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Die Erfindung betrifft ein Bauwerksskelett aus lasttragenden vorgefertigten Bauelementen, welches mindestens eine Decke und mit dieser in lastübertragender Verbindung stehende Pfeiler aufweist, wobei die Decke aus mehreren Reihen von vorgefertigten Deckenelementen und einem da- zwischenliegenden netzartigen monolithischen Betonrippengitter ausgebildet ist. i Überall in der Welt ist man bemüht, das Bauwesen im höchsten Ausmass zu industrialisieren und die Baustellen-Montagearbeit auf ein unumgänglich notwendiges Ausmass zu reduzieren. Zu den Bedingungen eines hochproduktiven Bauens gehören unter maximaler Ausnutzung der in der
Vorfertigung gebotenen Möglichkeiten solche-im Wesen aus Fundamentkörpern, Pfeilern und Decken
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sprechenden raumabgrenzenden und raumaufteilenden Bauelementen zu errichten.
Eine weitere Be- dingung des produktiven Bauens besteht ferner darin, dass die Bauskelettkonstruktion sowie-als deren Bauteile - die Pfeiler und Decken wie auch die zusätzlichen Einzelteile wenigstens grundriss- mässig, vorteilhaft aber auch der Höhe nach masskoordiniert sein sollen. Besonders ist es von Vor- teil, wenn das ganze Bauwerksskelett sowie seine ergänzenden bzw. zusätzlichen Konstruktionsteile sich einem auf einem einzigen Modulmass aufgebauten Netz anpassen. Hiebei müssen die Längenmasse der Elemente des lasttragenden Bausystems ganzzahlige Mehrfache des Moduls sein.
Eine Eigenheit der in den letzten Jahren entwickelten Bauweisen besteht darin, dass die Bau- elemente im allgemeinen in von der Baustelle weitab gelegenen Fabriken in Grossserien hergestellt werden. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Bauelemente das Werk so verlassen, dass auf den Baustellen keine weiteren Umänderungen erforderlich sind. Eine andere Tendenz besteht darin, auf den Baustellen Monolithskelette zu errichten, die dann unter Ausnutzung der vom mechanisierten
Bauen gebotenen Möglichkeiten (z. B. grossflächige Wanderschablonen) mechanisiert ausgeführt werden.
Die meisten bisher bekannten Bauwerksskelette bestehen teilweise oder ganz aus Metallelemen- ten, insbesondere Stahlelementen. Ein solches bekanntes Bauwerksskelett ist so ausgestaltet, dass damit höchstens Einheiten von maximal 7, 2 x 18, 0 m Grundrissmassen als eingeschossige, oder als mehrgeschossige Bauwerke von 7, 2 x 12, 0 m Grundfläche errichtet werden können. Die grösste zulässige Belastung beträgt 20000 N/m2 doch dürfen dabei die Abmessungen der Öffnungen nicht mehr als 4, 80 x 4, 80 m betragen. Das Bauwerksskelett besteht aus Pfeilern, Hauptträgern, Gurten und Deckenplatten. Mit ihrer Hilfe können hauptsächlich kommunale Gebäude errichtet werden, wo die hohen Selbstkosten noch tragbar sind.
Neben den hohen Investitions- und Baukosten der Konstruktion wirkt sich noch die nicht zufriedenstellend gelöste Frage des Brandschutzes ungünstig aus.
Teils aus Metall, teils aus Stahlbeton ist jenes variable, gespannt-verschraubbare bekannte Bauwerksskelett gebaut, das aus Pfeilern, Balken und Deckenpaneelen besteht. Die Pfeiler und die Balken sind mit hochfesten, gespannten Schrauben aneinander befestigt. Die Konstruktion kann bei Öffnungen von verschiedenen Abmessungen mit 5000 N/m2 bzw. 10000 N/m2 eventuell mit 20000 N/m2 belastet werden. Das Eigengewicht der Elemente liegt zwischen 1 und 6 Megapond. Zur Stabilität der Konstruktion sind-bei mehrgeschossigen Gebäuden - auch Versteifungswände erforderlich.
