AT410231B - Modulartiges bauelement und aus solchen bauelementen hergestelltes gebäude - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein modulartiges Bauelement mit einer rechteckigen Grundplatte und einer zu dieser parallelen rechteckigen Deckplatte und mit diese beiden Platten verbindenden Stützträgern, wobei Länge und Breite der Grundplatte gleich sind Länge und Breite der Deckplatte und die Länge ein ganzzahliges Vielfaches der Breite beträgt. Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein aus solchen modulartigen Bauelementen hergestelltes Gebäude.

Erfahrungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass der Raumbedarf, insbesondere für Büros, Labors und Produktionsstätten, rasch und möglichst kostengünstig Veränderungen angepasst werden muss. So erfordern schnell wachsende Neugründungen einen raschen Zuwachs an Ar-beits- und Wohnraum. Die bisher hiefür zur Verfügung stehenden modulartigen Bauelemente genügen nicht allen Anforderungen, denn außer der Kostengünstigkeit sollen die Bauelemente auch leicht montierbar bzw. demontierbar, einfach herzustellen, vielseitig verwendbar und genügend stabil sein. Dies gilt auch für Grundformen eines selbsttragenden, vorgefertigten Bauelementes (DE 1921367 A), bei dem die Stützträger entlang einer Schmalseite einer Grundplatte angeordnet sind, sowie für Konstruktionen, bei welchen in den Ecken von Grund- bzw. Deckplatte errichtete Stützträger als im Querschnitt L-förmige Profile ausgeführt sind (DE 7934285 U1).

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein modulartiges Bauelement der eingangs beschriebenen Bauweise zu schaffen, welches allen diesen Erfordernissen genügt und darüber hinaus ein geringes Gewicht aufweist, was sich auf Transport, Montage und Zusammenbau vorteilhaft auswirkt. Die Erfindung besteht hiebei darin, dass voneinander im Abstand befindliche stehende Stützplatten die Stützträger bilden, wobei jeweils eine dieser Stützplatten in oder nahe den beiden einander diametral gegenüberliegenden Ecken der Grund- und Deckplatten entlang des Schmalrandes dieser beiden Platten angeordnet ist und jeweils zumindest eine weitere Stützplatte entlang jenes Längsrandes der Grund- und Deckplatte angeordnet ist, welcher von der anderen Ecke des betreffenden Schmalrandes der Grund- und Deckplatte ausgeht, jedoch im Abstand von dieser anderen Ecke angeordnet ist, so dass diese Ecke frei ist. Mit sehr geringem Aufwand wird hiedurch eine rasch montierbare und demontierbare, statisch einwandfrei ausgesteifte Konstruktion geschaffen, da die Stützplatten die nötige Queraussteifung des Bauelementes bilden. Ein solches modulartiges Bauelement hat ferner den Vorteil eines geringen Gewichtes, das sich auf die Transportkosten vorteilhaft auswirkt. Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Breite der Stützplatten dem Rastersystem, welches durch das erwähnte Vielfache des Verhältnisses von Länge zu Breite der Grund-und Deckplatten bestimmt ist, anzupassen. Es können diese Stützplatten hiebei Abmessungen aufweisen, für welche das Grundmaß des Rastersystems des Moduls ein ganzzahliges Vielfaches bildet oder es kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Höhe der Stützplatten gleich sein der Breite der Grund- und Deckplatten, welche zweckmäßig das Grundmaß des Rastersystems bildet.

Im allgemeinen genügt es, pro Längsrand der Deck- bzw. Grundplatten nur eine einzige Stützplatte anzuordnen, so dass man mit insgesamt vier Stützplatten pro modulartigem Bauelement auskommt. Dadurch, dass zwar zwei freie Ecken, die einander diametral gegenüberliegen, vorhanden sind, aber diesen freien Ecken sowohl am von der betreffenden Ecke ausgehenden Schmalrand als auch am von der gleichen Ecke ausgehenden Längsrand Stützplatten benachbart sind, ergibt sich eine einwandfreie Abstützung der Deckplatte an vier Punkten bei Vermeidung eines Kippung der Deckplatte. Es können daher, geeignete Stärke und Materialwahl der Stützplatten vorausgesetzt, einige Bauelemente übereinander angeordnet werden, ohne die nötige Bausicherheit zu gefährden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der der freien Ecke zugewendete Rand der entlang des Schmalrandes der Grund- und Deckplatte angeordneten Stützplatte und der dieser Ecke benachbarte Rand der entlang der Längsseite angeordneten Stützplatte von der freien Ecke im gleichen Abstand entfernt. Dieser Abstand kann dem Grundmaß des Moduls leicht angepasst werden bzw. ein Untersystem bilden, wobei dieser Abstand z.B. 2/3 bis 1/2 der Länge der Schmalränder der Grund- bzw. Deckplatte betragen kann. Besonders günstig ist ein Grundmaß des Moduls von 2,50 m bzw. ein Unterraster von 1,25 m. Auf diese Weise lassen sich sämtliche technischen Erfordernisse des Ein- bzw. Ausbaues, wie maximale Türbreiten, Fensternormen, Stiegenaufgänge und Sanitärbereiche normgerecht berücksichtigen.

