DD296522A5 - Bausystem fuer den bau von hochbauten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bausystem aus Formsteinen und Leichttragwerken zur Erstellung von umweltfreundlichen Hochbauten, insbesondere mit groszen, stuetzenfreien Spannweiten. Das Bausystem eignet sich fuer die industrielle Werksvorfertigung von individuell dimensionierbaren Wandelementen aus Kalksand-Tragschalen-Steinen, die von von einem CNC-gesteuerten Roboter trocken vorgestapelt und im Werk oder vor Ort, auch von ungelernten Arbeitern, z. B. Selberbauern, weiterverarbeitet werden, wobei mit einer Hebehilfe quadratmetergrosze Wandabschnitte en bloc versetzbar sind, die Steine werden anschlieszend mit Armierung, Installationen und Beton, Gips, Lehm o. ae. gefuellt; insbesondere koennen Innenwaende mit Heiz- bzw. Kuehlleitungen, Auszenwaende mit Absorberleitungen ausgeruestet werden, wobei Wand- und Fundamentmassen als Strahlungsheizflaechen und/oder Speichermassen genutzt werden. Die Leichttragwerke bestehen aus mehrachsig ausgesteiften Blechen oder/und aus Stabfachwerken, insbesondere aus maschinengeschweisztem Baustahl. Schlieszlich betrifft die Erfindung Verbindungsmittel zwischen den Bauteilen, und Vorrichtungen zur Herstellung. Das Bausystem ermoeglicht eine zeit-, masse-, energie- und kostensparende Bauweise mit oekologisch vorteilhaften Baustoffen.{Bausystem; Kalksand-Tragschalen-Steine fuer Selberbauer oder CNC-Werksvorfertigung von Bauteilen, vorinstalliert, beheizbar, kuehlbar; Absorberfunktion; Leichttragwerke; mehrachsig ausgesteifte Bleche; Stabfachwerke}

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Bausystem aus Formsteinen und Leichttragwerken zur Erstellung von umweltfreundlichen Hochbauten durch industrielle Vorfertigung und/oder Selbsthilfe, insbesondere von solchen mit großen stützfreien Spannweiten. Das Bausystem eignet sich für die industrielle Werksvorfertigung von individuell dimensionierbaren Wandelementen aus Kalksandtragschalensteinen, die von von einem CNC-gesteuerten Roboter trocken vorgestapelt und im Werk oder vor Ort, auch von ungelernten Arbeitern, z. B. Selberbauern, weiterverarbeitet werden, wobei unter Verwendung einer Hebehilfe quadratmetergroße Wandabschnitte versetzbar sind. Die Steine werden anschließend mit Armierung, Installationen und Beton, Gips, Lehm o.a. gefüllt; insbesondere können Innenwände mit Heiz-bzw. Kühlleitungen, Außenwände mit Absorberleitungen ausgerüstet werden, wobei Wand- und Fundamentmassen als Strahlungsheizflächen und/oder Speichermassen genutzt werden. Die Leichttragwerke bestehen aus mehrachsig ausgesteiften Blechen oder/und aus Stabfachwerken, insbesondere aus maschinengeschweißtem Baustahl. Schließlich betrifft die Erfindung Verbindungsmittel zwischen den Bauteilen und Vorrichtungen zur Herstellung. Das Bausystem ermöglicht eine zeit-, masse-, energie- und kostensparende Bauweise mit ökologisch vorteilhaften Baustoffen.

Stand der Technik

Schilderung und Kritik des Standes der Technik sowie die Bestimmung der daraus sich ergebenden Aufgaben müssen auf der einen Seite unter sehr allgemeinen, verfahrenstechnischen Gesichtspunkten erfolgen, auf der anderen Seite i. b. a. bestimmte Einzellösungsvorschläge im Rahmen des vorgeschlagenen Gesamtsystems. Ersteres geschieht deshalb anschließend, zweiteres im Zuge des speziellen Beschreibungsteils.

1. das handwerkliche Bauen mit kleinen Elementen, z.B. Ziegeln, die vor Ort ihre Paßform und Verbundformgebung erhalten (z.B. Stein-, Balken- und Dämmstoffzuschnitte, Mörteln, Ortbetonieren, Leitungsfräsungen, Bohrungen etc.)

2. das industrialisierte Bauen mit werkseitig vorgefertigten Bauteilen und vereinfachter Montage vor Ort (z. B. Holz-Fertighäuser, Stahlskelettbau, Betonfertigteilbauweise).

Ersteres hat den Vorteil, in der ästhetischen und wohnklimatischen Gestaltung durch die Wahl abwechslungsreicher und bauphysikalisch vorteilhafter Materialien (z.B. Ziegel) und durch individuelle Formgebung große Freiheit zu gewähren, bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß der Bauverlauf bekanntlich relativ langwierig ausfällt bzw. von einem Durcheinander zahlreicher heterogener Baustoffe gekennzeichnet ist. Bestimmend sind weiter der Anfall relativ großer Abfall- und Schmutzmengen, die oft wechselseitig hinderliche Präsenz verschiedener Gewerke am Bau sowie die meist hohe Baufeuchtigkeit im Mauerbau, die die Beziehbarkeit eines Hauses verzögert. Dies alles macht handwerkliches Bauen teuer. In der Studie „CAM (computer aided manufacturing) in der Bauwirtschaft, Möglichkeiten und Grenzen", herausgegeben von der Rationalisierungsgemeinschaft Bauwesen im Rationalisierungskuratorium der Deutschen Wirtschaft, liest man hierzu: „In der konventionellen Bautechnik werden Wände in hoher Qualität und mit vielen Anforderungen an den Ausführenden,-Aussparungen, Schlitze, Winkelabweichungen etc. - hergestellt. Anschließend werden für die Energiever- und -entsorgung mit noch hochwertigeren Schneidwerkzeugen Schlitze und Durchbrüche gemacht, um dann einzelne Kabel und andere Leitungen aufzunehmen, die später alle unter einer Putzschicht verschwinden müssen. Würde man so in anderen Fertigungsbereichen verfahren, wären verschiedene Maschinen oder Fahrzeuge nicht mehr bezahlbar. Hier sind sowohl Praktiker als auch Entwickler aufgerufen, grundsätzliche Lösungen in Produkt und Verarbeitungstechnik zu erarbeiten, die eine effizientere Herstellung von Bauwerken ermöglichen."

Zweiteres, also das industrialisierte Bauen, hat den Nachteil, seine Effektivität weitgehend nur durch die Produktion großer Serien und mit bauphysikalisch nachteiligen Materialien (z.B. Beton)zu entfalten- bedingt durch die allgemeine Charakteristik industrieller Herstellung, insbesondere durch die Notwendigkeit, teure Formen zu amortisieren, z.B. beim Fertigen von Betonfertigteilen-, was zu der bekannten Monotonie der in dieser Weise erstellten Nachkriegsarchitektur geführt hat, speziell in der Großplattenbauweise (s. v. a. DDR). Die Vorteile liegen jedoch in der Beschleunigung besser koordinierbarer und daher kürzerer und präziserer Arbeitsabläufe im Werk und bei der Endmontage. Es tauchen allerdings hierbei nach wie vor Probleme auf: Unbestritten ist, daß eine große Reihe von Produktions- und Montageproblemen ebenso wie die Gefahr uniformierter Gestaltung noch nicht befriedigend gelöst worden ist. Darüber hinaus eignen sich die industriellen Fertigungsmethoden wenig zur Ausführung durch den ungelernten oder wenig qualifizierten Selberbauer-eine bedeutende Baustoff-Verbrauchergruppe in Hochlohnländern sowie in den Entwicklungs- und Schwellenländern

Es ergibt sich nun im allgemeinen folgende Forderung an die Bauverfahrenstechnik: Der Einsatz neuer Baustoffe erfordert

verfeinerte Bausysteme, Rationalisierung und Mechanisierung einzelner Arbeitsvorgänge zur Verminderung des schwerwiegenden Lohnkostenanteils und damit zur Baukostensenkung reichen allein nicht aus. Angestrebt wird daher die Industrialisierung, d.h. die lückenlose maschinelle Serienfertigung von Bauelementen oder ganzen Bauwerken, so daß nur noch Montagearbeiten an Ort und Stelle notwendig sind. Für die Industrialisierung bzw. Vorfertigung spricht vor allem auch, daß die Bauarbeiten zu einem großen Teil in geschützten Werkstätten unter fabrikmäßigen Bedingungen ausgeführt werden und damit eine qualitative Verbesserung des Bauens ermöglicht wird. Mit der Variabilität und Flexibilität industriell hergestellter und vorgefertigter Bauwerke steht und fällt ihre Verwendung. Ziel ist, mit möglichst wenigen Arten von Elementen möglichst viele Variationen von Gebäudetypen oder möglichst viele Gebäudearten herzustellen. Der Produktionsprozeß muß automatisch steuerbare Formabwandlungen zulassen, die die Anpassungsfähigkeit der Produkte an den Bedarf gewährleisten. Für die Lösung des Grundproblems der Industrialisierung der Fertigung im Bauen, d.h. Industrialisierung bei relativ kleinen Stückzahlen und großer Typenvielfalt, zeichnen sich durch die Weiterentwicklung moderner Fertigungsverfahren technisch, gestalterisch und wirtschaftlich interessante Lösungsmöglichkeiten ab. Dieses zukünftige Bauen sollte weit mehr als bisher alle für das Bauen geeignete Möglichkeiten der Industrialisierung ausschöpfen und andererseits durch eine sehr differenzierte Planung und Partizipation der Nutzer individuellen Spielraum ermöglichen; im industriellen Bauen wird zur wirtschaftlichen Herstellung kleiner Serien die flexible Automatisierung bevorzugt, mittels der auf vielseitigen Universalmaschinen ähnliche Bauteile in vielfältigen Maß- und Formvarianten gefertigt werden können.

Die derzeitigen Entwicklungen zeigen für die industriell hochentwickelten Länder einerseits eine weitere Zunahme der Anforderungen im Wohnbau und andererseits bei einer kleinen Nutzergruppe intensive Bemühungen für das umweltgerechte, klimagerechte, engergie- und rohstoffsparende Bauen und Ansätze zum ökologischen Bauen mit Selbstbau. In den niedrig industrialisierten Ländern steigen bei der Minderheit der reichen Bewohner die Anforderungen im Wohnungsbau ebenfalls merklich an; andererseits müssen für die riesige Zahl der armen und obdachlosen Familien menschenwürdige Billigwohnungen mit geringem Industrialisierungsanteil und großem Selbstbauanteil entwickelt werden. Die Frage, ob es überhaupt genügend Bauobjekte für den Fertigbau im Ausland gibt, ist mit einem klaren Ja zu beantworten. Nach Berechnungen von UNO-Experten ist bis zum Jahre 2000 der Neubau von 1,14Mrd. Wohnungen notwendig, von denen rund 886 Millionen in den Entwicklungsländern und 254 Millionen in den Industrienationen errichtet werden müßten. Das bedeutet, daß bis zum Jahre 2000 soviele Wohnungen geschaffen werden müßten, wie seit Menschengedenken bis heute gebaut worden sind. Wollen wir auch nur einen Bruchteil dieser Zahlen in Bauwerke umsetzen, so läßt sich das ohne eine Industrialisierung überhaupt nicht erreichen. Hinzu kommt, daß in den meisten Ländern, insbesondere in der Dritten Welt, eine Bauindustrie mit ihren verschiedenen Lehrberufen überhaupt nicht existiert. Die Regierungen dieser Länder wenden sich daher immer wieder an die Industrienationen mit der Bitte, ihnen bei der Durchführung großer Bauvorhaben, auch auf dem Gebiete des Wohnungsbaus, zu helfen. Dabei wird häufig der Wunsch ausgesprochen, diese Bauwerke in vorgefertigter Bauweise zu erstellen, weil auch hier Preis, Fertigstellungstermin, Schlüsselfertigkeit und Qualität die entscheidenden Gesichtspunkte sind. Dabei kann das Ausbauhaus eine besonders wichtige Rolle spielen.

Weiter wird die Integration von Management, genauer die Verbesserung des Prozeßmanagements gefordert, denn: Die zeitliche Abstimmung der einzelnen Montagevorgänge nach einem gemeinsamen Montagezeitplan ist besonders wichtig und beeinflußt die Montagekosten erheblich. Schließlich wird jedoch konstatiert: Einige gute Ansätze sind festzustellen, doch das Angebot „aus einer Hand" für die Baudurchführung fehlt noch vollständig. Die oft propagierte, doch fast nie erreichte Handwerkskooperation läßt noch auf sich warten.

Es ist also zu fragen, warum moderne Fertigungsmethoden, insbesondere der produktionsorientierte Computereinsatz (CAM) im Gegensatz zu anderen Wirtschaftszweigen bisher (im Bauwesen) kaum Fuß fassen konnten, obwohl klar gezeigt werden kann, welch überdurchschnittliches Rationalisierungspotential vorhanden ist. Hierauf werden u.a. folgende An Worten gegeben: Ursachen dieser Entwicklung liegen im Produkt, also im Bauwerk selbst begründet. Bauwerke sind in der Regel einfache, aber vollkommen individuelle Konstruktionen, die einmalig gefertigt werden. Diese einmaligen, ständig variierenden Elemente zu programmieren, ist sehr viel schwieriger, als komplizierte, als sich ständig wiederholende Elemente zu automatisieren. Als weiterer, wichtiger Grund für eine grundsätzliche Zurückhaltung beim Einsatz neuer Technologien (im Bauwesen) wird genannt: -die weitgehende Trennung von Planung (freiberufliche Architekten und Ingenieure) und der Bauausführung (für jedes Objekt mehrere, häufig mittelständische und kleine Unternehmen), durch welche der Informationsfluß zwischen Planung und Herstellung erschwert wird.

Welche grundsätzlichen Forderungen ergeben sich also hieraus für den Rationalisierungsfachmann: Materialauswertungen und Stücklisten sowie die erforderlichen NC (numerical controlled)-Daten müßten sofort auf der Grundlage der geometrischen Daten erzeugt werden. Eine Rationalisierung beim Bauen in Richtung CAM wird sich nur verwirklichen lassen, wen η die Planung und Arbeitsvorbereitung sowie der Produktionsablauf auf der Baustelle optimiert werden. Dazu müssen die Informationen von einem sehr frühen Zeitpunkt an klar strukturiert aufgebaut werden. Soll auf Grund einer qualifizierten Planung eine Mengenermittlung für zu bestellende Mauersteine gemacht werden, so ist es nicht möglich, dieses nach den VOB-gerechten Mengen zu tun. Die Abweichungen zu den tatsächlich benötigten Mengen betragen je nach Größe und Verhältnis der Maueröffnungen bis 10% und mehr. Es muß also zwingend eine exakte Verarbeitungsmenge ermittelt werden, will man nicht unproduktive Kosten durch falsche Materialmengen erzeugen. Eine entscheidende Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang der Maßgenauigkeit in Planung und Ausführung zu. Hier müssen bereits in der Planung die notwendigen Funktionsbereiche so berücksichtigt werden, daß eine integrierte Fertigung sinnvoll machbar wird. Konstruktiv wird von zukünftigem, industriellem Bauen folgendes verlangt:

1. modutare Koordination,

2. Leichtbau und rohstoffsparendes Bauen,

3. energiesparendes Bauen.

Zu 1.: Von der modularen Koordination wird gefordert:

Vereinfachung der Planung unter Beibehaltung einer hohen Planungsvariabilität und unter möglichst geringer Einschränkung der architektonischen Entwurfsfreiheit,

Reduzierung der geometrischen Typenvielfalt und Maßvarianten,

Entwicklung von projektneutralen Bauelementen und Produktgruppen, z.B. für offene Bausysteme und für das Bauen mit Baukomponenten, die in größeren Stückzahlen industriell gefertigt werden können.

Sowohl Formen und Maße der Elemente als auch die Verbindungsmittel und -methoden müssen mit Hilfe einer einheitlichen maßlichen Ordnung den schnellen, sauberen und sicheren Austausch bestimmter Elemente ermöglichen.

Zu 2.: Die Industrialisierung des Bauens führt mit verstärkter Anwendung der Werksvorfertigung in stationären Anlagen aus folgenden Gründen zum Leichtbau:

Vollmechanisierte Fertigungsverfahren mit großen Produktionskapazitäten benötigen für den sicheren und stetigen Absatz einen großen Marktbereich. Dies führt zu relativ großen Transportentfernungen. Um die Transportkosten und Transportgewichte gering zu halten, müssen die Bauteile möglichst leicht konstruiert werden. Die Montage- und Förderkosten an der Baustelle können durch leicht handhabbare Bauteile mit geringem Gewicht ebenfalls gering gehalten werden. Es sind deshalb im industriellen Bauen die Prinzipien des Leichtbaues möglichst konsequent anzuwenden. Leichte Bauteile können durch die Anwendung des Formleichtbaues, Werkstoffleichtbaues und deren Kombination sowie durch die Anwendung von Verbundbauteilen erreicht werden. Geringere Bauteilgewichte und Wandstärken ermöglichen auch größere nutzbare Grundrißflächen und Raumhöhen sowie leichtere Fundierungen. Alle vorgenannten Möglichkeiten des Leichtbaues sind auch eine wichtige Voraussetzung für das rohstoffsparende Bauen.

Bei Wohnbauten können unter der Zielsetzung des umweltgerechten Bauens erhebliche Einsparungen an Rohstoffen durch Maßnahmen in den folgenden Bereichen erzielt werden:

Im Bereich der industriellen Vorfertigung durch abfallarme Fertigungsverfahren in der stationären Werksvorfertigung und abfallarme Montageverfahren an der Baustelle.

Im Bereich der Konstruktion durch die Funktionstrennung zwischen Tragstrukturen und raumschließenden und technischen

Ausbausystemen.

Im Bereich der Gebäudenutzung durch die Verlängerung der Lebensdauer der Wohngebäude.

Im Bereich der Wiederverwendung durch Rückführung von Baustoffen und Bauteilen durch die möglichst zerstörungsfreieDemontage veralteter Wohngebäude.

Für die Entwicklung von Bauteilen und Bausystemen für den industriellen Wohnungsbau unter dem Gesichtspunkt einer möglichst langen Lebensdauer gelten die folgenden Forderungen:

- anpaßbare und veränderliche Grundrisse

- variable Nutzung der Wohnfläche durch leicht zerstörbare oder demontierbare Innenwände

- Trennung von Tragkonstruktion, raumbildendem und technischem Ausbau

- Lebensdauer der Tragkonstruktion mindestens 80 bis 120 Jahre

- alle Bauteile und Baustoffe, deren Rückführung mit einem hohen Aufwand verbunden ist, müssen eine möglichst lange Lebensdauer haben

- Verwendung lösbarer Verbindungen von Subsystemen untereinander und von Bauteilen zum zerstörungsfreien Austausch. Zu 3.: Wesentliche Maßnahmen für die Senkung des Herstellungsenergieaufwandes sind:

- Verwendung wenig energieaufwendiger Baustoffe

Die letzte Forderung sowie die nach der Verwendung bauphysikalisch vorteilhafter und nicht zuletzt ästhetisch reizvoller Baustoffe führt zu der Konsequenz, das Mauersteinmaterial Kalksandstein einzusetzen, das im Vergleich mit den anderen, üblichen Baustoffen den niedrigsten Energieaufwand bei der Herstellung benötigt. Ebenso sind die toxischen, radioaktiven, schalltechnischen sowie feuchtigkeitsarbsorbierenden Eigenschaften des Materials im Vergleich zu anderen Materialien ausgesprochen günstig. Kalksandstein weist jedoch, mit Ausnahme des Yali-Bims-Kalksandsteins, keine guten Wärmeleitfähigkeits- bzw. Dämmwerte auf und muß deshalb im Wohnbau haupsächlich zweischalig und mit Kerndämmung verbaut werden. Dieses bringt insbesondere die Forderung nach geringen Wandstärken mit sich, was wiederum die Möglichkeit wünschenswert macht, Mauerwerk zu armieren.

