Aus vorfabrizierten Raumzellen hergestelltes mehrstöckiges Gebäude Das Hauptpatent betrifft ein aus vorfabrizierten Raumzellen hergestelltes Gebäude, bei welchem die Raumzellen von Zimmerhöhe und mindestens der Breite eines Fensters oder einer Tür so zusammengebaut sind, dass sie jeweils ein Stockwerk eines ein- oder mehr stöckigen Gebäudes bilden, wobei die Raumzellen je ein vorgespanntes Bodenelement besitzen, das an entgegen gesetzten Enden aufrechtstehende Endelemente auf weist, und die ursprünglich separaten Boden- und End elemente starr miteinander verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mehr stöckige Gebäude dieser Art, bei denen, aus Festigkeits gründen zusätzliche Versteifungen und Unterstützun gen notwendig sind.
Ein älteres Schweizer PaentNo.388603 des gleichen Inhabers ibezieW sich auf :
ein mehrstöcki,ges Gebäude, bei dem jedes Stockwerk vorfabrizierte Raumzellen umfasst, die einander benachbart sind und mit senkrechten An schlussflächen aminandex anliegen, woben<B>jede</B> Raumzelle ,an der Anschlussfläche,
mixt der sie an einer benachbarten Raumzelle anliegt, zwei mit ihr aus einem Stück be stehende aufrechtstehende Endelemente besitzt, daren je des mit einem entsprechenden Endelement der benach barten Raumzelle gepaart ist und mit ihm eine senk rechte hohle Säule bildet.
Die Raumzellen der überein anderliegenden Stockwerke sind derart aufeinanderge- stellt, dass ihre au>frechtstehenden Endelemente senkrecht aufeinander ausgerichtet sind und eine hohle durch gehende senkrechte Säule bilden, die sich über die ganze Höhe der aufeinanderfolgenden Stockwerke erstreckt, wobei diese durchgehenden Säulen eine durchgehende Betonfüllung enthalten.
Der Vorteil dieser Bauweise b: steht darin, dass die senkrechten, durchgehenden mit Beton gefüllten Säulen eine grosse Festigkeit und Steifig- keit des ganzen Gebäudes bewirken, die wesentlich grös ser ist als die Festigkeit, die lediglich durch die einzelnen aufrechten Endelemente der Raumzellen erreicht würde.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrstöckiges Gebäude nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, bei welchem ebenfalls die Endelemente benachbarter Raumzellen mit senkrechten Anschlussflächen zu Paaren vereinigt aneinander anliegen, und die Endelemente der Raumzellen übereinanderliegender Stockwerke senk recht aufeinander ausgerichtet sind.
Gemäss dea vorliegenden Erfindung ist dieses Ge bäude weiter dadurch gekennzeichnet, dass die senk recht aufeinander ausgerichteten Endelemente der Raumzellen paarweise mit einer gemeinsamen senkrech ten, tragenden Versteifungssäule starr verbunden sind, welche Säule sich über die ganze Höhe mehrerer Stock werke erstreck.
Der Vorteil dieser Bauweise besteht dann, dass ob wohl alle Raumzellen in ihrer äusseren Ausbildung gleich sind, die zusätzliche Festigkeit, die für das voll ständige Gebäude notwendig ist, entsprechend der je weils zu erwartenden Beanspruchung verschieden ge wählt werden kann.
Zum Beispiel sind die tragenden Teile in den unteren Stockwerken des Gebäudes wesent lich grösiseren Belastungen ausgesetzt als die Teile in den oberen Stockwerken, und zwar sowohl wegen der senkrechten Belastung g Gewichtes als auch wegen der auf die Anschlüsse wirkenden Biegekräfte infolge der waagrechten Beanspruchung durch den Wind; die zur Aufnahme dieser grösseren Belastung notwendige Festigkeit und Steifheit kann leicht durch die durch gehenden Versteifungssäulen in Verbindung mit den Paaren tragender Endelemente, an denen sie befestigt sind, gewonnen werden.
