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Die Erfindung betrifft eine säulenförmige Hochbaukonstruktion, insbesondere Schornstein für industrielle Zwecke, bestehend aus ringförmigen Stahlbetonteilen, in deren Wandungen mindestens drei vertikale Durchgangskanäle mit darin angeordneten Vertikalbewehrungselementen vorgesehen sind.
Gegenwärtig werden verhältnismässig niedrige freistehende Schornsteine-d. h. bis zur Höhe von etwa 100 m-aus speziellen Ziegelwaren gebaut, wobei ein schwerwiegendes Problem in der
Mechanisierung solcher Arbeiten besteht, was eine niedrige Produktivität zur Folge hat.
Die Produktivität der Bauarbeiten wurde zwar bei den aus speziellen verschiedenförmigen
Blocksteinen gebauten Schornsteinen, wo ein Blockstein mehrere Ziegelsteine ersetzt, gesteigert ; es ist aber dennoch nicht gelungen, die Schwierigkeit und das Ausmass der hoch über dem Gelände auszuübenden Arbeit zu vermeiden.
Bei den beiden erwähnten Bauarten stellt dann eine verhältnismässig lange Aufbauzeit einen weiteren Nachteil dar.
Einen Versuch diese Mängel zu beheben stellt der in letzter Zeit praktizierte Aufbau von
Schornsteinen kleinerer Höhen und Durchmesser auf monolithischer Art dar, d. h. unter Verwendung einer beträchtlich komplizierten Mechanisierung des eigentlichen Aufbaues mit Hilfe von Gleit- schalungen.
Dabei wird der Beton zur Einschüttstelle transportiert. Diese Bauweise brachte jedoch nicht ein- mal bei kleineren Schornsteinen das erwartete Ergebnis, da die eigentliche Montage und Demontage solcher komplizierter Herstellungsanlagen die Bauzeit erheblich verlängert, abgesehen von den hohen Anschaffungskosten.
Ferner zeigt sich in der letzten Zeit erneut das Interesse am Aufbau von Schornsteinen solcher Höhen aus ringförmigen Bauteilen. Auch dabei wurden die erwünschten Ergebnisse nicht erzielt, insbesondere wegen der Probleme des Schweissens der vertikalen Bewehrungen der einzelnen
Ringe.
Was die Schutzhülle solcher Schornsteine betrifft, werden diese meistens durch Vermauern aus einzelnen Formblöcken mit Hilfe säurefester Kittmasse hergestellt. In den letzten Jahren zeigt sich das Bestreben, die Produktivität solcher Arbeiten unter Beibehaltung einer ausreichenden Säurebeständigkeit und der Beachtung aller Sicherheitsvorschriften zu steigern.
Diese Tendenz führte zur Herstellung von vorgefertigten Blöcken und Teilen der Schutzhüllen.
Diese vorbereiteten Segmente werden in die Schornsteinwandung eingelegt.
Solche Bauteile werden in manchen Fällen in Metallkörbe und-rahmen verschiedenster Konstruktionen eingebaut. Es sind aber gerade diese Metallbestandteile, die die allmähliche Zerstörung der ganzen säurefesten Umhüllung verursachen, da das Metallmaterial-d. h. gewöhnlich Baustahl - in solchen stark angreifenden Medien einer raschen Korrosion unterliegt.
Weitere Probleme entstehen auch bei der eigentlichen Zubereitung und beim Zusammensetzen dieser Bauteile, da deren Transport, das einfache Einlegen sowie die Mechanisierung solcher Arbeiten vom technischen und konstruktionellen Standpunkt aus noch nicht gewährleistet sind.
In letzter Zeit werden vorgefertigte hohle Tragteile mit einer komplizierten inneren Bewehrung, die im wesentlichen die ganze Betonwand des Bauteils ausfüllt, hergestellt. Die Herstellung solcher Teile stellt eine komplizierte, zeitraubende und mühsame Technologie sowohl beim Zusammensetzen, als auch bei der eigentlichen Erzeugung, die keine Mechanisierung und Automatisierung erlaubt, dar.
