DE1684898C3 - Tafelartiges Bauelement fur die Wände von Behaltern, insbesondere Silos - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tafelartiges Bauelement ür die Wände von Behältern, insbesondere Silos, mit m Gebrauchszustand horizontalen Falten, in denen ur Versteifung Platten angeordnet sind, deren Konur der Muldenform der Falten angepaßt ist und deren in den Mulden anliegende Ränder an den Muldenvänden befestigt sind, während ihre freien Ränder in lie Vertikalebene der äußeren Muldenbegrenzungen eichen.

Bei einem solchen bekannten Bauelement (französische Zusatz-Patentschrift 64066) sind die der Versteifung dienenden Platten im mittleren Bereich der Falten angeordnet. Solche Versteifungen im mittleren Bereich haben auf die Biegemomente keinen wesentlichen Einfluß, da für diese die Gesaintbreite des tafelartigen Bauelementes maßgebend ist. Bedingt durch die Lage der Versteifungsplatten im mittleren Bereich des Bauelernantes liegt der Hauptnachteil dieser bekannten Anordnung darin, daß eine genaue statische Berechnung des Bauelementes relativ komplizieit ist und die Fertigung einen erheblichen Aufwand erfordert.

Es sind weiter aus horizontal gefalteten Blechen bestehende tafelartige Bauelemente bekannt (französische Patentschrift 1 021 414), bei denen die Seitenränder des Elementes von durchgehenden Flacheisen gebildet sind. Diese Flacheisen dienen zur Verbindung mit benachbarten Bauelementen und zur Bildung von Pfosten. Für die Dimensionierung eines jeden Bauelementes ist der Abstand zwischen den Flacheisen maßgebend. Um die Belastbarkeit zu erhöhen, hat man für Bauelemente dieser Art in den Mulden angeordnete, auf die Faltenlänge verteilte Stege vorgesehen (französische Patentschrift 1 173 933). Dies bedeutet einen fertigungstechnischen Mehraufwand.

ao Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das gegenüber den bekannten Ausbildungen hinsichtlich Aufbau und Verwendung einfacher und insbesondere günstig dimensionierbar ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Platten von der Schnittlinie der Vertikalebene der äußeren Muldenbegrenzungen mit der Vertikalebene der Seitenränder der Falten des Bauelementes ausgehen und daß sich der am Muldengrund befestigte Rand jeder Platte im Abstand von der Ebene der Seitenränder der Falten befindet.

M it der erfindungsgemäßen Ausbildung solcher tafclartigen Bauelemente wird in vorteilhafter Weise eine Reduzierung der der statischen Berechnung zugründe zu legenden Stützweite des Bauelementes erreicht. Da die Falten alternierend angeordnet sind, d. h. die Mulden sich abwechselnd nach gegenüberliegenden Seiten öffnen, sind die der Versteifung dienenden Platten abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen geneigt. Sie liegen aber mit ihren am Muldengrund befestigten Rändern in einer gemeinsamen vertikalen Ebene, die sich parallel im Abstand zur Ebene der Seitenränder der Falten befindet. Während bei den bekannten Platten die für deren statische Berechnung ausschlaggebende tragende Länge der Gesamtbreite des tafelartigen Bauelementes entspricht, wird die Stützweite nunmehr durch die Ebenen der am Muldengrund befestigten Ränder der Versteifungsplatten bestimmt. Nimmt man einmal einen üblichen Neigungswinkel von 45° für die Platten bei einer Bauelementbreite von 4 m und einer Stärke des Bauelementes von 0,2 m, so ergibt sich eine Verminderung der tragenden Länge auf 3,6 m. Mit anderer Worten erzielt man eine Stützlängenverringerung urr 10%. Da jedoch bekanntlich die Durchbiegung, bezogen auf den Materialwiderstand, nicht proportiona der tragenden Länge, sondern proportional derer Quadrat ist, ergibt sich somit eine ganz wesentlich« Verminderung der Biegung bzw. eine höhere Beiast barkeit des Bauelementes. So ist man nunmehr in de: Lage, Bauelemente gleichen Biegungswiderstande aus dünneren Blechen herzustellen, wodurch man was für den Transport bedeutungsvoll ist, an Gewich sowie gleichzeitig an Materialkosten spart. - Zugleicl ermöglichen die erfindungsgemäß angeordneten Plat ten aber auch neben der leichten Verbindung benach barter Bauelemente einen einfachen Aufbau von Pfo sten oder Säulen zwischen zwei oder mehrere

aneinanderstoßenden Bauelementen, da die Platten von den Bauelementrändern - nach innen betrachtet - Hohlräume abschließen, die beispielsweise mit Beton ausgefüllt werden können, ohne daß wesentliche zusätzliche Bauteile erforderlich sind.

