CN103732368A - 用于制造建筑结构的滑动模板和方法以及建筑结构 - Google Patents

Abstract

一种承载的建筑结构和一种用于制造承载的建筑结构、尤其制造风能设备塔的方法，所述建筑结构设有具有外壁的混凝土空心体，所述外壁通过多个湿碰湿地制造的层（22，26）生产。在此，外层（26）是设有织物加固件（28）的细粒混凝土层，内层（22）由大块混凝土构成。

Description

用于制造建筑结构的滑动模板和方法以及建筑结构

技术领域

本发明涉及一种承载的建筑结构和一种用于制造所述承载的建筑结构、尤其制造例如风能设备塔的塔建筑结构的方法，所述风能设备塔具有混凝土空心体，所述混凝土空心体具有包围空腔的、由混凝土构成的外壁。本发明还涉及一种用于制造建筑结构的滑动模板。

背景技术

现今，风能设备（WEA）必须变得越来越有效率且同时越来越经济。由于海岸地区越来越多地构建有风能设备，现在风能设备也越来越经常地建设在远离海岸的地区。在这些地区中，风能设备必须根据高空风梯度具有更大的轮毂高度（转子轮毂与地面的距离）以用于提高效率。因此，然而要求并且特别是用于制造WEA塔的成本提高。此外，具有增加的轮毂高度的塔也变得明显更重，因为尽管顶部凸缘处于更高处，所述塔必须满足相同的稳定性和坚固性。随着高度增加，为此，在近几年中WEA塔尤其由钢筋混凝土建造，所述WEA塔也以混合构造方式来建立。混合构造方式意味着，塔的下部部段由钢筋混凝土构成，然后在所述下部部段上安置有支承吊舱的钢塔。

发明内容

本发明的目的是，提出一种承载的建筑结构和一种用于制造所述建筑结构、尤其用于制造风能设备塔的方法，所述建筑结构具有混凝土空心体，其中所述方法允许制造大长度的高负荷的构件，所述构件具有改进的短期强度并且尤其具有改进的疲劳性能。此外，应提出一种用于制造建筑结构的滑动模板。

在用于制造具有混凝土空心体的承载的构件的方法中，其中所述混凝土空心体具有包围空腔的由混凝土构成的外壁，本发明的目的通过由下述步骤生产外壁来实现：

由大块混凝土制造内壁层，以及

在将织物加固件嵌入到外壁层中的情况下，由细粒混凝土制造外壁层，其中壁层形成复合构件。

因此，复合构件的两个层彼此融合并且没有彼此分开，如同这例如是在整修或部分地加强建筑结构时的情况，所述建筑结构的有裂纹的外壁或薄弱的支承元件能够借助所谓的织物混凝土来加强。现有技术造成在旧的构件表面和新的织物加固的加强层之间的事后的、附加施加的层。当在现有技术中加强顶盖以用于增加承载时，这同样事后地、逐点地并且根据在制造顶盖时还未给出的要求发生。类似情况原则上适用于提到的整修，其中原始构件的支承性能多年来已经减弱。所述措施的目的特别是提高支承能力。相同情况在用绳索捆绑加固支撑件和支柱时适用。单独制造的织物混凝土构件的典型的薄壁性又造成这种构件在其细长的横截面中仅能够传递相对小的压力并且尤其在花纹图案的（filigranen）平面的或稍微弯曲的构件中仅能够不充分地接收大的弯曲应力、扭转应力或横向力应力。

根据本发明的方法还有助于在构件横截面中的更大的细长度、改进的外表面、改进的裂纹分布、更高的可延展性、改进的静态的和动态的坚固性。

在本发明的目的的范围中，所提出的复合构件的特性和目标与在这里概略地描述的在整修和重建方面的现有技术以及此处要满足的目的相比明显更宽泛或者方向不同。作为示例在此提出，根据现有技术的至今的应用的单纯的传递未达到期望的目标，因为在承受强的非线性的应力波动和运动的动态负荷的建筑结构、如WEA塔中，要担心的是，事后施加的层在特定数量的负荷变化之后至少部段地脱落，这此外通过本发明来避免。

通过根据本发明制造的复合构件来补充外壁层的和内壁层的特性。尤其是压力负荷的内壁层由成本适当的大块混凝土构成，所述大块混凝土能够具有商业上通用的水泥和带有很大的颗粒尺寸的附加料，并且根据一个实施形式能够包含常规的钢筋。具有较高份额的水泥浆和高成本的附加料的贵很多倍的细粒混凝土仅用于薄的外壁层并且由于其尺寸仅用于完全嵌入织物加固件。通过根据本发明的制造方法，确保随后共同有助于期望的特性、尤其是改进的疲劳性能的两个层的复合作用。外壁层由于织物加固件是极其耐拉伸负荷的进而补偿大块混凝土的弱点。大块混凝土在如弯曲、横向力、法向力和扭转的载荷类型的情况下由于其与薄的细粒混凝土相比相对较大的厚度而相对于凹坑（Beulen）、皱折和折弯是有抵抗性的并且薄的细粒混凝土层也在传递大的力分量时保持形状稳定。通过层的紧密的、而且化学的连接，根据本发明的大块混凝土层的优点和特征与细粒混凝土层的优点和特性以有利的方式结合并且得到比每层自身明显更有效率的整体结构。

此外，一方面，通过织物的耐腐蚀性能够取消否则要求的钝化层，并且整体结构能够具有更小的厚度，由此整个壁层的和建筑结构的自重明显更小。另一方面，内壁层的厚度能够根据尺寸设计以通过织物接收的拉伸力否则所需要的钢筋和混凝土包封件以及覆盖件的份额减少。相同情况适用于通过织物混凝土而取消加固件。