Zu den Vorteilen von armiertem Mauerwerk wird im allgemeinen gesagt: Die Biegezugfähigkeit von Mauerwerk läßt sich jedoch entscheidend verbessern, wenn die auftretenden Zugspannungen einer in den Mauerwerksquerschnitt einzulegenden Stahlbewehrung zugewiesen werden. Dadurch gewinnt das Mauerwerk ein hohes Maß an Zähigkeit und Dämpfungsvermögen gegenüber stoßartigen seitlichen Belastungen, etwa seismischen Beanspruchungen. Aber auch für Länder mit geringer Erdbebengefahr ist diese Konstruktionsart interessant. Bei Fenster- und sonstigen Öffnungen, Vorsprüngen, Bauteilen mit zu erwartenden unterschiedlichen Setzungen, Verblendschalen großer Längen, bei denen Dehnungsfugen nicht möglich sind, und ähnlichen Anwendungsfällen ist eine konstruktive Bewehrung des Mauerwerks sinnvoll. Auch aus statischen Gründen, etwa bei Wind- und Erddruckbelastungen, Lastverteilung bei konzentrierten Einzellasten und Schiefstellung (Stabilität) kann die Verwendung von bewehrtem Mauerwerk ratsam sein, um nicht auf andere Baustoffe ausweichen zu müssen. Eine vertikale Bewehrung bei Wänden oder Stützen, hat sich bisher in der Praxis vor allem aus ausführungstechnischen Gründen nicht durchgesetzt. Die im Entwurf zu DIN 1053 Teil 3 vorgesehene Möglichkeit, die Bewehrung in speziellen Formsteinen lotrecht hochzuführen, wird sicherlich für die Ausführung Lösungen bringen.

Der Wunsch nach einem armierbaren, bauphysikalisch einwandfreien, und zudem ästhetisch hochwertigen Sichtmauerwerk ohne Vermörtelung und Verputz, ergibt sich auch aus den montagetechnischen Erfordernissen des modernen Einbaus von Deckentragwerken im Einhänge- oder Liftverfahren in bereits fertig erstellte Vertikaltragstrukturen (Pfeiler, Mauern), wobei eine mittige Auflagerung nicht möglich ist, sondern nur eine ausmittige Auflagerung auf anschraubbare Konsolen, die nach dem Einsetzen des Bauteils untergefügt werden. Hierbei entstehen bei einseitiger Belastung Biegezugkräfte, die von Armierung aufgenommen werden müssen.

Wird jedoch eine solche Bauweise nicht gewählt, z. B. im Selberbau, so ist das Einfügen von Deckentragwerken ohne Unterbrechung einer möglichst selbstjustierenden Mauerwerkshochführung wünschenswert, um das zeitaufwendige neuerliche Einrichten einer Mauer etwa auf einem durchlaufend gegossenen Ringanker zu vermeiden. Dies ist nur durch Perforierung der Mauer möglich, so daß erhöhte Punktlasten durch in die Mauer eingreifende Binder entstehen, die durch Horizontalarmierung verteilt werden müssen.

Last not least muß auf die Forderung nach Nutzung von Sonnenenergie und Umweltwärme für die Heizung von Gebäuden aufgeführt werden, wobei auch hier die funktionale Integration der drei Prinzipien: Sonnenkollektor, Solarzelle und Umwärmeabsorber das Ziel sein muß, dies besonders in Gebieten, wo bedeckter Himmel keine Seltenheit ist. Hierbei sind einzusetzen: Wärmepumpe, großflächige Absorber, besonders in Form des sogenannten Energiedaches oder auch des Energiezaunes oder -stapeis, sowie allgemein multifunktionale Bauteile, die nicht nur die Funktion des Wetterschutzes, sondern

zusätzlich die des Energiesammlers übernehmen. Der dezentralen Stromproduktion und der Netzeinspeisung muß in Zukunft immer größere Bedeutung zukommen, wenn nicht riesige Sonnen- und Umweltenergiemengcn, die an zahllosen Bauflächen anfallen, verschenkt werden sollen.

Am Ende dieses Forderungskataloges für ein zukünftiges Bauen darf Otto Steidle, ein Pionier des Betonfertigteilbaus, zitiert werden: „Mit Phantasie, mit individueller und kultureller Erfahrung, mit bewußt eingeschränkten materiellen und ökonomischen Mitteln, mit ökologischer, sozialer, und kultureller Absicht könnten schließlich Gesellschaft, Natur und Technik sich jetzt wiederenger verbinden, versöhnen."

Generell sei noch angemerkt, daß das Bauen mit Systemen, insbesondere aus Stahl und Betonfertigteilen, theoretisch und praktisch keineswegs neu ist; es ist vielmehr sattsam bekannt, daß die üblichen Systeme an ihrer starren Geschlossenheit, an ihrer herstellungstechnisch bedingten Monotonie (Formenamortisation) sowie an den schlechten bauphysikalischen Werten und wenig umweltfreundlichen Eigenschaften ihrer Materialien kranken.

Lösung der Aufgabe im Überblick

Zur Lösung der hier umrissenen Aufgabe werden das erfindungsgemäße Bauelementsystem und seine Weiterbildungen vorgeschlagen, wie in Patentanspruch eins und folgenden gekennzeichnet

Die Lösungsstrategie ist hierbei in Grundzügen folgende:

- Dem System wird ein Bausteintyp mit seinen Varianten zugrunde gelegt, der relativ kleinformatig, daher handlich,formpräzise und zudem ästhetisch sowie bauphysikalisch hochwertig ist: Die Bausteine werden mörtelfrei versetzt und sind durch abgerundete, ineinandergleitende und bruchresistente Verbundorgane leicht und unverschieblich positionierbar; Dieser Verbundstein ist im Vergleich mit bestehenden Verfahren deutlich schneller zu verarbeiten und kann sowohl von ungelernten Arbeitern als auch durch Roboter verbaut werden; der Verbundstein besteht insbesondere aus Kalksandstein bzw. natürlich gefärbtem Kunstsandstein in oktametrischem oder Euronorm gerechtem Format (z.B. 125mm mal 125mm mal 250mm oder 200mm mal 200mm mal 400mm) oder auch aus Leicht- oder Schwerbeton für besondere Fertigungsbedingungen oder Bauaufgaben.

- Der Verbundstein fungiert als bleibende, statisch wirksame Form für die Füllmassen, in der Richtung Fließbeton oder Vergußmörtel, so daß aufwendige Schalungsarbeiten entfallen.

- Durch die ästhetische Qualität des Bau steins wird zugleich eine deutliche Verminderung des technischen Aufwandes erreicht: Die Möglichkeit der Einsparung zeit- und kostenaufwendiger Verputze durch mörtelfreies Sichtmauerwerk bzw. der Wegfall aufwendiger Gerüste vor Ort oder die Einsparung von aufwendigen Ausbauarbeiten (Verputzen) durch präzise, plane Mauerwerksoberflächen, die durch Verspachtelung der Fasungsfugen leicht zu einem Tapezier- oder Malgrund weiterverarbeitet werden können; ästhetisch wirkungsvolle Schattenfugen dienen zugleich als Möglichkeit, Dübel in Sichtmauerwerk einzubringen, ohne die optische Qualität zu zerstören; es können jedoch auch Putze in vereinfachtem Verfahren v. a. werkseitig und maschinell auf Mauern mit bruchrauher Oberfläche und - im Fall von Kalksandstein oder haufwerksporigem Beton - mit hoher Saugfähigkeit und daher unter idealen Haftbedingungen aufgetragen werden, so daß vor Ort nur noch Stöße verspachtelt werden müssen.

- Der Baustein ist so konstruiert, daß er werkseitig zu fertigen, armierbaren und voll ausgestatteten Mauertafeln zusammengesetzt werden kann, die vor Ort nur noch montiert werden müssen; durch entsprechende Lagerung bzw. Trocknung der Teile wird das Problem der Baufeuchtigkeit vermieden, so daß eine möglichst rasche Beziehbarkeit der Gebäude sichergestellt ist.

- Mauern und Fundamente werden aus vorgefertigten, armierten Formstein-Elementen und mit speziellen automatisch vorproduzierten Elementen wie Armierungsmatten und Gitterpaneelen mit Anschlußorganen maßgerecht und montageerleichternd armiert.

- Zu den dauerhaften und bei Bedarf demontierbaren und wiederverwendbaren Tragwerken aus Verbundsteinen kommen Leittragwerke für Decken, Dächer und Fassaden hinzu, die über spezielle Anschlußelemente und -stege mit den Tragwerken nachträglich verbindbar sind (Lift- oder Einhängeverfahren), so daß das senkrechte Tragwerk getrennt und in ungestörtem Arbeitsablauf erstellt werden kann; durch die demontierbaren bzw. wiederverwendbaren Leichttragwerke aus massesparenden Verbundmaterialien werden Transportgewicht, Baugewicht und Investitionsaufwand gespart, so daß die vertikalen Tragwerke platz- und kostensparend ausgedünnt werden können, was durch die Möglichkeit der Armierung und der Aussteifung durch mauerintegrale Pfeiler begünstigt wird; insbesondere wird erst durch die Kombination von schweren, vertikalen Tragwerkselementen aus Verbundsteinen und leichten, horizontalen Tragwerkselementen, z. B. aus Polyaxialpaneelen, ein günstiger Aufbau von Hochhaus- und Hallentragwerken möglich, von denen erstens verlangt wird, daß sie große Weiten stützenfrei überspannen, und zweitens, daß ihre vertikalen Tragwerksteile einerseits große Lasten aufnehmen und selbst viel wiegen, insbesondere im Sockelbereich von Hochhäusern, und daß sie andererseits nach oben hin immer weniger wiegen, so daß hier der Einsatz von systemgemäßen Leichttragwerken, auch für das vertikale Tragwerk, einen bedeutenden technischen Fortschritt darstellt; auch Strukturalistische Bauweisen, in denen vertikale und horizontale Tragwerksteile variabel sein sollen, werden erst durch Leichtbaupaneele praktikabel; die systemgemäße Kombination von Tragschalensteinmauern, die feste Tragwerkszellen umgrenzen, mit Anschlußelementen und daran anschraubbaren, demontierbaren Konsolen als Auflagemöglichkeit für praktikabel (!) entfernbare Decken, schein hier sehr förderlich. Um schließlich lichtdurchlässige Dachtragwerke möglichst stabil, d.h. ohne große Durchbrüche wie Fensteröffnungen, zu gestalten, ist die Kombination von opaken und transluzenten Leichttragwerkspaneelen, also z. B. von Polyaxialverbundpaneelen mit verglasten Gitterwerkspaneelen, notwendig. Die weit spannenden Leichttragwerkspaneele sind des weiteren auch getrennt von Formsteintragwerken zur kompletten Erstellung von Fertigbauten aller Art geeignet, insbesondere für leichte, lichtdurchlässige, hochgedämmte, fliegende Hallentragwerke.

- Die Verplanung der verschiedenen Baustoffe geschieht auf der Grundlage von verschiedenen Maßrastern, die den Bau beliebiger Winkel und Rundungen zulassen und auf deren Maßschritte und Winkel die Verbundsteine und alle anderen Elemente abgestimmt sind; insbesondere wird ein pythagoreisches Raster vorgeschlagen, das es erlaubt mit fünf Basiswinkeln zu planen, ohne daß Steine zugeschnitten werden müssen; da die Mauern auch beliebig dimensioniert werden können, ist eine Einschränkung der gestalterischen Freiheit auf Maßraster nicht notwendig.

- Die durchgängige, präzise Dimensionierung der Bauteile im Rastermaß sowie die Beschränkung auf einen klar definierten, übersichtlichen Bauteilkatalog fördern eine computergestützte CIM-Fertigung der systemgemäßen Konstruktionen, in der

insbesondere Daten aus dem CAD-Entwurf für Produktion und Montage zur Verfügung stehen; umgekehrt können bei der CAD-Entwurfstätigkeit in unmittelbarer, flexibler Zusammenarbeit mit dem Kunden am tragbaren Computer klare geometrische, statische und Kostenwerte zugrunde gelegt werden; die Bauelemente bilden jedoch ein offenes System, das bei Bedarf auch mit anderen Baustoffen, u.a. ästhetisch hochwertigen, wie Holz oder handgeformten Ziegeln, maßgerecht verbunden werden kann.

- Durch funktionale Integration werden große Teile eines Gebäudes mit seinen Grünanlagen zu einem klimatechnischen Verbund zusammengeschlossen, u. a. indem Außen- und Innenwände Heiz- bzw. Absorber-oder Kühlleitungen enthalten, z. B. in Form von wärmetauschenden Vormauern, Gartenmauern und Speicherbassinwandungen aus Formsteinen oder Spritzbeton oder auch in Gestalt von begrünbarem Absorberpflaster, so daß systemgemäße Gebäude unter Ausnutzung von Umweltenergie voll klimatisierbar sind (einschließlich Feuchteregulierung), insbesondere im Verbund mit Fassaden- und/oder Dachpaneelen aus Polyaxialpaneelen, die Absorbersole führen und zu kombinierten, wetterunabhängigen Hybridkollektoren weitergebildet und an geeigneter Stelle begrünbar sind; überschüssige Wärmeenergie wird dabei dezentral und umweltschonend über Totalenergiemodule mit Stirlingmotoren oder über systemgemäße Thermoenergiemodule in Strom umgesetzt und gegebenenfalls rentabel ins Netz eingespeist.

Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung im Überblick:

- bedeutende Beschleunigung und daher Verbilligung der Tragwerkserstellung (Mauern, Pfeiler, Decken, Dächer) durch rasches, mörtelfreies Versetzen von Tragschalensteinen und anschließendes, geschoßhohes Verfüllen mit Fließbeton;

- Synthese der Vorteile von Mauerwerk und Beton bzw. Stahlbeton/1 / (unter Vermeidung der jeweiligen Nachteile); statische, bauphysikalische und optische Qualität des Kalksandsteins bei Ausnutzung der Vorteile von Beton; Druckfestigkeit, Armierbarkeit, Fließfähigkeit; höhere Druckfestigkeiten als bei Mauerwerk durch Wegfall der nachteiligen Folgen des Zusammenwirkens von Mörtel und Steinen (Spaltzugkräfte); kein Schalungsaufwand; keine überflüssige Mauerdicke und statische Unterminierung des Mauerkerns durch Schalensteine mit geringer Rohdichte;

- Eignung des Verbundsteinsystems durch mörtelfreie Stapelung paßgenauer, selbstjustierender Elemente (Legosteinprinzip) sowohl für ungelernte Arbeitskräfte als auch für eine beschleunigte CIM-Herstellung von vorgefertigten Elementen durch Stapelroboter; der Verbau vor Ort (Selberbauer, Dritte Welt) als auch die Werksvorfertigung mit Endmontage auf der Baustelle werden unterstützt;

- besondere Eignung des Materials für die computergestützte, integrale Verplanung (PPS) (Zeichnen, statisches, terminliches und preisliches Berechnen, leichtes Kombinieren und Modifizieren von gespeicherten Bauelementtypen am tragbaren Computer in Zusammenarbeit mit dem Kunden, Lagerführung, Kostenrechnung etc.);

- vollständige Freiheit in Gestaltung individueller Elemente bzw. Bauobjekte bei Ausnutzung der Vorteile des industriellen Bauens; rasterfreies Planen durch beliebige Zuschnitte möglich; Ausführbarkeit der Steine sowohl in oktametrischen Maßen (12,5 mal 25 oder 25 mal 50) als auch Euronorm gerecht (20 mal 40, passend z.B. zu Kücheneinrichtungsmaßen in 120-cm-Schritten);

- Offenheit des Systems: z. B. Kombinierbarkeit mit traditionellem Vormauerwerk aus Klinkern;

- Wegfall von Materialzuschnitten sowie technische und ästhetische Vorteile der Verplanbarkeit der Steine in verschiedenen Planungsrastern mit frei wählbaren Winkeln;

- sauberes Bauen durch Verringerung des Schmutzanfalls vor Ort durch mörtelfreies Arbeiten mit integrierter Leitungsführung (kein Fräsen von Mauerschlitzen); dadurch: Rationalisierung des Bauablaufs im Werk und auf der Baustelle;

- exakte technische und terminliche Planbarkeit des Bauablaufs durch Koordinierbarkeit von Werksvorfertigung und Endmontage; daher starke zeitliche Raffung des Bauablaufs durch Verwendung fertiger Wandelemente auch für den flexiblen Innenausbau (werkseitig mit Ausbauteilen und Installationen versehen);

- ästhetische und ökonomische Vorteile eines hochpräzisen Sichtmauerwerks außen und innen aus färbbarem Kunstsandstein: Erstellung bezugsfertiger Bauten zu Niedrigpreisen, diebei Bedarf in Selbsthilfe ausgebaut, z. B. fugenverspachtelt oder verputzt werden können (geringer Putzaufwand durch ebenen Grund);

- Einsparung von Schalungs- und Gerüstaufwand durch innen und außen fertige Wandelemente mit integrierter Dämmung (Wandelemente mit eingebauter Isolierung und Außenschale, aufgeklebte Dämmung und Vorsatzplatte bei Einzelsteinen für den Vor-Ort-Verbau, Fugendichtung von Roll- oder Hebebühnen aus);

- Armierbarkeit des Mauerwerks: Erdbebensicherheit, Schutz vor Rißbildung bei Setzungen, ausmittige Belastbarkeit des Mauerwerks, material- und platzsparende Mauerschlankheiten;

- Verringerung des Arbeitsaufwandes für die Armierung durch den Wegfall von Knüpperarbeiten (Ausnutzung Profilierung der Schalensteinstege zur Positionierung);

- schnelles und paßgenaues Anbringen von Anschlußteilen (Anker, Stege, Dübel etc.) durch Einstecken in vorgefertigte Aussparungen in den Schalensteinen und Verkrallung mit dem Vergußbetonkern (keine Dübelarbeiten, kein zeitaufwendiges Montieren von Anschlußelementen und Paßschablonen in Betonformen);

- geringe Baufeuchtigkeit bzw. Trocknungszeiten;

- Möglichkeit der Aufführung mehrerer Geschosse in einem Arbeitsgang ohne Unterbrechung durch Ringankerbetonierung;

1 Vergleich:

SIN USTAT-15er-Mauerwerk mit lO-cm-Mi neral wolle

25-cm-Gasbetonwand

Druckfestigkeit

SchalldämmaßR_vca

k-Wertnach

ca. 25 N/mm²

(KS28N/mm², B25 30N/mm²

abzüglich evtllr. Luftblasen und nicht

kraftschlüssiger Lagerfugenanteile)

MdB

0,35 (Niedrigenergiehaus)

bis2u4N/mm (Festigkeitski. 6,6)

42 dB

0,5 (normgerecht wäschuvo.i

- werkseitige Oberflächen Veredelungen und -bearbeitungen: z.B. Kunststoffglasieren, Fliesen (fertige Wände für den Naßbereich), Sandstrahlen, Hydrofobieren, Schattenfugen vormörteln, verputzen etc.;

- Herstellung von Stahlsteindecken aus Systemsteinen wie bei Wandelementen in stehender Fertigung durch Stapelroboter und/oder

- Verwendung von weitspannenden Leittragwerken aus mehrachsig ausgesteiften Verbundpaneelen (auf der Basis von räumlichen Gitterwerken und tiefgezogenen Blechen);

- Umweltfreundlichkeit des Kalksandsteinbetonmauerwerks durch energietechnische Nutzbarkeit und geringen Energieaufwand für die Herstellung von Kalksandsteinen (Heizung, Kühlung und Umweltenergiegewinnung durch Einbau von Heiz- und Absorberleitungen, großflächige Wand- und Bodenstrahlungsheizung, geringe Vorlauftemperaturen und Staubaufwirbel u ng);

- Nutzbarkeit der Vorteile neuer, industrieller Arbeitsformen im Baugewerbe: vielseitig geschulte, hochqualifizierte Montagearbeitskräfte mit anregenden, rotierenden Tätigkeiten ohne körperliche Überlastung und daher hoher Befähigung und Motivation zur Teilnahme an der Optimierung von Arbeitsablauf und Produkten.