Die cfindungsgemäßen Bauelemente bestehen im Normaifali aus Blech, jedoch können sie ebensogut aus anderen, für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten Materialien hergestellt sein. Als weitere Materialien sind beispielsweise Stahlbeton oder Holz denkbar, wobei im Falle des Aufbaus aus Stahlbeton die Platten eine Reduzierung der Bewehrungsstahlstärke bedeuten. Ebenso wie hinsichtlich der Materialwahl bestehen auch die verschiedensten Variationsmöglichkeiten bezüglich der konstruktiven Ausbildung des Faltenprofils. Vorzugsweise können an den Seitenrändern des Bauelementes eine oder mehrere vertikale Stangen angeordnet sein, die mit den Seitenrändern verschweißt sind. Solche vertikalen Stangen bestehen bei einend Bauelement aus Stahlblech zweckmäßig aus Stahl und können beliebigen Querschnitt haben. Sie tragen zusätzlich zur Versteifung des tafelartigen Bauelementes bei, da sie eine Profildeformation verhindern.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können einige der Platten Verlängerungen aufweisen, die über die Schnittlinie der Vertikalebenen hinausreichen. Diese Verlängerungen können ganz oder teilweise über die Höhe des Bauelementes angeordnet sein und dienen als Verbindungselemente zu einem benachbarten Bauelement. Die Verlängerungen können vorzugsweise abgewinkelt sein, so daß sie, beispielsweise mittels Schraubbolzen und Muttern oder Verschweißen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer wasserdichten Verbindung, eine leichte Befestigung benachbarter Bauelemente miteinander ermöglichen.

Weiter können in vorteilhafter Weise Metallklammern vorgesehen sein, die einerseits an der Platte, andererseits am Muldengrund der entsprechenden Falte angeschweißt sind. Diese Metallklammern dienen einer Vervollständigung dor Verbindung zwischen Bauelement und Platten; sie verstärken, wenn zwischen zwei oder mehreren benachbarten Bauelementen eine Säule ausgebildet ist, die Verbindung, indem sie in etwa eingefüllten Beton völlig eingebettet sind. Sie wirken dann als zusätzlicher Anker.

Schließlich können nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Platten nur a;\ einer Seite des Bauelementes, d.h. in jeder zweiten Falte, angeordnet sein, wobei gegebenenfalls eine vertikale Stange an den Rändern des Bauelementes in der Nähe der äußeren M'ildenbegrenzungen der freien Falten befestigt sein kann. Auch auf diese Weise erhält man ein vollständig gegen Deformation gesichertes tafelartiges Bauelement, dessen Stützlänge erheblich vermindert ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausfiihrungsbcispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen tafelartigen Bauelementes,

Fig. 2 und 3 Horizontalschnitte entsprechend den Linien IMI und III-III der Fig. 1 in verkleinertem Maßstab,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch einen aus mehreren nach der Erfindung aufgebauten Bauelementen hergestellten Silo,

F i g. 5 einen Horizontalschnitt durch einen Teil eines Bauelementes in geänderter Ausführungsform, Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch die Verbindungsanordnung mehrerer Bauelemente, Fi f. 7 und 8 horizontale Teilschnitte durch weiter geänderte Ausführungsformen,

Fig. 9 einen teilweisen Horizontalschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Fig. 10 eine teilweise Endansicht der Ausfüh- »o rungsform nach Fig. 9,

Fig. 11 bis 15 horizontale Teilschnitte durch weitere Ausfühlungsformen und Verbindungsmöglichkeiten erfindungsgemäßer Bauelemente.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte vorgefertigte tafelartige Bauelement 1 besteht aus einem Metallblech, das eine Reihe von sich in horizontaler Richtung erstreckenden, Muldenform besitzenden Falten 2, 3 aufweist. Diese Falten 2, 3 haben ihre öffnung alternierend nach der einen und anderen »o Seite des Bauelementes 1. Sie besitzen vorteilhaft Trapezform. Das Bauelement ist an jedem seiner beiden Enden mit einer Reihe von Platten 4, 5 ausgestattet, die in den Falten 2, 3 angeordnet sind. Diese Platten 4, 5 sind im Verhältnis zum Boden der Falten as geneigt, und zwar abwechselnd nach der einen und anderen Richtung. Ihre äußere Form richtet sich nach der Muldenform der Falten.

