DE1609310A1

DE1609310A1 - Gewoelbekonstruktion und Verfahren zu deren Errichtung

Info

Publication number: DE1609310A1
Application number: DE19661609310
Authority: DE
Inventors: Fink Albert Adin
Original assignee: GENERAL CONVEYOR Inc OF NORTHERN CALIFORNIA
Current assignee: GENERAL CONVEYOR Inc OF NORTHERN CALIFORNIA
Priority date: 1965-03-11
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1969-11-06
Also published as: GB1138659A; US3417520A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Baukonstruktionen, und sie betrifft insbesondere Öewölbekonstrüktionen yon großen Abmessungen. Eine besonders vorteilhafte Anwendbarkeit der Erfindung ist in fällen gegeben, in denen es erforderlich ist/ große Mengen von Rohmaterialien geschützt zu lagern, ferner ist die Erfindung bei Bauwerken der verschiedensten Art anwendbar, z.B. bei Theatern, Stadien, Kongreßhallen und PabrikhallenV ■

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine neuartige und verbesserte y-ewölbekonstruktion vorzusehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, neuartige und-verbesserte ^verfahren -zum Errichten von ,Gewölbekonstruktionen vorzus.eh.en, insbesondere zur Anwendung bei G-ev/ölbekonstruk— tionen von großen Abmessungeno ' ;

lerner sieht die Erfindung eine neuartige und verbesserte Gewölbekonstruktion vor, die ohne Zuhilfenahme von Gerüsten oder anderen Hilfsstützeh aufgestellt; werden kann,

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Weiterhin sieht die Erfindung eine neuartige und verbesserte Gewölbekonstruktion vor, die große Lasten aufnehmen kann, ohne daß es erforderlich ist, Unterstützungen im Inneren der Gewölbekonstruktion vorzusehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen und verbesserten Gewölbekonstruktion, die mit solchen Abmessungen hergestellt werden kann, daß sie eine grofle Fläche, z.B. in der Größenordnung eines fufiballplatzes, über·* deckt, ohne daß man zur Erriohtung der Konstruktion Gerüste oder andere innere Tragkodetruktionen benötigt, und wobei die Gewölbekonstruktion im fertigen Zustand selbsttragend ist.

Ferner sieht die Erfindung ein neuartiges und verbessertes Rippenaggregat zur Verwendung bei der Errichtung einer Gewölbekonstruktion vor*

/ Weiterhin sieht die Erfindung ein neuartiges und verbessertes Rippenaggregat der genannten Art vor, das gegenüber Torsionsbeanspruchungen sehr widerstandsfähig ist.

Weiterhin sieht die Erfindung ein neuartiges und verbessertes Verfahren zum Zusammenbauen eines gekrümmten Hippenaggregats vor, das bei der Errichtung einer Gewölbekonstruktion verwendet werden kann,,

Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Gewölbekos ntrukt ionen, deren Durchmesser etwa 45 m überschreitet, die Anwendung des erfindungsgemäßen Aufstellungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Konstruktion zu Kosteneinsparungen in einem solchen Ausmaß führt, daß die Konstruktion billiger wird als alle bis jetzt bekannten vergleichbaren Konstruktionen.

Weitere: Einzelheiten und "Vorteile der Erfindung ergeben siah aus der folgenden Beschreibung eines Äusführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.

!ig. 1 zeigt in einem; senkrechten Schnitt eine teilweise fertiggestellte Gewölbekons.truktion.nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine verkürzte Seitenansicht eines neuartigen und verbesserten vorgefertigten Rippenaggregats, das bei der Herstellung einer Gewölbekonstruktion nach Fig» f-verwendet wird.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2. _Λ ;

Fig. 4 zeigt im Grundriß einen sogenannten Laternenring fü~ e ne erfindungsgemäße Gewölbekonstruktion.

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt längs,der Linie 5-5 in Fig. 4. - .■;..-,..

