Baukörper aus Textilbeton in Fertigbauweise

Abstract

 Der erfindungsgemäße Baukörper wird durch eine aus Textilbeton bestehende Wandanordnung (12) gebildet, die einen Innenraum (11) umschließt. Die Verwendung von Textilbeton zur Erstellung des erfindungsgemäßen Baukörpers (10) gestattet die Ausführung mit besonders dünner Wandstärke sowie auch die Ausbildung relativ filigraner Verstärkungsstrukturen zur Aussteifung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen vorgefertigten Baukörper aus Textilbeton.

[0002] Die Bereitstellung von räumlich geformten Betonbauteilen zur Errichtung von größeren Bauwerken ist bekannt. Weiter ist es bekannt, Betonbauteile aus Textilbeton auszubilden. Beispielsweise offenbart die DE 10 2008 040 919 A1 ein flächenhaftes Betonbauteil mit einer polymergetränkten textilen Bewehrung. Dieses Bauteil wird sowohl zur Erstellung dünnwandiger Fassadenteile wie auch für weiterreichende Anwendungen empfohlen. Die textile Bewehrung besteht aus Fasermaterialien, die biaxial oder multiaxial ausgerichtet sind. Neben Glasfasern bzw. Glasgewebe sind andere Fasern, wie bspw. Kohlefasern, Aramidfasern, Polyamid oder Acryl sowie andere Kunststoffe in Betracht gezogen. Die Fasern können als Gewebe, Gelege, Gewirke, Gestricke, Geflechte, Matten oder ähnliches in den Beton eingebettet werden. Sie sind mit einem Epoxidharz getränkt, wobei sich eine Verbundzone ausbildet, in der das die Fasern umschließende Polymer in die Betonmatrix eingedrungen ist und dort sowohl eine Verzahnung mit dem Beton wie auch eine Verstärkung des Betons bewirkt. Dieser Textilbeton kommt mit einer geringen Betonüberdeckung der Fasern aus, wodurch sich besonders dünnwandige Betonbauteile erstellen lassen. Außerdem kann die Festigkeit erhöht werden, indem die Bewehrung aus dem textilen Fasermaterial vorgespannt wird.

[0003] Es ist, wie erwähnt, bekannt, Baukörper, wie bspw. Fertiggaragen oder andere kleine Gebäude, vorzufertigen und in nahezu fertigem Zustand an dem Einsatzort aufzustellen. Hierbei sind Restriktionen zu beachten. Beispielsweise dürfen bestimmte maximale Außenmaße nicht überschritten werden. Bei Groß- und Schwertransporten ist ab einer Breite von 3 m eine individuelle Transportgenehmigung erforderlich, was mit hohem Aufwand und Kosten, z.B. für Streckenerkundung, Begleitfahrzeuge usw. verbunden ist. Ist eine Fertiggarage jedoch z.B. maximal 3 m breit, kann das Transportunternehmen auf Basis einer ohnehin vorhandenen Dauerausnahmegenehmigung den Transport einer Fertiggarage oder sonstigen Baukörpers vornehmen.

[0004] Andererseits ist ein bislang ungebrochener Trend zu größeren Außenabmessungen von Kraftfahrzeugen zu erkennen. Gerade die Fahrzeugbreiten nehmen letztlich zu.

[0005] Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Baukörper, insbesondere eine Fertiggarage, anzugeben, der unter den gegebenen Restriktionen größere gestalterische Spielräume erschließt.

[0006] Diese Aufgabe wird mit dem Baukörper nach Anspruch 1 gelöst:

Der erfindungsgemäße Baukörper umfasst eine Wandanordnung, die einen Innenraum umschließt. Die Wandanordnung ist aus einem Beton erzeugt, dessen Bewehrung aus einem textilen Material ausgebildet ist. Solcher Textilbeton lässt sich, zumindest lokal, dünnwandiger ausbilden als herkömmlicher stahlbewehrter Beton. Auf diese Weise lässt sich bei Fertiggaragen, insbesondere in Querrichtung bei gegebenen maximalen Außenabmessungen von bspw. 3 m zusätzlicher Raum schaffen, der bspw. zum Öffnen der Fahrzeugtüren genutzt werden kann. Hierbei ist es insbesondere hilfreich, wenn die Seitenwände der von dem Baukörper gebildeten Fertigteilgarage wenigstens in solchen Bereichen dünnwandig ausgebildet worden sind, in denen bei Kraftfahrzeugen typischerweise die Seitentüren angeordnet sind. Bedarfsweise kann jedoch auch die gesamte Seitenwand bzw. der gesamte Baukörper aus dünnwandigem Textilbeton ausgebildet sein. Bei einer Außenbreite von z.B. 3 m und einer geringen Wandstärke von bspw. lediglich 40 mm lässt sich eine innere Weite von 2,92 m erzielen, was das Be- und Entladen wie auch das Ein- und Aussteigen erleichtert.