Die zuvor erwähnten Anforderungen an die Stärke und das Material der einzelnen Platten lassen sich im Rahmen der Erfindung in einfacher Weise dadurch erfüllen, dass die Grundplatte, die 2

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Deckplatte und die Stützplatte einander gleiche Dicke, vorzugsweise 6 bis 10 cm aufweisen und von, insbesondere kreuzweise verleimten, Schichtholzplatten oder Leichtbetonsandwichplatten gebildet sind. Diese Materialien sind einfach und kostengünstig zu verarbeiten, wobei sich für Schichtholz zusätzlich der Vorteil ergibt, dass Holz einer Qualität verwendet werden kann, welche für andere Anforderungen nicht mehr ausreicht. Solche Platten bilden statisch selbsttragende Elemente bzw. genügend steife Stützelemente. Für die Verbindung der Stützplatten mit der Grundplatte und der Deckplatte werden vorzugsweise im Rahmen der Erfindung angeschraubte Stahlwinkel verwendet, was eine sehr einfache Montierbarkeit und Demontierbarkeit der gesamten Konstruktion ergibt. Es ist hiebei zweckmäßig, diese Stahlwinkel mittels Langschrauben an die Platten anzuschrauben, wobei die Langschrauben Gewinderohre durchsetzen, welche in die Plattenränder eingesetzt sind und wobei die Enden der Langschrauben mittels Spreizdübeln in den Platten verankert sind. Es ergibt sich hiedurch nicht nur eine zugfeste Verankerung der Langschrauben und somit auch der Stahlwinkel, sondern auch eine flächige Übertragung der Kraftmomente auf die von den Stützplatten gebildeten statischen Scheiben. Hiebei ist es zweckmäßig, die Schenkel der Stahlwinkel in Vertiefungen der Plattenränder einzusetzen, derart, dass die Oberflächen der Stahlwinkel Schraubenköpfe bzw. der Stahlwinkel bündig mit der Oberfläche der Platte verlaufen bzw. vertieft in Bezug auf diese angeordnet sind. Hiedurch lassen sich benachbarte Bauelemente fugenlos aneinander anreihen.

Ein aus erfindungsgemäßen Bauelementen hergestelltes Gebäude kennzeichnet sich dadurch, dass zwischen aufeinandergelegten Bauelementen Längsträger eingelegt sind, die entlang der Längsränder der benachbarten Grund- bzw. Deckplatten verlaufen und in ihrer Länge vorzugsweise gleich sind der Länge dieser Platten. Diese Längsträger bilden Distanzelemente, welche einerseits statisch dadurch mitwirken, dass sie Durchbiegungen der Grund- bzw. Deckplatten verhindern, anderseits aufeinanderliegende Bauelemente wärmetechnisch und schalltechnisch trennen. Solche Längsträger können von Holzbalken gebildet sein, jedoch gegebenenfalls auch aus anderen Materialien bestehen, z.B. als Stahl- oder Stahlbetonträger. Holzträger sind wegen des leichteren Gewichtes und der besseren Schallisolation vorzuziehen. Der Hohlraum, welcher von je zwei auf gleicher Höhe liegenden Längsträgern und den an ihnen anliegenden Grund- und Deckplatten begrenzt ist, kann zur Unterbringung von Versorgungs- und/oder Entsorgungsleitungen ausgenützt werden, wie z.B. Leitungen für Wasser, Strom, Gas, Telefon, EDV usw.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein modulartiges Bauelement in axonometrischer Darstellung. Fig. 2 zeigt einen Grundriss eines Bauelementes und Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 2. Fig. 4 zeigt in Seitenansicht die Verbindung einer Stützplatte mit der darunterliegenden Grundplatte und der darüberliegenden Deckplatte und Fig. 5 ist in vergrößertem Maßstab ein Schnitt durch ein Detail nach der Linie V-V der Fig. 4.

