Balkone an Gebäuden werden meistens durch Auskragungen von Balken- oder Stahlbetondecken geschaffen.
Eine Balkonanordnung, die eine Balkondecke und eine Trägerkonstruktion beinhaltet, ist aus der DE-A-39 13 532 bekannt.
Balkone stellen wegen ihrer exponierten, der Witterung ausgesetzten Lage an die Bauausführung, Material sowie Wartung hohe Anforderungen. Wegen der durch Witterungseinflüsse auftretenden Schäden sind Balkonplatten für den Planer, den Bauherrn, die Baufirma, den Plattenleger und auch für die Geländerfirma ein mit Problemen behafteter Bestandteil. Außerdem ergibt sich das Problem, daß die Gebändewand, an der ein Balkon angebracht werden soll, mit großen, zur Aufnahme von Kragarmen geeigneten Durchführungen versehen werden muß, wodurch sich unvermeidbar Kältebrücken bilden, was aus Gründen einer guten Wärmedämmung unerwünscht ist.
Aus optischen Gründen besteht vielfach der Bedarf, Balkondecken aus Natursteinen wie Granit oder dgl. herzustellen. Das ist jedoch insoweit problematisch, als Bauelemente aus Natursteinen zwar meistens eine hohe Druckfestigkeit besitzen, die größer als die von entsprechenden Bauelementen aus Beton ist, gleichzeitig aber eine sehr geringe Biegefestigkeit aufweisen. Es besteht daher stets die Gefahr, daß Naturstein-Bauelemente bereits unter geringen Biegebeanspruchungen zerstört werden, wobei diese Zerstörung schlagartig und ohne jede feststellbare Vorwarnung erfolgt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es allgemein bekannt (US-PS 2 908 139), die Bruchgefahr von aus Naturstein bestehenden Bauelementen dadurch zu verringern, daß sie mit eingelegten, vorgespannten Bewehrungsstäben versehen werden. Tatsächlich angewendet wurde dieses Prinzip bisher jedoch nur auf vergleichsweise kleine Bauelemente, nämlich auf Treppenstufen (DE 24 19 949 C2, DE-Gbm 75 21 473, DE 35 06 329 A1, EP 0 757 741 B1), in die die Bewehrungsstäbe nach Art einer Spannbettvorspannung oder sonstwie eingebracht werden. Dadurch soll einerseits die Tragfähigkeit der Treppenstufen vergrößert, andererseits verhindert werden, daß die Treppenstufen beim Auftreten eines abrupten Bruchs herabfallen, dadurch andere Treppenstufen mitreißen und die gesamte mit ihnen hergestellten Treppe zum Einsturz bringen.
Die Anwendung größerer Bauelemente aus Natursteinen als Tragglieder ist in der Praxis bisher nicht bekannt geworden, obwohl dies wie bei Treppenstufen aufgrund des im Vergleich zu Werkstoffen wie Beton oder dgl. wesentlich besseren Aussehens in hohem Maße erwünscht wäre. Abgesehen davon würde die bloße Übertragung der bei Treppenstufen angewendeten Methoden auf Balkondecken nicht das Problem der großen Durchführungen durch die Gebäudewand lösen, wobei diese aus statischen Gründen außerdem in den Abständen der Bewehrungsstäbe entsprechenden Abständen angebracht werden müßten. Die Anwendung von Balkondecken aus Naturstein wurde daher bisher weder von der Fachwelt in Erwägung gezogen noch jemals praktisch durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Balkon mit einer aus Naturstein hergestellten Balkondecke vorzuschlagen, die so an einer Gebäudewand montiert werden kann, daß sie keine oder allenfalls nur wenige, mit vergleichsweise kleinen Querschnitten versehene Wanddurchführungen erfordert.
