kunststoffverklebung mit der Stahlkonstruktion verbunden bzw. durch Widerlagersenkung vorbelastet werden.
Es ist aber auch möglich, auf die Stahlkonstruktion nachträglich noch eine Deckenplatte aus Ortbeton aufzubringen und durch Verbundanker und Verklebung mit der Stahlkonstruktion zu verbinden.
Die durch das erfindungsgemässe Gebäudeskelett gewährleisteten Vorteile sind ausserordentlich zahlreich und vielseitig und sind zum Teil schon eingangs erwähnt worden. Neben diesen bereits erwähnten Vorteilen ist noch von Bedeutung, dass durch die verschiedenartige Verlegungsweise der Deckenbauteile ein und derselben Grösse Gebäudeskelette der verschiedensten Grundrisse möglich sind, welche infolge des Fehlens jeglicher Unterzüge niedrigste Gesamtdeckenstärke und daher niedrigste Geschosshöhe bei vorgeschriebener lichter Höhe der Geschosse haben.
Durch Wegfall von abgehängten Decken infolge der Möglichkeit des Einbaus der Installationen in die Deckenbauteile, durch die Vereinheitlichung der Bauelemente und durch den möglichen Einbau aller Halterungen und Anker für den Ausbau des Gebäudes bereits bei der Herstellung der Fertigbauteile können die Ausbaukosten des Gebäudes erheblich vermindert werden.
Durch die völlig geschlossenen und kraftschlüssig verbundenen Fugen ist eine gute Schallisolierung gewährleistet. Die gegenseitige Verbindung der Deckenbauteile durch Vorspannung verhindert das Auftreten von Rissen und vermeidet daher die Bildung von Luftschallbrücken.
Die Herstellung der die Decken bildenden Fertigbauteile kann in Serienbauweise erfolgen, wobei die Deckenbauteile für das gesamte Gebäudeskelett gleiche Abmessungen haben und sich lediglich durch die Verschiedenheit ihrer Hohlräume für verschiedene Stützweitenverhältnisse unterscheiden. Mit einem Deckenbauteil einer einzigen Art ist daher ein ganzes Gebäudeskelett zu errichten.
Durch die fabrikmässige Serienfertigung der Bauteile des Gebäudeskeletts kann eine erhebliche Qualitätsverbesserung und eine kürzere Gesamtbauzeit erreicht werden. Die Montagezeit kann durch Verwendung von Kunststoffugenmörtel an Stelle von Zementfugenmörtel noch erheblich verkürzt werden, da Kunststoffmörtel erheblich rascher abbindet als Zementmörtel.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gebäudeskelett mit auf Stützen gelagerten Decken, die aus vorgefertigten, geringere Breite als der Stützenabstand aufweisenden Deckenbauteilen bestehen, die nebeneinanderliegend durch Spannstähle auf dem Wege der Vorspannung miteinander verspannt sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass sämtliche Deckenbauteile (2) unterzuglos nebeneinanderliegen und ortbetonlos und ohne jegliche Ortbetonzwischenkonstruktion miteinander verspannt sind und dass die Stützen (1) vorgefertigt sind bzw.
aus vorgefertigten Abschnitten bestehen sowie mit ihren oberen Stirnflächen stumpf gegen die Unterseite der an sie anschliessenden Deckenbauteile stossen und mit letzteren durch in den aneinander angeschlossenen Bauteilen verankerte Armierungseisen (14, 15, 19) verbunden sind, die die Fuge zwischen der Stütze und dem Deckenbauteil überbrücken.
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