CH450675A - Abstützung von Bauwerken zum Schutz derselben bei Erschütterungen ihrer Fundamente - Google Patents

Description

  Abstützung von Bauwerken zum Schutz derselben bei Erschütterungen ihrer Fundamente    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ab  stützung von Bauwerken, z. B. Gebäuden zum Schutz  derselben bei Erschütterungen ihrer Fundamente, z. B.  durch Erdbeben oder nahe Explosionen.  



  Bisher gemachte Vorschläge gingen dahin, durch ge  eignete konstruktive Massnahmen dafür zu sorgen, dass  a) die Gebäude     resp.    Gebäudeteile solche Erschütte  rungen ohne totale Zerstörung oder schwere Schäden  ertragen können;  b) die zu schützenden Gebäude durch Erschütte  rungswellen des Untergrundes nicht in der Nähe ihrer  Eigenfrequenz erregt werden;  c) die Erschütterungsamplituden nicht durch unge  eignete Fundationen oder durch Möglichkeit des Ab  hebens noch wesentlich vergrössert werden;  d) die Gebäude durch bauliche Massnahmen von dem  erschütterten Untergrund getrennt werden;  e) zwischen den Untergrund und das aufgehende  Gebäude eine dämpfende Zwischenlage eingelegt wird.

    Die vorliegende     Erfindung    beruht auf einer Weiter  entwicklung der vorstehend unter d) und e) erwähnten  Vorschläge. Die erfindungsgemässe Abstützung ist da  durch gekennzeichnet, dass das Fundament und der dar  auf abgestützte Oberbau durch     ineinandergreifende    Vor  sprünge und Lücken miteinander verzahnt sind, wobei  jedoch zwischen den genannten     Teilen    ein durchgehen  der     Zwischenraum    vorgesehen ist, in welchem den Ober  bau horizontal und     vertikal    stützende dämpfende Zwi  schenlagen untergebracht sind.  



  Diese neue Abstützung unterscheidet sich von allen  bisherigen Vorschlägen,     indem    sie sowohl vertikale wie  auch horizontale Bewegungen gleichzeitig zulässt. Die  bisher bei     Erdbeben        beobachteten    Amplituden, Frequen  zen und Geschwindigkeiten können in allen Richtungen  des Raumes berücksichtigt werden     und    nach abgeklunge  nen Erschütterungen des Untergrundes wird die ur  sprüngliche relative Lage von Oberbau und Fundament  automatisch wieder hergestellt. Der Baukörper als sol  cher muss zufolge der so getroffenen Massnahmen die  Bewegung des     Untergrundes    nur in sehr abgeschwäch-         tem    Masse und mit starker Verzögerung mitmachen.  Im Katastrophenfalle, z.

   B. bei     Erdheben,    sind alle Re  lativbewegungen des Bauwerkes gegenüber dem Unter  grund bis zur maximal voraussehbaren Amplitude in  jeder Richtung des Raumes unbehindert möglich, so  dass der Oberbau infolge der     Massenträgheitskräfte    in  Ruhe bleibt.  



  Zweckmässig ist die Ausbildung derart, dass jeder  einzelne     Auflagerpunkt    leicht und mit geringem Auf  wand an Arbeit und Material     nachstellbar    und ersetzbar  ist.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispiels  weise Ausführungsform der Erfindung teilweise und  schematisch dargestellt, und zwar zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch die aneinander  grenzenden Teile     eines    Fundamentes und einer Trag  wand und       Fig.    2 einen zugehörigen Querschnitt nach der Linie       11-II    der     Fig.    1.  



  In der Zeichnung bezeichnet B das Fundament.  Auf demselben ruht die Tragwand A z. B. eines Ge  bäudes. Zwischen dem Fundament B und der Trag  wand A ist ein durchgehender Zwischenraum oder  Schlitz D vorgesehen. Wie aus     Fig.    1 ersichtlich, sind  Tragwand und Fundament durch gegeneinander gerich  tete Vorsprünge oder Zähne ineinander verzahnt, je  doch so, dass zwischen den beiden Gebäudeteilen A  bzw. B     ein    gewisser Abstand eingehalten wird. Auf  diese Weise wird das Gebäude vom Untergrund, der  z. B. im Falle eines Erdbebens erschüttert wird, ge  trennt, wobei die geschilderte Konstruktion sowohl ver  tikale als auch horizontale Bewegungen gleichzeitig zu  lässt.  



  Horizontale Kräfte werden in allen normalen Fäl  len, d. h. wenn diese Kräfte z. B. durch Wind erzeugt  werden, durch     Seitendruckkörper    F von den Zähnen  oder Fingern der Tragwand A auf die gegenüberliegen  den Zähne oder Finger des Fundamentes B übertragen.  Im Katastrophenfalle, d. h. bei horizontalen Erdbeben  bewegungen des Untergrundes und der damit fest ver-           bundenen    Fundamente, werden diese     Seitendruckkörper     überlastet, brechen zusammen und geben die Relativ  bewegung der Fundamente gegenüber dem aufgehenden  Hochbau frei.

   Als Material für diese     Seitendruckkörper     können speziell hergestellte Mischungen verschiedener  Art, wie auch     einige    der heute im Handel befindlichen  Materialien vom Typus  Hartschaum  verwendet wer  den.  



