EP1584762B1 - Tragwerk für Gebäude - Google Patents

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EP1584762B1
EP1584762B1 EP04008458A EP04008458A EP1584762B1 EP 1584762 B1 EP1584762 B1 EP 1584762B1 EP 04008458 A EP04008458 A EP 04008458A EP 04008458 A EP04008458 A EP 04008458A EP 1584762 B1 EP1584762 B1 EP 1584762B1
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EP
European Patent Office
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supporting structure
supporting
members
roof
structure according
Prior art date
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EP04008458A
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English (en)
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EP1584762A1 (de
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Rolf-D. Heffner
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Original Assignee
Individual
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
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    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B2001/2481—Details of wall panels
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    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B2001/2484—Details of floor panels or slabs
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B2001/249—Structures with a sloping roof

Definitions

  • the invention relates to a supporting structure for buildings, in particular single-family homes for receiving the building loads and tensile forces.
  • From the DE 297 05 862 U1 is a supporting structure for buildings known in which in the center of the building from a vertical supports and frame cubic construction support structure is specified, which at least partially supports the building's roof and ceilings and walls. This is to realize a high variability of the division of the ceilings and walls for extensions or conversions.
  • the disadvantage is that the support structure is located inside the house and therefore the required vertical supports and frame parts does not allow complete freedom of design for the enclosed space.
  • the carrying value for buildings of the invention comprises the features of claim 1.
  • the approximately L-shaped support elements are placed as a combined vertical supports and roof rack with its lower end on a foundation or floor plate and placed with its free end against the roof rack.
  • the support elements are connected to each other at this highest point in space.
  • the volume to be converted is clamped and a support structure is provided which can already absorb building loads and tensile forces.
  • the support elements are connected to each other on a horizontal plane by at least one frame assembly.
  • the frame assembly is formed of individual, arranged between the support elements in the region of the building exterior wall connecting struts. At least two opposing connecting struts have an L-shaped cross-section.
  • the longer leg of the L-shaped connecting strut is arranged substantially vertically pointing upwards and forms a Drempel the roof and wall element loads supported thereon to the two connected by the connecting strut support elements.
  • the shorter leg of the L-shaped connecting strut shows horizontally to the building inside and serves as a support for a floor ceiling.
  • a floor slab a prestressed hollow ceiling can be used.
  • roof and wall elements are then mounted in a suitable manner.
  • a further stiffening of the structure is achieved when the second leg of the support elements on a horizontal plane approximately at half the longitudinal extent of the second leg by a latch assembly consisting of arranged between the second legs bars connected to each other.
  • a latch assembly consisting of arranged between the second legs bars connected to each other.
  • the support element can be made narrower in its cross section.
  • the latch arrangement preferably serves as a support for a ground cover.
  • the support elements have rebates with bearing surfaces for building exterior wall or roof elements, wherein the bearing surfaces are aligned parallel to the surface of the wall or roof elements to be applied or applied, the coupling of the roof and wall elements to be raised to the structural structure is improved. In particular, excessive point loads are avoided.
  • the support elements of their cross-section are formed so that they complete with applied wall or roof elements inside and outside plane with this, so no longer emerge as constructive elements.
  • the support elements can be variably used for different roof pitches and roof shapes. Manufacturing technology and static preferred, however, is a one-piece design of the support members with a fixed angle between the two legs of the support element.
  • the roof elements forming the roof construction on the second leg in particular at different angular positions, in particular in connection with angularly adjustable support elements, will be applied. Roof slopes, due to the circular or circular segment-shaped cross-section possible.
  • central center post is arranged below the highest point in space, structures with a particularly large base area and / or structures with support elements with a smaller cross section can be created.
  • the central mullion can be designed as a pure support pillar or as a chimney and / or supply shaft.
  • the included angle of the two legs is greater than or equal to 90 °, wherein the extension support member forms a vertical support with the first leg and a roof carrier with the second leg and wherein the free end of the second leg on the first leg of Supporting element or rests against the frame assembly
  • the basic construction can be varied by lateral attachments.