Es ist jedoch zu beachten, dass jede Versteifungs säule zusammen mit den beiden Endelementen, mit de nen sie in jedem der aufeinanderfolgenden Stockwerke einschliesslich des untersten starr verbunden ist, eine einheitliche Stützsäule oder einen Pfeiler bildet, der vom Boden oder Fundament aufwärts ragt und das Gebäude stützt. Die Versteifungssäulen können sich wenn nötig über alle Stockwerke des Gebäudes erstrecken; aber in vielen Fällen werden die obersten Stockwerke oder das oberste Stockwerk ohne diese Säulen genügend Festig keit besitzen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sind Aus- führungsbeispiele an Hand der beigefügten Zeichnung im folgenden ausführlich beschrieben; es zeigt: Fig. 1 einen senkrechten, z. T.
schematischen Schnitt durch drei Stockwerke eines mehrstöckigen Ge bäudes in der Ebene der Anschlussflächen benachbarter Raumzellen, Fig.2 einen senkrechten Schnft durch die durch- gehenden Versteifungssäulen gemäss einer Ausführungs- form des Gebäudes,
Fig. 3 eine auseinander\ezogene schaubildliche Dar stellung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, Fig. 4 bis 10 schaubildliche Darstellungen von an deren Ausführungsformen, Fig. 11 einen Grundriss von benachbarten Raum zellen eines Stockwerkes eines mehrstöckigen Hauses.
Gemäss Fig. 1 besteht jede der übereinander ange ordneten Raumzellen aus einem im Grundriss, im Sei- tenriss und in der Stirnansicht rechteckigen Gebilde und weist eine Bodenplatte 12, Stirnwände 11 und ein Dach oder eine Decke 13 auf, die eine aufgehängte, nichttra- gende Decke sein kann.
Die allgemeine Ausbildung der Raumzellen kann derjenigen eines der Ausführungsbei spiele des Hauptpatentes entsprechen, indem der Boden 12 aus einer rechteckigen Bodenplatte aus vorgespann tem armiertem Beton besteht, an deren einander entge gengesetzten Stirnseiten je ein aufrechtstehendes Ende- lement 14 aus armiertem Beton befestigt ist, wobei die Bodenplatte 12 und die Endelemente 14 ursprünglich als separate Teile ausgebildet waren,
aber nun durch Ver- schweissung oder anderweitige Verbindung ihrer Armie_ rungen starr miteinander verbunden sind.
Die oberen Enden der Endelemente 14 können durch Zugstangen oder ähnliche Organc miteinander verbunden sein und die Decke 13 kann, falls sie nichttragend ist, an diesen Zugstangen aufgehängt sehn. Jed.os Element 14 weist an den Anschlussflächen 26, mit denen die benachbarten Raumzellen aneinanderstossen, je einen säulenartigen Teil 15 auf, der sich über die ganze Höhe der Raum zeIle erstreckt.
Diese säulenartigen Teile 15 stellen tra gende Teile für die Bildung von Stirnwänden dar und sind an jeder Ecke der Raumzelle angeordnet: die Stirn wandfüllung 11a kann aus einem Stück mit diesen säu lenartigen Teilen 15 bestehen oder an diesen Teilen be festigt sein, um die Stirnwand 11 zu bilden. Die Teile 15 st; hen auf der Aussenseite dieser Stirnwände 11 vor.
Die beiden säulenartigen Teile an jeder Stirnwand der Raumzelle 10 befinden sich an deren Seiten, so dass beim seitlichen Zusammenfügen von zwei Raumzellen jeder Säulenteil 15 mit einer Anschlussfläche 26 an den entsprechenden Säulenteil der benachbarten Raumzelle anstösst und mit ihm gepaart ist. Die beiden Säulenteile 15 jedes Paares bilden zusammen einen senkrechten hohlen Pfeiler. Zu diesem Zweck haben sie komplemen- täre Querschnittsform, wobei sie einen Hohlraum zwi schen sich begrenzen.
Die Raumzellen der übereinander liegenden Stockwerke sind derart aufeinander gestellt, dass ihre 15 übereinander stehen und senk recht aufeinander ausgerichtet sind, so dass ein hohler, senkrechter durchgehender Pfeiler sich vom Fundament 38 aufwärts über die ganze Höhe mehrerer Stockwerke erstreckt, wobei dieser hohle Pfeiler eine senkrechte durchgehende Betonfüllung aufweist.
Die Aussenseite jedes betongefüllten Pfeilers ist von einem durchgehen den zusätzlich zur Betonfüllung angeordneten Verstei fungselement 16 überdeckt, das sich auf das Fundament 38 abstützt. Wie aus Fig.l ersichtlich, können diese Versteifungselemente 16 sich nach oben verjüngen, um bei den unteren Stockwerken eine grössere Festigkeit und Steifigkeit zu liefern.
Jedes Versteifungselement 16 ist vorzugsweise starr über seine ganze Länge mit dem zugehörigen hohlen Pfeiler verbunden: zu diesem Zweck kann ein Klebstoff verwendet werden, der Epoxy-Harz enthält.
