DE2915757A1 - Zusammengesetzte baukonstruktion und blockelement zur herstellung derselben - Google Patents

Description

• Zusammengesetzte Baukonstruktion und Block element zur Her-
• stellung derselben Die Erfindung betrifft eine Baukonstruktion der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung, und ein zur Herstellung derselben geeignetes Block element entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
• Es ist bekanntlich besonders wünschenswert, robuste Baukonstruktionen zu erstellen, die insbesondere für erdbebensichere Bauten geeignet sind und zur einfachen und preisgünstigen Herstellung zweckmäßige technische Eigenschaften aufweisen. Obwohl in der Vergangenheit viele Anstrengungen geleistet worden sind, um derartige Baukonstruktionen zu erhalten, haben diese Anstrengungen nicht das gewünschte Ergebnis gebracht. Auch die in der italienischen Patentanmeldung Nr. 20952 A/78 desselben Anmelders beschriebene Erfindung hat für Bauten beachtlicher Höhe (z.B. von 10 bis 30 m) noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse gebracht.
• Der vdofiliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde,/Bauten mit den gewünschten Eigenschaften nach der Baumethode entsprechend der oben angegebenen Patentanmeldung erhalten werden können, wenn innerhalb einer Block struktur eine Stahlbetonstruktur errichtet wird, welche waagerechte Träger oder Stäbe und senkrechte Träger oder Pfeiler enthält, wobei die letzteren einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und deren längere Seiten sich in transversaler Richtung erstrecken.
• In Übereinstimmung damit geht die vorliegende Erfindung von einer zusammengesetzten Baukonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus und besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Vorzugsweise besitzen die Pfeiler einen Verlängerungskoeffizienten in transversaler Richtung (d.h. in der Richtung der Stärke der gebildeten Konstruktion oder Mauer) von mindestens 1,5 oder vorzugsweise von mindestens 2 (gemessen, indem man die längere oder transversale Seite des Rechtecks durch dessen kleinere oder longitudinale Seite dividiert). Außerdem weist die Baukonstruktion zweckmäßig Erleichtungshohlräume mit einem Volumen auf, das 20 bis 40 % vorzugsweise 25 bis 35 % des Gesamtvolumens der Struktur selbst beträgt.
• Weitere zweckmäßige Merkmale der Baukonstruktion ergeben sich aus den Unteransprüchen 2,3 und 7.
• Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Blockelement entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8, wobei zur Erleichterung vorgesehene Hohlräume und die genannten senkrechten und waagerechten, mit Stahlbeton zu füllenden Kanäle ein gesamtes Leervolumen bilden, das im Vergleich zum Gesamtvolumen des Blockelements 40 bis 60 96, vorzugsweise 45 bis 55 96 beträgt. Das Volumen der zu füllenden Kanäle verglichen mit dem gesamten Leervolumen beträgt dabei etwa 25 bis 45 96, vorzugsweise etwa 30 bis 40 5'.
• Vorzugsweise steht däs Volumen der zu füllenden senkrechten Kanäle zu dem Volumen der waagerechten zu füllenden Kanäle in einem Verhältnis von 2,0 bis 4,0, besser zwischen 2,5 und 3,5.
• Selbstverständlich kann ein Zusatz von waagerechten Trägern oder Stäben und von senkrechten Pfeilern oder Trägern die Baukonstruktion verstärken - und demzufolge kann man z.B.
• in dem mittleren Teil des genannten Block elements durchgehende Hohlräume vorsehen, die zur Bildung eines weiteren senkrechten Pfeilers bestimmt sind. Diese Lösung hat jedoch gezeigt, daß dadurch die Baukonstruktion mehr erschwert als verstärkt wird.
