BAUSYSTEM

aus formsteinen und leichttragwerken zur erstellung von umweltfreundlichen hochbauten durch industrielle Vorfertigung und/ oder Selbsthilfe;

BESCHREIBUNG:

die erfindung betrifft ein bausystem aus formsteinen und leichttragwerken zur erstellung von umweltfreundlichen hochbauten durch industrielle Vorfertigung und/ oder Selbsthilfe, insbesondere von solchen mit großen, stützenfreien Spannweiten, das bausystem eignet sich für die industrielle werksvorfertigung von individuell dimensionierbaren wandelementen aus kalksand-tragschalen-steinen, die von von einem CNC-gesteuerten roboter trocken vorqestapelt und im werk oder vor ort, auch von ungelernten arbeitern, z.b. selberbauern, weiterverarbeitet werden, wobei unter Verwendung einer hebehilfe quadratmeter-große wandabschnitte versetztbar sind, die steine werden anschließend mit armierung, installationen und beton, gips, lehm o.a. gefüllt; insbesondere können innenwände mit heiz- bzw. kühlleitungen, außenwände mit absorberleitungen ausgerüstet werden, wobei wand- und fundamentmassen als strahlungsheiz-f lachen und/ oder speichermassen genutzt werden, die leichttraqwerke bestehen aus mehrachsig ausgesteiften blechen oder/ und aus stabf achwerken, insbesondere aus maschinenqeschweißtem baustahl. schließlich betrifft die erfindung Verbindungsmittel zwischen den bauteilen, und Vorrichtungen zur herstellung. das bausystem ermöglicht eine zeit-, masse- , energie- und kosten-sparende bauweise mit ökologisch vorteilhaften baustoffen.

stand der technik:

Schilderung und kritik des Standes der technik, sowie die bestimmung der daraus sich ergebenden aufgaben, muß auf der einen seite unter sehr allgemeinen, verfahrenstechnischen gesichtspunkten erfolgen, auf der anderen seite i.b.a. bestimmte einzel-lösungsvorschläge in rahmen des vorgeschlagenen gesa t-systems. ersteres geschieht deshalb anschließend, zweiteres im zuge des speziellen beschreibungsteils.

grundsätzlich und schematisch ist der stand der üblichen Verfahrenstechnik im bausektor durch zwei tendenzen charakterisiert:

1. das handwerkliche bauen mit kleinen elementen, z.b. Ziegeln, die vor ort ihre paßfor und Verbundformgebung erhalten (z.b. stein-, balken- und

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dämmstoff-zuschnitte, mörteln, ort-betonieren, leitungsfräsungen, bohrungen etc.);

2. das industrialisierte bauen mit werkεeitig vorgefertigten bauteilen und vereinfachter montage vor ort (z.b. holz-fertighäuser, Stahlskelettbau, beton- fertigteil-bauweise);

ersteres hat den vorteil, in der ästhetischen und wohnklimatischen qestaltunq durch die wähl abwechslungsreicher und bauf ysikalisch vorteilhafter aterialien (z.b. ziegel) und durch individuelle formgebung große freiheit zu gewähren, bringt jedoch den nachteil mit sich, daß der bau-verlauf bekanntlich relativ langwierig ausfällt bzw. von einem durcheinander zahlreicher heterogener baustoffe gekennzeichnet ist. bestimmend ist weiter der anfall relativ großer abfall- und schmutz-mengen, die oft wechselseitig hinderliche präsenz verschiedener gewerke am bau, sowie die meist hohe baufeuchtigkeit im mauerbau, die die beziehbarkeit eines hauses verzögert, dies alles macht handwerkliches bauen teuer, in der studie "CAM (Computer aided manufacturing) in der bau Wirtschaft, möglichkeiten und grenzen", herausgegeben von der rationalisierungs-gemeinschaft bauwesen im rationalisierungs-kuratoriu der deutschen Wirtschaft, liest man hierzu: "in der konventionellen bautechnik werden wände in hoher qualität und mit vielen anforderungen an den ausführenden, - aussparungen, schlitze, Winkelabweichungen etc. - hergestellt, anschließend werden für die energiever- und -entsorgung mit noch hochwertigeren Schneidewerkzeugen schlitze und durchbrüche gemacht, um dann einzelne kabel und andere leitungen aufzunehmen, die später alle unter einer putzschicht verschwinden müssen, würde man so in anderen fertigungsbereichen verfahren, wären verschiedene maschinen oder fahrzeuge nicht mehr bezahlbar. hier sind sowohl Praktiker als auoh βntwickler aufoβrufan. grundsätzliche lösunσen in Produkt und verarbeituncretechnik zu erarbeiten, die eine effizientere herstellung von bauwerken ermöglichen." zweiteres, also das industrialisierte bauen, hat den nachteil, seine effektivität weitgehend nur durch die Produktion großer serien und mit bauf ysikalisch nachteiligen materialien (z.b. beton) zu entfalten - bedingt durch die allgemeine Charakteristik industrieller herstellung, insbesondere durch die notwendigkeit, teure formen zu amortisieren, z.b. beim fertigen von beton-f ertigteilen -, was zu der bekannten monoton ie der in dieser weise erstellten nachkriegs-architektur geführt hat, speziell in der großplatten- bauweise (s. v.a. DDR), die vorteile liegen jedoch in der beschleunigung besser koordinierbarer und daher kürzerer und präziserer arbeitsabläufe im werk und bei der endmontage. es tauchen allerdings hierbei nach wie vor Probleme auf: unbestritten ist, daß eine große reihe von produktions- und montageproblemen ebenso wie die gefahr uniformierter gestaltung noch nicht befriedigend gelöst worden ist. darüber hinaus eigenen sich die industriellen fertigungsmethoden wenig zur ausführung durch den ungelernten oder wenig qualifizierten selberbauer - eine bedeutende baustoff-verbraucher-gruppe in hochlohn-ländern, sowie in den entwicklungs- und schwellen-ländern. es ergibt sich nun im allgemeinen folgende forderung an die bau- verfahrenstechnik: der einsatz neuer baustoffe erfordert verfeinerte

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bausvsteme rationalisierung und mechanisierung einzelner arbeitsvorgänge zur Verminderung des schwerwiegenden lohnkostenanteils und damit zur baukostensenkung reicht allein nicht aus. angestrebt wird daher die industrialisierung, d.h. die lückenlos maschinelle Serienfertigung von bauelementen oder ganzen bauwerken, sodaß nur noch montagearbeiten an ort und stelle notwendig sind, für die industrialisierung bzw. Vorfertigung spricht vor allem auch, daß die bauarbeiten zu einem großen teil in geschützten Werkstätten unter fabrikmäßigen bedingungen ausgeführt werden und damit eine qualitative Verbesserung des bauens ermöglicht wird, mit der Variabilität und flexibilität industriell hergestellter und vorgefertigter bauwerke steht und fällt ihre Verwendung, ziel ist, mit möglichst wenigen arten von elementen möglichst viele Variationen von gebäudetypen oder möglichst viele gebäudearten herzustellen, der produktionsprozess muß automatisch steuerbare formabwandlungen zulassen, die die anpassungsfähigkeit der Produkte an den bedarf gewährleisten, für die lösung des grundproblems der industrialisierung der fertigung im bauen, d.h. industrialisierung bei relativ kleinen Stückzahlen und großer typenvielfalt, zeichnen sich durch die Weiterentwicklung moderner fertigungsverfahren technisch, gestalterisch und wirtschaftlich interessante lösungsmöglichkeiten ab. dieses zukünftige bauen sollte weit mehr als bisher alle für das bauen geeigneten möglichkeiten der industrialisierung ausschöpfen und andererseits durch eine sehr differenzierte Planung und Partizipation der nutzer individuellen spielraum ermöglichen; im industriellen bauen wird zur wirtschaftlichen herstellung kleiner serien die flexible automatisierung bevorzugt, mittels der auf vielseitigen Universalmaschinen ähnliche bauteile in vielfältigen maß- und formvarianten gefertigt werden können. die derzeitigen entwicklungen zeigen für die industriell hochentwickelten länder einerseits eine weitere zunähme der anforderungen im wohnbau und andererseits bei einer kleinen nutzergruppe intensive bemühungen für das umweltgerechte, klimagerechte, energie- und rohstoff-sparende bauen und ansätze zum ökologischen bauen mit selbstbau, in den niedrig industrialisierten ländern steigen bei der minderheit der reichen bewohner die anforderungen im wohungsbau eben lls, merklich an; andererseits müssen ür die riesige zahl der armen und obdachlosen fa ilien menschenwürdige billiqwohnungen mit geringem industrialisierungsanteil und großem selbstbauanteil entwickelt werden, die frage, ob es überhaupt genügend bauobjekte für den fertigbau im ausland gibt, ist mit einem klaren ja zu beantworten, nach berechnungen von UNO-experten ist bis zum jähre 2000 der neubau von 1 ,1 mrd. Wohnungen notwendig, von denen rund 886 millionen in den entwicklungsländern und 254 millionen in den industrienationen errichtet werden müßten, das bedeutet, daß bis zum jähre 2000 soviele Wohnungen geschaffen werden müßten, wie seit menschengedenken bis heute gebaut worden sind, wollen wir auch nur einen bruchteil dieser zahlen in bauwerke umsetzen, so läßt sich das ohne eine industrialisierung überhaupt nicht erreichen, hinzu kommt, daß in den meisten ländern, insbesondere in der dritten weit, eine bauindustrie mit ihren verschiedenen lehrberufen überhaupt nicht existiert, die regierungen dieser länder wenden sich daher immer wieder an die industrienationen mit der bitte, ihnen bei der durchführung großer

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bauvorhaben, auch auf dem gebiete des Wohnungsbaus, zu helfen, dabei wird häufig der wünsch ausgesprochen, diese bauwerke in vorgefertigter bauweise zu erstellen, weil auch hier preis, fertigstellungster in, schlüsselfertigkeit und ualität die entscheidenden gesichtspunkte sind, dabei kann das ausbauhaus eine besonders wichtige rolle spielen weiter wird die integration von management. genauer die Verbesserung des prozeß-management gefordert, denn: die zeitliche abs immun g der einzelnen montagevorgänge nach einem gemeinsamen ontagezeitplan ist besonders wichtig und beeinflußt die montagekosten erheblich, schließlich wird jedoch konstatiert: einige gute ansätze sind festzustellen, doch das angebot 'aus einer hand' für die baudurchführung fehlt noch vollständig, die oft propagierte, doch fast nie erreichte handwerkskooperation läßt noch auf sich warten. es ist also zu fragen, warum moderne fertigungs- ethoden, insbesondere der produktionsorientierte Computereinsatz (CAM) im gegensatz zu anderen Wirtschaf szweigen bisher (im bauwesen) kaum fuß fassen konnte, obwohl klar gezeigt werden kann, welch überdurchschnittliches rationalisierungspotential vorhanden ist. hierauf werden u.a. folgende antworten gegeben: Ursachen dieser entwicklung liegen im produkt, also im bauwerk selbst begründet, bauwerke sind in der regel einfache, aber vollkommen individuelle konstruktionen, die einmalig gefertigt werden, diese einmaligen, ständig variierenden elemente zu programmieren, ist sehr viel schwieriger als komplizierte, ab sich ständig wiederhohlende elemente zu automatisieren, als weiterer, wichtiger grund für eine grundsätzliche Zurückhaltung beim einsatz neuer technologien (im bauwesen) wird genannt: - die weitgehende trennung von Planung (freiberufliche architekten und ingenieure) und der bauausführung (für jedes objekt mehrere, häufig mittelständische und kleine unternehmen), durch welche der informationsfluß zwischen planung und herstellung erschwert wird. welche grundsätzlichen f orderungen ergeben sich also hieraus für den rationalisierungsfach ann: materialauswertungen und Stücklisten sowie die erforderlichen NC(numerical controlled)-daten müßten sofort auf der qrundlage der geometrischen daten erzeugt werden, eine rationalisierung beim bauen in richtung CAM wird sich nur verwirklichen lassen, wenn die Planung und arbeitsvorbereitung, sowie der Produktionsablauf auf der baustelle optimiert werden, dazu müssen die informationen von einem sehr frühen Zeitpunkt an klar strukturiert aufgebaut werden, soll auf grund einer qualifizierten planung eine mengener ittlung für zu bestellende mauersteine gemacht werden, so ist es nicht möglich, dieses nach den VOB-gerechten mengen zu tun. die abweichungen zu den tatsächlich benötigten mengen betragen je nach große und Verhältnis der maueröffnungen bis zehn Prozent und mehr, es muß also zwingend eine exakte Verarbeitungsmenge ermittelt werden, will man nicht unproduktive kosten durch falsche materialmengen erzeugen, eine entscheidende bedeutung kommt in diesem Zusammenhang der aßgenauigkeit in Planung und ausführung zu. hier müssen bereits in der planung die notwendigen funktionsbereiche so berücksichtigt werden, daß eine integrierte fertigung sinnvoll machbar wird.

konstruktiv wird von zukünftigem, industriellem bauen folgendes verlangt: 1. modulare koordination,

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2. leichtbau und rohstoffsparendes bauen,

3. energiesparendes bauen. zu 1.: von der modularen koordination wird gefordert: Vereinfachung der planung unter beibehaltung einer hohen planungsvariabilität und unter möglichst geringer einschränkung der architektonischen entwurfsfreiheit. reduzierung der geometrischen typenvielfalt und aßvarianten. entwicklung von pro.jektneutralen bauelementen und produktgruppen, z.b. für offene bausysteme und für das bauen mit bauko ponenten, die in größeren Stückzahlen industriell gefertigt werden können. sowohl formen und maße der elemente als auch die Verbindungsmittel und - methoden müssen mit hilfe einer einheitlichen maßlichen Ordnung den schnellen, sauberen und sicheren austausch bestimmter elemente ermöglichen. zu 2.: die industrialisierung des bauens führt mit verstärkter anwendυng der werksvorfertigung in stationären anlagen aus folgenden gründen zum leichtbau: vollmechanisierte fertigungsverfahren mit großen Produktionskapazitäten benötigen für den sicheren und stetigen absatz einen großen marktbereich. dies führt zu relativ großen transportentfernungen. um die transportkosten und transportgewichte gering zu halten, müssen die bauteile möglichst leicht konstruiert werden, die montage- und förderkosten an der baustelle können durch leicht handhabbare bauteile mit geringem gewicht ebenfalls gering gehalten werden, es sind deshalb im industriellen bauen die Prinzipien des leichtbaues möglichst konsequent anzuwenden, leichte bauteile können durch dei anwendung des formleichtbaues, Werkstoff leichtbaues und deren kombination sowie durch die anwendung von Verbundbauteilen erreicht werden, geringere bauteilgewichte und Wandstärken ermöglichen auch größere nutzbare grundrißfläehen und raumhöhen, sowie leichtere fundierungen, alle vorgenannten möglichkeiten des leichtbaues sind auch eine wichtige Voraussetzung für das rohstoffsparende bauen. bei wohnbauten können unter der Zielsetzung des umweltgerechten bauens erhebliche einsparungen an rohstoffen durch maßnahmen in den folgenden bereichen erzielt werden: im bereich der industriellen Vorfertigung durch abfallarme fertiqungsverfahren in der stationären werksvorfertigung und abfallarme montageverfahren an der baustelle. im bereich der konstruktion durch die funktionstrennung zwischen tragstrukturen und raumschließenden und technischen ausbausvstemen. im bereich der gebäudenutzung durch die Verlängerung der lebensdauer der wohngebäude im bereich der Wiederverwendung durch rückführung von baustoffen und bauteilen durch die möglichst zerstörungsfreie demontage veralteter wohngebäude für die entwicklung von bauteilen und bausystemen für den industriellen Wohnungsbau unter dem gesichtspunkt einer möglichst langen lebensdauer gelten die folgenden forderungen:

