BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit zwei Formkörpern, zumindest einem Hohlkörper und zumindest einer Bewehrungsstruktur. Die Anordnung dient insbesondere zur Integration in ein Bauteil, vorzugsweise aus Beton, Stahlbeton, Mörtel oder Lehm. Das Bauteil kann z. B. ein Gradienten- Bauteil sein, insbesondere ein Mesogradienten-Bauteil.

Übliche Massivbauteile aus z. B. Beton, Mörtel oder Lehm zeichnen sich durch eine homogene Materialität innerhalb des Bauteils aus. Obwohl bekannt ist, dass diese Bauteile bei statischer und/oder dynamischer Beanspruchung im Inneren sehr inhomogen ausgelastet sind, Teile des Materials im Bauteilinnenraum nur niedrig beansprucht oder zur Abtragung dieser Beanspruchungen nicht erforderlich sind, gibt es bisher nur wenige Ansätze, den Bauteilinnenraum durch gezielt erzeugte Hohlräume so zu strukturieren, dass damit eine Reduktion des Bauteilgewichts und, damit zusammenhängend, eine Reduktion des Ressourcenverbrauches, der zur Herstellung des Bauteils erforderlichen Energie und der bei der Herstellung des Bauteils freigesetzten Emissionen erzielt werden kann. Ein Ansatz sind Gradienten-Bauteile.

In DE 10 2011 102 337 Al sind bereits Gradienten-Bauteile und Vorrichtungen zur Erzeugung der Gradienten-Bauteile offenbart. Der in DE 10 2011 102 337 Al offenbarten Lehre liegt insbesondere der Ansatz zugrunde, die Eigenschaften eines z. B. massiven Bauteils in mindestens einer der drei Raumrichtungen des Bauteils zu gradieren und somit zweckmäßig an statische und/oder dynamische Beanspruchungen anzupassen. Die dort beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren erlauben die Herstellung von Bauteilen mit sich kontinuierlich in mindestens einer der drei Raumrichtungen des Bauteils verändernden Eigenschaften. Die Gradierung der Eigenschaften kann dabei insbesondere durch Erzeugen von z. B. Poren und/oder Einbringen von Leichtzuschlägen erfolgen. Mit dieser Technik lassen sich bereits deutliche Gewichtseinsparungen realisieren.

Bei der in „Schmeer, D., Sobek, W.: Gradientenbeton. In: Betonkalender 2019. Ernst und Sohn, Berlin, 2019" als „Mesogradierung" bezeichneten Technik werden kugelförmige mineralische Hohlkörper aus einem üblicherweise speziellen Mörtel in die Schalung für die Massiv-/Betonbau- teile eingelegt. Bei entsprechender Wahl der Kugeldurchmesser und der Kugelanordnung lässt sich eine fein abgestufte Verteilung der Innenräume innerhalb des Massiv-/Betonbauteils und damit eine große Gewichtsreduktion erzielen. Gleichzeitig wird durch die Wahl eines mineralischen Materials für die Hohlkörper das Recyclingproblem gelöst.

Gebäudewände, Gebäudeböden oder Gebäudedecken aus z. B. Stahlbeton werden üblicherweise in einer Schalung hergestellt. Die Bauteile werden insbesondere aus schalungstechnischen Gründen üblicherweise mit ebenen Begrenzungsflächen hergestellt. Systemebenen benachbarter Begrenzungsflächen treffen dabei üblicherweise rechtwinklig aufeinander, wodurch die bekannten kubischen Formen von Betonbauteilen wie z.B. Balken, Platten oder Scheiben (Wände) entstehen. Die zur Aufnahme der in einem Betonbauteil auftretenden Zugkräfte erforderliche Bewehrung, derzeit typischerweise eine Bewehrung aus stabförmigem Baustahl oder daraus gefertigten Bewehrungsmatten, wird aus Gründen der einfacheren Montage zumeist parallel zu den Bauteiloberflächen verlegt. Bei der dadurch entstehenden geometrischen Struktur der Bewehrung weichen die Stabachsen der Bewehrungsstäbe üblicherweise von den Zugtrajektorien innerhalb des Bauteils ab. Nahezu alle Bewehrungsstäbe sind damit entlang ihrer Längsachse unterschiedlich hoch ausgelastet, was bei einem typischerweise konstanten Stabquerschnitt zu einer Ineffizienz in der Materialausnutzung führt. Die Verlegung der Bewehrung parallel zu den Bauteiloberflächen bedingt außerdem die Verwendung einer Schubbewehrung, die typischerweise in Form von Bügeln eingebaut wird, deren Systeme-/ Biegeebene senkrecht zu der Ebene derjenigen Bewehrung steht, die parallel zu den Bauteiloberflächen verlegt wurde. Eine Schubbewehrung, die in dieser Form verlegt wird, weicht ebenfalls von den Zugtrajektorien innerhalb des Bauteils ab, weswegen auch die Materialausnutzung der Schubbewehrung ineffizient ist. Schließlich wird in Stahlbetonbauteilen wie z. B. Stahlbetondecken, üblicherweise die obere Bewehrungslage mit Stützelementen (Abstandshalter) in ihrer Höhenlage fixiert. Diese Stützelemente sind nach Fertigstellung des Bauteils typischerweise statisch unwirksam, was eine weitere Ineffizienz des verbauten Materials bedeutet. Unter Trajektorien werden Linien gleicher Hauptspannungsrichtung verstanden. Entlang einer Trajektorie können sich somit Betrag und Vorzeichen einer Hauptspannung ändern. Unter Zugtrajektorien werden insbesondere solche Linien verstanden werden, die einerseits Linien gleicher Hauptspannungsrichtung sind, entlang derer die Spannung aber ihr Vorzeichen nicht wechselt, sondern stets Zug ist und entlang derer der Betrag der Zugspannung idealerweise weitestgehend konstant ist.

Aufgrund der hohen CCh-Emissionen bei der Herstellung von Baustahl ist eine Minimierung des eingebauten Bewehrungsstahls anzustreben. Eine damit einhergehende Reduktion des Gewichts an einzubauendem Bewehrungsstahl sollte einhergehen mit einer Reduktion des Betongewichts, was dann wiederum eine weitere Reduktion des Stahlgewichts erlaubt. Da auch bei der Herstellung von Beton, insbesondere des im Beton eingebrachten Zementes große Mengen an CO2 emittiert werden, ist eine Reduktion der eingebauten Stahlmengen wie auch die Reduktion der eingebauten Betonmengen von wesentlichem Interesse.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die eine effiziente Lastabtragung mittels einer Bewehrungsstruktur ermöglicht und mit der vorzugsweise eine Bewehrungsstruktur auf einfache Art und Weise als Zugtrajektorienbewehrung ausgebildet werden kann und/oder an der z. B. eine als Zugtrajektorienbewehrung ausgebildete Bewehrungsstruktur auf einfache Art und Weise angebracht werden kann.

Montagehilfen (z.B. Abstandshalter), die für die eigentliche Funktion des Bauteils und z. B. die von ihm erwarteten Eigenschaften nicht erforderlich sind, sollen hierbei vorzugsweise vermieden oder zumindest reduziert werden.

Die Aufgabe kann durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, vorzugsweise zur Integration in ein Bauteil.

Die Anordnung kann z. B. zumindest zwei Formkörper und zumindest einen Hohlkörper umfassen.