Es sind auch vorgefertigte hohle zylindrische Bauteile, die eine einfache Armierung von mechanisierbarer Herstellung aufweisen. Aus baustatischen Gründen sind jedoch solche Teile unzureichend, da sie wegen dynamischer Wirkungen zur Riss- und Bruchbildung neigen, was die Zerstörung der ganzen Hochbaukonstruktion verursachen kann.
Die vorerwähnten Typen von vorgefertigten Bauteilen ermöglichen es darüber hinaus nicht, in ihren Wänden querverlaufende Ausnehmungen zum Anschliessen bzw. Einmünden von Aggregaten vorzusehen.
Die Erfindung soll die oben erwähnten, dem Stand der Technik anhaftenden, Nachteile vermeiden.
Dies gelingt bei einer säulenförmigen Hochbaukonstruktion, insbesondere Schornstein für
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industrielle Zwecke, bestehend aus ringförmigen Stahlbetonteilen, in deren Wandungen mindestens drei vertikale Durchgangskanäle mit darin angeordneten Vertikalbewehrungselementen vorgesehen sind, erfindungsgemäss dadurch, dass die Hochbaukonstruktion aus einem oberen und einem unteren
Abschnitt aus vorzugsweise gleich hohen ringförmigen Stahlbetonteilen besteht, zwischen welchen
Abschnitten ein ringförmiger Stahlbetonzwischenteil vorgesehen ist, durch den die Vertikalbe- wehrungselemente hindurchgehen und in dem Zugbänder von mindestens drei den ringförmigen
Stahlbetonteilen des unteren Abschnittes zugeordneten radialen Rippen enden,
wobei die Rippen über die Zugbänder und die Vertikalbewehrungselemente mit den ringförmigen Stahlbetonteilen verbunden sind.
Vorzugsweise sind die Bewehrungsrippen aus vorgefertigten Stahlbetonteilen mit gleicher
Höhe wie die ringförmigen Stahlbetonteile gebildet.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl die Durchgangskanäle der ringförmigen Stahlbetonteile als auch Durchgangskanäle der Bewehrungsrippen mit einer Stahl- einlage versehen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die einzelnen Teile der Bewehrungsrippen in Höhenfugen mit einer Schlaufe od. dgl. zum Verbinden mit dem zugeordneten ringförmigen Stahlbeton versehen sind.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die ringförmigen
Stahlbetonteile mit einer aus Sektionen bestehenden Schutzhülle versehen sind, wobei ein oberer äusserer Spannring der Schutzhülle am Umfang an mindestens zwei Stellen mittels einer Stütze mit einem unteren Spannring verbunden ist.
Dabei können die Stützen durch Stahlstäbe gebildet sein, deren beide Enden am unteren
Spannring festgehalten und durch am oberen Spannring befestigte Ösen lose durchgezogen sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn nahe der inneren Oberfläche der Wand der ringförmige Stahlbetonteil eine innere Horizontalversteifung und nahe der äusseren Oberfläche der Wand eine äussere Horizontalversteifung vorgesehen ist, wobei zwischen den beiden Versteifungen die Stahleinlagen der Durchgangskanäle angeordnet sind.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Wand eines oder mehrerer ringförmigen Stahlbetonteile (s) eine querverlaufende Anschlussöffnung vorgesehen ist, deren Schalung durch eine Armatur an einer der Stahleinlagen festgehalten ist.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn mindestens an einer der Stirnseiten der ringförmigen Stahlbetonteile im Durchgangskanal eine Einsenkung vorgesehen ist, an deren innerer Stirnseite die Stahleinlage endet.
Schliesslich kann der ringförmige Stahlbetonzwischenteil über eine mit elastischer Dichtungsmasse ausgefüllte Fuge an den baustatisch selbständigen unteren Abschnitt angeschlossen sein.
Die oben beschriebene Konstruktion gewährleistet eine einfache und rasche Montage des ganzen Schornsteines mit hoher Produktivität. Bei der erfindungsgemässen Hochbaukonstruktion werden die Fugen zwischen den einzelnen Sektionen auf ein Minimum reduziert, wodurch ein besseres Aussehen und eine Verminderung der Korrosion aller Bewehrungselemente des Schornsteines erzielt wird.