Jedes Endelement 14 weist vorzugsweise eine wanb rechte Basis 17 aus armiertem Beton auf, von der die aufrechten Säulenteile 15 emporragen. Diese Säulenteile 15 sind an ihren oberen Enden durch waagrechte Glie der 18 miteinander verbunden. Die Teile 15, 17, 18 je des Endelementes 14 sind in geeigneter Weise .armiert. Jedes Endelement 14 kann zwar einen rechteckigen Rahmen bilden; doch kann es auch mindestens über einen Teil seiner Höhe selbst die Stirnwand bilden oder mit einer Stirnwand verbunden sein.
Zum Beispiel kann es gemäss Fig. 2 und 3 mit einer Wandfüllung 19 und einem Fenster 20 versehen sein.
Gemäss der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungs form ist jeder Säulenteil 15 an der Anschlussfläche ge falzt oder abgestuft, wie mit Bezugsziffer 21 angedeutet ist, so dass beim Zusammenfügen von benachbarten Raumzellen eines Stockwerkes die aufrechtstehenden Säulenteile 15, wenn ihre Anschlussflächen aneinander stossen, gemeinsam einen Kanal in den senkrechten Pfeilern bilden. Dieser Kanal ist auf der Aussenseite durch das eingesetzte durchgehende Versteifungselement 16 verschlossen, das aus armiertem Beton bestehen kann, und mit Beton gefüllt. Diese Betonmasse kann armiert und falls notwendig vorgespannt sein.
Eine derartige Ausführungsform ist ausführlicher und schaubildlich in Fig. 4 dargestellt, wobei die Beton füllung mit 22 bezeichnet ist und die Armierungsstäbe derselben mit 23. Die Armierungsstäbe in den Verstei fungselementen 16 sind mit 24 bezeichnet. Die Verstei- fungselemente 16 weisen einen U-förmigen Querschnitt auf, und ihre beiden Schenkel liegen an der Aussen fläche .der Teile 15 an.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 überdecken die beiden Schenkel des im Querschnitt U-förmigen Ver steifungselementes 11a die voneinander abgewandten Seitenwände der Teile 15 und sind zur Aufnahme der Glieder 17 und 18 entsprechend ausgeschnitten. Die Be tonfüllung 22 weist deshalb einen T-förmigen Quer schnitt auf. Die Versteifungselemente 11a bilden eine waagrechte Verbindung zwischen den einzelnen Raum zellen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6 besteht das Versteifungselement 16b aus Blech.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei wel cher die rinnenförmigen Teile 15a Abschnitte eines Rah mens bilden, der an den beiden Anschlussflächen der Raumzelle angeordnet ist; diese Teile 15a sind aus Me tall, z. B. Blech. Zusammen bilden die Teile 15a der benachbarten Raumzellen einen Hohlraum, in dem die Betonmasse 22 eingefüllt ist. Die Versteifungselemente 16c aus Beton haben einen U-förmigen Querschnitt und überdecken die äusseren Seitenflächen der Teile 15a, wodurch diese vor Feuer geschützt sind. Der Hohlraum im Innern -des Versteifungselementes 16c, ausserhalb der Teile 15a, enthält eine Betonfüllung 23, die als Verstei fung wirk.
In den soeben beschriebenen Ausführungsformen werden die durchgehenden Versteifungssäulen durch die Versteifungselemente 16, 16b oder 16c zusammen mit dem armierten Beton 23 gebildet, der über den die Hohl räume der Teile 15 oder 15a füllenden Beton 22 hinaus vorhanden ist.
Bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 8 und 11 ist eine vorfabrizierte, armierte Versteifungs- isäule 24. vorh,anlden, die vorgespannt sein kann und die einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ihre Hauptrippe den Hohlraum zwischen den Teilen 15 aus-. füllt, während Querrippen sich an die Aussenselte der Teile 15 anschliessen. Diese Säulen 24 können durch Schweissen, Nieten, Verschraubungen oder Verleimen befestigt werden, z.
B. unter Verwendung von Epoxy- Harz. Durch die Verwendung dieser vorfabrizierten Säulen wird die Zeit einsgespart, die sonst zum Einfüllen und Abbinden der Beitonmasse bei den Ausführungs- formen gemäss Fig. 4 bis 7 erforderlich ist.
Die Versteifungselemente 16, 16b, 16c können an den Teilen 15 oder 15a in derselben Weise befestigt werden.