[0007] Die Möglichkeit der dünnwandigen Gestaltung des Baukörpers führt außerdem zu einer Reduktion der zu transportierenden Masse des Bauwerks. Dies senkt den technischen Aufwand bei der Errichtung der Fertiggaragen.

[0008] Eine erfindungsgemäße Fertiggarage weist bei festgelegten Außenmaßen einen größeren Innenraum, z.B. für ein größeres Fahrzeug oder für zusätzlichen Stauraum oder mehr Bewegungsfreiheit von Passagieren auf. Sie ist erheblich leichter und umweltfreundlicher sowie kostengünstiger zu transportieren als herkömmliche Garagen.

[0009] Der Textilbeton kann mineralische Fasern, wie Glasfasern, Keramikfasern, Basaltfasern oder auch organische Fasern wie Aramidfasern oder auch Karbonfasern zur Verstärkung nutzen. Es wird eine geringe Betonbedeckung von bspw. lediglich 7 mm Überdeckungsstärke oder auch weniger für ausreichend angesehen. Die textile Bewehrung kann in Form eines Geleges, eines Gewebes, eines Drehergewebes, eines Gestricks, einer verklebten Gitterstruktur (z.B. Rovings oder Stäbe) oder eines Gewirks eingebracht sein. Sie kann in einer oder mehreren Ebenen angeordnet sein. Sie kann mehrere auf Abstand gehaltene Lagen umfassen. Außerdem kann sie eine Gitterstruktur mit abwechselnd größeren und kleineren Zwischenräumen aufweisen. Dies verbessert die Verankerung der Fasern in dem Beton und den Zusammenhalt der Bewehrung.

[0010] Die Bewehrungsfasern können zur Verbesserung des Zusammenhalts zwischen Beton und Fasern und den Fasern untereinander entsprechend beschichtet und / oder getränkt sein. Getränkte Fasern haften wenigstens stellenweise aneinander. Z.B. können dazu einzelne Fasern Schmelzklebeigenschaften aufweisen und z.B. an Kreuzungspunkten oder an Flanken mit den tragfähigen Fasern miteinander verbunden sein. Sie können auch mit Schmelzklebmaterial oder anderweitigem Klebe- oder Haftstoff (z.B. Epoxy) beschichtet sein, um untereinander verbunden, also getränkt zu werden. Außerdem kann die Beschichtung die Fasern vor chemischen Angriff durch den grundsätzlich meist alkalischen Beton schützen.

[0011] Zusätzlich oder alternativ besteht die Möglichkeit, faserbewehrte Verstärkungsstäbe zu verwenden, um den Baukörper auzusteifen. Solche Verstärkungsstäbe sind z.B. Kunststoffstäbe, vorzugsweise Polymerstäbe, die durch Fasern, wie z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, Basalt, Fasergemische oder sonstige vorzugsweise vorwiegend in Stablängsrichtung verlaufende Fasern ausgesteift sind. Vorzugsweise weisen solche Stäbe an ihrer Oberfläche vorspringende Strukturen, wie Rippen, Noppen, Gewindestrukturen oder ähnliches auf, um mit dem Beton einen Formschluss zur Übertragung von Längskräften zu erzielen. Die zusätzliche oder alternative Verwendung von faserbewehrten Verstärkungsstäben ist bei allen beschriebenen Ausführungsformen möglich.

[0012] Die Möglichkeit einer geringeren Betonüberdeckung kann auch dazu genutzt werden, die zur Bewehrung genutzten textilen Flächen vor dem Einbetten in den Beton dreidimensional auszuformen, bspw. als Fläche mit einer Wellung, mit einer Rippenstruktur, einer ein- oder zweiseitigen Noppenstruktur oder ähnlich. Außerdem kann die Bewehrung in stärker belasteten Bereichen partiell verstärkt ausgebildet sein. Beispielsweise können Flächen, die befahren werden, eine höhere Bewehrungsdichte aufweisen als dazwischen liegende Bereiche. Auch können Gebäudekanten mit einer verstärkten Bewehrung oder auch mit sonstigen Verstärkungsstrukturen versehen sein, um beispielsweise Transportösen eine sichere Verankerung zu bieten. Solche Strukturen können Rippenstrukturen, Verstärkungswinkel, an den Kanten entlang laufende Hohlstrukturen oder dergleichen sein. Ebenso koennen dreidimensionale Bewehrungskörbe geformt werden. Die textile Bewehrung kann grundsätzlich als 2D- oder 3D-Element/Fläche gestaltet werden.