- anpaßbare und veränderliche grundrisse

- variable nutzung der Wohnflächen durch leicht zerstörbare oder demontierbare innen ände

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- trennung von tragkonstruktion, raumbildendem und technischem ausbau

- lebensdauer der tragkonstruktion mindestens 80 bis 120 jähre

- alle bauteile und baustoffe, deren rüekführung mit einem hohen aufwand verbunden ist, müssen eine möglichst lange lebensdauer haben

- Verwendung lösbarer Verbindungen von Subsystemen untereinander und von bauteilen zum zerstörungsfreien austausch zu 3.: wesentliche maßnahmen für die Senkung des herstellungsenergieaufwandes sind:

- Verwendung wenig energieaufwendiger baustoffe die letzte forderung, sowie die nach der Verwendung baufysikalisch vorteilhafter und nicht zuletzt ästhetisch reizvoller baustoffe, führt zu der konsequenz, das auerstein-material kalksandstein einzusetzen, das im vergleich mit den anderen, üblichen baustoffen den niedrigsten engergieaufwand bei der herstellung benötigt, ebenso sind die toxischen, radioaktiven, schalltechnischen, sowie feuchtigkeits-absorbierenden eigenschaften des materials im vergleich zu anderen materialen ausgesprochen günstig, kalksandstein weist jedoch, mit ausnähme des yali-bims-kalksandsteins, keine guten wärmeleitfähigkeits- bzw. dämm-werte auf und muß deshalb im wohnbau hauptsächlich zweischalig und mit kerndämmung verbaut werden, dieses bringt insbesondere die forderung nach geringen Wandstärken mit sich, was wiederum die möglichkeit wünschenswert macht, mauerwerk zu armieren. zu den vorteilen von armiertem mauerwerk wird im allgemeinen gesagt: die biegezugfähigkeit von mauerwerk läßt sich jedoch entscheidend verbessern, wenn die auftretenden zuspannungen einer in den mauerwerksquerschnitt einzulegenden stahlbewehrung zugewiesen werden, dadurch gewinnt das mauerwerk ein hohes maß an Zähigkeit und dämpfungsvermögen gegenüber stoßartigen seitlichen belastungen, etwa seismischen beanspruchungen. aber auch für länder mit geringer erdbebengefahr ist diese konstruktionsart interessant, bei fenster- oder sonstigen Öffnungen, vorsprüngen, bauteilen mit zu erwartenden unterschiedlichen Setzungen, verblendschalen großer längen, bei denen dehnungsfugen nicht möglich sind, und ähnlichen anwendungsfällen ist eine konstruktive bewehrung des mauerwerks sinnvoll, auch aus statischen gründen, etwa bei wind- und erddruckbelastungen,. last verteilu ng bei konzentrierten einzellasten und Schiefstellung (Stabilität) kann die Verwendung von bewehrtem mauerwerk ratsam sein, um nicht auf andere baustoffe ausweichen zu müssen, eine vertikale bewehrung bei wänden oder stützen, hat sich bisher in der Praxis vor allem aus ausführungstechnischen gründen nicht durchgesetzt, die im entwurf zu DIN 1053 teil 3 vorgesehene möglichkeit, die bewehrung in speziellen formsteinen lotrecht hochzuführen, wird sicherlich für die ausführung lösungen bringen. der wünsch nach einem armierbaren, baufysikalisch einwandfreien, und zudem ästhetisch hochwertigen sicht-mauerwerk ohne vermörtelung und verputz, ergibt sich auch aus den ontage-technischen erfordernissen des modernen einbaus von decken-tragwerken im einhänge- oder lift-verfahren in bereits fertig erstellte vertikal-tragstrukturen (pfeiler, mauern), wobei eine mittige auflagerung nicht möglich ist, sondern nur eine ausmittige auflagerung auf anschraubbare konsolen, die nach dem einsetzen des bauteils untergefügt werden, hierbei entstehen bei einseitiger belastung biegezugkräfte. die von armierung

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aufgenommen werden müssen. wird jedoch eine solche bauweise nicht gewählt, z.b. im selberbau. so ist das einfügen von decken- tragwerken ohne Unterbrechung einer möglichst selbstjustierenden mauerwerks-hochfuhrung wünschenswert, um das zeitaufwendige neuerliche einrichten einer mauer etwa auf einem durchlaufend gegossenen ringanker zu vermeiden, dies ist nur durch perforierung der mauer möglich, sodaß erhöhte punktlasten durch in die mauer eingreifende binder entstehen, die durch horizontal-armierung verteilt werden müssen. last not least muß auf die forderung nach nutzung von sonnen-energie und umwelt-wärme für die heizung von gebäuden aufgeführt werden, wobei auch hier die funktionale inteoration der drei Prinzipien: sonnen-kollektor, solar-zelle und umwärme-absorber das ziel sein muß, dies besonders in gebieten, wo bedeckter himmel keine Seltenheit ist. hierbei sind einzusetzen: Wärmepumpe, großflächige absorber, besonders in form des sog. energiedaches oder auch des energiezaunes oder -stapeis, sowie allgemein multifunktionale bauteile, die nicht nur die funktion des Wetterschutzes, sondern zusätzlich die des energiesammlers übernehmen, der dezentralen Stromproduktion und der netzeinspeisung muß in Zukunft immer größere bedeutung zukommen, wenn nicht riesige sonnen- und umwelt-energie-mengen, die an zahllosen bauflächen anfallen, verschenkt werden sollen. am ende dieses forderungs-kataloges für ein zukünftiges bauen darf otto steidle, ein pionier des beton-fertigteil-baus, zitiert werden: "mit Phantasie, mit individueller und kultureller erfahrung, mit bewußt eingeschränkten materiellen und ökonomischen mittein, mit ökologischer, sozialer, und kultureller absieht könnten schließlich gesellschaft, natur und technik sich jetzt wieder enger verbinden, versöhnen." generell sei noch angemerkt, daß das bauen mit Systemen, insbesondere aus stahl und beton-fertigteilen, theoretisch und praktisch keineswegs neu ist; es ist vielmehr sattsam bekannt« daß die üblichen Systeme an ihrer starren geschlossen heit, an ihrer herstellungstechnisch bedingten monotonie (formenamortisation), sowie an den schlechten baufysikalischen werten und wenig umweltfreundlichen eigenschaften ihrer materialien kranken.

lösung der aufgäbe im überblick:

zur lösung der hier umrissenen aufgäbe wird das erfindungsgemäße bauele ent-system und seine Weiterbildungen vorgeschlagen, wie in Patentanspruch eins und folgenden gekennzeichnet. die lösunos-strategie ist hierbei in grundzügen folgende: - dem system wird ein baustein-typ mit seinen Varianten zugrunde gelegt, der relativ kleinformatig, daher handlich, form-präzise, und zudem ästhetisch sowie baufysikalisch hochwertig ist: die bausteine werden mörtelfrei versetzt und sind durch abgerundete, ineinander gleitende und bruch-resistente verbünd - oroane leicht und unverschieblich positionierbar: dieser verbund-stein ist im vergleich mit bestehenden verfahren deutlich schneller zu verarbeiten und kann sowohl von ungelernten arbeitern, als auch durch roboter verbaut werden; der verbund-stein besteht insbesondere aus kalksand-stein bzw. natürlich gefärbtem kunstsand-stein in okta etrischem oder euro-norm-gerechte format (z.b. 125

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mal 125 mal 250 mm oder 200 mal 200 mal 400 mm), oder auch aus leicht- oder schwerbeton für besondere fertigungs-bedingungen oder bauaufgaben;

- der verbund-stein fungiert als bleibende, statisch wirksame form für die füllmassen, i.d.r. fließbeton oder vergußmörtel, sodaß aufwendige schalungs- arbeiten entfallen;

- durch die ästhetische qualität des bausteins wird zugleich eine deutliche Verminderung des technischen aufwandes erreicht: die möglichkeit der einsparung zeit- und kosten-aufwendiger verputze durch mörtelfreies sichtmauer-werk bzw. der Wegfall aufwendiger gerüste vor ort oder die einsparung von aufwendigen ausbauarbeiten (verputzen) durch präzise, plane auerwerks-oberf lachen, die durch verspachtelung der fasungs-fugen leicht zu einem tapezier- oder malgrund weiterverarbeitet werden können; ästhetisch wirkungsvolle schattenfugen dienen zugleich als möglichkeit, dübel in Sichtmauerwerk einzubringen ohne die optische qualität zu zerstören; es können jedoch auch putze in vereinfachtem verfahren v.a. werkseitig und maschinell auf mauern mit bruchrauher Oberfläche und - im fall von kalksandstein oder haufwerksporigem beton - mit hoher Saugfähigkeit und daher unter idealen haftbedinqungen aufgetragen werden, sodaß vor ort nur noch stoße verspachtelt werden müssen;

- der baustein ist so konstruiert, daß er werkseitig zu fertigen, armierbaren und voll ausgestatteten mauer-tafeln zusammengesetzt werden kann, die vor ort nur noch montiert werden müssen; durch entsprechende lagerung bzw. trocknung der teile wird das problem der baufeuchtigkeit vermieden, sodaß eine möglichst rasche beziehbarkeit der gebäude sicher gestellt ist.

- mauern und fundamente werden aus vorgefertigten, armierten form-stein- elementen und mit speziellen automatisch vorproduzierten ele enten wie armierungs-matten und - gitter-paneelen mit anschluß-organen maßgerecht und montage-erleichternd armiert;

- zu den dauerhaften und bei bedarf demontierbaren und wiederverwendbaren traqwerken aus verbund-steinen kommen leichttraqwerke für decken, dächer und fassaden hinzu, die über spezielle anschluß-elemente und -steqe mit den tragwerken nachträglich verbindbar sind (lift- oder einhänge-verfahren). sodaß das senkrechte traowerk getrennt und in ungestörtem arbeitsablauf erstellt werden kann; durch die demontierbaren bzw. wiederverwendbaren leichttragwerke aus tnasse-sparenden verbund-materialien wird transport-gewicht, baugewicht und investitions-aufwand gespart, sodaß die vertikalen tragwerke platz- und kosten-sparend ausgedünnt werden können, was durch die möglichkeit der armierung und der aussteifung durch mauer-integrale pfeiler begünstigt wird; insbesondere wird erst durch die ko bination von schweren, vertikalen tragwerkselementen aus verbund-steinen und leichten, horizontalen tragwerkselementen z.b. aus polvaxial-paneelen ein günstiger aufbau von hochhaus- und hallen-tragwerken möglich, von denen erstens verlangt wird, daß sie große weiten stützenfrei überspannen, und zweitens, daß ihre vertikalen tragwerksteile einerseits große lasten aufnehmen und selbst viel wiegen, insbesondere im sockel-bereich von hochhäusern, und daß sie andererseits nach oben hin immer weniger wiegen, sodaß hier der einsatz von systemgemäßen leichttragwerken, auch für das vertikale tragwerk« einen bedeutenden technischen fortschritt darstellt; auch strukturalistische bauweisen. in denen

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vertikale und horizontale tragwerksteile variabel sein sollen, werden ersferst durch leichtbau-paneele praktikabel; die systemgemäße kombination von traqsohalen-stein- auern, die feste tragwerkszellen umgrenzen, mit anschluß- elementen und daran anschraubbaren, demontierbaren konsolen als auflagemöglich keit für praktikabel (!) entfernbare decken, scheint hier sehr förderlich, um schließlich lichtdurchlässige dach-tragwerke möglichst stabil, d.h. ohne große durchbrüche wie fensteröffnungen, zu gestalten, ist die komination von opaken und transluzenten leichttragwerkspaneelen. also z.b. von polyaxial-verbund-paneelen mit verglasten gitterwerks-paneelen, notwendig, die weit spannenden leichttragwerks-paneele sind des weiteren auch getrennt von formstein-tragwerken zur kompletten erstellung von fertigbauten aller art geeignet, insbesondere für leichte, lichtdurchlässige, hochgedämmte, fliegende hallen- tragwerke;

- die verplanung der verschiedenen baustoffe geschieht auf der grundlage von verschiedenen maßrastern, die den bau beliebiger winkel und rundungen zulassen und auf deren maßschritte und winkel die verbund-steine und alle anderen elemente abgestimmt sind; insbesondere wird ein pythagoreisches raster vorgeschlagen, daß es erlaubt mit fünf basis-winkeln zu planen, ohne daß steine zugeschnitten werden müssen; da die mauern auch beliebig dimensioniert werden können, ist eine einschränkungen der gestalterischen freiheit auf aßraster nicht notwendig;

- die durchgängige, präzise dimensionierung der bauteile im rastermaß, sowie die beschränkung auf einen klar definierten, übersichtlichen bauteil-katalog fördert eine computer-gestützte CIM-fertigung der system- gemäßen konstruktionen, in der insbesondere daten aus dem CAD-entwurf für Produktion und montage zur Verfügung stehen; umgekehrt können bei der CAD-entwurfs- tätigkeit in unmittelbarer, flexibler Zusammenarbeit mit dem künden am tragbaren Computer klare geometrische, statische und kosten-werte zugrunde gelegt werden; die bauelemente bilden jedoch ein offenes system, das bei bedarf auch mit anderen baustoffen, v.a. ästhetischen hochwertigen, wie holz oder handgeformten ziegeln, maßgerecht verbunden werden kann;