Bei der in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungs form weisen die Säulenteile 15b einen etwa rechteckigen Querschnitt auf und die beiden zusammengehörigen Säulenteile 15b hegen mit ihren Anschlussflächen 26 dicht beisammen. Jede Säule weist zwei Längsnuten 27 auf, während die Versteifungssäule 16b zwei entspre chende Rippen 28 aufweist, die einen etwas kleineren Querschnitt als die Nuten 27 besitzen.
Ausserdem ist die Säule 15b jeder der übereinander angeordneten Raumwellen mindestens an einer Stelle mit einem vor stehenden Bolzen 29 versehen, der in eine Bohrung 30 der Versteifungssäule 16b eingreift und darin durch Klebstoff oder Zement gesichert ist. Hierzu wird Mörtel aus rasch abbindendem Zement in die Bohrungen 30 eingefüllt, bevor die Bolzen in diese Bohrungen einge schoben werden, wenn die Versteifungssäulen 16 b an die Teile 15b angefügt werden. Die Oberflächen der vor stehenden Bolzen 29 und die Oberfläche :der Bohrun gen 30 sind so ausgebildet, dass sie sowohl mechanisch als auch durch Haftung einen guten Angriff des Mörtels aus schnell abbindendem Zement ermöglichen.
Solcher Mörtel aus schnell abbindendem Zement kann auch zwi schen die benachbarten Seiten der Säulenteile 15b und der Versteifungselemente 16b eingebracht sein, wie in Fig. 9 mit Bezugsziffer 31 angedeu.teit ist, oder er kann lediglich in die Längsnuten 27 eingebracht sein.. Diese Keilnuten 27 bilden Befestigungsrinnen, welche vollstän dig oder teilweise mit Zementmörtel gefüllt werden kön nen, bevor die Versteifungselemente 16b eingesetzt wer den, und sie dienen dazu, .den Zementmörtel aufzuneh men.
Wenn die Säule 16b an die Säulen 15b angefügt wird, dringen die Rippen 28 in die mit Zementmörtel gefüllten Nuten, und ein Teil des Zementmörtels wird aus den Nuten ausgedrückt und verteilt sich zwischen die benachbarten Flächen der Säulen 15b und :der Säu len 16b. Da die Säulen 16b,die Anschlussflächen 26 in jedem Stockwerk überbrücken und da die Säulen 16b mittels der Bolzen 29 fest mit den Säulen 15b der Raum zellen verbunden sind, die mit Anschlussfläche 26 an- einanderstossen, .bilden die Säulen 16b eine waagrechte Verbindung zwischen den beiden Raumzellen.
Falls erforderlich kann auch zwischen die benach barten Flächen der beiden Säulen 15 Zement einge bracht sein, wie mit Bezugsziffer 32 angedeutet ist.
Ein geeigneter Mörtel aus schnell abbindendem Ze ment enthält einen Zuschlagstoff und einen abbindenden Klebstoff, der z. B. ein Epoxy-Harz sein kann, wie das unter dem Markennamen Aderit-Spezial von der Firma Meynadier hergestellte und verkaufte. Um einen rasch abbindenden Zementmörtel zu erhalten, wird das Harz mit Quarzsand als Zuschlagstoff im Gewichts-Ver- hältnis 1:1 vermischt.
Wie aus Fig.11 ersichtlich, können die beiden Raumzellen zu beiden Seiten mindestens einiger An- schlussflächen 26 vollständig oder teilweise offen sein, so dass die Innenräume dieser beiden Raumzellen an den Anschlussflächen miteinander in Verbindung stehen. Die äusseren Seitenflächen der Raumzellen an entgegen ,gesetzten Enden der Stockwerke sind jedoch durch Wände 33 geschlossen.
Das Innere der Stockwerke ist idurch mnere Trennwände in einzelne Zimmer unterteilt, wie bei 34-37 angedeutet ist.
Wie bei 34 angedeutet, können mindestens einige der mit offenen Seiten ver- sehenen Raumzellen mit Trennwänden ausgerüstet sein, die quer zu den Stirnwänden 11 angeordnet sind und zwar innerhalb der offenen Seiten, so dass die Grund- rissform der einzelnen Zimmer, in welche das Stock werk unterteilt ist, von der Grundrissform der Raum zellen unabhängig und .somit die Grösse und Form der Zimmer im fertigen Haus nicht nur von der Grösse und Form der vorfabrizierten Zellen abhängig ist.