通过产生的遍布的复合结构，内层少得多地负荷拉伸力，并且显著改进整个建筑结构的疲劳性能，因为与大块混凝土中的常规的钢筋相比，细粒混凝土中的更易延展的织物尤其接收产生的拉伸载荷的主要部分，所述拉伸载荷尤其在风能设备塔中具有动态的和非线性的特性。位于内部的大块混凝土根据其能力尤其接收产生的压力。

由于织物加固件改进了短期强度，或者建筑结构此外能够设计为，使得在仅少量的额外耗费（更多织物加固件）的情况下，通过加固件的伸展刚性的相加，允许的使用负荷水平相应地提高进而横截面又更晚地断裂。根据尺寸设计，复合构件在运行时间间隔期间可能的产生的极限负荷情况下确实也能够从状态I（未断裂）转变到状态II（已断裂）中。但是，由于细网眼的织物加固件和与之相伴的、以十的幂更细地分布的裂纹形成连同同样以十的幂更窄的开放度，完全不造成显示出来的深的直至压力负荷的并且通过钢筋有腐蚀危险的内层的裂纹形成。更确切地说，产生的裂纹是细的，使得所述裂纹立即又封闭，防止钢筋在更深层中的腐蚀并且不发生混凝土的碳酸化。

通过拉伸力在紧接在表面下方的细网眼的加固件中的细微分布的力传导，整个构件通过两个层的共同作用表现出与类似的仅在钢筋混凝土中或仅在织物混凝土中的构件相比更好的易延展性。两个层的复合作用通过所应用的建筑材料在其相应的层中更经济地且分别材料适合地使用而产生尤其在WEA塔建造时所期望的坚固性。这尤其在具有多轴的载荷的风能设备塔中是特别重要的，因为风能设备的塔必须在其使用寿命期间承受住直至十亿次的负荷变化（High-Cycle-Fatigue，高周疲劳）。几乎不存在必须承受住近似这种程度的负荷变化的建筑结构，因此WEA塔是特有的、特别是独立的类型的建筑结构，WEA塔也不能够与桥建筑相比，所述桥建筑在更长的使用寿命的同时承受少多个数量级的负荷变化。所述要求刚好通过两个层的复合作用和由此得到的改进的疲劳性能来最优地实现。

与在其他建筑结构中的其他构件的情况下相比，风能设备的钢筋混凝土塔部段在其使用寿命期间承受其他的并且特别在较短的时间间隔中更密集的载荷。在此，尤其地，在疲劳过程期间的非线性的扭曲和产生损害的问题和作为基础的材料特性及其对使用适用性的影响和构件的由此得出的需要的尺寸设计起到非常重要的作用。至今为止，（钢筋）混凝土构件在应力波动不恒定并且负荷幅值不恒定的情况下所承受的疲劳过程通过所述材料的特性和所述材料根据其能力连同相应的构件尺寸设计在规则手册中确定的规格来抵抗。在风能设备塔中，通过超压将拉伸脉动载荷（Zugschwellbeanspruchung）保持为尽可能小，并且几乎对在风能设备中不可忽略的应力波动的所有证明在拉伸脉动载荷的范围中进行。在此，只有混凝土的疲劳极限是重要的，因为具有超过十亿次负荷变化的风能设备超过混凝土的以一百万次负荷变化给出的持久强度多个数量级。

作为大块混凝土，尤其使用具有岩石粒度的混凝土，具有大于4mm、优选至最大32mm的颗粒尺寸。

复合构件的制造优选能够通过下述方式进行：在两个壁层中的外部还潮湿的、湿态稳固的（grünstandfeste）、首先制造的层上直接施加有另一壁层以形成紧密的并且化学的复合结构。因此，外壁以湿碰湿建筑方式（Nass-in-nass-Bauweise）制造。本发明教导，两个层、即主要压力负荷的内壁层和拉伸力负荷的外壁层基本上同时制造，即以湿碰湿方法。通过所述方法得到两个层的持久的遍布的且材料配合的、低应力的连接，尽管存在两个层，但是尤其地，这可靠地确保了与单层的壁构造相比所要求的改进的疲劳性能，因为在两个层之间的边界上的收缩裂纹在共同的水合作用中避免。

在风能设备中，至今为止由于极限负荷，混凝土在一段时间之后至少处于状态II中，这意味着，混凝土在外侧示出裂纹并且在所述部位上仅钢筋和预应力钢筋束（Vorspannglieder）能够承受出现的拉伸负荷。通过本发明，由于外壁层的改进的短期强度，内部的混凝土横截面一般完全地保持在状态I中，也就是说，所述内部的混凝土横截面保持未断裂。因此，不存在能够随着时间推移延伸直到加固件中并且可能造成钢筋的腐蚀和混凝土的碳酸化的深的裂纹。

织物加固件尤其是所谓的织物垫（Textilgelege），优选也是具有多个相互堆叠并且间隔的2D垫的三维的垫。垫是织物的平面结构并且由平行设置的双轴的或多轴的纤维粗纱的多个层构成。

织物加固件应构成为所谓的网格，也就是说，纤维粗纱的具有开口的树脂浸渍的交叉结构的类型。细粒混凝土穿过所述开口，使得所述细粒混凝土在内侧并且在外侧贴靠在织物加固件上或者换言之，织物加固件完全地嵌在细粒混凝土中（纤维基质复合结构）。

混凝土空心体应在外侧横向于其主延伸方向或主负荷方向完全地由织物织品包围，使得当施加主负荷时，内壁层尽可能地不受到拉伸负荷。

混凝土空心体优选具有长形的构型并且在至少一个部分长度上在环周方向上优选完全由外壁层包围，优选也完全由织物垫包围。关于塔这意味着：例如塔的下部的或上部的部段（或当然整个塔）在环周方向上能够完全由外壁层并且也由织物织品包围。此外，但是，也能够存在由于尺寸设计原因而没有织物织品和/或外壁层的部段，以便节约成本。