Fig.- 6, 7 und 8 veranschaulichen jeweils in einer Teilansicht des unteren Endes einer Rippe nach Fig. 2 Einzelheiten der Verankerungsmittel.und lassen das Verfahren erkennen, mittels deren die an der Basis auftretenden Momente während des Ein— bauens eines Rippenaggregats beseitigt (releasing) werden.

Fig» 9 zeigt in einem senkrechteh Schnitt eine erfindungsgemäße Gewölbekonstruktion, deren Errichtung im Vergleich .zu Fig. 1 weiter fortgescüritten ist.

iVie schon erwähnt, betrifft die Eriindung in erster Linie die ^erüstkonstruktion eines Bauwerks der Gewölbebauart, und

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die Erfindung sieht ein neuartiges vorgefertigtes Hippenaggregat vor, das die Durchführung des erfindungsgemäßen Errichtungsverfahrens ermöglichte

Gemäß den Zeichnungen umfaßt die insgesamt mit 1 bezeichnete Gewölbekonstruktion mehrere gekrümmte Rippenaggregate 3» die so angeordnet sind, daß ihre unteren Enden von Basissäulen 5 getragen werden, die längs der Basislinie der Gewölbekonstruktion in Umfangsabständen verteilt sind. An ihren unteren Enden sind die gekrümmten Rippenaggregate durch Bauglieder 9 miteinander verbunden, die sich so von einem Rippenaggregat oder Träger zum nächsten erstrecken, daß sie zusammen einen auf Zug beanspruchten Ring 11 bilden.

An über die Länge der Rippenaggregate in Abständen verteilten Punkten verbinden entsprechende Bauglieder 13 die Rippenaggregate miteinander, um dem beschriebenen Ring 11 ähnelnde Ringe zu bilden. Diese Ringe haben unterschiedliche Durchmesser, wobei sich ihr Durchmesser jeweils nach der Höhe richtet, in der sie oberhalb des Erdbodens an den.Rippenaggregaten befestigt sind. Zwischen benachbarten Ringen 13 sind jeweils ähnliche Bauglieder von leichterer Konstruktion vorgesehen, die sogenannte Pfetten 15 bilden und dazu dienen, die Außenhaut der fertigen Konstruktion abzustützen.

Von besonderer .Bedeutung für die üriindung ist axe Tatsache, daß jedes der vorgefertigten Rippenaggregate 3 so ausgebildet ist, daß es Torsionsbeanspruchungen standhält und gleichzeitig in der Lage ist, als Bestandteil der fertigen Konstruktion eine Last aufzunehmen.

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Dies ist teilweise darauf-zurückzuführen, daß die Rippenaggregate 3 durch die waagerechte Ringe "bildenden Bauglieder 13 miteinander verbunden sind. Wird eine Last auf den Scheitelteil '. der GewÖlbekonstruktion, aufgebracht, so ist .eine-solche Last bestrebt, die oberen Enden der Rippen nach unten durchzubiegen« Diesem Moment wird durch die oberen kreisrunden Ringe entgegengewirkt, die der hierbei auftretenden Druckböanspruchung einen Widerstand entgegensetzen. Gleichzeitig ist die erwähnte last bestrebt, die unteren Enden der Rippenaggregate nach außen durch-, ' zubiegen, doch wird dieser Tendenz dadurch entgegengewirkt,,daß . diff unteren kreisrunden Ringe auf Zug beansprucht werden, Die ·:

Binge 13 dienen ferner dazu, die gekrümmten Rippenaggregate ab-. j

0-ustlitzen und ein seitliches Ausknicken d^r.Rippenaggregate_; zu I verhindern· . . : ■. . ^;V . . .. , . ■.;..*■- . · {

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Damit die Rippenaggregat.e mit möglichst geringen, Kosten \ hergestellt werden können, werden jeweils zwei flexible Rippen- : glieder 21 verwendet, deren Flexibilität so gewählt ist, daß Jedes dieser Rippenglieder dann, wenn es in der Mitte zwischen seinen Enden angehoben wird,- bestrebt ist, sich kreisbogenförmig durchzubiegen, und zwar im wesentlichen entsprechend der Umrißform der zu errichtenden Gewölbekonstruktion. Es sei jedoch

bemerkt, daß man ebenso gut Träger aus Spannbeton oder aus .

