DE19650219A1 - Bauteil, Verfahren zu dessen Herstellung und danach hergestelltes Bauwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung sowie ein danach hergestelltes Bauwerk.

Es ist bekannt, Stahlbetonteile herzustellen, die eine unter Zugspannung stehende Bewehrung aufweisen, welche mit dem Beton verbunden ist, der Druckspannungen aufnimmt. Derartige Bauteile weisen ein relativ hohes Gewicht auf. Daneben sind pneumatische Kissenkonstruktionen bekannt, die nach dem Prinzip einer Luftma­ tratze aufgebaut sind. Hierzu wird verwiesen auf "Zugbeanspruchte Konstruktio­ nen" von Frei Otto und Rudolf Trostel, Ullstein Fachverlag, 1992. Diese Konstruk­ tionen bestehen aus einer Hülle aus Kunststoff-Folien, welche kissenförmig unter­ teilt ist. Die Kissen werden mit Druckluft gefüllt. Diese Konstruktionen sind sehr leicht, weisen jedoch den Nachteil auf, daß Druckluft ständig nachgeführt werden muß. Außerdem sind solche Konstruktionen gegenüber Druckspannungen empfind­ lich, beispielsweise gegenüber Schneelasten.

Es besteht die Aufgabe, ein leichtes, formstabiles und tragfähiges Bauteil zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils und ein danach hergestelltes Bauwerk sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Herstellung eines kissenförmigen Bauteils mit spitzen Enden;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Herstellung eines kissenförmigen Bauteils mit stumpfen Enden;

Fig. 3 ein Bauteil mit rundem Querschnitt;

Fig. 4 ein Bauteil ringförmigen Querschnitts;

Fig. 5 Decken- und Wandelemente;

Fig. 6 eine Deckenplatte, welche aus mehreren rohrförmigen Bauteilen zusammen­ gesetzt ist;

Fig. 7 eine selbsttragende Gebäudehülle;

Fig. 8 eine mögliche Ausführungsform dieser Gebäudehülle;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Gebäudehülle; und

Fig. 10 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Gebäudehülle.

Gemäß Fig. 1 wird eine geschlossene Hülle 1 aus einem nichtmetallischen bahnförmi­ gen Material, bevorzugt aus Kunststoff-Folie durch zwei einander gegenüberliegende Klammern 2 gespannt gehalten. In diese Hülle 1 wird unter Druck ein Kunststoff­ schaum 3 eingebracht, der die Hülle 1 aufbläht, also im Material der Hülle 1 eine Zugspannung erzeugt. Dieser Schaumstoff härtet aus und verbindet sich flächig mit der Hülle. Vor dem Einbringen des Schaumstoffs in die Hülle kann diese zwischen den Klammern 2 vorgespannt gehalten werden. Die Haltespannung wird dann auf­ rechterhalten, bis der Schaum ausgehärtet ist. Zwischen den Klammern 2 kann eine weitere Bewehrung 4 gespannt gehalten werden, welche eine Faser- oder Netz­ struktur aufweist. Nach dem Lösen der Klammern 2 wird die Zugspannung durch die Verbindung mit dem Schaumstoff aufrechterhalten, der selbst auf Druck bean­ spruchbar ist.

Die Hülle 1 kann auch eine Netzstruktur aus Kunststoff- oder Naturfasern aufwei­ sen. Die Netzstruktur muß jedoch so dicht sein, daß eine Zugspannung erzeugt wird, wenn der Kunststoffschaum eingebracht wird und diese Zugspannung aufrechterhal­ ten bleibt, bis der Schaum ausgehärtet ist. Anstelle von Kunststoffschaum ist auch die Verwendung von Foamglas möglich.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine kissenförmige Hülle 1A vorhanden, die an beiden Enden offen ist, jedoch an diesen Enden durch stationäre ringförmige Klammern 2A fixiert ist, die der Aufnahme der Zug- und Druckspannungen dienen.

Die Fig. 3 zeigt ein Bauteil kreisförmigen Querschnitts mit einer schlauchförmigen Hülle 1B, die unter Druck mit einem Schaumstoff 3 gefüllt wurde. Infolge der Verbindung zwischen Hülle 1B und dem Schaumstoff 3 ist eine Unterteilung quer zur Längsachse des Bauteils also quer zur Richtung der Zugspannung, unter der die Hülle steht, möglich, was durch die Trennlinie 13 angedeutet ist.