- durch funktionale integration werden große teile eines gebäudes mit seinen grünanlagen zu einem klimatechnischen verbünd zusammengeschlossen, v.a. indem außen- und innen-wände heiz- bzw. absorber- oder kühl-leitunoen enthalten. z.b. in form von wärmetauschenden Vormauern, gartenmauern und speich er- bassin - Wandungen aus formsteinen oder Spritzbeton, oder auch in gestalt von begrünbarem absorber-pflaster, sodaß systemqemaße qebäude unter ausnutzunq von umwelt-energie voll klimatisierbar sind (einschließlich feuchte-regulierung), insbesondere im verbünd mit fassaden- und/ oder dach-paneelen aus polyaxial- paneelen, die absorber-sole führen und zu kombinierten, wetter-unabhängjgen hybrid-kollektoren weitergebildet und an geeigneter stelle beqrünbar sind; überschüssige wärme-energie wird dabei dezentral und umweltschonend über total-energie-module mit stirling- otoren oder über systemqemaße thermoenerqie-module in ström umgesetzt und gegebenenfalls r ntabel in's netz eingespeist;

die vorteile der vorgeschlagenen lösung im überblick:

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- bedeutende beschleunigung und daher verbilliqunq der tragwerkserstellung (mauern, pfeiler, decken, dächer) durch rasches, mörtelfreies versetzen von traqschalensteinen und anschließendes, geschoßhohes verfüllen mit fließbeton;

- svnthese der vorteile von mauerwerk und beton bzw. Stahlbeton ¹ (unter Vermeidung der jeweiligen nachteile): statische, baufysikalische und optische qualität des kalksandsteins bei ausnutzung der vorteile von beton: druckfestigkeit, ar ierbarkeit, fließfähigkeit; höhere druckfestigkeiten, als bei mauerwerk durch Wegfall der nachteiligen folgen des Zusammenwirkens von mörtel und steinen (spaltzugkräfte); kein schalungsaufwand; keine überflüssige mauerdicke und statische unterminierung des mauerkerns durch schalensteine mit geringer rohdichte;

- eignung des verbund-stein-systems durch mörtelfreie Stapelung paßgenauer, selbsjustierender elemente (leqostein-prinzip) sowohl für ungelernte arbeitskräfte als auch für eine beschleunigte CIM-herstellung von vorgefertigten elementen durch stapelroboter; der verbau vor ort (selberbauer. 3. weit) als auch die werksvorfertigung mit endmontage auf der baustelle wird unterstützt;

- besondere eignung des materials für die computergestützte, integrale verplanuno (PPS) (zeichnen, statisches, terminliches und preisliches berechnen, leichtes kombinieren und modifizieren von gespeicherten bauelementtypen am tragbaren co punter in Zusammenarbeit mit dem künden, lagerführung. kostenreehnung etc.);

- vollständige freiheit in qestaltunq individueller elemente bzw. bauob ekte bei ausnutzung der vorteile des industriellen bauens: rasterfreies planen durch beliebige zuschnitte möglich; ausführbarkeit der steine sowohl in oktametrischen maßen (12,5 mal 25 oder 25 mal 50) als auch euronorm-oerecht

¹ vergleich:

SINUSTAT-15-er-mauerwerk mit 25-cm-oasbetonwand 1 O-cm-mineralwolle

druckfestigkt. ca. 25 N/mm bis zu 4 N/mm ² CRS 28 N/mm ² , B 25 30 N/mm ² (festigkeitskl.6.6) abzüglich evtllr. luftblasen und nicht kraftschlüssiger lager- fugenanteile)

schalldämm- aß „ ca. 54 dB 42 dB

k- wert 0.35 (niedrigenergiehaus) 0.5 (normgerecht nach wäschuvo.)

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(20 mal 40, passend z.b. zu kücheneinrichtungsmaßen in 120-cm-schritten);

- Offenheit des Systems: z.b. kombinierbarkeit mit traditionellem vormauerwerk aus klinkern;

- wegfall von materialzuschnitten, sowie technische und ästhetische vorteile der verplanbarkeit der steine in verschiedenen planungsrastern mit frei wählbaren winkeln;

- sauberes bauen durch Verringerung des schmutzanfalls vor ort durch mörtelfreies arbeiten mit integrierter leitungsführung (kein fräsen von mauerschlitzen); dadurch: rationalisierung des bauablaufs im werk und auf der baustelle;

- exakte technische und terminliche planbarkeit des bauablaufs durch koordinierbarkeit von werksvorfertigung und endmontage; daher starke zeitliche raffung des bauablaufs durch Verwendung fertiger wandelemente auch für den flexiblen Innenausbau (werkseitig mit ausbauteilen und installationen versehen);

- ästhetische und ökonomische vorteile eines hochpräzisen Sichtmauerwerks außen und innen aus färbbarem kunstsandstein: erstellung bezugsfertiger bauten zu niedrig-preisen, die bei bedarf in Selbsthilfe ausgebaut, z.b. fugen¬ verspachtelt oder verputzt werden können (geringer putzaufwand durch ebenen grund);

- einsparung von schalungs- und gerüstaufwand durch innen und außen fertige wandelemente mit integrierter dämmunq (wandelemente mit eingebauter isolierung und außenschale, aufgeklebte dä mung und vorsatzplatte bei einzelsteinen für den vor-ort-verbau, fugendichtung von roll- oder hebebühnen aus);

- armierbarkeit des mauerwerks: erdbebensicherheit, schütz vor rißbildung bei Setzungen, ausmittige belastbarkeit des .mauerwerks, material- und platzsparende mauerschlankheiten;

- Verringerung des arbeitsaufwandes für die ar ierung durch den wegfall von knüpperarbeiten (ausnutzung profilierung der schalensteinstege zur Positionierung);

- schnelles und paßgenaues anbringen von anschlußteilen (anker, stege. dübel etc.) durch einstecken in vorgefertigte aussparungen in den schalensteinen und verkrallung mit dem vergußbetonkern (keine dübelarbeiten, kein zeitaufwendiges montieren von anschlußelementen und paßschablonen in betonformen);

- geringe baufeuchtigkeit bzw. trocknungszeiten;

- möglichkeit der aufführung mehrerer geschosse in einem arbeitsgang ohne Unterbrechung durch ringankerbetonierung;

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- werkseitige oberflächenveredelungen und -bearbeitungen: z.b. kunststoffglasieren, fliesen (fertige wände für den naßbereich). sandstrahlen, hydrofobieren, schattenfugen vormörteln, verputzen etc.;

- herstellung von stahl-stein-decken aus system-steinen wie bei andelementen in stehender fertigung durch stapelroboter und/ oder

- Verwendung von weitspannenden leichttragwerken aus mehrachsig ausgesteiften verbund-paneelen (auf der basis von räumlichen gitterwerken und tiefgezogenen blechen);

- umweltfreundlichkeit des ka ksandstein-beton-mauerwerks durch energietechnische nutzbarkeit und geringen energieaufwand für die herstellung von kalksandsteinen (heizung, kühlung und umweltenergiegewinnung durch einbau von heiz- und absorberleitungen, großflächige wand- und bodenstrahlunosheizung, geringe Vorlauftemperaturen und staubaufwirbelung);

- nutzbarkeit der vorteile neuer, industrieller arbeitsformen im baugewerbe: vielseitig geschulte, hochqualifizierte montage-arbeitskräfte mit anregenden, rotierenden tätigkeiten ohne körperliche Überlastung und daher hoher befähigung und motivation zur teilnähme an der Optimierung von arbeitsablauf und Produkten;

spezielle beschreibung anhand von ausführungsbeispielen und Weiterbildungen:

1. beschreibung der verbund-steine und ihrer elemente in einigen ausführungsformen aufgrund folgender figuren (eine bezugszeichenliste steht vor den Zeichnungen):

- fig 3: läufer-stein mit wabenförmigen vertikal-kanälen in perspektivischer ansieht schräg von oben

- fig 4: läufer-stein mit wabenförmigen vertikal-kanälen in perspektivischer ansieht schräg von unten

- fig 5: aufsieht läufer-stein mit rechtwinkligen vertikal-kanälen

- fig 6: aufsieht läufer-stein mit waben-förmigen vertikal-kanälen

- fig 7: aufsieht kastenstein mit rechtwinkligen vertikal-kanälen

- fig 8: aufsieht kastenstein mit wabenförmigen vertikal-kanälen

- fig 9: Seitenansicht eines läufersteins

- fig 10: querschnitt durch die mitte des kastensteins mit wabenförmigen Vertikalkanälen

- fig 11 : aufsieht 45 °-winkel-stein ohne darstellung der lagerfläehenprofilierung

- fig 17: längsschnitt durch schalenstein

- die vertikalen und horizontalen vergußkanäle (alle f ig.n) in den steinen gestatten das einfüllen von beton, wobei der beton sich senkrecht und quer

ERSATZBLATT

ausdehnen kann und so die fugen der wände abdichtet und einen tragenden mauerkern bildet;

- die konvexen Verbundorgane, insbesondere die feder-noppen (fig 3-8) oder die zentral-noppen (fig 18,19) auf den steinen bewirken, daß die steine beim versetzen präzise positioniert werden; dabei gleiten die steine durch die abgerundete formgebung der konvexen verbundorgane und ihrer gegenstücke selbstjustierend ineinander, wodurch raschen versetzen möglich ist; beim ausfüllen der geschoßhoeh gestapelten wände sichern die verbundorgane die steine gegen seitliches verschieben; die anordnung der feder-noppen z.b. ermöglicht es, kopfseitig geschlossene eck-steine rechtwinklig zueinander zu versetzen, wodurch die zusammentreffenden wände sich verzahnen;

- die nasenartigen hohl-keile (fig 3-10) in der innenwandung nehmen die feder- noppen auf und bewirken zugleich, daß der beton in den bereich der mörtelfreien lagerfuge einfließt und so der betonkern sich mit den Wandungen der steine intensiv verkrallt; dabei entsteht ein monolithischer verbünd aus hochfestem kalksandstein und hochfestem beton;

- die verschiebe-nuten (fig 3-10) in der mitte der steine fungieren sowohl als hohl-keile und zugleich als möglichkeit. die steine in laufrichtung der mauer gegeneinander zu verschieben; dies ist nötig, wenn eine wand auf ein beliebiges maß zugeschnitten werden soll, ohne daß dabei der randständige, vertikale vergußkanal zerstört wird: man verkürzt also steine im inneren der wand und schiebt die rand-steine um das herausgenommene stück in die wand hinein;

- die umkehrbarkeit der steine wird gewährleistet durch die oberen verschiebe- nuten (fig 3-10), in denen die feder-noppen einrasten, wenn man den stein in versetzter Position umdreht; dies liefert eine obere lagerfläche ohne konvexe verbundorgane, was beim versetzen von Wandtafeln oder sturz-elementen nützlich ist, wo die z.b. feder-noppen nur stören würden; zugleich kommen die tieferen hälften der horizontalen vergußkanäle nach oben, sodaß man ringankereisen günstig einbringen kann und der beton gut unter fertigteile fließt, die auf umgekehrten steinen gelegt wurden; hierin liegt der sinn der asymmetrie des steinquersehnitts:

- die Position ierungs-rillen (fig 3-6,9,10) erlauben das einlegen von betonstahl in klar definierten Positionen, entweder direkt oder durch abstandhalter vermittelt; dies ist nötig, damit der betonstahl eine ausreichend korrosionssehützende betonüberdeckung erhält; zugleich bewirken die rillen eine gute Verbindung der stegunterseiten mit dem betonkern, da etwaige blasen sieh nicht groß auf einer fläche ausdehnen können, sondern nur kleinen räum zwischen den rillen-graten wegnehmen, wobei die grat-höhenlinien sich mit dem beton-kern verbinden;

- die seh walbensch wänze (fig 9,10) an den steinwandungen, die den betonkern h in tersch neiden und bewirken, daß die steinwandungen sich mit dem betonkern

ERSATZBLATT

kraftschlüssig verbinden, bilden sich dadurch, daß die trapezförmigen überleitungsteile von den Stegen in die steinwandungen von den positionierungs-rillen keilförmig eingeschnitten werden (von der seite her betrachten); wenn die gesamte wand unter biegedruck gerät, wird durch die Schwalbenschwänze verhindert, daß die steinwandungen abplatzen; ferner verteilen die rillen, die die Schwalbenschwänze bilden, insb. bei der version mit rechtwinkligen vertikal-kanälen in günstiger weise das wasser, das zum zwecke der vornässung vor dem betonieren eingespritzt wird;

- die keilförmigkeit der Stege (fig 17) und der zu den Wandungen überleitenden Partien bzw. deren Verjüngung nach unten zu gewährleistet zunächst hohe Standzeiten der abrasionsbelasteten kalkstandstein-stahlfor en (die steine werden nach oben entformt) und bewirkt weiter, daß v.a. die stege kräfte, die sie von der Oberseite her aufnehmen, durch ihren keilförmigen querschnitt auch seitlich an den betonkern sowie diagonal über den betonkern auf weiter unten liegende stegoberseiten weitergeben;

- die nicht-konischen, randständigen innenwand-falze (fig 3,4,6,10,17) gestatten es. dadurch, daß sie parallel zur außenseite der steinwandungen zwischen den trapezoiden stegbasen verlaufen, die wandung einzusägen und einen verbindungssteg mit einer paralle -randigen ausnehmung fest in die einsägung einzustecken: der steg verkrallt sich mit dem betonkern und kann so als ein hochbelastbares Verbindungsmittel dienen;

- die umlaufende fasung (fig 3-10) der sichtflächen kann bei der herstellung von ästhetisch hochwertigem, unverputztem Sichtmauerwerk zum ausfüllen mit dichtmassen genutzt werden, womit die gefahr beseitigt wird, daß betonmilch durch die ritzen zwischen den steinen ausfließt;

- die glatten stoßflächen ohne nut und feder (fig 3-6) - wie sie häufig bei schalensteinen anzutreffen sind -, gewährleisten, daß die sichtfläche von ecksteinen, zu denen steine rechtwinklig versetzt werden sollen, weder nut noch feder tragen müssen; dies ermöglicht die erstellung ästhetisch ungestörten Sichtmauerwerks;

2. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß die wandungsstärken und lagerflächen von tragschalen-steinen so bemessen sind, z.b. 25 mm stark, daß

- mindestens bei steinstärken über 100 mm der bei weitem überwiegende teil der horizontal-querschnitte von dem kern -verbünd eingenommen wird, und daß

- armierung an den statisch günstigen, mögliehst weit von der bauteilmitte entfernt liegenden punkten in den kern-verbund eingebracht werden kann (fig 13,14);

3. ausführungsform des bausystems, dadu. gek.. daß die anordnung der tragschalen-steinstege die vertikal fluchtenden verf üllkanäle in breitere und schmälere untergliedert (fig 2-6),