Der zumindest eine Hohlkörper umfasst zumindest einen Hohlraum und kann vorzugsweise zwischen den zwei Formkörpern angeordnet sein.

Das Bauteil ist vorzugsweise ein Gebäudedach (z. B. Flachdach oder geneigtes Gebäudedach), eine Gebäudedecke oder ein Gebäudeboden.

Das Bauteil ist vorzugsweise als Gradienten-Bauteil, insbesondere als Mesogradienten-Bauteil ausgebildet.

Die Gradierung des Gradienten-Bauteils kann vorzugsweise durch die Hohlräume in einer Vielzahl an Hohlkörpern und optional durch Hohlräume z. B. in den Formkörpern erzeugt werden. Das Bauteil kann (z. B. ein insbesondere gradiertes oder mesogradiertes) Massivbauteil und/oder Betonbauteil sein.

Das Bauteil kann insbesondere aus mineralischem Material (zweckmäßig Baustoff) ausgebildet sein, insbesondere Beton, Stahlbeton, Mörtel und/oder Lehm.

Das Bauteil kann aus einem Material ausgebildet sein, dessen Zugfestigkeit niedriger ist als dessen Druckfestigkeit, wodurch insbesondere die Notwendigkeit einer Bewehrungsstruktur für das Bauteil entsteht.

Die Anordnung umfasst zumindest eine Bewehrungsstruktur.

Die Anordnung zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass die zumindest eine Bewehrungsstruktur einen Zwischenraum definiert, wobei die zumindest zwei Formkörper und der zumindest eine Hohlkörper in dem Zwischenraum zweckmäßig angeordnet sein können. Alternativ oder ergänzend zeichnet sich die Anordnung vorzugsweise dadurch aus, dass die zumindest eine Bewehrungsstruktur insbesondere zur Anpassung an einen (üblicherweise bogenförmigen) Zugtrajektori- enverlauf (zweckmäßig im Bauteil) sich zumindest abschnittsweise bogenförmig erstreckt und z. B. eine vertikal nach unten weisende Bogenform aufweisen kann, mit insbesondere zweckmäßig geeigneter Krümmung.

Die zwei Formteile und vorzugsweise der zumindest eine Hohlkörper bieten hierbei insbesondere geeignete Lagerstellen, um die Bewehrungsstruktur auf vorteilhaft einfache Art und Weise zweckmäßig unmittelbar oder mittelbar (z. B. über einen oder mehrere Bügel oder andere geeignete Befestigungsmittel) anbringen und insbesondere lagern zu können. Die Bewehrungsstruktur kann zweckmäßig unmittelbar oder mittelbar (z. B. über einen oder mehrere Bügel oder andere geeignete Befestigungsmittel) an den zwei Formkörpern und/oder an dem zumindest einen Hohlkörper so angebracht werden, dass sie Schwerkraft-basiert, insbesondere durch ihr Eigengewicht, eine Bogenform mit zweckmäßig geeigneter Krümmung einnehmen kann, deren Verlauf zumindest annähernd an einen Verlauf einer oder mehrerer Zugtrajektorien innerhalb eines Bauteils angepasst ist.

Es ist möglich, dass die Bewehrungsstruktur sich (z. B. ring- und/oder schlaufenförmig) um die zwei Formkörper und den zumindest einen Hohlkörper vorzugsweise einstückig-integral herum erstreckt. Alternativ oder ergänzend kann die Bewehrungsstruktur z. B. in ihrer Umfangsrichtung eine umlaufende, vorzugsweise geschlossene Umfassung für die zwei Formkörper und den zumindest einen Hohlkörper bilden. Dadurch können insbesondere Zugkräfte in der Bewehrungsstruktur kurzgeschlossen werden, so dass vorteilhaft auf ansonsten erforderliche Verankerungslängen verzichtet werden kann. Alternativ oder ergänzend kann dadurch z. B. der Zwischenraum in seiner Umfangsrichtung geschlossen werden.

Zur Herstellung einer so ausgebildeten Bewehrungsstruktur kann z. B. ein (zunächst zweckmäßig geradlinig vorliegender) Bewehrungsstab (z. B. aus Betonstahl) durch Biegen verformt werden, so dass freie Enden des Bewehrungsstabs zusammengeführt werden können, insbesondere einander überlappen und/oder miteinander verschweißt werden können.

Durch ein Zusammenführen der beiden freien Enden können vorteilhaft Zugkräfte im Bewehrungsstab oder allgemein in der Bewehrungsstruktur kurzgeschlossen werden. Bei freien Stabenden üblicherweise erforderliche Verankerungslänge können somit vorteilhaft entfallen, was mit einer Materialersparnis einhergeht. Neben der Materialersparnis erlaubt eine insbesondere ringförmige, schlaufenförmige und/oder umlaufende Bewehrungsstruktur z. B. auch ein einfaches Einlegen in eine Schalung und/oder eine einfache Montage an die zwei Formkörper und vorzugsweise den zumindest einen Hohlkörper.

Es ist möglich, dass die freien Enden miteinander verschweißt sind. Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, die freien Enden des Bewehrungsstabes oder allgemein der Bewehrungsstruktur miteinander zu verschweißen. Ein Kurzschließen der Zugkräfte ist z. B. auch möglich, indem sich die freien Enden mittels einer zweckmäßig ausreichend langen Übergreifungslänge überlappen, was allerdings mit einem etwas höheren Materialverbrauch einhergeht.

Es ist möglich, dass die Bewehrungsstruktur durch einen z. B. zumindest 2-fach gebogenen Bewehrungsstab gebildet wird. Somit kann z. B. ein und derselbe Bewehrungsstab sich vorzugsweise ring- und/oder schlaufenförmig um die zwei Formkörper und den zumindest einen Hohlkörper herum erstrecken und/oder eine umlaufende Umfassung für die zwei Formkörper und den zumindest einen Hohlkörper bilden. Alternativ sind allerdings auch z. B. zwei Einzelstäbe möglich.

Die Bewehrungsstruktur kann wie bereits erwähnt z. B. freie Enden aufweisen, insbesondere freie Stabenden. Die freien Enden können in einem Vereinigungsbereich zusammengeführt sein, insbesondere um Zugkräfte in der Bewehrungsstruktur vorteilhaft kurzschließen zu können.

Es ist möglich, dass (vorzugsweise im Vereinigungsbereich) die freien Enden einander überlappen und/oder miteinander verschweißt sind, insbesondere um Zugkräfte in der Bewehrungsstruktur kurzschließen zu können.

Es ist möglich, dass die freien Enden z. B. stirnseitig miteinander verschweißt sind und/oder mittels eines Stumpfstoßes miteinander verschweißt sind.

Die freien Enden können vorzugsweise Teil ein und desselben Bewehrungsstabs sein, was z. B. eine einfache und effiziente Herstellung der Bewehrungsstruktur ermöglicht. Im Kontext der Erfindung ist es aber auch möglich, die Bewehrungsstruktur mit z. B. zumindest zwei Bewehrungsstäben auszubilden, die z. B. in zwei wie hierin offenbarten Vereinigungsbereichen zusammengeführt werden können.

Die Bewehrungsstruktur kann sich z. B. über drei Raumrichtungen erstrecken und somit z. B. ein 3- dimensionales Gebilde darstellen.