• Die Blöcke der vorliegenden Erfindung können aus Zement, Sand, Flußkies, Höhlensplitt, Marmorkörnern, bunten Glasbruchstücken und Sand, Bimsstein, Lavastückchen, Steinchen oder Schlacke hergestellt werden. Ber Fachmann wird auf der Basis seiner aktuellen Ansprüche und Möglichkeiten dieJenigen Materialien wählen, die sich im Einzelfall am besten eignen. Mit besonderem Vorteil werden sowohl die Blöcke als auch die Stäbe und die Pfeiler aus Leichtbeton hergestellt, der bekanntlich aus Zement und einer zusätzlichen Mischung aus Sand und verschäumtem Ton gebildet ist (z.B. Typ Ares oder Leca).
• Analog kann der Fachmann die Abmessungen des Blockelements entsprechend den Bedürfnissen wählen. Besonders geeignet sind Blockelemente mit einer Stärke von 25 cm, einer Breite von 50 cm und einer Höhe von 20, 25 oder 30 cm.
• Weitere vorteilhafte Merkmale der Block elemente ergeben sich aus den Unteransprüchen 9,11 und 13 bis 15.
• Was die Form der inneren Hohlräume (unter einem Hohlraum wird, wenn nicht anders angegeben, nachfolgend ein innerer Hohlraum verstanden) und die Form der seitlichen Kanäle betrifft, können diese aus irgendeiner Form sein, wenn sie nur, wie schon gesagt, einen im wesentlichen rechtereckigen t nitt, in transversaler Richtung verlängert, aufweisen. Die Kanäle, welche die senkrechten Träger bilden, können irgendeine Form besitzen (mit der Bezeichnung "im wesentlichen rechteckig" versteht man auch verschiedene Querschnitte wie einen trapezförmigen Querschnitt oder einen halbelliptischen Querschnitt), wenn sie nur funktionsgemäß einem Rechteck entsprechen, wie der Fachmann durch Berechnung oder Versuche leicht herausfinden kann. Was die genannte Sinusform anbetrifft, kann diese durch Anschweißen der sie bildenden wellenförmigen Elemente an die senkrechten Rundelemente geschaffen werden, vorzugsweise indem man sie alternativ an die Rundeisen auf der einen Seite und auf der Gegenseite schweißt.
• Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Aus führung sbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriß von unten) von zwei erfindungsgemäßen, miteinander verbundenen Blockelementen, die zur Herstellung einer Baukonstruktion gemäß der Erfindung geeignet sind; Fig. 2 einen GrundriB (von unten) eines erfindungsgemäßen Eckblockelements, das ebenfalls zur Herstellung der erfindungsgemäßen Baukonstruktion geeignet ist; Fig. 3 und 4 Schnitte im Aufriß durch ein erfindungsgemäßes Block element entlang der Linien A-A, B-B und C-C der Fig. 1; Fig. 5 eine Unteransicht und eine Draufsicht einer weiteren AusFührungsform des erfindungsgemäßen Blockelements; Fig. 6 eine mit dem Block element nach Fig. 5 hergestellte Baukonstruktion sowie Schnitte entlang der Linien O-P und Q-R; und Fig. 7 Schnitte entlang der Linien G-H, I-L und M-N der Fig. 6.
• Fig. 1 zeigt ein Blockelement 51 im Grundriß, das mittels der in der italienischen Patentanmeldung Nr. 20952 A/78 beschriebenen Materialien hergestellt werden kann. Das Blockelement hat im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds und besitzt einen mittleren Hohlraum 52 und auf Jeder kleineren Seite Je eine seitliche Ausnehmung in Form eines Kanals 53, wobei der Hohlraum 52 und die Kanäle 53 das Blockelement 51 in seiner ganzen Höhe durchqueren. Der mitttbre Hohlraum 52 hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und erstreckt sich mit seiner Längsachse entlang der Längsachse des Blockelements 51. Die seitlichen Kanäle 53 besitzen ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt und sind mit ihrer Längsachse senkrecht zur Längsachse des Blockelements angeordnet. Außerdem ist die längere Seite des den Querschnitt des mittleren Hohlraums 52 darstellenden Rechtecks im wesentlichen gleich der längeren Seite der den Querschnitt der seitlichen Kanäle 53 darstellenden Rechtecke, während die kleinere Seite des den Querschnitt des mittleren Hohlraums 52 darstellenden Rechtecks im wesentlichen gleich dem Doppelten der kleineren Seiten der den Querschnitt der beiden seitlichen Kanäle 53 bildenden Rechtecke ist.