Zur Lösung dieses technischen Problems dienen die Merkmale des Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Bei der Auführungsform nach Fig. 1 und 2 ist als eine als Kragträger ausgebildeten Balkondecke 28 in Form einer massiven Natursteinplatte 28a vorgesehen, die hier im wesentlichen planparallel ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Die Platte 28a weist eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten, geraden Bohrungen 29 auf, die parallel zur Kragrichtung bzw. senkrecht zu einer Achse 30 der Balkondecke 28 erstreckt sind und diese vollständig durchsetzen. In den Bohrungen 29 sind ohne Verbund jeweils gerade, aus Vollmaterial hergestellte, vorgespannte Bewehrungsstäbe 31 angeordnet. Diese sind wie die Bohrungen 29 vorzugsweise in einem im eingebauten Zustand oben liegenden Bereich der Balkondecke 28, d.h. exzentrisch oberhalb der Mittelebene der Platte 28a angeordnet, wie Fig. 2 zeigt. Die Vorspannung der Bewhrungsstäbe 31 erfolgt dann so, daß ein Lastfall bzw. ein Moment in der beim Betreten des Balkons entgegengesetzten Richtung erzeugt und damit eine Kompensation wenigstens des Eigengewichts der gesamten Balkondecke 28 erzielt wird. Dadurch wird eine Vergrößerung der Tragfähigkeit erhalten und eine Biegebeanspruchung erst beim Betreten des Balkons erzeugt.
Um einen biegesteifen Anschluß der Balkondecke 28 an eine Wand 32 zu ermöglichen, die beispielsweise Teil eines Gebäudes oder dgl. und im wesentlichen parallel zur Längsachse 30 angeordnet ist, wird mit Hilfe der Bewehrungsstäbe 31 an der hinteren Stirnseite der Platte 28a ein Stahlträger 45 befestigt, der sich zweckmäßig über die gesamte Länge der Platte 28a erstreckt. Erfindungsgemäß besteht der Stahlträger 45 aus einem Torsionsträger mit Kastenprofil. Dessen Befestigung an der Balkondecke 28 erfolgt mit Hilfe der den Stahlträger 45 durchragenden Bewehrungsstäbe 31. Der Stahlträger 45 steht an den beiden Seiten der Platte 28a etwas über diese vor und ist an seinen Enden mit Stirnplatten 46 versehen, die z.B. aus Stahl bestehen, an den Stahlträger 45 angeschweißt sind und im montierten Zustand des horizontal angeordneten Stahlträgers 45 im wesentlichen senkrecht zu diesem und zur Längsachse 30 liegen.
Eine Tragkonstruktion enthält zwei Stützen 47, die z.B. ein I-Profil besitzen, im Boden verankert sind und zusätzlich mit Zugankern 48 in Form Schrauben oder dgl. an der Wand 32 befestigt werden. Je nach Zahl der Stockwerke eines Gebäudes, an dem die Balkondecken 28 montiert werden sollen, können sich die Stützen 47 mit vertikaler Ausrichtung über mehrere Stockwerke erstrecken. Die Stützen 47 werden mit einem dem Abstand der Stirnplatten 46 entsprechenden Abstand an der Wand 32 befestigt, so daß der Stahlträger 45 mit horizontaler Ausrichtung genau zwischen den Stützen 47 angeordnet und dann mittels der Stirnplatten 46 an diesen befestigt werden kann. Zur Befestigung dienen beispieslweise die Stützen 47 und Stirnplatten 46 durchragende Schrauben sowie Muttern, wie in Fig. 1 und 2 durch das Bezugszeichen 49 angedeutet ist. Zur Erhöhung der Stabilität kann das Kastenprofil im übrigen mit wenigstens eine innere Längsrippe 50 versteift sein.
Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besteht darin, daß eine Wärmedämmung 41 und eine ggf. auf diese aufgebrachte Putzschicht 51 der Wand 32 nur an zwei Stellen, nämlich im Bereich der Stützen 47 unterbrochen werden brauchen, so daß nur kleine, vernachlässigbare, durch die Wand 32 erstreckte Kältebrücken entstehen. Die Zuganker 48 brauchen je nach Größe der Balkondecken (z.B. 2 m x 3 m) höchstens Durchmesser von z.B. ca. 10 mm bis 16 mm aufweisen, d.h. pro Balkon sind nur zwei etwa fingerdicke Durführungen erforderlich.