当混凝土空心体是长形时，织物织品优选能够以带的方式布置。带的布置方向能够在纵向方向上、在横向方向上、以螺旋状缠绕的方式和/或以十字形伸展的方式进行。优选地，相邻的带部段的边缘相互重叠，以便一方面不提供裂纹出发点，并且另一方面通过搭接保证具有力配合的连接的连续的拉伸力支承作用。

为了进一步稳定，作为选择可能的是，在横截面中观察，使织物加固件的突起向内伸展。因此，加固件能够伸展靠近混凝土空心体的外面、但是具有向内的分枝，所述分枝引起附加的稳定。在本文中，所述突起也能够伸展直至外壁的径向内侧并且尤其也用作为剪力加固件（Schubbewehrung）。因此，在肋状的突起之间产生由大块混凝土构成的弓形部。必要时，混凝土空心体也能够在内侧上具有带有细粒混凝土的层，在所述层中嵌有织物加固件。

替选于或附加于通过织物加固件完全地包住外壁层，织物加固件能够在长形的混凝土空心体中以织物加固件带的形式在纵向方向上伸展，所述织物加固件带彼此间间隔，使得产生不具有织物加固件的条带状的空隙。

外壁优选在滑动模板建筑方式中制造。所述建筑方式是非常成本有效的，因为由此能够快速地制造大的建筑结构。此外，在所述制造过程中保证，将大的具有几十米、在塔中优选大于90m、优选大于130m长度或高度的混凝土空心体作为单块体制造，其中从开始至结束，湿碰湿地并且持续地类似于挤压地制造和连接层。借助于根据本发明的滑动方法，制造锥状渐变的塔或者圆柱形的塔。

在WEA中，优选地，塔的在基座之上开始的整个混凝土部分作为单块体制造。

优选的实施形式提出，首先制造内壁层，并且然后将外壁层涂覆到内壁层上。内壁层还没有以任何方式彻底干燥，更确切地说混凝土还在其凝固过程的开始，所述混凝土是湿态稳固的。

在更上面提到的在织物混凝土中制造整修层的情况下，附加层的织物混凝土通过下述方式在多个手动的并且耗费的工作步骤中施加到之前准备的底座上：首先将细粒混凝土层施加到通过喷砂处理而粗化的且经过浸泡的底座上，在所述细粒混凝土层中压入织物并且随后用另外的细粒混凝土填入或喷入。重复所述过程多次，直至根据尺寸设计已经施加足够多层的网格。在此之后，横截面得到其通常非常薄的覆盖并且在表面上得到所期望的最终处理。这是非常劳动密集的方法。

为了制造纯的织物构件，至今为止同样采取多个手工完成的工作步骤：首先模板用第一层细粒混凝土覆盖，然后同样将多层织物加固件与细粒混凝土交替地引入到所述模板中，直至制成期望的构件横截面。

根据本发明的提出用于建造所描述的复合构件的发明的制造方法根据优选的实施形式是滑动方法的改进方案。滑动方法作为用于混凝土元件的持续的制造方法已知。借助滑动模板，由钢筋混凝土在持续的建造过程中制造建筑结构，所述制造过程由制造留空部、开口以及安装构件、加固和用混凝土加固构成。模板体的滑动过程借助爬升杆进行，在所述爬升杆上，整个模板构造升高。通过液压置入的力借助于升降缸来转换。模板外面的尺寸设计成，使得在滑动期间凝固的混凝土在下部端部上在离开模板时具有足够的强度。滑动模板相对于爬升模板系统的决定性的优点是：快速的建造进度；不具有接头、缩孔、气孔的无锚的、均质的、均匀的混凝土表面；以及混凝土和加固件的经济的装配；在建造高的结构时附加尤其是对于风和天气的不敏感性。

根据本发明的用于在持续的进而在不仅材料适合的而且加工适合的加工过程中建造根据本发明的横截面的改进方案优选提出，将常规的优选线性圆柱形的滑动模板用作为先行的模板（vorauslaufendeSchalung），在所述先行的模板中，大体积（钢筋）混凝土横截面以湿碰湿的方式以水平的分层制造并且生产单块的无接缝的构件。根据本发明，使用的大块混凝土在其特性方面设定为，使得所述大块混凝土在下部端部处以湿态稳固且滑动粗糙的状态离开先行的模板，这能够实现与现在跟随的、施加的、优选自动喷射的第二混凝土层的紧密的化学连接，在该情况下，所述第二混凝土层是第一细粒混凝土层。在所述第一细粒混凝土层上施加有第一（或唯一）层的2D或3D织物加固件，并且随后施加其他层的细粒混凝土和垫，直至达到期望的横截面。

随后，经由后随支架（Nachlaufgerüst）将细粒混凝土拉平，所述后随支架例如挂在先行支架上并且例如经由引导滚筒在后随期间以配合准确的方式保持在其位置中。

根据不同的混凝土种类，大块混凝土优选经由瓶状压实机来摇动。细粒混凝土能够经由高频压实机借助匹配于细粒混凝土的压实能量来压实，所述压实能量一方面不对位于更深处的大块混凝土在其凝固过程中变硬的晶体结构造成干扰，并且另一方面保证，细粒混凝土尽可能完全地环流并且环绕织物加固件。由此，确保在垫和混凝土基质之间的期望的安全的复合结构。

与常规的喷射混凝土技术相比，后随模板的几何形状和在该处引入的压实能量能够实现在细粒混凝土横截面中的明显更小的气孔份额进而能够实现在织物加固件和混凝土之间的更好的粘附接合。此外，后随模板的锥状漏斗形地成形的上边缘接住通过可能的回弹而掉落的细粒混凝土，由此在施加细粒混凝土时避免材料损耗。在离开所提出的后随模板时，细粒混凝土的表面通过高频压实而不再具有气孔、缩孔或类似的缺陷部位，而是示出非常平坦的进而耐候的最终处理。