- wobei die breiteren so breit sind, daß genügend platz zum einfüllen von

füllmasse mit einer bestimmten körnung und flüssigkeit neben eingesteckter, vertikaler armierung bleibt: armierunqs-kanäle;

- die schmäleren sind so schmal, daß füllmasse noch in sie einfließen und an Stegen oder anderen verbundorganen vorbeifließen kann, die in die schmalen vergußkanäle ohne konflikt mit vertikaler armierung einragen: montaqe-kanäle;

- ein läuferstein enthält insb. vier stege mit zwei schmalen verfüllkanälen zwischen den stegen und einem breiten, ganzen verfüllkanal in der mitte des steins und zwei halben, breiten verfüllkanälen an den stoßflächen;

4. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß die stege zur masseersparnis und entlüftung beim verfüllen unterseitig gelocht, jedoch insb. nicht durchgelocht sind (fig 9);

5. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß die vertikale läge der stege von tragschalen-steinen asymmetrisch ist. sodaß ein tieferer und ein flacherer horizontaler verfüll-halb-kanal entsteht (fig 3,4,17);

6. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als verfüllkanal-leibungs-steine dadu. gek. sind, daß mindestens auf einer seite die horizontal-halb-kanäle durch Verlängerung eines stegs und seiner stegbasen nach oben und unten verschlossen sind;

7. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als einbindungssteine (fig 1 ,2) dadu. gek. sind, daß zur einbindung von insb. steinhohen bauteilen in eine mauer ohne durchbrechung der wand

- einseitige ausnehmungen angebracht sind,

- insb., daß eine der beiden flanken der randständigen verfüll-halb-kanäle von schalen-steinen bzw. tragschalen-steinen weggelassen ist;

8. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß isopolygon-winkel-steine zum bau von symmetrisch polygonen grundrissen aus gleichen winkeln und insbesondere mit mehr als sechs ecken ohne stein-zuschnitt, sowohl in einschaliger als auch in zweischaliger hauweise dadu. gek. sind,

- daß daß ein längsachsenabstand zwischen hinter- und vormauerwerk festgesetzt ist, der den Zwischenraum zwischen den zwei mauerschalen festlegt, vorzugsweise so, daß der rastergemäße abstand des zugrunde liegenden rasters beibehalten wird, also z.b. bei einem hintermauerwerk von 12,5 cm stärke und einem vormauerwerk von 7,5 cm stärke ein achsabstand von 22,5 cm, wodurch sich ein Zwischenraum von 12,5 cm ergibt; hierdurch ergibt sich weiter bei einem zwölfeck mit den periferen innenwinkeln zwischen den schenkein der ecken von 50° und den Zentriwinkeln am winkelfußpunkt der diagonalen von 30° eine strecke zwischen zwei ecken von abgerundet 12,06 cm, wenn die Winkelhalbierende zwischen zwei zentriwinkel-bildenden schenkein 22,5 cm lang ist, bzw. eine länge der gegenkatheten zum halben Zentriwinkel in den rechtwinkligen dreiecken aus einem zentriwinkel-sehenkel, Winkelhalbierender und halber linie zwischen den ecken (= gegenkathete) von 6,03 cm; wird nun die länge der Winkelhalbierenden bzw. der höhe in dem gleichseitigen dreieck zwischen zwei schenkein verdoppelt, so verdoppelt sieh auch die strecke

ERSATZBLATT

zwischen den eckpunkten bzw. der gegenkatheten bzw. die länge der mauerachse zwischen den ecken;

- die länge eines isopolygonal-stein-grundelements ist folglich dadurch gekennzeichnet, daß sie ein einfaches der gegenkathetenlänge des gewählten, rechtwinkligen moduldreiecks (mit einer ankathete zum halben Zentriwinkel in der länge des gewählten achsabstands) beträgt;

- weiter sind die isopolygonal-steine dadurch gekennzeichnet, daß dem rechtwinkligen grundelement eine zwickeltragende rechtwinklige zwickelbasis sich anfügt, deren länge sich aus der gewählten mauerstärke ergibt: je dicker die mauer, desto kürzer die länge der zwickelbasis. da die längenbegrenzende "stoßfugen"-linie rechtwinklig zur gegenkathete so angesetzt ist, daß ihr zum inneren des polygons weisender endpunkt auf der hypothenuse des moduldreiecks liegt;

- ferner sind die isopolygonal-steine dadurch gekennzeichnet, daß isopolygonal-läufer-steine zwischen den ecken des polygons eine länge von einem vielfachen des grundelements aufweisen und

- daß rechtwinklige isopolygonal-anschluß-steine. die direkt an einen zwickel ansetzen, entweder die länge einer zwickelbasis aufweisen oder sich aus einem teil mit der länge der zwickelbasis und aus einem oder mehreren teilen in grundelementlänge zusammensetzen;

9. ausführungsform des bausystems. dadu. gek., daß ein 45 °-wand-bausatz aus steinen für den bau von wänden, die im 45°-winkel im rechtwinkligen raster liegen, ohne stein-sonderzuschnitte und mit wanddurchbrüchen in den im übrigen raster angewandten rastersehritten dadu. gek. ist, daß

- die steine auf der basis eines quadratischen maßrasters konstruiert sind, dem symmetrische achtecke eingesehrieben sind; der bausatz besteht aus folgenden steintypen:

- 45 °-winkel-stein: gebildet aus einem oktogon, dem eines seiner randständigen trapeze abgenommen ist, sodaß eine flanke im 45°-winkel entsteht; im übrigen ist der stein wie ein winkel-stein aufgebaut;

- 45 °-läuf er-stein: schreibt man vier aneinander liegenden quadraten vier symmetrische oktogone ein und ergänzt deren einander zugekehrte, randständige trapeze diagonal um deren fehlende, lange seiten im inneren der oktogone, so ergeben diese vier Seiten das grundquadrat, das nun im 45°-winkel im raster liegt; dieses quadrat liegt neben dem rechteckigen mittelstück eines achtecks. das man erhält, wenn man von einem oktogon seine zwei randständigen trapeze abnimmt; dies mittelstück fungiert als brückenstück zum nächsten quadrat; der stein aus quadrat und oktogon-mittelstück läßt sieh an einen systemgemäßen

45 °-winkel-stein in einer mauer im rechtwinkligen raster in dessen zwei möglichen winkel-richtungen nach links und rechts anfügen; eine reihe von 45 °- läufer-steinen, ergänzt durch einen quadratischen stein, ist wiederum in zwei richtungen an einen am anderen ende liegenden 45°- winkel-stein im rechtwinkligen raster anschließbar; die Zentren der quadrate der 45 '-läufer¬ steine liegen immer auf den Schnittpunkten der linien des rechtwinkligen quadratrasters: die länge eines 45 °-läuf er-steins im oktametrischen maßraster beträgt 17,67 cm; der quadrat-teil trägt die system-üblichen verbundorgane. an der Unterseite jedoch nuten, damit die paßsteine (s.u.) überall eingefügt

ERSATZBLATT

werden können; das brückenstück ist insbesondere mit 4 paar Verbundorganen in der mitte jeder hälfte bestückt;

- 45 °- paßstein: soll in einer 45°-wand ein mauerdurchbruch eingefügt werden, in dem z.b. zargen in raster-quadrat-maßen, insbesondere den okta etrischen maßen, eingesetzt werden können, so ist dieser mauerdurchbruch in raster- quadrat-sohritten zu bemessen; hieraus folgt, daß die brückenstücke des 45°- läufer-steins herausgenommen und an den rändern des durchbruchs aufgereiht werden müssen, damit der durchbruch, von derartigen paßsteinen gerahmt, im raster bleibt; die brückenstüeke, die im oktametrischen raster 5,177 cm breit sind, müssen in einer anzahl von x plus ein halb addiert werden, wenn die länge des mauerdurchbruchs aus einer geraden zahl von quadraten aufgebaut sein soll, zwischen denen dann ein ungerade anzahl von brückenstücken liegt, die wiederum geteilt werden muß, wenn der mauerdurchbruch in der mitte liegen soll; die paßsteine sind daher insbesondere in zwei typen von einfacher und eineinhalbfacher oder auch dreieinhalbfacher länge des brückenstücks ausgebildet, wobei in jedem theoretischen halbstück mittig eine noppe bzw. pfanne sitzt, sodaß die steine sich versetzt verklammern können; zu dem bausatz für 45 "-wände gehören ferner 45 °-vormauer-wιnkel-steine und 45 °-vormauer-winkel-paßsteine für den bau von Vormauern mit gleichbleibender zwisehenmauerschieht-dicke, die durch folgende merkmale gekennzeichnet sind: zur Verringerung der stein-typen-vielfalt sind die 45°-vormauern stumpf an die winkel-steine gestoßen, die in der Vormauer im rechtwinkligen raster liegen; dazwischen sind dehnfugen angeordnet; es ergeben sich jeweils zwei winkel- stein-typen für innen-ecken und außen-ecken, deren links- und rechts¬ gerichtete version zu einem spiegelsymmetrischen, drehbaren steintyp integriert wird, der nur pfannen trägt, und deren länge von der gewählten stein- und zwischenmauerschicht-stärke abhängt;

- der erste stein-typ setzt sich zusammen aus winkel-zwickel und paßstück zwischen winkel-zwickel und nächster systemgemäßer, vorzugsweise oktametrischer Stoßfuge;

- der zweite stein-typ trägt zusätzlich ein einbindungs-element in raster¬ länge, vorzugsweise 12,5 cm; z.b. ist ein außeneck-winkel-stein vom typ eins für eine 7.5 cm starke Vormauer mit einer zwischenmauerschicht-dicke von 12,5 cm 14,016 cm lang; ein passender inneneok-winkel-stein vom typ eins ist 7,876 cm lang; für die 45°- vorwand ergeben sich für innen- und außen-ecken je zwei 45 °- vorwand-winkel-paßstein- typen:

- typ eins: das paßstück zwischen winkel-zwickel und nächster rastermäßiger Stoßfuge minus stoßfugenbreite;

- typ zwei: das paßstück plus einbindungselement; bei innen- und außenecke wird das winkel-paßstüek mit einem einfachen 45 °- läufer-paßstück in vorwandbreite als einbindungselement ergänzt; im 7,5-em-vorwand-beispiel ist der inneneck-winkel-paßstein 4.219 cm minus dehnfuge lang; der außeneck-winkel-paßstein 5.169 cm minus dehnfuge;

- bei bedarf sind die 45°-vorwand-winkel-paßsteine auf zwei typen reduziert. wobei eine unterschiedlich breite dehnfuge entsteht;

ERSATZBLATT

10. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als drehbare gelenk-steine für gebogene mauern durch folgende merkmale gek. sind (fig 12):

- ein gelenk-element weist auf einer seite eine kreisförmige nut auf. in der konvexe verbundorgane mit kongruent kreisförmiger anordnung kreisförmig verschiebbar sind;

- das gelenkelement ist rund;

- dem gelenkelement entspricht ein gegenstück auf der anderen seite des steins, das formschlüssig ist, insb. viertelkreisförmig;

11. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als trog¬ steine bzw. pflanz-steine dadu. gek. sind, daß mindestens ein oder auch mehrere vertikal-kanäle und -schlitze durch einen boden abgeschlossen sind, der insb. in der mitte gelocht ist und sich unten zur mitte hin zuspitzt:

12. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als transennen- oder pflanz-wand-steine ausgebildet sind, dadu. gek., daß sie zur bildung von wänden mit ausnehmungen, insb. zum einsetzen von trog-steinen, dreiteilig sind, wobei die steine nur im bereich der äußeren beiden drittel versetzt sind;

13. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als säulen- steine vollrunde, dreiviertel-runde, halb-runde und viertel-runde wandungsteile aufweisen;

14. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß pfeiler-kern-steine zur ausfüllung von pfeiler-kernen in pfeilern aus mehr als zwei spezial-pfeiler- steinen zum einlegen von armierungsbügeln Wandungen mit den gleichen ausnehmungen wie die stege haben;

15. ausführungsform des bausystems. dadu. gek., daß verkürzte steine bzw. pa߬ steine oder fugen-steine dadu. gek. sind, daß sie gegenüber dem zu gründe gelegten rastermaß in vertikaler und horizontaler richtung auf regelmäßige oder unregelmäßige weise verkürzt sind;

16. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine als filtersteine dadu. gek. sind, daß sie aus porösen, wasserdurchlässigen materialien, insb. aus einkorn-beton bestehen;

17. ausführungsform des bausystems, dadu. gek. daß mehrschicht-steine als steck-dämm-steine bzw. heiz-steine insb. zur verfüllung einer schicht mit däm stecklingen oder zu deren luf t-beheizung genutzt sind;

18. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß eine Vorrichtung zur zweifasioen press-formunq von stein und kalzium-silikat-dämmunq. dadu. gek. ist. daß

- erst der tragende steinteil gepresst wird,

- sodann ein Stempel zurückgezogen wird, der bei der ersten formfase als

ERSATZBLATT

formwandung dient;

- in den entstandenen hohlraum wird dann die kalzium-silikat-dämmasse eingefüllt und von einen weiteren Stempel verdichtet und dabei dem tragenden stein-teil anformt, der insb. eine haftbegünstigend profilierte Oberfläche aufweist;

19. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-steine, insb. tragschaler, steine als qlassteine dadu. gek. sind,

- daß die steine zur fertigung vertikal in zwei hälften zerlegt sind, und

- daß ein normaler läufer-stein nur zwei stege aufweist, die durch for stempel als hoh -stege ausgeformt sind;

- die wandungen sind massiv;

20. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß fertiqteiJe aus tragschalensteinen mit kalzium-silikat-beton gefüllt sind;

21 . ausführungsform des bausystems. dadu. gek., daß verbundstein-fertioteile

- statisch wirksam armiert sind, entweder im verbünd mit füllmasse oder durch verspannung (fig 13.14,16,20);

22. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbundstein-fertiqteile (fig 14)

" mehrschichtig sind, z.b. mit integrierter dämmschicht und verputz versehen, und/ oder

- mehrschalig, z.b. mit hinterlüfteter Vormauer;

23. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbund-stein-fertigteile bei bedarf teilweise oder komplett vormontiert, d.h. sowohl mit ausbauteilen, z.b. fenstern, als auch mit installationsleitungen und -Objekten ausgerüstet sind (fig 16);

24. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß verbundstein-mauern bei bedarf in ihrer dicke aus mehreren steinen auch unterschiedlicher breite zusammengesetzt sind; dabei sind entweder

- zwei wände aus steinen nebeneinander gestellt und über armierung kraftschlüssig verbunden, die durch ausnehmungen in den wandungen geführt ist, oder

- steine unterschiedlicher breite sind auf folgende weise miteinander verzahnt:

1. läge: ein stein der breite a) links neben einem stein der breite b) rechts folgt auf einen stein der breite a) rechts und einen stein der breite b) links, etc.;

2. läge: die gleiche anordnung wie oben, in der länge versetzt, insb. um eine halbe steinlänge;

3. läge: wie 1. läge etc.