Die zwei Formkörper können in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur vorzugsweise außenliegend angeordnet sein, insbesondere an entgegengesetzten Enden der Bewehrungsstruktur. Der eine Formkörper kann am einen Längsende und der andere Formkörper kann am anderen Längsende der Bewehrungsstruktur angeordnet sein.

Es ist möglich, dass die Bewehrungsstruktur als Zugtrajektorienbewehrung ausgebildet ist, insbesondere zur zweckmäßig im Wesentlichen vollständigen oder zumindest näherungsweisen Anpassung an einen Zugtrajektorienverlauf im Bauteil. Hierfür kann die Zugtrajektorienbewehrung z. B. zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet sein.

Die Bewehrungsstruktur kann zwei erste (zweckmäßig einander gegenüberliegende) Teilbereiche und/oder zwei zweite (zweckmäßig einander gegenüberliegende) Teilbereiche umfassen.

Die zwei ersten Teilbereiche bilden vorzugsweise Längsachsen der Bewehrungsstruktur. Die zwei ersten Teilbereiche können sich vorzugsweise vertikal nach unten bogenförmig (insbesondere gekrümmt) erstrecken, z. B. um zumindest annähernd an einen Zugtrajektorienverlauf im Bauteil angepasst zu werden. Die Längsachsen der ersten Teilbereiche sind somit vorzugsweise gekrümmt.

Die zwei ersten Teilbereiche können sich z. B. in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur erstrecken und/oder in Querrichtung der Bewehrungsstruktur voneinander beabstandet sein.

Es ist möglich, dass die zwei ersten Teilbereiche sich vom einen Formkörper bis zum anderen Formkörper vorzugsweise im Wesentlichen durchgehend bogenförmig erstrecken, insbesondere nach unten im Wesentlichen durchgehend gekrümmt.

Die zwei ersten Teilbereiche können z. B. nach unten bogenförmig ausgebildet sein, vorzugsweise zur Anpassung an einen im Bauteil vorliegenden Zugtrajektorienverlauf.

Die zwei ersten Teilbereiche erstrecken sich vorzugsweise in zwei zueinander im Wesentlichen parallelen Ebenen. Die zwei Ebenen können vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur und/oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein.

Die Bewehrungsstruktur und zwar insbesondere die zwei ersten Teilbereiche können einen insbesondere relativ zur ihrer Längserstreckung im Wesentlichen mittigen Tiefpunkt aufweisen und/oder z. B. zwei Hochpunkte an den Formkörpern. Insbesondere können z. B. die zwei ersten Teilbereiche einen oder mehrere Tiefpunkte aufweisen und/oder die zwei zweiten Teilbereiche die Hochpunkte aufweisen.

Die zwei ersten Teilbereiche können z. B. auf gleicher Höhe verlaufen und/oder auf unterschiedlicher Höhe verlaufen.

Es ist möglich, dass wenn die zwei ersten Teilbereiche eine geeignete Bogenform in der Schalung aufweisen, die Anordnung mit dem das Bauteil konstituierenden Material ausgegossen und somit das Bauteil ausgebildet werden kann.

Durch eine Eigengewicht-basierte Bogenform kann z. B. vermieden werden, dass die zwei ersten Teilbereiche vorab in die Bogenform gebogen werden müssen. Es ist z. B. möglich, dass die zwei ersten Teilbereiche z. B. in einer Schalung durch ihr Eigengewicht frei durchhängen und dadurch eine Bogenform einnehmen, die vorteilhaft im Wesentlichen einem Zugtrajektorienverlauf im Bauteil entspricht. Es ist aber auch möglich, die zwei ersten Teilbereiche z. B. in einer Schalung durch ihr Eigengewicht durchhängen zu lassen, aber vorzugsweise zwischen den zwei Formkörpern durch eine oder mehrere Haltemittel (z. B. ein oder mehrere Bügel) in eine Sollgeometrie zu bringen, deren Verlauf vorteilhaft genauer im Wesentlichen einem Zugtrajektorienverlauf im Bauteil entspricht. Alternativ oder ergänzend können die Haltemittel z. B. dafür sorgen, dass das Eigengewicht der Bewehrungsstruktur auch auf den zumindest einen Hohlkörper verteilt werden kann. Hierdurch kann z. B. die aus dem Eigengewicht der Bewehrungsstruktur resultierende Umlenkkraft reduziert oder sogar beseitigt werden, die als Zugkraft auf die Formkörper wirkt und die die Formkörper, wenn deren Eigengewicht oder Standfestigkeit zu klein ist, eventuell zum Kippen und/oder Gleiten in der Schalung bringen könnte.

Es ist möglich, dass die zwei zweiten Teilbereiche in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur voneinander beabstandet sind und/oder zur Verbindung mit den zwei ersten Teilbereichen um die zwei Formkörper geführt sind. Die zwei zweiten Teilbereiche können z. B. im Wesentlichen U- oder zumindest annähernd Halbkreis-förmig und/oder in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur seitlich außen um die zwei Formkörper geführt sein.

Die zwei zweiten Teilbereiche können z. B. (vorzugsweise im Wesentlichen U- oder Halbkreis-förmig) mit den zwei Formkörpern in Eingriff stehen und somit zweckmäßig durch die zwei Formkörper gelagert sein und/oder ausgebildet sein, z. B. um Zugkräfte aus den zwei ersten Teilbereichen an die zwei Formkörper abzugeben.

Die zwei zweiten Teilbereiche sind im Kontext der Erfindung allerdings optional.

Es ist möglich, dass die Bewehrungsstruktur z. B. mittels zumindest eines Bügels gehalten wird.

Der zumindest eine Bügel kann z. B. einen im Wesentlichen U-förmigen Basisabschnitt umfassen, aber auch andere geeignete Formen aufweisen, wie z. B. eine L-Form, eine Haken-Form, etc.

Z. B. aus dem Eigengewicht der Bewehrungsstruktur resultierende vertikal wirkende Kräfte können über einen oder mehrere Bügel auf die zwei Formkörper und/oder den zumindest einen Hohlkörper übertragen werden. Z. B. aus dem Eigengewicht der Bewehrungsstruktur resultierende Zugkräfte und/oder horizontal wirkende Kräfte hingegen können vorzugsweise mittels der zweiten Teilbereiche vorzugsweise unmittelbar in die zwei Formkörper übertragen werden.

Es ist möglich, dass zumindest ein Bügel an zumindest einem der zwei Formkörper angebracht ist (z. B. oben aufliegt), zumindest einen der zwei Formkörper insbesondere quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur überspannt und/oder in einer Nut in zumindest einem der zwei Formkörper verläuft. Bevorzugt ist, dass die zwei Formkörper mit einem Bügel versehen sind.

Es ist möglich, dass zumindest ein Bügel an dem zumindest einen Hohlkörper angebracht ist (z. B. oben aufliegt), den zumindest einen Hohlkörper insbesondere quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur überspannt und/oder in einer Nut in dem zumindest einen Hohlkörper verläuft. Bevorzugt ist, dass mehrere Hohlkörper mit zweckmäßig gleichen oder unterschiedlichen Bügeln versehen sind.

Es ist möglich, dass die Bewehrungsstruktur in vorzugsweise aufgebogenen oder hakenförmigen Enden des zumindest einen Bügels aufgenommen ist.

Insbesondere können die zwei ersten Teilbereiche an zumindest einen gemeinsamen Bügel angebracht werden, z. B. in zumindest einen gemeinsamen Bügel eingelegt werden.