Das Bauelement 1 (Fig. 1, 2) besteht aus einer rechteckigen Grundplatte 2, einer zu dieser parallelen, rechteckigen Deckplatte 3 und diese beiden Platten 2, 3 starr verbindenden Stützträgern in Form hochkant stehender Platten, im folgenden als Stützplatten 4 bezeichnet. Die Grundplatte 2 und die Deckplatte 3 haben gleiche Länge und Breite, wobei die Länge L ein ganzzahliges Vielfaches der Breite B ist. Dadurch ergibt sich ein Grundraster von quadratischer Form (Fig. 2), welcher Grundraster z.B. die Ausmaße 2,5 m x 2,5 m haben kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 1, 2) ist L gleich 4B. Der Grundraster kann ein Untersystem aufweisen, etwa im Ausmaß 1,25 m x 1,25 m. Dieses Untersystem ist in Fig. 2 strichliert dargestellt.

Von den Stützplatten 4 ist jeweils eine in zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken 5 bzw. 6 der Grundplatte 2 bzw. der Deckplatte 3 angeordnet, und zwar so, dass der horizontal liegende Schmalrand der Stützplatte 4 dem Schmalrand 7 bzw. 8 der Grundplatte 2 folgt. Jeweils eine andere Stützplatte 4 ist entlang eines Längsrandes 9 bzw. 10 der Grundplatte 2 bzw. der Deckplatte 3 hochkant stehend angeordnet, und zwar so, dass die betreffende Stützplatte 4 jener freien Ecke 11 bzw. 12 benachbart angeordnet ist, in welchen freien Ecken 11, 12 die jeweils andere Stützplatte 4 nicht liegt, sondern von dieser freien Ecke 11, 12 im Abstand a2 liegt. Ebenso besteht ein Abstand a-i zwischen der betreffenden freien Ecke 11, 12 und der ihr benachbarten, entlang des Längsrandes 9 bzw. 10 der Grundplatte 2 angeordneten Stützplatte 4. Dieser Abstand a-ι kann, doch muss nicht, gleich sein dem Abstand a2, in welchem der der freien Ecke 11, 12 benachbarte Rand 13 der in der Ecke 5, 6 angeordneten Stützplatte 4 von der freien Ecke 11,12 3

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Die in horizontaler Richtung gemessene Breite b der Stützplatten 4 kann, wie Fig. 1 zeigt, so bemessen sein, dass diese Breite b gleich ist der halben Breite B der Grundplatte 2 bzw. der Deckplatte 3, also dem Untersystem des Grundrasters entspricht. Es kann jedoch, wie Fig. 2 zeigt, die Anordnung auch so getroffen sein, dass die Breite b der Stützplatte 4 geringer ist als die Hälfte der Grundplattenbreite B. Zweckmäßig ist jedoch, um eine einheitliche Fertigung zu erleichtern, die Breite b aller Stützplatten 4 gleich.

Die Höhe jeder Stützplatte 4 ist zweckmäßig gleich dem Grundrastermaß gewählt, so dass also H gleich ist B.

Die beschriebene Konstruktion ergibt eine statisch einwandfreie, stabile Vierpunktabstützung für die Deckplatte 3 mittels der vier Stützplatten 4. Die Deckplatte 3 ist daher gegen Kippung in allen Richtungen genügend gesichert. Entsprechende Materialwahl und Stärke für die Stützplatten 4 vorausgesetzt, kann die Deckplatte 3 somit auch in größerem Ausmaß belastet werden, insbesondere können mehrere (in der Regel bis zu vier) modulartige Bauelemente übereinandergesta-pelt und somit ein mehrgeschossiges Bauwerk errichtet werden. Dies wird später noch genauer beschrieben.