Spezielle Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen:

1. Beschreibung der Verbundsteine und ihrer Elemente in einigen Ausführungsformen aufgrund folgender Figuren (eine Bezugszeichenliste steht vor den Zeichnungen)

Fig. 3: Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen in perspektivischer Ansicht schräg von oben

Fig.4: Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen in perspektivischer Ansicht schräg von unten

Fig. 5: Aufsicht Läuferstein mit rechtwinkligen Vertikalkanälen

Fig. 6: Aufsicht Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen

Fig.7: Aufsicht Kastenstein mit rechtwinkligen Vertikalkanälen

Fig. 8: Aufsicht Kastenstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen

Fig. 9: Seitenansicht eines Läufersteins

Fig. 10: Querschnitt durch die Mitte des Kastensteins mit wabenförmigen Vertikalkanälen

Fig. 11: Aufsicht 45°-Winkelstein ohne Darstellung der Lagerflächenprofilierung

Fig. 17: Längsschnitt durch Schalenstein

- Die vertikalen und horizontalen Vergußkanäle (alle Figuren) in den Steinen gestatten das Einfüllen von Beton, wobei der Beton sich senkrecht und quer ausdehnen kann und so die Fugen der Wände abdichtet und einen tragenden Mauerkern bildet.

- Die konvexen Verbundorgane, insbesondere die Federnoppen (Fig.3-8) oder die Zentralnoppen (Fig. 18,19) auf den Steinen bewirken, daß die Steine beim Versetzen präzise positioniert werden; dabei gleiten die Steine durch die abgerundete Formgebung der konvexen Verbundorgane und ihrer Gegenstücke selbstjustierend ineinander, wodurch rasches Versetzen möglich ist; beim Ausfüllen der geschoßhoch gestapelten Wände sichern die Verbundorgane die Steine gegen seitliches Verschieben; die Anordnung der Feder no ppen z. B. ermöglicht es, kopfseitig geschlossene Ecksteine rechtwinklig zueinander zu versetzen, wodurch die zusammentreffenden Wände sich verzahnen.

- Die nasenartigen Hohlkeile (Fig. 3-10) in der Innenwandung nehmen die Federnoppen auf und bewirken zugleich, daß der Beton in den Bereich der mörtelfreien Lagerfuge einfließt und so der Betonkern sich mit den Wandungen der Steine intensiv verkrallt; dabei entsteht ein monolithischer Verbund aus hochfestem Kalksandstein und hochfestem Beton.

- Die Verschiebenuten (Fig. 3-10) in der Mitte der Steine fungieren sowohl als Hohlkeile und zugleich als Möglichkeit, die Steine in Laufrichtung der Mauer gegeneinander zu verschieben; dies ist nötig, wenn eine Wand auf ein beliebiges Maß zugeschnitten werden soll, ohne daß dabei der randständige, vertikale Vergußkanal zerstört wird; man verkürzt also Steine im Inneren der Wand und schiebt die Randsteine um das herausgenommene Stück in die Wand hinein.

- Die Umkehrbarkeit der Steine wird gewährleistet durch die oberen Verschiebenuten (Fig.3-10), in denen die Federnoppen einrasten, wenn man den Stein in versetzter Position umdreht; dies liefert eine obere Lagerfläche ohne konvexe Verbundorgane, was beim Versetzen von Wandtafeln oder Sturzelementen nützlich ist, wo die z.B. Federnoppen nur stören würden; zugleich kommen die tieferen Hälften der horizontalen Vergußkanäle nach oben, so daß man Ringankereisen günstig einbringen kann und der Beton gut unter Fertigteile fließt, die auf umgekehrten Steinen gelegt wurden; hierin liegt der Sinn der Asymmetrie des Steinquerschnitts.

- Die Positionierungsrillen (Fig. 3-6, 9,10) erlauben das Einlegen von Betonstahl in klar definierten Positionen, entweder direkt oder durch Abstandhalter vermittelt; dies ist nötig, damit der Betonstahl eine ausreichend korrosionsschützende Betonüberdeckung erhält; zugleich bewirken die Rillen eine gute Verbindung der Stegunterseiten mit dem Betonkern, da etwaige Blasen sich nicht groß auf einer Fläche ausdehnen können, sondern nur kleinen Raum zwischen den Rillengraten wegnehmen, wobei die Grathöhenlinien sich mit dem Betonke/n verbinden.

- Die Schwalbenschwänze (Fig. 9,10) an den Steinwandungen, die den Betonkern hinterschneiden und bewirken, daß die Steinwandungen sich mit dem Betonkern kraftschlüssig verbinden, bilden sich dadurch, daß die trapezförmigen Überleitungsteile von den Stegen in die Steinwandungen von den Positionierungsrillen keilförmig eingeschnitten werden (von der Seite her betrachten); wenn die gesamte Wand unter Biegedruck gerät, wird durch die Schwalbenschwänze verhindert, daß die Steinwandungen abplatzen; ferner verteilen die Rillen, die die Schwalbenschwänze bilden, insb. bei der Version mit rechtwinkligen Vertikalkanälen in günstiger Weise das Wasser, das zum Zwecke der Vornässung vor dem Betonieren eingespritzt wird.

- Die Keilförmigkeit der Stege (Fig. 17) und der zu den Wandungen überleitenden Partien bzw. deren Verjüngung nach unten zu gewährleistet zunächst hohe Standzeiten der abrasionsbelasteten Kalksandsteinstahlformen (die Steine werden nach oben entformt) und bewirkt weiter, daß v. a. die Stege Kräfte, die sie von der Oberseite her aufnehmen, durch ihren keilförmigen Querschnitt auch seitlich an den Betonkern sowie diagonal über den Betonkern auf weiter unten liegende Stegoberseiten weitergeben.

- Die nichtkonischen, randständigen Innenwandfalze (Fig.3, 4, 6, 10,17) gestatten es, dadurch, daß sie parallel zur Außenseite der Steinwandungen zwischen den trapezoiden Stegbasen verlaufen, die Wandung einzusägen und einen Verbindungssteg mit einer parallelrandigen Ausnehmung fest in die Einsägung einzustecken; der Steg verkrallt sich mit dem Betonkern und kann so als ein hochbelastbares Verbindungsmittel dienen.

- Die umlaufende Fasung (Fig.3-10) der Sichtflächen kann bei der Herstellung von ästhetisch hochwertigem, unverputztem Sichtmauerwerk zum Ausfüllen mit Dichtmassen genutzt werden, womit die Gefahr beseitigt wird, daß Betonmilch durch die Ritzen zwischen den Steinen ausfließt.

- Die glatten Stoßflächen ohne Nut und Feder (Fig. 3-6) - wie sie häufig bei Schalensteinen anzutreffen sind - gewährleisten, daß die Sichtfläche von Ecksteinen, zu denen Steine rechtwinklig versetzt werden sollen, weder Nut noch Feder tragen müssen; dies ermöglicht die Erstellung ästhetisch ungestörten Sichtmauerwerks.

2. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsstärken und Lagerflächen von Tragschalensteinen so bemessen sind, z.B. 25mm stark, daß

- mindestens bei Steinstärken über 100mm der bei weitem überwiegende Teil der Horizontalquerschnitte von dem Kernverbund eingenommen wird und daß

- Armierung an den statisch günstigen, möglichst weit von der Bauteilmitte entfernt liegenden Punkten in den Kernverbund eingebracht werden kann (Fig. 13,14).

3. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Tragschalensteinstege die vertikal fluchtenden Verfüllkanäle in breitere und schmalere untergliedert (Fig.2-6),

- wobei die Breiteren so breit sind, daß genügend Platz zum Einfüllen von Füllmasse mit einer bestimmten Körnung und Flüssigkeit neben eingesteckter, vertikaler Armierung bleibt: Armierungskanäle;

- die Schmaleren sind so schmal, daß Füllmasse noch in sie einfließen und an Stegen oder anderen Verbundorganen vorbeifließen kann, die in die schmalen Vergußkanäle ohne Konflikt mit vertikaler Armierung einragen: Montagekanäle;

- ein Läuferstein enthält insb. vier Stege mit zwei schmalen Verfüllkanälen zwischen den Stegen und einem breiten, ganzen Verfüllkanal in der Mitte des Steins und zwei halben, breiten Verfüllkanälen an den Stoßflächen.

4. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege zur Masseersparnis und Entlüftung beim Verfüllen unterseitig gelocht, jedoch insb. nicht durchgelocht sind (Fig.9).

5. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Lage der Stege von Tragschalensteinen asymmetrisch ist, so daß ein tieferer und ein flacherer horizontaler Verfüllhalbkanal entstehen (Fig.3, 4,17).

6. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Verfüllkanalleibungssteine dadurch gekennzeichnet sind, daß mindestens auf einer Seite die Horizontalhalbkanäle durch Verlängerung eines Stegs und seiner Stegbasen nach oben und unten verschlossen sind.

7. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Einbindungssteine (Fig.1, 2) dadurch gekennzeichnet sind, daß zur Einbindung von insb. steinhohen Bauteilen in eine Mauer ohne Durchbrechung der Wand

- einseitige Ausnehmungen angebracht sind,

- insb. daß eine der beiden Flanken der randständigen Verfüllhalbkanäle von Schalensteinen bzw. Tragschalensteinen weggelassen ist.

8. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Isopolygonwinkelsteine zum Bau von symmetrisch polygonen Grundrissen aus gleichen Winkeln und insbesondere mit mehr als sechs Ecken ohne Steinzuschnitt, sowohl in einschaliger als auch in zweischaliger Bauweise dadurch gekennzeichnet sind,

- daß ein Längsachsenabstand zwischen Hinter- und Vormauerwerk festgesetzt ist, der den Zwischenraum zwischen den zwei Mauerschalen festlegt, vorzugsweise so, daß der rastergemäße Abstand des zugrunde liegenden Rasters beibehalten wird, also z.B. bei einem Hintermauerwerk von 12,5cm Stärke und einem Vormauerwerk von 7,5cm Stärke ein Achsabstand von 22,5cm, wodurch sich ein Zwischenraum von 12,5cm ergibt; hierdurch ergibt sich weiter bei einem Zwölfeck mit den periferen Innenwinkeln zwischen den Schenkeln der Ecken von 150° und den Zentriwinkeln am Winkelfußpunkt der Diagonalen von 30^c eine Strecke zwischen zwei Ecken von abgerundet 12,06cm, wenn die Winkelhalbierende zwischen zwei zentriwinkelbildenden Schenkeln 22,5cm lang ist, bzw. eine Länge der Gegenkatheten zum halben Zentriwinkel in den rechtwinkligen Dreiecken aus einem Zentriwinkelschenkel, Winkelhalbierender und halber Liniezwischen den Ecken (= Gegenkathete) von 6,03cm; wird nun die Länge der Winkelhalbierenden bzw. der Höhe in dem gleichseitigen Dreieck zwischen zwei Schenkeln verdoppelt, so verdoppelt sich auch die Strecke zwischen den Eckpunkten bzw. der Gegenkatheten bzw. die Länge der Mauerachse zwischen den Ecken;

- die Länge eines Isopolygonalsteingrundelements ist folglich dadurch gekennzeichnet, daß sie ein einfaches der Gegenkathetenlänge des gewählten, rechtwinkligen Moduldreiecks (mit einer Ankathete zum halben Zentriwinkel in der Länge des gewählten Achsabstands) beträgt;

- weiter sind die Isopolygonalsteine dadurch gekennzeichnet, daß dem rechtwinkligen Grundelement eine zwickeltragende rechtwinklinge Zwickelbasis sich anfügt, deren Länge sich aus der gewählten Mauerstärke ergibt: je dicker die Mauer, desto kürzer die Länge der Zwickelbasis, da die längenbegrenzende „Stoßfugen"-Linie rechtwinklig zur Gegenkathete so angesetzt ist, daß ihr zum Inneren des Polygons weisender Endpunkt auf der Hypothenuse des Moduldreiecks liegt;

- ferner sind die Isopolygonalsteine dadurch gekennzeichnet, daß Isopolygonalläufersteine zwischen den Ecken des Polygons eine Länge von einem Vielfachen des Grundelements aufweisen und

- daß rechtwinklige Isopolygonalanschlußsteine, die direkt an einen Zwickel ansetzen, entweder die Länge einer Zwickelbasis aufweisen oder sich aus einem Teil mit der Länge der Zwickelbasis und aus einem oder mehreren Teilen in Grundelementlänge zusammensetzen;

9. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein 45°-Wandbausatz aus Steinen für den Bau von Wänden, die im 45°-Winkel im rechtwinkligen Raster liegen, ohne Steinsonderzuschnitte und mit Wanddurchbrüchen in den im übrigen Raster angewandten Rasterschritten dadurch gekennzeichnet ist, daß

- die Steine auf der Basis eines quadratischen Maßrasters konstruiert sind, dem symmetrische Achtecke eingeschrieben sind; der Bausatz besteht aus folgenden Steintypen:

- 45°-Winkelstein: gebildet aus einem Oktogon, dem eines seiner randständigen Trapeze abgenommen ist, so daß eine Flanke im 45°-Winkel entsteht; im übrigen ist der Stein wie ein Winkelstein aufgebaut;

- 45°-Läuferstein: schreibt man vier aneinanderliegenden Quadraten vier symmetrische Oktogone ein und ergänzt deren einander zugekehrte, randständige Trapeze diagonal um deren fehlende, lange Seiten im Inneren der Oktogene, so ergeben diese vier Seiten das Grundquadrat, das nun im 45°-Winkel im Raster liegt; dieses Quadrat liegt neben dem rechteckigen Mittelstück eines Achtecks, das man erhält, wenn man von einem Oktogon seine zwei randständigen Trapeze abnimmt; dies Mittelstück fungiert als Brückenstück 2um nächsten Quadrat; der Stein aus Quadrat und Oktogenmittelstück läßt sich an einen systemgemäßen 45°-Winkelstein in einer Mauer im rechtwinkligen Raster in dessen zwei möglichen Winkelrichtungen nach links und rechts anfügen; eine Reihe von 45°-Läufersteinen, ergänzt durch einen quadratischen Stein, ist wiederum in zwei Richtungen an einen am anderen Ende liegenden 45°-Winkelstein im rechtwinkligen Raster anschließbar; die Zentren der Quadrate der 45°-Läufersteine liegen immer auf den Schnittpunkten der Linien des rechtwinkligen Quadratrasters; die Länge eines 45°- Läufersteins im oktametrischen Maßraster beträgt 17,67cm; der Quadratteil trägt die systemüblichen Verbundorgane, an der Unterseite jedoch Nuten, damit die Paßsteine (s. u.) überall eingefügt werden können; das Brückenstück ist insbesondere mit 4 Paar Verbundorganen in der Mitte jeder Hälfte bestückt;

- 45°-Paßstein: soll in einer 45°-Wand ein Mauerdurchbruch eingefügt werden, in dem z.B. Zargen in Rasterquadratmaßen, insbesondere den oktametrischen Maßen, eingesetzt werden können, so ist dieser Mauerdurchbruch in Rasterquadratschritten zu bemessen; hieraus folgt, daß die Brückenstücke des 45°-Läufersteins herausgenommen und an den Rändern des Durchbruchs aufgereiht werden müssen, damit der Durchbruch, von derartigen Paßsteinen gerahmt, im Raster bleibt; die Brückenstücke, die im oktametrischen Raster 5,177 cm breit sind, müssen in einer Anzahl von χ plus ein Halb addiert werden, wenn die Länge des Mauerdurchbruchs aus einer geraden Zahl von quadraten aufgebaut sein soll, zwischen denen dann eine ungerade Anzahl von Brückenstücken liegt, die wiederum geteilt werden muß, wenn der Mauerdurchbruch in der Mitte liegen soll; die Paßsteine sind daher insbesondere in zwei Typen von einfacher und eineinhalbfacher oder auch dreieinhalbfacher Länge des Brückenstücks ausgebildet, wobei in jedem theoretischen Halbstück mittig eine Noppe bzw. Pfanne sitzt, so daß die Steine sich versetzt verklammern können;

zu dem Bausatz für 45°-Wände gehören ferner 45°-Vormauerwinkelsteine und 45°-Vormauerwinkelpaßsteine für den Bau von Vormauern mit gleichbleibender Zwischenmauerschichtdicke, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind: Zur Verringerung der Steintypenvielfalt sind die 45°-Vormauern stumpf an die Winkelsteine gestoßen, die in der Vormauer im rechtwinkligen Raster liegen; dazwischen sind Dehnfugen angeordnet; es ergeben sich jeweils zwei Winkelsteintypen für Innenecken und Außenecken, deren links- und rechtsgerichtete Version zu einem spiegelsymmetrischen, drehbaren Steintyp integriert wird, der nur Pfannen trägt, und deren Länge von der gewählten Stein- und Zwischenmauerschichtstärke abhängt;

- der erste Steintyp setzt sich zusammen aus Winkelzwickel und Paßstück zwischen Winkelzwickel und nächster systemgemäßer, vorzugsweise oktametrischer Stoßfuge;

- der zweite Steintyp trägt zusätzlich ein Einbindungselement in Rasterlänge, vorzugsweise 12,5cm;

z.B. ist ein Außeneckwinkelstein vom Typ eins für eine 7,5cm starke Vormauer mit einer Zwischenmauerschichtdicke von 12,5cm 14,016cm lang; ein passender Inneneckwinkelstein vom Typ eins ist 7,876cm lang; für die 45°-Vorwand ergeben sich für Innen- und Außenecken je zwei 45°-Vorwandwinkelpaßsteintypen:

- Typ eins: das Paßstück zwischen Winkelzwickel und nächster rastermäßiger Stoßfuge minus Stoßfugenbreite;

- Typ zwei: das Paßstück plus Einbindungselement;

bei Innen- und Außenecke wird das Winkelpaßstück mit einem einfachen 45°-Läuferpaßstück in Vorwandbreite als Einbindungselement ergänzt;

im 7,5-cm-Vorwandbeispiel ist der Inneneckwinkelpaßstein 4,219cm minus Dehnfuge lang; der Außeneckwinkelpaßstein 5,169cm minus Dehnfuge;

- bei Bedarf sind die 45°-Vorwandwinkelpaßsteine auf zwei Typen reduziert, wobei eine unterschiedlich breite Dehnfuge entsteht.

10. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als drehbare Gelenksteine für gebogene Mauern durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind (Fig. 12):

- ein Gelenkelement weist auf einer Seite eine kreisförmige Nut auf, in der konvexe Verbundorgane mit kongruent kreisförmiger Anordnung kreisförmig verschiebbar sind;

- das Gelenkelement ist rund;

- dem Gelenkelement entspricht ein Gegenstück auf der anderen Seite desSteins,das formschlüssig ist, insb. viertelkreisförmig;

11. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Trogsteine bzw. Pflanzsteine dadurch gekennzeichnet sind, daß mindestens ein oder auch mehrere Vertikalkanäle und -schlitze durch einen Boden abgeschlossen sind, der insb. in der Mitte gelocht ist und sich unten zur Mitte hin zuspitzt.

12. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Transennen- oder Pflanzwandsteine ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Bildung von Wänden mit Ausnehmungen, insb. zum Einsetzen von Trogsteinen, dreiteilig sind, wobei die Steine nur im Bereich der äußeren beiden Drittel versetzt sind.

13. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Säulensteine vollrunde, dreiviertelrunde, halbrunde und viertelrunde Wandungsteile aufweisen.

14. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Pfeilerkernsteine zur Ausfüllung von Pfeilerkernen in Pfeilern aus mehr als zwei Spezialpfeilersteinen zum Einlegen von Armierungsbügeln Wandungen mit den gleichen Ausnehmungen wie die Stege haben.

15. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß verkürzte Steine bzw. Paßsteine oder Fugensteine dadurch gekennzeichnet sind, daß sie gegenüber dem zu Grunde gelegten Rastermaß in vertikaler und horizontaler Richtung auf regelmäßige oder unregelmäßige Weise verkürzt sind.

16. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Filtersteine dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus porösen, wasserdurchlässigen Materialien, insb. aus Einkornbeton bestehen.

17. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Mehrschichtsteine als Steckdämmsteine bzw. Heizsteine insb. zur Verfüllung einer Schicht mit Dämmstecklingen oder zu deren Luftbeheizung genutzt sind.

18. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur zweifasigen Preßformung von Stein und Kalziumsilikatdämmung, dadurch gekennzeichnet ist, daß

- erst der tragende Steinteil gepreßt wird,

- sodann ein Stempel zurückgezogen wird, der bei der ersten Formfase als Formwandung dient;

- in den entstandenen Hohlraum wird dann die Kalziumsilikatdämmasse eingefüllt und von einem weiteren Stempel verdichtet und dabei dem tragenden Steinteil anformt, der insb. eine haftbegünstigend profilierte Oberfläche aufweist.

19. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine, insb. Tragschalensteine als Glassteine dadurch gekennzeichnet sind,

- daß die Steine zur Fertigung vertikal in zwei Hälften zerlegt sind, und

- daß ein normaler Läuferstein nur zwei Stege aufweist, die durch Formstempel als Hohlstege ausgeformt sind;

- die Wandungen sind massiv.

20. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Fertigteile aus Tragschalensteinen mit Kalziumsilikatbeton gefüllt sind.

21. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteinfertigteile

- statisch wirksam armiert sind, entweder im Verbund mit Füllmasse oder durch Verspannung (Fig. 13,14,16,20).

22. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteinfertigteile (Fig. 14)

- mehrschichtig sind, z. B. mit integrierter Dämmschicht und Verputz versehen, und/oder

- mehrschalig, z. B. mit hinterlüfteter Vormauer.

23. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteinfertigteile bei Bedarf teilweise oder komplett vormontiert, d.h. sowohl mit Ausbauteilen, z.B. Fenstern, als auch mit Installationsleitungen und -Objekten ausgerüstet sind (Fig. 16).

24. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteinmauern bei Bedarf in ihrer Dicke aus mehreren Steinen auch unterschiedlicher Breite zusammengesetzt sind; dabei sind entweder

- zwei Wände aus Steinen nebeneinander gestellt und über Armierung kraftschlüssig verbunden, die durch Ausnehmungen in den Wandungen geführt ist, oder

- Steine unterschiedlicher Breite sind auf folgende Weise miteinander verzahnt:

1. Lage: ein Stein der Breite a) links neben einem Stein der Breite b) rechts folgt auf einen Stein der Breite a) rechts und einen Stein der Breite b) links, etc.;

2. Lage: die gleiche Anordnung wie oben, in der Länge versetzt, insb. um eine halbe Steinlänge; 3.Lage: wie I.Lage etc.

- bei asymmetrischem Sitz der Verbundorgane auf der Lagerfläche sind die kombinierten Steinbreiten so gewählt, daß in der Mitte der Mauer die Lagerflächen der Steine mit unterschiedlicher Breite nicht aufeinander treffen, sondern vielmehr im längs versetzten Versatz vorzugsweise um die halbe Länge frei überkragen.

25. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein Profil die Räume zwischen Härtewagen und Stegunterseiten von Schalensteingrünlingen und im Stapel zwischen den Steinstegen überbrückt und insb. als zweiteiliges Profil über Schlitze und Flügelschrauben justierbar ist.

26. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß als Profile für Polyaxialpaneele entweder aussteifungsgünstige Profile, also nicht extrem flache oder steile, gewählt sind, wie z.B. Well-, Zickzack- (Fig.22) oder Trapezprofile mit einer Profilneigung von etwa 45" ± 20°, wobei sich insb. durch die Kreuzung der Verlaufsrichtung der Profilierungen einer Fläche eine dreidimensionale Profilierung sowie eine mehrachsige Aussteifung ergibt;

- oder es sind für reine Abstandhalter-, Leitungs- oder Pflanzgutträgerfunktion (z. B. Hohlboden, Absorberdach) auch steilere Profile benutzt.

27. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein paralleles, aufsichtig geradachsiges und seitensichtig profilachsiges Polyaxialpaneel durch folgende Operation definiert ist: eine am Rand profilierte Schablone, z. B. eine Well- oder Trapezformschablone, wird gerade entlang zweier, vorzugsweise gleicher Profilschablonen geführt, die zur ersten nicht parallel, vielmehr insb. rechtwinklig stehen, wobei die Profile so gewählt sind, daß die Schablone während ihrer vorgestellten, flächenformenden, profilfolgenden Verschiebung immer lotrecht stehen kann, und die beiden Schablonen gleich oder verschieden profiliert sind, z. B. drei Schablonen mit Wellenprofil, wodurch - im Unterschied etwa zu einem einfachen, einachsig gerichteten Wellblech - ein gekreuztes oder Biaxialprofil entsteht, z. B. ein Kreuzwellprofil oder kurz Sinusprofil.

28. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß bei Staffelwellenprofilen die bewegte Schablone gemäß vorstehendem Anspruch in einem anderen als dem rechten Winkel angestellt wird, wobei, in Führungsrichtung gesehen, ein gleichsam perspektivisch verkürztes Profil mit geringerer Profil- bzw. Wellenlänge, jedoch mit gleicher Amplitude entsteht, dessen Amplitudenhöhepunkte bzw. Wellenberge, quer zur Führungsrichtung gesehen, gleichsam wie ein Gipfelpanorama gegeneinander verschoben bzw. gestaffelt sind.

29. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß parallele Polyaxialpaneele aus Zickzackprofilen gebildet sind, die charakteristische Rautenformen aufweisen: Rautenpaneele.

30. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß parallele Polyaxialpaneele aus Trapezprofilen gebildet sind, die zinnenartige Formen aufweisen: Zinnenpaneele.

31. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufsichtig profilachsiges und seitensichtig geradachsiges Profil folgendermaßen operativ definiert sind: eine Profilschablone zur Flächenformung, z. B. eine Zickzackschablone, wird auf einer Ebene entlang einer profilierten Verlaufslinieoder Achse, z.B. einer Welle, oder auch einer zweiten Zickzacklinie verschoben, woraus z.B. ein Doppelzickzackprofil oder Fischgrätpaneel oder z.B. ein in Schlangenlinien verlaufendes Zickzackprofil, kurz: Zickzackschlangenpaneel (Fig. 22) entsteht; die aufsichtige Achse zeigt insb. eine Amplitude, die mindestens gleich der halben Profil- bzw. Wellenlänge ist, so daß das Paneel durch die Ineinanderschiebung z.B. paralleler Wellen eine ungerichtete Aussteifung erfährt, wobei sich durchlaufende Höhenlinien insb. zum Aufschweißen von Flachblechen ergeben.

32. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Profile in keiner Richtung parallel verlaufen, sondern in einer projektiven Überblendung in den verschiedensten Formen inkongruent verlaufen; sie lassen sich dadurch operativ definieren, daß man große Flächen von verschiedenen, kleinen Flächen oder Quasipunkten aus, die in deutlichem Abstand voneinander stehen, in gegenläufiger Richtung zerdehnt; etwa ein Blech, das an den Schnittpunkten eines Quadratrasters punkt- oder flächenförmig fixiert wird, z. B. zwischen zylindrischen oder halbkugelförmigen Stempeln, um dann von ebensolchen Stempeln in demselben Quadratraster, nur um die Hälfte versetzt, also in den Diagonalenschnittpunkten ansetzend, aus seiner Ebene gereckt zu werden; dabei bilden sich zwischen den distanten Höhepunkten bzw. Antipoden des Paneels bogenförmig bzw. paraboloid gewölbte Flächen: Bogenpaneele (Fig. 1, 21);

- Bogenpaneele sind entweder spiegelsymmetrisch, oder

- die Paraboloide erstrecken sich von einer flachen Ebene aus in einer Richtung.

33. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß interferierende Polyaxialpaneele mit diskontinuierlichen Höhenlinien in Form von Kreuzpaneelen ein Muster aus parallelen, gegeneinander versetzten Kreuzen bilden, zwischen deren Balken Ergänzungselemente, insb. in Quadrat- und Kreisform gesetzt sind, die den Raum zwischen den Balken ausfüllen; die Höhenlinien von Kreuzen und Ergänzungselementen liegen in einer Ebene; dazwischen liegen Täler, deren Böden die Höhenlinien der anderen Ebene des Paneels bilden, so daß die Ergänzungselemente insb. Pyramiden- und Kegelstumpfformen erhalten.

34. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß bei interferierenden Polyaxialpaneelen mit diskontinuierlichen Höhenlinien in Form von Doppelkreuzpaneelen (Fig. 23) in das Paneel zwei versetzte, um 90⁼ gegeneinander verdrehte Muster aus parallelen, gegeneinander versetzten Doppelkreuzen eingeformt sind; die Höhenlinien der beiden Muster liegen in den entgegengesetzten Extremebenen des Paneels; die Verschränkung der Doppelkreuze ist dadurch gewährleistet, daß die Längsachsen zwischen die Querbalken eingeschoben sind, wobei zwischen den rechtwinklig stehenden Längsachsen und Querachsen in der Aufsicht ein Abstand bleibt, über den die Paneelfläche sich aussteifend erstreckt.

35. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, daß bei interferierenden Polyaxialpaneelen mit diskontinuierlichen Höhenlinien in Form von Doppelaxtpaneelen (Fig. 24) Elemente mit Höhenlinien in Form von Doppeläxten in folgenderWeise zusammengestellt sind:

- die kreissegmentförmigen Schneiden der Doppelaxtformen verlaufen homolog, insb. parallel, zu den kreissegmentförmigen Flanken; die Achsen der Doppelaxtelemente sind also um 90° gegeneinander verdreht; die Höhenlinien liegen in einer Ebene;

- zwischen den Doppelaxtelementen verlaufen schlangenförmige Täler, z.B. mittrapezoidem Querschnitt, deren Böden die Höhenlinien der anderen Ebene bilden.

36. Ausführungsform des Bausystems, daß ihre Profile an den Begrenzungsebenen bzw. Auflagerpunkten abgeflacht sind, was z. B. bei einem Kreuzwell- oder Sinusprofil gleichsam durch Kappung der kalottenförmigen Wellengipfel auf den gegenüberligenden Seiten erreicht wird: kalottenloses Kreuzwellprofil oder gekapptes Sinusprofil; insb. sind hierbei Wellen gewählt, die aus Kreisabschnitten bzw. -bögen zusammengesetzt sind, wobei die abgenommene Kalotte insb. die Höhe eines Kreisabschnitts hat, so daß die Kalottenbodenkante Kräfte in das Wellprofil überleiten kann, das an dieser günstig abgewinkelten Stelle nicht überhängend gewölbt ist.

37. Ausführungsform des Bausystems, daß einzelne der Profilerhebungen überhöht sind.

38. Ausführungsform des Bausystems, dadurch gekennzeichnet, mit einer Vorrichtung zum liquidmechanischen Takttiefziehen insb. von Polyaxialpaneelen nach vorstehenden Ansprüchen, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

- die Vor richtung weist zwei dicht verschließbare, insb. hydraulisch bewegliche Form hälften auf; die Formhälften umfassendes zu verformende Paneel formschlüssig dichtend, das auf der Eingangsseite noch unverformt ist, auf der Ausgangsseite bereits voll verformt;

- die obere Formhälfte enthält das anzuformende Profil, wobei ein Übergang von dem flachen Eingangsprofil zum vollräumlichen Profil kontinuierlich verläuft, worauf dann ein oder mehrere Bahnen von Profileinheiten in voller Höhe folgen; ebenso zu den seitlichen Rändern hin;

- durch die untere Formhälfte wird die Verformungsflüssigkeit, z. B. Wasser oder Öl oder insb. ein Stoff, der als Beschichtung an dem Paneel haftenbleibt, z. B. ein Lack, eingepreßt, die bei Öffnung der Form ausläuft oder wieder abgepumpt wird;

- die Vorrichtung enthält beidseitig Förderwerke, die das Paneel bei geöffneten Formhälften taktweise vorschieben, und zwar so weit, daß eine bereits in voller Höhe tiefgezogene Passage des Paneels formschlüssig zwischen die profilierten Formränder gepreßt werden kann;

- die erste Verformung der Ränder beim I.Takt geschieht rein mechanisch oder in einer separaten Vorformstation mit umlaufenden ebenen Dichträndern.

39. Ausführungsform des Bausystems, daß die Ebenen, in der die Zickzackstäbe liegen, senkrecht und/oder nicht senkrecht auf

den zu verbindenden Ebenen stehen, sondern geneigt, vorzugsweise so, daß die Knickstellen zweier benachbarter Zickzackstäbe sich berühren.

40. Ausführungsform des Bausystems, daß Gurtgitter entweder versetzt zueinander mit Abstand angeordnet sind, so daß die Kreuzungspunkte der einen rechtwinklig über bzw. unter Mittelpunkten der vorzugsweise rechtwinkligen Maschen der anderen liegen, oder

40.0.0.1. die Gurtgitter sind nicht versetzt zueinander angeordnet.

41. Ausführungsform des Bausystems, daß die Gurtgitter

- entweder aus nichtschraubfähigem Stahl gebildet sind, wie z. B. Rippenstahl, wobei dieser insb. durch Pressfittingmuffen (Fig. 1) verbunden ist, oder Glattstahl,

- oder aus schraubfähigen Stahlstangen bestehen, wiez. B. Glattstahl mit eingeschnittenen Gewindeenden, oder vorzugsweise Gewindebaustahlstangen mit abgeflachten Flanken.

Stand der Technik, Kritik und Vorteile im einzelnen

Stand der Technik bei Formsteinverbundorganen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile: Die Vorteile der an allen Kanten abgerundeten, insb. wellenförmigen Verbundorgane sind:

1. bruch- und abschlagsresistente Form (entscheidend wichtig für den präzisen, mörtelfreien Versatz der Steine ohne Kantenabschlag bzw. Bruchstücke in den Lagerfugen);

2. verschleißarme Herstellbarkeit in Preßformen;

3. automatische Positionierung durch sanftes Ineinandergleiten von Verbundorganen mit überall abgerundeten Kanten und wellenförmigen Randquerschnitten;

4. unverschiebliche Positionierung, Fixierung in jeder Richtung: v. a. längs und quer zur Mauer, womit das präzise Fluchten der Vergußkanäle und der Maueroberfläche sicher gestellt ist;

5. unverschiebliche, rechtwinklige Verzahnung von miteinander verkämmten Steinen ohne Sonderverbundorgane (eine Feder z.B. muß unterbrochen werden, wenn eine Steinfußleiste mit Nut rechtwinklig und einrastend aufgestellt werden soll);

6. der Vorteil, daß die randständigen Verbundorgane zahlreicher und kleiner sein können, z. B. nur 2,5mm hoch, so daß

a) die Abrasionsbeanspruchung der Formteile verringert wird sowie die gleichmäßige Verdichtung der Steinmasse besser gewährleistet ist und

b) etwaige Maßtoleranzen zwischen Verbundorganen (z. B. zu hohe Noppen, zu flache Pfannen) besser verteilt werden. Weiter ist zu bemerken, daß die vorteilhafte Ausbildung von konkaven Verbundorganen als Hohlkeile zur Verkeilung von Betonkern und Tragschalensteinwandungen bzw. zur Erweiterung des Verbundkernquerschnitts ebensowenig bekannt ist wie eine Versatznut zur beliebigen Verkürzbarkeit von Formsteinwänden ohne Zerstörung des randständigen, vertikalen Vergußhalbkanals -was für die Montage von Fertigteilen entscheidend ist- oder die Möglichkeit, Steine zur Schaffung von Lagerflächen ohne konvexe Verbundorgane - die bei bestimmten Aufgaben stören, wie z. B. beim Auflegen von maßlich ungenauen Stürzen, oder Deckenfertigteilen - umdrehbar zu gestalten, wobei die konvexen Verbundorgane der oberen Lagerfläche in den Versatznuten aufgenommen werden, und die glatte untere Lagerfläche nach oben gekehrt wird.

Stand der Technik bei gemörtelten Steinen mit Verbundorganen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile: Bekannt sind insbesondere Kalksandsteine mit mittigen, konisch mündenden Lochungen, in die Zentrierteile aus Plastik eingesteckt werden und die man in Dünnbettmörtel versetzt; demgegenüber stellen integrale Positionierorgane verbunden mit zügigem Eingießen von Mörtel, speziell aus dem Schlauch (Kübel, Maschine), eine deutliche Arbeitszeitersparnis dar.

Stand der Technik i. h. a. Tragschalensteine aus Kalksandsteinen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile: Da bei der Bemessung (von Schalungskörpern aus nicht steinartigen Baustoffen wie Holzspanbeton, Schaumkunststoff) nur der Füllbetonquerschnitt zugrunde gelegt werden darf, wird auf möglichst große Hohlräume geachtet, nicht jedoch auf die statische Qualität der Schalungssteine und deren Einbeziehung in die Statik der Mauer. Es wird diese durch die reine Schalungsfunktion dieser Hohlkörper gegebene Möglichkeit der Verdünnung der Wandungen der Schalungskörper, der „Abmagerung" ihrer Stege bis zu stabförmigen Abstandhaltern und der Vergrößerung der Schalungskörperabmessungen sowie damit auch ggf. der Abstände der „Stege" auch von den Herstellern von steinartigen Schalungskörpern, die darin einen wirtschaftlichen Nutzen sehen, aufgegriffen. Dies führt dazu, daß die Masse der meist aus haufwerksporigem Leichtbeton oder Holzspanbeton gefertigten Steine statisch weitgehend oder ganz verloren ist, da nur das durchlöcherte Betonskelett mit seinen „Querriegeln" angerechnet wird. Es sind folglich auch keine zulässigen Schubspannungen möglich. Während früher die Flächenbewehrung des Betonkerns grundsätzlich ausgeschlossen wurde, wurde nunmehr in einem Sonderfall bei Verwendung bestimmter Schalungssteine (u.a. hohe Maßhaltigkeit, planparallel gefräste Lagerflächen, großer Verfüllquerschnitt) und geschoßhoher Verfüllung mit Fließbeton hoher Festigkeit eine vertikale Biegebewehrung für erddruckbeanspruchte Kellerwände zugelassen. Offensichtlich ist es wohl dieser Sonderfall, der den Übergang zum Betonbau darstellt (u.a. Verfüllen mit Fließbeton hoher Festigkeit), in dem auch noch etwas höhere Druckspannungen zugelassen werden als die sonst zulässigen Grundwerte zwischen 0,5 und 1,2 MN/m². Diese Grundwerte ergeben sich aus Versuchen mit ganzen, verfüllten Schalungssteinwänden, -pfeilern, und -prüfkörpern sowie separat hergestellten Kernbeton-Würfel-Serien, die in einer Gesamtwertung zusammengezogen werden. Weiter wird allerdings oft angemerkt, daß die Druckfestigkeit der Schalungssteine nicht nur auf die Beanspruchbarkeit der fertigen Wände von Einfluß (ist), sondern auch (von Interesse ist) für die Schadensanfälligkeit der Steine beim Transport und beim Verlegen, für die Einsetzbarkeit der Steine im Erdbereich (s. DIN 1053 Teil 1, Ausgabe vom November 1974, Abschnitt 2.3.3.3.,Absatz 4: Für Außenwände des Kellergeschosses und Sockel bis zu 50cm über Erdgleiche darf nur Mauerwerk aus Steinen mit Druckfestigkeiten a 5 N/mm² verwendet werden) und für die mit der Druckfestigkeit einhergehenden anderen Festigkeitseigenschaften, die das Verfüllen der Schalungssteine bis zu bestimmten Wandabschnittshöhen unter gleichzeitigen mechanischen Verdichtungsmaßnahmen gestatten, ohne daß die Steine beschädigt werden (reißen, brechen). Zudem ist für die Festigkeit von Schalungssteinmauern die Maßhaltigkeit der Steine von Belang, weshalb die Schalungssteine i.d.R. planparallel gefräste Lagerflächen mit Sollmaßabweichungen von ±0,5mm aufweisen: diese genaueren Passungen, insbesondere im Höhen- und Lagerflächenbereich, sind bei der Sonderbauart des Mauerwerksbaus auch auf die Tragfähigkeit der Wände von Einfluß.

Aus all dem nun ergibt sich, daß Mauern aus dem systemgemäß vorgeschlagenen Schalungsstein aus Kalksandstein mit dessen relativ geringen Abmessungen und den dadurch bedingten minimalen Mafitoleranzen von 0,1375mm sowie den Steinfestigkeitsklassen von Kalksandstein, die jedem Beton angleichbar sind, und einem Fließbetonkern von vorn herein ungleich höhere Druck- bzw. Bruchfestigkeiten als bei üblichen Schalungssteinwänden zeigen werden. Hierzu kommt weiter der zu erwartende günstige Effekt der hohen Saugfähigkeit von Kalksandstein auf die Aushärtung des Fließbetons und seine Verbindung mit den Schalensteinen, wenn man davon ausgeht, daß das Verhalten der Materialien das gleiche sein wird wie bei Praxiserfahrungen mit Betonwänden zwischen Gipsplattenschalungen: Je nach der Art der verwendeten Schalungsplatten wird beim Betonieren ein erheblicher Teil des überschüssigen Anmachwassers abgesaugt, dadurch entstehen eine feste Verbindung zwischen dem Beton und den Platten und eine wesentliche Erhöhung der Betonfestigkeit. Die Wirkung ist ähnlich wie beim Saugbeton, der in Nordamerika mit einem erheblichen Aufwand Verwendung findet.