Es ist möglich, dass der zumindest eine Bügel zwei gleich lange oder unterschiedlich lange Schenkel aufweist.

Der zumindest eine Bügel kann z. B. aus Stabstahl, Stahlblech oder einem faserverstärkten Beton oder faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein.

Es ist möglich, dass die zwei ersten Teilbereiche auf Teilsektionen des zumindest einen Hohlkörpers aufliegen und/oder die zwei zweiten Teilbereiche unmittelbar an den zwei Formkörpern anliegen.

Die Teilsektionen können (z. B. quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur) von dem zumindest einen Hohlkörper abstehen und/oder als Nuten im zumindest einen Hohlkörper verlaufen.

Es ist möglich, dass die Teilsektionen einstückig-integral an dem zumindest einen Hohlkörper ausgebildet sind und/oder aus mineralischem Material ausgebildet sind. Es ist z. B. möglich, dass die Teilsektionen zusammen mit dem zumindest einen Hohlkörper in einem Gieß-, Spritz- oder Schleuderverfahren hergestellt werden, um so mit dem Hohlkörper einstückig-integral ausgebildet werden zu können.

Es ist möglich, dass die einzelnen Formkörper zumindest einen Hohlraum aufweisen und/oder aus mineralischem Material ausgebildet sind. Die einzelnen Formkörper können aber auch massiv und/oder aus Kunststoff oder einem anderen Material ausgebildet sein, insbesondere, weil die Zugkräfte aus den ersten Teilbereichen relativ groß sein können.

Der zumindest eine Hohlkörper kann aus mineralischem Material ausgebildet sein.

Sofern mehrere Hohlkörper verwendet werden, können die einzelnen Hohlkörper zumindest einen Hohlraum aufweisen und/oder aus mineralischem Material ausgebildet sein.

Bevorzugt ist, dass mehrere (z. B. zumindest zwei, zumindest drei, zumindest vier oder zumindest fünf) Hohlkörper insbesondere in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur zwischen den zwei Formkörpern angeordnet sind.

Es ist möglich, dass die Anordnung zumindest zwei wie hierin offenbarte Bewehrungsstrukturen aufweist.

Die zwei Bewehrungsstrukturen können mit oder ohne gegenseitiger Übergreifung zur Verfügung gestellt sein.

Die zwei Bewehrungsstrukturen können sich vorzugsweise an ein und demselben Formteil übergreifen.

Die zumindest zwei Bewehrungsstrukturen können vorzugsweise in Querrichtung und/oder in Längsrichtung der Bewehrungsstrukturen nebeneinander angeordnet sein und/oder sich z. B. parallel oder nicht-parallel zueinander erstrecken. Es ist möglich, dass die zumindest zwei Bewehrungsstrukturen an ein und demselben Formkörper (z. B. auf unterschiedlichen Höhen) angebracht sind, aber z. B. in ihren Zwischenräumen verschiedene (z. B. im Wesentlichen baugleiche oder unterschiedliche) Hohlkörper angeordnet sein können.

Es ist möglich, dass die Anordnung zumindest einen Schubaufnehmer umfasst.

Der Schubaufnehmer dient vorzugsweise zur Befestigung von Material unterhalb der Bewehrungsstruktur, insbesondere mineralischem, das Bauteil konstituierenden Material wie z. B. Beton, Lehm oder Mörtel.

Der Schubaufnehmer dient insbesondere dazu, sicherzustellen, dass das Material, das sich innerhalb eines Bauteils und unterhalb der Bewehrungsstruktur befindet, kraftschlüssig in das Bauteil befestigt werden kann.

Der Schubaufnehmer kann z. B. zwischen zwei zweckmäßig benachbarten Bewehrungsstrukturen angeordnet (z. B. eingesteckt) sein und/oder zwischen zwei zweckmäßig in Querrichtung einer Bewehrungsstruktur benachbarten Hohlkörpern (z. B. eingesteckt) angeordnet sein.

Es ist möglich, dass der Schubaufnehmer einen im Wesentlichen U-förmigen Basisabschnitt und/oder z. B. zwei in unterschiedliche Richtungen weisende Schenkel aufweist.

Der Schubaufnehmer kann z. B. mit dem im Wesentlichen U-förmigen Basisabschnitt zwischen zwei zweckmäßig benachbarten Bewehrungsstrukturen angeordnet sein und/oder mit den zwei in unterschiedliche Richtungen weisenden Schenkeln auf zwei zweckmäßig benachbarten Hohlkörpern aufliegen.

Der Schubaufnehmer kann z. B. zumindest 4-fach gebogen sein und/oder entlang seiner Längsrichtung zumindest 4 Richtungswechsel aufweisen.

Der Schubaufnehmer kann z. B. aus Stabstahl, Stahlblech oder einem faserverstärkten Beton oder faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein.

Der Schubaufnehmer dient insbesondere zur Positionierung zwischen zwei nebeneinander verlaufenden Anordnungen wie hierin offenbart. Es ist möglich, dass oben auf der Bewehrungsstruktur eine sich quer zur Längserstreckung der Bewehrungsstruktur erstreckende Bewehrung aufliegt. Die Bewehrung kann vorzugsweise horizontal verlaufen.

Es ist möglich, dass die zwei Formkörper jeweils zumindest ein Fußelement aufweisen, das z. B. von den Formkörpern abstehen kann, z. B. nach unten, quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur und/oder in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur.

Der zumindest eine Hohlkörper kann ebenfalls zumindest ein Fußelement aufweisen, das z. B. vom Hohlkörper abstehen kann, z. B. nach unten, quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur und/oder in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur.

Die Formkörper und der zumindest eine Hohlkörper können vorzugsweise mittels der Fußelemente insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander in Eingriff stehen.

Die Fußelemente bilden vorzugsweise untere und/oder seitliche Abstandshalter und stehen vorzugsweise von den Formkörpern und/oder dem zumindest einen Hohlkörper nach unten und/oder zur Seite ab.

Die Fußelemente können z. B. ausgeführt sein, dass sie eine insbesondere stabile Anordnung mit zugleich hoher Lagegenauigkeit in einer Schalung bewirken, was insbesondere beim Montieren, insbesondere Einhängen, der Bewehrungsstruktur vorteilhaft sein kann.

Die Fußelemente können insbesondere seitliche und/oder untere Abstandshalter bilden.

Es ist möglich, dass die Fußelemente einstückig-integral mit den zugehörigen Form- und/oder Hohlkörpern ausgebildet sind und/oder aus mineralischem Material ausgebildet sind.

Es ist z. B. möglich, dass die Fußelemente zusammen mit den zugehörigen Form- und/oder Hohlkörpern in einem Gieß-, Spritz- oder Schleuderverfahren hergestellt werden. Die Fußelelemnte können sich z. B. bis zur Bauteiloberfläche erstrecken und/oder mit der Bauteiloberfläche im Wesentlichen bündig abschließen. Damit sind z. B. auch Ausführungsformen umfasst, in denen die Bauteiloberfläche und somit die Fußelemente z. B. mit einem Putz, einer Tapete, einer Blende etc. versehen wird.