Die Vorzüge dieser Baukonstruktion sind ihre Variabilität und die Vorfertigungsmöglichkeiten der Deckenpaneele. Nachteilig ist aber, dass zum Herstellen der Stahlbetonelemente viel strengere Masstoleranzen vorgeschrieben sind, und deshalb zu einer andern, viel strengeren als die übliche Fertigungstechnologie übergegangen werden muss. Um die Schraubenverbindungen zu schützen und die Knotenpunkte winkelrecht auszugestalten, ist auch Injektierungsarbeit erforderlich, deren Ausführung sehr umständlich ist. Deswegen konnte dieses Bauwerksskelett bisher keine grössere Verbreitung finden.
Unter Befolgung eines ähnlichen Prinzips wurde auch ein solches universal-gleichfalls aus Metall ausgeführtes - Bauwerksskelett entwickelt, dem typisierte Wandpaneelsysteme beigeordnet werden können. Die üblichen-aus Pfeilern, Balken und Deckenpaneelen bestehenden - Bauwerksskelette wurden bisher nur für kleinere Spannweiten typisiert und mit Pfeilern verschiedener Höhe verwirklicht.
Es gibt auch unter den Vorschlägen eine Konsolen-Variante, die sich aber bisher nicht durchgesetzt hat, da die Verhütung der Korrosionsgefahr dabei nicht zufriedenstellend gelöst war. Auch diese Baukonstruktion kann zu Gebäuden verschiedener Bestimmung benutzt werden, doch nur bei
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kleinen Stützdistanzen. Ihr weiterer Nachteil ist, dass sie eine verhältnismässig komplizierte Bau- technologie erfordert, da die Bauarbeit nur mit hochgradiger Mechanisierung ausgeführt werden kann. Nachteilig ist ferner, dass die räumliche Stabilität schon bei zwei bis drei Stockwerken Ver- steifungswände erfordert. Schliesslich ist es noch im Hinblick teils auf die Bauausführung, teils auf die Bauästhetik ein Nachteil, dass oft solche Bauelemente nebeneinander gelangen, die in hohem
Masse verschiedene Formänderungen erleiden.
Es wurden auch aus reinem Stahlbeton solche mehrzieligen Skelettkonstruktionen hergestellt, die sich gleichermassen zum Errichten von ein-und mehrgeschossigen Bauwerken eignen. Die einge- schossige Variante ist die sogenannte"kurze Hauptträger Konstruktion" mit 12 x 18 m oder 12 x 24 m Pfeilerteilung und gespannten Deckenpaneelen. Die Pfeiler sind eingespannt ; deshalb bedarf das
Bauwerk keiner besonderen Versteifungen. Aus vorgefertigten Elementen kann es-je nach den verschiedenen Ansprüchen - auf der Baustelle zusammengebaut werden. Sein Nachteil aber ist, dass der Transport der Stahlbeton-Deckenelemente von 18 m bzw. 24 m Länge und ihr Einbau auf der Baustelle gleichermassen schwierig und teuer ist, weil dazu eine umfangreiche technische Ausbrüstung und Grossgeräte erforderlich sind.
Die Mehrgeschoss-Variante des gleichen Konstruktionssystems kann als die Weiterentwicklung der Eingeschossvariante betrachtet werden, wobei die Pfeiler auch aus einem Stück in der ganzen
Gebäudehöhe hergestellt sein können. Ihre Höhenmasse sind allein durch Fabrikations-, Transport- und Einbau-Gegebenheiten beschränkt. Auf den Pfeilern ruhen kurze Hauptträger, während die
Deckenelemente von Doppel-T Profil auf die Hauptträger gelegt sind. Bis zu zwei Stockwerken sind besondere Versteifungen nicht nötig.
Die Wirtschaftlichkeit dieser Baukonstruktion ist ungünstig, da wegen der grossen Abmessungen und Gewichte der Bauelemente bei der mehrgeschossigen Ausbildung die zur Montage benötigte
Maschinenausrüstung die Baukosten beträchtlich erhöht. Ein Nachteil ist ferner, dass sich bei
Decken, die für grosse Spannweiten und Belastungen bemessen sind, unverhältnismässig grosse
Konstruktionshöhen ergeben, was letzten Endes so viel besagt, dass das Bauwerk einen übermässig grossen eingebauten Luftraum hat.