  • Such attachments can also be retrofitted to the base structure.
  • two extension support elements arranged on an outer side of the main structure form a cultivation support structure.
  • receiving means are provided on the structure for receiving roof, ceiling and wall elements, the attachment of the roof, ceiling and wall elements is facilitated.
  • the receiving means may be, for example, positive hook connections or bolt and screw.
  • the support elements are preferably made of metal, reinforced concrete or wood.
  • the Fig. 1 shows a supporting structure for a family house consisting of four identical support elements 1, which are placed on a foundation plate F. How out Fig. 1 can be seen, each support element 1 is constructed sauschenklig.
  • the first leg 1-1 forms a vertical support and the second leg 12 a roof rack of the structure.
  • the two Legs 11, 12 are integrally connected to one another via an arc region or a bend 15.
  • the support member 1 is placed with its free end 13 of the vertical support 11 on a foundation F.
  • the foundation F is a square foundation plate, for example, 9 m ⁇ 9 m.
  • the support members 1 are non-positively and / or positively connected to each other.
  • a sheet metal part is used as a connecting element by means of bolts in the region of the free end 14 of the roof rack 12.
  • the support elements 1 may be fixed with their lower free ends 13 on the foundation F.
  • a frame assembly 2 is shown, which connects the four support elements 1 in a horizontal plane.
  • the frame assembly 2 is arranged at the height of the floor slab in the region of the angled portion 15 of the support elements 1.
  • the frame assembly 2 consists of four connecting struts 21, 21 ', each interconnecting adjacent support elements 1 together. This connection can in turn be positive and / or non-positive.
  • two connecting struts 21 are arranged with a rectangular cross-sectional profile in the supporting structure opposite each other, whereas the two other, oppositely disposed connecting struts 21 'L-shaped cross-section, as in Fig. 3 shown.
  • the larger leg 211 of the connecting strut 21 is substantially vertically pointing upward.
  • the bigger one Leg 211 forms the drumming.
  • the shorter leg 212 of the cross-sectionally L-shaped connecting strut 21 is oriented horizontally facing the building interior. Accordingly, the shorter leg 212 forms a support for a projectile ceiling 4 to be introduced in the region of the frame arrangement 2.
  • the four support elements 1 so span a volume of space that can now be completed by means of locally created or prefabricated components to a closed building.
  • the structure takes over all building loads and tensile forces and directs them to the foundation F.
  • Within the converted volume there are neither load-bearing walls nor support elements.
  • the interior of the building can be completely individually divided and subsequently changed.
  • frame assemblies 2 In two-storey or multi-storey buildings and several frame assemblies 2 can be arranged horizontally one above the other. Again, the frame assemblies 2 are preferably to be arranged in the area of the floor slabs. Thus, it is also conceivable to build a full basement single-storey detached house with this structure directly on the basement floor plate.
  • a roof inclination of 45 ° is achieved.
  • angles between 90 ° ⁇ ⁇ 150 °, preferably 110 ° ⁇ ⁇ 135 ° for the arc portion 15 of the support element 1 can be selected.
  • different roof pitches can be realized on the roof.
  • the structure can be both Saddle roofs, hipped roofs, as well as combinations of them. As an alternative to the aforementioned orientation of the roof ridge, this can also take place along a diagonal in alignment of two roof beams 12.
  • Fig. 2 is the structure according to Fig. 1 shown in a modified embodiment.
  • a latch assembly 3 is inserted, which consists of four respectively inserted between the roof beams 12 on a horizontal plane latch 31.
  • a ground cover 41 is placed on the by the bolt 31 in the latch assembly 3 forming horizontally arranged frame construction. The ground cover 41 stiffens the structure, in particular with regard to attacking shear forces. Accordingly, a high angular accuracy of the structure is achieved.
  • Fig. 2 is a cross section of a support element 1 recognizable.
  • the support element 1 therefore has a prismatic shape on its outside.
  • two bearing surfaces 16, 16 ' are formed, which coincide in each case with the plane of the roof and wall elements to be raised, whereby an advantageous load distribution takes place on these surfaces.
