DE102014009381A1

DE102014009381A1 - Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper

Info

Publication number: DE102014009381A1
Application number: DE102014009381.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Asseln Guenther Wilhelm De
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-12-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gegen Schwingungen gesicherter Baukörper (3), der auf mindestens einem dynamischen Lager (2) aufliegt, welches zwischen dem Baukörper (3) und einem Fundament (1) angeordnet ist und dadurch ausgezeichnet ist, dass das dynamische Lager (2) zwischen einem im Erdboden verankerten Betonfundament (1) und einer den Baukörper (3) aufnehmenden Betonsohle (4) angeordnet ist und, dass das dynamische Lager (2) sowohl einerseits mit dem Betonfundament (1) als auch mit der Betonsohle (4) mittels eines Bindemittels fest verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung dient insbesondere dazu, Baukörper wie Wohnhäuser vor Schwingungen, die durch Erdbebenwellen verursacht werden, zu schützen.
Wenn ein Baukörper selbst den Erschütterungen standhalten soll, so ist es wichtig, die Beachtung auf die Berührungspunkte zu richten, die den Baukörper mit der Erde verbinden.
Ohne entsprechend zwischengeschaltete Wellen-Absorberkörper wird sich die volle Wucht der Erdbebenwellen direkt auf den Baukörper übertragen und diesen dann möglicherweise zum Einsturz bringen.
Beim Stand der Technik sind diverse Bauteile, insbesondere Dämpferelemente, bekannt, die zur Dämpfung von durch Erdbeben verursachten Schwingungen vorgesehen sind.
So ist beispielsweise gemäß der DE 10 2007 010 701 A1 ein Dämpferelement vorgesehen, welches aus einem Gehäuse in Form eines Hohlzylinders besteht in dem auf oder parallel zur Mittelachse seiner Erstreckungsrichtung in einem viskosen Medium eine Kolbenstange geführt ist. Am wechselseitigen Ende der Kolbenstange ist eine Feder angeordnet, die in axialer Längsrichtung des Zylinders um die Kolbenstange herum als Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Hierbei bewegen sich der Viskosedämpfer und die Schraubendruckfeder unabhängig von der Art der einwirkenden Kraft jeweils in einer Richtung und wirken somit parallel. Innerhalb des Hohlzylinder sind weiterhin unter Ausbildung eines entsprechenden Spaltes Scheiben angeordnet, wobei die ausgebildeten Spalte dann, ebenso wie auch das Viskosemedium selbst und die Dimensionen und Ausgestaltungen des Hohlzylinders das Dämpfungsverhalten mitbestimmen. An den Enden der Hohlzylinder sind jeweils Laschen angeordnet, die als Montagemittel zur Befestigung des Dämpferelements an seinem Einsatzort dienen.
Als Viskosemedium werden hier Silikonöle und Bitumen vorgesehen. Beim Einsatz derartiger Dämpferelemente muss ständig sichergestellt sein, dass das Viskosemedium einen entsprechenden Füllstand aufweist. Weiterhin muss das Viskosemedium voll funktionsfähig sein und vor allen Dingen müssen die Befestigungslaschen am Hohlzylinder großen Druck- und Zugbelastungen beim Auftreten von Erdbebenwellen standhalten.
Gemäß einer weiteren Schrift, der DE 1 280 161 , wird eine Vorrichtung zur Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweis aufgelagerten Baukörpern, zum Beispiel Grundplatten von Maschinen oder Bauwerken beschrieben, die sich durch ein statisch wirksames Lager und weitere dynamische Lager auszeichnet, welche aus Kolben bestehen, die in einem mit Druckflüssigkeit gefüllten Zylinder geführt sind. Gemäß dieser Schrift sind die mit Druckflüssigkeit gefüllten Zylinder untereinander über eine Leitung mit einem solchen Strömungswiderstand verbunden, dass das Lager bei statischer Belastung nachgiebig und bei Schwingungsbeanspruchung jedoch starr ist.
Eine weitere Schrift, die DE 660 200 beschreibt einen erdbebensicheren Baukörper, der ein Traggerüst aus räumlichen Fachwerken im Dreiecksverband aufweist, wobei das Traggerüst als Vielflächner ausgebildet ist, dessen Einzelflächen eine Dreiecksform aufweisen.
Infolge der Ausbildung des Baukörpers als Vielflächner, dessen benachbarte Dreiecksflächen in verschiedenen Ebenen liegen, sollen entsprechend dieser Schrift die in senkrechter Richtung wirkenden Erdbebenstöße sich nicht in voller Starke auf den Baukörper auswirken.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegen Schwingungen gesicherten Baukörper zu schaffen, der unabhängig von einer besonderen räumlichen Gestaltungsanordnung mit einfachen Mitteln einen wartungsfreien, zuverlässigen und erdbebensicheren Baukörper darstellt.
