DE19730184C2 - Stahlbeton-Bauverfahren für ausschließlich dreidimensional bestimmbare Baukörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stahlbeton-Bauverfahren für ausschließlich dreidi­ mensional bestimmbare Baukörper. Hierunter sollen u. a. solche Baukörper verstanden werden, deren Flächen keine auf geometrische Bezugsgrößen zu­ rückführbare Gestaltung aufweisen. Ebene und abgeknickte Flächen, aber auch gekrümmte Flächen oder Kugel- und Ellipsenabschnitte lassen sich geometrisch beschreiben und somit auch als Baustruktur exakt definieren. Mit diesen Angaben lassen sich dann geeignete Schalungssysteme anfertigen. Schalungen für nicht­ ebene Flächen bestehen in der Regel aus einer der Flächenstruktur entsprechenden Rippenanordnung, die dann betonseitig mit der dünnen Schalungsfläche versehen wird. Die Herstellung dieser Schalungssysteme ist aufwendig und läßt sich in der Regel nur dann wirtschaftlich vertreten, wenn mittels einer Schalungskonstruktion gleich mehrere identische Bauabschnitte betoniert werden können. Bei frei geformten, ausschließlich noch dreidimensional bestimmbaren Baukörpern versagen die herkömmlichen Schalungskonstruktionen bzw. erfordert deren Herstellung einen solchen Aufwand, daß das Bauwerk nicht mehr wirtschaftlich herstellbar ist.

Aus der DE 37 35 806 C1 ist es bereits bekannt, zur Herstellung von Sonderteilen aus Stahlbeton, z. B. auch von Fassadenteilen, eine Gießform zu verwenden, in der sich eine mechanisch bearbeitbare, wachsartige Modelliermasse mit niedrigem Schmelzpunkt befindet. Mittels eines computergesteuerten Arbeitskopfes wird die Modelliermasse gezielt abgetragen und auf diese Weise in die Gießform gestaltet. In die Gießform wird zuerst eine Bewehrung und dann die Betonmasse eingefüllt, worauf die Betonmasse aushärten kann, bevor schließlich das Sonderteil aus der Negativform herausgehoben wird. Das überschüssige Material der Modelliermasse wird abgesaugt, nachdem das Formteil hergestellt und aus der Form entnommen worden ist und wieder in die Form zurückverfüllt. Durch anschließende Aufheizung der Form auf eine Temperatur über 50°C verflüssigt die Modelliermasse, so daß die Form anschließend wieder für den nächsten Herstellungsprozeß zur Verfügung steht. Dieses vorbekannte Verfahren ist relativ aufwendig, da zur Aufnahme der Modelliermasse ein Schaltisch mit umlaufender Aufkantung erforderlich ist, und unter dem Schaltisch ein Heizregister angeordnet werden muß, mit dem sich die Modelliermasse auf die zu deren Verflüssigung erforderliche Temperatur heizen läßt.

Zur Herstellung großer Serien von Betonfertigteilen ist aus der Zeitschrift "Betonwerk + Fertigteil-Technik", Heft 2, Seiten 128 bis 130 die Verwendung von Einwegformen aus geschäumtem Kunststoff bekannt. Derartige Formen lassen sich preiswert und in großen Stückzahlen vorfabrizieren, so daß bei entsprechenden Bedarf große Mengen an Betonelementen kurzfristig angefertigt werden können. Außerdem können die Formen aus geschäumtem Kunststoff auch als Transportbehältnisse für den Transport der hergestellten Betonkörper zur Baustelle dienen. Auf der Baustelle wird das Betonelement dann aus der Form entschalt. Ausdrücklich erwähnt wird die Eignung dieser Technik für in großen Stückzahlen herstellbare Betonelemente, da nur in diesem Fall die hohen Werkzeugkosten zur Herstellung der vielen Formen zu rechtfertigen seien.