在制造两个混凝土横截面之后，大块混凝土和细粒混凝土共同硬化。对还交互穿透的横截面的根据本发明的同时的且持续的制造在尽可能小的收缩应力的情况下能够实现凝固和硬化过程进而保证整个横截面的期望的耐疲劳的支承性能。

只要大块混凝土在优选的滑动方法中实施成具有钢筋，那么根据将钢筋引入到混凝土横截面中的常规的方法来制造内壁层。相反地，织物加固件优选可选地以纵向、横向、交叉或对角线的方式布置并且例如从滚筒开卷，所述滚筒插在滑动模板上的为此所设的设备中并且所述滚筒在装配期间实现织物加固件的正确的定位和绷紧。

对于上述内容的一个替选的实施形式提出，为两个层使用相同的混凝土。在此，使用具有相对高的助流剂份额、优选微粒二氧化硅份额的大块混凝土。在制造过程中，在滑动期间在引入织物加固件的区域中受控地分离混凝土。因此，大块混凝土的较细的附加料和水泥浆向外穿过织物加固件，所述织物加固件如同网格或过滤器的类型起作用，使得混凝土成分在横截面中观察是不同的。在织物加固件的区域中得到细粒混凝土的类型，所述细粒混凝土随后过渡到较粗糙的大块混凝土中。在此，大块混凝土和细粒混凝土也形成紧密的单元，因为所述单元在该情况下甚至由相同的混凝土制造。

上述的替选的实施形式也能够如下地改进：在引入混凝土时，滑动模板上的网格状的支撑结构（类似于竖直的栅格）支撑织物加固件，通过支撑结构突出到位于内部的和位于外部的模板之间的环形间隙中的方式。只要将混凝土引入，织物加固件压到支撑结构上。网格状的支撑结构控制混凝土的分离并且仅允许较细的组成部分穿过并且环流织物加固件。所述替选方案提出，大块混凝土借助相应的助流剂（Flieβmittel）进行预加工，使得所述大块混凝土如在具有特意与之匹配的细粒混凝土的变型形式中那样完全地环绕织物加固件，并且通过添加助流剂和必要时其他的改进用于织物加固件的粘附接合的附加料来保证期望的粘附接合。

仅具有大块混凝土的所述替选的滑动过程提出，当拉出在粗的和细的混凝土之间进行分离的支撑结构时，混凝土压实机始终处于运行中，以便封闭可能的留下的空腔。此外，避免混凝土粘着在支撑结构上的过粗的表面上，因为混凝土仅由于其自重向下滑动。

根据本发明，两种滑动方法、即借助两种不同的混凝土种类的方法和借助一种自身分离的混凝土种类的方法能够执行为，使得将模板支架完全地包封并且调节空气。以该方式，实现与在车间中的预制件生产的条件类似的条件。此外，由于极少最优的外部温度，防止关于滑动方法的并非保持不变的制造条件和天气敏感性的学术界的偏见。本发明在最小的面积上实现预制件机构。

两种滑动方法考虑具有所使用的建筑材料的材料适合的环周。通过两种滑动方法保证了在两个混凝土层之间的安全的且材料配合的遍布的接合。由于两个层的同时的凝固过程，在复合构件中、尤其在层的连接的区域中，存在少量内部的应力。两个层的紧密的连接是在构件中从第一刻起实现期望的复合作用的基础。在期望的使用寿命期间，尽管存在高的动态负荷输入，持久地保证耐疲劳性和复合结构的无缺陷的功能，而不具有任何的分层和剪切。在宏观层面和微观层面上在两个层的共同的水合作用期间通过根据本发明的制造过程产生的应力缺乏是在两个层的水泥砂浆基质中的和在两个层之间的边界层上的更少量的收缩裂纹的与制造相关的先决条件。微小裂纹在载荷时间间隔期间明显更慢地增长，这为混凝土带来期望的耐疲劳性。这尤其适用于具有其特性的高动态地非线性的载荷的WEA塔。

内壁层优选应由钢筋混凝土制造。因此，内壁层能够除了压力之外也承受拉伸载荷、弯曲载荷和/或扭转载荷的部分。

此外，优选在不具有织物加固件的表面上设有按照规定的表面加固件。

与用于内壁层的钢筋混凝土的使用无关地，要强调的是，织物加固的外壁层实施为不具有钢筋。

此外，根据优选的实施形式，构件在其制造之后借助于预应力钢筋束而先张拉（vorgespannt）。所述预应力钢筋束在外壁中和/或在空腔本身中伸展。因此，根据本发明的建筑结构附加地还先张拉，使得外壁受到超压。通过所述附加的措施，能够制造在具有大的细长度的同时具有极大的建造高度的塔。尤其在受强弯曲载荷的构件、如风能设备塔中，三种元件即大块混凝土、织物混凝土和预应力钢筋束的组合通过将出现的力线最优地分配到所述三个器件上而附加地提高了经济性。因为混凝土空心体已经能够在织物混凝土层中接收其他的拉伸力，随后还需要的拉伸钢筋束（Zugglieder）的数量在其他相同的条件下相对于传统的混凝土空心体能够相应地减少。

织物加固件（垫/网格/片）能够由玻璃纤维或玄武岩纤维或芳族聚酰胺纤维或由碳纤维或由这些纤维的混合物例如以两轴的或多轴的2D或3D垫构成，或者加固件能够是不同的垫类型的组合。由碳纤维构成的织物加固件是优选的实施形式。

此外，织物加固件优选在轻微张紧的状态中建造，也就是说，软的织物在施加和嵌入在混凝土中期间没有松弛，而是轻微地张紧。因此，应排除，出现随后会在力变化中得出不均匀性的凸起。

