DE1559174A1 - Bauelement aus Stahlbeton zum Erstellen von vieleckigen Behaeltern unterschiedlichen Aufnahmevermoegens - Google Patents

Description

• Bauelement aus Stahlbeton zum Erstellen von vieleckigen Behältern unterschiedlichen Aufnahmevermögens Die Ärfindungg betrifft ein Bauelement aus Stahlbeton mit schlaffer Armierung zum xurstellen von vieleckigen Behältern unterschiedlichen Aufnahmevermögens fUr Flüs- sigkeiten oder Schüttgüter aller Art.
• Derartige Bauelemente sind schon seit längerer Zeit bekannt, da sich die Fertigteilbauweise, insbesondere im Behälterbau, wo ja die Ortbetonausführung besonders viel Holz für Rüstung und Schalung erforderty bereits bestens bewährt hat. Gegenüber üblichen Bauwerken muß jedocli beim Behälterbau darauf geachtet werden, daß der u.U. recht beträchtliche Innendruck durch entsprechende lef3nahmen aufgenommen wird. Der einfachste Aufbau eines kreierunden Behälters ergibt sich dadurch, daß vorgefertigte Stahlbetonringe verschiedener Höhe unter Zwischenlegen einer Dichtungsmasse aufeinandergesetzt werden. Dies ist jedoch schon aus Transportschwierigkeiten nur fär Silos kleinen Durchmessers möglich. Behälter dieser Art können als monolithisch angesehen werden, da sie in der Vertikalen keine Verbindungsstöße aufweisen.
• Größere Behälter in Fertigteilbauweise müssen auch horizontal aus Einzelteilen zusammengesetzt werden. Dabei ist es Ublich, zylindr-Ische Behälter aus Betonfertigteilen aus kleinen bis großforniatigen Teilen zUORM nzufügen. Die erforderliche hingzugbewehrung wird bei Bauelementen von gerlinger Höhe während dem Versetzen eingelegt oder nachträglich um den fertigen'.Behälter aus kleinbis großformatigen Bauteilen gespannt und rostgeschützt. Auch werden die Fertigteile nachträglich in zwei oder mehreren, in der Ringwandung angeordneten horizontalen Ortbetonankern vertikal gehalten bzw. verspannt. flei', eckige Behälter aus Betonfertigteilen werden zumeist aus ebenen Wandtafeln mit eingeformter bewehrung mit herausstehenden Schlaufen oder Haken hergestellt. Dabei sind zur Aufnahme der Biegemomente bzw. Ringzugkräfte vertikale und horizontale Ortbetonbalken mit entsprechender Bewehrung innerhalb der Behälterwandung erforderlich.
• Als Nachteil oben angeführter Beispiele lassen sich anführen: a) zylindrische Behälter Die erforderlichen FormstÜcke müssen jeweils dem Behälterdurchmesser angepaßt sein, so daß für Behälter von verschiedenem Aufnahmevermögen und Durchmesser jeweils besondere Formen verwendet werden müssen.
• b) Vieleckige Behälter aus ebenen,Wandtafeln Vieleckige Behälter haben den Nachteil, daß der Kräftefluß kompliziert ist, daher die entsprechenden konstruktiven Besonderheiten schwierig zu beherrschen sind und damit der Bau unwirtschaftlich wird.
• Ein Optimum hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Einfachheit in der Herstellung ergibt sich dann, wenn sämtliche einzelnen Bauelemente eines Behälters, abgesehen von der Gründung und der Abdeckung,gleich bzw. mit einer Form herzustellen und ohne Schwierigkeiten zu montieren sind, und wenn außerdem die den Innendruck aufnehmendeArmierung bereits bei der Fertigung eingearbeitet und gegenseitig einfach zu verbinden ist. Diese Bedingungen müssen außerdem für Behälter untere chiedlichsten Aufnahmevermögene und unterschiedlicher EinfUllgüter erfÜllt aein.