  • the cross section of the support element 1 as in Fig. 4 shown executed.
  • Fig. 4 it is a section in the region of the second leg 12, so in the roof area.
  • the roof rack forms both the outer corner of the roof ridge, as well as the inside corner on the inside of the building.
  • the gradation formed in the side edge of the roof rack 12 forms a Support surface 16, which is parallel to the surface of the adjoining wall elements.
  • FIG. 4 each cut a roof element 42 shown with a corresponding negative mold for engagement with the roof rack 12.
  • the roof elements 42 are plugged into the roof rack 1 2 in the region of the bearing surfaces 1 6 protruding bolt 18 and screwed.
  • the invention can be made of four identical support elements, which have approximately L-shape, a raumumutilisede support structure for buildings, which allows complete freedom in the interior layout of the building.
  • the support elements are as a flat, extending over a surface elements space-saving storable and easy to transport.
  • the support elements can be driven with an ordinary truck semi-trailer to the site and handled there because of their low weight with a simple crane.
  • the support elements made of steel, prestressed reinforced concrete or molded wood.
  • the presented structure for buildings is also characterized by a high earthquake resistance.
  • the construction formed from the support elements and frame arrangements as well as any latch arrangement can react elastically even in the case of considerable ground vibrations, such as occur in earthquakes.
  • the ability to absorb building loads and shear forces is fully preserved. Only at the connections between the components is to ensure a sufficiently elastic and tension-resistant connection. In the case of larger earthquake amplitudes, it is then possible to damage the wall, roof and ceiling elements laid or laid on the supporting structure. Nevertheless, the building loads receiving structure remains intact and is thus able, even the possibly damaged attached to the structure elements safely hold. Consequently, personal injury caused by earthquakes in such buildings can be largely avoided.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Tragwerk für Gebäude, insbesondere Einfamilienhäuser zur Aufnahme der Gebäudelasten und Zugkräfte.
  • Aus der DE 297 05 862 U1 ist ein Tragwerk für Gebäude bekannt, bei dem im Zentrum des Gebäudes eine aus Vertikalstützen und Rahmen kubisch aufgebaute Tragkonstruktion angegeben ist, die das Gebäudedach sowie Decken und Wände wenigstens teilweise trägt. Damit soll eine hohe Variabilität der Aufteilung der Decken und Wände für Erweiterungen oder Umgestaltungen verwirklicht werden.
  • Nachteilig ist, daß die Tragkonstruktion im Haus innenliegend ist und folglich die erforderlichen Vertikalstützen und Rahmenteile keine vollständige Gestaltungsfreiheit für den umbauten Raum ermöglicht.
  • Ferner ist aus der DE 32 32 838 A1 ein Bauelementsatz sowie L-förmiges Bauelement zur Erstellung von temporären Bauwerken bekannt. Hierbei handelt es sich um eine möglichst leichte Skelettkonstruktion, die einfach, ohne schwere Hilfsmittel wie Kräne, auf- und abgebaut werden kann. Die Zielrichtung dieser Konstruktion geht daher in eine andere Richtung. Gleichwohl besteht die Grundkonstruktion aus baugleichen, etwa L-förmigen Bauelementen, die auch einen Gebäudeaufbau mit quadratischem Grundriß erlauben.
  • Ausgehend von dem Tragwerk für Gebäude gemäß der DE 297 05 862 U1 ist es Aufgabe der Erfindung, ein Tragwerk für Gebäude, insbesondere Einfamilienhäuser, anzugeben, bei dem der umbaute Raum von jeglicher Tragkonstruktion frei ist, um eine vollständig individuelle Aufteilung von Decken und Wänden zu ermöglichen.
  • Der Artikel "Entwerfen im Holzbau" aus der Deutschen Bauzeitschrift vom 01-08,1991, Seiten 1139-1142, offenbart ein Tragwert für Gebäude, das die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruchs 1 aufweist.