Aus der DE 196 34 254 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem sich die gesamte Oberfläche eines dreidimensionalen Objektes ermitteln läßt. Die Raumkoordinaten von Oberflächenpunkten mehrerer Ansichten des zu vermessenden Objektes werden in einem zu der jeweiligen Ansicht gehörenden, lokalen Koordinatensystem ermittelt. Unter Anwendung beispielsweise eines Phasenshiftverfahrens lassen sich die lokalen Raumkoordinaten in einem übergeordneten globalen Koordinatensystem zusammenfassen, um so das zu vermessende Objekt ganzheitlich zu vermessen. Über Verwendungsmöglichkeiten in Bezug auf die so ermittelten Koordinaten finden sich in dieser Druckschrift keine Hinweise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stahlbeton-Bauverfahren zu entwickeln, mit dem sich auch Baukörper aus dreidimensional und insbesondere frei gestalteten Flächen exakt und rationell erstellen lassen.

Vorgeschlagen wird hierzu ein Stahlbeton-Bauverfahren mit den nachfolgenden Schritten:

• a) Erfassen der maßhaltigen Flächen des zu erstellenden Baukörpers in ei­ nem dreidimensionalen Koordinatensystem und Zuweisung dreier Koordi­ natenwerte zu den maßhaltigen Oberflächenpunkten des Baukörpers;
• b) softwaremäßige Unterteilung des Baukörpers in Elemente vorgegebener Maximalgröße, wobei jedem Element als Datensätze zugewiesen werden
  • 1. die Koordinatenwerte zu den maßhaltigen Oberflächenpunkten des Elementes;
  • 2. die Koordinatenwerte der Grenzflächen zu angrenzenden Elementen oder Bauwerksteilen;
• c) für jedes Element Verarbeitung der Datensätze zu einem Steuerprogramm für ein materialabtragendes Bearbeitungsverfahren;
• d) Herstellen einer dreidimensionalen Form durch materialabtragende Bear­ beitung eines Blockkörpers entsprechend dem Steuerprogramm;
• e) Betonieren des Elementes im Formraum der Form;
• f) nach dem Aushärten des Betons Trennen des betonierten Elementes und der Form.

Das erfindungsgemäße Bauverfahren bietet den Vorteil, daß sich damit selbst ausschließlich dreidimensional bestimmbare Baukörper mit frei gestalteten Flächen exakt und rationell erstellen lassen. Hierzu werden in einem ersten Schritt die maßhaltigen Flächen des Baukörpers in einem dreidimensionalen Koordinatensystem erfaßt, und es werden den maßhaltigen Oberflächenpunk­ ten des Baukörpers jeweils drei Koordinatenwerte zugewiesen. Die hierbei anfallende Datenmenge läßt sich selbstverständlich nur auf dem Wege der elektronischen Datenverarbeitung bewältigen. Das Datenverarbeitungssystem wird auch herangezogen, um in einem anschließenden Programmschritt den insgesamt definierten Baukörper rechnerisch in einzelne Elemente vorgegebe­ ner Maximalgröße zu unterteilen, wobei jedem dieser Elemente als Datensätze zugewiesen werden die Koordinatenwerte zu den maßhaltigen Oberflächen­ punkten des Elementes sowie die Koordinatenwerte der Grenzflächen zu an­ grenzenden Elementen oder Bauwerksteilen. Nach Durchführung dieses Pro­ grammschrittes ist daher die Oberflächenstruktur jedes Elementes einschließ­ lich des Verlaufes der Grenzflächen zu benachbarten Elementen definiert und in dem Datenverarbeitungsprogramm abgespeichert.

Bei der Untergliederung des Baukörpers in einzelne Elemente ist jene Maximal­ größe der Elemente vorgegeben, bei der noch ein Betonieren in einer aus ei­ nem Blockkörper gefrästen Form möglich ist. Die Maximalgröße der Elemente kann auch durch die noch mögliche Handhabbarkeit des einzelnen Elementes mittels üblicher Baukräne vorgegeben sein.

Nachdem jedes Element softwaremäßig exakt beschrieben ist, erfolgt die Ver­ arbeitung der Datensätze zu einem Steuerprogramm für ein materialabtragen­ des Bearbeitungsverfahren. Bei dem Bearbeitungsverfahren wird ein zunächst unbearbeiteter Blockkörper mittels eines geeigneten Werkzeuges, vorzugs­ weise eines Fräskopfes, entsprechend dem Steuerprogramm bearbeitet, bis sich in der Form ein exakter Formraum zum anschließenden Betonieren des Elementes ergibt.

Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Bauverfah­ rens sind Gegenstand der einzelnen Unteransprüche.

Nachfolgend werden Einzelheiten des Bauverfahrens anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen mehrstöckigen Baukörper, des­ sen Außenhaut aus frei gestalteten, ausschließlich dreidimensional bestimmbaren Flächen besteht;

Fig. 2 den Baukörper nach Fig. 1 in einer strukturierten Darstellung, bei der die Oberflächenpunkte des Baukörpers jeweils in einem dreidimen­ sionalen Koordinatensystem dargestellt werden;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen Schnitt durch eine Geschoß­ ebene des Baukörpers;

Fig. 4 eine nochmals feiner untergliederte Darstellung eines Teiles des Ge­ schosses;

Fig. 5 eine nochmals feiner untergliederte Darstellung von vier aneinander­ grenzenden Wandelementen des Geschosses;

Fig. 6 in einer Draufsicht eine zweiteilige Form zum Betonieren eines Ele­ mentes;

Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 in perspektivischer Darstellung eine Form zum Betonieren eines Wandelementes;

Fig. 9 eine Einzelheit der in Fig. 8 dargestellten Form;

Fig. 10 ein Wandelement nach Herausnahme aus der Form;

Fig. 11 in einer horizontalen Schnittdarstellung mehrere aneinandergrenzen­ de Wandelemente;

Fig. 12 die Wandelemente nach Fig. 11, dargestellt in einer gegenüber Fig. 11 höherliegenden, aber ebenfalls horizontalen Schnittebene und

Fig. 13 das Ablaufdiagramm eines Bauverfahrens.

Das in Fig. 1 dargestellte Gebäude mit mehrgeschossigem Baukörper setzt sich nahezu vollständig aus frei gestalteten Flächen zusammen. Die Festle­ gung der einzelnen Flächen des Baukörpers durch den Architekten erfolgt auch nicht am Zeichenbrett, sondern es wird in der Regel zunächst in freier Gestaltung ein Modell aus Ton und Gips erstellt, welches die Formvorstellun­ gen des Architekten wiedergibt. Dieses verkleinerte Modell wird anschließend mittels an sich bekannter Verfahren über den gesamten Umfang sowie seine Höhe abgetastet, und es werden die dabei erfaßten Werte digitalisiert. Dies erfolgt in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, wobei als Bezugs­ system entweder ein rechteckiges Koordinatensystem mit x-Achse, y-Achse und z-Achse in Betracht kommt, oder ein radial auf einer Mittelachse aufbau­ endes Koordinatensystem.

Die Beschreibung des Baukörpers in Koordinaten erfordert einen beträchtlichen Rechenaufwand, der jedoch von modernen Datenverarbeitungssystemen be­ wältigt werden kann. Fig. 2 gibt die so digitalisierte Struktur der Gebäude­ oberfläche wieder.

In einem ersten Rechenschritt wird das Gesamtgebäude in einzelne Geschosse gegliedert. Ein solches Geschoß gibt Fig. 3 wieder. Zu beachten ist, daß auch innerhalb des jeweiligen Geschosses eine Beschreibung der Gebäudefassade in einem System mit zwei Koordinaten nicht möglich ist, da, wie Fig. 3 noch er­ kennen läßt, auch die das jeweilige Geschoß bildenden Wandteile frei geformt und teils nach innen und teils nach außen und teils auch schräg geneigt oder gewölbt sind.

In weiteren Schritten, die ebenfalls intern in dem Datenverarbeitungsprogramm durchgeführt werden, erfolgt eine zunehmende Untergliederung auch der ein­ zelnen Geschosse in noch kleinere Einheiten, wobei die kleinste Einheit ein Element bzw. Wandelement ist. In Fig. 5 sind insgesamt vier aneinandergren­ zende Wandelemente dargestellt. Drei dieser Wandelemente sind mit Fen­ steröffnungen versehen, das vierte Wandelement ist geschlossen.