• Nach der Erfindung wird dieses Optimum bei einem Bauelement aus Stahlbeton mit schlaffer Armierung zum Erstellen von vieleckigen Behältern unterschiedlichen Aufnahmevermögens für 1Flüsaigkeiten oder Schüttgüter aller Art dadurch erreicht, daß das Bauelement im liorizontalechnitt ein Trapez bildety dessen Winkel zwischen jeder Seite und der größeren Grundlinie kleiner sind als der halbe Eckwinkel des Vielecksq wobei die größere Grundlinie des Trapezes gleich der Breite einer äußeren Vieleckseite ist, daß die in das Bauelement eingelegte horizontal angeordnete Bewehrung in einem, für alle Behälter gleichen Abstand #e4 von der durch die größere Grundlinie und die Seiten gebildeten Kante aus dem Bauelement heraustrittp und daß die Bewehrung als KreiastUak eines, durch alle in einer Ebene liegenden Auotritteotellen der Bewehrung aus den zusammengefügten Bauelementeh hindurchgehenden Xreiaen geformt ist.
• Die erfindungegemäßen Bauelemente können in beliebigor An- zahl nebeneinander auf den vorbereiteten Boden eines Be- hältern gentpllt und miteinander verbunden werd4a. 24 in$ möglich, deren Höhe hierbe-i bereits so groß zu wählen, daß ein Aufsetzen weiterer Bauelemente nicht notwendig ist. Die Höhe ist lediglich durch die Transportmöglichkeit begrenzt. Es lassen sich demnach sowohl im Durchmesser großeg niedere Behäiter, beispielsweise zur Abwasserreinigungt erstellen, als auch hohe turmartige ßehälter, wie sie in der Landwirtschaft öfter verwendet werden. Bei der Fertigung der Bauelemente ist lediglich darauf zu achten, daß die horizontal angeordnete Bewehrung mit dem richtigen Durchmesser und der richtigen, der Breite des Bauelements entsprechenden Länge eingelegt wird. Dieser Durchmesser kann ohne Schwierigkeiten und jederzeit reproduzierbar auf entsprechenden Stahlbiegemaschinen eingestellt werden, wodurch die Fertigung der einzelnen Bauelemente äußerst einfach ist. Die äußere Gestaltung der Bauelemente kann unabhängig von der Behältergröße immer gleichbleibend gewählt werden; es iat lediglich dafUr zu sorgeng daß in die gleichbleibende äußere Bauelementenform das horizontal liegende Bewehrungseisen mit dem Du.rchmesser des zu erstellenden Behälters eingelegt wird. Zur Erhöhung der pastIgkeit kann eelbstverständlich auch eine vertikale Armierung vorgesehen aeine die bei gz.?oßen Elementen in eine auolaufen küain, Wird letztlIch noon Winkel dor zur bei allen Behä:L-bergrößen gleich und geringfügig kleiner als der halbe Eckwinkel des Vielecks des kleinstmöglichen Behälters ausgebildetg so liegt auch noch dieser Winkel eindeutig fest. Dadurch, daß diese Winkel kleiner sind als der halbe Ickwinkel der möglichen Vieleckei klaffen die nebeneinander stehenden Kanten der einzelnen Bauelemente zum Inneren des Behälters auf. Damit ist aber die Möglichkeit gegeben, die einzelnen horizontalen BewehrungeBtäbe kraftechlüseigg beispielsweise durch Verschweißen, Verschrauben oder Verkeilen zu verbinden und anschließend diese Nahtetelle mit einem Schalbrett zu schließen und mit Vergußbeton von gleichem Kornaufbau, gleichem Zementgehalt und gleichem Waseerzementfaktor wie das Bauelement selbst zu füllen und zu verdichten. Nach Pertigetellung des Behälters kann daher die Behälterwand wegen der kraftschlüssigen Verbindung der horizontalen Bewehrung undder Naterialgleichheit des BetonB als ein monolythiechen Gebilde angesehen werden, ähnlich wie ein aus Kreisringen zusammengesetzter Behälter.