如已经阐述的，根据本发明制造的建筑结构尤其是风能设备塔的部段，其中建筑结构具有至少90m、优选至少130m的高度。

建筑结构能够以混合建筑方式制造，也就是说，下部部分是根据本发明制造的混凝土空心体，在所述混凝土空心体上安置有钢筋塔。

混凝土空心体作为风能设备塔或所述塔的部段能够可选地仅在力矩特别大的下部部段上、在节点的范围中、或仅在上部部段上具有织物加固件，由此顶部负荷由于塔的更大的可能的细长度能够保持为更低。这是特别有利的，因为在塔顶部上的负荷由于置于风中的重的吊舱和进行作用的转子推力是特别高的，并且为此，尤其地，特别高的塔倾斜至“翻转”。

虽然根据本发明的方法优选实施为用于风能设备塔，所述方法有利地也用于具有优选至少50m的长度的其他的大的、尤其长形的建筑结构，即例如用于烟囱、冷却塔、电视塔体、高层建筑核心、贮仓、料仓、井道或底座结构，尤其是海上设施的底座结构、桥塔、桥梁空心箱等。

由于建筑结构能实现的更高的坚固性并且必要时也由于较小的顶部载荷，风能设备塔不大幅地偏移，这有助于更稳定的吊舱位置进而有助于设备的更好的运行，因为塔的振动不会传播到转子叶片中并且在该处附加地叠加至转子叶片的振动。

此外，根据本发明的借助两种不同的混凝土种类的方法显著地改进了构件的振动衰减，这在WEA塔中是非常重要的且非常有利的，其中所述两种不同的混凝土种类（在使用钢筋混凝土时）具有两种不同的加固件类型、具有不同的几何尺寸并且具有不同的材料特性。

此外，由于无接缝的细粒混凝土，外面是非常平坦的、坚固的且非常耐风化的。

混凝土种类优选彼此匹配，使得两个壁区域具有相同的收缩率，并且对于疲劳强度重要地，避免在两个层的边界区域中出现收缩裂纹。

根据本发明，细粒混凝土也能够属于“UHPC”超高性能混凝土（Ultra-High-Performance-Concrete）的组。

总的来说，关于根据本发明的方法要强调的是：

由于同步制造两个壁层，根据本发明的方法能够实现在水合作用期间将根据自然规律出现的收缩裂纹减少到最小值，由此在两个层的过渡的区域中也不出现裂纹聚集。根据本发明，这通过具有彼此匹配的收缩率的层在凝固过程中、即在所谓的湿碰湿技术中同时地或近似同时地凝固来实现。所述制造类型是下述情况的先决条件：织物混凝土的和大体积（钢筋）混凝土的有利的特性补足成能进行尺寸设计的复合构件，其中复合作用能够发挥成，使得每个单独的壁层的特性完全对复合性能产生影响并且所述性能在整个使用寿命中在疲劳加重的情况下也能够维持。

本发明此外涉及一种用于制造承载的建筑结构的、尤其风能设备塔的混凝土空心体的滑动模板。所述滑动模板尤其用于执行根据本发明的方法。滑动模板包括先行的内侧模板和外侧模板，所述内侧模板和外侧模板在其之间形成用于由大块混凝土制造壁层的环形空间。设有与内侧模板和/或外侧模板相关联的、也就是说位于处于内部的模板和/或处于外部的模板下游的在滑动方向上后随的模板，以用于使施加到内壁层上的外壁层平整（Abziehen）。由于该原因，后随的模板径向地与相关联的先行的模板间隔一定距离，更确切地说间隔外壁层的厚度。

通过根据本发明的滑动模板，可以快速地制造空心体，更确切地说是在维持高质量的情况下。

先行的和后随的模板应彼此机械地联接，使得在模板之间的距离始终保持不变并且需要仅一个驱动系统（通常为升降缸）。

通过下述方式能够将织物加固件自动地结合到细粒混凝土中：滑动模板自身配设有用于容纳织物加固件的至少一个滚筒的滚筒支承件。

优选地，滚筒支承件配设有制动件，所述制动件将一定的滚动阻力施加到滚筒上。由此，始终轻微张紧地引入滚筒进而织物加固件。

正好当加固件应完全地包围建筑结构时，应设有多个围绕环形伸展的滑动模板的环周分布的滚筒支承件。所有容纳在滚筒支承件中的滚筒的整个带宽尤其大于要制造的构件的环周。

当织物加固件必须从滚筒尽可能地按压到内壁层上时，靠近后随的模板存在的引导件有助于织物加固件的偏转。

后随的模板能够在入口侧实施为漏斗部，也就是说，漏斗形地扩展，使得将掉落的小的细粒混凝土碎块再次引导到模板中并且再次安置在构件上。

单独的环形部段状的模板部分彼此固定地联接或者能够侧向地相对于彼此移动并且补足成闭合的环绕的模板环。如果模板部分能够侧向地相对于彼此移动，那么能够自动地制造锥形的建筑结构。在固定的部段中制造圆柱形的构件

最后，本发明也涉及一种承载的建筑结构、尤其是风能设备塔，所述风能设备塔具有混凝土空心体，所述混凝土空心体带有由混凝土构成的包围空腔的外壁。所述混凝土空心体具有由大块混凝土构成的内壁层和由细粒混凝土构成的外壁层，在所述外壁层中嵌入有织物加固件。通过将壁层以材料配合的方式连接，两个壁层形成复合构件。优选地，支承的建筑结构借助于预应力钢筋束而先拉张。

