DE1810434C3 - Hochbauwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochbauwerk mit einem < >υ seitlich auskragenden oder Spannweiten überbrücken den Traggerippe. Kin derartiges Hoehbauwerk ist bereits bekannt (Zeitschrift »Baumeister«. 19bb, Heft β. Tafel 38). Bei diesem Hochbauwerk sind mittels l'vlonen vom Boden abgehobene. Spannweiten übeibrük- ^hi> kende Traggerippe vorgesehen, die von diagonal versteiften Raumstabwerken als festes räumliches Rastersvstem für veränderliche Einbauten gebildet sind. Da dort die Spannweiten überbrückenden Traggerippe kontinuierlich über die gesamte Spannweite durchlaufende Konstruktionsteile haben, sind diese Traggerippe nicht veränderbar. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Innenraum der Traggerippe durch die Diagonalen in seiner Nutzbarkeit bzw. Durchlässigkeit stark behindert ist.

Mit dem Zuge zur Verdichtung und Funktionsmischung von großen Gebäudekomplexen bzw. -ansammlungen in Städten werden jedoch anpassungsfähige Bauwerke bzw. Fertigbausysteme notwendig, die sich den schnell ändernden Bedürfnissen entsprechend rasch und einfach aufbauen, über alte Bauwerke oder bestimmte Grundstücke hinweg-, um- und bzw. oder wieder abbauen lassen. Dabei ist es besonders wünschenswert, daß ein derartiges anpassungsfähiges Hochbauwerk, welches eine hohe Bebauungsdichte zuläßt, in allen oder zumindest verschiedenen Bereichen oder Teilen sowohl in vertikaler als auch in horizontale· Richtung durch Abnehmen, Aufbauen oder Umbauen von Wänden, Stützen, Decken od. dgl. völlig umgestaltet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Huchbauwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Traggerippe bei geringem Material- und Konstruktionsaufwand eine möglichst hohe Steifigkeit und Durchlässigkeit aufweist sowie vielfältige und veränderbare Gebäudeformen ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Traggerippe aus geschoßhohen, vorgefertigten, geschlossenen, eckensteifen Rahmen gebildet ist, die in mindestens zwei Dimensionen aneinanderstoßend in den vertikalen Netzebenen des Traggerippes liegen und deren Rahmenschenkel mit denjenigen der benachbarten Rahmen parallel nebeneinander liegen und kraftschlüssig, aber lösbar verbunden sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Hochbauwerks wird erreicht, daß trotz diagonalenloser Ausbildung und freier Durchlässigkeit des Traggerippes in dessen Netzebenen eine derart große Steifigkeit erzielt wird, daß in wirtschaftlicher Weise mit wenig Standardelementen Spannweiten überbrückende oder auskragende Bauwerke erstellt werden können. Durch die Anordnung der Rahmen in den vertikalen Netzebenen wird erreicht, daß die Rahmen in günstigster Position für die Aufnahme der Lastmomente liegen. Dadurch können die Rahmen in ihren Abmessungen relativ dünn sein b/w. geringe Tiefe haben und damit nicht nur einen leichten Transport, sondern auch eine leichte Montage in allen drei Dimensionen des Traggerippes ermöglichen. Der Aufwand für ein Außengerüst entfällt. Das Traggerippe kann mit den genannten Rahmer im freien Vorbau erstellt werden und wirkt dann selbsi als Gerüst.

Die nebeneinanderliegenden horizontalen und verti kalen Schenkel jeweils benachbarter eckensteifer Rah men bilden gemeinsam Stützen oder Träger de: Traggerippes, welche die hohen Biege- oder Einspan niingsmomenie in günstiger Weise aufnehmen. Da di< Verbindung zweier nebeneinanderliegender Schenke zweier benachbarter Rahmen in tier Spannungsnull/o nc liegt und dort im wesentlichen nur .Schubkräfte auf treten, reichen einfache Verbindungsmitlei, wie Bolzer Keile od. dgl. /ur Kraftübertragung aus.