Selbstverständlich müssen die Stützplatten 4 mit der Grundplatte 2 und der Deckplatte 3 in geeigneter Weise verbunden werden. Im Prinzip kann hiefür jede Verbindungsart herangezogen werden, wie Verklebungen, Verdübelungen, Falzverbindungen usw. Besonders zweckmäßig, kostengünstig und leicht montierbar bzw. demontierbar sind jedoch Verbindungen mittels Stahlwinkeln 14 (Fig. 4, 5), welche mit den Grundplatten 2, den Deckplatten 3 und den Stützplatten 4 verschraubt sind. Es genügt für eine einwandfreie Verbindung der Platten untereinander bzw. zur Erzielung einer ausreichenden Versteifung des modulartigen Bauelementes, die betreffende hochkant stehende Stützplatte 4 an zwei einander diametral (bezogen auf die Ebene der Stützplatte) gegenüberliegenden Stellen mit der Grundplatte 2 bzw. der Deckplatte 3 zu verbinden.

Da die einzelnen Platten 2, 3, 4 vorzugsweise aus Leichtbetonsandwichmaterial oder Holz, insbesondere kreuzweise verleimtem Schichtholz, bestehen, ist es zweckmäßig, die Verschraubungen wie folgt auszubilden: In das Material der betreffenden Platte 2 bzw. 3 bzw. 4 werden Bohrungen 15 gebohrt, in welche zunächst Spreizdübel 16 und daran anschließend Gewinderohre 17 eingesteckt werden. Sodann werden Langschrauben 18 durch Löcher 19 der Stahlwinkel 14 durchgesteckt und in die Gewinde der Gewinderohre 17 eingeschraubt, sodass die Endabschnitte 20 der Langschrauben 18 in die Spreizdübel 16 eintreten und diese aufweiten. Dadurch werden die Langschrauben 18 und über sie die Stahlwinkel 14 zugfest verankert und darüber hinaus die auftretenden Kraftmomente flächig in die statischen Scheiben, im in Fig. 5 dargestellten Fall in eine Stützplatte 4, übertragen. Um im Falle der Nebeneinanderanordnung zweier Bauelemente 1 diese beiden Bauelemente unmittelbar aneinander anschließen zu können und zwischen ihnen angeordnete Spalte zu vermeiden, sind die Stahlwinkel 14 in Vertiefungen 21 der betreffenden Platten (in Fig. 5 der Stützplatte 4) eingesetzt, derart, dass die Köpfe 22 der Langschrauben 18 nicht über die Außenflächen 23 der betreffenden Platte vorstehen, sondern bündig mit dieser Außenfläche 23 verlaufen oder in Bezug auf diese zurückversetzt sind.

Wie bereits erwähnt, erlaubt es die Bauweise des Bauelementes 1, mehrere Bauelemente 1 übereinander zu stapeln. Dies könnte durch unmittelbare Auflage der Grundplatte 2 des jeweils oben liegenden Bauelementes 1 auf die Deckplatte 3 des jeweils darunter liegenden Bauelementes 1 erfolgen. Dies hätte jedoch den Nachteil, dass die so entstehenden Geschossdecken sich bei Belastung durchbiegen könnten. Außerdem würden sich Schwierigkeiten in Hinblick auf die Unterbringung von Versorgungs- und Entsorgungsleitungen ergeben. Um diese Nachteile zu vermeiden, empfiehlt es sich, übereinander liegende Bauelemente 1 unter Zwischenschaltung von Längsträgern 24 übereinander zu stapeln, welche Längsträger 24 an den Längsrändern 9 bzw. 10 der Grundplatte 2 bzw. der Deckplatte 3 in deren Längsrichtung verlaufen. Dadurch werden zwischen aufeinander liegenden Bauelementen 1 Hohlräume 25 (Fig. 4) geschaffen, in welchen sämtliche Versorgungs- und Entsorgungsleitungen, z.B. für Wasser, Strom, Gas, Telefon, EDV usw. verlegt und beliebig verändert werden können. Die von den Längsträgern 24 gebildeten, zweckmäßig von Holzbalken gebildeten Distanzstücke verbessern auch die schall- und wärmedämmtechnische Trennung der Räume zwischen den einzelnen Geschossen.