Aus der DE-OS 2517739 ist eine Decke aus mehreren Reihen von Formsteinen und dazwischen- liegenden monolithischen Stahlbetonrippen bekannt. Diese Decke ist jedoch einachsig lasttragend (in Längsrichtung der Stahlbetonrippen). Die Ausbetonierung der Fugen zwischen den Formsteinen in Querrichtung dient nur zur Fugenfüllung.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Bauwerksskelett zu schaffen, das die durch eine Stahlbeton-Skelettkonstruktion erhaltenen Vorteile ausnutzt, selbst aus Stahlbeton besteht und als solche aus einem billigen Baustoff mit einer wenig anspruchsvollen
Bautechnologie und produktiver Fabrikation hergestellt, und das Errichten von Baukonstruktionen für verschiedene Zwecke ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht dabei darin, dieses
Bauwerksskelett derart auszubilden, dass es für verschiedene Funktionen, Zwecke und abweichende Belastungsansprüche geeignet ist.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einem Bauwerksskelett der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass alle Rippen zwischen den Deckenelementen und am Rand der Decke eine Stahlarmierung aufweisen und somit ein Stahlbeton-Balkengitter bilden, wobei an diesem Balkengitter und den
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zur Momentübertragung geeignete Knotenpunkte ausgestaltet sind.
Das erfindungsgemässe Bauwerksskelett (die Deckenelemente und das mit diesen zusammenarbeitende Stahlbeton-Balkengitter) trägt die Belastungen zweiachsig, d. h. z. B. in Längs- und auch in Querrichtung. Auch solche Ausführungen sind aber gemäss der Erfindung möglich, wo die Decke nicht viereckig, sondern z. B. hexagonal, oktogonal oder kreisförmig ist. Bei einer solchen Decke wird die Last durch das Stahlbeton-Balkengitter und die Deckenelemente gegenseitig getragen.
Das Schrumpfen des Betons vom Monolith-Balkengitter fördert die Zusammenarbeit zwischen dem Balkengitter und den Deckenelementen.
Dieses Bauwerksskelett ist für einen beliebigen Grundriss und eine beliebige Öffnungsverteilung, beliebigen Zweck oder Bedarf, beliebige Belastung in beliebiger Form und zum Herstellen
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des lasttragenden Systems von ein- oder mehrstöckigen Gebäuden aus typisierten Grossserien-Elementen ausgestaltete Baukonstruktion geeignet, wobei die Deckenkonstruktion aus ein oder mehreren, die bestimmungsgemässen Lasten direkt oder indirekt tragenden, im wesentlichen ebenen Decken besteht, die Lasten der Decken oder von im wesentlichen vertikalen, ein Stockwerk hohen, oder über mehrere Stockwerke fortlaufend hochgeführten Pfeilern übernommen und mit Hilfe der durch Plan- oder Tieffundamentierung hergestellten Fundamentkörper auf den Erdboden übertragen werden.
Zu dem die Deckenkonstruktion, Pfeiler und Fundamentkörper enthaltenden Bauwerksskelett können noch der Bestimmung des Gebäudes angepasste raumabschliessende Aussenmauern und raumaufteilende Innenwände gehören.
Die Erfindung wird nachstehend durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt der offenen Luftzellendecke eines erfindungsgemässen Bauwerksskeletts, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt einer geschlossenen Luftzellendecke, Fig. 3 eine Kombination von offener und geschlossener Luftzellendecke,
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das Zusammentreffen offener Luftzellenpaneele von verschiedener Höhe, Fig. 6 das Zusammentreffen geschlossener Luftzellenpaneele von verschiedener Höhe, Fig. 7 einen möglichen Querschnitt durch einen Pfeiler von Einstockwerkshöhe, Fig. 8 einen andern möglichen Querschnitt des Einstockwerkpfeilers, Fig. 9 einen dritten möglichen Querschnitt eines Einstockwerkpfeilers, Fig. l0 eine Verbindung zwischen dem Einstockwerkpfeiler und der Decke, Fig. 11 eine Verbindung zwischen einem durchlaufenden Pfeiler und der Decke, Fig.