  Der Oberbau überträgt seine Lasten durch die er  wähnten Zähne oder Finger auf elastische     Dämpfungs-          körper    E. Das Material dieser     Dämpfungskörper    ist  derart ausgewählt, dass es die bei Erdbeben der Grössen  ordnung 7, 8, 9, 10 MM bisher beobachteten Stösse  nach Ausmass und Bewegungsrichtung aufnehmen kann,  ohne sie unmittelbar auf den aufgehenden Bauteil A  zu übertragen. Die     Dämpfungskörper    E sollen sich  also bei ruhendem Hochbau um die Erschütterungs  grösse deformieren (komprimieren, verschieben) lassen,  ohne dabei rasch und stark wachsende Reaktionskräfte  auf den Hochbau abzugeben.  



  Das Material des     Dämpfungskörpers    E wird durch  die dadurch entstehenden Deformationen und Bean  spruchungen weder zerstört, noch wesentlich plastisch  deformiert. Es besitzt eine genügend grosse     Rüekstell-          kraft,    um nach abgeklungener Erschütterung die ur  sprüngliche Lagebeziehung zwischen Fundament B und  Bauwerk A automatisch wieder herzustellen.     Vorkehren     sind getroffen, dass bei Erdbebenstössen die     Dämpfungs-          elemente    nicht aus ihrer relativen Lage zum Unterbau  verschoben oder ausgeworfen werden können (z. B.

    mittels auf sie aufgeklebter     Nockenplatten    oder derglei  chen) und dass die bei Horizontalverschiebungen in ihnen  entwickelten     Rückstellkräfte    vom Fundament auf den  Oberbau übertragen werden.  



  Die     Dämpfungskörper    E können aus speziell be  handelten     Naturgummimischungen        oder    analogen Mate  rialien bestehen.  



  Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegen die ela  stischen     Dämpfungskörper    E auf Balken C, welche  ihrerseits die Last über wegschiebbare Zwischenlagen H  auf das Fundament B abgeben. Die Balken C können  beispielsweise aus armiertem Beton bestehen.  



  Unter die Balken C können hydraulische Pressen  geschoben werden, um die ersteren anzuheben, wodurch  das Auswechseln von bei einer Katastrophe eventuell  beschädigten oder durch Alterung weniger wirksam ge  wordenen     Dämpfungskörper    E möglich wird. Hierzu  wird der Balken C mittels der Pressen G leicht angeho  ben und hierauf Zwischenlagen H, z. B. Stahl oder  Holz, herausgezogen und der Balken C wieder abge  senkt. Der so entlastete und expandierte     Dämpfungskör-          per    E kann nun entfernt und ersetzt werden. Durch An  heben des Balkens wird der     Dämpfungskörper    wieder  der Belastung durch den Hochbau A ausgesetzt.

   Wäh  rend des     Auswechsel-    oder     Nachspannmanövers    kann  der Oberbau durch passende Zwischenlagen im Schlitz  D auf das Fundament B abgestützt werden.    Die beschriebene Abstützung setzt Tragwände in  zwei aufeinander senkrechten Richtungen voraus, wie  dies     in    der grossen Mehrzahl aller Hochbauten der Fall  sein     wird    (Normalfall). Existieren Tragwände nur in  einer Richtung, so müssen die Finger entsprechend aus  gebildet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Abstützung von Bauwerken, z. B. Gebäuden zum Schutz derselben bei Erschütterungen ihrer Fundamente, beispielsweise durch nahe Explosionen oder Erdbeben, bei welcher zwischen dem Fundament und dem darauf ruhenden Oberbau dämpfende Zwischenlagen vorgese hen sind, um dasselbe von dem erschütterten Baugrund zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass das Funda ment (B) und der darauf abgestützte Oberbau (_A) durch ineinandergreifende Vorsprünge und Lücken miteinan der verzahnt sind, wobei jedoch zwischen den genannten Teilen (B bzw. A) ein durchgehender Zwischenraum (D) vorgesehen ist, in welchem den Oberbau horizontal und vertikal stützende dämpfende Zwischenlagen (F bzw. E) untergebracht sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Abstützung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Oberbau (A) in vertikaler Rich tung über elastische Dämpfungskörper (E) auf Balken (C) abgestützt ist, die ihrerseits zweckmässig über Zwi schenlagen (H) auf dem Fundament (B) ruhen. 2. Abstützung nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter die Balken (C) Pressen eingeschoben werden können. 3. Abstützung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Oberbau (A) in horizontaler Richtung durch Seitendruckkörper (F) auf das Funda ment (B) abgestützt ist. 4.

   Abstützung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Material der Zwischenlagen ela stisch deformierbar ist und eine genügende Rückstell- kraft entwickelt, um nach abgeklungener Erschütterung die ursprüngliche Lagebeziehung zwischen Fundament und Oberbau automatisch wieder herzustellen, wobei Vorkehren getroffen sind, dass bei Erdbebenstössen die Dämpfungselemente nicht aus ihrer relativen Lage zum Unterbau verschoben oder ausgeworfen werden können, z.

   B. mittels auf sie aufgeklebter Nockenplatten, und dass die bei Horizontalverschiebungen in ihnen entwik- kelten Rückstellkräfte vom Fundament auf den Ober bau übertragen werden. 5. Abstützung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Seitendruckkörper (F) aus einem Material bestehen, welches bei seismischen Bewegun gen oder Stössen des Untergrundes zusammenbricht, während es die höchsten im betreffenden Bau unter normalen Umständen auftretenden horizontalen Kräfte, wie z. B. Wind, Bremskräfte usw. ohne Relativverschie bung auf die Fundamente überleitet.