  • Das Tragwert für Gebäude der Erfindung weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Tragwerk gemäß Anspruch 1.
  • Die annähernd L-förmigen Tragelemente werden als kombinierte Vertikalstützen und Dachträger mit ihrem unteren Ende auf einem Fundament bzw. Bodenplatte aufgesetzt und mit ihrem freien Ende am Dachträger gegeneinander gestellt. Die Tragelemente sind an diesem höchsten Raumpunkt miteinander verbunden. Mit dieser Konstruktion wird das zu umbauende Volumen aufgespannt und eine Tragkonstruktion bereitgestellt, die bereits Gebäudelasten und Zugkräfte aufnehmen kann. Zur Versteifung des Tragwerks sind die Tragelemente auf horizontaler Ebene durch wenigstens eine Rahmenanordnung miteinander verbunden. Dabei ist die Rahmenanordnung aus einzelnen, zwischen den Tragelementen im Bereich der Gebäudeaußenwand angeordneten Verbindungsstreben ausgebildet. Wenigstens zwei gegenüberliegende Verbindungsstreben weisen einen L-förmigen Querschnitt auf. Der längere Schenkel der L-förmigen Verbindungsstrebe ist dabei im wesentlichen lotrecht nach oben zeigend angeordnet und bildet einen Drempel der hierauf abgestützte Dach- und Wandelementlasten zu den beiden durch die Verbindungsstrebe verbundenen Tragelementen abführt. Der kürzere Schenkel der L-förmigen Verbindungsstrebe zeigt hingegen horizontal zur Gebäudeinnenseite und dient als Auflage für eine Geschossdecke. Beispielsweise kann als Geschossdecke eine vorgespannte Hohldecke verwendet werden. Auf und an diesem Tragwerk werden dann in geeigneter Weise Dach- und Wandelemente montiert.
  • Eine weitere Versteifung des Tragwerks wird erreicht, wenn die zweiten Schenkel der Tragelemente auf horizontaler Ebene etwa auf halber Längserstreckung der zweiten Schenkel durch eine Riegelanordnung bestehend aus zwischen den zweiten Schenkeln angeordneten Riegeln miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, dass eine erhebliche Verkürzung der Knicklänge für den einen Dachträger des Tragwerks bildenden zweiten Schenkel erreicht wird. Entsprechend kann das Tragelement in seinem Querschnitt schmaler dimensioniert werden. Gleichzeitig dient die Riegelanordnung bevorzugt als Auflage für eine Bodendecke.
  • Dadurch, dass die Geschoss- und/oder Bodendecke formschlüssig zwischen die Tragelemente und die Rahmenanordnung bzw. Riegelanordnung einfügbar ausgebildet ist, wird eine weitere Versteifung des Tragwerks, insbesondere gegen Scherkräfte erreicht. Die formschlüssig eingefügten Decken sichern die vom Tragwerk jeweils in der zugeordneten horizontalen Ebene aufgespannte Fläche und somit die winkeltreue Stabilität des Tragwerks.
  • Wenn die Tragelemente Falze mit Auflageflächen für Gebäudeaußenwand-oder -dachelemente aufweisen, wobei die Auflageflächen parallel zur Oberfläche der auf- oder anzulegenden Wand- oder Dachelemente ausgerichtet sind, wird die Kopplung der aufzulegenden Dach- und Wandelemente zur Tragwerkkonstruktion verbessert. Insbesondere werden übermäßige Punktlasten vermieden. Bevorzugt sind die Tragelemente von ihrem Querschnitt so ausbildet, dass sie bei angelegten Wand- oder Dachelementen innen- und außenseitig planeben mit diesem abschließen, also nicht mehr als konstruktive Elemente hervortreten.
  • Dadurch, dass die beiden Schenkel verschwenkbar um eine horizontale Achse miteinander verbunden und in einem Winkelbereich von 90° < α < 150° festlegbar sind, können die Tragelemente variabel für verschiedene Dachneigungen und Dachformen verwendet werden. Fertigungstechnisch und statisch bevorzugt ist jedoch eine einstückige Ausführung der Tragelemente mit einem fest vorgegebenen Winkel zwischen den beiden Schenkeln des Tragelementes.