In dem Datenverarbeitungsprogramm sind die Oberflächenpunkte des gesam­ ten Baukörpers und damit auch die Koordinatenwerte der Oberflächenpunkte jedes einzelnen Elementes abgespeichert. Zu den so gebildeten Datensätzen kommen hinsichtlich der einzelnen Elemente noch jene Koordinatenwerte hinzu, welche die Grenzflächen des jeweiligen Elementes zu dem benachbar­ ten Element oder den benachbarten Bauwerksteilen beschreiben. Auch die Koordinatenwerte der Grenzflächen sind selbstverständlich auf das zugrunde­ liegende dreidimensionale Koordinatensystem bezogen und werden entspre­ chend abgespeichert.

Bei Berücksichtigung des Umstandes, daß ein Punkt im geometrischen Sinne keine Ausdehnung hat, können selbstverständlich nicht zu unendlich vielen Oberflächenpunkten des Baukörpers die zugehörigen Koordinatenwerte abge­ speichert werden. In der Praxis reicht es für die Beschreibung einer optisch glattflächigen Oberfläche des Baukörpers aus, wenn das intern abgespeicherte und allen Berechnungen zugrundeliegende Punktraster eine Teilung von ca. 1 bis 5 cm aufweist. Durch rechnerische Interpolation können dazwischenlie­ gende Punkte jederzeit systemintern berechnet werden.

Nachdem softwareseitig die Gestalt der einzelnen Elemente 1 in Form von Datensätzen vollständig beschrieben ist, werden diese eine ausschließlich geometrisch-konstruktive Aussage beinhaltenden Datensätze in ein Steuerpro­ gramm konvertiert, welches eine CNC-gesteuerte Werkzeugmaschine steuert. Bei dieser handelt es sich vorzugsweise um einen Fräsautomaten mit einem Aktionsraum des in drei Ebenen verfahrbaren Fräswerkzeuges von mindestens 2 m × 4 m × 0,5 m. Auf dem Werkstücktisch des Fräsautomaten wird ein Blockkörper aus geschäumtem Kunststoff befestigt, der später als Form für das Betonieren eines Elementes 1 dient. In einem ersten groben Bearbeitungs­ verfahren wird in diesen Blockkörper mittels des Fräswerkzeuges ein Form­ raum eingefräst, der der Gestalt des herzustellenden Elementes oder einem Teil des Elementes entspricht. An die grobe Bearbeitung kann sich anschlie­ ßend eine feinere Bearbeitung mit demselben oder einem anderen Fräswerk­ zeug anschließen. Eine solche Feinbearbeitung empfiehlt sich insbesondere in jenen Bereichen der Form, die später die Fensterumrandungen des Wandele­ mentes bilden.

Zur Herstellung eines Elementes mit zwei einander abgewandten und jeweils maßhaltigen Wandflächen werden derartige Formen paarweise zusammenge­ fügt. Fig. 6 und Fig. 7 lassen hierzu eine erste Form 2 erkennen, in die der Formraum 3 eingefräst ist, sowie eine zweite Form 4, welche zwecks Ab­ schluß des Formraumes 3 zu dessen anderer Seite hin gegen die erste Form 2 gesetzt ist. Da die beide aus geschäumtem Kunststoff bestehenden Formen 2, 4 eine geringe Festigkeit aufweisen, werden die Formen 2, 4 zur Verstärkung an ihrer Rückseite mit Unterkonstruktionen 5 versehen. Die Unterkonstruktio­ nen 5 sind bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 Schalungsbret­ ter, die mittels hindurchgesetzter Anker 6 gegeneinander verspannt sind und so dem beim Betonieren entstehenden Flüssigkeitsdruck entgegenwirken.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Form kann unmittelbar an Ort und Stelle in dem zu errichtenden Baukörper aufgebaut und provisorisch mittels entsprechender Abstützungen 7 fixiert werden. Ist dies geschehen, wird von oben her der Beton eingefüllt. Die Bewehrung aus Stahldraht wird vorzugs­ weise in dem Formraum 3 angeordnet, nachdem die erste Form 2 aufgestellt ist, jedoch bevor die zweite Form 4 gegen die erste Form 2 gesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Formraum 3 zur Anpassung der Bewehrung noch sehr gut zugänglich.

