Membran-Beton-Gitterschalentragwerk

Membran-Beton-Gitterschalentragwerk /
Architektur / Bauwesen

Die Erfindung stammt aus dem Bereich der Tragwerkslehre.
Erfindungsgemäß geht es um ein Gitterschalentragwerk aus doppelwandigen Membranen zur Erstellung von großen, stützenfreien Gebäuden. Durch die neuartige optimale Abstimmung des Baumaterials Beton mit den Membranen, lassen sich vollkommen neue Eigenschaften erzielen. Mit diesem Verfahren können bei reduzierten Kosten und kürzerer Bauzeit neue architektonische Formen umgesetzt werden.
Weitspannende leichte Flächentragwerke sind seit längerem bekannt.
Abb1. Gebäude mit großen Spannweiten und freier Formgebung
Bisher wurde diese durch Verbundwerkstoffe, die durch das Beimengen von Glasfasern in den Beton entstanden, ausgeführt. Auch Traglufthallen, doppelwandige Membranen in Kombination mit vorgespannten Seilnetzen sowie doppelwandige Membranen, die vollständig mit Leichtbeton ausgespritzt werden, sind bekannt.

Die bisher verwendeten Technologien haben aber Nachteile in der zu erzielenden Festigkeit, die sich durch Einschränkungen in der Gestaltung und einer Begrenzung der maximalen Gebäudegröße äußern.
Die hier beschriebene Erfindung führt durch die Kombination von bisherigen mit neuen Technologien zu entscheidenden Vorteilen.
Erreicht werden diese Eigenschaften durch den Einsatz einer doppelwandigen Membran die durch Verbindungen der beiden Lagen schalenförmige Kammern bildet. Diese werden mit einem aushärtbaren Material, z.B. Beton, gefüllt. Die Membran bleibt als Gebäudebestandteil bestehen.
Zunächst wird mit der Membran eine temporäre pneumatischen Traglufthalle erzeugt. Dazu wird die diese an einem Fundament befestigt, und von Innen mit Luft gefüllt. Sie dient auch als Schalung. Bis zu einer bestimmten Objektgröße kann der dazu notwendige Innendruck so gering gehalten werden, dass bereits in dieser Phase ein Innenausbau erfolgen kann. Nun werden die Kammern der Membran ebenfalls unter Druck gesetzt und mit Beton ausgefüllt. Dies kann abhängig von den statischen Gegebenheiten auch abschnittsweise erfolgen. Nach dem Erhärten des Betons wird der Innendruck abgelassen. Die dabei auftretende Kontraktion der Membrane führt zu einer Versteifung des Betons.

KUNDENNUTZEN

• Geringer Flächenbedarf für Montage und Baustelleneinrichtung
• Flexibilität bei Ausbau, Nutzung und nachträglichen Änderungen
• Kein Schalungsaufwand
• Schneller Bauablauf durch hohen Grad an Vorfertigung
• Nahezu freie Formgebung, die auf den Regeln der Formfindung für pneumatische Traglufthallen beruht
• Teilweise Verwendung bewährter Technologien reduzieren das technologische Risiko erheblich

Produktnutzen

Mit den geschützten Konstruktionsmerkmalen lassen sich große Spannweiten mit hoher Tragfähigkeit stützenfrei bzw. mit geringen Stützenabmessungen realisieren.
Durch lichtdurchlässige „Membranfenster“ kann die Funktion der Belichtung in die Gebäudehülle integriert werden (.
Die Ausbildung der massiven Bauteile für Brandschutzklasse F90 ist ohne weitere Maßnahmen möglich.
Fenster, Türen oder andere Einbauten kann man in entfernte Maschen einsetzen.
Das Membrantragwerk und die Gitterschale ergänzen sich statisch.
Integration von vorgefertigten Installationen, wie z. B. einen Deckenkran, in die Statik des Gebäudes ist möglich

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