In der Praxis hat es sich erwiesen, dass eine Dicke von etwa 6 cm bis 10 cm für die Platten 2, 4

Claims (10)

1. AT 410 231 B 3, 4 ausreicht, unter Zugrundelegung des Aufbaues dieser Platten in Leichtbetonsandwichbauweise oder als kreuzweise verleimte Schichtholzplatten. Letzteres Material hat darüber hinaus den Vorteil, dass anderweitig nicht oder nur beschränkt verwendbares Holz für die Herstellung der Platten verwendet werden kann. Der weitere Ausbau des Gebäudes, z.B. Einsatz von Stiegenaufgängen, Türen, Fenstern, Wandelementen usw., bereitet keine Schwierigkeiten. Für Stiegenaufgänge, welche innerhalb des Grundrisses des betreffenden Bauelementes anzuordnen sind, können Ausschnitte in den betreffenden Grund- bzw. Deckplatten 2 bzw. 3 angeordnet werden. Die Verwendung von Holzmaterial für diese Platten 2, 3 erleichtert dies. PATENTANSPRÜCHE: 1. Modulartiges Bauelement mit einer rechteckigen Grundplatte und einer zu dieser parallelen, rechteckigen Deckplatte und mit, diese beiden Platten verbindenden Stützträgern, wobei Länge und Breite der Grundplatte gleich sind Länge und Breite der Deckplatte und die Länge ein ganzzahliges Vielfaches der Breite beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass voneinander im Abstand befindliche stehende Stützplatten (4) die Stützträger bilden, wobei jeweils eine dieser Stützplatten (4) in oder nahe den beiden einander diametral gegenüber liegenden Ecken (5, 6) der Grund- und Deckplatten (2 bzw. 3) entlang des Schmalrandes (7 bzw. 8) dieser beiden Platten (2, 3) angeordnet ist und jeweils zumindest eine weitere Stützplatte (4) entlang jenes Längsrandes (9, 10) der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) angeordnet ist, welcher von der anderen Ecke (11, 12) des betreffenden Schmalrandes (7, 8) der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) ausgeht, jedoch im Abstand von dieser anderen Ecke (11, 12) liegt, sodass diese Ecke (11,12) frei ist. (Fig. 1,2)
2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Stützplatten (4) gleich ist der Breite der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3). (Fig. 1)
3. 3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der freien Ecke (11, 12) zugewendete Rand (13) der entlang des Schmalrandes (7, 8) der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) angeordneten Stützplatte (4) und der dieser Ecke (11, 12) benachbarte Rand der entlang des Längsrandes (9, 10) der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) angeordneten Stützplatte (4) von der freien Ecke (11, 12) in gleichem Abstand entfernt sind. (a1=a2) (Fig. 1)
4. 4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Abstand 2/3 bis 1/2 der Länge der Schmalränder (7, 8) der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) beträgt. (Fig. 2)
5. 5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (2), die Deckplatte (3) und die Stützplatte (4) gleiche Dicke, vorzugsweise 6 cm bis 10 cm, aufweisen, und von, insbesondere kreuzweise verleimten, Schichtholzplatten oder Leichtbetonsandwichplatten gebildet sind.
6. 6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (2) und die Deckplatte (3) mit den Stützplatten (4) mittels angeschraubter Stahlwinkel (14) verbunden sind. (Fig. 4)
7. 7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlwinkel (14) mittels Langschrauben (18) angeschraubt sind, welche in die Platten (2, 3, 4) eingesetzte Gewinderohre (17) durchsetzen und mit ihren Endabschnitten (20) mittels Spreizdübeln (16) in den Platten (2, 3, 4) verankert sind. (Fig. 5)
8. 8. Bauelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Stahlwinkel (14) in Vertiefungen der Platten (2, 3, 4) eingesetzt sind, sodass die Oberfläche der Schraubenköpfe (22) bzw. der Stahlwinkel (14) bündig mit der Oberfläche der betreffenden Platte (2, 3, 4) verlaufen bzw. vertieft in Bezug auf diese. (Fig. 5)
9. 9. Aus Bauelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestelltes Gebäude, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen aufeinander gestapelten Bauelementen (1) Längsträger (24) eingelegt sind, die entlang der Längsränder (9, 10) der benachbarten Grund- bzw. Deckplatten (2 bzw. 3) verlaufen und deren Länge vorzugsweise gleich ist jener dieser 5 AT 410 231 B Platten (2, 3). (Fig. 3)
10. 10. Gebäude nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (25), welcher von je zwei auf gleicher Höhe liegenden Längsträgern (24) und den an ihnen anliegenden Grund- und Deckplatten (2, 3) begrenzt ist, Versorgungs- und/oder Entsorgungsleitungen eingelegt sind. (Fig. 3) HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 6