Ferner ist festzustellen, daß zumindest beim Zusammenwirken von Leichtbeton und Fließbeton Schwinden und Kriechen zu einer optimalen Lastverteilung auf den Leichtbeton und den Kernbeton führen. Das Schwindmaß von Beton und Kalksandstein ist etwa gleich; die Elastizität des Kalksandsteins liegt höher als die des Betons, was für die Außenschale unter Biegedruck wichtig ist und ein frühzeitiges Abscheren der Schalungssteinwandungen verhindert.

Der monolithische Verbund von Kernbeton und Schalungsstein stellt sich beim systemgemäßen Stein bereits weitgehend über die Stege her, so daß allein dies berechtigt, von einem neuen Typ des Schalungssteins, dem Tragschalenstein, zu sprechen. Durch die systemgemäßen Hohlkeile und die Schwalbenschwänze in Lagerfugen und Wandungen wird jedoch zusätzlich sichergestellt, daß auch die äußeren Schalungswandungen, die im Bereich der größten statischen Beanspruchung liegen, weitgehendst in den kraftschlüssigen Wandverbund mit einbezogen werden. Weiter kommt hinzu die sichere, diagonale Kraftübertragung von den Flanken keilförmiger Stege und Stegbasen auf die Stegoberseiten in Verbindung mit der Rillung der Stegunterseiten, die den Verbund von Füllmasse und Steg dadurch begünstigt, daß Luftblasen in den Rillen bleiben, die Grate dagegen mit dem Beton in Kontakt kommen. Schließlich kann dieser Verbund noch durch die Vermörtelung der Fassungsfugen, besonders mit dem dafür günstigen Haftprofil (Mörtelkartuschenpistole, Spachtel) bis zur vollständigen kraftschlüssigen Einbindung des ganzen Steins gesteigert werden.

Beton ist ein relativ teurer, umweltbelastender Baustoff mit hohem Energieaufwand in der Herstellung ist, Kalksandstein dagegen ein billiges, umweltfreundliches Material. Es drängt sich also die Konsequenz auf, die Entwicklung im Schalungssteinbau zu immer größerer Ausdünnung der Steine und zu immer massiveren Betonkernen umzukehren und einen Stein anzubieten, der bei relativ viel Kalksandstein immer nocht ein gutes, jedoch nicht zu rasa ntes, weil sonst gefährliches, geschoßhohes Einlaufen von relativ wenig Fließbeton mit 16-mm-Größtkorn gestattet. Zudem sollte die Möglichkeit, die von Fachleuten anerkannten, weitreichenden Vorteile von armiertem Mauerwerk zu nutzen, von vornherein eingeplant sein. Diesen Forderungen wird durch den systemgemäßen Schalenstein entsprochen, insbesondere in seiner Variante mit fluchtenden, rechteckigen Vertikalkanälen und mit zwei unterseitig gelochten Stegen pro Normalläuferstein.

Für die Bauraxis ist es entscheidender Vorteil, daß der dichte Stand der Stege eine äußerst solide Steinform entstehen läßt, so daß - in Verbindung mit den Verbundorganen - ein Ausbrechen von Formsteinwandungen beim Verfüllen praktisch ausgeschlossen und dennoch eine Dichtung aller Fugen durch den Kernbeton gewährleistet ist (im Unterschied zu den üblichen Steinen mit randständigen Stegen und unverfülltem Stoß)

Die vorgeschlagene Dimensionierung der Steine gewährleistet:

- eine hohe Maßhaltigkeit der Steine durch eine relativ gering Masse, woraus sich eine geringe prozentuale Verformung während der Aushärtung ergibt; diese Maßhaltigkeit muß bei üblichen Formsteinen durch Nachfräsen hergestellt werden;

- Handlichkeit der geringen Masse, nicht nur für Menschen, sondern auch für Stapelroboter, die den Stein so relativ schnell beschleunigen können;

- geringe Bruchgefährdung des Steins bei unvermeidlichem Zusammenstoßen mit anderen Steinen während des Verlegens von Hand; dies gewährleisten übliche, große Formsteine nicht; ergonomisch sind kleinere Steine jedoch vorteilhafter bzw. angenehmer und daher arbeitserleichternd und -beschleunigend, v. a. wenn Steine in einer Menschenkette von Hand zu Hand von der Palette zur Verlegestelle schnell weitergereicht werden sollen (Dritte Welt, Selberbauer);

- hohe Resistenz gegen stoßartig wirkende Scherkräfte und gegen Füllmassendruck, insb. durch die Wabenform der Vertikalkanäle bzw. die verbreiterte Stegbasis;

- exakte Positionierbarkeit von Armierung und anderen Verbundorganen durch die systematisch verbesserten Positionierungskerben und Positionierungsmittel (profilfolgende Abstandhalter, Haken) mit verschiedenen Positioniermöglichkeiten (mittig, ausmittig, randständig): dies ist für den Einbau der Verbundorgane, auf denen die Funktionsweise insbesondere des gesamten, innovativen Fertigteil-Montage-Bausystems beruht, von entscheidender Bedeutung, insbesondere im Vergleich mit dem mühsamen Einbau von geknüpperten Armierungen in aufwendige Schalungen, die meist zum Einbau von Anschlußmöglichkeiten mit Nägeln oder Schrauben verschlissen werden;

- Ausnützung der Positionierungskerben für ein Nut- und Federdichtungssystem in Dämmstecklingen; Stand der Technik bei Schalensteinbaukästen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Wenn bei Schalungssteinprogrammen Baukästen mit drei Steinsorten angeboten werden, so ist dabei zu berücksichtigen,

- daß es sich nicht um Sichtmauerwerk handelt bzw. daß die Ecksteine Nuten für das Nutfedersystem in den Stoßfugen tragen,

- daß nur eine Wandstärke möglich ist, z.B. 25cm, also die Addition von Steinen zu differenzierten Wandstärken nicht vorgesehen ist, z.B. aus den 12,5cm breiten Tragschalensteinen (geringste erlaubte Stärke bei tragenden Wänden aus Normalmauerwerk: 11,5cm) mittels Kerben und Verklammerung durch eingelegte Armierungsleitern,

- daß Stürze nicht berücksichtigt sind, die jedoch im hier vorgeschlagenen System aus den Normalläufersteinen gebildet werden können (die Unterzugbewehrung liegt dann im unteren Horizontalkanal),

- daß besondere Deckenauflagersteine bei zweischaliger Bauweise nicht benötigt werden, da Decken in Normalmauerwerk eingebracht werden, z. B. in Form von Balken, die einen oder mehrere Steine in der Hintermauer ersetzen und deren Köpfe im hinterlüfteten, gedämmten Bereich zwischen Hinter- und Vormauer enden (Lastverteilung der Balken auf der aufruhenden Mauer über zwischenliegende Steine und durchlaufende Horizontalarmierung über und unter den Balken);

- daßzweischalige Bauweise nicht möglich ist.

Aus diesen Gründen kommen voll funktionsfähige Schalungssteinprogramme ohne Sichtmauerqualität i. d. R. nicht mitweniger als 7 Steintypen aus.

Demgegenüber sind die 2 Steintypen eines Tragschalensteinminimalbaukastens - Leibungsstein, Läuferstein - fürvollwertiges, armierbares Sichtmauerwerk in zweischaliger Bauweise, das zudem mit Absorber- bzw. Klimawänden ausrüstbarist, ein deutlicher Gewinn.

Zu berücksichtigen ist auch die Möglichkeit, Leitungen (isoliert) genau positioniert zwischen den relativ eng stehenden Stegen und Wandungen einzustecken, was für eine rationelle Montagebauweise mit Fertigelementen unverzichtbar ist.

Der Tragschalensteinbaukasten mit Winkelsteinen bietet die unbekannte Möglichkeit, ohne Steinzuschnitte und mit einemPlanungsraster für rechtwinklige und pythagoreisch polygonal gewinkelte Bauteile zu arbeiten. Die Vorteile eines Planungsrasters auf der Basis des pythagoreischen, rechtwinkligen Dreiecks mit Seitenlängen, die in 3,4 und 5 gleiche Teile einteilbar sind (Satz des Pythagoras a² + b² = с² bzw. 3² + 4² = 5² bzw. 9 + 16 = 25), das den Bau von Mauern in anderen als rechten Winkeln mit Steinen in ganzen Grundelementlängen erlaubt, bzw. von Steinen, die dies praktisch ermöglichen, liegt darin, daß keine Steine zugeschnitten werden müssen, was Arbeit, Lärm und Dreck erspart.

Die vorgeschlagenen Winkelsteine mit Winkelansatzzwickeln haben, anders als andere Steine, die tatsächlich Winkelform haben, den Vorteil, in einer Form für normale Läufersteine mit geringfügigen Änderungen der Form hergestellt werden zu können, wogegen konventionelle Winkelsteine eine eigene, teure Form erfordern. Ferner sind die systemgemäßen Steine leichter stapel- bzw. transportierbar.

Allgemein liegen die Vorteile von nichtrechtwinkligen Grundrissen nicht nur im ästhetischen (Geborgenheits- bzw. Wohnlichkeitsgefühl, Grundrißauflockerung), sondern im energetischen Bereich: Häuser mit kreisförmigem Grundriß bieten im Verhältnis zum umbauten Raum die geringste, wärmeabstrahlende Oberfläche; polygone Grundrisse nähern sich dem an und behalten gleichzeitig gerade Schrankstellwandstücke bei. Zudem ist eine optimale Sonnenenergieaufnahme nur durch Grundrisse zu erreichen, die breite Fronten nach Südosten, Süden und Südwesten bieten und zudem seitliche Mauerflanken, die Sonne einfangen und/oder auf den Hauskörper reflektieren.

Stand der Technik bei Steinen mit integrierter Dämmung, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Steine mit der Möglichkeit, Dämmstoffplatten einzustecken, sind vielfältig bekannt, sowohl als Mörtelsteine wie als Schalensteine; dabei entsteht jedoch das Problem der Kältebrocken, insbesondere bei Vermörtelung, wo die Isolationsschicht ausgespart werden muß (Spezialmörtelschlitten), bzw. der ungenügenden Fugendichtung. Ein österreichischer Stein geht diese Schwierigkeit an, indem ein Stein mit vertikal verschiebbarer Isolierplatte angeboten wird; dabei bleiben allerdings notgedrungenermaßen die Vertikalzonen zwischen den Stegen isolationsfrei.

In der vorgeschlagenen Lösung bei Steckdämmsteinen werden Dämmstoffstecklinge eingesteckt, die kammartig einen, vorzugsweise den oberen Horizontalkanal und die Vertikalkanäle ausfüllen und das Profil der Positionierungskerben fortsetzen, so daß sich eine dichte, verzahnte Dämmstoffüllung ergibt, in der lediglich die Stege als Kältebrücken stehen bleiben. Diese Dichtigkeit ist v. a. bei nichtverfugtem Sichtmauerwerk von Bedeutung.

Jedoch ist bei den Wärmeleiteigenschaften von Kalksandsteinen diese Lösung nur eine optimierte Lösung für geringere Dämmansprüche und für platzsparendes, dünnes Mauerwerk, also z.B. Ferienhäuser, oder südliche Klimate. Ansonsten ist die zweischalige Bauweise vorzuziehen.

Eine sehr vorteilhafte Lösung ist das vorgeschlagene Ankleben von Dämmstoffen ohne Wärmebrücken bei Klebedämmsteinen, das an sich bekannt und wegen Windkräften nur bis acht Meter Höhe gestattet ist. Diesem Problem wird durch den

vorgeschlagenen Dübel aus einem wenig wärmeleitenden, alterungsbeständigen Material (glasfaserverstärktes Kunstharz) abgeholfen.

Bekannt sind Kalziumsilikatdämmstoffe, besonders im Brandschutz, nicht jedoch in integraler Verbindung mit Steinen.

Stand der Technik i.b.a. Gelenksteine (Fig. 12), Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Gelenkschalensteine sind unbekannt; runde Mauern werden aus Schalungssteinen nur mit gebogenen Steinen gebaut, was notwendigerweise den Radius festlegt bzw. den Winkel, in dem die Steine zueinander stehen, also die

Anwendungsmöglichkeiten eines solchen Steins für den Bau von Schwimmbassins, Silos, Sickergruben, Garten- und

Blumenbeetmauern, Böschungsschutzmauern und Schallschutzmauern und evtl. auch von Hochöfen einschränkt. Die vorgeschlagenen Gelenksteine haben demgegenüber den Vorteil, daß mit ihnen nicht nur beliebige Krümmungen erzielt werden können, sondern auch gerades und rechtwinkliges Mauerwerk errichtet werden kann, das zudem die Qualität von Ziermauerwerk zeigt.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von Gelenkschalensteinen für den Bau von Böschungsschutzwänden, Blumenbeetumrandungen, Pflanzbehältern, Pflanzterassen, da die Steine durch ihre Armierbarkeit erddruckresistente Wände bilden, die nicht, wie die üblichen Palisaden, tief in die Erde eingegraben werden müssen, um die nötige Stabilität zu erhalten.

Stand der Technik i.b.a. Trogsteine bzw. Pflanzsteine, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Pflanzsteine sind zahlreich; sie sind meist für die Verwendung im Freigelände vorgesehen und bilden entweder Mauern mit Durchbrüchen zum hinterfüllenden Erdreich, oder die Steine sind mit Böden zu Trögen ergänzbar, die aufeinandergestapelt Wände ergeben. Vereinzelt sind die Mauern auch durch eingesteckte und in engen Röhren vergossene Stäbe armierbar oder gelenkig verbunden.

Es findet sich jedoch keine Variante, in der es möglich ist,

- tragfähige, armierte Betonkanäle zu bilden, die einen effektiven Korrosionsschutz für die Armierung leisten,

- Pflanzsteine mit integralen Böden separat einzusetzen,

- dadurch eine schallschutztechnisch günstige, vor- und zurückspringende Oberfläche zu bilden,

- die Wände gelenkig über steinintegrale Verbundorgane exakt zu versetzen und zu gekurvten Mauern zu verbinden,

- Wasser über Lochungen und entsprechende konische Unterböden gezielt ins Substrat einzuleiten,

- Pflanzwände aufzubauen, die sich auch als luftbefeuchtende Pflanzklimawände für Innenräume eignen, die für diesen Zweck mit eingestellten Rohrständern zwischen Boden und Decke verspannt werden (s. Beschreibung unten), und die, aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften von Kalksandstein, die Feuchtigkeit auf einer großen Oberfläche verteilen,

- Wände zu bauen, die zu dem Rastersystem der übrigen Wandsteine eines Hauses passen, z. B. Windschutzwände bei Terrassen;

- die Steine zugleich als Konsolsteine für armierte Konsolen in einem Mauerwerk zu verwenden;

Stand der Technik i. h. a. Ergänzungs- und Anschlußelemente, insbesondere aus Metall, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Die hier vorgeschlagenen Lösungen, die die technische Integration und die ästhetische Differenzierung von modernen Bauwerken vorantreiben, sind im Schalensteinbau unbekannt; entsprechende Elemente aus Haustein sind in historischen Bauwerken technischer und ästhetischer Standart; im Betonfertigteilbau sind sie im Prinzip inzwischen Selbverständlichkeit. Die Verwendung von Stahlblechkonsolen gestattet jedoch die Minimalkonsolmaße, die im Betonskelettbau üblich sind (200mm), zu unterschreiten, um so auf Konsolen mit der Minimaltiefe von 125mm zu kommen.

Stand der Technik i.h.a. den biegebelastbaren Verbund von Verbundsteinelementen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Die vorgeschlagene Technik, Formsteinbauteile untereinander und diese mit Fundamenten über die Armierung und Muffen zu verbinden, ist unbekannt; bewährt sind Schraub- und Preßfittingmuffen im Ortbetonbau; die vorgeschlagene Methode ist besonders zweckmäßig, wenn Pfeiler, Skelette oder auch Wände großer Höhe errichtet werden sollen, in die später erst die Decken eingehängt werden.

Stand der Technik bei vorgefertigten Mauerelementen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Bekannt sind zahlreiche Verfahren, Mauern oder Mauerteile im Werk vorzufertigen und durch Armierung transportfähig zu machen, die jedoch alle durch mehr oder minder aufwendige Fugenvermörtelung gekennzeichnet sind. Bekannt sind ebenfalls Betonfertigteile, deren Herstellung an teure Formen und die Notwendigkeit gebunden sind, die Formherstellungsinvestitionen durch hohe Stückzahlen zu amortisieren, abgesehen von den schlechten bauphysikalischen Eigenschaften von Beton. Nicht bekannt ist die industrielle Erstellung von transportfähigen Schalensteinwandtafeln, ob leer, teil- oder ganzverfüllt. Unbekannt ist auch der Gebrauch von Verdrängungskörpern, insbesondere von zugleich als Armierung wirkenden Rohren.

Die Vorteile der werkseitigen, insbesondere NC-gesteuerten, maschinellen Erstellung von Mauertafeln samt Vormauer bzw.

Fassadenverkleidung, Absorberausrüstung und Vorrichtungen für die beschleunigte Endmontage, die durch Armierung

ausgesteift sind und daher sehr schlank sein können, v. a. aus Sichtmauerwerk und in objektspezifischen Größen auskleinteiligen Formsteinen liegen auf der Hand. Besonders zu erwähnen ist die Möglichkeit der Leermauertafeln und der Teilverfüllung, da dies Gewichtsersparnis bedeutet und somit den rentablen Transportradius solcher Fertigmauern erhöht.

Stand der Technik in der Ankertechnik, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

I. b. a. den Stand der gesamten Ankertechnik gilt, daß Anker entweder in die Fugenvermörtelung eingebracht werden, was den zeitraubenden, handwerklichen Aufmauerungsvorgang voraussetzt und notwendig unpräzise ist, oder daß Ankerbestandteile, z.B. U-Schienen, aufwendig in einer Betonschalung angebracht werden oder daß- noch aufwendiger-zahlreiche Anker nachträglich eingedübelt werden (Schraub-, Mörtel-, Klebedübel), was ebenfalls unpräzise ausfallen muß, so daß die Anker entsprechend aufwendig gebaut sind, um dieses wieder durch Justiermöglichkeiten auszugleichen.

Dies wird systemgemäß erübrigt, indem Anker - insbesondere durch Automaten - in entsprechende Kerben oder Schlitzeeingesteckt werden, die werkseitig mit großer Präzision, v.a. schon während des Form Vorganges, am Stein angebracht sind und die die Anker exakt positionieren, so daß Nachjustierungen entfallen. Die Anker verkrallen sich mit dem Kernbeton, wobei praktisch beliebige Kräfte eingeleitet werden können.

Dies ist bei Styroporschalensteinen bekannt, nicht jedoch bei anderen Schalensteinen.

Stand der Technik bei Gitterwerkspaneelen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Bekannt und gebräuchlich sind einachsig gerichtete Decken, z. B. aus Gitterträgern in Verbindung mit Ausfachungskörpern zur Erstellung von Betondecken, ganze Deckenplatten, die mit Gitterträgern ausgesteift sind und als verlorene Schalung für Ortbeton eingesetzt werden, bewehrte Hohlkanaldecken aus Beton, bewehrte Deckenplatten aus Spezialziegeln, Paneele, die mit zickzackförmigen Metallstreifen verbunden sind, sowie sog. Leichtdecken, bei denen unter Verwendung von Schalungen eine druckaufnehmende, mattenbewehrte Ortbetonschicht hergestellt wird, die von offenen Gitterträgern mit Unterzugfunktion getragen wird. Hierbei werden bereits- laut Werbung- „4 Vorteile" erreicht: „60% weniger Beton, 60% weniger Stahl, 60% weniger Gewicht, 60% weniger Bauzeit".