Die Fig. 4 zeigt ein rohrförmiges Bauteil, bestehend aus einer Außenhülle IC und einer Innenhülle 1D, zwischen denen Schaumstoff, bevorzugt Kunststoffschaum 3 eingebracht ist.

Die Fig. 5 zeigt ein Wandelement 5 sowie ein Deckenelement 6, welches aus rohrförmi­ gen Bauteilen 7 zusammengesetzt ist, die stumpf aneinander stoßen und an den stumpfen Stoßstellen 8 miteinander verbunden sind. Die Verbindung an den Stoßstel­ len 8 kann durch Kleben erfolgen.

Es ist auch möglich, daß das Wand- bzw. Deckenelement 5, 6 jeweils aus einer einzigen Hülle 1E bestehen, welche durch Trennwände 9 in einzelne Kammern 10 unterteilt ist. Die einzelnen Kammern 10 können über die Trennwände 9 miteinander kommunizieren.

Die Wand- oder Deckenplatte nach Fig. 6 besteht aus mehreren miteinander ver­ bundenen Bauteilen nach Fig. 3.

Die Fig. 7 zeigt eine selbsttragende Gebäudehülle, die aus einander überlappenden Kissen 11 besteht, welche aus drei Kunststoff-Folien 1F, 1G, 1H aufgebaut sind, wie dies die Fig. 8 verdeutlicht. Die Kissenkonstruktion kann auch aus vier Folien bestehen, wie dies die Fig. 9 verdeutlicht. Bevorzugt werden die Kissen mit Druck­ luft gefüllt bis die selbsttragende Konstruktion nach Fig. 7 entsteht und sodann die Kissen unter Druck mit sich erhärtendem Schaumstoff ausgefüllt.

Die Fig. 10 zeigt eine selbsttragende Gebäudehülle, welche aus ringförmigen Bau­ teilen 12 aufgebaut ist.

Die Bauteile können durch Trennwände oder Seilverbindungen unterteilt sein, die einander gegenüberliegende Hüllenteile miteinander verbinden, so daß ihre Form gewährleistet ist, wenn der Innendruck beim Schäumen versucht, die Hülle zu de­ formieren.

Claims (14)

1. Bauteil mit einer unter Zugspannung stehenden Bewehrung, die mit einer Druckspannungen aufnehmenden Masse verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewehrung aus einer Hülle (1) aus einem nichtmetallischen bahnförmigen Material besteht, die Masse ein ausgehärteter Schaumstoff (3) ist, die Hülle (1) den Schaumstoff (3) umhüllt und mindestens die einander berührenden Flächen von Hülle (1) und Schaumstoff (3) die in Richtung der Zugspannung der Hülle (1) verlaufen, miteinander verbunden sind.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1) aus einer Kunststoff-Folie besteht.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1) eine Netzstruktur aufweist.

4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzstruktur aus Kunststoff-Fasern besteht.

5. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzstruktur aus Naturfasern besteht.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff ein Kunststoffschaum ist.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaumstoff (3) eine weitere Bewehrung (4) verläuft, die mit dem Schaumstoff (3) verbunden ist und die in Richtung der Zugspannung der Hülle (1) vorge­ spannt ist.

8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Beweh­ rung (4) eine Faserstruktur aufweist.

9. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Beweh­ rung (4) eine Netzstruktur aufweist.

10. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, bei dem eine Bewehrung unter Zugs­ pannung gesetzt und mit einer Druckspannungen aufnehmenden Masse ver­ bunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülle (1) aus einem nicht­ metallischen bahnartigen Material unter Druck ausgeschäumt wird, hierbei die Hülle (1) sich spannt und der Druck solange aufrechterhalten wird, bis der Schaum (3) ausgehärtet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor und während des Ausschäumens der Hülle (1) diese gespannt gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltespan­ nung aufrechterhalten wird, bis der Schaum (3) ausgehärtet ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1) vor dem Ausschäumen mit Preßluft gefüllt wird.

14. Bauwerk, hergestellt nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es aus einer Hülle (1) aus nichtmetallischen bahnartigen Ma­ terial besteht, das in miteinander verbundene Kissen (11) unterteilt ist, die mit einem ausgehärteten Schaumstoff (3) gefüllt sind, welcher die Kissen (11) gespannt hält.