Durch das untersiüt/.ungsfreie Auskragen bzw Liberspannen des Traggerippes wird eine hohe Verdichtung der Bebauung durch terrassicrte Bauformei und von geringer Gesehoßiiefe ohne Nachteile in de

Belichtung ermöglicht. Auch können hierdurch im Hochbauwerk große Innenräume ohne jegliche Tragstützen geschaffen werden.

Zwar sind bereits Bauwerke bekannt, welche aus nebeneinandergesetzten Zelleneinheiten bestehen, wobei diese mit ihren Zellenwänden bzw. mit ihren an den Zdlenecken befindlichen Schenkeln oder Stäben aneinanderliegen (FR-PS 1269 321). Dies ist jedoch eine materialaufwendige Konstruktion, welche außerdem keine auskragende oder Spannweite überbrückende Bauweise ermöglicht. Auch kann ein derartiges Bauwerk nicht beliebig gestaltet, leicht um- oder teilweise wieder abgebaut werden. Ebensowenig ist ein seitliches ununterstütztes Anhängen von Zellen an Nachbarzellen möglich, ohne daß die Gefahr des Einsturzes besieht.

Bei dem erfindungsgemäßen Hochbauwerk stoßen zweckmäßig die Rahmen rechtwinklig mit ihren Kanten unmittelbar aneinander. Dabei können die Schenkel tier Rahmen etwa im wesentlichen quadratischen oder $olch rechteckigen Querschnitt haben, daß ihre sich in Rahmenebene erstreckenden Seiten breiter als ihre Sich senkrecht hierzu erstreckenden Seiten sind. Die kraftschlüssige Verbindung der aneinandergesetzten Rahmen kann durch an ihren Ecken angeordnete Ankerstücke vorgenommen sein, die an den ihnen benachbarten Rahmen befestigt sind. Um eine schlupffeste gegenseitige Verankerung zu ermöglichen, sind die Rahmen zweckmäßig an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten profiliert, beispielsweise gezahnt. Auch die an den profilierten Stirnseiten der Rahmen anliegenden Ankerstücke haben in diesem Falle zweckmäßig entsprechende Gegenprofilierungen, die in die Profilierungen der Rahmenelemente einrasten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hochbauwerks dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden:

F i g. 1 veranschaulicht in teilweiser Schrägansicht eine Ausführungsform eines teilweise errichteten Hochbauwerkes gemäß der Erfindung;

F i g. 2 bis 4 zeigen in schem.nischer Darstellung drei verschiedene Beispiele der 'ahlreichen möglichen Grundformen des erfindungsgemäßen Hochbauwerkes;

F i g. 5 zeigt in Schrägansijht die Ausbildung einer Eckverbindung der den Knoten eines Traggerippes bildenden Ecken von in drei verschiedenen Dimensionen aneinandergesetzten Rahmen;

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Rahmens in zweiteiliger Ausbildung in Schrägansicht;

F i g. 7 veranschaulicht eine Möglichkeit der Montage der Rahmen gemäß F i g. b in schematischer Darstellung;

F i g. 8 zeigt in abgebrochener Darstellung eine Ecke einer weiteren Ausführungsform des Rahmens;

Fig.9 ist ein Querschnitt durch vier aneinanderge set/te Rahmen gemäß Linie XII-XH in Fig. 1;

(·' i g. 10 bis 15 zeigen ebensolche Querschnitte Hurch in gleicher Weise aneinandcrgesetzte Rahmen anderer Querschnittsausbildung.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das erfin-iungsgemäße Bauwerk ein Traggerippe, welches eine in allen drei Dimensionen gleichmaßig aufgebaute Struktur in Form eines räumlichen Stabwerks hat. Dieses räumliche Stabwerk besteht aus in drei Dimensionen aneinanderstoßend verlegten geschoßhohen, eckensteifen Rahmen 1 jeweils gleicher quadratischer Form und Größe. Die Rahmen sind so verlegt, daß an jedem Knotenpunkt zwölf Rahmen mit den Kanten der Außenseite ihrer jeweils benachbarten paraHelen Rahmenschenkel paarweise unmittelbar parallel nebeneinander liegen. Dabei wird von jeweils vier an den Kanten aneinanderstoßenden parallelen Rahmenschenkeln ein Zwischenraum 3 umschlossen, der an den Stabwerkknotenpunkten zur Aufnahme eines der sechs in den sechs Richtungen eines Stabwerkknotens sich erstreckenden Schenkel bzw. Holme 4 eines An kerstückes 2 dient. Die stehend angeordneten Rahmen