- bei asymmetrischem sitz der verbundorgane auf der lagerfläche sind die kombinierten steinbreiten so gewählt, daß in der mitte der mauer die lagerflächen der steine mit unterschiedlicher breite nicht aufeinander

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treffen, sondern vielmehr im längs versetzten versatz vorzugsweise um die halbe länge frei überkragen;

25. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß ein profil die räume zwischen härtewagen und Stegunterseiten von schalenstein-grünlingen und im Stapel zwischen den steinstegen überbrückt und insb. als zweiteiliges profil über schlitze und flügelschrauben justierbar ist;

26. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß als profile für polyaxial- paneele entweder aussteifungsgünstige profile, also nicht extrem flache oder steile, gewählt sind, wie z.b. well-, zick-zack- (fig 22) oder trapez-profile mit einer profilneigung von etwa 45° +/- 20°, wobei sich insb. durch die kreuzung der Verlaufsrichtung der profilierungen einer fläche eine dreidimensionale profilierung sowie eine mehrachsige aussteifunq ergibt; - oder es sind für reine abstandhalter-, leitungs- oder pflanzgut- trägerfunktion (z.b. hohlboden, absorberdach) auch steilere profile benutzt;

27. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß ein paralleles, aufsichtiq geradachsiges und seitensichtiq profilachsiges polyaxial-paneel durch folgende Operation definiert ist: eine am rand profilierte Schablone, z.b. eine well- oder trapez-form-schablone, wird gerade entlang zweier, vorzugsweise gleicher profil-schablonen geführt, die zur ersten nicht parallel, vielmehr insb. rechtwinklig stehen, wobei die profile so gewählt sind, daß die Schablone während ihrer vorgestellten, flächenformenden, profilfolgenden Verschiebung immer lotrecht stehen kann, und die beiden Schablonen gleich oder verschieden profiliert sind, z.b. drei Schablonen mit wellen-profil, wodurch - im unterschied etwa zu einem einfachen, einachsig gerichteten Wellblech - ein gekreuztes oder biaxial-prof il entsteht, z.b. ein kreuz-well-profil oder kurz: sinus-profil:

28. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß bei Staffel- wellen - profilen die bewegte Schablone gemäß vorstehendem anspruch in einem anderen, als dem rechten winkel angestellt wird, .wobei, in fuhrungsriehtung gesehen, ein gleichsam perspektivisch verkürztes profil mit geringerer profil- bzw. Wellenlänge, jedoch mit gleicher amplitude entsteht, dessen amplituden- höhepunkte bzw. weilenberge, quer zur fuhrungsriehtung gesehen, gleichsam wie ein gipfel-panorama gegeneinander verschoben bzw. gestaffelt sind;

29. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß parallele polyaxial- paneele aus ziek-zack-profilen gebildet sind, die charakteristische rauten- formen aufweisen: rauten-paneele;

30. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß parallele polyaxial- paneele aus trapez-profilen gebildet sind, die zinnen-artige formen aufweisen: zinnen-paneele;

31. ausführungsform des bausystems. dadu. gek.. daß ein aufsichtig profilachsiges und seitensichtig geradachsiges profil. folgendermaßen operativ

definiert ist: eine profil-schablone zur flächenformung, z.b. eine zick-zack- schablone, wird auf einer ebene entlang einer profilierten Verlaufslinie oder achse, z.b. einer welle, oder auch einer zweiten ziek-zack-linie verschoben, woraus z.b. ein doppel-ziek-zack-profil oder fischgrät-paneel oder z.b. ein in sehlagen-linien verlaufendes zick-zack-profil, kurz: zick-zack-schlanoen- paneel (fig 22) entsteht; die aufsichtige achse zeigt insb. eine amplitude, die mindestens gleich der halben profiH- bzw. Wellenlänge ist, sodaß das paneel durch die ineinanderschiebung z.b. paralleler wellen eine ungerichtete aussteifung erfährt, wobei sich durchlaufende höhenlinien insb. zum aufschweißen von flachblechen ergeben;

32. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß die sich kreuzenden Profile in keiner richtunq parallel verlaufen, sondern in einer projektiven Überblendung in den verschiedensten formen inkongruent verlaufen; sie lassen sich dadu. operativ definieren, daß man große flächen von verschiedenen, kleinen flächen oder quasi-punkten aus, die in deutlichem abstand voneinander stehen, in gegenläufiger richtung zerdehnt; etwa ein blech, das an den Schnittpunkten eines quadratrasters punkt- oder flächenför ig fixiert wird, z.b. zwischen zylindrischen oder halbkugelförmigen stempeln, um dann von ebensolchen stempeln in demselben quadrat-raster, nur um die hälfte versetzt, also in den diagonalen-schnittpunkten ansetzend, aus seiner ebene gereckt zu werden; dabei bilden sich zwischen den distanten höhepunkten bzw. antipoden des paneels bogen- förmig bzw. paraboloid gewölbte flächen: boqen-paneele (fig

1 .21 );

- bogenpaneele sind entweder

- spiegelsymmetrisch oder

- die paraboloide erstrecken sich von einer flachen ebene aus in einer richtung;

33. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß interferierende polyaxial - Paneele mit diskontinuierlichen höhenlinien in form von kreuz- Paneelen ein muster aus parallelen, gegeneinander versetzen kreuzen bilden, zwischen deren balken ergänzungselemente. insb. in quadrat- und kreis-form gesetzt sind, die den räum zwischen den balken ausfüllen; die höhenlinien von kreuzen und ergänzungselementen liegen in einer ebene; dazwischen liegen täler, deren böden die höhenlinien der anderen ebene des paneels bilden, sodaß die ergänzungselemente insb. Pyramiden- und kegelstu pfformen erhalten;

34. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß bei interferierenden polyaxial-paneelen mit diskontinuierlichen höhenlinien in form von doppelkreuz-paneelen (fig 23) in das paneel zwei versetzte, um 90° gegeneinander verdrehte muster aus parallelen, gegeneinander versetzten doppelkreuzen eingeformt sind; die höhenlinien der beiden muster liegen in den entgegengesetzen extrem-ebenen des paneels; die verschränkung der doppelkreuze ist dadu. gewährleistet, daß die längsachsen zwischen die querbalken eingeschoben sind, wobei zwischen den rechtwinklig stehenden längsachsen und querachsen in der aufsieht ein abstand bleibt, über den die paneel-fläehe sich aussteifend erstreckt;

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35. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., daß bei interferierenden polyaxial-paneelen mit diskontinuierlichen höhenlinien in form von doppelaxt- paneelen (fig 24) elemente mit höhenlinien in form von doppeläxten in folgender weise zusammengestellt sind:

- die kreissegmentförmigen schneiden der doppelaxt-formen verlaufen homolog, insb. parallel, zu den kreissegmentförmigen flanken; die achsen der doppelaxt- elemente sind also um 90° gegeneinander verdreht; die höhenlinien liegen in einer ebene;

- zwischen den doppelaxt-elementen verlaufen sehlangenförmige täler, z.b. mit trapezoidem querschnitt, deren böden die höhenlinien der anderen ebene bilden;

36. ausführungsform des bausystems, daß ihre profile an den begrenzungsebenen bzw. auflagerpunkten abgeflacht sind, was z.b. bei einem kreuz-well- oder sinus-profil gleichsam durch kappung der kalotten-förmigen wellengipfel auf den gegenüberliegenden Seiten erreicht wird: kalottenloses kreuz-well-profil oder gekapptes sinus-profil; insb. sind hierbei wellen gewählt, die aus kreisabschnitten bzw. -bögen zusammengesetzt sind, wobei die abgenommene kalotte insb. die höhe eines kreisabschnitts hat. sodaß die kalottenboden- kante kräfte in das wellprofil überleiten kann, das an dieser günstig abgewinkelten stelle nicht überhängend gewölbt ist;

37. ausführungsform des bausystems, daß einzelne der profil-erhebungen überhöht sind;

38. ausführungsform des bausystems, dadu. gek., mit einer Vorrichtung zum liquid-mechanischen takt-tief ziehen insb. von polyaxial-paneelen nach vorstehenden ansprüchen, die durch folgende merkmale gek. ist:

- die Vorrichtung weist zwei dicht verschließbare, insb. hydraulisch bewegliche formhälften auf; die formhälften umfassen das zu vorformende paneel formschlüssig dichtend, daß auf der eingangsseite noch unverformt ist, auf der ausgangsseite bereits voll verformt;

- die obere formhälfte enthält das anzuformende profil, wobei ein Übergang von dem flachen eingangsprofil zum voll-räumlichen profil kontinuierlich verläuft, worauf dann ein oder mehrere bahnen von profileinheiten in voller höhe folgen; ebenso zu den seitlichen rändern hin;

- durch die untere formhälfte wird die Verformungsflüssigkeit. z.b. wasser oder öl oder insb. ein stof f. der als beschichtung an dem paneel haften bleibt, z.b. ein lack, eingepresst, die bei Öffnung der form ausläuft oder wieder abgepumpt wird;

- die Vorrichtung enthält beidseitig förderwerke, die das paneel bei geöffneten formhälften taktweise vorschieben, und zwar so weit, daß eine bereits in voller höhe tiefgezogene passage des paneels formschlüssig zwischen die profilierten formränder gepresst werden kann;

- die erste Verformung der ränder beim 1. takt geschieht rein mechanisch oder in einer separaten vorformstation mit umlaufend ebenen dichträndern;

39. ausführungsform des bausystems, daß die ebenen, in der die zick-zack-stäbe

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liegen, senkrecht und/oder nicht senkrecht auf den zu verbindenden ebenen stehen, sondern geneigt, vorzugsweise so, daß die knick-stellen zweier benachbarter zick-zack-stäbe sich berühren;

40. ausführungsform des bausystems, daß gurt-gitter entweder versetzt zueinander mit abstand angeordnet sind, sodaß die kreuzungspunkte der einen rechtwinklig über bzw. unter mittelpunkten der vorzugsweise rechtwinkligen maschen der anderen liegen, oder

40.0.0.1. die gurt-gitter sind nicht versetzt zueinander angeordnet;

41 . ausführungsform des bausystems. daß die gurt-gitter

- entweder aus nicht-schraub-fähige stahl gebildet, wie z.b. rippen-stahl, wobei dieser insb. durch press-f itting-muffen (fig 1 ) verbunden ist, oder glatt-stahl,

- oder aus schraubfähigen stahl-stangen, wie z.b. glatt-stahl mit eingeschnittenen gewinde-enden, oder vorzugsweise gewinde-bau-stahl-stangen mit abgeflachten flanken;

stand der technik. kritik und vorteile im einzelnen:

stand der technik bei formstein- Verbundorganen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: die vorteile der an allen kanten abgerundeten, insb. wellenförmigen verbundorgane sind:

1 . bruch- und abschlags-resistente form (entscheidend wichtig für den präzisen, mörtelfreien versatz der steine ohne kantenabschlag bzw. bruchstücke in den lagerfugen);

2. verschleißarme herstellbarkeit in press-formen;

3. automatische Positionierung durch sanftes ineinandergleiten von verbundorganen mit überall abgerundeten kanten und wellenförmigen randquerschnitten;

4. unverschiebliche Positionierung fixierung in jeder richtung: v.a. längs und quer zur mauer. womit das präzise fluchten der vergußkanäle und der maueroberfläche sicher gestellt ist;

5. unverschiebliche, rechtwinklige Verzahnung von miteinander verkämmten steinen ohne sonderverbund-organe (eine feder z.b. muß unterbrochen werden, wenn eine stein-fuß-leiste mit nut rechtwinklig und einrastend aufgestellt werden soll); weiter ergibt sich

8. der vorteil, daß die randständigen verbund-organe zahlreicher und kleiner sein können, z.b. nur 2,5 mm hoch, sodaß a) die abrasionsbeanspruchunα der formteile verringert wird, sowie die gleichmäßige Verdichtung der steinmasse besser gewährleistet ist, und b) etwaige maßtoleranzen zwischen verbundorganen (z.b. zu hohe noppen. zu flache pfannen) besser verteilt werden; weiter ist zu bemerken, daß die vorteilhafte ausbildung von konkaven verbundorganen als hohl-keile zur Verkeilung von beton-kern und tragschalen-

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stein-wandungen bzw. zur erweiterung des verbund-kern-querschnitts ebensowenig bekannt ist, wie eine versatz-nut zur beliebigen verkürzbarkeit von formstein- wänden ohne Zerstörung des randständigen, vertikalen verguß-halb-kanals - was für die montage von fertigteilen entscheidend ist -. oder die möglichkeit, steine zur Schaffung von lagerflächen ohne konvexe verbundorgane - die bei bestimmten aufgaben stören, wie z.b. beim auflegen von maßlich ungenauen stürzen, oder decken-fertigteilen - umdrehbar zu gestalten, wobei die konvexen verbundorgane der oberen lagerfläche in den versatznuten aufgenommen werden, und die glatte untere lagerfläehe nach oben gekehrt wird.