Gelöst wird dieser Aufgabe mit einem gegen Schwingungen gesicherten Baukörper, der auf mindestens einem dynamischen Lager auffliegt, welche zwischen dem Baukörper und einem Fundament angeordnet ist und der dadurch gekennzeichnet ist, dass das dynamische Lager zwischen einem im Erdboden verankerten Betonfundament und einer den Baukörper aufnehmenden Betonsohle angeordnet ist und, dass das dynamische Lager sowohl einerseits mit dem Betonfundament als auch mit der Betonsohle mittels eines Bindemittels lest verbunden ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen, den 1 und 2, näher erläutert werden.
Hierbei zeigen die Figuren:
1: eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen dynamischen Lagers für den gegen Schwingungen gesicherten Baukörper.
2: die Anordnung des dynamischen Lagers im eingebauten Zustand.
Entsprechend der 1 ist das als kompaktes Bauteil ausgebildete dynamische Lager 2 dargestellt. Das dynamische Lager 2 ist in dieser Figur aus einem hohlen V2A-Edelstahl hergestellt, bevorzugt wird das dynamische Lager 2 in seiner Gesamtheit mit allen Bauteilen, wie Bolzen und Scheiben von einem vulkanisierten Kunststoffmantel umhüllt. Es kann aber auch aus anderen Metallen oder Materialien gefertigt sein, die dann entsprechend eine rostfreie und wasserdichte Hülle aufweisen müssen.
Im Inneren des dynamischen Lagers 2 sind Mechanismen vorgesehen, die horizontale und vertikale Bewegungen, insbesondere Erdbebenwellen aufnehmen und in ihrer Starke dämpfen. Hierzu ist das dynamische Lager mit beispielsweise Neoprenplatten oder recycelten Hartgummiplatten ausgestattet.
Weiterhin befinden sich zwei oder mehrere nicht dargestellte Stahlplatten im dynamischen Lager 2, die über Ausnehmungen bzw. Öffnungen im Hohlkörper nach Erschütterungen durch Erdbeben wieder in ihre Ausgangsposition geführt werden können.
Somit kann durch die Veränderung der Position der Stahlplatten im Inneren des dynamischen Lagers 2 ein Gebäude wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt werden.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße dynamische Lager 2 entsprechend der 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel aus rostfreiem Stahl bestehende und als Rohrhülsen ausgebildete Bolzen 5, 6, 7 und 8 auf, die auf der zum Baukörper gerichteten Seite angeordnet sind. Weitere Bolzen 5', 6', 7', 8' befinden sich auf der Unterseite in Richtung des Betonfundaments zeigend.
Die auf beiden Seiten des Lagers 2 ausgebildeten Bolzens sind mit entsprechenden Abdeckscheiben 5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a' versehen. Erfindungsgemäße sind die Bolzen derart ausgebildet, dass sie eine Rückverankerung des dynamischen Lagers 2 in dem umgossenen Beton des Betonfundaments 1 und der Betonsohle 4 darstellen und gleichzeitig aber auch die Erschütterungen aus der Erdtiefe auf das dynamische Lager 2 übertragen.
Ebenfalls zur Übertragung der Erschütterungen aus der Tiefe der Erde und zur Verankerung des Lagers 2 in dem umgebenden Beton des Fundaments 1 und der Betonsohle 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich zwischen den Bolzen 5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8' eine Stahlbewehrung in Form von als Rundstangen ausgebildeten Stahlstangen 9, 10, 11, 12 und 13, 14, 15, 16 oder 9', 10', 11', 12' und 13', 14', 15', 16' vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel sind die Stahlstangen 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 9', 10', 11', 12', 13', 14', 15', 16' im Bereich unterhalb der Bolzenscheiben 5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a' jeweils in Richtung des dynamische Lagers (2) kreuzweise paarig übereinanderliegend positioniert sind und wobei die Bolzenscheiben 5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a' in ihren Abmessungen derartig ausgebildet ist, dass diese Scheiben die paarweise übereinanderliegenden Rundeisen 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 9', 10', 11', 12', 13', 14', 15', 16' überdecken.
In der 2 ist die Anordnung des zwischen der Betonschicht des Fundaments 1 für das Erdreich und der Betonschicht der Sohle 4 für den Baukörper 3 eingegossenen dynamischen Lagers 2 dargestellt.
Der Baukörper 3 ist im Ausführungsbeispiel in der 2 als senkrechte Wand dargestellt, die mit der Betonsohle 4 verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007010701 A1 [0005]
DE 1280161 [0007]
DE 660200 [0008]