Schichten aufgebaute Träger verwenden könnte« ■ . '

^P .Es stehen gewalzte karialförmige TrägerprOfile der .benötig«-'

o-, ten Länge zur Verfügung-.,-""; deren Flexibilität den-vorstehend-ge-

ο nannten"Erfordernissen'■ entspricht^ Beim ersten 'Arbeitsschritt

zur Herstellung eines Rippenaggregats werden zwei-solche Träger oder Profile kreisbogenformig gekrümmt,.was .ohne großen. Kraftaufwand möglich ist, und mit Hilfe.einer Schablone oder'einer

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sonstigen Vorrichtung werdet die beiden Profile im wesentlichen parallel bzw. in einem gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet in diesem gekrümmten Zustand werden die Profile dadurch stabilisiert, daß man sie längs ihren benachbarten,Kanten so miteinander verbindet, daß ein starres Rippenaggregat mit einem KastencLUfcrschnitt entsteht, dessen Krümmung der Krümmung der herzustellenden Gewölbekosntruktion entspricht. Bin solcher gekrümmtsr Kastenträger setzt Torsions*- oder Verdrehungsbeanspruchungen einen erheblichen Widerstand entgegen^ diese, Eigenschaft ist für die Anwendung des erfindungsgemäfien Verfahrens zum Errichten einer Gewölbekonstruktion von große*¹ Bedeutung,

Um die erwähnten Rippenteile so miteinander zu verbinden, daß man ei$en gekrümmten Kastenträger erhält, werden die Rippenglieder vorzugsweise auf beiden Seiten durch Winkelprofile 25 miteinander verbunden, wie man sie auch bei Brückenkonstruktiönen und ähnlichen Konstruktionen verwendet; die Winkelprofile 25 werden mit den Iiärigsgliedern der Rippen vorzugsweise verschweißt. An in Abständen verteilten Punkten kann man zusätzlich Verbindungsglieder 27 vorsehen, die sich rechtwinklig zur Achse der Rippenglieder erstrecken, wobei der Hauptzweck dieser Maßnahme darin besteht, ein starres kastenförmiges Rippenaggregat herzustellen.

An seinem unteren Ende wird jedes Rippenaggregat.auf geeignete Weise so ausgebildet, daß es fest mit der zugehörigen Tragsäule 5 verbünden werden kann, während am oberen Ende jedes Rippenaggregats Mittel vorgesehen werden, die es ermöglichen, eine feste und starre Verbindung mit dem Laternenring 13 herzustellen. 909845/0665 ORIGINAL INSPECTED

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein vieleckiger Laternenring vorgesehen, dessen leiten durch gerade Rohrabschnitte gebildet werden.

Einige Rippenaggregate werden mit den Ecken des Laternen— rings 13 verbunden, während andere Rippenaggregate art Punkten befestigt werden, die in der Mitte zwischen den Enden der geraden Seiten des Laternenrings liegen; in beiden Fällen können die Verbindungsmittel eine allgemein dreieckige Platte 33 umfassen, welche den Laternenring an der Befestigungsstelle umschließt und an ihrer Basis mit einem Befestigungsflansch 35 versehen ist, der durch Schrauben mit dem oberen Ende des zugehörigen Rippenaggregats verbunden werden kann.

Die Platte 33 wird durch sich seitlich nach außen er- ; strackende Versteifungsteile 37 verstärkt, die sich von dem Befestigungsflansch 35 aus so erstrecken, daß ihre Vorderkanten dem Laternenring benachbart sind. Die Platten 33 und die Versteif ungsteile 37 können längs der betreffenden Kanten mit dem Laternenring verschweißt werden.