Die Formkörper und der zumindest eine Hohlkörper und/oder oder eine Vielzahl von Hohlkörpern können über Abstandsräume voneinander beabstandet sein. Die Abstandsräume können z. B. während der Herstellung des Bauteils mit dem das Bauteil konstituierenden Material ausgefüllt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Formkörper und eine Vielzahl von Hohlkörpern über einzelne Abstandsräume voneinander beabstandet sein, aber z. B. über zugehörige Fußelemente miteinander in Eingriff stehen.

Es ist möglich, dass unter der Bewehrungsstruktur eine z. B. in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur verlaufende Bewehrung angeordnet ist. Die Bewehrung kann vorzugsweise horizontal verlaufen. Alternativ oder ergänzend erstreckt sich die Bewehrung in zwei parallelen Ebenen, in denen sich auch die zwei ersten Teilbereiche erstrecken können. Die Bewehrung kann z. B. auf einem oder mehreren Fußelementen der Form- und/oder Hohlkörper aufliegen.

Es ist möglich, dass die einzelnen Formkörper zumindest einen Hohlraum aufweisen und/oder aus mineralischem Material ausgebildet sind. Die Formkörper können im Kontext der Erfindung z. B. wie der hierin offenbarte zumindest eine Hohlkörper ausgebildet sein.

Der zumindest eine Hohlkörper kann z. B. eine Hohlkörper-Wandstruktur aufweisen, die eine Hohlkörper-Hülle bildet und den zumindest einen Hohlraum vorzugsweise allseitig umschließt.

Der zumindest eine Hohlraum kann somit von der Hohlkörper-Wandstruktur z. B. vollständig eingeschlossen werden (und z. B. öffnungsfrei ausgebildet sein). Alternativ oder ergänzend können z.

B. die Formkörper jeweils eine Hohlkörper-Wandstruktur aufweisen, die eine Hohlkörper-Hülle bildet und den zumindest einen Hohlraum insbesondere allseitig umschließt. Der zumindest eine Hohlraum kann somit von der Hohlkörper-Wandstruktur z. B. vollständig eingeschlossen werden (und z. B. öffnungsfrei ausgebildet sein).

Die Hohlräume können z. B. gleich oder unterschiedlich groß ausgebildet sein und/oder eine Größenordnung von 10mm bis 250mm aufweisen, vorzugsweise von 75mm bis 250mm. Es ist möglich, dass zumindest drei, zumindest vier oder zumindest fünf Hohlkörper zwischen den Formkörpern im Zwischenraum angeordnet sind.

Der zumindest eine Hohlkörper ist vorzugsweise hohlkastenförmig ausgebildet, zweckmäßig mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Grundform.

Die Formkörper können vorzugsweise eine runde zylinderförmige (z. B. kreiszylinderförmige) Grundform aufweisen oder hohlkastenförmig ausgebildet sein, zweckmäßig mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Grundform.

Die Formkörper und/oder der zumindest eine Hohlkörper sind vorzugsweise vorgefertigte Teile.

Die Gebäudedecke, das Gebäudedach oder der Gebäudeboden stellen vorzugsweise Bauelemente dar, die insbesondere geeignet sind, um in einem Gebäude zur Anwendung kommen zu können.

Das Bauteil und zwar insbesondere die Gebäudedecke, der Gebäudeboden oder das Gebäudedach kann z. B. vorgefertigt sein und somit z. B. in einem Fertigteilwerk hergestellt werden. Eine Herstellung z. B. auf einer Baustelle oder in-situ ist ebenfalls denkbar.

Das Bauteil umfasst vorzugsweise im Einsatz vorzugsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Bauteile. Es kann aber auch z. B. gekrümmte oder im Einsatz zweckmäßig schräg ausgerichtete Bauteile umfassen.

Es ist möglich, dass die Hohlräume der einzelnen Hohlkörper unterschiedlich groß ausgebildet sind und/oder eine Größenordnung von 10mm bis 250mm aufweisen, vorzugsweise von 75mm bis 250mm.

Zu erwähnen ist, dass die Formkörper und/oder der zumindest eine Hohlkörper vorzugsweise zum Aufstellen geeignet sind, insbesondere in einer Schalung. Hierzu können die Formkörper und/oder der Hohlkörper oder die Vielzahl an Hohlkörpern jeweils vorzugsweise zumindest ein (z. B. nach unten, in Längsrichtung der Bewehrungsstruktur und/oder quer zur Längsrichtung der Bewehrungsstruktur abstehendes) Fußelement aufweisen. Die Erfindung umfasst auch eine Anordnungskombination mit einer Vielzahl an Anordnungen wie hierin offenbart.

Die Erfindung umfasst ebenfalls ein Bauteil, vorzugsweise Gradienten-Bauteil, insbesondere ein Mesogradienten-Bauteil, mit zumindest einer Anordnung wie hierin offenbart.

Die zumindest eine Anordnung kann zweckmäßig in ein das Bauteil konstituierendes z. B. mineralisches Material (z. B. Beton, Mörtel und/oder Lehm) integriert sein, insbesondere eingebettet sein.

Das Bauteil ist vorzugsweise ein Gradienten-Bauteil, dessen Gradierung z. B. durch die Hohlräume der Hohlkörper und z. B. durch optionale Hohlräume der Formkörper ausgebildet sein kann.

Das Bauteil kann (z. B. ein insbesondere gradiertes, insbesondere mesogradiertes) Massivbauteil sein.

Das Bauteil kann z. B. ein Betonbauteil sein.

Das Bauteil kann z. B. als Gebäudeboden, Gebäudedecke oder Gebäudedach (z. B. ein Flachdach oder leicht geneigtes Gebäudedach) ausgebildet sein. Das Bauteil ist somit vorzugsweise geeignet, um in einem Gebäude zur Anwendung kommen zu können.

Es ist möglich, dass die Formkörper von dem das Bauteil konstituierenden z. B. mineralischen Material allseitig umschlossen in das Bauteil integriert werden. Alternativ oder ergänzend können auch der zumindest eine Hohlkörper oder, wenn eine Vielzahl an Hohlkörpern verwendet wird, die einzelnen Hohlkörper von dem das Bauteil konstituierenden z. B. mineralischen Material allseitig umschlossen in das Bauteil integriert werden.

Es ist möglich, dass insbesondere die Abstandsräume durch das das Bauteil konstituierende mineralische Material ausgefüllt sind.

Die Bewehrungsstruktur umfasst vorzugsweise einen Bewehrungsstab z. B. aus Baustahl.

Die Bewehrungsstruktur kann aber auch z. B. Kohlefasern oder Glasfasern oder ein anderes zugfestes Material aufweisen und z. B. durch ein Wickelverfahren oder vergleichbare Technologien erzeugt werden. Die Bewehrungsstruktur bildet vorzugsweise eine Zugtrajektorienbewehrung, deren Längsachsen innerhalb des Bauteils vorzugsweise mit Zugtrajektorien zweckmäßig vollkommen oder auch nur teilweise zusammenfallen. Damit lässt sich vorteilhaft eine Reduktion der Menge an einzubauender Bewehrung erreichen. Die Längsachsen der ersten Teilbereiche sind in diesen Fällen typischerweise gekrümmt.

Unter einer Zugtrajektorie und/oder einem Zugtrajektorienverlauf wird hierin insbesondere eine solche Linie verstanden, die einerseits eine Linie gleicher Hauptspannungsrichtung darstellt, entlang derer die Spannung aber ihr Vorzeichen nicht wechselt, sondern stets Zug ist und entlang derer der Betrag der Zugspannung idealerweise weitestgehend konstant ist.