Das mit den Formen gemäß den Fig. 6 und 7 herstellbare Element ist deut­ lich größer als die verfügbaren Blockkörper aus geschäumtem Kunststoff. Aus diesem Grunde setzt sich sowohl die erste Form 2 als auch die zweite Form 4 aus jeweils drei Teilformen 8 zusammen, die an den Stoßfugen 9 provisorisch mittels doppelseitig wirkender Klebebänder verbunden werden, bevor eine endgültige Fixierung durch die von außen gegengesetzte Unterkonstruktion 5 erfolgt.

Die auf den Fig. 6 und 7 dargestellten Formen dienen in erster Linie dazu, Elemente des Baukörpers an Ort und Stelle zu errichten, d. h. die Elemente verbleiben an der Stelle, an der sie mittels der gefrästen Formen 2, 4 betoniert werden.

Bei der Herstellung von Wandelementen und insbesondere der Fassadenele­ mente des in Fig. 1 dargestellten Gebäudes ist jedoch ein Betonieren an Ort und Stelle sehr aufwendig und ohne eine Einrüstung des Gebäudes nicht mög­ lich. Zur Herstellung von Fassadenelementen kann daher ein modifiziertes Verfahren eingesetzt werden, welches nachfolgend anhand der Fig. 8 bis 13 erläutert wird.

Zur Herstellung der Form wird wiederum ein Blockkörper aus geschäumtem Kunststoff verwendet und mit Hilfe des bereits beschriebenen materialabtra­ genden Bearbeitungsverfahrens mit dem Formraum 3 versehen. Bei der in Fig. 8 dargestellten Form 2 der Formraum 3 bereits so gefräst, daß ein erhaben gestaltetes Rechteck 10 für die spätere Fensteröffnung gebildet wird.

Fig. 8 und, in vergrößerter Darstellung, Fig. 9 lassen erkennen, daß im Bereich des Randes 11 der Form 2 Einfräsungen vorhanden sind, in die nach Abschluß des Bearbeitungsvorganges ein maßhaltiger Körper 12 eingesetzt wird. Die Einfräsung 13 wird, ebenso wie der Formraum 3, von dem numerisch gesteu­ erten Fräswerkzeug erzeugt und dient als Kennzeichnung für die Lage eines Meßpunktes. Dieser Meßpunkt ist ein Vermessungselement 14, welches zu­ nächst an dem Körper 12 befestigt ist und nach dem Aushärten des Betons in dem Element 1 eingebettet bleibt. Bei dem Vermessungselement 14 handelt es sich vorzugsweise um einen metallischen Körper, der auch auf Distanz mittels geeigneter Meßgeräte erfaßbar und lokalisierbar ist. Bei dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 8 sind insgesamt zwei Vermessungselemente 14 vorgesehen, die sich jeweils im Bereich der Oberkante 15 des Elementes 1 befinden.

Nach Einsetzen der Vermessungselemente 14 oder auch bereits vorher wird in den Formraum 3 der Form 2 die Bewehrung eingelegt. Sodann wird der Beton von oben her in die liegend angeordnete Form 2 eingegossen und die Oberflä­ che etwa in Höhe des Randes 11 der Form 2 glattgestrichen. Diese Oberfläche befindet sich später, d. h. nach Errichtung des Elementes 1 innerhalb des Baukörpers, auf dessen Innenseite, die nach Abschluß des Rohbaus verputzt wird. Die durch CNC-gesteuertes Fräsen hergestellte Form 2 definiert demge­ genüber die Außenseite des Elementes 1, welche im vorliegenden Fall die Ge­ bäudeaußenseite ist.

In Fig. 10 ist das ausgehärtete und bereits aus der Form herausgenommene Fassadenelement 1 dargestellt. Um das Lösen der Form von dem Element zu erleichtern, können vor dem Einsetzen der Bewehrung und vor Einfüllen des Betons sämtliche formbildenden Flächen der Form mit einer geeigneten Be­ schichtung versehen sein. Die Form selbst ist im vorliegenden Fall nicht wie­ derverwendbar, da in dem in Fig. 1 dargestellten Gebäude kein Element ver­ baut wird, welches dieselbe Gestalt wie irgendein anderes Element aufweist. Als Material für die Blockkörper, aus denen die Formen hergestellt werden, kann daher grobgekörnter geschäumter Kunststoff verwendet werden, der in Blöcken von bis zu 8 m Länge verfügbar ist. Falls diese Größe nicht ausreicht, werden in der bereits beschriebenen Weise mehrere bearbeitete Formen aneinandergefügt und an den Stoßflächen mittels Verbindungsmittel wie z. B. doppelseitig wirkende Klebebänder verbunden.