Das in der vorstehend beschriebenen Weise vorgefertigte Rippenaggregat, das als Bestandteil der fertigen Gewölbekonstruktion eines große Last aufnehmen kann, und das eine große co Widerstandsfähigkeit gegen Torsions- und Verdrehungsbeanspruchun,- *° gen aufweist, ermöglicht die Anwendung eines neuartigen Verfah- ^₁ rens zum Errichten von Gewölbekonstruktionen,; bei diesem Verfah— ο ren ist es nicht erforderlich, irgendwelche Hilfskonstruktionen ⁰^ wie Gerüste, Türme und dergleichen zu verwenden, auf deren Veriwendung bei der Errichtung großer Konstruktionen diener Art bis 'ig'tz-t nicht verzichtet werden konnte; ein besonderes Merkmal

der Erfindung besteht darin, daß sich das neuartige Verfahren bei Grewölbekönstruktionen von besonders großen Abmessungen anwenden läßt.

Bei dem erfindung'sgemäßen "Verfahren werden transportable Kräne verwendet, die außerhalb der zu errichtenden Konstruktion aufgestellt werden* Während der Laternenring mit den Mitteln zum Befestigen der Rippenaggregate mit Hilfe eines Krans hochgezogen und in die Lage gebracht wird, die &er als Bestandteil der fertigen Konstruktion einnehmen soll, wird ein weiterer Kran dazu - benutzt, eines der Rippenaggregate zu heben und es in seine endgültige Lage zu bringen, wobei sein unteres Ende auf der zugehörigen Stiitzsäule 5 ruht, an der es verankert wird, und wobei das obere Ende des Kippenaggregats mit den zugehörigen Verbindungsmitteln an dem Laternenring verschraubt wird.

Ein solches Anheben eines Rippenaggregats, insbesondere eines eine erhebliche Länge aufweisenden Rippenaggregats, wird nur dadurch ermöglicht, daß das Rippenaggregat eine große Widerstandsfähigkeit gegen Torsions- oder Verdrehungsbeanspruchungen aufweist und außerdem eine große Biegefestigkeit besitzt·

Während der Laternenring von dem zuerst erwähnten Kran in seiner Einbaulage gehalten wird, werden weitere Rippenaggregate eingebaut, bis eine einfache stabile Basisrahmenkonstruktion ο

^ entstanden ist, woraufhin der zum Anheben des Laternenrings be- nn nutzte Kran entfernt werden kann, um einer anderen Verwendung zugeführt zu werden.

Um eine stabile Basisrahmenkonstruktion zu schaffen? werden mindestens drei Rippenaggregate benötigt; zu diesem Zweck kann man zuerst'zwei Rippenaggregate so aufstellen, daß sie

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einen Bogen bilden, woraufhin dieser Bogen durch ein mittleres Rippenaggregat abgestützt wird} jedoch ist es auch möglich, drei Rippenaggregate etwa in Winkelabständen von 120^ö anzuordnen. . '■''- '

Sobald diese stabile G-rundrahmenkonstruktion errichtet worden ist, kann man die übrigen Rippenaggregate in der beschriebenen Weise z.B. mit Hilfe von Kränen einbauen, und sobald sämtliche Rippenaggregate eingebaut sind, kann die G-ewölbekonstruktion in der üblichen Weise fertiggestellt werden*

Damit die unteren Enden der Rippenaggregate verankert werden können, ist jede Basissäule 5 an ihren Ecken mit eingegossenen Ankerbolzen 47 versehen, deren Anordnung zur Anordnung von löchern in Ankerplatten 49 am Fuß jedes Rippenaggregats paßto ~Wenn die Basisplatte zwischen Muttern 51 und 55* auf jedem Anker-'bolzen 47 eingespannt und das Rippenaggregat mit dem laternenring 13 verbunden ist, kann sieh ein Drehmoment in dem Rippenaggregat entwickelt haben, so daß die Konstruktion durch Momente beansprucht wird.