stand der technik bei oemörtelten steinen mit verbund-organen, kritik. lösung des _P roblems und deren vorteile: bekannt sind insbesondere kalksandsteine mit mittigen, konisch mündenden lochungen, in die zentrier-teile aus plastik eingesteckt werden und die in man in dünnbettmörtel versetzt; demgegenüber stellen integrale positionierorgane verbunden mit zügigem eingießen von mörtel, speziell aus dem schlauch (kübel, maschine). eine deutliche arbeitszeitersparnis dar;

stand der technik i.h.a. tragschalen-steine aus kalksandstein. kritik, lösung des problems und deren vorteile: da bei der bemessung (von schalungskörpern aus nicht steinartigen baustoffen wie holzspanbeton, schaumkunststoff) nur der füllbetonquerschnitt zugrunde gelegt werden darf, wird auf möglichst große hohlräume geachtet, nicht jedoch auf die statische qualität der schalungs-steine und deren einbeziehung in die statik der mauer. es wird diese durch die reine schalungsfunktion dieser hohlkörper gegebene möglichkeit der Verdünnung der wandungen der schalungskörper, der 'abmagerung' ihrer stege bis zu stabförmigen abstandhaltern und der Vergrößerung der schalungskörperabmessungen sowie damit auch ggf. der abstände der 'stege' auch von den herstellern von steinartigen schalungskörpern, die darin einen wirtschaftlichen nutzen sehen, aufgegriffen, dies führt dazu, daß die masse der meist aus haufwerksporigem leichtbeton oder holzspanbeton gefertigten steine statisch weitgehend oder ganz verloren ist. da nur das durchlöcherte betonskelett mit seinen 'querriegeln' angerechnet wird, es sind folglich auch keine zulässigen schubspannungen möglich, während früher die f lächenbewehrung des betonkerns grundsätzlich ausgeschlossen wurde, wurde nunmehr in einem Sonderfall bei Verwendung bestimmter schalungssteine (u.a. hohe maßhaltigkeit, planparallel gefräste lagerflächen, großer verfüllquersehnitt) und geschoßhoher verfüllung mit fließbeton hoher festigkeit eine vertikale biegebewehrung für erddruckbeanspruchte kellerwände zugelassen offensichtlich ist es wohl dieser Sonderfall, der den Übergang zum betonbau darstellt (u.a. verfüllen mit fließbeton hoher festigkeit), in dem .auch noch etwas höhere druckspannungen zugelassen werden, als die sonst zulässigen grundwerte zwischen 0,5 und 1 ,2 MN/m ² . diese grundwerte ergeben sich aus versuchen mit ganzen, verfüllten schalungssteinwänden, -pfeilern. und -Prüfkörpern, sowie separat hergestellten kernbeton-würfel-serien, die in einer gesamtwertung zusammengezogen werden. weiter wird allerdings oft angemerkt, daß die druckfestigkeit der

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schalungssteine nicht nur auf die beanspruchbarkeit der fertigen wände von einfluß (ist), sondern auch (von interesse ist ) für die Schadensanfälligkeit der steine beim transport und beim verlegen, für die einsetzbarkeit der steine im erdbereich (s. DIN 1053 teil 1. ausgäbe november 1974. abschnitt 2.3.3.3., absatz 4: für außenwände des kellergeschosses und sockel bis zu 50 cm über erdgleiche darf nur mauerwerk aus steinen mit druckfestigkeiten ≥ 5 N/mm verwendet werden) und für die mit der druckfestigkeit einhergehenden anderen festikeitseigenschaften, die das verfüllen der schalungssteine bis zu bestimmten wandabschnittshöhen unter gleichzeitigen mechanischen Verdichtungsmaßnahmen gestatten, ohne daß die steine beschädigt werden (reißen, brechen). zudem ist für die festigkeit von schalungsstein-mauern die maßhaltigkeit der steine von belang, weshalb die schalungssteine i.d.r. planparallel gefräste lagerflächen mit sollmaßabweichungen von +/- 0,5 mm aufweisen: diese genaueren passungen, insbesondere im höhen- und lagerflächenbereich, sind bei der sonderbauart des mauerwerksbaus auch auf die tragfähigkeit der wände von einfluß. aus all dem nun ergibt sich, daß mauern aus dem systemgemäß vorgeschlagenen schalungsstein aus kalksandstein mit dessen relativ geringen abmessungen und den dadurch bedingten minimalen maßtoleranzen von 0.1375 mm. sowie den steinfestigkeits-klassen von kalksandstein, die jedem beton angleichbar sind, und einem fließ-beton-kern von vorn herein ungleich höhere druck- bzw. bruchfestigkeiten als bei üblichen schalungsstein-wänden zeigen werden. hierzu kommt weiter der zu erwartende günstige effekt der hohen Saugfähigkeit von kalksandstein auf die aushärtunq des fließbetons und seine Verbindung mit den schalensteinen, wenn man davon ausgeht, daß das verhalten der materialien das gleiche sein wird, wie bei praxis-erfahrungen mit betonwänden zwischen gipsplatten-schalungen: je nach der art der verwendeten schalungsplatten wird beim betonieren ein erheblicher teil des überschüssigen anmachwassers abgesaugt, dadurch entstehen eine feste Verbindung zwischen dem beton und den platten und eine wesentliche erhöhung der betonfestigkeit. die Wirkung ist ähnlich wie beim saugbeton, der in nordamerika mit einem erheblichen aufwand Verwendung findet.. ferner ist festzustellen, daß zumindest beim zusammenwirken von leichtbeton und fließbeton schwinden und kriechen zu einer optimalen lastverteilung auf den leichtbeton und den kernbeton führt, das schwindmaß von beton und kalksandstein ist etwa gleich; die elastizität des kalksandsteins liegt höher, als die des betons, was für die außenschale unter biegedruek wichtig ist und ein frühzeitiges abscheren der schalungs-stein-wandungen verhindert. der monolithische verbünd von kernbeton und schalungsstein stellt sich beim systemgemäßen stein bereits weitgehend über die stege her, sodaß allein dies berechtigt von einem neuen typ des schalungssteins, dem tr ag-sch alen- stei n . zu sprechen, durch die systemgemäßen hohl-keile und die sch alben-schwänze in lagerfugen und wandungen wird jedoch zusätzlich sicher gestellt, daß auch die äußeren schalungs-wandungen, die im bereich der größten statischen beanεpruchung liegen, weitgehendst in den kraftsehlüssigen wand-verbund mit einbezogen werden, weiter kommt hinzu die sichere, diagonle kraftübertraoung von den flanken keilförmiger stege und stegbasen auf die stegoberseiten in

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Verbindung mit der rillung der stegunterseiten, die den verbünd von füllmasse und steg dadurch begünstigt, daß luftblasen in den rillen bleiben, die grate dagegen mit dem beton in kontakt kommen, schließlich kann dieser verbünd noch durch die vermörtelung der fasungs-fugen, besonders mit dem dafür günstigen haftprofil (mörtel-kartuschen-pistole, spachtel), bis zur vollständi gen kraftschlüssiqen einbindung des ganzen steins gesteigert werden. beton ist ein relativ teuerer, umwelt-belastender baustoff mit hohem energie-auf wand in der herstellung ist, kalksandstein dagegen ein billiges, umweltfreundliches material. es drängt sich also die konsequenz auf, die entwicklung im schalungsstein-bau zu immer größerer ausdünnung der steine und zu immer massiveren betonkernen umzukehren, und einen stein anzubieten, der bei relativ viel kalksandstein immer noch ein gutes, jedoch nicht zu rasantes, weil sonst gefährliches, geschoßhohes einlaufen von relativ wenig fließbeton mit 16-mm-größtkorn gestattet, zudem sollte die möglichkeit, die von fachleuten anerkannten, weitreichenden vorteile von armiertem mauerwerk zu nutzen, von vornherein eingeplant sein, diesen forder ungen wird durch den systemgemäßen seh alen -stein entsprochen, insbesondere in seiner Variante mit fluchtenden, rechteckigen vertikal-kanälen und mit zwei unterseitig gelochten stegen pro normal-läufer-stein. für die baupraxis ist es ein entscheidender vorteil, daß der dichte stand der stege eine äußerst solide steinform entstehen lassen, sodaß - in Verbindung mit den verbund-organen - ein ausbrechen von for stein-wandungen beim verfüllen praktisch ausgeschlossen und dennoch eine dichtuno aller fugen durch den kernbeton gewährleistet ist (im unterschied zu den üblichen steinen mit randständigen stegen und unverfülltem stoß). die vorgeschlagene dimensionierung der steine gewährleistet:

- eine hohe maßhaltigkeit der steine durch eine relativ geringe masse. woraus sich eine geringe prozentuale Verformung während der aushärtung ergibt: diese maßhaltigkeit muß bei üblichen formsteinen durch nachfräsen hergestellt werden;

- handlichkeit der geringen masse, nicht nur für menschen, sondern auch für stapel-roboter, die den stein so relativ schnell beschleunigen können;

- geringe bruch-qefährdunq des steins be unvermeidlichem zusammenstoßen mit anderen steinen während des verlegens von hand; dies gewährleisten übliche, große formsteine nicht; ergonomisch sind kleinere steine jedoch vorteilhafter bzw. angenehmer und daher arbeitserleichternd und -beschleunigend, v.a. wenn steine in einer menschenkette von hand zu hand von der Palette zur verlegestelle schnell weitergereicht werden sollen (3. weit, selberbauer);

- hohe resistenz gegen stoßartig wirkende Scherkräfte und gegen füllmassendruck, insb. durch die waben-form der vertikal-kanäle bzw. die verbreiterte stegbasis;

- exakte positionierbarkeit von armierung und anderen verbundorganen durch die systematisch verbesserten ositionierungs-kerben und positionierungs-mittel (profilfolgende abstandhalter, haken) mit verschiedenen Positionier¬ möglichkeiten (mittig, ausmittig, randständig): dies ist für den einbau der verbund-organe, auf denen die funtionsweise insbesondere des gesamten, innovativen fertigteil-montaoe- bausystems beruht, von entscheidender bedeutung, insbesonder im vergleich mit dem mühsamen einbau von geknüpperten

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armierungen in aufwendige Schalungen, die meist zum einbau von anschlußmöglichkeiten mit nageln oder schrauben verschlissen werden;

- ausnützung der positionierungs-kerben für ein nut-und-feder-dichtungs-system in dämmstecklingen;

stand der technik bei schalenstein-baukästen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: wenn bei schalungsstein-programmen baukästen mit drei steinsorten angeboten werden, so ist dabei zu berücksichtigen,

- daß es sich nicht um Sichtmauerwerk handelt bzw. daß die ecksteine nuten für das nut-feder-system in den stoß-fugen tragen,

- daß nur eine Wandstärke möglich ist, z.b. 25 cm, also die addition von steinen zu differenzierten Wandstärken nicht vorgesehen ist, z.b. aus den 12,5 cm breiten tragschalen-steinen (geringste erlaubte stärke bei tragenden wänden aus nor al-mauerwerk: 11 ,5 cm) mittels kerben und verklammerung durch eingelegte armierungs-leitern,

- daß stürze nicht berücksichtigt sind, die jedoch im hier vorgeschlagenen system aus den normal-läufersteinen gebildet werden können (die unterzug- bewehrung liegt dann im unteren horizontal-kanal),

- daß besondere decken-auflager-steine bei zweischaliger bauweise nicht benötigt werden, da decken in normal-mauerwerk eingebracht werden, z.b. in form von balken, die einen oder mehrere steine in der hinter auer ersetzen und deren köpfe im hinterlüfteten, gedämmten bereich zwischen hinter- und Vormauer enden (lastverteilung der balken und der aufruhenden mauer über zwischenliegende steine und durchlaufende horizontal-armierung über und unter den balken);

- daß zweisehalige bauweise nicht möglich ist; aus diesen gründen kommen voll funktions-fähioe schalungsstein-programme ohne sichtmauer-qualität i.d.r. nicht mit weniger als 7 stein-typen aus. demgegenüber sind die 2 stein-typen eines tragschalen-stein-minimal-baukastens

- leibungsstein, läufer-stein - für vollwertiges, armierbares sicht au er wer k in zweischaliger bauweise, das zudem mit absorber- bzw. klima-wänden ausrüstbar ist« ein deutlicher gewinn. zu berücksichtigen ist auch die möglichkeit, leitungen (isoliert) genau positioniert zwischen den relativ eng stehenden stegen und wandungen einzustecken, was für eine rationelle montage-bauweise mit fertig-elementen unverzichtbar ist. der tragschalen-stein-bausten mit winkel-steinen bietet die unbekannte möglichkeit, ohne steinzuschnitte und mit einem lanungs-raster für rechtwinklige und pythagoreisch polygonal gewinkelte bauteile zu arbeiten, die vorteile eines planungs-rasters auf der basis des pythagoreischen, rechtwinkligen dreiecks mit seitenlangen, die in 3, 4 und 5 gleich teile einteilbar sind (satz des pythagoras a ² + b ² = c ² bzw. 3 ² + 4 ² = 5 ² bzw. 9 + 16 = 25), das den bau von mauern in anderen, als rechten winkeln mit steinen in ganzen grundelement-längen erlaubt, bzw. von steinen, die dies praktisch ermöglichen, liegt darin, daß keine steine zugeschnitten werden müssen, was arbeit, lärm und dreck erspart. die vorgeschlagenen winkel-steine mit winkelansatz-zwickeln haben, anders

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als andere steine, die tatsächlich winkelform haben, den vorteil, in einer form für normale läufer-steine mit geringfügigen änderungen der form hergestellt werden zu können, wogegen konventionelle winkelεteine eine eigene, teure form erfordern, ferner sind die systemgemäßen steine leichter stapel- bzw. transportierbar. allgemein liegen die vorteile von nicht-rechtwinkligen grundrissen nicht nur im ästhetischen (geborgenheits- bzw. wohnlichkeits-gefühl, grundrißauflockerung), sondern im engerietechnischen bereich: häuser mit kreis-förmigem grundriss bieten im Verhältnis zum umbauten räum die geringste, wärmeabstrahlende Oberfläche; polygone grundrisse nähern sich dem an und behalten gleichzeitig gerade schrank-stellwand-stücke bei. zudem ist eine optimale sonnenenergie-aufnahme nur durch grundrisse zu erreichen, die breite fronten nach süd-osten. süden und süd-westen bieten und zudem seitliche mauerflanken, die sonne einfangen und/ oder auf den hauskörper reflektieren.

stand der technik bei steinen mit integrierter dämmung, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: steine mit der möglichkeit dämmstoff -platten einzustecken, sind vielfältig bekannt, sowohl als mörtel-steine. wie als schalen -steine: dabei entsteht jedoch das roblem der kältebrücken, insbesondere bei vermörtelung, wo die isolationsschicht ausgespart werdem muß (spezial-mörtelschlitten), bzw. der ungenügenden fugendichtung. ein östereichischer stein geht diese Schwierigkeit an, indem ein stein mit vertikal verschiebbarer isolierplatte angeboten wird; dabei bleiben allerdings notgedrungenermaßen die vertikal-zonen zwischen den stegen isolationsfrei. in der vorgeschlagenen lösung bei steck-dämm-steinen werden dämmstoff- stecklinge eingesteckt, die kammartig einen, vorzugsweise den oberen horizontal-kanal und die vertikal-kanäle ausfüllen und das profil der positionierungs-kerben fortsetzen, sodaß sich eine dichte, verzahnte dämmstoff-fülluno ergibt, in der lediglich die stege als kältebrücken stehen bleiben, diese dichtigkeit ist v.a. bei nicht-verfugtem siehtmauerwerk von bedeutung. jedoch ist bei den Wärmeleiteigenschaften von kalksandstein diese lösung nur eine optimierte lösung für geringere dämm-ansprüche und für platzsparendes, dünnes mauerwerk, also z.b. für nicht dauernd bewohnte häuser. wie z.b. ferien-häuser, oder südliehe klimate. ansonsten ist die zweischalige bauweise vorzuziehen. eine sehr vorteilhafte lösung ist das vorgeschlagene ankleben von dammstoffen ohne wärmebrücken bei klebe-dämm-steinen, das an sich bekannt und wegen windkräften nur bis acht meter höhe gestattet ist. diesem problem wird durch den vorgeschlagene dübel aus einem wenig wärmeleitenden, alterungsbeständigen material (glasfaserverstärktes kunstharz) abgeholfen. bekannt sind kalzium-silikat-dämmstoffe. besonders im brandschutz. nicht jedoch in integraler Verbindung mit steinen.