[0013] Vorzugsweise umfasst die Rippenstruktur Rippen, die in den Innenraum ragen.

[0014] Der Baukörper wird vorzugsweise als Fertiggarage vorgesehen. Er kann jedoch alternativ auch für andere begehbare Betonkörper oder Raumzellen genutzt werden, bspw. für Trafostände, Nasszellen und Behelfsbüros.

[0015] Die geringere Wanddicke gestattet das Anbringen einer Wärmeisolationsschicht an der Innenseite und/oder an der Außenseite des Baukörpers oder auch als Zwischenschicht in der Wand des Baukörpers ohne dadurch das umbaute Volumen zu mindern. Somit sind auch wirtschaftlich beheizbare Raumzellen zu erhalten.

[0016] Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen vorgefertigten Baukörpers offenbart weitere Details bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Außerdem sind Einzelheiten und Details den Unteransprüchen zu entnehmen. Es zeigen:

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Baukörper, in schematisierter Perspektivdarstellung,

Figur 2 den Baukörper nach Figur 1, in Vertikalschnittdarstellung, geschnitten im Eckbereich, in ausschnittsweiser schematisierter Darstellung,

Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Baukörpers im Vertikalschnitt des Eckbereichs, in ausschnittsweiser Darstellung,

Figur 4 einen erfindungsgemäßen Baukörper in perspektivischer Innenansicht mit verschiedenen Verstärkungsstrukturen zur beispielhaften Veranschaulichung von Gestaltungsmöglichkeiten,

Figur 5 den Baukörper nach Figur 1 mit partiell verstärkten Bodenbereichen, in ausschnittsweiser schematisierter Schnittdarstellung,

Figur 6 einen Ausschnitt aus einer Bodenplatte des Baukörpers mit gleich bleibender Dicke, jedoch unterschiedlicher Bewehrung, in ausschnittsweiser geschnittener Darstellung,

Figur 7 eine textile Bewehrungsstruktur mit Gitterstruktur zur Verbesserung der Verzahnung zwischen Bewehrung und Beton,

Figur 8 einen Wandabschnitt aus Beton mit einem Abstandstextil als Bewehrung, in geschnittener Darstellung,

Figur 9 eine Fertiggarage auf einem Transportfahrzeug, in geschnittener Darstellung.

[0017] In Figur 1 ist stellvertretend für alle möglichen erfindungsgemäßen Baukörper eine Fertiggarage 10 veranschaulicht, die industriell vorgefertigt und dann mittels geeignetem Transportfahrzeug, wie es aus Figur 9 ersichtlich ist, an den Einsatzort gefahren und dort abgeladen wird. Die Fertiggarage 10 weist einen Innenraum 11 auf, der von einer Wandanordung 12 umschlossen wird. Zu dieser gehören Seitenwände 13, 14, ein Dach 15 sowie zumindest optional eine Stirnwand 16 und/oder einen Boden 17. Damit ist der Innenraum 14 wenigstens dreiseitig, gegebenenfalls bis zu fünfseitig umschlossen. Die einzelnen Wände, nämlich die linke Seitenwand 13, die rechte Seitenwand 14, das Dach 15, die Stirnwand 16 und der Boden 17 können jeweils verallgemeinernd auch als Wandflächenabschnitt 18 in Bezug genommen werden. Die Wandflächenabschnitte 18 umschließen den Innenraum 11 mindestens dreiseitig und im vorliegenden Fall fünfseitig.

[0018] Die Wände 18 sind vorzugsweise als ebene Platten ausgebildet. Sie können, wie dargestellt geschlossen ausgebildet sein. Sie können jedoch auch Öffnungen, Durchbrüche und dergleichen aufweisen, z.B. um Fenster, Türen, Durchgänge, Belüftungen, Abflüsse und dergleichen zu schaffen.