TJm diese Beanspruchungen bzw· Spannungen zu beseitigeiij werden die Verankerungsmittel dadurch entspannt, daß man mehrere Beilegstücke 57 zwischen der Ankerplatte 4-9 und der Baeieaäule 5 vorsieht, woraufhin die Muttern unterhall) und oberhalb der Ankerplatte zurückgedreht werden, damit die Beilegstückt Last aufnehmen können, wobai sioh das Hippenaggregat tut Beilegstücken drehen kann, um sich von den Momentspannungen zu entlasten. Nachdem sich das Rippenaggrefiat eelbeffcltif eingestellt hat,werden die Muttarn wieder gegen die Ankerplatte

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• festgezogen, und danach wird der Raum zwischen der Abkerplatte und der Basissäule 5 mit Mörtel vergossen, um die Verankerungsverbindung zwischen dem Rippenaggregat und der Basissäule zu stabilisieren.

Wie schon erwähnt, ist die Erfindung von besonderer Bedeutung bei der Errichtung von Gewölbekonstruktionen von sehr großen Abmessungen, deren Höhe etwa 30 m überschreiten könnte. Wenn derart große Konstruktionen errichtet werden sollen, besteht die Gefahr, daß die erforderliche Länge der Rippenaggregate so groß wird, daß es nicht mehr möglich ist, vollständige Rippenaggregate zu transportieren; daher sieht die Erfindung für solche Fälle vor, die Rippenaggregate in Abschnitte zu unterteilen, deren Länge einen Transport mit den üblichen Mitteln ermöglicht.

Bei Gewölbekonstruktionen, die keine kreisrunde Grundrißform haben, sondern eine erhebliche Länge im Vergleich zur Breite besitzen, kann man jeden Endabschnitt als eine Hälfte einer kreisrunden Konstruktion betrachten; hieraus ist ersichtlich, daß sich die Erfindung auch bei solchen langgestreckten Konstruktionen anwenden läßt.

Di« erfindungageaife Gewölbekonetruktion ermöglicht es, beispielsweise Schüttgut Über eine Öffnung in das Innere der Konstruktion eißiufU&ren, wobei diese Öffnung τοη des Laternen- *iiif im Beheitel de» 9e«tl»e· uageben wir«". l>i# ftilasttMfetlctit der Gewölbekonstrulffcio» ermöglicht es in diesem Fall, da· obere Inde einer iua ItUlen deiIn&enraip· dienenden för^^reinriehtueg «it Hilft Ur Konstruktion izt Ur lih· dtr fUXiIffnuns

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Es sei bemerkt, daß man bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen·

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Errichten einer G-ewölbekonstruktion, dadurch gekennz ei chnet , daß die oberen Enden von mindestens drei gekrümmten Rippen (3) an einem erhöht angeordneten Laternenring (13) befestigt werden, so daß diese Teile eine stabile Konstruktion bilden, und daß dann die zusätzlichen Bauglieder an dieser Konstruktion befestigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rippenaggregat (3) vorgefertigt wird, daß dieses Rippenaggregat so angehoben wird, daß es die Lage erreicht, die es bei der vorgesehenen Konstruktion einnehmen soll, daß das untere Ende des Rippenaggregats an einer Basissäule (5) verankert wird, daß das obere Ende des.Rippenaggregats mit dem Laternenring (13) verbunden wird, daß das Rippenaggregat dort, wo es an der Basissäule verankert ist, freigegeben wird, damit sich das Rippenaggregat selbst von den Momentspannungen entlasten kann, die sich während seines Einbaus entwickelt haben, und daß dann die Verankerungsverbindung stabilisiert wird.

3. Gewölbekonstruktion, die mit Hilfe eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 errichtet worden ist, gekennzeichnet durch waagerecht angeordnete, allgemein kreisrunde Ringglieder (13, 15), die mit den Rippenaggregaten (3) verbunden sind»

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4. G-ewölbekonatruktion nach Anöprucli 1 bie 3, dadurch,
g e k e η η ζ e i c h η β t „ daß die Rippen (3) öeweila zwei Rippenteile (21) umfassenj die im wesentlichen entspreciiend der Krümmung der zu errichtenden Gewölbekonstruktion gekrümmt und an ihren längskanten derart starr miteinander verbunden sind» daß sie ein Rippenaggregat bilden· :

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