• Zu beiden Seiten des Hohlraums 52 weist das Blockelement 51 Je zwei, also insgesamt vier Blindhohlräume 55 auf, die gemäß Fig. 3 und 4, die das Block element 51 in einem Mauerwerk zeigen, tief in das Blockelement eindringen, um es zu erleichtern, ohne es jedoch zu durchqueren. Aus Fig. 3 und 4 ergibt sich auch, daß auf der den Blindhohlräumen 55 entgegengesetzten Seite des Blockelements 51 Ausnehmungen in Form von Kanälen 56 vorgesehen sind, die sich über die ganze Länge des Blockelements 51 erstrecken.
• Um eine Baukonstruktion gemäß der Erfindung zu erstellen, werden die Block elemente 51 auf einer vorher hergestellten Stahlbetonfläche, die schon mit in senkrechter Richtung angeordneten, den senkrechten Hohlräumen 52 und Kanälen 53 entsprechenden Eis ens täben versehen ist, nebeneinander angeordnet, so daß durch Zwischenlegung von aus Sand und Zement bestehendem Beton zwischen die einzelnen Blockelemente in der üblichen Weise eine Mauer errichtet werden kann. In Fig. 1 ist ein Blockelement 51' fragmentarisch gezeigt, das einem ganz dargestellten Blockelement 51 angelegt ist. Der Zwischenraum 61 zwischen den nebeneinander liegenden Blockelementen entspricht der Mörtelschicht, welche die einzelnen Blöcke 51 verbindet. Wenn die zwei Block elemente 51 und 51' so aneinander angenähert sind, bilden die seitlichen Kanäle 53 und 53' eine Aushöhlung 57, welche im wesentlichen die gleiche Oberfläche wie der mittlere Hohlraum 52 hat.
• In einer Ecke der Mauer enthält die Baukonstruktion ein Eckblockelement 58, welches sich'von den normalen Blockelementen 51 unterscheidet. Der Hauptunterschied besteht darin, daß das Blockelement 58 einen senkrechten, durchgehenden Hohlraum 59 mit einem Querschnitt in Form eines un-0 regelmäßigen, drei Winkel von 90 aufweisenden FUnfecks und zwei seitlich durchgehende Ausnehmungen in Form von Kanälen 53 enthält, die analog zu den Kanälen 53 des Blockelements 51 sind, Jedoch in zwei unter einem Winkel von 900 aneinander grenzenden Seiten des Block elements 58 ausgebildet sind. Durch Annäherung Je eines Blockelements 51 an ein Eckblockelement 58 derart, daß der Kanal 53 des einen Blockelements 51 den einen Kanal 53 des Eckblockderen elements 58 und der Kanal 53 des lockelements 51 dem anderen seitlichen Kanal 53 des Eckblockelements 58 gegenübersteht, können zwei einen Winkel von 900 einschließende Mauern untereinander verbunden werden.
• Nach Fertigstellung einer Schicht (oder Reihe) sind die Kanäle 56 der Blockelemente nebeneinander in einer waagerechten Ebene angeordnet und bilden Je eine durchgehende Rille, die sich entlang der gesamten Mauer erstreckt. In diese Rillen werden Eisenbewehrungen 60 gelegt (Fig. 3 und 4), die sofort in eine Betonfüllung 54 eingetaucht werden müssen, welche auch die Oberflächen der Blockelemente auf den Seiten mit den Kanälen 56 bedeckt. Auf diese Weise wird Jede Rille 56 einen Stahlbetonträger bilden.
• Im beschriebenen Beispiel werden sich drei Stahlbetonträger bilden, da drei Rillen vorhanden sind.
• Nach dem Bau der ersten Schicht wird die zweite Schicht gemauert, indem die Blockelemente 51 der nächsten Schicht mit genauer Koinzidenz auf die Block elemente 51 der vorhergehenden Schicht gelegt werden. Entsprechend werden weitere Schichten gebildet, bis die gewünschte Mauerhdhe erreicht ist.
• Fig. 3 und 4 zeigen im Aufriß und im Schnitt, wie sich eine so gebildete Baukonstruktion darstellt. In diesen Figuren sind vier übereinanderliegende Schichten gezeigt, davon zwei ganz und zwei teilweise, und an Jeder Schicht ist der Schnitt angegeben, entlang welchem das Blockelement 51 nach Fig. 1 geschnitten worden ist.