Als Material für die Blockkörper kommt aber neben geschäumtem Kunststoff auch Holz in Betracht, da Holz mittels entsprechender Werkzeuge ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit zu Formen ausfräsbar ist.

Die in den Formen gemäß den Fig. 8 und 9 hergestellten Elemente des Baukörpers werden aufgestellt, wie dies nachfolgend anhand der Fig. 11 und 12 erläutert wird. Fig. 11 zeigt einen horizontalen Schnitt nahe des unte­ ren Randes von insgesamt fünf Elementen, Fig. 12 einen ebenfalls horizonta­ len Schnitt nahe des oberen Randes dieser Elemente.

Die mittels eines Baukrans herantransportierten Wandelemente werden mit ih­ rem unteren Rand auf den darunter angeordneten Wandelementen des darun­ terliegenden Geschosses aufgesetzt, oder es wird durch örtlich abgesteckte Meßpunkte 20 die Aufstandsfläche des Elementes 1 aufgetragen. Sodann wird das jeweilige Element 1 vorläufig fixiert, vorzugsweise mittels einer Schrägstütze 16, deren anderes Ende sich auf der Geschoßdecke 17 abstützt.

Die Meßpunkte in Gestalt der nahe des oberen Randes des Elementes 1 ange­ ordneten Vermessungselemente 14 werden sodann mittels der entsprechen­ den Meßvorrichtung angepeilt. Dies erfolgt von einem Bezugspunkt 18 aus, der sich innerhalb des Baukörpers auf der bereits erstellten Geschoßdecke 17 befindet. In Fig. 12 sind die vom Bezugspunkt 18 zu den Vermessungselemen­ ten 14 hin vorgenommenen Peilungen mit Peillinien 19 bezeichnet. Durch Überprüfung der exakten Lage der Vermessungselemente 14 läßt sich die Ausrichtung des gerade aufgestellten Elementes 1 und insbesondere dessen Neigung bestimmen und unter Verstellung der Schrägstütze 16 solange ein­ stellen, bis die Ist-Position der Vermessungselemente 14 exakt der Soll-Posi­ tion entspricht.

Das beschriebene Ausrichtverfahren mittels der Vermessungselemente 14 setzt voraus, daß auch die exakte Lage der Vermessungselemente 14 mit sei­ nen drei Koordinatenwerten in dem Datensatz abgespeichert ist, welcher dem jeweiligen Element 1 zugewiesen ist. Dieser Datensatz wird zusammen mit den übrigen Koordinatendaten des Elementes in das Steuerprogramm für das Fräs­ werkzeug übernommen, so daß während des Fräsvorganges automatisch und exakt positioniert auch die als Kennzeichnung für die Lage des Vermes­ sungselementes 14 dienenden Einfräsungen 13 durchgeführt werden. Auf diese Weise werden jedem Element die zur Ausrichtung der Elemente erforder­ lichen Meßpunkte nicht nur softwaremäßig zugewiesen, sondern auch auto­ matisch daran gekennzeichnet.

Beim Ausführungsbeispiel befinden sich jeweils zwei Vermessungselemente 14 bzw. Meßpunkte nahe der Oberkante 15 des Elementes. Da jedoch zwei Bezugspunkte bereits durch das Aufsetzen des Elementes auf das jeweils darunterliegende Element des unterhalb angeordneten Geschosses definiert sind, reicht es in vielen Fällen für eine ausreichend exakte Ausrichtung des Elementes aus, wenn dieses nahe seiner Oberkante mit lediglich einem fest einbetonierten Meßpunkt versehen ist.