ίο bilden dabei die Stützen des Traggerippes, während deren horizontale Riegel sowohl durch die stehend als auch durch die liegend verlegten Rahmen gebildet sind. Die Biegesteifigkeit der Rahmenecken ist unter anderem durch die Querschnittsvergrößerung 7 ihrer Innenecken gewährleistet.

Durch die in F i g. 1 dargestellte dreidimensionale Verlegung der Rahmen 1 gleicher Form und Größe werden an jedem Rahmenknoten die sechs an diesem zusammenstoßenden Stabwerkstreben gebildet, wobei bei fester Verbindung der aneinanderstoßenden Rahmen infolge deren biegesteifer Eckausbildung eine stabile Gerippestruktur erhalten wird. Die gegenseitige Verbindung der neben- oder übereinandergesetzter. Rahmen kann beispielsweise durch Verankerung, Verbolzung, Vernietung, Zusammenspannen, durch Umwickeln der benachbarten Rahmenschenkel, Zusammenschweißen od. dgl. erfolgen.

In F i g. 5 ist beispielsweise eine Verbindung der nebeneinander- bzw. übereinandergesetzten Rahmen 1 mit den Holmen 4 des in den Stabwerkknoten eingesetzten Ankerstücks 2 mit Bolzen 50 dargestellt. Zur Erhöhung der Schlupffestigkeit zwischen Knotenstück 2 und daran befestigten Rahmen 1 sind die Arme der Knotenstücke mit einer Profilierung 5 versehen, während die diesen zugewandten Außenseiten der Rahmenschenkel entsprechende Gegenprofilierung 6 haben, die in die Profilierung der Knotenstücke 2 einrastet.

Infolge der biegesteifen Eckausbildung der Rahmen und ihrer gegenseitigen Verankerung in allen Richtungen wird es möglich, nicht nur die Rahmen in vertikaler Schichtung aufeinanderzusetzen, sondern auch in horizontaler Richtung in brückenartiger Überspannungsbauweise aneinanderzusetzen oder auch an Kernbauten od. dgl. seitlich auskragend anzuordnen. Einzelne derartiger Möglichkeiten sind in F i g. 2 bis 4 schematisch dargestellt.

F i g. 2 zeigt ein Traggerippe, bei welchem an die vertikalen Rahmenschenkel einer von sechs in den drei Dimensionen aneinandergesetzten Rahmen 1 gebildeten Rahmenzelle zwei weitere derartige Rahmenzellen mit ihren vertikalen Rahmenschenkeln seitlich frei auskragend angesetzt sind. F i g. 3 zeigt eine von einem Kernturm 8 seitlich auskragende Gerippestruktur in einer asymmetrischen Bauweise. Hieraus ergibt sich, daß es auch möglich ist, die erfindungsgemäß verwendeten Rahmen an verschiedenen Knotenpunkten des Traggerippes nur in zwei Dimensionen aneinanderstoßen zu lassen, also beispielsweise bei dem in F i g. I dargestellten Gebäude einzelne Rahmen 1 fortzulassen und damit verschicdenorts größere stützen- oder trägerfreie Innenräume zu bilden.