Es ist möglich, dass die Bogenform und/oder die bogenförmige Erstreckung z. B. kontinuierlich gekrümmt verlaufen kann oder z. B. durch eine oder mehrere Lager- oder Unterstützungsstellen insbesondere eine oder mehrere Diskontinuitäten aufweisen kann.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren. Es zeigen:

Figur 1 zeigt eine Draufsicht von oben auf eine schematisch dargestellte Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anordnung der Figur 1,

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Figur 1 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 5 zeigt eine Schnittansicht eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf das Bauteil der Figur 5,

Figuren 7 bis 9 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Anordnung gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung,

Figuren 10 und 11 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Bügels gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung,

Figuren 12 bis 14 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Anordnung gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung,

Figur 15 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 16 zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 17 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier Anordnungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Figur 18 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schubaufnehmers gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Zu Darstellungszwecken sind nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine schematische Anordnung A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Figur 2 eine schematische Seitenansicht der Anordnung A zeigt.

Die Anordnung A dient zur Integration in ein Bauteil 10 (z. B. Figur 5). Die Anordnung A umfasst zwei Formkörper 100, z. B. sechs Hohlkörper 150 und eine Bewehrungsstruktur 200. Die zwei Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 sind vorzugsweise aus mineralischem Material ausgebildet und weisen jeweils zumindest einen Hohlraum 1 auf. Die Hohlräume 1 dienen zur Gradierung, insbesondere Mesogradierung, des Bauteils 10, so dass das Bauteil 10 als Gradienten-Bauteil 10 ausgebildet sein kann. Üblicherweise umfasst das Bauteil 10 nicht nur eine Anordnung A, sondern eine Vielzahl an Anordnungen A.

Zur Herstellung des Bauteils 10 kann die Anordnung A in einer nicht gezeigten Schalung (Gussform) positioniert werden, wobei die Schalung mit dem das Bauteil 10 konstituierenden vorzugsweise ebenfalls mineralischem Material M befüllt, z. B. ausgegossen, werden kann, insbesondere so, dass die Anordnung A vom Material M zweckmäßig umschlossen im Bauteil 10 integriert wird (z. B. Figur 5).

Die Hohlkörper 150 und optional die zwei Formkörper 100 sind hierbei vorzugsweise entsprechend dem Anforderungs- und/oder Belastungsprofil des Bauteils 10 zu platzieren, um damit vorteilhaft z. B. eine Reduktion des Bauteilgewichts und somit eine Reduktion des Ressourcenverbrauches, eine Reduktion der zur Herstellung des Bauteils 10 erforderlichen Energie und einer Reduktion der bei der Herstellung des Bauteils 10 freigesetzten Emissionen erzielen zu können.

Mit Gradientenbauteilen lassen sich deutliche Gewichtseinsparungen sowie, damit zusammenhängend, deutliche Emissionseinsparungen erzielen. Die hierfür verwendeten Form- und/oder Hohlkörper 100, 150 eignen sich aber nicht nur zur Gewichtseinsparung, sondern vorteilhaft auch zum Anbringen und/oder zum Erzeugen einer insbesondere als Zugtrajektorienbewehrung ausgebildeten Bewehrungsstruktur 200.

Trajektorien sind hierbei Linien gleicher Hauptspannungsrichtung. Entlang einer Trajektorie können sich somit Betrag und Vorzeichen einer Hauptspannung ändern. Unter Zugtrajektorien werden hierin insbesondere solche Linien verstanden werden, die einerseits Linien gleicher Hauptspannungsrichtung sind, entlang derer die Spannung aber ihr Vorzeichen nicht wechselt, sondern stets Zug ist und entlang derer der Betrag der Zugspannung idealerweise weitestgehend konstant ist.

Die Bewehrungsstruktur 200 erstreckt sich zur zumindest näherungsweisen Anpassung an einen bogenförmigen Zugtrajektorienverlauf im Bauteil 10 ebenfalls im Wesentlichen bogenförmig nach zweckmäßig vertikal unten. Die Bewehrungsstruktur 200 definiert einen Zwischenraum R, der vorzugsweise in seiner Umfangsrichtung geschlossen ist. Die zwei Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 sind in dem Zwischenraum R angeordnet.

Die Bewehrungsstruktur 200 erstreckt sich im Wesentlichen ring- und/oder schlaufenförmig um die zwei Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 vorzugsweise einstückig-integral herum. Die Bewehrungsstruktur 200 bildet eine in ihrer Umfangsrichtung umlaufende, vorzugsweise geschlossene Umfassung für die Formkörper 100 und die Hohlkörper 150. Dadurch kann insbesondere ermöglicht werden, dass Zugkräfte in der Bewehrungsstruktur 200 kurzgeschlossen werden, so dass vorteilhaft ansonsten erforderliche Verankerungslängen vermieden werden können. Die Bewehrungsstruktur 200 bildet somit vorzugsweise eine Bewehrungsschlaufe oder Bewehrungsschlinge für die Formkörper 100 und die Hohlkörper 150.

Die zweckmäßig im Wesentlichen ring- und/oder schlaufenförmige Bewehrungsstruktur 200 kann durch einen zunächst z. B. geradlinig vorliegenden Bewehrungsstab aus vorzugsweise Betonstahl durch Biegen ausgebildet werden. Die an eine Zugtrajektorie angepasste Bogenform der Bewehrungsstruktur 200 kann allerdings vorteilhaft im Wesentlichen durch das Eigengewicht und ein Durchhängen der Bewehrungsstruktur 200 zwischen den Formteilen 100 erzeugt werden.

Freie Enden 204 (z. B. Figuren 3 und 4) des Bewehrungsstabs oder allgemein der Bewehrungsstruktur 200 können in einem geeignet positionierten Vereinigungsbereich 203 so vereinigt werden, dass ein Kurzschluss von Zugkräften in der Bewehrungsstruktur 200 ermöglicht werden kann. Die freien Enden 204 können sich im Vereinigungsbereich 203 z. B. überlappen und/oder miteinander verschweißt sein. Eine unmittelbare Kontaktierung der freien Enden 204 ist möglich, aber nicht zwingend erforderlich.

Bezugseichen L kennzeichnet die Längsrichtung der Bewehrungsstruktur 200, wobei Bezugszeichen C die Querrichtung der Bewehrungsstruktur 200 kennzeichnet.

Die Formkörper 100 sind in Längsrichtung L der Bewehrungsstruktur 200 außenliegend angeordnet, so dass der eine Formkörper 100 am einen Längsende und der andere Formkörper 100 am anderen Längsende der Bewehrungsstruktur 200 angeordnet ist.

Die Bewehrungsstruktur 200 umfasst zwei erste einander gegenüberliegende Teilbereiche 201 und optional zwei zweite einander gegenüberliegende Teilbereiche 202. Die ersten Teilbereiche 201 sind in Querrichtung C voneinander beabstandet und erstrecken sich im Wesentlichen in Längsrichtung L seitlich außen entlang der Formkörper 100 und der Hohlkörper 150. Die zwei ersten Teilbereiche 201 verlaufen in zwei zueinander parallelen Ebenen. Die zwei Ebenen sind parallel zur Längsrichtung L und vertikal ausgerichtet.