Zur Verspannung der Bewehrungsstäbe 31 sind diese an den Enden mit Außengewindeabschnitten versehen, die seitlich aus den Bohrungen 29 bzw. dem Stahlträger 45 herausragen. Auf diese Gewindeabschnitte sind Spannmuttern 36 bzw. 37 aufgeschraubt. Mit besonderem Vorteil'sind die Spannmuttern 37 am Vorderende der Balkondecke 28 als mit Innengewinden versehene Hülsen ausgebildet, an deren Außenseiten je ein Bund bzw. eine zur Abstützung an der vorderen Stirnseite der Platte 28a bestimmte Anschlagscheibe 38 angeformt ist. Dabei können die Hülsen einen den Innendurchmessern der Bohrungen 29 entsprechenden Außendurchmesser und einen den Außendurchmessern der Bewehrungsstäbe 31 entsprechenden Innendurchmesser aufweisen, so daß sie gemäß Fig. 1 und 2 bis zum Anschlag der Anschlagscheiben 38 in die Bohrungen 29 gesteckt werden können. Daher ist es möglich, zuerst die Hülsen der Muttern 37 auf die zugeordneten Enden der Bewehrungsstäbe 31 aufzuschrauben, die Bewehrungsstäbe 31 und Hülsen dann in die Bohrungen 29 einzuführen, bis die Anschlagscheiben 38 an die Platte 28 anschlagen, und dann von der entgegengesetzten Seite her, ggf. unter Anwendung zusätzlicher Unterlegscheiben 27, die Spannmuttern 36 festzuziehen. Hierzu wird zweckmäßig ein Drehmomentschlüssel verwendet, um die Spannmuttern 36 mit einem vorgewählten Drehmoment festzuziehen und eine vorgewählte Vorspannung zu erzeugen. Die Länge der Bewehrungsstäbe 31 ist dabei zweckmäßig so gewählt, daß ein Teil der Hülsen frei bleibt und in das freie Ende Bolzen 39 eingedreht werden können, die mit Befestigungsmitteln für Geländerpfosten 40 versehen sind.
Zur sicheren Einleitung der Kräfte von den Bewehrungsstäben 31 in den Stahlträger 45 ist dieser gemäß Fig. 3 und 4 einerseits mit der Längsrippe 50 versehen, die parallel zur Längsachse 30 angeordnet ist und zwei lange Seitenwände 45a und 45b, die im montierten Zustand parallel zur Wand 32 zu liegen kommen, sowie die an den Enden des Stahlträgers 45 befestigten Stirnplatten 46 miteinander verbindet. Andererseits weist der Stahlträger 45 überall dort, wo ein Bewehrungsstab 31 aus der Balkondecke 28 austritt, eine Hülse 43 auf, die in einer Querrippe 44 befestigt ist, die zwei kurze Seitenwände 45c und 45d des Kastenprofils miteinander verbindet, die im montierten Zustand senkrecht zur Wand 32 zu liegen kommen. Die Querrippe 44 weist gemäß Fig. 4 zweckmäßig zwei Abschnitte 44a, 44b auf, die einerseits mit einer zugehörigen Wand 45c bzw. 45d und andererseits mit der Ober- bzw. Unterseite der Hülse 43 vorzugsweise durch Schweißen fest verbunden sind. Außerdem füllen die Querrippen 45 zweckmäßig den ganzen Querschnitt des Kastenprofils aus und sind auch mit den Wänden 45a, 45b des Stahlträgers 45 insbesondere durch Schweißen verbunden. Mit Hilfe der Rippen 45, 50 ist möglich, die in der Platte 28a entstehenden Momente sicher in den Stahlträger 45 einzuleiten. Dabei ist der Kastenträger nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel so konstruiert, daß auch bei extrem hoher Belastung, z.B. 1,5-facher Verkehrslast, relativ geringe Verformungen auftreten, die nach Entlastung wieder fast auf Null zurückgehen.