Ein- und auch zweiachsig gespannte Decken werden jedoch üblicherweise in Form von Betonrippendecken hergestellt, entweder in Ortbeton - mit riesigem Aufwand an Schalung, Schalungsunterstützung, Verdrängungskörpern, Trennmitteln und Arbeitszeit, wovon ganze Industrien leben, oder in Fertigbeton in Form sog. T-oder TT-Decken oder Trogdecken, ebenfalls mit großem Aufwand an mechanisch beweglichen, wiederverwendbaren Stahlformen, jedoch bereits mit reduziertem Arbeitszeiteinsatz. Der immernoch massive Einsatz von Beton im Unterzugbereich als Aussteifungs-und Schutzmaterial, v. a. gegen Feuer, ist allerdings überdimensioniert, zumal diese Decken ohnehin meist mit Abhängedecken versehen werden, die die Brandschutzfunktion übernehmen können.

Bekannt sind auch Versuche, Gitterträger mit Matten als Gurtgittern zu verbinden. Es liegen auch Versuche vor, zweiachsig gerichtete Systeme aus Gitterträgern aufzubauen, indem diese kreuzweise wie ein Rost angeordnet werden/1 /. Von Belang ist hier auch ein Ansatz/2/, statisch hocheffektive räumliche Gitterwerke aus Drahtmatten zu formen, die „dreiecke- oder trapezbildend in geeigneter Weise... verbunden" sind, um dann aufgefaltet und „nochmals verbunden" zu werden, so daß sich „eine kreuzweise Bewehrung der Gurtungen" ergibt, „die eine minimale Biegemomenthöhe in den Gurtungen bewirkt". Die Konzeption zielt offensichtlich nicht auf eine zweiachsig gerichtete Gurtung ab, da die Gurtungsbewehrungen, wie aus Zeichnung 6 zu entnehmen ist, trapezförmige Knickungen aufweisen, die sie weder für Zug-noch für Druckbelastungen, sondern nur als Betonträger geeignet erscheinen lassen. Im übrigen ist ein entscheidendes technisches Problem durch die Formulierung „in geeigneter Weise" umgangen bzw. nur als ungelöste Aufgabe angegeben, nämlich wie die Matten konkret aufgebaut sein sollen. Ein sich überkreuzendes Aufeinanderschweißen von geraden Stäben wäre beispielsweise sowohl für die Mattenherstellung durch Roboter als auch für das Biegen der Matten unvorteilhaft (zu hohe Schichtung). Zudem läßt sich dickerer Stahldraht, wie z.B. Baustahl, nicht scharf knicken, sondern bekanntlich nur um eine Biegerolle mit i.d.R. vierfachem Drahtdurchmesser. Die Mattenknicke in der Zeichnung 1 sind jedoch scharf; hingegen lassen die Zeichnungen 4 und 5 auf eine doppelte Gurtung schließen, wobei allerdings die Matten nicht mehr „dreiecke- oder trapezbildende" Maschen hatten, sondern Sechsecke mit zwei runden Ecken, den Biegepunkten der Zickzackstäbe, enthielten.

Auch die weiteren, hier vorgeschlagenen Varianten des Strebewerks, der Vergurtungsgestaltung und der ausgesteiften Mehrschichttragwerke sind in der Erfindung nicht enthalten, die lediglich eine „leichte, zweischalige Decken- oder Tragkonstruktion mit stofffreier Achse" oder eine Verfüllung durch „großflächige Lochung in einer der beiden Schalungsflächen" vorsieht. Die vorgeschlagenen Verstärkungen der Verstrebungen sind jedoch wichtig, wenn mit möglichst dünnen Drähten bzw. dünnem Biegerollendurchmesser gearbeitet, also ein annähernd scharfer Knick erreicht werden soll, so daß die in den Streben wirkenden Druck- und Zugkräfte möglichst geradlinig in die Gurte übergeleitet werden. In jedem Fall ist die Geradlinigkeit der Streben bei verdoppelter Gurtung erreicht, da die Biegung der Zickzackstäbe i.d.F. außerhalb der Gurtebene liegt.

Die vorgeschlagenen Varianten bieten weiter die Vorteile zweiachsig gerichteter oder ungerichteter Leichttragwerke, die durch filigranen, mehrschichtigen Aufbau bei minimalem, funktionsspezifisch differenziertem Materialaufwand ausgesteift sowie feuer- und korrosionsgeschützt sind, die sich ohne Montageunterstützung und Schalungsaufwand einbauen und zudem vorteilhaft mit Verbundsteinmauern verbinden lassen.

Stand der Technik bei ausgesteiften Paneelen bzw. Polyaxialpaneelen und deren Herstellung, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Bekannt sind einfache und Verbundpaneele, hauptsächlich mit einachsiger Aussteifung, wie Well-, Trapez- oder Schwalbenschwanzpaneele, die auch mit Flachpaneelen kraftschlüssig verbunden sein können. Ebenso kennt man Verbundpaneele mit zweiachsiger Aussteifung, die dadurch erzielt wird, daß einachsige Profile mit oder ohne Verbindung mit Flachprofilen kreuzweise verbunden werden. Viel genutzt sind Fassadenpaneele aus großflächig verformten und dadurch ausgest eiften Paneelen, die sich jedoch für ein kostengünstiges Takttiefzieh-oder Walzverfahren nicht eignen. Gebräuchlich sind ebenso rutschsichere Trittroste aus stanztiefgezogenem Lochblech, die ein- oder zweiachsig ausgesteift sind, die den polyaxialen Bogenprofilen nahe kommen, deren ausgesteifte Fläche jedoch durch die Lochungen unterminiert wird. Schließlich sind auch flache sog. Sandwichpaneele mit isolierenden Füllstoffen vorgeschlagen worden oder käuflich. Zum Stand der Technik gehört auch das Prinzip des „Stressed-Skin-Panels", meist mit wabenförmigen Lamellen, selten mit Aussteifungspaneelen aus einer leicht tiefziehbaren Fläche, in keinem Fall solchen Paneelen, die selbst zweiachsig ausgesteift sind.

„Es ist (weiter) bekannt, daß Platten, insbesondere Blechtafeln» die nach zwei senkrecht zueinander verlaufenden oder nach mehreren schräg zueinander verlaufenden Richtungen gewellt sind, gegenüber ebenen oder nur in einer Richtung gewellten Platten (Wellblech) erhebliche statische und zu weiteren Verwendung nützliche Vorzüge aufweisen. Während nach einer Richtung gewellte Platten wie insbesondere Wellbleche od. dgl. seit langer Zeit weltweit hergestellt und verwendet werden, sind nach mehreren Richtungen gewellte Platten oder Bleche bisher nur versuchsweise produziert worden und deshalb bis heute auf dem Markt nicht erhältlich", so Offenlegungsschrift 3146432, in der 1981 ein Endlos-Tiefzieh-Verfahren für solche Bleche vorgeschlagen wird. Aus der Beschreibung der Bleche ist allerdings nicht klar zu entnehmen, ob es sich in unserem Sinne um parallele oder interferierende Profile, um Kreuzwellpaneele oder um Bogenpaneele handelt. Verbundpaneele aus den patentgemäßen Blechen werden nicht vorgeschlagen; die unklare Oberflächendefinition kann auch nicht ausreichen, um weitere Profile zu beschreiben, die im profilfolgenden Verbund einzusetzen wären.³

1 s. Offenlegungsschrift 2406852 sowie Weller a. a.O., S.61.

2 s. Offenlegungsschrift 2113245.

3 „Eine solche durch Tiefziehen gebildete, nach zwei oder mehreren Richtungen gewellte Platte stellt eine mit mathematischen Mitteinder Raumgeometrie nur schwer ги definierende, überall veränderlich gekrümmte Raumfläche dar." (S.6).

Bekannt sind ferner sog. „Höckerbleche" z.B. mit distanten Reihen aus eingeprägten Kegelstümpfen, die jedoch nicht ausgesteift, sondern nur stauchresistent sind und ihre Festigkeit erst durch den Verbund mit anderen Paneelen, z. B. Flach blechen oder anderen Höckerblechen, erhalten. Schließlich ist dem Autor vom Hörensagen bekannt, daß studentische Arbeiten über „Buckelbleche" mit unregelmäßigen Profilen geschrieben wurden.

Außer den Paneelen in der vorerwähnten Patentschrift ist keines der vorgeschlagenen Polyaxialpaneele für statische Zwecke bekannt. Es ist allerdings ein Paneel mit dem Profil eines Bogenpaneels vorgeschlagen worden, jedoch nicht mit statischer Funktion, sondern als Putzträger.

Mit Höckerverbundblechen sind die spiegelsymmetrischen Verbundpaneele aus paraboloiden, einseitigen Bogenblechen vergleichbar; Höckerbleche mit ebenen, knickbaren Streifen zwischen den Höckern haben jedoch den Nachteil, nicht so stauchresistent zu sein wie ein durchgehend gewölbtes Paneel, das, wenn es unter Druck dazu tendiert, sich zu biegen und aufzuwölben, von dem zweiten Paneel ausgesteift wird, das mit seinen Fußpunkten in genau der Linie zwischen den Paraboloiden ansetzt, die als einzige nicht knickresistent und daher leicht aufwölbbar wäre; auf Knickresistenz kommt es jedoch bei einem Verbundpaneel in der Druckzone entscheidend an.

Besonders vorteilhaft erfüllen spiegelsymmetrische Musterrippenstreifenpaneele aus Schlangenzickzackprofilen, bei denen aufsichtig schlangenartig gewellte Zickzackprofile, z.B. aus Blech in Verbindung mit aufgeschweißten Flachblechen, das Prinzip des Stressed-Skin-Panels:

1. Es gibt keine gerade Linie, wie z. B. bei Höckerpaneelen, in der ein flaches Deckpaneel unter Druck ein- oder ausknicken könnte, da die schlangenförmigen Höhenlinien des Paneels von allen Seitenansichten her kein gerade durchgehendes Tal bilden;

2. Wird das aussteifende Profil unter Druck in einer Richtung gestaucht, so wird der Verformungsdruck auf das Deckpaneel übertragen, das unter Zugspannung gesetzt wird, da die an den Verbindungslinien der Streifen entstehenden spiegelsymmetrischen Wellen auf jeden Fall in einer Richtung länger werden müßten, gegen Zugkräfte sind Flachbleche jedoch wesentlich resistenter als gegen Stauchung.

3. Die durchgängig gewellten, schräg stehenden Lamellen sind hervorragend gegen Druck- und Scherkräfte resistent. Die vorteilhaften Eigenschaften von systemgemäßen Leichtpaneelen werden durch die vorgeschlagenen, aussteifenden Füllungen noch unterstützt, seien dies schwere Füllungen in den Extremzonen oder Schaumfüllungen auch in der Nullzone, die zusätzlich Korrosions- und Brandschutz bringen.

Der grundsätzliche Vorteil von Leichtpaneelen aus Blech liegt darin, daß sich der Dachaufbau wesentlich reduziert und die Montage vereinfacht, wenn man gleichsam einen Stahlträger zu Blech auswalzt, daraus ein Paneel von mehreren Metern Spannweite macht und so z. B. die Trapezbleche spart, die üblicherweise als nutzloses Gewicht zwischen Trägern ausgelegt werden.

Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft, wenn Leichtpaneele über Expanderangeln zu ungerichteten Tragwerken verbunden werden.

Das vorgeschlagene liquidmechanische Takt-Tiefzieh-Verfahren ist Verfahren wie dem Gummikissentiefziehen oder dem Hydro-Mec-Verfahren vergleichbar, die sich jedoch nicht für Takttiefziehen eignen und wesentlich verschleißträchtiger bzw. aufwendiger sind (Gummiverschleiß, Druckkammer). Die beim mechanischen Tiefziehen entstehenden Probleme des Reißens und Knautschens sind hier minimiert. Bei einer gleichzeitigen Korrosionsschutzbeschichtung der Paneele sind zwei Arbeitsgänge integriert.

Stand der Technik bei der Aussteifung von Hohlprofilen sowie Stabköpfen von Gitterwerksstäben, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Die Vorteile der Aussteifung von Hohlprofilen aus hoch druck- und zugresistenten Materialien liegen auf der Hand, da deren Eigenschaften nicht genügend zum Tragen kommen, wenn das Wegknicken bzw. Ausbrechen aus dem belasteten Bereich deren Ausnutzung zuvor kommt. Kein Tragwerksprofil in der lebendigen Natur, das nicht konzentrierte, kraftaufnehmende Strängeund/oder Schalen und aufgelockerte, aussteifende Markzonen aufwiese. Dennoch wird in der Baupraxis höchstens mit der Aussteifung von Stahl durch Beton gearbeitet; einfallsreicher ist bereits der Bau von Eisenzementschiffen, deren Schalen die Festigkeit von Stahl bei viel geringerem Gewicht erreichen; diedruckbelasteten Rohre von räumlichen Gitterwerken z.B. bleiben

i. d. R. hohl. Dies hat seine Gründe v. a. in Korrosionsschutztechniken, da die Teile meist nach der Verschweißung der Mündungen oder Ecken feuerverzinkt und lackiert werden. Das Problem kann durch Verschraubung und/oder galvanische Nachverzinkung und abschließende Lackierung gelöst werden.

Besonders vorteilhaft ist hier die vorgeschlagene, geschlossene Form von Stabköpfen, da allein durch sie die Korrosionsprobleme sowie die ästhetische Irritation der üblichen Löcher in den Rohrwandungen zum Zwecke der Schraubeneinführung vermieden wird. Klobig ist auch die Lösung des Kebakeilkopfsystems, dessen Köpfe zwar rundum verschweißt sind, aber keine gleichzeitige Fixierung beider Rohrenden durch Drehung des gesamten Rohrs. Insbesondere erlaubt die diese Form sehr kompakte Knoten, da die übliche Außenmutter und der Montageplatz dafür nicht nötig sind.

Die Umwicklung von Rohren mit Lamellen ist für Wärmetauscherzwecke bekannt, nicht jedoch in Verbindung mit zweischaligen Rohre und dem bekannten hydraulischen Aufweitungsverfahren zum Zwecke der Aussteifung.

Stand der Technik bei Fugensteinen, Kritik, Lösung des Problems und deren Vorteile:

Abstandhalter in annähernd federnopperiförmiger Ausprägung sind bekannt. Diese Abstandhalter bilden jedoch keine Fugen, die für Pflanzenwachstum oder Wärmetauscherleitungen ausreichend dimensioniert sind. Hierfür bedient man sich separater Abstandhalterstücke aus Leimholzspänen oder Plastik, die zeitaufwendig von Hand verlegt werden müssen bzw. nicht maschinenversetzbar sind. Demgegenüber stellt die Integration der Abstandhalter in den Stein eine Verbesserung dar.

Unbekannt ist eine gegenüberliegende Nut, die den Pflasterverband unverschieblich macht. Ebenso stellt die Verkürzung der Federnoppe zur Noppe, die dem Pflasterverband Gelenkigkeit gibt, eine Verbesserung dar.

Die Vorteile des Klimapflasters, das aus Fugensteinen durch Einlegen von Absorberleitungen gebildet werden kann, liegen darin, ein solches Pflaster sowohl als Absorber zu nutzen als auch für kurzfristige Beheizung zur Abtauung, was die Absorberleistung und die Verkehrssicherheit erhöht.

Es soll hier noch extra erwähnt werden, daß sich mit Fugensteinen vorteilhaft Speicherteiche und Gewässerbetten mitWärmetauscherleitungen bauen lassen, indem diese wannenförmig und geschwungen ausgelegt, mit Wärmetauscherleitungen und bei Bedarf mit Armierung versehen und mit Mörtel vergossen werden. Es können hierbei geradachsige Wannen mit

armiertem Mauerabschluß aus Mauerfugensteinen gestaltet werden (Armierungsverbund) oder z.B. Wannen mit kreisförmig verlaufender Achse, wobei die Fugen nach außen hin sich weiten; der Aufbau bietet sich an, da die Fugen der Steine das Einlegen von Schläuchen und Armierung leicht machen, oder wenn ein Speicherteichboden in Böschungs- und/oder Gehweg pflaster ung übergehen soll und wenn keine teure Spritzbetonmaschine eingesetzt werden soll.

Figurenliste:

Die stärkeren, durchgezogenen Linien stellen in allen Figuren-außer Fig. 12 -sichtbare Kanten dar, die feineren sichtbaren Höhenlinien bzw. Begrenzungen von Wellenprofilen oder Rundungen, die gestrichelten Linien unsichtbare Höhenlinien, Rundungs- und Wellenbegrenzungen und Kanten insb. auf der Unterseite der Steine; in Fig. 12 stellen gestrichelte Linien Rundungs- u. Wellenbegrenzungslinien dar, gepunktelte unsichtbare Kanten und Begrenzungslinien; Schraffur gibt geschnittene Flächen oder Schatten an.

Fig. 1: Wand aus Schalensteinen mit Polyaxialpaneel, unterseitig und randseitig mit Blech, oberseitig mit Baustahlmatte und Betonschicht, ausgefüllt mit leichtem Schüttstoff, in die Wand eingelegt über ein Stahleinbindungselement, das auf ein T-Eisen mittig aufgelegt ist

Fig. 2: Wand aus Zentralnoppensteinen mit Gitterträger armiert mit Decke aus Gitterwerkpaneelen mit unterseitiger Betonschicht und gitterträgerarmierten Balken als selbsttragende Schalung zum Ortbetonverguß

Fig. 3: Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen in perspektivischer Ansicht schräg von oben Fig.4: Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen in perspektivischer Ansicht schräg von unten Fig. 5; Aufsicht Läuferstein mit rechtwinkligen Vertikalkanälen

Fig. 6: Aufsicht Läuferstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen

Fig.7; Aufsicht Kastenstein mit rechtwinkligen Vertikalkanälen

Fig. 8: Aufsicht Kastenstein mit wabenförmigen Vertikalkanälen

Fig. 9: Seitenansicht eines Läufersteins

Fig. 10; Querschnitt durch die Mitte des Kastensteins mit wabenförmigen Vertikalkanälen Fig. 11; Aufsicht 45°-Winkelstein ohne Darstellung der Lagerflächenprofilierung Fig. 12: Aufsicht Gelenkstein mit Noppen, Mörtelkanülen, vertikalen Verfüllkanalen, Stegen, Positionierungsrillen und Fasung Fig. 13: Seitenansicht eines Schalensteins mit Armierung, profilfolgendem Abstandhalter und Klemmhaken

Fig. 14: Seitenansicht einer zweischaligen Mauer aus Schalensteinen mit Armierung, Dämmung, Verbundorgan zwischen Vor- und Hintermauer und in der Vormauer eingelegten Absorberleitungen

Fig. 15: Schalensteine im rechtwinkligen Versatz verzahnt

Fig. 16: drei Schalensteine mit Armierung und Installation

Fig. 17: Längsschnitt durch Schalenstein mit wabenförmigem Vertikalkanalquerschnitt Fig. 18: Zentralnoppenschalenstein mit Überschneidungen als Griffhilfen

Fig. 19: Seitenansicht und Aufsicht Zentralnoppenstein für Trockenmauerwerk Fig. 20: Zentralnoppensteinwand mit Spannglied und Dachbalken

Fig. 21: perspektivische Ansicht eines Polyaxialprofils bzw. eines Bogenpaneels Fig. 22: perspektivische Aufsicht auf ein Polyaxialpaneel bzw. ein Zickzackschlangenpaneel Fig. 23: Aufsicht Doppelkreuzpaneel

Fig. 24: Aufsicht Doppelaxtpaneel

Fig. 25: Querschnitt Rohrkopf mit Schraube zum Schrauben durch Drehung des Rohres Fig. 26: Querschnitt Rohrkopf mit Schraube zum Schrauben durch Drehung einer Manschettenmutter Fig. 27: Querschnitt Rohrkopf zur Befestigung an Stegen

Fig. 28: Knoten eines Gitterwerkpaneels mit vorgefertigtem Strebewerk aus paarweise zusammengeschweißten, zickzackförmig gebogenen Stäben in zwei Ansichten

Fig. 29: 2 Schnitte durch Gitterwerk aus Zickzackträgern mit Streben ausgequetschten Rohren.

