DE1634364C - Gründung fur Gebäude, Gebäudeteile od dgl zum Schützen derselben gegen Zerstörung infolge heftiger Bewegungen ihrer Unterlage sowie Stutzkorper fur die se Gründung - Google Patents

Description

des Gebäudes od. dgl. meist ziemlich bedeutende Wellenlänge, z. B. ein- oder einige hundert Meter, haben. Selbstverständlich sind bei der Bemessung der Stützkörper auch diese Faktoren zu berücksichtigen, und es ist oft wünschenswert, daß die Stützkörper eine Dämpfung wenigstens einer kleineren Anzahl aufeinanderfolgender Bodenerschütterungswellen erlauben.

Vorzugsweise ruht jeder Stützkörper mit seiner unteren, verbreiterten Fußfläche auf einer reibungsvermindernden Zwischenlage auf der zugehörigen Gleitfläche. Dabei ist diese Gleitfläche gewöhnlich genau waagerecht und mit der Unterlage fest verbunden und übertrifft größenmäßig die Fußfläche so weit, daß sich der Stützkörper auf derselben mindestens etwa zehn Zentimeter und vorzugsweise mehr in allen Richtungen seitwärts bewegen kann. Selbstverständlich kann aber auch eine gemeinsame Gleitfläche für mehrere oder sämtliche Stützkörper angeordnet werden. Es ist besonders wichtig, daß die Seitenverschiebung der Stützkörper im Verhältnis zur Unterlage erfolgen kann, ohne daß das Gebäude od. dgl. dabei einer allzu großen waagerechten Beschleunigung ausgesetzt wird, und deshalb soll man für eine geringe Reibung zwischen der Fußfläche eines jeden Stützkörpers und der Gleitfläche sorgen, was besonders vorteilhaft durch die Verwendung einer bekannten reibungsvermindernden Zwischenlage aus einem Kunststoff, wie z. B. Polyamid, Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen od. dgl., erreicht werden kann. Derartige Kunststoffzwischenlagen verhindern nämlich wirksam die Entwicklung reibungssteigernder Korrosionserscheinungen und erfordern kaum irgendwelche Pflege. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, andere Zwischenlagen zu verwenden oder die Fußflächen der Stützkörper sowie die unterliegenden Gleitflächen aus irgendwelchem, aus der Maschinentechnik bekanntem Gleitlagermaterial herzustellen, wobei man durch fortlaufende Überwachung und Schmierung die, niedrige Reibung aufrechterhalten kann.

Weitere Merkmale der Stützkörper für die Gründung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachstehend mit Hinweis auf die Zeichnung ein Anwendungsbeispiel sowie einige Ausführungsformen der Stützkörper gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung der Gründung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine erste Ausführungsform eines Stützkörpers, teilweise im Axialschnitt und teilweise in Seitenansicht,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt durch den in F i g. 2 gezeigten Stützkörper nach der Linie III-III in der F i g. 2,

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform eines Stützkörpers, teilweise im Axialschnitt und teilweise in Seitenansicht,

F i g. 5 eine dritte Ausführungsform eines Stützkörpers, teilweise im Axialschnitt und teilweise in Seitenansicht, und

F i g. 6 eine vierte Ausführungsform eines Stützkörpers, ebenfalls teilweise im Axialschnitt und teilweise in Seitenansicht.

In der F i g. 1 ist ein verhältnismäßig kleines Gebäude 1 dargestellt, das von einer Mehrzahl säulenähnlicher Stützkörper 2 getragen ist, die miteinander identisch und so verteilt sind, daß sie je einen in der Hauptsache gleich großen Anteil der Gesamtbelastung tragen. Selbstverständlich kann das Gebäude 1 jede beliebige Größe haben, ebenfalls kann die Anzahl der Stützkörper 2 innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Statt eines ganzen Gebäudes kann auch ein Gebäudeteil, z. B. ein Schutzraumteil, in gezeigter Weise von Stützkörpern getragen werden, wobei dieser Teil am besten derart ausgestaltet wird, daß er keine belastungsübertragende mechanische Verbindung mit dem übrigen Gebäude und wenigstens eine beschränkte Bewegungsmöglichkeit gegenüber demselben hat. Außer bei Gebäuden und Gebäudeteilen läßt sich die Gründung gemäß der Erfindung mit gleichem Vorteil anwenden, um solche Konstruktionen, wie z. B. tragende Bühnen, Brücken, Befestigungswerke, industrielle Anlagenteile u. dgl., zu schützen.