[0019] Die erfindungsgemäße Fertiggarage 10 ist vorzugsweise als einstückiges nahtloses Bauteil aus Textilbeton ausgebildet. In Abhängigkeit vom Herstellprozess kann die Fertiggarage 10 auch eine mit dem übrigen Baukörper verschraubte Bodenplatte aufweisen. Figur 2 veranschaulicht den Vertikalschnitt einer Bauwerkskante 19 entlang derer das Dach 15 und die Seitenwand 13 verbunden sind. Wie ersichtlich gehen das Dach 15 und die Seitenwand 13 fugen- und nahtlos ineinander über. Sie bestehen jeweils aus einer Betonmatrix 20, in die eine oder mehrere Lagen 21, 22 einer textilen Bewehrung 23 eingebettet sind. Die Lagen 21, 22 erstrecken sich dabei über den Eckbereich der Bauwerkskante 19 hinweg von dem Dach 15 in die Seitenwand 13 bzw. umgekehrt.

[0020] Bei der textilen Bewehrung 23 handelt es sich vorzugsweise um Gelege, einer verklebten Gitterstruktur, Gewirke, Gestricke oder Gewebe aus organischen Fasern (Kunstfasern) oder auch aus mineralischen Fasern wie Glasfasern, Keramikfasern, Kohlenstofffasern, Basalt oder dergleichen. Die Betonbedeckung der Bewehrung 23 ist vorzugsweise relativ gering. Sie beträgt z.B. lediglich 7 mm.

[0021] An der den Innenraum 11 zugewandten Seite der Wände 18 kann eine Isolierschicht 24 angebracht sein, bspw. aus einem organischen Schaum.

[0022] Die Fertiggarage 10 kann, wie Figur 3 zeigt, insbesondere an Ecken und Kanten wie bspw. an der Bauwerkskante 19 mit einer Verstärkungsstruktur versehen sein. Eine solche Verstärkungsstruktur kann bspw. ein entlang der Bauwerkskante 19 durchgehendes Hohlprofil 25 sein. Dieses kann bspw. einen im Querschnitt dreieckigen Kunststoffkern 26 umschließen. Das Hohlprofil 25 kann somit von einem ebenfalls von der Bewehrung 23 durchzogenen Steg gebildet sein, der das Dach 15 mit der Seitenwand 13 verbindet. Entsprechende Stege können auch an allen anderen Bauwerkskanten vorgesehen sein.

[0023] Alternativ können an den Wänden 18 Rippenstrukturen vorgesehen sein, von denen verschiedene Möglichkeiten in Figur 4 exemplarisch veranschaulicht sind. Wie ersichtlich, kann sich eine Rippe 27 vertikal oder horizontal über den jeweiligen Wandflächenabschnitt 18 erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Bewehrung des jeweiligen Wandflächenabschnitts 18 in die Rippe 27 hinein und steift diese aus. Solche Rippen 27 können insbesondere an den Seitenwänden 13, 14 dort fehlen, wo normalerweise Kraftfahrzeugseitentüren aufzuschwenken sind, um deren Schwenkwinkel nicht zu sehr zu beschränken.

[0024] Andere Verstärkungsstrukturen sind ebenfalls möglich. Beispielsweise können einstückig mit den Wänden 18, z.B. der Decke 15 und der Stirnwand 16 verbundene Eckwinkel (Aussteifungswinkel) 28 oder ähnliche Strukturen vorgesehen sein.

[0025] Abgesehen von den Aussteifungen oder Versteifungen in Gestalt der Rippe 27, des Eckwinkels 28 oder des Hohlprofils 25 sind die Wände 18 vorzugsweise eben. Sie können jedoch auch mit Verdickungen versehen sein, wie es aus Figur 5 hervorgeht. Dort sind an dem Boden 17 streifenförmige verstärkte Abschnitte 29, 30 ausgebildet, die bspw. die von einem Kraftfahrzeug befahrenen Bereiche bilden. Es ist möglich die textile Bewehrung in diesen Bereichen anders auszubilden als in den dazwischen liegenden dünneren Abschnitten. Zum Beispiel kann die Bewehrung in dem Boden 17 im Wesentlichen eben ausgebildet sein. In den verstärkten Abschnitten 29, 30 können einzelne Lagen der Bewehrung nach oben oder unten aus der sonstigen Bewehrungsebene herausgeführt werden, um zwischen einander einen vertikalen Abstand zu definieren. Zur Veranschaulichung ist eine solche Bewehrung in Figur 5 gestrichelt eingetragen.

[0026] Darüber hinaus ist es möglich, verstärkte Bereiche in den Boden 17 oder jeden anderen Wandflächenabschnitt 18 auszubilden, indem die Bewehrung 23 eine wechselnde räumliche Struktur erhält. Figur 6 veranschaulicht dies ohne Anspruch auf Maßstäblichkeit schematisch. Die Bewehrung 23 folgt hier einem Wellenmuster, wobei die Wellen in den verstärkten Abschnitten 29, 30 dichter liegen als in dem sonstigen Boden 17.