In F i g. 4 ist ein zergliederter Bauwerkkomplex gezeigt, der durch entsprechendes vertikales und horizontales Aneinandersetzen von Rahmen 1 gebildet ist. Dieser Bauwerkkomplex hat zum Teil sich am Boden abstützend aufeinandergesetzte, von Rahmen 1 gebildete Siabwerkzcllen 9. Andere Zellen 12, 13, 14 bilden von

Pylonen 10, ti oder Stützen auskragende, Spannweiten überbrückende Stabwerke, die auch, wie z. B. die Zellen 14 abgetreppt angeordnet sind. Letztere sind unter anderem mittels Seilen 15 an einem Spannelement 16 abgehängt, welches sich vom Kopf des Pylons U zu einem benachbarten, nicht dargestellten weiteren Pylon erstreckt. Diese Figur zeigt besonders deutlich die verschiedenartigen Anordnungsmöglichkeiten der von den Rahmen gebildeten Rahmenzellen und die Möglichkeit ihres freien auskragenden seitlichen Vorbaues.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das von den Rahmen 1 gebildete stabwerkartige Traggerippe durch Bodenplatten 32, Deckenplatten 33 und Raumtrennwände 34 ausgefacht. Die Bodenplatten 32 sind auf Balken 35 aufgelagert, die auf den zu Horizontalgurten zusammengefügten Schenkeln der liegend verlegten Rahmen 1 aufruhen, während die Deckenplatten von diesen Gurten abgehängt sind. Die Raumtrennwände 34 sind in beliebiger Weise zwischen den Decken und Bodenplatten montiert.

Die in F i g. 1 dargestellten Rahmen können nicht nur einstückig, sondern auch mehrstückig, beispielsweise wie in F i g. 6 dargestellt, zweistückig ausgebildet sein. Eine solche mehrstückige Ausbildung kann zweckmäßig sein, wenn die Rahmen bei einstückiger Ausbildung zu große Abmessungen erhalten würden, um in einigermaßen wirtschaftlicher Weise transportiert und montiert werden zu können.

Die Verbindung der einzelnen Teilstücke 36. 37 eines Rahmens kann beispielsweise durch Bolzen. Nieten. Schrauben, Schweißen od. dgl. erfolgen. Die Verbindungsstellen werden zweckmäßig, wie bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel in die Spannungsnullzone 38 gelegt, also in mittlere Höhe des Stockwerks, wobei die unterteilten Rahmenschenkel sich in vertikaler Richtung erstrecken.

In F i g. 8 ist die abgeschnittene Ecke eines Rahmens dargestellt, bei welchem der eine Schenkel 39 aus einem Vollstab und der daran anschließende Rahmenschenkel 40 aus einem Fachwerkstab besteht. Beide Schenkel sind durch Eckbleche 41 biegesteif miteinander verbunden. Dieses Ausführungsbeispiel eines Rahmens soll zeigen, daß dessen einzelne Schenkel grundsätzlich von unterschiedlicher Konstruktionsweise sein können.

F i g. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine von vier Rahmen 1 gebildete Stütze, welche Rahmen in ihren Schenkeln etwa quadratischen Vollquerschnitt haben und aus Stahlbeton bestehen. Der von ihnen eingeschlossene innere Zwischenraum 3 kann zur Aufnahme von Installationsleitungen dienen oder aber auch als Kühlwasserkanal herangezogen werden, wenn hierdurch Brandgefahren begegnet werden soll.