• Um die Fertigung noch weitgehender zu vereinfachen, wird nach der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß die horizontalen Abmessungen eines Bauelementes für alle Behältergrößen gleich und gleich den Abmessungen eines Bauelementes für einen Behälter mittlerer Grundfläche ist. Bei der Erfindung wird davon ausgegangeng daß kleine und kleinste Behälter aus vorgefertigten kreisringförmigen 'Teilen aufgebaut oder mit entsprechenden Steinen gemauert werden. Erst ab einer gewissen Behältergröße ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Bauelemente sinnvoll. Daher ist es auch angebracht, bei einer zum Erzielen eines etwa zylindrischen Innenraumes des Behälters vorgesehenen kreisförmigen Ausbuchtung der nach innen weisenden Seite der Bauelemente diese kreisförmige Ausbildung für alle Behältergrößen gleichmäßig und zwar dem Durchmesser einer mittleren Behältergröße anzupassen. Die dadurch hervorgerufene Abweichung von der Zylinderform ist in der Praxis durchweg vernachlässigbar. Es kann daher auch auf die kreisförmige Ausbildung verzichtet und der Kreis durch Bein Polygon ersetzt werden.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Gesamtwandstärke in der Mittelsenkrechten des Bauelementes, die sich aus der Strecke zwischen horizontal liegender Bewehrung und Außenfläche und dieser Bewehrung und Innenfläche zusammensetzt, für alle Behältergrößen gleich und mindestens so groß, daß je nach Betongüte und Stahleinlage die verbleibende Wandstärke zwischen Innenfläche und Bewehrung bei einem größtmöglichen Behälter die Bewehrung genUgend überdeckt und der zu erwartenden Beanspruchung standhält, und die restliche Wandstärke zwischen Bewehrung und Außenfläche ausreicht# um die Bewehrung bei einem kleinstmöglichen Behälter aufzunehmen und ebenfalls genügend zu überdeak-en* Weiterhin ist die Mindestwandstärke in der Mittelsenkrechten des Bauelementes durch die zu erwartende Beanspruchung festgelegt. Damit liegen sämtliche geometrischen Maße des Bauelementes eindeutig fest. Die äußeren Abmessungen sind vollkommen gleich, ob es sich nun um im Durchmesser kleine oder große Behälter handelt. Lediglich die horizontal liegende Bewehrung ändert sich mit dem Behälterdurchmesser und bildet im Inneren der Bauelemente bei zusammengefügtem Behälter einen geschlossenen KreiB, der befähigt iBtp die auftretenden Ringzugkräfte einwandfrei aufzunehmen. Damit ist nicht nur ein Optimum hinsichtlich Druck- und Standfestigkeit erzielt, sondern auch die Herstellung und Montage derartiger Behälter wesentlich vereinfacht.
• Bewährt hat es sich, bei einer derartigen Ausbildung der Bauelementeg daß die senkrechten Seitenwände so geformt werden, daß die zusammengestellten Bauelemente zwischen sich einengzur Innenseite des Behälters weisendeng die Enden der horizontalen Bewehrung in sich aufnehmenden senkrecht verlaufenden bilden. Dadurch wird, gleichgültig, ob es sich um ir,-- Durchmesser große oder kleine ijehälter handelt, Raung. frei zum einwandfreien Verbinden der horiÄzontal liogonden Bewehrung und Platz Z; geschaffen fär den Vergußbetong dor wegen der Größe des Kanals gen-au so wie die Baueleraeii-'-ce b ausg pführt U werden kan n. G 1 e i oh ze i t ig e --,-g i b t s --, oh ii o c"-n- f2 J c- g 1 i n- hk e i t die Verschalung so auszubildeng daß ilach dem Tiergießen eine senkrecht verlaufende Au-."spz-rung die es erlaubt, nach Fertigstellen des Behälters Bohlenwände zum Abteilen des Innenraums einzusehieben. Selbstverständlich können. wie an sich bekanntt die senkrecht verlaufehden Stoß-fugen den einzeinen Bauelementen vor dem Vergießen einer dauerelastischen Masse verbunden, werden. Dadurch is-# jeder Gefahr einer Undichtheit des Behälters vorgebeugt.