Die zwei ersten Teilbereiche 201 sind üblicherweise nach unten bogenförmig ausgebildet, insbesondere, um zumindest annähernd an einen Zugtrajektorienverlauf im Bauteil 10 angepasst zu sein. Die Bewehrungsstruktur 200 und zwar insbesondere die zwei ersten Teilbereiche 201 können somit im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise mit einer oder mehreren Zug- trajektorien im Bauteil 10 zusammenfallen.

Die zwei zweiten Teilbereiche 202 sind in Längsrichtung L voneinander beabstandet und sind zur Verbindung mit den zwei ersten Teilbereichen 201 um die zwei Formkörper 100 geführt.

Die zwei zweiten Teilbereiche 202 sind direkt oder z. B. über einen Bügel 400 (z. B. Figuren 7 bis 14) an den Formkörpern 100 angebracht und können z. B. U- oder Halbkreis-förmig mit den Formkörpern 100 in Eingriff stehen, insbesondere, um Zugkräfte aus den zwei ersten Teilbereichen 201 an die Formkörper 100 abzugeben. Bevorzugt ist, dass die zwei zweiten Teilbereiche 202 im Wesentlichen U- oder Halbkreis-förmig um die zwei Formkörper 100 geführt sind. Dadurch können Zugkräfte in der Bewehrungsstruktur 200 zweckmäßig als Umlenkkräfte in die Formteile 100 und von dort in das Bauteil 10 eingeleitet werden.

Mit dem Anbringen der zwei zweiten Teilbereiche 202 um die Formteile 100 erfolgt eine Lagesicherung der Bewehrungsstruktur 200 in der Horizontalen und optional in der Vertikalen. Die Lagesicherung in der Vertikalen kann alternativ oder ergänzend auch durch einen oder mehrere Haltemittel wie z. B. ein oder mehrere Bügel 400 (z. B. Figuren 7 bis 14) erfolgen.

Die Bewehrungsstruktur 200 kann zwischen den Formteilen 100 in der Schalung frei durchhängen, z. B. dann, wenn die sich dabei einstellende Geometrie vollständig oder annähernd vollständig bereits der abzubildenden Zugtrajektorie entspricht. Der Stabdurchmesser der Bewehrungsstruktur 200 sollte zweckmäßig so gewählt werden, dass die Bewehrungsstruktur 200 allein schon durch ihr Eigengewicht frei durchhängen kann. In diesem Fall müssen die ersten Teilbereiche 201 nicht vorab gebogen werden. Sollten die Geometrie der Zugtrajektorie und die Geometrie einer frei durchhängenden Bewehrungsstruktur 200 nicht hinreichend übereinstimmen, dann kann die Bewehrungsstruktur 200 zwischen den Formkörpern 100 durch z. B. einen oder mehrere Bügel 400 (z. B. Figuren 7 bis 14) in eine Soll-Geometrie gebracht werden, deren Verlauf genauer der abzubildenden Zugtrajektorie entsprechen kann.

Durch ein Einlegen der Bewehrungsstruktur 200 z. B. in aufgebogenen Enden der Bügel 400 kann das Eigengewicht der Bewehrungsstruktur 200 auf die Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 verteilt werden. Hierdurch kann die aus dem Eigengewicht der Bewehrungsstruktur 200 resultierende Umlenkkraft entfallen oder zumindest reduziert werden, die als Zugkraft auf die Formkörper 100 wirkt und die die Formkörper 100, wenn deren Eigengewicht zu klein ist, eventuell zum Kippen und/oder Gleiten in der Schalung bringen könnte.

Die Hohlkörper 150 sind vorzugsweise hohlkastenförmig ausgebildet, zweckmäßig mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Grundform.

Die Formkörper 100 weisen vorzugsweise eine runde zylinderförmige (z. B. kreiszylinderförmige) Grundform auf und können z. B. ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet sein und somit einen oder mehrere Hohlräume 1 aufweisen. Allerdings können die Formkörper 100 auch massiv ausgebildet sein.

Die Figuren 1 und 2 zeigen auch, dass die Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 über einzelne Abstandsräume S voneinander beabstandet sind, aber z. B. über zugehörige Fußelemente 150, 151 miteinander in Eingriff stehen können. Die Abstandsräume S können z. B. während der Herstellung des Bauteils 10 mit dem das Bauteil konstituierenden Material M ausgefüllt werden (z. B. Figur 5).

Figur 2 zeigt z. B., dass die Bewehrungsstruktur 200 und zwar insbesondere die zwei ersten Teilbereiche 201 einen insbesondere relativ zur ihrer Längserstreckung im Wesentlichen mittigen Tiefpunkt 205 aufweisen können, wobei ihre Hochpunkte insbesondere an den Formkörpern 100 positioniert und durch die zwei zweiten Teilbereiche 202 gebildet werden können.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die freien Enden 204 miteinander verschweißt und zwar insbesondere stirnseitig mittels eines Stumpfstoßes.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Figur 1 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel überlappen sich die freien Enden 204 mit einer Übergreifungslänge, die ausreichend lang ist, um Zugkräfte zu übertragen. Eine Verschweißung entlang der Übergreifungslänge ist normalerweise nicht erforderlich.

Figur 5 zeigt eine insbesondere vertikale Schnittansicht eines Bauteils 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das z. B. mittels mehreren in Querrichtung C nebeneinander platzierten Anordnungen A ausgebildet sein kann. Figur 6 zeigt eine zugehörige Draufsicht auf das Bauteil 10, wobei zu Darstellungszwecken in Figur 6 das das Bauteil 10 konstituierende Material M und die Hohlkörper 150 nicht dargestellt sind. Die Schnittführung in Figur 5 erfolgt zwischen zwei Streifen von Form- und Hohlkörpern 100, 150, so dass eine Reihe davon im Schnitt als Ansicht erscheint.

Das Bauteil 10 kann zweckmäßig in einer nicht gezeigten Schalung (Gussform) hergestellt werden, wobei die Anordnungen A in der Schalung platziert werden und die Schalung mit dem das Bauteil 10 konstituierenden Material M befüllt werden kann, insbesondere so, dass die Anordnungen A vom Material M zweckmäßig umschlossen in das Bauteil 10 integriert werden.

Das Bauteil 10 ist vorzugsweise ein Gradienten-Bauteil, insbesondere Mesogradienten-Bauteil, dessen Gradierung durch die Hohlräume 1 der Hohlkörper 150 und optional der Hohlräume 1 der Formkörper 100 gebildet wird.

Das Bauteil 10 ist z. B. als eine insbesondere zweiachsig gespannte Gebäudedecke ausgebildet, die geeignet ist, um zweckmäßig in einem Gebäude zur Anwendung kommen zu können.

Die Hohlräume 1 weisen vorzugsweise eine Größenordnung von 10mm bis 250mm auf.

Die ersten Teilbereiche 201 verlaufen nach unten bogenförmig und sind somit zumindest annähernd an eine oder mehrere Zugtrajektorien im Bauteil 10 angepasst, um möglichst genau der Zugbeanspruchung im Bauteil 10 folgen zu können. Die Bewehrungsstruktur 200 bildet folglich vorzugsweise eine Zugtrajektorienbewehrung, deren Längsachsen innerhalb des Bauteils 10 mit Zugtrajektorien zweckmäßig vollkommen oder auch nur teilweise zusammenfallen. Damit lässt sich eine Reduktion der Menge an einzubauender Bewehrung erreichen.

