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Stahlbetonkühlturm, dessen Mantel im wesentlichen aus Fertigteilen
besteht Die Erfindung betrifft einen Stahlbetonkühlturm, dessen Mantel im wesentlichen
aus Fertigteilen besteht, die in vergleichsweise geringer Zahl übereinander angeordnet
die gesamte Kühlturmhöhe ergeben und die an ihren oberen Rändern äußere, muldenförmige
Auskragungen aufweisen, welche zur Aufnahme von Ortbeton dienen.
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Stahlbetonkühltürme erhalten vorwiegend die Form von Rotationsflächen,
vielfach kommen Hyperboloide und selten Zylinder oder Kegelflächen vor.
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In den letzten Jahren sind verschiedene Kühltürme aus Stahlbetonfertigteilen
hergestellt worden, mit dem Ziel, die Nachteile der herkömmlichen Herstellung in
Ortbeton auszuschalten. Dabei sind einige Kühltürme in Form von Rautenfachwerken
mit dünnen, nicht tragenden Füllplatten gebaut worden. Diese Kühltürme sind aus
einer großen Anzahl von verhältnismäßig kleinen Fertigteilen mit vielen schmalen,
schwierig zu verdichtenden Fugen hergestellt worden. Bei einem dieser Kühltürme
weisen die Fertigteile an ihren seitlichen Rändern nach außen gerichtete Borde auf,
die für eine zwischen zwei benachbarten Borden eingebrachte, diese Borde zu einer
Rippe verbindende Fugenvermörtelung jeweils als Begrenzung dienen. Über den einzelnen,
aus den gleich hohen, dreieckförmigen Fertigteilen gebildeten Ringen ist je ein
vergleichsweise niedriger Ausgleichsring aufbetoniert, so daß das aus den Rippen
gebildete Rautenfachwerk entsprechend versteift wird. Da bei den bekannten Kühltürmen
mit Rautenfachwerken die Füllplatten nicht tragend sind, vergrößern sie das Gewicht
der Konstruktion und verursachen statisch nicht erforderlichen Baustoffaufwand.
Ein weiterer Nachteil derartiger Konstruktionen sind die spitzen Ecken der Rauten,
in denen sich Schmutzablagerungen ansetzen, die im Laufe der Zeit zur Zerstörung
des Betons an diesen Stellen führen können.
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Bei dem eingangs genannten Kühlturm ist ein Teil der vorgenannten
Nachteile vermieden. Es sind die Fertigteile tragende Bestandteile der Kühlturmschale,
und der Ortbeton, der in die vorgesehenen, muldenförmigen Auskragungen eingebracht
wird, ist leicht verdichtbar. Die Fertigteile sind jedoch verhältnismäßig dickwandig,
und die Baufugen sind schwierig dicht auszubilden.
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Durch die Erfindung soll der vorgefertigte Kühlturm, von dem ausgegangen
wird, so gestaltet werden, daß die Baufugen, d. h. die Verbindungen zwischen den
Fertigteilen, keine schwachen Stellen der Konstruktion darstellen und daß die Kühlturmschale
gleichwohl sehr wirtschaftlich und unter Vermeidung komplizierter Bauweisen herstellbar
ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest ein großer Teil der
Fertigteile eine von ihrer Höhe nicht wesentlich abweichende Breite hat und als
vergleichsweise sehr dünnwandige Fertigteile ausgebildet ist, daß der in die muldenförmigen
Auskragungen eingebrachte Ortbeton an der Mantelinnenseite mittels Schalung hergestellt
und in an sich bekannter Weise durch Ringarmierungen bewehrt ist, daß die Schalenfertigteile
an ihren seitlichen Rändern mit nach außen gerichteten Borden versehen sind, die
für zwischen zwei benachbarten Borden eingebrachten Ortbeton, der zumindest an der
Mantelinnenseite mittels Schalung hergestellt ist, jeweils als Begrenzung dienen,
und daß die Mantelschale mit einer aus den einzelnen Schalenfertigteilen allseitig
vorstehenden, in den Ortbeton hineinragenden Bewehrung versehen ist.
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Die muldenförmigen Auskragungen und der in sie eingebrachte Stahlbeton
bilden Ringe, durch welche die Kühlturmschale ausgesteift wird.
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Die Verwendung einer so dünnen Schalenkonstruktion im fertigen Bauwerk,
ohne daß unzulässige Beanspruchungen auftreten, wird erfindungsgemäß ermöglicht,
da die Ringe biegesteif ausgeführt und so bemessen werden, daß sie in der Lage sind,
die Schale des Kühlturmes derartig auszusteifen, daß in ihr um ein Mehrfaches kleinere
Membrankräfte aus Windbelastung entstehen, als in einer nicht ausgesteiften Schale
mit den gleichen Abmessungen entstehen würden. In dem Schalenteil zwischen zwei
Ringen können nämlich keine viel größeren Verformungen als in den Ringen selbst
auftreten, während in einer nicht ausgesteiften Rotationsschale mit den gleichen
Abmessungen und derselben Windbelastung um ein
Mehrfaches größere
Verformungen und Membrankräfte auftreten. Naturgemäß wird durch die Ringe auch die
Beinsicherheit der Schale beträchtlich erhöht.