Die zum Tragen des zu schützenden Bauwerkes verwendeten Stützkörper 2 können in vielerlei Weise ausgestaltet werden. Gemeinsam für sämtliche in Frage kommenden Stützkörper ist jedoch, daß sie aus Metallblech, ζ. B. Eisen- oder Aluminiumblech, in der Form hohler, plastisch verformbarer Büchsen ausgeführt sind, die mit ihrem Oberende an der Unterseite des Bauwerks befestigt sind und mit ihrem Unterende, welches eine verbreiterte Fußfläche bildet, mit geringer seitlicher Reibung auf je einer oder auf einer gemeinsamen Gleitfläche 3 ruhen. Außerdem weisen die Stützkörper Knick- oder Verformungszonen in ihren Mantelwänden auf, um einen kontrollierten Verformungsverlauf, bei dem die Knikkung eintritt, zu erzielen.

Jeder Stützkörper 2 muß sich seitlich in allen Richtungen auf der zugeordneten Gleitfläche 3 — oder der gemeinsamen Gleitfläche -— so. weit bewegen können, wie es bei den Bodenerschütterungseffekten, gegen welche das Bauwerk zu schützen ist, notwendig werden kann. Obwohl es wichtig ist, daß die Stützkörper an der Unterseite des Bauwerks befestigt sind, so daß sie an dessen Bewegungen im Verhältnis zur Unterlage teilnehmen, damit sie nach Aufhören der Bodenerschütterungseffekte und der ganzen oder teilweisen Verformung der Stützkörper wieder imstande sind, das Bauwerk statisch zufriedenstellend zu tragen, kann es jedoch vorteilhaft sein, sie auswechselbar anzuordnen, so daß sie durch neue ersetzt werden können, nachdem das Bauwerk auf seinen ursprünglichen Platz zurückgeführt und mittels geeigneter Heber angehoben worden ist.

Obwohl sich büchsenähnliche Stützkörper 2 mit sehr verschiedenen Querschnittsformen verwenden lassen, sind in der Praxis kreisförmige Querschnitte am geeignetsten; es hat sich herausgestellt, daß Stützkörper von in der Hauptsache zylindrischer Form vorzuziehen sind. Daher sind ausschließlich solche Stützkörper in den F i g. 2 bis 6 gezeigt. Die verbreiterte Fußfläche 4 der in F i g. 2 bis 6 gezeigten Stützkörper bildet eine untere Endwand der Stütze und ragt flanschähnlich über die Mantelwand 8 heraus. Die Fußfläche 4 kann mit Öffnungen versehen sein. Bei sämtlichen der in Einzelheiten gezeigten Stützkörper 2 ruht die Fußfläche 4 auf einer reibungsvermindernden Zwischenlage 5 aus Kunststoff auf der z. B. aus Metall oder einem anderen geeigneten Material bestehenden Gleitfläche 3. Die büchsenähnlichen Stützkörper 2 sind mit einer oberen Endwand 6

versehen, die ebenfalls flanschähnlich um ein Stück über die Manlelwand 8 herausragt. Die obere Endwand 6 der Stützkörper 2 kann ebenfalls Öffnungen aufweisen oder durch einen Versteifungsflansch ersetzt werden, der lediglich nach außen oder lediglich nach innen gerichtet sein kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.ist der überragende Flanschteil der oberen Endwand 6 durch Bolzen 7 auswechselbar an der Unterseite des Gebäudes 1 befestigt, und die zylindrische Mantelwand 8 des Stützkörpers 2 ist aus Metallblech von überall gleichförmiger Dicke hergestellt und durch Schweißen oder Löten mit sowohl der Fußfläche 4 wie auch mit der oberen Endwand 6 verbunden. Der untere Teil der Mantelwand 8 weist eine ringsherum verlaufende Reihe von Löchern 9 auf; diese Materialschwächung bildet die Zone, in der die Verformung eingeleitet wird. Die Löcher 9 sind, wie aus F i g. 3 am besten ersichtlich, am ganzen Umfang der Mantelwand 8 entlang gleichmäßig verteilt, und ihre ao Anzahl und Größe sind dem vorhandenen Bedarf anzupassen, was auch bezüglich der Festigkeit der Mantelwand 8 gilt. Die· Löcher 9 können rund, schlitzförmig oder beliebig anders geformt sein oder sich bis zur unteren Kante der Mantelwand 8 hin erstrecken. Wird ein Stützkörper 2 gemäß Fig. 2 und 3 einer Knickung ausgesetzt, so fängt die Verformungsarbeit unten auf eine ziemlich gut kontrollierbare Weise an und schreitet je nach der Größe der Beanspruchung aufwärts fort, so daß eine sehr wirksame Dämpfung erhalten wird. Auch nach teilweiser Verformung vermag der Stützkörper 2 noch praktisch die gleiche statische Belastung zu tragen wie im unverformten Zustand.