  ,i,#"bgesehen von den bis jetzt aufgezeigten Vorteiler.

  d i EN 23 8 11 un 9 e ines Behälters Clen c-2-.

  auch hirAsichtl-ic-i'i#i z-weck-

  m-Ittels durch-

  del-81-1 eGrrLmdlillie lind

  ,so daß für verschiedene Behälterdurchmesser nur eine einzige verstellbare, die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit gleichbleibender Grundlinie und veränder-

  licher Höhe aufweisende

  benötigt wird.

  Auf der Zeichnung ist ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 das erfindungsgemäße Bauelement in der Ansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 19 Pig. 3 eine Seitenansicht, Fig. 4 eine Draufsicht auf den fertigen Behälter, Pig. 5 im Detail die Stoßstelle.zweier Bauelemente in der Draufsicht und Fig. 6 die Darstellung einer Stoßstelle mit eingetragenen Winkeln.
• In der Ansicht des Bauelementes 1 ist die horizontal(2) und vertikal(3) liegende Bewehrung 2, 3 erkennbar. Die vertikal liegende Bewehrung 3 kann oben in Montageösen 9 auslaufen, was insbesondere bei hohen (langen) Bauelementen 1

  für deren Montage wichtig ist. Die Ansicht ist in der Höhe

  des Bauelementes 1 gebrochen, da die Höhe zwar aus VereinfachungsgrUnden bei der Fertigung gleichmäßig fUr alle Behälter gewählt werden kann, da es jedoch zweckmäßig sein dürfte, sie so großgwie es aus TransportgrUnde#a möglich ist, zu wähleng um horizontale 'Verfugungen zu vermeiden. In Figur 2 ist der Horizontalschnitt nach der Linie II-II der Pigur 1 dargestellt. Hier ist deutlich die Lage der horizontalen Bewehrung 2 erkennbar, die als Kreisstück in dem im Horizontalschnitt trapezförmigen Bauelement 1 liegt. Die größere Grundlinie 10 dieses Trapezes ist vollkommen eben. Die kleinere Grundlinie 11 ist nach inneng zur Anpassung der Bauelemente an eine möglichst zylindrische Innenwandungg leicht eingebuchtet. Die Seiten 12 des Bauelementes 1 sind zur Innenseite des Behälters hin so geformt (4), daß sich, wie auf den Fig. 4 und 5 deutlich erkennbar, ein senkrecht verlaufender Kanal 5 bildet, der bei der Montage des Behälters mit Vergußbeton ausgefüllt wird. Die Verbindung der horizontalen Bewehrung 2 ist in Fig. 5 beispielsweise durch Verschweißung angedeutet. Die Stirnseiten der Bewehrung 2, die sich bei aneinandergefUgten Bauelementen 1 gegenüberstehen, werden durch Laschen 6 erfaßt und mit ihnen verschweißt. Damit werden die im fertigen und gefüllten Behälter entstehenden Ringzugkräfte in den horizintalen Bewehrungseisen 2 einwandfrei weitergeleitet. Zum Vergießen des Kanals 5 mit Vergußbeton wird eine Schalung 7 vorgesehen, die in der Mitte des Kanals 5 eine Erhöhung 8 aufweisän kann, durch die nach Entfernen der Schalung 7 eine senkrecht verlaufende Führung zum Einschieben von Trennwänden gebildet wird. Das Maß a gibt den Abstand d,es Austrittpunkts A der Ringzugbewehrung 2 aus dem Fertigteil 1 von der durch die Außenfläche und die Seiten 12 .der Bauelemente 1 gebildeten Kante K an und ist für aämtliche Behältergrößen immer gleich. Damit ist es möglich, die vorgebogenen Bewehrungseisen 2 in eine Vorrichtung einzulegen und somit deren Lage immer exakt zu bestimmen. Daher bilden die Bewehrungs-Kreiastücke 2 immer Teile eines exakten Kreises D A , womit es auch möglich istg sie entsprechend der Kreisform miteinander zu verbinden. Nur dadurch aber können günstige statische Systemannahmen für die Bemessung der Behälter getroffen werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche CD- Bauelement aus Stahlbeton mit schlaffer Armierung zum Erstellen von vieleckigen Behältern unterschiedlichen Aufnahmevermögens fUr Flüssigkeiten oder