Claims

Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper (3), der auf mindestens einem dynamischen Lager (2) aufliegt, welches zwischen dem Baukörper (3) und einem Fundament (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Lager (2) zwischen einem im Erdboden verankerten Betonfundament (1) und einer den Baukörper (3) aufnehmenden Betonsohle (4) angeordnet ist und, dass das dynamische Lager (2) sowohl einerseits mit dem Betonfundament (1) als auch mit der Betonsohle (4) mittels eines Bindemittels fest verbunden ist.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur festen Verbindung des dynamischen Lagers (2), sowohl mit dem Betonfundament (1) als auch mit der Betonsohle (4), das Betonfundament (1) und die Betonsohle (4) selbst gleichzeitig das das dynamische Lager (2) umgießende Bindemittel darstellen.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen festen Verbindung des dynamischen Lagers (2) sowohl mit dem Betonfundament (1) als auch mit der Betonsohle (4) beidseitig, an der zum Betonfundament (1) gerichteten Seite und an der zur Betonsohle (4) gerichteten Seite des Lagers (2) mindestens ein Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') vorgesehen ist und wobei der Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') gleichzeitig auch zur zusätzlichen Absorption von auftreffenden Schwingungen ausgelegt ist.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') zur besseren Schwingungsübertragung als mit Beton vergossene Rohrhülsen ausgebildet sind.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Betonfundament und zur Betonsohle (1, 4) gerichtete Ende mindestens eines der Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') zur Schwingungsableitung und zur besseren Verankerung des dynamischen Lagers (2) im Beton (1) und (4) als Scheibe (5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a') ausgebildet ist, so dass die Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') als Halfenbolzen ausgebildet sind.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen den Bolzen (5, 5', 6, 6' 7, 7', 8, 8') mindestens eine Stahlbewehrung (9, 10, 11, 12) und (13, 14, 15, 16) und (9', 10', 11', 12') und (13', 14', 15', 16') angeordnet ist.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbewehrungen (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und (9', 10', 11', 12', 13', 14', 15', 16') als massive Rundrohre ausgebildet sind.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die als Rundrohre (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und (9', 10', 11', 12', 13', 14', 15', 16') ausgebildeten Stahlbewehrungen im Bereich unterhalb der Bolzenscheibe (5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a') in Richtung des dynamische Lagers (2) kreuzweise paarig übereinanderliegend positioniert sind lind wobei die Bolzenscheibe (5a, 5a', 6a, 6a' 7a, 7a', 8a, 8a') in ihren Abmessungen derartig ausgebildet ist, dass diese die paarweise übereinanderliegenden Rundrohre (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) und (9', 10', 11', 12', 13', 14', 15', 16') zur Positionssicherung und zur Übertragung von Schwingungen überdeckt.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Lager (2) als flexibler, nachgiebiger Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen Innerem Mechanismen für Horizontal- und Vertikalbewegungen vorgesehen sind.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Lager (2) aus Edelstahl gefertigt ist oder eine wasserdichte Hülle aus vulkanisiertem Material aufweist.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Mechanismus im Inneren des als Hohlkörper ausgebildeten dynamischen Lagers (2) für Horizontal- und Vertikalbewegungen zusätzlich Neopren- und/oder Hartgummi platten vorgesehen sind.
Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren des Hohlkörpers mindestens zwei flexibel verschiebbare Stahlplatten vorgesehen sind, die nach Erschütterungen des Baukörpers wieder, beispielsweise über Zugseile, in ihre Ausgangslage zentrierbar sind.