12 einen Schnitt entlang Linie XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 einen Vertikalschnitt durch die direkt angeschlossene Rabitzdecke, Fig. 14 den Rabitzdeckenanschluss von unten gesehen, Fig. 15 einen Vertikalschnitt durch den indirekten Anschluss der Rabitzdecke und Fig. 16 einen Schnitt entlang Linie XVI-XVI in Fig. 15.
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1randungsrippen --9-- der Deckenelemente hergestellten Stahlbeton-Balkengitter --4-- und einer über diesen örtlich eingebrachten Betonschicht --5-- gebildet ist. Der Muldenraum der hoch umrandeten Deckenelemente -2-- bildet offene Luftzellen-l a-.
In Fig. 2 sind niedrig umrandete Deckenelemente --3-- in zwei Schichten einander zugekehrt.
In der Oberschicht sind die Bodenplatten --8-- nach oben, in der Unterschicht aber die Boden- platten -8-- nach unten gerichtet, so dass dabei die einander zugekehrten Deckenelemente --3einen gemeinsamen Muldenraum, nämlich die geschlossenen Luftzellen --lb-- bilden. Auf diese Weise kommt oben und unten eine ebene Deckenfläche zustande. Längs der oberen Ebene der geschlossenen Luftzellendecke kann gleichfalls die örtliche Betonschicht --5-- hergestellt werden. Durch eine in der Bodenfläche -8-- ausgeschnittene und mit einem Kantenschutz --13-- versehene Öffnung kann die geschlossene Luftzelle zu einer offenen werden.
In Fig. 3 ist aus den niedrig umrandeten Deckenelementen --3--, sowie aus den hoch umrandeten Deckenelementen --2- eine zweischichtige Deckenkonstruktion ausgestaltet. Auf diese Weise kommen unter der unteren Deckenelementschicht die offenen Luftzellen-l a-und darüber die geschlossenen Luftzellen-lb-zustande.
Aus den Fig. 1 bis 3 ist zu ersehen, dass auf der dem Muldenraum entgegengesetzten Seite
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grossbemessenen Luftzellen --lb-- und verhältnismässig dünnen Bodenplatten --8-- an diesen Versteifungsrippen angebracht werden können.
In Fig. 4 ist eine solche Lösung zu sehen, bei welcher in derselben Decke die offene Luftzellen --la-- bzw. geschlossene Luftzellen --lb-- enthaltenden Deckenelemente --2 und 3-- aufeinander treffen. Die Höhe der Umrandungsrippe --9-- des hochumrandeten Deckenelements --2-- stimmt mit der Gesamthöhe der beiden niedrig umrandeten Deckenelemente --3-- überein, In diesem Falle erübrigt sich jede weitere Massnahme, um eine stufenfreie Decke zu erzielen.
Wird jedoch von den niedrig umrandeten Deckenelementen nur eine Schicht eingebaut, und mit dieser eine Kasettendecke mit den offenen Luftzellen-la-hergestellt, so kann bei ihrem Zusammentreffen mit den Decken-
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elementen --2-- von grösserer Bauhöhe bzw. höheren Umrandungsrippen der Höhenunterschied zwischen den beiden Deckenteilen durch die örtliche Betonschicht --14-- ausgeglichen werden. Ein weiteres
Beispiel hiefür ist in Fig. 8 zu sehen.
Gegebenenfalls kann es auch vorkommen, dass an derselben Decke die Ausbildung einer Höhenstufe gewünscht wird. Dies ist in Fig. 6 zu sehen, wo sowohl auf der linken, wie auf der rechten
Bildseite die mit den geschlossenen Luftzellen-lb-versehene Deckenkonstruktion aus niedrig umrandeten Deckenelementen eingebaut wird.