Oben auf der Bewehrungsstruktur 200 und zwar insbesondere oben auf den ersten Teilbereichen 201 liegt eine optionale sich quer zur Längserstreckung L der Bewehrungsstruktur 200 verlaufende Bewehrung 301 auf. Die Bewehrung 301 kann vorzugsweise rechtwinklig zu den ersten Teilbereichen 201 in einer horizontalen Ebene verlaufen.

Die zwei Formkörper 100 umfassen jeweils zumindest ein Fußelement 101. Die Hohlkörper 150 umfassen ebenfalls jeweils zumindest ein Fußelement 151.

Die Formkörper 100 und die Hohlkörper 150 stehen mittels der Fußelemente 101, 151 insbesondere in Längsrichtung L miteinander in Eingriff.

Die Fußelemente 101, 151 ermöglichen einerseits ein sicheres und stabiles Aufstellen in der Schalung und können zugleich als Abstandshalter dienen.

Figuren 7 bis 9 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Anordnung A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar insbesondere ein Formteil 100 mit einer Bewehrungsstruktur 200 und einem Bügel 400.

Der vorzugsweise im Wesentlichen U-förmige Bügel 400 kann eingesetzt werden, um die Bewehrungsstruktur 200 in der Vertikalen zu fixieren und alternativ oder ergänzend um die Bewehrungsstruktur 200 in eine Sollgeometrie zu bringen, deren Verlauf möglichst genau an einen Verlauf einer Zugtrajektorie angepasst ist.

Der Formkörper 100 kann eine Nut 402 aufweisen, in der der Bügel 400 angeordnet sein kann. Die Figuren 7 bis 9 zeigen eine mit einem Bügel 400 versehene Nut 402 und eine zusätzliche optionale Nut 402, die optional mit einem weiteren Bügel 400 oder einem anderen Befestigungsmittel versehen werden kann.

Der Bügel 400 kann in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen. Es ist z. B. möglich, einen Bügel 400 an dem einen Formkörper 100 anzubringen und einen Bügel

400 an dem anderen Formkörper 100 anzubringen, wobei die Bewehrungsstruktur 200 in der Schalung zwischen den zwei Bügeln 400 zur Erzielung einer Bogenform frei durchhängen kann.

Es ist aber auch möglich, einen Bügel 400 an dem einen Formkörper 100 anzubringen und einen Bügel 400 an dem anderen Formkörper 100 anzubringen und einen oder mehrere Bügel 400 an den Hohlkörpern 150 anzubringen, um die Bewehrungsstruktur 200 in eine ebenfalls bogenförmige Sollgeometrie zu bringen, deren Verlauf aber genauer an einen Verlauf einer Zugtrajektorie angepasst ist.

Die Bügel 400 können insbesondere ausgebildet sein, um die zugehörigen Form- und/oder Hohlkörper 100, 150 vorzugsweise quer zur Längsrichtung L zu Überspannen, um die zwei ersten Teilbereiche 201 gemeinsam halten zu können.

Unter der Bewehrungsstruktur 200 verläuft eine sich in Längsrichtung L erstreckende untere Bewehrung 302. Die untere Bewehrung 302 erstreckt sich vorzugsweise horizontal und/oder in den zwei parallelen Ebenen, in denen auch die zwei ersten Teilbereiche 201 verlaufen können.

Figuren 10 und 11 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Bügels 400 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Figur 10 zeigt einen Bügel 400 mit gleich langen Schenkeln 401, wobei Figur 11 einen Bügel 400 mit unterschiedlich langen Schenkeln 401 zeigt, wodurch sich z. B. eine Verkippung der Systemebene einzulegender Bewehrungsstrukturen 200 um deren Längsachse erzielen lässt.

Figuren 12 bis 14 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Anordnung A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar insbesondere eines Formkörpers 100, an den zwei Bewehrungsstrukturen 200 auf unterschiedlicher Höhe angebracht sind. Dadurch kann eine insbesondere kraftschlüssige Durchlaufwirkung der Bewehrungsstrukturen 200 ermöglicht werden.

Figur 15 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar insbesondere einen Formkörper 100, an den drei in unterschiedliche Richtungen verlaufende Bewehrungsstrukturen 200 auf unterschiedlicher Höhe angebracht sind. Der Formkörper 100 kann so ausgebildet sein, dass die Bewehrungsstrukturen 200, deren Achsen im Grundriss nicht auf einer Geraden liegen, kraftschlüssig gekoppelt werden können. Auf diese Weise können insbesondere im Bereich konzentrierter Lasteinleitungen, wie sie beispielsweise bei Punktstützungen auftreten, die üblicherweise auftretenden Durchstanzprobleme vermieden werden.

Figur 16 zeigt eine Anordnung A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar insbesondere einen Hohlkörper 150 mit einem Bügel 400. Der Hohlkörper 150 umfasst eine Nut, in der der Bügel 400 angeordnet ist, wobei in den Bügel 400 eine Bewehrungsstruktur 200 eingelegt ist.

Figur 17 zeigt eine perspektivische Ansicht auf zwei nebeneinander angeordnete Anordnungen A, zwischen denen ein Schubaufnehmer 500 angeordnet ist. Figur 18 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schubaufnehmers 500.

Um sicherzustellen, dass Material M, das sich innerhalb eines Bauteils 10 und insbesondere unterhalb der Bewehrungsstruktur 200 befindet, kraftschlüssig im Bauteil 10 integriert werden kann, können Schubaufnehmer 500 vorgesehen werden.

Ein Schubaufnehmer 500 kann zweckmäßig zwischen zwei benachbarten Bewehrungsstrukturen 200 angeordnet werden und vorzugsweise an zwei in Querrichtung C benachbarten Hohlkörpern 150 angebracht sein.

Der Schubaufnehmer 500 umfasst z. B. einen U-förmigen Basisabschnitt 501 und zwei in unterschiedliche Richtungen weisende Schenkel 502.

Der U-förmige Basisabschnitt 501 kann zwischen die zwei Bewehrungsstrukturen 200 und/oder zwischen die zwei benachbarten Hohlkörper 150 eingesteckt werden, wobei die Schenkel 502 z. B. auf die benachbarten Hohlkörpern 150 aufgelegt werden können.

Insbesondere der untere Querriegel des Schubaufnehmers 500 dient zur Aufnahme von vertikal nach unten wirkenden Kräfte.

Der Schubaufnehmer 500 kann z. B. aus einem zumindest 4-fach gebogenem Bewehrungsstahl oder aus faserverstärkten Kunststoff oder faserverstärktem Beton ausgebildet sein. Er kann z. B. zumindest 4 Richtungswechsel aufweisen. Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus bean- sprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

100 Formkörper

101 Fußelement

150 Hohlkörper

151 Fußelement

200 Bewehrungsstruktur

201 erste Teilbereiche

202 zweite Teilbereiche

203 Vereinigungsbereich

204 freie Enden

205 Tiefpunkt

R Zwischenraum

L Längsrichtung

C Querrichtung

S Abstandsräume

301 Bewehrung, vorzugsweise über der Bewehrungsstruktur

302 Bewehrung, vorzugsweise unter der Bewehrungsstruktur

400 Bügel

401 Schenkel

500 Schubaufnehmer

501 Basisabschnitt

502 Schenkel

A Anordnung

10 Bauteil, vorzugweise Gradienten-Bauteil, insbesondere Gebäudedecke, Gebäudeboden oder Gebäudedach

M Material, vorzugsweise mineralisches Material