在上文中关于方法的提及的特征也能够应用于根据本发明的建筑结构。这涉及织物加固件的类型和定向、钢筋混凝土加固件、预应力钢筋束等。

附图说明

本发明的其他特征和优点从下面的描述中和从参考的下面的附图中得到。在附图中示出：

图1示出具有根据本发明制造的风能设备塔的风能设备的视图，

图2a示出贯穿依照图1的根据本发明的建筑结构的横截面，

图2b示出根据图1的建筑结构的侧视图，

图3a至3d示出在根据图2a的借助矩形限界的区域中的贯穿根据本发明的根据本发明制造的建筑结构的不同的变型形式的放大的剖视图，

图4a至4d示出在本发明中使用的不同的织物加固件的视图，

图5至7示出根据不同的变型形式的根据本发明的通过根据本发明的方法制造的建筑结构的相应的纵剖视图和横截面视图，

图9至11示出根据本发明的根据本发明制造的建筑结构的变型形式的其他横截面，

图12示出贯穿根据本发明的依照另一个根据本发明的方法制造的建筑结构的横截面视图，

图13示出贯穿根据一个变型形式的根据本发明的根据本发明制造的建筑结构的纵剖视图，

图14示出在执行根据本发明的方法期间贯穿具有纵向开卷的织物加固件的根据本发明的滑动模板的纵剖视图，

图15示出贯穿具有横向开卷的织物加固件的根据本发明的滑动模板的纵剖视图，以及

图16示出贯穿依照另一个实施形式的根据本发明的滑动模板的纵剖视图。

具体实施方式

在图1中，承载的建筑结构以风能设备塔10的形式示出，所述风能设备塔实施为混合塔，然而，这对于建筑结构而言不视为是受限制的。在这里示出的风能设备的情况下，建筑结构具有基于基座12的混凝土空心体14，所述混凝土空心体具有至少90m的高度、尤其至少130m的高度。在混凝土空心体14上安置有钢塔16，所述钢塔支承吊舱18。

混凝土空心体14能够整体制造或由多个能够相叠地安置并且必要时彼此连接的零件构成。在该情况下，混凝土空心体优选具有10m的最小长度并且是长形的体部。

图2a示出贯穿混凝土空心体14的剖面，所述混凝土空心体实施为筒、优选为线性圆柱形的筒。

混凝土空心体14由在建筑结构的内部对空腔52限界的外壁20形成。外壁20由多个壁层组成，所述壁层形成复合构件。

内壁层22（参见图3a至3d）由大块混凝土构成。大块混凝土意味着，所述混凝土是非常低成本的并且包含颗粒尺寸大于4mm、至通常32mm的碎石。混凝料根据欧洲标准EN12620给出。

所述内壁层22优选是钢筋混凝土，也就是说包含有钢筋24。仅在图3a中示出钢筋24，但是，所述钢筋能够可选地使用在本发明的所有的实施形式和变型形式中。

将外壁层26遍布地施加到外侧、在此是内壁层22的径向外侧上，所述外壁层由细粒混凝土和嵌入到细粒混凝土中的织物加固件28构成。

细粒混凝土具有优选小于1mm的最大颗粒尺寸。

外壁层的厚度优选地、不理解为受限制地在10和50mm之间。这一般大约为承受压力的内壁层22的厚度的最大20%、优选最大10%。

如在图3a至3d中能看到的，织物加固件28完全地嵌入到细粒混凝土中并且不向外突出或不能从外部看到。

图4a示出这种织物加固件28的俯视图。所述织物加固件优选是织物垫，更确切地说是双向的或多向的网格，并且也能够称为3D织物。

加固件由玻璃纤维、但优选由碳纤维构成。

图4a至4d示出具有不同的细丝分布（Filamentverlauf）的织物加固件28的不同的可能的实施形式。在图4a和4c中示出具有部分多重的纵向细丝（图4c）的纯网格状分布（双向）的同时，图4b和4d公开附加地或替选地以对角线的方式分布的细丝（多向）。所述实施方案有助于在纵向方向上提高的负荷能力或提高的抗扭性。

在任意情况下，织物加固件28实施为，使得在细丝之间得到开口30，所述开口大到使得细粒混凝土能够穿过所述开口30并且没有产生空气夹杂物。开口30此外选择为比存在于细粒混凝土中的最大颗粒尺寸大，优选大6-8倍。在此，开口的尺寸通过穿过开口的面心的最短的对角线来确定。

在根据图3a的实施形式中，仅存在织物加固件的一个层或多个接触的、相叠的层。

在根据图3b的实施形式中，多个单层作为径向彼此间隔的织物加固件28存在，然而两个单层完全地嵌入到外壁层36中。

在根据图3c的实施形式中，同样存在多个彼此间隔的织物加固件28，其中在此示例地，径向内部的织物加固件与外部的织物加固件28是具有不同性质的。

根据图3d的实施形式示出实施为3D网格的加固件28，具有预制的限定的间隔件，在示出的情况下为两个彼此间隔的经由保持距离的元件、通常为纱线连接的垫。

在下文中，借助于图14阐述混凝土空心体14的制造，其中所述制造方法参照所有的实施形式。

首先将内壁层22由大块混凝土以下述方式制造：存在内部的和外部的相应的模板70，将大块混凝土22液态地注入到所述模板中并且例如借助更高压实能量的瓶式压实机（Flaschenverdichter）75摇动。

模板70是整个滑动模板71的一部分，使得整个混凝土空心体实施为关于塔的优选至少90m、优选至少130m高的混凝土部分的单块体。混凝土以湿态稳固的方式（grünstandfest）在区域104中离开滑动模板并且在较低的层（参见层106）中凝固（水合作用）并且最后变为固态，参见区域108，同时混凝土在模板的上部端部处在区域102中液态地注入。

如在粉刷中那样，外壁层26优选以喷射涂抹的方式（参见喷射机82）施加，更确切地说当内壁层22还潮湿并且刚好在一定程度中凝固使得其能够自承并且保持形状稳定时（湿态稳固）。