Die in den Fig. l bis 6 dargestellten Bodenplatten --8-- und Umrandungsrippen --9-- der
Deckenelemente --2 und 3-- sind mit Verstärkungseinlagen, vorteilhaft mit einer aus Betonstahl zusammengeschweissten Netzarmierung, versehen. In der Aussenbegrenzungsfläche --11-- der Umran- dungsrippen --9-- sind Vertiefungen --12-- vorgesehen, in welche aus dem Stahlbeton-Balken- gitter --4-- hervorragende Ansätze, wie Zähne od. dgl. eingreifen können. Zufolge des Eingreifens der Ansätze in die Vertiefungen --12-- ist das Zusammenarbeiten der Deckenelemente --2 und 3-- mit dem örtlich hergestellten Stahlbeton-Balken gitter --4-- vollkommen gesichert.
Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten, mit den geschlossenen Luftzellen-lb-versehenen
Decken kann es nötig sein, dass im Inneren der Muldenräume Leitungen verlegt werden sollen.
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bzw. im Balkengitter --4-- mit Rohrbuchsen --17a und 17b-- ausgekleidete Bohrungen hergestellt werden, durch welche dann die Leitungen geführt werden können.
In den Fig. 7,8 und 9 sind Beispiele für die Ausgestaltung der eingeschossigen Pfeiler --6-gezeigt. In Fig. 7 sind die eingeschossigen Pfeiler aus zwei einander gleichen vorgefertigten Form- stücken --19a-- von gleichschenkeligem U-Profil zusammengebaut. Zwischen den einander zugekehrten vorgefertigten Formstücken --19b-- kommt ein Monolith-Pfeilerkern --21-- zustande, der an der Einbaustelle auch mit einer Armierung --20-- versehen werden kann.
In Fig. 8 wird ein ähnlich gefertigter Pfeiler von T-Profil gezeigt, der aus einem als gleichschenkeliges U-Profil vorgefertigten Formstück --19a-- und einem in ungleichschenkeligem U-Profil vorgefertigten Formstück --19b-- zusammengesetzt ist. In diesem Falle hat der Monolith-Pfeilerkern --21-- T-Querschnitt.
In Fig. 9 sind Pfeiler mit Kreuz-Grundfläche dargestellt, wobei der Monolith-Pfeilerkern von
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-Grundfläche --21-- durchstücke --19a und 19b-sind diese-um die Zusammenarbeit dieser Formstücke zu fördern - zweck- mässig mit zusätzlichen Elementen, z. B. mit Zähnen zu versehen.
Wie Fig. 10 zeigt, können in ähnlicher Weise an den Enden der eingeschossigen Pfeiler --6-zum Anschluss an die benachbarte Decke und zum Zusammenwirken mit dieser, sowie zur Moment- übertragung, Dorne --23-- einbetoniert werden, welche zweckmässig in die in der Decke ausgesparten, vorteilhaft mit den Rohrbuchsen --24-- ausgekleideten Bohrungen eingreifen. Der Monolith-Pfeiler-
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dargestellt. Die Pfeiler --7-- durchsetzen die Öffnungen --25-- in der Decke. In die fortlaufenden Pfeiler --7-- sind im voraus Betonbalken --26-- einbetoniert, auf deren Konsolen --26a-- ein in
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Höhe als die Dicke der Decke, so dass sie in der Deckenbegrenzungsfläche verborgen sind.
Die Fig. 13 und 14 zeigen den Anschluss einer Rabitzdecke --15-- an die Luftzellendecke in jenem Fall, bei welchem eine einzige Schicht aus hochumrandeten Deckenelementen --2-- eine kasettierte Decke mit den nach unten offenen Luftzellen --la-- bildet. Die Rabitzdecke --15-- ist mit den Aufhänghaken-29-an dem Stahlbeton-Balkengitter --4-- zwischen den Deckenelementen --2-befestigt. Zwischen der oberen Fläche der Rabitzdecke --15-- und dem Balkengitter --4--, sowie der unteren Fläche der Umrandungsrippen --9-- der an das Balkengitter --4-- anschliessenden Decken- elemente --2-- können Platten --30--, z.B. die aus Kunststoff gefertigten Unterlagsplatten, eingelegt
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