Ein Ablaufdiagramm für das voranstehend anhand der Fig. 8 bis 12 erläu­ terte Verfahren ist in Fig. 13 dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Element

2

Form

3

Formraum

4

zweiter Formraum

5

Unterkonstruktion

6

Anker

7

Abstützung

8

Teilform

9

Stoßfuge

10

Rechteck

11

Rand der Form

12

Körper

13

Kennzeichnung, Einfräsung

14

Bezugspunkt, Vermessungselement

15

Oberkante

16

Schrägstütze

17

Geschoßdecke

18

Bezugspunkte

19

Peillinie

20

Meßpunkt

Claims (15)

1. Stahlbeton-Bauverfahren zur Erstellung ausschließlich dreidimensional bestimmbarer Baukörper mit den nachfolgenden Schritten:

• a) Erfassen der maßhaltigen Flächen des zu erstellenden Baukörpers in einem dreidimensionalen Koordinatensystem und Zuweisung dreier Koordinatenwerte zu den maßhaltigen Oberflächenpunkten des Bau­ körpers;
• b) softwaremäßige Unterteilung des Baukörpers in Elemente vorgege­ bener Maximalgröße, wobei jedem Element als Datensätze zugewie­ sen werden:
  • 1. die Koordinatenwerte zu den maßhaltigen Oberflächenpunkten des Elementes,
  • 2. die Koordinatenwerte der Grenzflächen zu angrenzenden Elemen­ ten oder Bauwerksteilen;
• c) für jedes Element Verarbeitung der Datensätze zu einem Steuerpro­ gramm für ein materialabtragendes Bearbeitungsverfahren;
• d) Herstellen einer dreidimensionalen Form durch materialabtragende Bearbeitung eines Blockkörpers entsprechend dem Steuerprogramm;
• e) Betonieren des Elementes im Formraum der Form;
• f) nach dem Aushärten des Betons Trennen des betonierten Elementes und der Form.

2. Bauverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die aus dem Blockkörper hergestellte Form vor dem Betonieren eine Bewehrung eingesetzt wird.

3. Bauverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Verwen­ dung eines Blockkörpers aus geschäumtem Kunststoff.

4. Bauverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Fräsverfahren als materialabtragendes Bearbeitungsverfahren.

5. Bauverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die formbildenden Flächen der Form mit einer das Ab­ lösen des ausgehärteten Betons verbessernden Beschichtung versehen werden.

6. Bauverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die materialabtragende Bearbeitung des Blockkörpers zweistufig mit Grobbearbeitung und anschließender Feinbearbeitung zu­ mindest von Teilen der Flächen erfolgt.

7. Bauverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Form an Ort und Stelle befestigt und betoniert wird.

8. Bauverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erstel­ lung des Elementes zwei Formen mit ihren Formräumen paarweise ge­ geneinander gesetzt werden.

9. Bauverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die eine der paarweise verwendeten Formen an Ort und Stelle befestigt, dann eine Bewehrung in den Formraum eingesetzt und schließlich die an­ dere der paarweise verwendeten Formen befestigt wird.

10. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Verstärkung der Form diese an ihrer Rückseite mit einer Unterkonstruktion versehen wird, vorzugsweise einer Schalungskon­ struktion üblicher Bauart.

11. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß softwaremäßig jedem Element mindestens ein Meßpunkt zuge­ ordnet wird, daß die Lage des Meßpunktes in dem Steuerprogramm für das materialabtragende Bearbeitungsverfahren abgelegt wird, und daß die zumindest vorläufige Kennzeichnung der Lage des Meßpunktes an der Form durch entsprechenden Materialabtrag erfolgt.

12. Bauverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Betonieren ein Vermessungselement in der Weise entsprechend der Kennzeichnung der Lage des Meßpunktes angeordnet wird, daß das Vermessungselement nach dem Aushärten des Betons darin eingebettet ist und den Meßpunkt bildet.

13. Bauverfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Meßpunkt ein Punkt nahe der Oberkante des Elementes definiert wird.

14. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der vorläufigen Fixierung des Elementes an dem Bau­ körper die Erfassung und Einmessung des Meßpunktes von einem Be­ zugspunkt aus erfolgt, und daß sich der Bezugspunkt vorzugsweise innerhalb des Baukörpers und, im Falle der Erstellung eines mehrgeschossigen Gebäudes, vorzugsweise auf der zuletzt erstellten Geschoßdecke befindet.

15. Bauverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betonieren und Aushärten bei liegender Form mit nach oben hin offenem Formraum erfolgt.