stand der technik i.b.a. gelenk-steine (fig 12). kritik, lösung des problems und deren vorteile: gelenk-schalensteine sind unbekannt; runde mauern werden aus schalungssteinen

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nur mit gebogenen steinen gebaut, was notwendigerweise den radius festlegt bzw. den winkel, in dem die steine zueinander stehen, also die anwendungsmöglichkeiten eines solchen steins für den bau von Schwimmbassins, silos, siekergruben. garten- und blumenbeet-mauern, bösehungsschutz-mauern und schallschutz-mauern und evtl. auch von hochöfen einschränkt, die vorgeschlagenen gelenksteine haben demgegenüber den vorteil, daß mit ihnen nicht nur beliebige krümmungen erzielt werden können, sondern auch gerades und rechtwinkliges mauerwerk errichtet werden kann, das zudem die qualität von ziermauerwerk zeigt. besonders vorteilhaft ist die anwendung von gelenk-sohalensteinen für den bau von böschungs-schutzwänden, blumenbeeten-umrandungen, pflanzbehältern, pflanzterrassen, da die steine durch ihre armierbarkeit erddruekresistente wände bilden, die nicht, wie die üblichen palisaden, tief in die erde eingegraben werden müssen, um die nötige Stabilität zu erhalten;

stand der technik i.b.a. trog-steine bwz. pflanz-steine, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: pflanzsteine sind zahlreich; sie sind meist für die Verwendung im freigelände vorgesehen und bilden entweder mauern mit durchbrüchen zum hinterfüllenden erdreich oder die steine sind mit böden zu trögen ergänzbar, die aufeinandergestapelt wände ergeben, vereinzelt sind die mauern auch durch eingesteckte und in engen röhren vergossene stäbe armierbar oder gelenkig verbunden. es findet sich jedoch keine Variante, in der es möglich ist

- tragfähige, armierte betonkanäle zu bilden, die einen effektiven korrosionsschutz für die armierung leisten,

- pflanzsteine mit integralen böden separat einzusetzen,

- dadurch eine schallschutztechnisch günstige, vor- und zurückspringende Oberfläche zu bilden,

- die wände gelenkig über steinintegrale verbundorgane exakt zu versetzen und zu gekurvten mauern zu verbinden,

- wasser über loehungen und entsprechende konische unterböden gezielt in's Substrat einzuleiten,

- pflanzwände aufzubauen, die sich auch als luftbefeuehtende pflanz-klima- wände für innenräume eignen, die für diesen zweck mit eingestellten rohrständern zwischen boden und decke verspannt werden (s. beschreibung unten), und die, aufgrund der hygroskopischen eingeschaften von kalksandstein, die feuchtigkeit auf einer großen Oberfläche verteilen;

- wände zu bauen, die zu dem rastersystem der übrigen wandsteine eines hauses passen, z.b. windschutz-wände bei terrassen;

- die steine zugleich als konsol-steine für armierte konsolen in einem mauerwerk zu verwenden;

stand der technik i.h.a. ergänzungs- und anschlußelemente, insbesondere aus metall, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: die hier vorgeschlagenen lösungen, die die technische integration und die ästhetische differenzierung von modernen bauwerken vorantreiben, sind im schalensteinbau unbekannt; entsprechende elemente aus haustein sind in

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historischen bauwerken technischer und ästhetischer standart; im beton- f ertigteil-bau sind sie im prinzip inzwischen selbverständlichkeit. die Verwendung von stahlblech-konsolen gestattet jedoch die minimal-konsol-maße, die im beton-skelett-bau üblich sind (200 mm), zu unterschreiten, um so auf konsolen mit der minimal-tiefe von 125 mm zu kommen.

stand der technik i.h.a. den biegebelastbaren verbünd von verbund-stein- elementen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: die vorgeschlagene technik. formsteinbauteile untereinander und diese mit fundamenten über die armierung und muffen zu verbinden, ist unbekannt: bewährt sind schraub- und press-fitting-muffen im ortbetonbau; die vorgeschlagene methode ist besonders zweckmäßig, wenn pfeiler, Skelette oder auch wände großer höhe errichtet werden sollen, in die später erst die decken eingehängt werden.

stand der technik bei vorgefertigten mauerelementen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: bekannt sind zahlreiche verfahren, mauern oder mauerteile im werk vorzufertigen und durch armierung transportfähig zu machen, die jedoch alle durch mehr oder minder aufwendige fugen-vermörtelung gekennzeichnet sind, bekannt sind ebenfalls betonfertigteile, deren herstellung an teure formen und die notwendigkeit gebunden sind, die form-herstellungs-investitionen durch hohe Stückzahlen zu amortisieren, abgesehen von den schlechten baufysikalischen eigenschaften von beton, nicht bekannt ist die industrielle erstellung von transportfähigen schalenstein-wandtafeln, ob leer, teil- oder ganzverfüllt. unbekannt ist auch der gebrauch von verdränguns-körpern, insbesondere von zugleich als armierung wirkenden röhren. die vorteile der werkseitiqen. insbesondere nc-qesteurten, maschinellen erstellung von mauertafeln samt Vormauer bzw. fassaden-verkleidunq, absorber- ausrüstung und Vorrichtungen für die beschleunigte endmontage. die durch armierung ausgesteift sind und daher sehr schlank sein können, v.a. aus Sichtmauerwerk und in ob.iektspezischen gr ßen aus kleinteiligen formsteinen liegen auf der hand. besonders zu erwähnen ist die möglichkeit der leer- mauertafeln und der teilverfüllung, da dies gewichtsersparnis bedeutet und somit den rentablen transport-radius solcher f ertig-mauern erhöht.

stand der technik in der anker- technik. kritik, lösung des Problems und deren vorteile: i.b.a. den stand der gesamten anker-technik gilt, daß anker entweder in die fugen-vermörtelung eingebracht werden, was den zeitraubenden, handwerklichen aufmauerungs-vorgang voraussetzt und notwendig unpräzise ist, oder daß anker- bestandteile. z.b. U-schienen, aufwendig in einer beton-schalung angebracht werden, oder daß - noch aufwendiger - zahlreiche anker nachträglich eingedübelt werden (schraub-, mörtel-, klebe-dübel), was ebenfalls unpräzise ausfallen muß, sodaß die anker entsprechend aufwendig gebaut sind, um dieses wieder durch justier-mögliehkeiten auszugleichen. dies wird systemgemäß erübrigt, indem anker - insbesondere durch automaten - in entsprechende kerben oder schlitze eingesteckt werden, die werkseitig mit

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großer Präzision, v.a. schon während des formvorganges, am stein angebracht sind und die die anker exakt positionieren, sodaß nach.iustierungen entfallen. die anker verkrallen sich mit dem kernbeton, wobei praktisch beliebige kräfte eingeleitet werden können. dies ist bei styropor-schalensteinen bekannt, nicht jedoch bei anderen schalensteinen.

stand der technik bei qitterwerks-paneelen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: bekannt und gebräuchlich sind einachsig gerichtete decken, z.b. aus gitterträgern in Verbindung mit ausfachungskörpern zur erstellung von beton- decken, ganze deeken-platten, die mit gitterträgern ausgesteift sind und als verlorene schalung für ortbeton eingesetzt werden, bewehrte hohl-kanal-decken aus beton, bewehrte deeken-platten aus spezial-ziegeln, paneele. die mit ziek- zack-förmigen metall-streifen verbunden sind, sowie sog. leichtdecken, bei denen unter Verwendung von Schalungen eine druck-aufnehmende, mattenbewehrte ortbetonschicht hergestellt wird, die von offenen gitterträgern mit unterzug- funktion getragen wird, hierbei werden bereits - laut Werbung - "4 vorteile" erreicht: "60 % weniger beton, 60 * weniger stahl, 60 % weniger gewicht, 60 % weniger bauzeit". ein- und auch zweiachsig gespannte decken werden jedoch üblicherweise in form von beton-rippen-decken hergestellt, entweder in ortbeton - mit riesigem aufwand an schalung, schalungsunterstutzung, verdrängungskδrpern, trennmitteln und arbeitszeit. wovon ganze industrien leben -. oder in fertigbeton in form sog. T- oder TT-decken oder trog-deeken, ebenfalls mit großem aufwand an mechanisch beweglichen, wiederverwendbaren stahlformen, jedoch bereits mit reduziertem arbeitszeiteinsatz. der immer noch massive einsatz von beton im unterzugbereich als aussteifungs- und schutz-material, v.a. gegen feuer, ist allerdings überdimensioniert, zumal diese decken ohnehin meist mit abhängedecken versehen werden, die die brandsehutzfunktion übernehmen können. bekannt sind auch versuche, gitterträger mit matten als gurt-gittern zu verbinden, es liegen auch versuche vor, zweiachsig gerichtete Systeme aus gitterträgern aufzubauen, indem diese kreuzweise wie ein rost angeordnet werden ² , von belang ist hier auch ein ansatz ³ , statisch hocheffektive räumliche gitterwerke aus draht-matten zu formen, die "dreiecke- oder trapezbildend in geeigneter weise ... verbunden" sind, um dann aufgefaltet und "nochmals verbunden" zu werden, sodaß sich "eine kreuzweise bewehrung der gurtungen" ergibt, "die eine minimale biegemomenthöhe in den gurtungen bewirkt", die konzeption zielt offensichtlich nicht auf eine zweiachsig gerichtete gurtung ab, da die gurtungs-bewehrungen, wie aus Zeichnung 6 zu entnehmen ist, trapezförmige kniekungen aufweisen, die sie weder für zug- noch für druckbelastungen, sondern nur als betonträger geeignet erscheinen lassen. im übrigen ist ein entscheidendes technisches problem durch die

² s. offenlegungsschrift 2406852 sowie weller, a.a.O., s. 61

³ s. offenlegungsschrift 2113245

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formulierung "in geeigneter weise" umgangen bzw. nur als ungelöste aufgäbe angegeben, nämlich wie die matten konkret aufgebaut sein sollen, ein sieh überkreuzendes aufeinanderschweißen von geraden Stäben wäre beispielsweise sowohl für die mattenherstellung durch roboter als auch für das biegen der matten unvorteilhaft (zu hohe Schichtung), zudem läßt sich dickerer stahl- draht, wie z.b. baustahl, nicht scharf knicken, sondern bekanntlich nur um eine biegerolle mit i.d.r. vierfachem draht-durchmesεer. die matten-knieke in der Zeichnung eins sind jedoch scharf; hingegen lasεen die Zeichnungen 4 und 5 auf eine doppelte gurtung schließen, wobei allerdings die matten nicht mehr "dreiecke- oder trapez-bildende" maschen hätten, sondern Sechsecke mit zwei runden ecken, den biegepunkten der zick-zack-stäbe, enthielten. auch die weiteren, hier vorgeschlagenen Varianten des strebewerks, der vergurtungs-gestaltung und der ausgesteiften mehrschieht-tragwerke sind in der erfindung nicht enthalten, die lediglich eine "leichte, zweischalige decken- oder tragkonstruktion mit stoffreier achse" oder eine verfüllung durch "großflächige lochung in einer der beiden schalungsflächen" vorsieht, die vorgeschlagenen Verstärkungen der Verstrebungen sind jedoch wichtig, wenn mit möglichst dünnen drahten bzw. dünnen biegerollendurchmessers gearbeitet, also ein annähernd scharfer knick erreicht werden soll, sodaß die in den streben wirkenden druck- und zug-kräft möglichst geradlinig in die gurte übergeleitet werden, in jedem fall ist die geradlinigkeit der streben bei verdoppelter gurtung erreicht, da die biegung der zick-zack-stäbe i.d.f. außerhalb der gurtebene liegt. die vorgeschlagenen Varianten bieten weiter die vorteile zweiachsig gerichteter oder ungerichteter leicht-tragwerke, die durch filigranen, mehrschichtigen aufbau bei minimalem, funktions-spezifisch differenziertem aterialaufwand ausgesteift, sowie feuer- und korrosionsgeschützt sind, die sich ohne montage-unterstützung und schalungsaufwand einbauen und zudem vorteilhaft mit verbundstein-mauern verbinden lassen.

stand der technik bei ausgesteiften paneelen bzw. polyaxial-paneelen und deren herstellung, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: bekannt sind einfache und verbund-paneele. hauptsächlich mit einachsiger aussteifung. wie well-, trapez- oder schwalbenschwanz-paneele, die auch mit flach-paneelen kraftschlüssig verbunden sein können, ebenso kennt man verbund- paneele mit zweiachεiger aussteifung, die dadurch erzielt wird, daß einachsige profile mit oder ohne Verbindung mit flach-profilen kreuzweise verbunden werden, viel genutzt sind fassaden-paneele aus großflächig verformten und dadurch ausgesteiften paneelen, die sich jedoch für ein kosten-günstiges takt- tiefzieh- oder walz-verfahren nicht eignen, gebräuchlich sind ebenso rutsch¬ sichere trittroste aus stanz-tiefgezogenem loch-blech die ein- oder zweiachsig ausgesteift sind, die den polyaxialen bogen-profilen nahe kommen, deren ausgesteifende fläche jedoch durch die lochungen unterminiert wird, schließlich sind auch flache, sog. sandwich-paneele mit isolierenden füllstoffen vorgeschlagen worden oder käuflich, zum stand der technik gehört auch das prinzip des "streεsed-skin-panels", meist mit waben-förmigen lamellen, selten mit ausεteifungs-paneelen aus einer, leicht tiefziehbaren fläche, in keinem fall solchen paneelen, die selbst zweiachsig ausgesteift

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sind.