在此，根据织物加固件的加工方向首先能够将薄层的细粒混凝土26’涂覆到内壁层22上。然后，织物加固件28优选从滚筒80展开。

在滑动模板71上，在环周之上分布地设有多个滚筒支承件76，滚筒安置在所述滚筒支承件上。

用于滚筒80的制动件81确保，加固件28能够轻微绷紧地展开并且施加。所述过程能够重复多次，直至足够层的加固件28被施加。最后，另一薄层的细粒混凝土26’’又被施加，使得织物加固件28不能从外部看到。

在此，在建筑结构的径向外侧上优选能够存在另一后随的滑动模板74，所述滑动模板将细粒混凝土26、26’、26’’借助于漏斗部72、更低渗透深度的高频压实机77和后随的端部段74压实并且弄平。

加固件28能够经由至少一个优选固定在滑动模板71上、可调节的引导件84例如在纵向方向（在此为滑动方向）上定向。

在滑动模板71上的支承滚筒85在外壁的已经进一步凝固的外侧上滚动并且径向地支承滑动模板71。

在图15中，滚筒80竖直直立地设置。经由引导件84将横向于滑动方向展开的加固件28引向细粒混凝土26’。对角线的或交叉卷绕的或组合的开卷过程是可能的。

模板70和具有引导件84的后随模板74以及相应的滚筒支承件彼此机械地连接以用于形成滑动模板71。必要时，压实机75、77也能够已经是滑动模板71的一部分。

高频压实机77不必伸入到细粒混凝土26中，也可能的是，仅后随的滑动模板74处于高频振动中。

通过湿碰湿地制造层，层22、26共同凝固，并且在内壁层22的外侧上的整个表面之上出现材料配合的连接，使得在负荷的情况下不会出现外壁层26脱落的危险。

根据优选的实施形式，混凝土空心体14在外侧完全地由外壁层26在环周方向上包围，也就是说，横向于主负荷方向，所述主负荷方向在该情况下通过作用到转子上的负荷而造成（弯曲）。

在示出的实施形式中，织物加固件28也完全地包围混凝土空心体的外侧延伸。

当织物加固件28以带的方式制造和提供，那么存在如何施加加固件的不同的可能性。一方面，侧向重叠的纵向带能够在空心体的整个长度之上延伸（参见图1中的纵向带40）。

替选地或附加地，带42也能够在横向方向上包围内壁层22的环周卷绕至少一次。此外，替选地或附加地，带44也能够螺旋状地卷绕。这些选择能够任意地彼此组合。

优选地，这不理解为是受限制的，相邻的带部段在边缘侧上搭接地重叠。

另一可能性在于，带46能够通过下述方式十字形地重叠（参见图1）：所述带例如分别在相反方向上螺旋状地卷绕。

织物加固件28应在装配之前在外侧浸渍和/或设有粘附层。

刚好在长形的高负荷的体部、例如风能设备塔中有利的是，建筑结构也还是先张拉的。这在图5至7中看到。预应力钢筋束50与内壁层22的内侧间隔地在空腔52中伸展（参见图5），或者预应力钢筋束50安置在内壁层22中，也就是说，所述预应力钢筋束优选在壁层22中的预先引入的通道中伸展。但是，通道没有延伸至外壁层26。

外壁层26不具有钢筋。这在图6中示出。

当然，预应力钢筋束50不仅设在空腔中、而且也设在内壁层22中也能够是有利的，如这在图7中示出的那样。

预应力钢筋束应在混凝土空心体的整个长度之上伸展，参照图1至少从钢塔16的下部端部或从钢塔16和混凝土空心体14之间的中间凸缘伸展到基座12中。

通过预应力钢筋束50将外壁先张拉，使得在负荷的情况下，能够将拉伸应力在所有的能拉伸负荷的元件之间有效地分布并且在外壁的外面上出现尽可能少的拉伸应力。

在根据图8的实施形式中，织物加固件28的带以在纵向方向上伸展的方式嵌入到外层26中，其中带侧向地彼此间隔，使得在环周方向上在相邻的带之间出现下述部段60，所述部段实施成不具有织物加固件28。在这些部段60中，不理解为受限制的是，设有细粒混凝土，以便产生构件的均匀的外结构。

在根据图9至10的实施形式中，肋状的由织物加固件组成的突起62从横截面为环形的织物加固件28开始径向向内突出，所述突起或多或少地（参见图11）深地突出到外层26中。必要时，突起62也能够进入直到内壁层22中，如在图9中示出的那样。在此，突起甚至完全延伸穿过内壁层22。

在根据图10的实施形式中，甚至得到用于织物加固件28的空心箱结构的类型，所述空心箱结构虽然在外侧嵌入到外壁层26中，但是然后延伸直至穿过内壁层22至外壁20的径向内侧，在该处存在于横截面观察为闭合的、环形的织物加固件28或加固件层28’。在该实施形式中，在径向连接部64的区域中的织物加固件28中的开口的尺寸应大于、优选明显大于大块混凝土22的颗粒尺寸。

图12和16示出至今为止所描述的方法的变型形式。在此，在模板70之间的织物加固件28首先通过固定在模板70上、突出到模板70之间的中间空间中的支撑结构87保持与外模板70的内侧有一定间隔。随后，在加固件28和内模板之间注入大块混凝土22。大块混凝土22具有匹配于织物加固件28中的开口的颗粒尺寸分布，使得小的颗粒和水泥浆能够穿过加固件28的开口，但是其中较大的颗粒在内侧由固定在支承件78上的径向内侧的栅格79挡住。栅格79同样固定在模板70上。因此，得出不同的层：具有大的颗粒尺寸的内层，所述内层通过大块混凝土在其基本结构方面进行限定；和外层26’’’，所述外层如细粒混凝土那样构造，然而可以说通过过筛的类型、通过受控地分离大块混凝土而产生。层22、26’’’融入彼此并且以湿碰湿的方式制造。