  • Wenn von den Tragelementen wenigstens die zweiten Schenkel kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen, wird insbesondere in Verbindung mit im Winkelbereich einstellbaren Tragelementen ein Anlegen der die Dachkonstruktion bildenden Dachelemente an dem zweiten Schenkel auch bei unterschiedlichen Winkelstellungen, d.h. Dachneigungen, aufgrund der kreis- oder kreissegmentförmigen Querschnitts möglich.
  • Wenn unter dem höchsten Raumpunkt ein zentraler Mittelpfosten angeordnet ist, können Tragwerke mit einer besonders großen Grundfläche und/oder Tragwerke mit Tragelementen mit geringerem Querschnitt erstellt werden. Der zentrale Mittelpfosten kann dabei als reiner Tragpfeiler oder auch als Schornstein oder/und Versorgungsschacht ausgebildet sein.
  • Wenn vier baugleiche Tragelemente vorgesehen sind und das Tragwerk einen rechtwinkligen oder quadratischen Grundriß einnimmt, wird ein bautechnisch besonders einfach und kostengünstig zu erstellendes Gebäude vorgegeben. Als standardisiertes Grundrißmaß ist eine Fläche von 9 m × 9 m bevorzugt.
  • Dadurch, daß zweischenklige Erweiterungstragelemente vorgesehen sind, dessen von den beiden Schenkeln eingeschlossener Winkel größer gleich 90° ist, wobei das Erweiterungstragelement mit dem ersten Schenkel eine Vertikalstütze und mit dem zweiten Schenkel einen Dachträger bildet und wobei das freie Ende des zweiten Schenkels am ersten Schenkel des Tragelementes oder an der Rahmenanordnung anliegt, kann die Grundkonstruktion durch seitliche Anbauten variiert werden. Derartige Anbauten können auch nachträglich an dem Grundtragwerk montiert werden. Entsprechend bilden zwei Erweiterungstragelemente an einer Außenseite des Haupttragwerks angeordnet eine Anbautragkonstruktion.
  • Wenn am Tragwerk zum Aufnehmen von Dach-, Decken- und Wandelementen Aufnahmemittel vorgesehen sind, wird die Befestigung der Dach-, Decken- und Wandelemente erleichtert. Die Aufnahmemittel können beispielsweise formschlüssige Hakenverbindungen oder Bolzen- und Schraubverbindungen sein.
  • Um eine ausreichende Stabilität der Tragelemente zu erreichen, sind sie bevorzugt aus Metall, Stahlbeton oder Holz hergestellt.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1
    in räumlicher Ansicht ein erfindungsgemäßes Tragwerk,
    Fig. 2
    das in Fig. 1 dargestellte Tragwerk mit einer Abwandlung in Draufsicht,
    Fig. 3
    in einem Querschnitt in einer vergrößerten Detailansicht die Auflage einer Geschossdecke an dem in Fig. 1 dargestellten Tragwerk und
    Fig. 4
    in einer vergrößerten Schnittdarstellung ein Querschnittsprofil eines Tragelements mit angesetzten Wandelementen.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Tragwerk für ein Einfamilienhaus bestehend aus vier baugleichen Tragelementen 1, die auf einer Fundamentplatte F aufgestellt sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist jedes Tragelement 1 zweischenklig aufgebaut. Dabei bildet der erste Schenkel 1-1 eine Vertikalstütze und der zweite Schenkel 12 einen Dachträger des Tragwerks. Die beiden Schenkel 11, 12 sind über einen Bogenbereich bzw. eine Abwinklung 15 einstückig miteinander verbunden.