• In der so gebildeten Baukonstruktion stimmen die zentralen senkrechten Hohlräume 52 der Blockelemente einer Schicht mit den mittleren Hohlräumen 52 der Blockelemente der darüberliegenden Schichten überein, so daß ein fortlaufender Durchgang gebildet wird, der von der Basis bis zur Spitze der Baukonstruktion verläuft. Das gleiche gilt für die Hohlräume 59 der Eckblockelemente 58. In den Durchgängen, die aus den zentralen Hohlräumen 52 und aus den seitlichen, einander gegenüberstehenden und geschlossene Hohlräume 57 bildenden Kanälen 53 bestehen, sind nach kompletter Errichtung der Baukonstruktion die Armatureneisen 62 angeordnet, die außerdem in einer Betonschüttung 54 eingebettet sind. Gleicherweise sind Armatureneisen 63 in den Durchgangen, die aus den Hohlräumen 59 gebildet sind, angeordnet und in eine Betonschüttung 54 eingebettet. Es wird dadurch eine Reihe von rechteckigen Pfeilern gebildet, die mit ihrer Längsachse abwechselnd parallel und senkrecht zur Längsachse der Mauerreihe angeordnet sind und die Blöcke der verschiedenen Schichten in senkrechter Richtung fest miteinander verbinden, obwohl diese exakt Ubereinander liegen. Außerdem verbinden stärkere Pfeiler die Eckblöcke der verschiedenen Strukturschichten untereinander. Man erhält so, wenn man auch die waagerechte Eisenstruktur in Betracht zieht, ein Eisennetz aus regelmäßigen rechteckigen Feldern mit konstantem Achsenabstand, das in Beton eingetaucht ist und einen starken Widerstand denJenigen dynamischen Belastungen entgegensetzt, die durch seismische Phänomene sowohl wellenförmiger als auch schwingender Natur verursacht sind.
• Der so bewehrte Beton, der Teil der erfindungsgemäßen Baukonstruktion ist, bietet seinerseits einen sehr großen Druckwiderstand, einen kombinierten Druck- und Biegewiderstand und einen Widerstand gegenüber Stößen oder waagereahten Schiebe, die von solchen Phänomenen verursacht werden können.
• Außerdem erlauben die geschlossenen Hohlräume 57, die durch an frontales Aneinanderfügen/zwei seitlichen Kanälen 53 gebildet sind und senkrechte Durchgänge mit rechteckigem Querschnitt darstellen, die mit ihren Längsachsen transversal zu der Längsache der Schichten angeordnet sind,auch eine feste Verbindung eines Stapels von übereinander liegenden Blockelementen 51 mit einem benachbarten Stapel von übereinander liegenden Blockelementen. Die zu der Längsachse der Schichten transversalen Pfeiler ermöglichen eine weitere Verstärkung der Mauerstruktur, so daß. diese, wie schon gesagt, leicht den durch ein eventuelles Erdbeben entstehenden dynamischen Kräfte entgegenwirken kann. Demzufolge kann man durch eine solche Pfeiler-Anordnung Gebäude mit einer Höhe von 10 m und mehr Uber dem Erdboden errichten.
• Fig. 5 schließlich zeigt in Ansichten von unten und oben ein weiteres Ausführung sbei spiel eines erfindungsgemäßen, im wesentlichen parallelepipedischen Blockelements, das zwei senkrechte Kanäle 63, zwei waagerechte Kanäle 64 (gestrichelte Linie), sechs Blindhohlräume 67, durchgehende Hohlräume 68, waagerechte Rundeisenelemente 65, senkrechte RunnRehiAetnelemente 69 und sinusförmige Rundeisenelemente 66indiz entsprechend der obigen Beschreibung mit den Rundeisenstäben 69 verschweißt sind. Außerdem ist ein senkrechter Halb-Pfeiler 70 gezeigt.
• l Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf eine mit Blockelementen nach Fig. 5 errichtete Baukonstruktion. Schnitte an wichtigen Stellen dieser Baukonstruktion, nämlich längs der Schnittlinien O-P; Q-R; G-H;J-L und M-N sind außerdem in Fig. 6 und 7 dargestellt, wobei Fig. 6 Schnitte längs der Linien O-P und Q-R, Fig. 7 dagegen eine Frontansicht der Baukonstruktion und die Schnitte längs der Linien I-L; M-N und G-H zeigt. Die Blockelemente in den Fig. 6 und 7 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5 versehen. Im übrigen gilt die Beschreibung der Fig. 1 bis 4.