[0027] Die textile Bewehrung 23 kann als flächiges textiles Gebilde ausgebildet sein, das z.B. in die wellige Form gemäß Figur 6 überführt worden ist. Sie kann aber auch gestreckt in die Betonmatrix eingebunden sein. Vorzugsweise wird als Bewehrung 23 ein Gewebe oder sonstiges Flächengebilde genutzt, wie es bspw. aus Figur 7 hervorgeht. Dort sind Kettfäden 31 und Schussfäden 32 jeweils gruppenweise zusammengefasst, wobei zwischen diesen Gruppen Durchgänge 33 existieren, durch die flüssiger Beton leicht hindurch treten kann. Die Bewehrung 23 bildet so ein Gitter, das in den Beton leicht einzubringen ist und in diesen sicher eingebettet wird, um einen innigen Verbund mit diesem einzugehen.

[0028] Die Bewehrung 23 kann als flächiges Gewebe oder auch als Abstandsgewebe oder Gewirke ausgebildet sein, wie es in Figur 8 veranschaulicht ist. Es umfasst dann mindestens zwei textile Lagen 34, 35, die untereinander durch Polfäden 36 oder sonstige Abstandshalter verbunden sein können. Die Polfäden 36 schaffen einen Abstand zwischen den beiden textilen Lagen 34, 35 und bewirken so, dass eine der Lagen oberhalb der Wandmitte und die andere Lage unterhalb der Wandmitte angeordnet ist. Die Wandmitte bildet für viele Belastungsfälle die neutrale Faser. Die Verwendung eines Abstandstextils stellt die Anordnung der die Zugfestigkeit fördernden Lagen der Bewehrung 23 außerhalb der neutralen Faser des Bauteils sicher.

[0029] Der erfindungsgemäße Baukörper wird durch eine aus Textilbeton bestehende Wandanordnung 12 gebildet, die einen Innenraum 11 umschließt. Die Verwendung von Textilbeton zur Erstellung des erfindungsgemäßen Baukörpers 10 gestattet die Ausführung mit besonders dünner Wandstärke sowie auch die Ausbildung relativ filigraner Verstärkungsstrukturen zur Aussteifung.

Bezugszeichenliste:

[0030] 

10

Fertiggarage

11

Innenraum

12

Wandanordnung

13

Linke Seitenwand

14

Rechte Seitenwand

15

Dach

16

Stirnwand

17

Boden

18

Wandflächenabschnitt

19

Bauwerkskante

20

Betonmatrix

21

Erste Lage

22

Zweite Lage

23

Bewehrung

24

Isolierschicht

25

Hohlprofil

26

Kunststoffkern

27

Rippe

28

Eckwinkel

29

Abschnitt

30

Abschnitt

31

Kettfäden

32

Schussfäden

33

Durchgänge

34

Obere Lage

35

Untere Lage

36

Polfaden

Ansprüche

1. Vorgefertigter Baukörper,
mit einer Wandanordnung (12), die aus Beton mit einer Bewehrung (23) aus textilem Material ausgebildet ist und die wenigstens drei in einem Winkel zueinander stehende, untereinander nahtlos verbundene Wandflächenabschnitte (18) aufweist, um einen Innenraum (11) zu umschließen.

2. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandanordnung (12) ebene Wandflächenabschnitte (18) umfasst.

3. Baukörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächenabschnitte (18) mit einer Rippenstruktur versehen ist.

4. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächenabschnitte (18) an einer Ecke miteinander verbunden sind, an der sie paarweise miteinander einen rechten Winkel einschließen.

5. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandanordnung (12) den Innenraum (11) wenigstens 4-seitig umschließt.

6. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandanordnung (12) Wände (13, 14) und eine Dachplatte (15) umfasst.

7. Baukörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandanordnung (12) einen Boden (17) umfasst.

8. Baukörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17) eine wechselnde Dicke aufweist.

9. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächenabschnitte (18) an Baukörperkanten (19) untereinander verbunden sind, wobei an den Baukörperkanten (19) Verstärkungsmittel angeordnet sind.

10. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) richtungsabhängig unterschiedliche Fadendichten aufweist.

11. Baukörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) ein Gewebe ist.

12. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) ein Abstandstextil ist.

13. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) eine räumliche Konfiguration aufweist.

14. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) örtlich unterschiedliche Dichten aufweist.

15. Verwendung eines textilbewehrten Betonmaterials zur Erstellung eines vorgefertigten Baukörpers (10).

Zeichnung