SchUttgUter, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement #1) im Horizontalschnitt ein W) Trapez bildetg dessen Winkel (ß) zwischen jeder 2eite und der größeren Grundlinie (10) kleiner sind als der halbe Eckwinkel des Vieleckesq wobei die größere Grundlinie (10) des Trapezes gleich der Breite einer äußeren Vieleckseite ist, daß die in das Bauelement (1) eingelegte horizontal angeordnete Bewehrung (2) in einemg für alle Behälter gleichen Abstand (a) von - der durch die größere Grundlinie (10) und die Seiten (12) gebildeten Kante (K) aus dem Bauelement (1) heraustrittg und daß die Bewehrung (2) als Freisstück eines, durch alle in einer Ebene liegenden Austrittsstellen (A) der Bewehrung (2) aus den zusammengefUgten Bauelementen (1) hindurchgehenden Kreises (D.) geformt ist.
2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ß) zwischen den Seiten und der größeren Grundlinie (10) bei allen Behältergrößen gleich und geringfügig kleiner als der halbe Eckwinkel des Vielecks des kleinstmöglichen Behälters ist. 3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten #eitenwände (12) so geformt (4) sind, daß die zusammengestellten Bauelemente (1) zwischen sich einen die Enden der horizontalen Bewehrung (2) 'in sich aufnehmenden nach innen weisenden, senkrecht verlaufenden Kanal (5) bilden. 4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 39 dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Grundlinie (11) des Trapezes dem Innendurchmeaser des Behälters entsprechend etwa kreisförmig ausgebildet ist. 5. Bauelement nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, daß die etwa kreisförmige Ausbildung fÜr alle Behältergrößen gleichmäßig und gleich dem Durchmesser einer mittleren Behältergröße ist. 6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 biß 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine horizontalen Abmessungen für alle Behältergrößen gleich sind. 7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine horizontalen Abmessungen gleich den Abmessungen eines Bauelementes (1) für einen Behälter mittlerer Grundfläche sind. 8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtwandstärke in der Mittelsenkrechten des Bauelements (1), die sich aus der Strecke ( Y ) zwischen horizontal liegender Bewehrung (2) und Außenfläche und dieser Bewehrung (2) und Innenfläche zusammensetzt, für alle Behältergrößen gleich und mindestens so groß ist, daß je nach Betongüte und Stahleinlage die verbleibende Wandstärke (x) zwischen Innenfläche und Bewehrung (2)-bei einem größtmöglichen Behälter die Bewehrung (2) genügend überdeckt und der zu erwartenden Beanspruchung standhält und die restliche Wandstärke (y) zwischen Bewehrung (2) und Außenfläche ausreicht, um die Bewehrung (2) bei einem kleinstmöglichen Behälter aufzunehmen und ebenfalls genügend zu überdecken. g. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der horizontalen Bewehrung (2) so aisgebildet sind, daß sie in an sich bekannter Weise kraftschlüssig verbindbar sind. Aufstelluna der Bezugszeichen Bezuge- enthalten in Benennung zeiahen Figur 1 19 4 Bauelement 2 192939495969 horizontal liegende Bewehrung' 3 1 92 vertikal to 4 2 Formung der Seiten 5 495 Kanal 6 5 Laschen 7 5 Schalung 8 5 Erhöhung 9 1 Montageösen 10 2949596 größere Grundlinie 11 2949596 kleinere of 12 296 Seiten der Bauelemente OL 6 halber Eckwinkel des Vielecke ß 6 Winkel zwischen Seite und größerer Grundlinie A 29596 Austrittestelle K 29596 Durch Seiten und größere Grundli- nie 10 gebildete Kante DA 496 Durchmesser des Kreises durch die Punkte A 296 Abstand von Kante K zu Austritts- stelle A x 294 Wandetärke nach innen y 294 außen