  • Wie bereits zu Fig. 1 erläutert, ist das Tragelement 1 mit seinem freien Ende 13 der Vertikalstütze 11 auf einem Fundament F aufgesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fundament F eine quadratische Fundamentplatte von beispielsweise 9 m × 9 m. Am anderen, oberen freien Ende 14 des Tragelements 1, also dem freien Ende 14 des Dachträgers 12 treffen die vier Tragelemente 1 aufeinander. Die oberen freien Enden 14 der Tragelemente 1 sind kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Bevorzugt wird dafür ein Blechformteil als Verbindungselement mittels Bolzen im Bereich des freien Endes 14 der Dachträger 12 verwendet. Ebenso können die Tragelemente 1 mit ihren unteren freien Enden 13 auf dem Fundament F fixiert sein.
  • Zur weiteren Versteifung des Tragwerks ist in Fig. 1 eine Rahmenanordnung 2 dargestellt, die in horizontaler Ebene die vier Tragelemente 1 miteinander verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel eines eingeschossigen Einfamilienhauses ist die Rahmenanordnung 2 auf Höhe der Geschoßdecke im Bereich der Abwinklung 15 der Tragelemente 1 angeordnet.
  • Die Rahmenanordnung 2 besteht aus vier Verbindungsstreben 21, 21', die jeweils benachbarte Tragelemente 1 miteinander verbinden. Diese Verbindung kann wiederum form- und/oder kraftschlüssig erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Verbindungsstreben 21 mit rechteckigem Querschnittsprofil im Tragwerksgebäude einander gegenüberliegend angeordnet, wohingegen die beiden anderen, einander gegenüberliegend angeordnet Verbindungsstreben 21' L-förmigen Querschnitt aufweisen, wie in Fig. 3 dargestellt. Dabei weist der größere Schenkel 211 der Verbindungsstrebe 21 im wesentlichen lotrecht nach oben zeigend. Der größere Schenkel 211 bildet den Drempel. Der kürzere Schenkel 212 der im Querschnitt L-förmigen Verbindungsstrebe 21 ist dabei horizontal zur Gebäudeinnenseite zeigend ausgerichtet. Entsprechend bildet der kürzere Schenkel 212 eine Auflage für eine im Bereich der Rahmenanordnung 2 einzubringende Geschossdecke 4.
  • Die vier Tragelemente 1 spannen so ein Raumvolumen auf, daß mittels vor Ort erstellter oder vorgefertigter Bauelemente nunmehr zu einem geschlossenen Gebäude komplettiert werden kann. Dabei übernimmt das Tragwerk sämtliche Gebäudelasten und Zugkräfte und leitet sie auf das Fundament F. Innerhalb des umbauten Raumvolumens sind weder tragende Wände noch Stützelemente vorhanden. Somit kann der Innenraum des Gebäudes völlig individuell aufgeteilt und nachträglich auch geändert werden.
  • Bei zweigeschossigen oder mehrgeschossigen Gebäuden können auch mehrere Rahmenanordnungen 2 horizontal übereinander angeordnet werden. Auch hier sind die Rahmenanordnungen 2 bevorzugt im Bereich der Geschoßdecken anzuordnen. Damit ist es auch denkbar, ein voll unterkellertes eingeschossiges Einfamilienhaus mit dieser Tragwerkkonstruktion unmittelbar auf der Kellerbodenplatte aufzubauen.
  • Das in Fig. 2 dargestellte Tragelement 1 weist für das dargestellte Ausführungsbeispiel im Bereich der Abwinkelung 15 einen von den beiden Schenkeln 11, 12 eingeschlossenen Winkel α = 125° auf. Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 und einem aufgelegten Satteldach mit einer Firstlinie parallel zu zwei Verbindungsstreben 21 durch den höchsten Raumpunkt wird somit eine Dachneigung von 45° erreicht. Selbstverständlich können Winkel zwischen 90° < α < 150°, bevorzugt 110° < α < 135° für den Bogenbereich 15 des Tragelementes 1 gewählt werden. Entsprechend dem gewählten Winkelbereich können unterschiedliche Dachneigungen an dem aufgelegten Dach realisiert werden. Dabei kann das Tragwerk sowohl Satteldächer, Walmdächer, wie auch Kombinationen daraus tragen. Alternativ zur vorgenannten Ausrichtung des Dachfirstes kann dieser auch entlang einer Diagonalen in Ausrichtung zweier Dachträger 12 erfolgen.