Alternativ ist es möglich, die Querrippe 44 mit einem Schlitz zu versehen und in diesem eine nur über einen Teil der Breite des Stahlträgers 45 erstreckte Hülse einzusetzen, die zweckmäßig eine Hülse mit Innengewinde ist. In diesem Fall können die Bewehrungsstäbe 31 von der Seite der Spannmuttern 37 her durch die Platte 28a gesteckt, in die Gewindehülsen eingeschraubt und dann mittels der Spannmuttern 37 vorgespannt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Bewehrungsstäbe 31 durch Schweißen mit dem Stahlträger 45 oder den Querrippen 44 zu verbinden.
Zwischen die Rückseite der Platte 28a und dem Stahlträger 45 wird außerdem zweckmäßig ein geeigneter Kleber eingebracht, um dadurch einen noch besseren Verbund zu erhalten.
Im übrigen bietet die Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 den Vorteil, daß die gesamte Balkondecke einschließlich Bewehrungsstäben 31 und Stahlträger 45 werksseitig vormontiert und als Ganzes an die Baustelle transportiert werden kann. Dort ist es dann nur noch erforderlich, die Balkondecke mittels eines Krans an die Wand 32 heranzufahren, zwischen den Stützen 47 anzuordnen und mittels der Schrauben und Muttern 49 an diesem zu befestigen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu Fig. 1 bis 4 ist hier eine Balkondecke 53 mit einer Naturstein-Platte 53a allerdings als Tragglied in Form eines Biegeträgers ausgebildet, der zwischen einer von der Wand 32 gebildeten Tragkonstruktion und wenigstens einer an seiner Vorderseite angeordneten, vertikal erstreckten Stütze 54 abgestützt ist. Infolgedessen sind die Bohrungen 29 und Bewehrungsstäbe 31 im unteren anstatt im oberen Bereich der Balkondecke 53 ausgebildet und vorgespannt (Fig. 6), um dadurch wenigstens das Eigengewicht zu kompensieren. Die Balkondecke 53 ist in diesem Fall vorzugsweise durch vier Stahlträger 55 bis 57 mit z.B. U-förmigen Querschnitten eingefaßt, die mit ihren Mittelstegen derart an den umlaufenden Stirnseiten der Platte 53a anliegen, daß ihre seitlichen Stege jeweils nach außen ragen, und einen die Platte 53a einfassenden Rahmen bilden. Die hinteren und vorderen Stahlträger 55 bzw. 57 sind dabei mit Hilfe der Bewehrungsstäbe 31 befestigt und mit der Platte 53a verspannt. Die seitlichen Stahlträger 56, die auch aus Flacheisen bestehen können, sind an ihren Hinterenden z.B. mit dem hinteren Stahlträger 55 verschweißt oder sonstwie biegesteif verbunden und an über den Stahlträger 55 nach rückwärts ragenden Verlängerungen mit Auflageplatten 58 versehen, die zur Befestigung des Stahlträgerrahmens 55 bis 57 an der Wand 32 dienen. Dabei brauchen nur die beiden Flacheisen durch Wandöffnungen durchgeführt werden, die z.B. eine Höhe von 160 mm und eine Dicke von 8 mm aufweisen und daher zu nur zwei vernachlässigbaren, durch die Wand erstreckten Kältebrücken führen. Der rückwärtige Teil der Balkondecke 53 ist somit wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 im Bereich der Gebäudewand 32 auf zwei Stützpunkten gelagert.