图13示出一种变型形式，其中织物加固件28和/或整个外壁层26仅在空心体的部分长度之上延伸，以便节约成本。关于塔，这例如能够是混凝土塔的下部部段，这然而不理解为是受限制的。

制造复合构件的优点是材料适合性和加工适合性。所制造的复合构件的优点自身在于织物混凝土和大块混凝土的不同的材料特性的相互配合。复合物构件的所产生的特性基本上对应于在风能设备塔中所期望的特性：高的耐疲劳性、良好的振动衰减、低的激发性、纤细度、材料效率以及承受和消除多轴应力的能力以及建筑材料的可回收性。同步的通过持续的滑动过程的制造过程在两种示出的情况下能够实现具有平均韦勒曲线的小的发散的高性能的复合构件进而能够实现所产生的构件的强度的改进的置信区间。

Claims (25)

1.一种用于制造承载的建筑结构、尤其制造风能设备塔的方法，所述建筑结构具有混凝土空心体（14），所述混凝土空心体带有包围空腔（52）的由混凝土构成的外壁，其中所述外壁通过下述步骤生产：

将内壁层（22）由大块混凝土制造，以及

将外壁层（26）在将织物加固件（28）嵌入到外壁层（26）的情况下由细粒混凝土制造，其中这两个壁层（22，26）形成复合构件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在两个所述壁层（22，26）中首先制造的、在外侧还是湿的壁层上直接施加有另一壁层以用于形成复合结构。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述织物加固件（28）是织物垫。

4.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体（14）在外侧完全由所述外壁层（26）包围，优选也完全由所述织物加固件（28）包围。

5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体（14）具有长形的构型并且在至少一个轴向的部分长度上在环周方向上由所述外壁层（26）包围，优选在环周方向上在所述至少一个轴向的部分长度上也由所述织物加固件（28）包围。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体（14）是长形的并且所述织物加固件（28）优选以带的方式在纵向方向上、在横向方向上、以螺旋状卷绕的方式和/或以十字形伸展的方式布置。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在横截面中观察，突起（62，64）从横截面为圆形的、包围所述内壁层（22）的所述织物加固件（28）向内延伸。

8.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体（14）是长形的并且织物加固件（28）的相邻的带在纵向方向上伸展并且在环周方向上彼此间隔。

9.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述外壁以滑动模板构造方式来制造。

10.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，首先制造所述内壁层并且随后在所述内壁层上制造所述外壁层（22，26）。

11.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在使用相同的混凝土成分的情况下、通过将所述织物加固件（28）设有开口来同时制造所述壁层（22，26），所述开口允许混凝土中的较小的固体通过，使得径向地在所述织物加固件（28）之外得到细粒混凝土层并且所述织物加固件用作为用于所注入的混凝土的过滤器，或者在模板（70）之间存在栅格（79）以用于将大块混凝土分开。

12.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述内壁层（22）由钢筋混凝土制造。

13.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述外壁在其制造之后借助于预应力钢筋束（50）而先张拉，所述预应力钢筋束在所述外壁中和/或在所述空腔（52）中伸展。

14.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述织物加固件（28）由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武石或碳纤维构成，其中所述织物加固件（28）优选是双轴的或多轴的2D垫或3D垫。

15.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体是风能设备塔的部段。

16.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体具有优选至少90m、尤其优选至少130m的高度。

17.根据权利要求15和16中的任一项所述的方法，其特征在于，所述混凝土空心体仅在塔部段上、优选仅在下部的塔部段上具有所述织物加固件（28）。

18.一种用于制造承载的建筑结构的混凝土空心体、尤其制造风能设备塔的混凝土空心体、优选用于执行根据上述权利要求中的任一项所述的方法的滑动模板，其特征在于，设有先行的内侧模板和外侧模板（70），在形成环形空间的情况下用于在所述模板（70）之间由大块混凝土制造壁层，以及设有在滑动方向上后随的模板（74），所述后随的模板与所述内侧模板和/或所述外侧模板（70）相关联并且径向地与相关联的先行的模板（70）间隔，以用于使施加到内壁层上的外壁层（26）平整。

19.根据权利要求18所述的滑动模板，其特征在于，所述先行的模板和后随的模板彼此机械地联接。

20.根据权利要求18或19所述的滑动模板，其特征在于，在所述模板（71）上安装滚筒支承件（76）以用于容纳织物加固件（28）的滚筒（80），尤其其中所述滚筒支承件装配有制动件（81），以便将滚动阻力施加到所述滚筒（80）上。

21.根据权利要求18至20中的任一项所述的滑动模板，其特征在于，设有多个包围环形伸展的所述滑动模板（71）的环周分布的滚筒支承件（76）。

22.根据权利要求20或21所述的滑动模板，其特征在于，设有与所述滚筒支承件（76）相关联的引导件（84），所述引导件设置在所述先行的模板和所述后随的模板（70，74）之间，以便将来自所述滚筒（80）的织物加固件（28）的带转向靠近所述内壁层。

23.根据权利要求18至22中的任一项所述的滑动模板，其特征在于，所述后随的模板（74）在入口侧具有漏斗部（72）。

24.根据权利要求18至22中的任一项所述的滑动模板，所述后随的模板（74）配设有高频压实机（77）并且能够由所述高频压实机置于振动中。

25.一种承载的建筑结构，尤其是风能设备塔，所述风能设备塔具有混凝土空心体（14），所述混凝土空心体带有包围空腔（52）的由混凝土构成的外壁，所述外壁具有由大块混凝土构成的内壁层（22）和由细粒混凝土构成的外壁层（26），在所述外壁层中嵌入有织物加固件（28），其中这两个壁层（22，26）形成复合构件并且所述壁层（22，26）以材料配合的方式连接，尤其其中所述建筑结构借助于预应力钢筋束（50）是先拉张的。

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