In den F i g. 10 bis 15 sind in gleicher Weise aneinandergesetzle Rahmen mit anderen Schenkelquerschnitten dargestellt. Allen diesen Rahmen ist jedoch das Merkmal gemeinsam, daß sie geringe Tiefe haben, daß sie also entweder quadratischen oder solch rechteckigen Schenkelquerschnitt haben, daß ihre sich in Rahmenebene erstreckende Schenkelseiten breiter sind als ihre sich senkrecht dazu erstreckenden Schenkelseiten. Hierdurch wird die Möglichkeit gewährleistet, die Rahmenschenkel in drei Dimensionen ein räumliches Stabwerk bildend aneinanderstoßen zu lassen, ohne dadurch einen relativ großen Zwischenraum 3 zwischen den Schenkeln zu erhalten. Ein solcher Zwischenraum wird bei der in F i g. 15 dargestellten Querschnittsausbildung der Rahmenschenkel völlig vermieden. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.9 und 10 bestehen die Rahmenschenkel aus Stahlbeton, bei dem in F i g. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel können sie aus Beton aber auch aus Stahl oder anderem Metall, Holz oder Kunststoff bestehen, ebenso wie bei dem in F i g. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 11 veranschaulicht außerdem die Ausbildung der Rahmen als Doppelrahmen entsprechend dem Ausführungsbeipiel gemäß F i g. 8. Die Schenkel der Rahmen können ferner aus Stahlprofilen verschiedener Querschnittsfoimen bestehen, wie die Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 13 bis 15 zeigen.

Dk Rahmen können aus Gründen des Brandschutzes mit einer feuerhemmenden Ummantelung ausgestattet sein. Diese Ummantelung kann durch eine aus vorgefertigten Paßstücken gebildete Verkleidung oder aber auch durch einen Schutzanstrich hergestellt sein.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Beispiel ist ferner der von den Schenkeln aneinanderstoßender Rahmen gebildete Zwischenraum in vier Kanäle 42 aufgeteilt, von denen jeder einen Installations- oder Kühlwasserkanal bilden kann. Die Zwischenräume können nicht nur zweckmäßig zur Aufnahme von Ankerslücken 2 an den Ecken der Stabwerkszellen, sondern auch mit besonderem Vorteil zur Aufnahme von Zug- oder Druckelementen in Form von Spannseilen bzw. -stangen, Druckstäben od. dgl. dienen.

In statisch kritischen Zonen des durch die ein räumliches Siabwerk bildenden Rahmenelemente hergestellten erfindungsgemäßen Traggerippes kann eine Bündelung, also ein Zusammenlegen mehrerer Rahmen 1 senkrecht zur Rahmenebene nebeneinander erfolgen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Hochbauwerk mit einem seitlich auskragenden oder Spannweiten überbrückenden Traggerippe, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerippe aus geschoßhohen, vorgefertigten, geschlossenen, eckensteifen Rahmen gebildet ist, die in mindestens zwei Dimensionen aneinanderstoßend in den vertikalen Netzebenen des Traggerippes liegen ι ο und deren Rahmenschenkel mil denjenigen der benachbarten Rahmen parallel nebeneinanderliegen und kraftschlüssig, aber lösbar verbunden sind.

2. Hochbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (1) rechtwinklig mit ihren Kanten unmittelbar aneinanderstoßen.

J. Hochbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der Rahmen (1) etwa im wesentlichen quadratischen oder solch ekkigen Querschnitt haben, daß ihre sich in Rahmenebene erstreckenden Seiten breiter als ihre sich Senkrecht hierzu erstreckenden Seiten sind (F i g. 9 bis 15).

4. Hochbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung der aneinandergesetzten Rahmen (1) durch an ihren Ecken angeordnete Ankerstücke (2) vorgenommen ist, die an den ihnen benachbarten Rahmen befestigt sind.

5. Hochbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (1) an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten profiliert, beispielsweise gezahnt sind.

6. Hochbauwerk nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den profilierten Stirnseiten der Rahmen (1) anliegenden Ankerstükke (2) entsprechende Gegenprofilierung haben.

7. Hochbauwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (1) miteinander bzw. mit den Ankerstücken (2) verbolzt oder verschweißt sind.

8. Hochbauwerk nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in derselben Dimension verlegten Rahmen (1) in einem ihrer Schenkeldicke entsprechenden Abstand aneinandergesetzt sind und in dem dadurch gegebenen Zwischenraum (3) zwischen den Rahmen die die Verbindung gewährleistenden Ankerstücke (2) angeordnet sind.

9. Hochbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken der Rahmen (1) durch Querschnittsvergrößerung (7) versteift sind.

10. Hochbauwerk nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen mehrstückig ausgebildet sind.