Da der Stahlträger 55 nicht als Torsionsträger, sondern als Biegeträger ausgebildet ist, ist die Balkondecke 53 zusätzlich an einem weiteren Stützpunkt abgestützt, der an einer von der Wand 32 entfernten Stirnseite der Platte 53a liegt. Zu diesem Zweck weisen die Stahlträger 56 an ihren Vorderenden z.B. um ca. 45 ° nach außen abgewinkelte Laschen 59 auf, die mit entsprechenden, an den seitlichen Enden des Stahlträgers angeformten, ebenfalls um ca. 45 ° abgewinkelten Laschen 60 im montierten Zustand schmale Spalte bilden. Diese Spalte dienen zur Aufnahme von Laschen 61, die in entsprechenden Winkellagen an den Stützen 54 angebracht sind, so daß diese mit Hilfe von die Laschen 59 bis 61 durchragenden Befestigungsschrauben 62 oder dgl. fest mit den Stahlträgern 56, 57 verbunden werden können. Alternativ könnte auch nur der Stahlträger 57 mit den Laschen 60 oder anderen Befestigungsmitteln versehen sein. Außerdem können je nach Breite der Balkondecke 53 auch zwei oder mehr Stützen 54 vorgesehen werden. Die Befestigungsschrauben 62 dienen außerdem zur Verbindung der Vorderenden der Stahlträger 56 mit dem Stahlträger 57.
Alternativ wäre es möglich, die an Fig. 5 und 6 ersichtlichen, rückwärtigen Verlängerungen der Träger 56 sowie die Auflageplatten 58 wegzulassen und stattdessen die Träger 55 und/oder 56 an weiteren, den Stützen 54 entsprechenden, dicht an der Wand angeordneten, im Erdboden verankerten Stützen zu befestigen. In diesem Fall ist überhaupt keine Durchführung durch die Wand 32 erforderlich, so daß auch keine Kältebrücke entstehen kann.
Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 wird die Balkondecke 53 einschließlich der Träger 55, 56 und 57 vorzugsweise werksseitig vormontiert. An der Baustelle braucht die Balkondecke 53 dann nur mit einem Kran zwischen den Stützen 54 plaziert und an diesen befestigt und ggf. mit den Auflageplatten 58 in vorbereitete Wanddurchführungen eingeschoben werden, die anschließend zugemauert oder sonstwie geschlossen werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Bewehrungsstäbe 31 an den Seiten der Platten 28a bzw. 53a, d.h. dort, wo in Fig. 5 die Träger 56 angeordnet sind, mit geringeren Abständen als in einem mittleren Bereich der Platten 28a, 53a, angeordnet werden. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, daß die Balkondecke anders als eine Treppenstufe, die sich wie ein Stab verhält, statisch als eine isotrope Platte zu betrachten ist.
Ein besonderer Vorteil der anhand der Fig. 5 und 6 beschriebenen Balkondecke besteht darin, daß wegen der Stützen 54 besonders lange und breite Balkondecken 53 vorgesehen werden können, die in Richtung der Längsachse 30 z.B. eine Länge von 2 m bis 3 m aufweisen. Außerdem sind die Bälkondecken nach Fig. 1 bis 6 aus massivem Naturstein absolut wartungsfrei und von unbegrenzter Lebensdauer.
Als Materialien für die beschriebenen Platten 28a, 53a, eignen sich vorzugsweise Granit, Porphyr, kristalliner Marmor, hochfeste Kalk- oder Sandsteine und andere Natursteine mit hoher Druckfestigkeit, wobei sich bei allen Varianten der Vorteil ergibt, daß die Oberflächen der Tragglieder ein formschönes, edles Aussehen besitzen und nicht mehr durch Aufbringen von zusätzlichen Belägen wie Putzen, Anstrichen, Estrichen oder dgl. bearbeitet werden brauchen.
Dagegen werden die Bewehrungsstäbe und die verschiedenen Stahlträger vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt, damit sie auch bei Anordnung der Tragglieder im Freien nicht rosten. Dasselbe gilt für die verwendeten Spannmuttern od. dgl. Dadurch lassen sich die Vorteile von Natursteinen optimal nutzen und mit nur wenigen wartungsfreien, nahezu unbegrenzt dauerhaften Werkstoffen zahlreiche unterschiedliche Gegenstände mit großen Abmessungen herstellen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise, insofern in den Ansprüchen beschrieben, abgewandelt werden können. Das gilt insbesondere für die beschriebenen Materialien, Abmessungen und Anwendungsbeispiele sowie die Zahl der im Einzelfall anzuwendenden Bewehrungsstäbe. Außerdem versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen verwendet werden können, insofern sie in den Ansprüchen beschrieben wurden.