  • In Fig. 2 ist das Tragwerk gemäß Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführungsform dargestellt. Neben dem konstruktiven Elementen, nämlich Tragelemente 1 und Rahmenanordnung 2 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im Bereich der Dachträger 12 auf halber Länge zwischen Abwinklung 15 und oberen freien Ende 14 der Tragelemente 1 eine Riegelanordnung 3 eingefügt, die aus vier jeweils zwischen den Dachträgern 12 auf einer horizontalen Ebene eingefügten Riegel 31 besteht. Auf die sich durch die Riegel 31 in der Riegelanordnung 3 bildende horizontal angeordnete Rahmenkonstruktion ist eine Bodendecke 41 aufgelegt. Die Bodendecke 41 versteift das Tragwerk insbesondere hinsichtlich angreifender Scherkräfte. Entsprechend wird eine hohe Winkeltreue des Tragwerkes erreicht.
  • In Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Tragelementes 1 erkennbar. Das Tragelement 1 hat an seiner Außenseite demnach eine prismenförmige Gestalt. Damit werden zwei Auflageflächen 16, 16' gebildet, die jeweils mit der Ebene der aufzulegenden Dach- und Wandelemente zusammenfallen, womit eine vorteilhafte Lastverteilung an diesen Flächen erfolgt.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Querschnitt des Tragelementes 1 wie in Fig. 4 dargestellt ausgeführt. Dabei bildet das Tragelement in der Querschnittsdarstellung eines Dachgrates. Gemäß Fig. 4 handelt es sich um einen Schnitt im Bereich des zweiten Schenkels 12, also im Dachbereich. Der Dachträger bildet sowohl die Außenecke des Dachgrates, wie auch die innenseitige Ecke auf der Gebäudeinnenseite. Im Bereich der Seitenflanken des Tragelementes sind Falze 17 angeordnet. Die damit gebildete Abstufung in der Seitenflanke des Dachträgers 12 bildet eine Auflagefläche 16, die parallel zur Oberfläche der anschließenden Wandelemente ist.
  • Ferner ist in Fig. 4 geschnitten je ein Dachelement 42 mit entsprechender Negativform zur Anlage an dem Dachträger 12 dargestellt. Die Dachelemente 42 sind auf in dem Dachträger 1 2 im Bereich der Auflageflächen 1 6 vorstehende Bolzen 18 aufgesteckt und verschraubt.
  • Erfindungsgemäß lassen sich aus vier baugleichen Tragelementen, die etwa L-Form aufweisen, eine raumumgreifende Tragkonstruktion für Gebäude bilden, die völlige Freiheit bei der Innenaufteilung des Gebäudes zuläßt. Die Tragelemente sind dabei als flache, sich über eine Fläche erstreckende Elemente platzsparend lagerfähig und leicht zu transportieren. Die Tragelemente können mit einem gewöhnlichen LKW-Auflieger zur Baustelle gefahren werden und dort aufgrund ihres geringen Gewichts mit einem einfachen Kran gehandhabt werden. Bevorzugt sind die Tragelemente aus Stahl, vorgespanntem Stahlbeton oder formverleimtem Holz hergestellt.