Bei den Schornsteinen mit einer Höhe bis zu 60 m dauert die Montage ein paar Tage und bei solchen mit einer Höhe bis zu etwa 100 m wird sie auf einige Wochen verkürzt, wobei die Materialkosten minimal sind. Bei Höhen von mehr als 80 m nimmt die Materialersparnis auch dadurch zu, dass die Bewehrungsrippen den Aufbau eines bis 100 m hohen Schornsteines mit einem kleinen Durchmesser des mittels hochproduktiven Maschinen herstellbaren Grundteils erlauben.
An den Schornsteingrund werden keine speziellen Ansprüche gestellt.
Die Konstruktion der Schutzhülle verhindert auf einfache Art und Weise den Kontakt von aggressiven Rauchgasen mit Metallelementen der Schutzhülle und erhöht somit die Lebensdauer der Schutzhülle und infolgedessen auch des gesamten Schornsteines wesentlich.
Die mit ihrem Bogen über die obere Fläche der Schutzhülle ragenden Ösen der Stützen gewährleisten ein einfaches Befestigen an einem Transportmechanismus und erleichtern insbesondere die Einbettung des nachfolgenden Schornsteinkeiles.
Der ringförmige Stahlbetonteil für die erfindungsgemässe Hochbaukonstruktion, der aus erst-
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klassigem Beton hergestellt ist, garantiert sichere Übertragung der Wirkungen von beträchtlichen sowohl statischen als auch dynamischen Beanspruchungen ohne dass Risse entstehen. Die Montage erfolgt leichter und sicherer bei leichter Verbindung der einzelnen vorgefertigten Teile. Gleich- zeitig wird durch die Erfindung eine vollkommene Ausrichtung und damit auch eine vollkommene
Verbindung aller einzelner Teile zur fertigen Hochbaukonstruktion auf einfache und rasche Art und Weise gewährleistet.
Die Herstellung der vorerwähnten vorgefertigten Teile ist leicht mechanisierbar, da sie auch an hochproduktiven, vor allem zur Herstellung von unbewehrten Betonwaren dienenden Maschinen- anlagen bewerkstelligt werden kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hochbaukonstruktion soll nach- stehend an Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert werden.
Dabei zeigen Fig. l eine Gesamtansicht der Hochbaukonstruktion, teilweise im Schnitt ; Fig. 2 eine Querschnittansicht des Oberteiles der in Fig. l dargestellten Hochbaukonstruktion, Fig. 3 eine
Querschnittansicht des Unterteiles der in Fig. l dargestellten Hochbaukonstruktion, u. zw. an der
Stelle der Fuge sowohl der Stahlbetonteile, als auch der Bewehrungsrippen, Fig. 4 eine Teilansicht des Stahlbetonteiles, teilweise im Schnitt, Fig. 5 eine Draufsicht des in Fig. 4 veranschaulichten
Stahlbetonteiles, Fig. 6 eine Detailansicht der Ausführung der querverlaufenden Anschlussöffnung im Stahlbetonteil ;
Fig. 7 Ansicht einer Sektion der Schutzhülle, Fig. 8 eine Detailansicht der Verbin- dung beider Stahlbetonteile im Vertikalschnitt und Fig. 9 eine Gesamtansicht der Hochbaukonstruk- tion, die eine Verbindung der vorgespannten Stützen mit dem Oberteil des Schornsteines darstellt.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Hochbaukonstruktion gemäss Fig. l besitzt eine
Grundplatte --12--, in die ein Vertikalbewehrungselement-11- (Fig. 2) verankert ist. Der eigentliche Körper der Hochbaukonstruktion besteht aus einem System von ringförmigen Stahlbeton- teilen --7-- (Fig. 2), die aufeinander gelagert werden, wobei in den darin vorgesehenen Durch- gangskanälen --8-- weitere, durch eine Gewindemuffe-13- (Fig. 8) miteinander verbundene
Teile des Vertikalbewehrungselements --11-- angeordnet sind. Die Enden des Vertikalbewehrungs- elements --11-- sind mit entsprechenden Gewinden versehen.