Ein in der Hauptsache ähnliches Resultat wird mit Stützkörpern 2 gemäß F i g. 4 erreicht. Die obere Endwand 6 dieses Stützkörpers 2 ist mit aufwärts gefalteten Zungen 10 versehen, die zum Eingießen in die untere Balkenlage des Gebäudes 1 bestimmt sind. Die Mantelwand 8 des Stülzkörpers 2 ist in diesem Falle nicht perforiert, sondern statt dessen unten an ihrem ganzen Umfang mit einer Materialschwächung in Form einer konischen Verdünnung 11 versehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi g. 5 ist die überragende Flanschkante der oberen Endwand 6 mittels Klemmen 12, die ihrerseits durch Expansionsbolzen 13 verankert sind, an der Unterseite des· Gebäudes 1 festgehalten. Die Mantelwand 8 des Slülzkörpers 2 ist in diesem Falle unten stufenweise geschwächt mittels einiger stufenähnlicher, ringsherum verlaufender Materialverdünnungen 14 und 15, die zur Einleitung der Verformung dienen. Die bandförmigen Materialverdünnungen 11, 14 und 15 gemäß Fig. 4 bzw. 5 lassen sich durch ringsherum verlaufende Serien örtlicher Materialschwächungen ersetzen.

Der in F i g. 6 gezeigte Stützkörper 2 ist ebenfalls austauschbar mit der Unterseite des Gebäudes 1 verbunden, indem die überragende Flanschkante der oberen Endwand 6 mittels ausschwenkbarer Befestigungsmittel 16 innerhalb eines an der Gebäudeunterseite befestigten Ringes 17 festgehalten ist. Der Stützkörper 2 gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von dem in F i g. 2 dargestellten Stützkörper 2 vor allem dadurch, daß er zwei übereinander gelegene Mantelwandabschnitte 18 und 19 aufweist, welche etwas unterschiedliche Durchmesser aufweisen und durch einen ringförmigen Zwischenboden 20 voneinander getrennt sind. Jeder Mantelwandabschnitt 18, 19 weist eine .ringsherum verlaufende Reihe von Löchern 21 bzw. 22 auf, welche die gleiche Funktion erfüllen wie die Löcher 9 in F i g. 2. Die Bemessung der beiden Mantelwandabschnitte 18 und 19 ist so auszuführen, daß der untere Teil des Stützkörpers 2, d. h. der Mantelwandäbschnitt 19, zuerst verformt wird, während der obere Teil des Stützkörpers 2 zuerst in der Hauptsache intakt bleibt und erst dann verformt wird, wenn erneute Bodenerschütterungen auftreten. Im letzteren Falle wird die Dämpfung selbstverständlich nicht so groß wie bei der Verformung des unteren Stützkörperteils.

Es hat sich in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, die hohlen Metallstützkörper mit einem an sich verformbaren und bei der Verformung energieaufnehmenden Material zu füllen, z. B. steifem, porigem Kunststoff, wie porösem Polystyrol, oder einem anderen Material mit entsprechenden Eigenschaften. Es ist in dieser Weise möglich, besonders wenn das Füllmaterial· in den Stützkörper eingegossen wird, so daß es fest an der Innenseite des Blechmantels haftet, eine gewisse Versteifung des Blechmantels zu erreichen, die die Verwendung eines dünneren Blechmaterials ermöglicht, und weiter kann das Füllmaterial als Korrosionsschutz für die Mantelinnenseite dienen. Die beschriebenen Stützkörper können, gefüllt sowie ungefüllt, auch ohne die in den Beispielen gezeigten Materialschwächungen in der Mantelwand verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gründung für Gebäude, Gebäudeteile und andere Konstruktionen zum Schützen derselben gegen Zerstörung infolge heftiger Bewegungen in der das Gebäude od. dgl. tragenden Unterlage, insbesondere infolge Stoßwellenbewegungen im Boden, wobei die Gründung aus mehreren bei Überlastung plastisch verformbaren und auf einer Gleitunterlage stehenden Stützkörpern besteht, auf welchen das Gebäude od. dgl. ruht und welche je mit einem oberen Ende vorzugsweise auswechselbar an der Unterseite des Gebäudes od. dgl. befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (2) als hohle Büchsen aus Metallblech ausgebildet sind, deren Mantelwände (8, 18, 19) so bemessen und ausgebildet sind, daß sie die normalerweise auftretenden Belastungen aufnehmen, jedoch unter vorausbestimmter Überlastung infolge einer Stoßwelle plastische Verformungen erfahren.

2. Gründung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützkörper (2) mit seiner verbreiterten unteren Fußfläche (4) auf einer reibungsvermindernden Zwischenlage (5) auf der zugeordneten Gleitfläche (3) ruht.

3. Stützkörper für eine Gründung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelwände mit zur Einleitung der Verformungen dienenden örtlichen Materialschwächungen versehen sind.

4. Stützkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschwächungen im unteren Teil der Mantelwand (8) bzw. im unteren Teil jeder von mehreren Mantelwandabschnitten (18,19) konzentriert sind.

5. Stützkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschwächungen aus einer sich ringsherum erstreckenden Reihe von Löchern (9, 21, 22) in der Mantelwand (8) bzw. in jedem Mantelwandabschnitt (18,19) bestehen.

6. Stützkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschwächungen aus einer oder mehreren ringsherum verlaufenden bandförmigen Verdünnungen (11, 14, 15) der Mantelwand (8) bestehen.

7. Stützkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

8. Stützkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er zylindrisch ist.

9. Stützkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem oberen Ende ein die Mantelwand (8) bzw. den Mantelwandabschnitt (18) seitlich überragender Flansch vorgesehen ist, der eine Verlängerung einer oberen Endwand (6) bildet und durch Bolzen (7, 13), Klemmen (12) oder ähnliche Befestigungsmittel (16) an der Unterseite des Gebäudes (1) befestigt ist.

10. Stützkörper nach einem der Ansprüche 3 bis.9, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem verformbaren und energieaufnehmenden, den Blechmantel versteifenden Material, z. B. steifem, porigem Kunststoff od. dgl., gefüllt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gründung für Gebäude, Gebäudeteile und andere Konstruktionen zum Schützen derselben gegen Zerstörung infolge heftiger Bewegungen einer das Gebäude od. dgl. tragenden-Unterlage, insbesondere in Form von Stoßwellenbewegungen, welche durch Kernladungssprengungen oberhalb oder unterhalb der Bodenoberfläche bzw. durch plötzliche Verschiebungen der Erdkruste oder durch vulkanische Ausbrüche verursacht werden, wobei die Gründung aus mehreren einzelnen, bei Überlastung plastisch verformbaren und auf einer Gleitunterlage stehenden Stützkörpern besteht, auf welchen das Gebäude od. dgl. ruht und welche mit je einem oberen Ende vorzugsweise auswechselbar an der Unterseite des Gebäudes od. dgl. befestigt sind.

Es ist bereits bekannt, ein Gebäude od. dgl. gegen Bodenerschütterungen dadurch zu schützen, daß man es auf ein elastisch federndes Fundament aufstellt. Es besteht aber dann die Gefahr, daß störende oder sogar zerstörende Resonanz- oder Eigenschwingungen auftreten können, und außerdem wird ein Federauflager für ein Gebäude sehr kostspielig und technisch kompliziert. Auch ist es für denselben Zweck bekannt, das Gebäude auf mehreren Stützkörpern aufzustellen, die von je zwei ineinander eindrückbaren Kastenteilen bestehen, von denen der eine mit Schneidkanten versehen ist, die in einen in den anderen Kastenteil eingelegten Bleikörper eindringen können, und der andere auf einer Gleitunterlage ruht.

Blei hat aber die Eigenschaft, schon bei mäßiger Belastung zu kriechen, so daß die Bleikörper in kürzeren Zeitabständen ausgewechselt werden müssen, ohne daß die abgestützten Gebäude schädlichen Stoßen ausgesetzt waren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gründung zu schaffen, die bei normaler Belastung unverändert bleibt und erst bei ungewöhnlichen Stoßen anspricht.

Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung bei einer Gründung mit den eingangs angegebenen Merkmalen die Stützkörper als hohle Büchsen aus Metallblech ausgebildet, deren Mantelwände so bemessen und ausgebildet sind, daß sie die normalerweise auftretenden Belastungen aufnehmen, jedoch unter vorausbestimmter Überlastung infolge einer Stoßwelle eine plastische Verformung erfahren. Dies bereitet an und für sich keine Schwierigkeiten, da die in Frage stehenden dynamischen Beanspruchungen von einer bedeutenden Größenordnung sind. Durch weitere Ausgestaltungen der Erfindung soll erreicht werden, daß die plastische Verformung oder Knikkung auf kontrollierbare Weise eingeleitet wird, so daß teils die auf das Gebäude od. dgl. übertragene Kraft unter einem gewissen Maximalwert gehalten wird, teils die totale Verformungsarbeit zeitmäßig auf gewünschte Weise verteilt wird. Zu diesem Zweck hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Mantelwände der Stützelemente gemäß der Erfindung mit zur Einleitung der Verformungen dienenden örtlichen Materialschwächungen versehen sind.

In der Praxis kann man erfahrungsgemäß damit rechnen, daß die Bodenerschütterungseffekte, vor denen ein Gebäude oder eine sonstige Konstruktion geschützt werden soll, aus Bodenstoßwellen bestehen, die eine große Verbreitungsgeschwindigkeit von mehreren km/sec, eine Amplitude von etwa einigen Dezimetern und eine im Verhältnis zu den Abmessungen