"es ist (weiter) bekannt, daß platten, insbesondere blechtafeln, die nach zwei senkrecht zueinander verlaufenden oder nach mehreren εchräo zueinander verlaufenden richtungen gewellt sind, gegenüber ebenen oder nur in einer richtung gewellten platten ( ellblech) erhebliche statische und zur weiteren Verwendung nützliche Vorzüge aufweisen, während nach einer richtung gewellte platten wie insbeεondere Wellbleche od. dgl. εeit langer zeit weltweit hergestellt und verwendet werden, sind nach mehreren richtungen gewellte platten oder bleche bisher nur versuchsweise produziert worden und deshalb bis heute auf dem markt nicht erhältlich", so die offenlegungsεchrift 3146432, in der 1981 ein endloε-tiefzieh-verfahren für solche bleche vorgeschlagen wird, aus der beschreibung der bleche ist allerdings nicht klar zu entnehmen, ob es sich in unserem sinne um parallele oder interferierende profile. um kreuz- well-paneele oder um bogen-paneele handelt, verbund-paneele aus den patentgemäßen blechen werden nicht vorgeschlagen; die unklare oberflächen- definition kann auch nicht auεreichen, um weitere profile zu beschreiben, die im profilfolgenden verbünd einzusetzen wären *. bekannt εind ferner sog. "höckerbleche", z.b. mit distanten reihen aus eingeprägten kegelstümpfen, die jedoch nicht ausgeεteift, sondern nur stauchresistent sind, und ihre festigkeit erst durch den verbünd mit anderen paneelen, z.b. flachblechen oder anderen höckerblechen, erhalten, schließlich ist dem autor vom höhren-sagen bekannt, daß studentische arbeiten über "buckelbleche" mit unregelmäßigen profilen geschrieben wurden. außer den paneelen in der vorerwähnten Patentschrift ist keines der vorgeschlagenen polyaxial-paneele für statische zwecke bekannt, es ist allerdings ein paneel mit dem profil eines bogen-paneels vorgeschlagen worden, jedoch nicht mit statischer funktion, sondern als putzträger. mit höcker-verbund-blechen sind die spiegelsymmetrischen verbund-paneele aus paraboloiden, einseitigen bogen-blechen vergleichbar; höckerbleche mit ebenen, knickbaren streifen zwischen den höckern haben jedoch den nachteil, nicht so stauchresistent zu sein, wie ein durchgehend gewölbtes paneel, das, wenn es unter druck dazu tendiert, sich zu biegen und aufzuwölben, von dem zweiten paneel ausgesteift wird, das mit seinen fußpunkten in genau der linie zwischen den paraboloiden ansetzt, die als einzige nicht knickresistent und daher leicht aufwölbbar wäre; auf knickresistenz kommt es jedoch bei einem verbundpaneel in der druckzone entscheidend an. besonders vorteilhaft erfüllen spiegelsymmetrische muster-rippen-streifen- paneele aus schlangen-zick-zack-profilen, bei denen aufsichtig schlangenartig gewellte zick-zack-profile. z.b. aus blech in Verbindung mit aufgeschweißten flachblechen, das prinzip des stressed-skin-panels: 1. es gibt keine gerade linie, wie z.b. bei höcker-paneelen, in der ein

* "eine εolche durch tiefziehen gebildete, nach zwei oder mehreren richtungen gewellte platte stellt eine mit mathematiεchen mittein der raumgeometrie nur schwer zu definierende, überall veränderlich gekrümmte raumfläche dar." (s. 6)

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flaeheε deckpaneel unter druck ein- oder ausknicken könnte, da die schlangenförmigen höhenlinien des paneelε von allen Seitenansichten her kein gerade durchgehendes tal bilden;

2. wird das ausεteifende profil unter druck in einer richtung gestaucht, so wird der verformungsdruck auf das deckpaneel übertragen, das unter Zugspannung gesetzt wird, da die an den Verbindungslinien der streifen entstehenden spiegelsymmetrischen wellen auf jeden fall in einer richtung länger werden müsεten; gegen Zugkräfte εind flachbleche jedoch weεentlich resistenter, als gegen Stauchung;

3. die durchgängig gewellten, schräg stehenden lamellen sind hervorragend gegen druck- und scher-kräfte reεiεtent; die vorteilhaften eigenεchaften von systemgemäßen leichtpaneelen werden durch die vorgeschlagenen, aussteifenden füllungen noch unterstützt, seien dies schwere füllungen in den extremzonen, oder Schaumfüllungen auch in der nullzone. die zusätzlich korrosions- und brandschutz bringen. der grundsätzliche vorteil von leicht-paneelen aus blech liegt darin, daß sich der dachaufbau wesentlich reduziert und die montaoe vereinfacht, wenn man gleichsam einen Stahlträger zu blech auswalzt, daraus ein paneel von mehreren metern Spannweite macht und so z.b. die trapezbleche spart, die üblicherweise als nutzloses gewicht zwischen trägem ausgelegt werden. diese bauweise ist besonderε vorteilhaft, wenn leichtpaneele über expander¬ angeln zu ungerichteten tragwerken verbunden werden. das vorgeschlagene liquid-mechanische takt- tief zieh- verfahren ist verfahren, wie dem gummi-kissen-tiefziehen oder dem hydro-mec-verfahren vergleichbar, die sich jedoch nicht für takt-tiefziehen eignen und wesentlich verschleißträchtiger bzw. aufwendiger sind (gummi-verschleiß, druckkammer). die beim mechanischen tiefziehen entεtehenden Probleme des reißens und knautschens sind hier minimiert, bei einer gleichzeitigen korrosionsschutz- beschichtung der paneele sind zwei arbeitsgänge integriert.

stand der technik bei der aussteifung von hohlprofilen sowie stab-köpfen von gitterwerksstäben, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: die vorteile der aussteifung von hohlprofilen aus hoch druck- und zugresistenten materialien liegen auf der hand, da deren eigenschaften nicht genügend zum tragen kommen, wenn das wegknicken bzw. ausbrechen aus dem belasteten bereich deren ausnutzung zuvor kommt, kein tragwerks-profil in der lebendigen natur, das nicht konzentrierte, kraft-aufnehmende stränge und/oder schalen und aufgelockerte, aussteifende mark-zonen aufwiese, dennoch wird in der baupraxis höchstens mit der aussteifung von stahl durch beton gearbeitet; einfallsreicher ist bereits der bau von eisen-zement-schiffen, deren schalen die festigkeiten von stahl bei viel geringerem gewicht erreichen; die druckbelasteten röhre von räumlichen gitterwerken z.b. bleiben i.d.r. hohl, dies hat seine gründe v.a. in korrosionsεchutz-techniken, da die teile meist nach der verschweißung der ündungen oder ecken feuer-verzinkt und lackiert werden, das problem kann durch verschraubung und/ oder galvanische nach verzinkung und abschließende lackierung gelöst werden. besonders vorteilhaft ist hier die vorgeschlagene, geschlossene form von stabköpfen, da allein durch sie die korrosionsprobleme sowie die ästhetische

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irritation der üblichen löcher in den rohrwandungen zum zwecke der Schraubeneinführung vermieden wird, klobig ist auch die lösung des keba- keilkopf -Systems, dessen köpfe zwar rundum verschweißt sind, aber keine gleichzeitige fixierung beider rohrenden durch drehung des gesamten rohrs. insbesondere erlaubt die diese form sehr kompakte knoten, da die übliche außen-mutter und der montage-platz dafür nicht nötig ist. die Umwicklung von röhren mit lamellen ist für wärmetauscherzwecke bekannt, nicht jedoch in Verbindung mit zweischaligen röhren und dem bekannten hydraulichen aufweitungsverfahren zum zwecke der aussteifung.

stand der technik bei fuoen-steinen, kritik, lösung des Problems und deren vorteile: abstandhalter in annähernd feder-noppen-förmiger ausprägung sind bekannt, diese abstandhalter bilden jedoch keine fugen, die für pflanzenwachstum oder Wärmetauscherleitungen ausreichend dimensioniert sind, hierfür bedient man sieh sparater abstandhalter-stücke aus lei holzspänen oder plastik, die zeitaufwendig von hand verlegt werden müssen bzw. nicht maschienen-versetzbar sind, dem gegenüber stellt die integration der abstandhalter in den stein eine Verbesserung dar. unbekannt ist eine gegenüberliegende nut, die den pflasterverband unverschieblich macht, ebenso stellt die Verkürzung der feder-noppe zur noppe, die dem pflaster-verband gelenkigkeit gibt, eine verbeεεerung dar. die vorteile des klima-pflasterε, daε auε fugenεteinen durch einlegen von absorberleitungen gebildet werden kann, liegen darin, ein solches pflaster sowohl als absorber zu nutzen, als auch für kurzfristige beheizung zur abtauung, was die absorberleistung und die Verkehrssicherheit erhöht. es εoll hier noch extra erwähnt werden, daß sich mit fugen-steinen vorteilhaft speicher-teiche und gewäsεerbetten mit wärmetauscher-leitungen bauen lassen, indem diese wannenförmig und geschwungen ausgelegt, mit wärmetauεcher-leitungen und bei bedarf mit armierung verεehen und mit mörtel vergossen werden, es können hierbei geradachsige wannen mit armiertem mauerabschluß auε mauer-fugen-εteinen gestaltet werden (armierungsverbund) oder z.b. wannen mit kreiεförmig verlaufender achεe, wobei die fugen nach außen hin εieh weiten; der aufbau bietet sich an, da die fugen der εteine das einlegen von schlauchen und armierung leicht machen, oder wenn ein speicherteichboden in böschungs- und/oder gehweq-pflasterunq übergehen soll und wenn keine teure spritzbetonmaschine eingesetzt werden soll.

FIGURENLISTE:

die stärkeren, durchgezogenen linien stellen in allen figuren - außer fig 12 εichtbare kanten dar, die feineren εichtbare höhenlinien bzw. begrenzungen von wellenprofilen oder rundungen, die gestrichelten linien unsichtbare höhenlinien, rundungs- und Wellenbegrenzungen und kanten insb. auf der Unterseite der εteine; in fig 12 stellen gestrichelte linien rundungs- u. Wellenbegrenzungslinien dar, gepunktelte unsichtbare kanten und begrenzungslinien; schraffur gibt geschnittene flächen oder schatten an.

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- fig 1: wand aus εchalen-steinen mit polyaxialpaneel, unterseitig und randseitig mit blech, oberseitig mit baustahlmatte und betonschicht, ausgefüllt mit leichtem schüttstoff. in die wand eingelegt über ein εtahleinbindungεelement, daa auf ein T-eiεen mittig aufgelegt iεt

- fig 2: wand auε zentralnoppensteinen mit gitterträger armiert mit decke aus gitterwerk-paneelen mit unterseitiger betonschicht und gitterträger-armierten balken als selbεttragende schalung zum ortbetonverguß

- fig 3: läufer-εtein mit wabenförmigen vertikal-kanälen in perspektivischer ansieht schräg von oben

- fig 4: läufer-stein mit wabenförmigen vertikal-kanälen in perspektiviεcher ansieht schräg von unten

- fig 5: aufsieht läufer-εtein mit rechtwinkligen vertikal-kanälen

- fig 6: aufεicht läufer-εtein mit waben-för igen vertikal-kanälen

- fig 7: aufsieht kastenεtein mit rechtwinkligen vertikal-kanälen

- fig 8: aufεicht kaεtenεtein mit wabenförmigen vertikal-kanälen

- fig 9: εeitenanεicht eineε läufersteins

- fig 10: querschnitt durch die mitte des kastensteins mit wabenförmigen Vertikalkanälen

- fig 11 : aufsieht 45 °-winkel-stein ohne darstellung der lagerflächenprofilierung

- fig 12: aufsieht gelenkstein mit noppen, mörtelkanülen, vertikalen verfüllkanälen, stegen, Positionierungsrillen und fasung

- fig 13: Seitenansicht eines schalen-steins mit armierung, profilfolgendem abstandhalter und klem -haken

- fig 1 : εeitenansicht einer zweischaligen mauer aus schalensteinen mit armierung, dämmung, verbundorgan zwischen vor- und hintermauer und in der Vormauer eingelegten absorberleitungen

- fig 15: schalensteine im rechtwinkligen versatz verzahnt

- fig 16: drei schalensteine mit armierung und installation

- fig 17: längεεchnitt durch εchalenεtein mit wabenförmigen vertikal-kanal- querschnitt

- fig 18: zentralnoppen-sehalenεtein mit. unterεchneidungen alε griff hilf en

- fig 19: εeitenanεicht und aufsieht zentralnoppenstein für trockenmauerwerk

- fig 20: zentralnoppensteinwand mit εpannglied und dachbalken

- fig 21 : perspektivische ansieht eines polyaxial-profils bzw. eines bogen- paneels

- fig 22: perspektivische aufsieht auf ein polyaxial-paneel bzw. ein ziek- zack-εchlangen-paneel

- fig 23: aufsieht doppelkreuz-paneel

- fig 24: aufsieht doppelaxt-paneel

- fig 25: querschnitt rohrkopf mit εchraube zum schrauben durch drehung deε rohres

- fig 26: querschnitt rohrkopf mit schraube zum schrauben durch drehung einer manschettenmutter

- fig 27: querεchnitt rohrkopf zur befestigung an stegen

- fig 28: knoten eines gitterwerk-paneels mit vorgefertigtem strebewerk aus paarweiεe zusammengeschweißten, zick-zack-förmig gebogenen Stäben in zwei

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anεichten

- fig 29: 2 εchnitte durch gitterwerk aus zick-zaek-trägern mit streben aus gequetεchten röhren

BEZUGSZEICHENLISTE:

arm = armierung asp = aussparung bba = betonbalken bet = beton bpa = beton-paneele mit gitterwerk-armierung bre = brett bsm = betonstahlmatte däm = dämmung dpg - doppelquergurt fas = fasung fed = feder flz = falz fnp = federnoppe fut = futterholz grh = griffhilfe gtr = gitterwerk/ gitterträger hak = armierungshaken hkl = hohlkeil hpr = halterungsprofile hr = hakenrille hvr = hoπzontalvergußrille hzk = horizontal-verfüll-kanal kan = kannelur klh = klemmhaken kno = knoten l g = längsgurt loc = lochung mök = mörtelkanüle/pfanne mut = mutter nag = nagelplatte nop = noppe bzw. feder-noppe nut = nut obn = oben pfa * pfanne pra = profilfolgender abstandhalter pro = profil qug = quergurt r = radius ran = rand ri = positionierungsrille rin = ringbalken

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roh = röhr rok = rohrkopf εb = sockelbalken sra = schraube srk = schraubenkopf ssz = εchwalbenschwanz stb = stegbasis stg = steg str = strebe swß = Schweißelektrode utn = unten vhk = vertikal-halb-kanal vsn = verεatznut vvk = vertikal-voll-kanal vvr = vertikal-verguß-röhre bzw. -kanal zng = zahnung zr = zentralröhre für εpannglieder

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SCHLÜSSELWÖRTER:

bausystem: kalksand-tragschalen-εteine für selberbauer oder CNC- werksvorfertigung von bauteilen: vorinstalliert, beheizbar, kühlbar, absorberfunktion + leichttragwerke: mehrachsig auεgeεteifte bleche, stabfaohwerke

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