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Zweckmäßigerweise sind die durch die muldenförmigen Auskragungen und
den in sie eingebrachten Stahlbeton gebildeten Ringe vergleichsweise breit und niedrig
auszubilden.
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Aus den Schalenfertigteilen können Rundstähle herausragen, mittels
deren die Schalenfertigteile während des Transportes und der Montage an aussteifenden
Hilfskonstruktionen, z. B. Stahlträgern, mit Hilfe von Spannschlössern befestigt
werden.
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Die Kühlturmkonstruktion nach der Erfindung hat im wesentlichen folgende
Vorteile: 1. Große Rissesicherheit des Kühlturmmantels, da a) in einer so dünnen
Stahlbetonschale bekanntlich sehr geringe Wärmespannungen infolge Temperaturunterschieden
der Luft auf den beiden Seiten der Schale auftreten, b) infolge der Aussteifung
durch die Ringe nur verhältnismäßig geringe Zugspannungen aus der Windbelastung
auftreten, c) die Schalenfertigteile, aus denen der Turmmantel zusammengesetzt wird,
tragende Konstruktionsteile des fertigen Tragwerkes sind und durch das Eigengewicht
nur auf Druck beansprucht werden, d) die Anzahl und die Gesamtlänge der Fugen gering
sind, e) die Verbindungen zwischen den Fertigteilen kraftschlüssig und dicht sind
sowie ohne Schwierigkeiten einwandfrei hergestellt werden können.
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2. Große Wirtschaftlichkeit des Bauwerkes, da a) geringe Mengen an
Stahl und Beton für den Kühlturmmantel, den Unterbau und die Fundamente benötigt
werden, b) wenig und lediglich einfache Schalungsarbeiten erforderlich sind, c)
rasche Montage und kurze Bauzeiten infolge der geringen Anzahl und einfachen Form
der Fertigteile gewährleistet werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt Abb. 1 die Ansicht eines fertigen Kühlturmmantels, Abb. 2 einen waagerechten
Schnitt des Kühlturmmantels mit Draufsicht auf einen Ring, Abb. 3 eine Einzelschale
des Kühlturmmantels mit seitlichen Borden und oberer muldenförmiger Auskragung,
Abb. 4 einen lotrechten Schnitt durch den Ring mit seiner durchgehenden Bewehrung,
Abb. 5 einen waagerechten Schnitt durch die benachbarten Borde zweier Fertigteile
und den zwischen ihnen eingebrachten, bewehrten Beton, Abb. 6 einen Schnitt durch
die aussteifenden Stahlträger mit Ansicht der Spannschlösser und der aus den Schalenfertigteilen
herausragenden Rundstähle.
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Erfindungsgemäß wird der Kühlturmrnantel aus viereckigen, großflächigen,
dünnwandigen Schalenfertigteilen s, die beiderseits mit Borden 1 und oben mit muldenförmigen
Auskragungen 2 versehen sind, hergestellt. Nach der Montage der Fertigteile s werden
die reichlich breit vorgesehenen Fugen 3 zwischen den Borden 1 ausbetoniert sowie
die Ringe 4 durch Ausbetonieren der Auskragungen 2 hergestellt. Der Ortbeton der
Fugen 3 und der Ringe 4 verbindet die aus den Fertigteilen s herausragende Bewehrung
5 und erhält noch eine durchgehende Fugenbewehrung 6a und eine Ringbewehrung 6.
Da der Beton in die Fugen 3 und die Ringe 4 bequem eingebracht und zuverlässig verdichtet
werden kann, wird es ermöglicht, daß die Verbindungen zwischen sämtlichen Fertigteilen
kraftschlüssig und dicht ausgeführt werden.
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Da die Fertigteile s großflächig sind - meist nicht kleiner als 15
qm - ist die Gesamtlänge der Verbindungen zwischen ihnen klein, so daß die solide
Ausführung dieser Verbindungen die Wirtschaftlichkeit des Bauwerkes nicht beeinträchtigt.
Um derartig große Fertigteile mit den üblichen Baukranen montieren zu können, muß
ihr Eigengewicht gering gehalten werden, was durch die Dünnwandigkeit der Fertigteile
s (sie sind vorwiegend 4 bis 6 cm dick) ermöglicht wird. Diese dünnen Fertigteile
s sind während des Transportes und der Montage vorübergehend in bei der Montage
von Dachschalen bekannter Weise mit Stahlträgern 10 ausgesteift, so daß unzulässige
Verformungen und Beanspruchungen vermieden werden. Die Verbindungen zwischen den
Fertigteilen s und den Stahlträgern 10 werden jedoch nicht, wie üblich, mit Schrauben,
sondern erfindungsgemäß mit Hilfe von Spannschlössern 8 hergestellt. Zu diesem Zweck
werden an geeigneter Stelle in den Fertigteilen s Rundstähle 7, die vorwiegend $
oder 10 mm stark sind, mit herausragenden Enden einbetoniert. An den Enden dieser
Rundstähle 7 werden die Spannschlösser 8, wie bei der Herstellung von Holzschalungen
üblich, angebracht und durch Holz-oder Stahlteile 9 mit den Stahlträgern 10 verbunden.
Dadurch werden die teuren Schrauben vermieden, und es wird ein schnelles Arbeiten
ermöglicht.