Claims (15)

1))Zusammengesetzte Baukonstruktion mit einer aus Blockelementen bestehenden Konstruktion und einer aus senkrechten Pfeilern und horizontalen Stäben bestehenden Stahlbetonkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß die Stehlbetonkonstruktion in der Blockelementkonstruktion enthalten und aus einem regelmäßigen Netzwerk mit einer einfachen, wiederholten Struktur gebildet ist, die aus zwei einander gegenüber gestellten Pfeilern besteht, die im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds haben, dessen Basis sich längs seiner längeren Seite in transversaler Richtung erstreckt, und die durch wenigstens ei in Längsrichtung verlaufende, obere und untere Stäbe verbunden sind.

2) Baukonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler und Stäbe mit vertikalen und horizontalen Eisenstäben (60,62) bewehrt sind, die längs paralleler, vertikaler und einander gegenüber gestellter Rahmen von rechteckiger Form angeordnet sind.

3) Baukonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Pfeilern zwischen zwei vertikalen Elsenstäben (62) weitere Eisenstäbe mit Sinusform (Fig. 6) angeordnet sind, und zwar längs transversaler Flächen, die senkrecht zu den durch die Rahmen bestimmten Flächen stehen.

4) Baukonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler in transversaler Richtung einen Verlängerungskoeffizienten von wenigstens 1,5 aufweise

5) Baukonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Blockelement (51,58) zwecks Erleichterung Hohlräume (52,55,59) mit einem Volumen von wenigstens 20 bis 50 % des Gesamtvolumens aufweist.

6) Baukonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durchgehende Hohlräume (52,59) und Blindhohlräume (55) vorgesehen sind, die ein Leervolumen von 25 bis 35 96 des Gesamtvolumens ausmachen.

7) Baukonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke, Pfeiler und Stäbe aus Leichtbeton bestehen.

8) Blockelement in Form eines Parallelepipeds zur Herstellung einer Baukonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es auf seiner oberen Seite zwei horizontale, in Längsrichtung verlaufende Kanäle (56) und zwei senkrechte Kanäle (53) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt enthält, deren längere Seiten sich in transversaler Richtung erstrecken und die symmetrisch auf den beiden transversalen Seiten ausgebildet sind, um beim horizontalen Annähern bzw. Aufeinanderlegen mehrerer Blockelemente (51,58) einen horizontalen, jeden der horizontalen Kanäle (56) fortsetzenden Kanal bzw. einen vertikalen, die vertikalen Kanäle (53) fortsetzenden Hohlraum zu bilden.

9) Blockelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Kanäle (53) einen Verlängerungskoeffizienten in transversaler Richtung von wenigstens 3, vorzugsweise wenigstens 4, haben.

10) Blockelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den vertikalen Kanälen (53) und den horizontalen Kanälen (56) eingenommenen Volumina in einem Verhältnis zueinander von 2,0 bis 4,0 stehen.

11) Blockelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Kanäle (56) symmetrisch zur Mittellinie der oberen Seite angeordnet sind und von dieser Mittellinie einen Abstand aufweisen, der größer als ihr Abstand von den Seitenrändern der oberen Seite ist, und daß die vertikalen Kanäle (53) in einer Mittelstellung relativ zu den transversalen Seiten angeordnet sind.

12) Blockelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er Hohlräume (52,55) aufweist, die zusammen mit den von den horizontalen und vertikalen Kanälen (53,56) gebildeten Hohlräumen ein Leervolumen im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Blockelements von 40 bis 60 % ergeben, wobei das Leervolumen der Kanäle 25 bis 45 % dieses Leervolumens ausmacht.

13) Blockelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (52,55) aus Blindhohlräumen (55) und durchgehenden Hohlräumen (52) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt bestehen, die symmetrisch zu einer in Längsrichtung verlaufenden, vertikalen Symmetrieebene angeordnet sind.

14) Blockelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume aus zwei durchgehenden Hohlräumen, die - in Längsrichtung betrachtet - in der Mitte angeordnet sind, und aus sechs im unteren Teil angeordneten Blindhohlräumen bestehen, von denen Jeweils drei - in Längsrichtung betrachtet - an beiden Seiten angeordnet sind.

15) Blockelement nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Leichtbeton besteht.