  • Das vorgestellte Tragwerk für Gebäude zeichnet sich zudem durch eine hohe Erdbebensicherheit aus. Die aus den Tragelementen und Rahmenanordnungen sowie etwaige Riegelanordnung gebildete Konstruktion kann auch bei erheblichen Bodenerschütterungen, wie sie bei Erdbeben auftreten, in sich elastisch reagieren. Dabei bleibt die Fähigkeit Gebäudelasten und Scherkräfte aufzunehmen vollständig erhalten. Lediglich an den Verbindungen zwischen den Bauteilen ist auf eine ausreichend elastische und zugfeste Verbindung zu achten. Bei größeren Erdbebenamplituden ist zwar dann eine Beschädigung der auf dem Tragwerk aufgelegten bzw. angelegten Wand-, Dach- und Deckenelemente möglich. Gleichwohl bleibt das die Gebäudelasten aufnehmende Tragwerk unversehrt und ist somit in der Lage, auch die möglicherweise beschädigten am Tragwerk angefügten Elemente sicher zu halten. Folglich können Personenschäden bei Erdbeben in derartigen Gebäuden weitestgehend vermieden werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tragelement
    11
    erster Schenkel, Vertikalstütze
    12
    zweiter Schenkel, Dachträger
    13
    unteres freies Ende
    14
    oberes freies Ende
    15
    Abwinklung, Bogenbereich
    16
    Auflagefläche
    16'
    Auflagefläche
    17
    Falz
    18
    Befestigungsmittel, Bolzen
    2
    Rahmenanordnung
    21
    Verbindungsstreben
    3
    Riegelanordnung
    31
    Riegel
    4
    Geschossdecke
    41
    Bodendecke
    42
    Dachelement
    F
    Fundament
    α
    Winkel

Claims (10)

  1. Tragwerk für Gebäude, insbesondere Einfamilienhäuser, zur Aufnahme der Gebäudelasten und Zugkräfte, bestehend aus mindestens drei zweischenkligen Tragelementen (1), dessen von den beiden Schenkeln eingeschlossener Winkel (α) größer als 90° ist, wobei jedes Tragelement (1) mit dem ersten Schenkel (11) eine Vertikalstütze des Tragwerks und mit dem zweiten Schenkel (12) einen Dachträger des Tragwerks bilden, die freien Enden des zweiten Schenkels (12) jedes Tragelementes (1) an einem höchsten Raumpunkt zusammentreffen und miteinander verbunden sind und die Tragelemente (1) auf horizontaler Ebene durch wenigstens eine Rahmenanordnung (2) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenanordnung (2) wenigstens zwei zwischen den Tragelementen (1) eingefügte, einander gegenüberstehend, im Querschnitt L-förmige Verbindungsstreben (21') aufweist, dessen längerer Schenkel (211) in Art eines Drempels im wesentlichen lotrecht nach oben zeigend angeordnet ist und dessen kürzerer Schenkel (212) horizontal zur Gebäudeinnenseite zeigend ausgerichtet ist und dabei eine Auflage für eine Geschossdecke (4) bildet.
  2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schenkel (12) der Tragelemente (1) auf horizontaler Ebene etwa auf halber Längserstreckung der zweiten Schenkel (12) durch eine Riegelanordnung (3) bestehend aus zwischen den zweiten Schenkeln angeordneten Riegeln (31) miteinander verbunden sind.
  3. Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Riegelanordnung (3) eine Bodendecke (41) auflegbar ist.
  4. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschoss- (4) und/oder Bodendecke (41) formschlüssig zwischen die Tragelemente (1) und die Rahmenanordnung (2) bzw. Riegelanordnung (3) einfügbar ausgebildet ist.
  5. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (1) Falze (17) mit Auflageflächen (16, 16') für Gebäudeaußenwand- oder -dachelemente aufweisen, wobei die Auflageflächen (16, 16') parallel zur Oberfläche der auf- oder anzulegenden Wand- oder Dachelemente ausgerichtet sind.
  6. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel (11, 12) verschwenkbar um eine horizontale Achse miteinander verbunden und in einem Winkelbereich von 90° < α < 1 50° festlegbar sind.
  7. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den Tragelementen (1) wenigstens die zweiten Schenkel (12) kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen.
  8. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem höchsten Raumpunkt ein zentraler Mittelpfosten angeordnet ist.
  9. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier baugleiche Tragelemente (1) vorgesehen sind und das Tragwerk einen rechtwinkligen oder quadratischen Grundriß einnimmt, der bevorzugt etwa 9 m x 9 m beträgt.
  10. Tragwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragwerk zum Aufnehmen von Dach-, Decken- und Wandelementen Aufnahme- und Befestigungsmittel (18) vorgesehen sind.
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