Zwischen den einzelnen Stahlbeton- teilen --7-- ist eine enge Fuge-33- (Fig. 9) vorgesehen, in der eine Schicht-34- (Fig. 8) von Zementmörtel eingelegt ist.
Der Stahlbetonteil --7-- dieser Ausführungform ist als ein hohler Körper mit zylindrischer Wand-23- (Fig. 5) gestaltet. In dieser Wand --23-- sind in den Durchgangskanälen --8--
Stahleinlagen --9-- gelagert. Diese befinden sich zwischen einer inneren Horizontalverstei- fung-24- (Fig. 5) und einer nahe der äusseren Oberfläche --35-- der Wand --23-- vorgesehenen äusseren Horizontalversteifung --25--.
Die innere und äussere Horizontal Versteifung-24 bzw. 25-können aus Baustahldraht mit schraubenförmigen Wicklungen mit Steigung von höchstens 15 cm ausgebildet sein. Um ihre Steifig- keit zu steigern und deren leichtes Einlegen in die Form zu gewährleistet, können sie darüber hinaus z. B. mit Zugbändern-36- (Fig. 5) fixiert sein.
Je nach Bedarf der Herstellung oder nach architektonischen Anforderungen kann der Quer- schnitt des Stahlbetonteiles --7-- die Form eines regel- oder unregelmässigen Polyeders, eines Ovals, tropfenförmige Konfiguration, od. dgl. aufweisen.
Um den Rauchkanal einmünden oder technologische Aggregate anschliessen zu können, ist es vorteilhaft, in einem der Stahlbetonteile --7-- eine querverlaufende Anschlussöffnung --26-- (Fig. 5) vorzusehen. Am vorteilhaftesten wird dieses Problem so gelöst, dass in die Wand-23des Stahlbetonteils --7-- eine der Form der Anschlussöffnung --26-- entsprechende Schalung von "verlorenem"Typ eingebaut wird, wegen der präzisen Einstellung soll diese Schalung durch eine Armatur --28-- (Fig. 6) an einer der Stahleinlagen --9-- festgehalten werden.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist eine Einsenkung --30-- an einer oder beiden Stirnseiten-29des Durchgangskanals --8-- zur leichten Montage der einzelnen Stahlbetonteile --7-- miteinander vorgesehen. In diesem Falle endet dann die Stahleinlage --9-- an der inneren Stirn --31-- dieser Einsenkung-30-.
Die Säurebeständigkeit des Schornsteines wird durch eine Schutzhülle gewährleistet. Diese besteht aus miteinander vermauerten und mit säurefester Kittmasse verbundenen Formblöcken aus
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Vorzugsweise befinden sich die Durchgangskanäle --8-- des Vertikalbewehrungsele- ments --11-- - im Horizontalschnitt - im Bewehrungsring zwischen den Durchgangslöchern --4-- für die Zugbänder --5-- der Bewehrungsrippen --3--.
An den ringförmigen Stahlbetonzwischenteil --2-- schliesst der Oberteil-l-des Schornsteins an, dessen Montage den gleichen Verlauf nimmt wie der Ausbau des mit den Bewehrungsrippen --3-- nicht versehenen Schornsteines bis zur Höhe von 60 m.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Säulenförmige Hochbaukonstruktion, insbesondere Schornstein für industrielle Zwecke, bestehend aus ringsförmigen Stahlbetonteilen, in deren Wandungen mindestens drei vertikale Durch- gangskanäle mit darin angeordneten Vertikalbewehrungselementen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochbaukonstruktion aus einem oberen und einem unteren Abschnitt (1 bzw.
6) aus vorzugsweise gleich hohen ringförmigen Stahlbetonteilen (7) besteht, zwischen welchen Abschnit- ten ein ringförmiger Stahlbetonzwischenteil (2) vorgesehen ist, durch den die Vertikalbewehrungs- elemente (11) hindurchgehen und in dem Zugbänder (5) von mindestens drei den ringförmigen
Stahlbetonteilen (7) des unteren Abschnittes (6) zugeordneten radialen Rippen (3) enden, wobei die Rippen (3) über die Zugbänder (5) und die Vertikalbewehrungselemente (11) mit den ringförmi- gen Stahlbetonteilen (7) verbunden sind.