Bezugszeichenliste:

arm	= Armierung
asp	= Aussparung
bba	= Betonbalken
bet	= Beton
bpa	= Betonpaneele mit Gitterwerkarmierung
bre	= Brett
bsm	= Betonstahlmatte
däm	= Dämmung
dpg	= Doppelquergurt
fas	= Fasung
fed	= Feder
flz	= Falz
fnp	= Federnoppe
fut	= Futterholz
grh	= Griffhilfe
gtr	= Gitterwerk/Gitterträger
hak	= Armierungshaken
hkl	= Hohlkeil
hpr	= Halterungsprofile
hr	= Hakenrille

hvr	= Horizontalvergußrille
hzk	= Horizontalverfüllkanal
кап	= Kannelur
klh	= Klemmhaken
kno	= Knoten
lag	= Längsgurt
loc	= Lochung
mök	= Mörtelkanüle/Pfanne
mut	= Mutter
nag	= Nagelplatte
пор	= Noppe bzw. Federnoppe
nut	= Nut
obn	= oben
pfa	= Pfanne
pra	= profilfolgender Abstandhalter
pro	= Profil
qug	= Quergurt
r	= Radius
ran	= Rand
ril	= Positionierungsrille
rin	= Ringbalken
roh	= Rohr
ro к	= Rohrkopf
sb	= Sockelbalken
sra	= Schraube
srk	= Schraubenkopf
SSZ	= Schwalbenschwanz
stb	= Stegbasis
stg	= Steg
str	= Strebe
swß	= Schweißelektrode
utn	= unten
vhk	= Vertikalhalbkanal
vsn	= Versatznut
vvk	= Vertikalvollkanal
vvr	= Vertikalvergußröhre bzw.-kanal
zng	= Zahnung
zr	= ZentralröhrefürSpannglieder

Claims (54)

1.4. Geschraubte, räumliche Rohr-Fachwerk-Paneele für leichte, weit spannende Flächentragwerke, insbesondere für Unterzüge an Profil-Verbund- und Gitterwerk-Paneelen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube entweder zusammen mit einem Rohrkopf im Rohr vorinstalliert ist und daß eine Feder die Schraube in Richtung der Rohrachse aus dem Rohrkopf gegen ein anzuschließendes Gewinde drückt oder daß die Schraube quer oder schräg zur Rohrachse von außen durch einen Rohrkopf und einen anzuschließenden Steg geschraubt ist (Fig. 25-27).

1.3. Irreversibel zusammengesetzte, räumliche Fachwerk- oder Gitterwerk-Paneele für leichte, weit spannende, insb. lichtdurchlässige Flächentragwerke, dadurch gekennzeichnet, daß zickzackförmig vorgebogene und vormontierte Stangen das Strebewerk bilden und daß weitere, flächige oder gitterartige Elemente die Gurte bilden, insbesondere Bleche oder Drahtmatten, und daß die Gitterwerk-Paneele mindestens zweiachsig gespannt sind und daß sie insbesondere durch Maschinenschweißen verbunden sind (Fig. 28, 29);

1.2. Ausgesteifte Profil-Verbund-Paneele für leichte, weitspannende Flächentragwerke, dadurch gekennzeichnet, daß das Element, das die statische Höhe des Paneels bildet, aus einem flachen Material besteht, das durch regelmäßige räumliche Formung in mindestens zwei Achsen, insb. jedoch polyaxial ausgesteift ist, indem die Fläche durch die räumliche Formung keine gerade Knick-Achse mehr aufweist, an der sie nur die Stärke des flachen Materials selbst hat, und daß dieses in sich ausgesteifte Element durch mindestens ein, insb. zwei weitere Elemente in mindestens einer Gurtzone, insb. in beiden Gurtzonen weiter ausgesteift ist (Fig. 21-24);

1.1. Verbundsteine für die Trockenmontage mit angeformten, konkaven und konvexen Verbundorganen und Fertigteile aus solchen Verbundsteinen für schwere, hoch druckbelastbare, insb. vertikale Tragwerksteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundsteine Verbundorgane an den Lagerflächen haben und die Verbundorgane keine scharfen, abschlagsgefährdeten, sondern nur abgerundete, abschlagsresistente Kanten aufweisen, insb. halbwellenförmige, kreisbogenförmige und andere Ausrundungen (Fig. 1-20);

1. Bausystem aus Formsteinen und Leichttragwerken zur Erstellung von umweltfreundlichen Hochbauten durch industrielle Vorfertigung und/oder Selbsthilfe, insbesondere für Hochhausund Hallenbauten mit großen, stützenfreien Spannweiten und für die Werksvorfertigung von individuell dimensionierbaren Bauteilen aus schweren mineralischen und leichten metallischen Verbundwerkstoffen, bestehend aus folgendermaßen gekennzeichneten Tragwerkselementen:

2. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten in den Querschnitten der Verbundorgane mit einem Radius von >2,5mm ausgerundet sind (Fig.9,10).

3. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundrisse der Formsteinverbundorgane an deren Enden mit einem Radius von >2,5mm, insbesondere mit einem Radius von 10mm, ausgerundete Anschlagsflanken (Fig.3-8) zeigen; die Formen der Verbundorgane sind insbesondere folgende:

- bei sog. Noppen bzw. Pfannen (Fig. 12,17) sind die Grundrisse vollkreisförmig oder oval,

- bei Feder-IMoppen bzw. Nut-Pfannen (Fig.3-8) länglich mit einer Länge von unter vierfacher Breite, insbesondere mit parallelen Flanken und halb- oder viertelkreisförmig ausgerundeten Enden;

- bei Nut und Feder länglich mit einer Länge von mehr als vierfacher Breite bzw. unendlicher Kreisform, insbesondere ringförmig (Fig. 12) oder bogenförmig.

4. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundorgane abgeflacht (Fig.9,10) sind, und zwar mittels

- einer ebenen Deckfläche und/oder

- einer begrenzten Höhe, insbesondere auf 2,5 bis 5mm.

5. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Eingangskanten der konvexen Verbundorgane weniger flach abgerundet sind als die flacher abgerundeten Eingangskanten der konkaven Verbundorgane.

6. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Verbundorgane

- steilere Eingangsprofile haben als die konvexen und

- daß zwischen konkaven Verbundorganen ein Spiel eingebaut ist, das die Paßgenauigkeit der Verbundorgane auch nach einiger Abrasion der Form sicherstellt (Fig.6,8).

7. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundorgane sich nicht wie Nut und Feder mit offenen Enden über die gesamte Länge eines Elements erstrecken, sondern daß sie in Laufrichtung und quer zur Laufrichtung mindestens nach außen hin umgrenzt sind (Fig. 3-8).

8. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflächen konkave Verbundorgane, insbesondere nutartige, zur Aufnahme von konvexen Verbundorganen von liegenden oder stehenden Steinen aufweisen.

9. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundorgane zum abgewinkelten, unverdrehlichen Versatz von Steinen aufeinander und in festen Rasterwinkeln

- sich nicht wie Nut und Feder über die volle Länge eines Elements erstrecken, sondern in ihrer Längserstreckung und in einer etwaigen Drehrichtung so unterbrochen bzw. begrenzt sind, daß sie sowohl im Läuferverband als auch bei abgewinkelter Verzahnung der Steine, insbesondere bei rechtwinkliger Verzahnung, kongruent ineinanderrasten (Fig. 15), wobei ebene Teile der Lagerflächen auch im Querversatz nicht auf konvexe Verbundorgane treffen; die Kongruenz der Verbundorgane nach dem Verdrehen ist dadurch gegeben ist, daß sie

- entweder auf einer Geraden durch das Drehzentrum oder/und

- spiegelsymmetrisch neben einer solchen Geraden oder/und

- einfach und in gleicher Drehrichtung neben solchen Geraden

- und daß sie denselben Abstand vom Drehzentrum haben

- und daß der Winkel zwischen den diazentrischen Geraden den Rasterwinkel definiert,

- wobei die diazentrischen Geraden insbesondere Diagonalen und Eckwinkel-Halbierende sind.

10. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verbundorganen zum abgewinkelten, gelenkigen Versatz von Steinen aufeinander mit bedingt frei wählbarem Winkel mindestens die konkaven Verbundorgane rotationssymmetrische, kontinuierliche Form haben (Fig. 12) und

- entweder mit vollkreisförmigem Grundriß in dergemeinsamen Drehachse liegen, wobei sie wie bei einem Kugelgelenk Kopf und Pfanne bilden,

- oder die Verbundorgane liegen exzentrisch und sind auf einem Ring angeordnet, wobei mindestens die konkaven Verbundorgane kontinuierlich verlaufen, so daß die konkaven Verbundorgane in einer Ring-Nut verschieblich sind.

11. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundorgane zum abgewinkelten Versatz von Steinen (Fig.3-8) aufeinander und zur T-förmigen Verzahnung einer Mauer mit einer anderen auf allen Steintypen, wie z. B. Läufersteinen, und nicht nur auf besonderen Ecksteinen, angebracht sind.

12. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundorgane zum abgewinkelten Versatz von Steinen jeder Breite auf Steinen jeder anderen Breite dadurch gekennzeichnet sind, daß entweder

- separate Verbundorgane in denselben Rasterschritten aufeinander folgen, in denen die Steinbreiten zunehmen (Fig. 17), oder/und

- daß die konvexe Verbundorgane verwinkelt aufeinander gesetzter Steine nur im Bereich von konkaven Verfüllhohlräumen zu liegen kommen (Fig. 3-8), oder/und

- daß konkave Verbundorgane sich über einen größeren Raum erstrecken, so daß sie die konvexen Verbundorgane von Steinen mehrerer Breiten aufnehmen können (Fig. 3-8).

13. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formsteine zum Bau von Trockenmauern durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

- sie sind mit Vertikallochungen ausgestattet, die zum Einbringen von Spanngliedern versehen sind (Fig. 18-20), wobei diese insbesondere zum Einbringen von Spanngliedern mit versenkten Muttern und Druckverteilungselementen an den Öffnungen aufgeweitet sind;

- die Lochungen sind nicht größer als zum Einbringen von Spanngliedern nötig;

- die Steine tragen an den sichtbaren Kanten Fasungen zur Abdichtung der Fugen mit parallelen oder hinterschnittenen Fasungseingängen;

- die Steine sind insbesondere mit Griffhilfen an den Stoß-Seiten ausgestattet.

14. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine zum Verfüllen mit Gießmörtel dadurch gekennzeichnet sind, daß

- deren Verfüllkanäle nicht größer sind, als für die Verfüllung mit Fließmörtel oder einer ähnlich viskosen und gleich körnigen Füllmasse, bei Bedarf in Verbindung mit Armierungsstäben, nötig ist;

horizontale Verfüllkanäle sind entweder so bemessen,

- daß sie nur abdichtende Funktion haben, insbesondere in Verbindung mit eingelegten, nichtviskosen Dichtungsmaterialien, z. B. Pappe; oder

- daß sie im verfüllten Zustand einen überwiegenden Teil der Lasten annehmen;

- volle vertikale Verfüllkanäle stehen innen, insbesondere in der Mitte, halbe am Rand.

15. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine als Schalensteine mit ausreichend großen Kanälen zur Verfüllung mit Verbundmassen mit einer Körnigkeit von >8mm, insbesondere Fließbeton, ausgebildet sind;

- die Schalensteine sind aus einem Material mit einer Rohdichte von <1,8kg/kbdm gefertigt.

16. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehendem, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine als Tragschalensteine zur Bildung eines statisch äquivalenten Verbundes zwischen Tragschalensteinen und Füllmasse, insbesondere Schwerbeton, durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

- die Steine sind aus einem Material mit einer Scherbenrohdichte von >1,8kg/kbdm, mit äquivalenter oder höherer Elastizität i.b.a. das gewählte Kernmaterial, äquivalentem oder geringerem Schwindverhalten gefertigt, insbesondere Kalksandstein mit einer Scherbenrohdichte von 1,8 bis 2,2 kg/kbdm, so daß die Steine im Verbund mit einer Füllmasse von äquivalenter Dichte, insbesondere Schwerbeton, auch einen schweren, insbesondere monolithischen Verband mit einer Gesamtrohdichte im Bereich von >2 kg/kbdm eingehen können;

- die Wandungen tragen mit, ohne daß neben dem Verfüllvorgang gesondert Verbundmassen in die Lagerfugen eingebracht sind, d.h. z.B. ohne Vermörtelung in einem separaten Arbeitsgang;

- die Formsteine sind in einem einzigen Formungsvorgang mit Sollmaßabweichungen gefertigt, die den Versatz ohne Verbundmassen in den Lagerfugen ermöglichen, insbesondere < ±0,5mm in der Höhe und < +2mm in der Länge.

17. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, Schalensteinwandungen, insbesondere Tragschalensteinwandungen, zur kraftschlüssigen Verzahnung und Verkeilung mit dem Füllmassekern Ausnehmungen in Wandungen und Lagerflächen der Steine aufweisen, die

- von außen nach innen sich öffnen, insbesondere zunehmend, und

- insbesondere wellenförmigen Querschnitt und/oder Keilform bzw. trapezoide Form aufweisen, insbesondere sowohl im Querschnitt also auch im Längsschnitt;

- insbesondere sind derartige Mörtelkanülen oder nasenartige Hohlkeile (Fig, 3-8, 12, 14, 17) in die obere und die untere Lagerfläche in umgekehrter Richtung eingebaut, so daß zwei an einer Lagerfuge zusammentreffende Hohlkeile sich spiegelsymmetrisch ergänzen.

18. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkeile als konkave Verbundorgane (Fig. 3-10,14) ausgebildet sind, in deren lagerflächenseitige Öffnung die konvexen Verbundorgane einrasten.

19. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandungen der Tragschalensteine durch Schwalbenschwänze (Fig. 9, 10) mit dem Füllmassekern verkrallt sind; die Schwalbenschwänze sind dadurch gebildet, daß Rillen die Wandungen oder an die Wandungen anschließenden Teile keilbildend hinterschneiden.

20. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Lagerflächen der Verbundsteine, die die konvexen Verbundorgane tragen, zum Zwecke der Umkehrbarkeit der Steine (Fig. 3-10), insbesondere zur Herstellung einer Lagerfuge ohne konvexe Verbundorgane, konkave Ausnehmungen aufweisen, die die konvexen Verbundorgane umgestürzter Steine aufnehmen, wodurch insbesondere folgende Anordnung der Verbundorgane auf der oberen Lagerfläche bedingt wird: zwei Paare von konvexen Verbundorganen stehen in den äußeren 2 Vierteln eines Steins, zwei Paare von konkaven Verbundorgane stehen in den inneren zwei Vierteln eines Steins.

21. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalensteine Stege aufweisen, die die Wandungen zwischen vertikalen Verfüllkanälen verbinden, wobei die Stege insbesondere spiegelsymmetrisch auf oder um die Halbierungslinien der Steinhälften liegen, wobei sich ein mittiger, vertikaler Verfüll-Voll-Kanal und zwei randständige, vertikale Verfüll-Halb-Kanäle ergeben, die sich zur Stoßfläche hin öffnen (Fig.3-8).

22. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundsteine horizontale Verfüll-Halb-Kanäle aufweisen, die sich zu mindestens einer Lagerfuge hin, insbesondere zu beiden Lagerfugen hin öffnen und sich im Steinverbund zu Vollkanälen ergänzen und

daß der Querschnitt der horizontalen Verfüll-Halb-Kanäle sich nach außen hin trapezoid öffnet (Fig.9,10,14).

23. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formsteine zur beliebigen Verkürzung einer Wand ohne Verletzung des randständigen, vertikalen Verfüll-Halb-Kanals durch Herausnahme entsprechender Steinabschnitte im mauerinneren konkave, nutartige Verbundorgane haben zur Aufnahme der aus der Rasterlage sich verschiebenden, konvexen Verbundorgane: diese Versatznuten (Fig. 3-8) sind dadurch gebildet, daß Teile weggenommen sind, die rastergemäß die Verbundorgane trennen; die Versatznut erstreckt sich insbesondere über die inneren zwei Viertel eines Steins.

24. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine zum fixierten Einlegen von horizontalen Armierungsstangen in definierten Abständen von den Steinwandungen, die zur Erreichung verschiedener, normgemäßer Füllmassendeckungen entsprechend den klimatischen Bedingungen notwendig sind, Positionierungsrillen (Fig.9,10,13, 14) auf und/oder unter den Stegen aufweisen;

- die Sequenz der Positionierungsrillen ist im randnahen Bereich bei Steinen verschiedener Stärken gleich.

25. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß profilfolgende Abstandhalter (Fig. 9) zum Einlegen von horizontalen Armierungsstangen auf Abstand von den Steinstegen dadurch gekennzeichnet sind,

- daß sie an der Unterseite eine Rillung aufweisen, die zu den Positionierungsrillen an den Stegen formschlüssig ist, und

- daß sie auf der Oberseite Kerben zur Positionierung von Stahlstäben unterschiedlicher Stärke in gleichem Abstand von derWandung aufweisen, die nach außen hin senkrechte Wandungen, nach innen hin schräg sich öffnende Wandungen zeigen, und

- daß sie insbesondere aus stranggepreßtem Zement sind und

- daß sie zur Sicherung der Unverschieblichkeit in Laufrichtung der Mauer entweder vertikal so profiliert sind, daß sie um die Stegekanten herum einrasten, oder daß Elemente eingebaut sind, die an den Stegen anschlagen, insbesondere aus Draht.

26. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vertikale Armierungsstangen zur Lagefixierung an horizontale Armierungsstangen durch Klemmhaken (Fig. 9) angeklemmt sind, wobei die Klemmhaken insbesondere aus Kunststoff sind und selbst an die Armierungsstangen angeklemmt sind.

27. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steine zur Erstellung von Sichtmauerwerk ohne Verunreinigung durch auslaufende Füllmasse an den Sichtseiten umlaufende Kantenfasungen (Fig. 3-10) zum Einbringen von Dichtmassen aufweisen, deren Eingänge zur Erzielung einer Haftung zwischen Stein und Dichtmasse parallelwandig oder hinterschnitten sind.

28. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Winkelsteine (Fig. 11) zum Bau von nichtrechtwinkligen Mauerwinkeln dadurch gekennzeichnet sind, daß

- der Winkelbildezwickel den Raum zwischen zwei Steinelementen füllt, die im entsprechenden Winkel so zueinander gestellt sind, daß ihre stoßenden Kanten den Winkelfußpunkt bilden, und daß

- die Zwickelwandungen die Außenwandungen der Steine verlängern, entweder bis zur Winkelhalbierenden, oder

- der Zwickel ist an der Winkelhalbierenden rechtwinklig zu dieser auf Mauerbreite verkürzt und daß

- die Winkel-Steine insbesondere Winkel von 135° und die Winkel in einem rechtwinkligen, sogenannten pythagoreischen Dreieck mit Seitenlängen von 3,4 und 5 ganzen Längeneinheiten vorgeben.

29. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine, insbesondere Schalensteine als Kastensteine bzw. Steine zum Bau von Leibungen bzw. Pfeilern bzw. Pilastern (Fig. 7, 8) dadurch gekennzeichnet sind, daß mindestens eine Stoßseite der Steine durch eine Wandung in voller Höhe verschlossen ist; die Steine haben entweder zwei Stege um einen mittigen Verfüllkanal herum oder einen Steg in der Mitte; Halbkastensteine tragen insbesondere zur offenen Seite hin konvexe Verbundorgane, dagegen zur geschlossenen Seite hin konkave Verbundorgane auf einer Lagerfläche.

30. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine zur Errichtung von Stahlsteindecken folgende Merkmale haben:

- durch eine Ausnehmung am Rand, insbesondere durch Weglassen einer randständigen Flanke von Schalensteinen, sind Einlegesteine zum Einlegen auf und zwischen Verbundträger gebildet, wobei die Ausnehmung die Höhe der Auflagerleiste der Träger hat;

- aus Kastensteinen sind zum Bau von Verbundträgern mit Auflager-Fuß-Leiste und mit Armierung, insbesondere in Form von Gitterträgern und Armierungskörben, in Verbindung mit Vergußmasse, verkürzte Steine, insbesondere in U-Form oderQuadratform gebildet, die die Höhe der Ausnehmung in den Einlegesteinen haben.

31. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tragschalensteine als Spezial-Pfeiler-Steine dadurch gekennzeichnet sind, daß die Außenwandungen des Steins in der Aufsicht insbesondere doppelquadratische, breite U-Form haben, wobei das „U" durch drei Stege verstrebt ist: der eine verbindet die kurzen Seitenwandungen parallel zur langen Außenwandung in einem Abstand von der Stoßfuge entfernt, der die Stoßfugenverfüllung sicherstellt, und ist über die zwei anderen Stege mit der langen Außenwandung rechtwinklig verbunden; die kurzen Stege sind über den langen Steg hinaus bis zur Stoßfuge verlängert; die Stege sind so angeordnet, daß sie bei einem quadratischen Pfeiler mit zwei Steinen pro Lage und um 90° gedrehten Lagen in vertikaler Richtung fluchten bzw. daß ein langer Steg kongruent über zwei kurzen Stegen und deren Verlängerungen liegt.

32. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine, insbesondere Tragschalensteine, als Mehrschicht-Steine dadurch gekennzeichnet sind, daß zusätzlich zu einer ersten Verfüllebene mindestens eine zweite angelegt ist, indem mindestens zwei Steine zu einem Stein mit einer gemeinsamen Trennwandung zusammengesetzt sind.

33. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Deckschichtsteine werkseitig angebrachte Deckschichten tragen, insbesondere aufgeklebte Fliesen, Steinplatten und Dämmung, die insbesondere durch Dübel zusätzlich gesichert ist, wobei die Dübel auf folgende Weise kraftschlüssig eingebunden sind:

- nach hinten ragt der Dübel in den Füllmassekern ein, insbesondere durch Kerben, Schlitze oder Bohrungen mit konischen Öffnungen, und bis zum Anschlag auf der anderen Seite;

- nach vorne tragen die Dübel entweder eingehängte Armierungsmatten für Verputz, oder

- sie sind in einem Mörtelpfropfen verkrallt, der in einem Loch in einem Deckelement sitzt, wobei das Loch ein parallelwandiges oder hinterschnittenes Eingangsprofil zeigt, oder

- sie tragen andere Fassadenelemente, insbesondere Lattungen;

- die Dübel sind insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunstharz.

34. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Deckplatten durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

- ihre Maße entsprechen denen der rechtwinkligen Wandungsteile von Schalensteinen oder denen der Grundrisse;

- die Stoß- oder/und Lagerflächen tragen Ausnehmungen, die die konvexen Verbundorgane von Tragschalensteinen aufnehmen, wenn die Deckplatte homolog zu Steinwandungen in einen Verband eingesetzt ist;

- die Rücksteine enthält Ausnehmungen, die die Verbundorgane aufnehmen, wenn die Deckplatte als Abdeckung auf Tragschalensteinen liegt, sowie Lochungen zur Aufnahme der Dübel-Mörtel-Pfropfen;

- die Vorderseitenkanten sind gefast.

35. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steine als Kalziumsilikatdämmsteine dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine Isolierschicht aus Kalziumsilikatdämmstoff tragen;

die Dämmschicht ist entweder

- aufgeklebt oder

- angeformt.

36.4. Die Abstandhalter sind zur Erreichung eines gelenkig wölbbaren Steinverbandes auf zwei gegenüberliegenden Seiten, insbesondere durch Ziehbleche, noppenartig verkürzt.

36.3. Die Abstandhalter ragen nicht über die Oberkante des Substrats hinaus bzw. gestatten das Einlegen von Temperatur-, Transport-, Medienleitungen in die Fugen.

36.2. Die Abstandhalter erstrecken sich mindestens über die untere bzw. hintere Hälfte des Formsteins und liefern den benachbarten Steinen an zwei gegenüberliegenden Seiten mindestens drei kippsichere Auflagepunkte zum Zwecke der Greifbarkeit von Steinverbänden mit Hebezangen.

36.1. Die Steine tragen an ihren Stoßfugen Federnoppen oder Federn als Abstandhalter, die zwischen den Steinen Fugen freihalten, deren Breite mindestens für eine verkehrsresistente Bepflanzung mit Gras und oder das Einlegen von Temperatur-, Transport-, Medienleitungen ausreicht.

36. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteine als Fugenpflastersteine durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

37. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundsteinfertigteile, insbesondere Tragschalensteinfertigteile, durch folgende Merkmale gekennzeichnet sind:

- sie sind aus mehreren Verbundsteinen zusammengesetzt;

- sie sind im Werk vorgefertigt;

- sie sind mit Transportarmierung ausgerüstet

- sie sind teilweise oder ganz verfüllt.

38. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ergänzungsteile bzw. Anschlußteile, insbesondere aus Beton und/oder Stahl zum Einbau in zusammengesetzte Verbundsteinfertigteile dadurch gekennzeichnet sind,

- daß sie auf die Rastermaße der Formsteine abgestimmt sind,

- daß sie mit Verbundorganen, vorzugsweise mit Nut und Feder, ausgestattet sind

- und daß sie bei Bedarf zumindest im Randbereich systemgemäße Ausnehmungen zum Verfüllen oder Verspannen enthalten;

- der Grundkörper besteht in einem mit Stegen verstrebten Kasten und

- enthält insbesondere Gewindemuffen zum Anbringen von Verbundorganen, insbesondere Konsolen, oder

- fest angebrachte Verbundorgane, insbesondere Auflagerplatten bei Kapitellelementen.

39. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile, insbesondere Fertigteile aus Tragschalensteinen, durch folgende Verbindungsmittel miteinander verbunden sind:

- Armierungsstäbe, die in freigehaltene Vertikalkanäle eingeführt sind und die am unteren Ende ein Gewinde tragen, insbesondere ein konisches, das in eine Gewindemuffe geschraubt ist, die insbesondere am oberen Ende des nächstunteren Stabes sitzt;

- Zylindermuffen, die einen Kolben und mit ihrem glochten Boden mit Spiel eine Stange an dem Kolben umfassen und auf einen anzuschließenden Kolben geschraubt sind;

- Bauteile tragen Lochstege oder Rohrabschnitte, insbesondere an biegesteifen Basen, z. B. an L-Profilen, oder Ösen, insbesondere in Gewindemuffen oder Dübel eingeschraubte Ösen, die sich überlappen bzw. axial fluchtend ineinandergreifen;

- durch diese Verbundorgane sind Angeln eingesteckt;

- Bauteile die zwischen vertikale Tragwerksteile, insbesondere Verbundsteinfertigteile, gelegt sind, sind durch eine Füllmasse insbesondere im Randbereich so druckbelastbar gemacht, daß sie die Lasten des vertikalen Tragwerks weiterleiten können.

40. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehendem, dadurch gekennzeichnet, daß durch Gewinde expandierbare Angeln zum Verbinden von Bauteilen folgenden Aufbau haben:

- Auf Gewindestäben, die von oben her durch ein Profil und mittels Schlüsseln drehbar sind, sitzen in Höhe der Lochstege Keilschrauben, mit folgendem Aufbau von einer Seite zur anderen: eine mitdrehende Basis, z. B. eine angeschweißte Mutter; ein Lochkeil, in dem der Gewindestab frei dreht; zwei Stege mit trapezoidem Querschnitt, deren Flanken parallel an den Flanken des Lochkeils anliegen, vorfixiert z. B. von expandiblen Klebebändern oder einer brechbaren Klebung; ein Gewindekeil, parallel an den Flanken der trapezoiden Stege anliegend, der bei Drehung des Gewindestabes von den trapezoiden Stegen unverdrehlich gehalten wird, wobei die Stege wiederum durch nichtrunde Lochungen der Lochstege gehalten werden, so daß der Gewindekeil in Richtung auf den Lochkeil geschraubt wird und dabei die trapezoiden Stege auseinander- und gegen die Lochsteglochungen drückt;

41. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit Angeln zum Verbinden von Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Fließdruck expandierbar sind und folgende weitere Merkmale haben:

- die Expansion der Expanderangeln wird durch das Einpumpen einer insbesondere später erstarrenden Flüssigkeit, z. B. Zement oder Kunstharz, in einen expandierbaren, hochreißfesten Expanderschlauch, der entweder hart aber spreizbar ummantelt ist,

- insbesondere aus profiliertem, z. B. gerillten Blech meinem insbesondere plattgedrückten Rohr, das im Bereich der Lochstege geschlitzt ist, oder

- im Kern eines Seils, insbesondere aus Stahl; oder

- der Expanderschlauch umgibt einen Armierungsstab;

- der Einfüllstutzen, insbesondere ein Ventil, ist insbesondere auf die Expanderschläuche geschraubt, wobei der Schlauch zwischen zwei ringförmige, parallel konische Schrauben geklemmt ist, durch die hindurch eingefüllt werden kann, wobei die eine zunächst über den Schlauch geschoben und dieser dann aufgeweitet wurde, wonach die andere eingeschoben und beide durch Verschraubung zusammengezogen wurden.

42.2. die Steglochungen sind an beiden Enden gegeneinander versetzt, insbesondere in Form eines Z mit flachen Winkeln, und überlagern sich spiegelsymmetrisch, so daß die Expanderangel die Stege an einem Ende unter Druck und am anderen unter Zug setzt.

42.1. spiegelsymmetrisch sind und sich die Stege derart versetzt überlappen, daß sie entweder gleichmäßig Zug oder Druck erhalten, oder

42. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit Lochstegen zur Verbindung von Bauteilen insbesondere mittels Expanderangeln, dadurch gekennzeichnet, daß sie

- derart geformte, längliche Lochungen tragen, daß die Stege durch eine Expanderangel (a.a.O.) entweder auf beiden Seiten auf Zug und/oder Druck kraftschlüssig fixiert werden oder auf einer Seite auf Zug und auf der anderen auf Druck; dies ist dadurch gewährleistet, daß die Lochungen entweder

43. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, mit einer Hakentraverse zum Verheben von Verbundsteinen, insbesondere Schalensteinen, und insbesondere von ganzen, unverfüllten Mauertafeln, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie an einer Traverse auswechselbar fixierte Haken trägt, die in die Vertikalkanäle der Mauertafeln eingreifen und unter die Stege der untersten Steinlage einhaken.

44. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, mit einer Stocherkurbel zum Verdichten von Füllmassen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie oben einen zweigriffigen Drehgriff trägt und aus einem Stab, insbesondere aus Stahl, besteht, der so geformt ist, daß er beim Drehen der Kurbel eine umgebende Füllmasse bewegt, insbesondere zickzackförmig, wellig, spiralig oder mit Gewinde.

45. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrachsige ausgesteifte Paneele, kurz Polyaxialpaneele folgende Merkmale aufweisen:

Die Paneele zeigen

- fortlaufende Höhenlinien oder

- unterbrochene Höhenlinien, wobei die von den Höhenlinien umschriebenen Aussteifungselemente so ineinander verschränkt sind, daß keine nichtausgesteifte, gerade Linie im Paneel entsteht;

die Paneele sind

- entweder aus parallel verlaufenden Profilen räumlich geformt, oder

- aus verschiedenen, interferierenden Profilen zusammengesetzt, die in projektiver Darstellung des Paneels nicht deckungsgleich und nicht parallel sind.

46. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehendem, dadurch gekennzeichnet, daß parallele Polyaxialpaneele unterteilt sind in

- aufsichtig (von oben oder unten gesehen) und seitensichtig (von einer Seite aus gesehen) geradachsige und

- nichtgeradachsige bzw. profilachsige, z. B. wellenachsige Profile (Fig. 22), woraus sich Kombinationen ergeben: z.B. aufsichtig geradachsige und seitensichtig wellenachsige Wellenprofile; aufsichtig wellenachsige, seitensichtig geradachsige Wellenprofile; aufsichtig und seitensichtig wellenachsige Wellenprofile;

- aufsichtig profilachsige Paneele sind sogenannte Musterrippenpaneele (Fig. 22).

47. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Musterrippen-Streifenpaneelen (Fig. 22) Streifen aus Musterrippenpaneelen spiegelsymmetrisch gegeneinander gekehrt zu einem Polyaxialpaneel verbunden sind.

48. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit Polyaxialverbundpaneelen, durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

- Polyaxialpaneele, insbesondere biaxiale und Bogenpaneele, dienen als aussteifende Abstandhalter für einachsige Profilpaneele mit nichtgekreuzten Profilachsen, welche vorzugsweise dasselbe Profil aufweisen und auf der einen Seite des Polyaxialpaneels parallel zu dessen einer Achse und auf der anderen Seite parallel zur anderen Achse, oder auch beidseitig parallel, formschlüssig eingelegt und fixiert werden, so daß ein ungerichtet stauchresistentes und biegesteifes Verbundprofil entsteht, das vorzugsweise für die Druckzone von mehrlagigen Überkreuzprofil-Verbundpaneelen Verwendung findet oder seinerseits z.B. mit einem Flachblech unterseitig begrenzt ist, z. B. ein Kreuzwellprofil in Verbindung mit zwei Well- und zwei Flachblechen;

- Polyaxialpaneele sind mit anderen Paneelen über Lochstreifen, z. B. Stanzungen, verbunden, insbesondere durchgeschweißt;

- Polyaxialpaneele sind insbesondere mit Gurten aus Blech und Baustahlmatten verbunden, wobei letztere insbesondere mit Beton ausgesteift sind (Fig. 1 a)

- Polyaxialverbundpaneele sind insbesondere durch poröse, schaumartige Materialien ausgesteift, insbesondere Schaumglas.

49. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit spiegelsymmetrischen Polyaxialverbundpaneelen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Polyaxialpaneele spiegelverkehrt gegeneinander gedreht und insbesondere gegeneinanderversetztaufeinanderoderineinander gefügt sind; dies ist dadurch gewährleistet, daß die Paneele Flächen oder Linien zur Befestigung der Höhepunkte, -flächen oder-linien des anderen Paneels aufweisen.

50. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, mit Gitterwerkpaneelen (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß das Strebewerk ganz und Gurte teilweise aus einer Baustahlmatte gebildet sind, die in einer flachen Ebene aus geraden und Zickzackstäben geschweißt und anschließend zickzackförmig aufgebogen wird;

- die Gurtstäbe bilden beim Aufbiegen der Matte entweder eine einfache Biegeachse für die Zickzackstreben oder

- die Gurtstäbe sind parallel verdoppelt, so daß sie neben den Knickpunkten der Zickzackstäbe entlang laufen; die Biegeachse läuft hierbei als Vektor durch die Knickpunkte, die nach dem Aufbiegen außerhalb der Gurtebene liegen und entweder

- sich nicht berühren, so daß die Matte ein Trapezmuster bildet, oder

- sich berühren, so daß die Zickzackstäbe, in Richtung der Zickzackstäbe gesehen, außerhalb der Gurtebene kleine Dreiecke bilden;

- parallel zu den Gurtstäben sind in der Matte insbesondere Stäbe bzw. Zwischengurte

angeordnet, die die Zickzackstreben aussteifen, indem sie eine oder mehrere Zwischengurtebenen bilden;

- quer zu den Gurtstäben sind in der Matte insbesondere zwischen den Zickzackstäben gerade Stäbe angeordnet, die nach dem Aufbiegen der Matte als sogenannte Linearstreben Bestandteil des Gitterstrebewerks sind;

- in der Matte sind insbesondere mehrere Zickzackstäbe mit verschiedenen Winkeln angeordnet, insbesondere spiegelsymmetrisch um gerade Stäbe bzw. Linearstreben herum, wobei das Strebensystem vorzugsweise durch Zwischengurte ausgesteift ist;

- die Matten sind so gebogen, daß die Gurte entweder innerhalb oder außerhalb des Strebewerks der Abstandhalter liegen.

51. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit Gitterwerkpaneelen, dadurch gekennzeichnet, daß

- zickzackförmig vorgebogene Stangen insbesondere paarweise und durch Maschinenschweißen V-förmig vorfixiert sind, die dann mit Gittermatten verbunden sind, die insbesondere einfache Längsgurte und parallele Doppelquergurte aufweisen, die so eng zusammenliegen, daß die V-förmigen Knickpunkte des Strebewerks beim Fixieren, insbesondere Schweißen, mit allen drei Gurtarten verbunden werden (Fig.28) oder daß

- daß paarweise V-förmig vorfixierte Zickzackgitterträger mit Quergurten verbunden sind, insbesondere verschweißt, wobei insbesondere die Streben aus Rohrabschnitten mit platt gequetschten Enden und die Gurte zur Verbindung mit Beton aus Baustahl bestehen (Fig. 29).

52. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehenden, mit Gitterwerkverbundpaneelen (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß sie mit anderen Materialien aussteifend verbunden sind,

- insbesondere mit Beton im Bereich der Gurte, wobei insbesondere die Obergurtebene aus einem Blech besteht, auf dem wiederum ein Gitterwerk zur Verkrallung mit dem Beton fixiert ist, oder/und

- mit porösen, schaumartigen, massearmen Materialien zur Aussteifung des Strebewerks, insbesondere mit Porenleichtbeton oder Schaumglas.

53. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1, mit geschraubten, räumlichen Rohrfachwerken, insbesondere in Verbindung mit Verbundsteinelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Montagelöchern in den Rohren zum Einbringen einer Schraube

- die Schraube entweder zusammen mit einem Rohrkopf im Rohr vorinstalliert ist und daß eine Feder die Schraube in Richtung der Rohrachse aus dem Rohrkopf gegen ein anzuschließendes Gewinde drückt, wobei die Schraube entweder durch ein Profil im Rohrkopf (Fig. 25) und einen entsprechend profilierten Kopf an der Schraube über die Drehung des Rohres vorgetrieben wird, oder durch eine Manschettenmutter anschließend an den Rohrkopf und ein entsprechendes Profil auf der Schraube (Fig. 26), wobei die Manschettenmutter insbesondere eine Verdickung der Schraube mit einem gelochten Boden hinterschneidet,

- oder daß die Schraube quer oder schräg zur Rohrachse von außen durch einen Rohrkopf und einen anzuschließenden Steg geschraubt ist, wobei der Kopf insbesondere zweigeteilt ist und der eine Teil am Rohr fixiert ist und ein Gewinde und eine Zahnung zur Übertragung von Zugkräften zwischen den Kopfteilen trägt; der andere trägt ein Schraubloch und einZahnungsgegenstückund schlägt zur Übertragung von Druckkräften am ersten an (Fig. 27).

54. Bausystem, insbesondere nach Anspruch 1 und vorstehendem, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkrohre durch folgende Mittel ausgesteift sind:

Es sind Füllprofile, insbesondere aus Holz, eingeschoben und, insbesondere nach dem Einschieben mit dem Profil durch eine Füllmasse kraftschlüssig verbunden, entweder

- indem Hohlräume zwischen Profil und/oder Füllstoff mit einer weiteren Füllmasse, z.B. Polyester oder Mörtel, verpreßt werden, z. B. die Freiräume zwischen einem Rohr und einer Vierkantleiste, wobei Dichtungsstücke mit Bohrungen verwendet werden, in die die Füllstoffdruckleitungsmündungen einsteck- oder einschraubbar sind, oder

- indem die Füllstoffprofile geteilt und mit einer rundrohrförmigen Leitung versehen sind, die in der oder den Teilungsebenen verläuft, also von dieser/n geteilt wird, und zur Verfüllung dient, wobei die unter Druck stehende Masse in der Leitung die Profilteile an die Profilwandungen preßt, oder

- indem in die Füllprofile quer durchgehende, längs nicht über die volle Profillänge durchlaufende, vorzugsweise nur in der Profilmittelzone konzentrierte Ausnehmungen angebracht sind, die sich über einen oder mehrere längs durchlaufende Verfüllkanäle, vornehmlich einen Zentralkanal in

einem zweihälftigen Profil, mit Füllmasse füllen und so einen oder mehrere aussteifende Stege, insbesondere in Kreuz- oder Sternprofil, bilden oder

- indem der Füllstoff, insbesondere Zement oder Kunstharz, zwischen zwei Schichten eingepreßt ist, insbesondere zwischen zwei konzentrische Rohre, wobei insbesondere nur Teile dieser Schichten, die insbesondere durch Ringe abgetrennt sind, verfüllt sind oder

- indem insbesondere Rundrohre zur Aussteifung mit Lamellen spiralig umwickelt sind, sodann in ein zweites, form schlüssiges Rohr geschoben und anschließend hydraulisch bis zur Kraftschlüssigkeit aufgeweitet sind.

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