Der kurze Rand 6 bzw. 7 der trapezförmigen Platten 4, 5 befindet sich am Grunde der entsprechenden Falte 2 bzw. 3 im Abstand von der Ebene der Seitenränder der Falten 2, 3, d.h. also im Abstand zu den Scitenrändern des Bauelementes 1. Dagegen befindet sich die Basis 8 bzw. 9 der Platten 4 bzw. 5 am Außenrand des Bauelementes 1. Die Seitenränder der Platten 4, 5 sind an den geneigten Muldenbegrenzungen befestigt.

Bestehen Bauelement 1 und Platten 4, 5 aus Metall, so können die Platten an die entsprechenden Teile des Bauelementes angeschweißt oder mit diesen verschraubt sein.

Der Neigungswinkel der Platten 4, S zum Boden der Falte beträgt 45°, kann aber auch einen anderen Wert besitzen. Dieser Neigungswinkel kann konstant oder verschieden für die auf die ganze Höhe des Bauelementes 1 verteilten Platten 4, 5 sein.

Wie man aus Fig. 2 und 3 erkennt, ist die Länge L₁ als Entfernung zwischen den einander am nächsten liegenden Enden der geneigten Platten 4, 5 die der Bauelementberechnung zugrunde zu legende tra-5u gende Länge und nicht mehr die Länge L zwischen den Enden des Bauelementes, wie es bei den bekannten Bauelementen mit senkrecht zur Hauptebene stehenden Flanschen der Fall war.

Mit Hern Bauelement können Silos oder andere Behälter mit regelmäßigem oder unregelmäßigem polygonalem Grundriß und gleichen oder ungleichen Sei ten erstellt werden.

Fig. 4 zeigt einon aus vier Bauelementen la, Ib lc, Id aufgebauten Behälter quadratischen Quer Schnitts. Die großen Grundlinien der geneigt stehen den Platten 4, E, die an den Enden von zwei benach harten Tafeln angeordnet sind, befinden sich mitein ander in Kontakt. Man kann daher die Verbindun; der aneinanderstoßenden Bauelemente durch eini 65 Verbindungsscnweißung vornehmen, die die Rande der geneigten Platten 4, 5 miteinander vereinigt, si daß ein Behälter oder Silo großer Widerstandsfähig keit entsteht.

Die Widerstandsfähigkeit kann noch dadurch erhöht werden, daß man an allen vier Enden oder auch nur an einigen, mindestens über einen Teil der Höhe der Bauelemente, Flansche 4a anordnet. Der Winkel β ist sehr stumpf, wodurch vermieden wird, daß das eingelagerte körnige oder pulverförmige Gut sich zusammenballt und sich in den Ecken am Grunde der Falten festsetzen kann. Das ist nicht der Fall, wenn der Silo ζ. Β. aus bekannten Bauelementen aufgebaut ist, die senkrecht zu der Hauptebene verlaufende Endflansche besitzen.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Erfindungsgedankens. Bei dieser Variante besitzt ein Bauelement Ie an jedem Ende eine oder mehrere vertikale Stangen 10 aus Stahl. Diese Stangen 10 beliebigen Querschnitts sind an die Ränder des Bauelementes la an den Kontaktstellen angeschweißt. Sie tragen zusätzlich zur Versteifung der Bauelemente bei.

F i g. 6 zeigt die Verbindung von vier Bauelementen Ie miteinanJer, die sich in Kreuzanordnung befinden. Diese Bauelemente bilden z.B. die Wände mehrerer benachbarter Zellen eines Behälters oder Silos. Wie ersichtlich ist, bilden die vier aneinanderstoßenden Enden dieser Bauelemente zwischen sich eine Hohlsäule 11, die sich in vertikaler Richtung erstreckt und deren Wände durch die zusammenstoßenden Platten 4,5 an den Enden der einzelnen Bauelemente Ie begrenzt sind, so daß die Säule 11 die Form eines Parallelepipedons mit Ansätzen aufweist, die sich in das Innere der Falten erstrecken und durch die geneigten Platten 4, 5 begrenzt sind.

Handelt es sich um Bauelemente aus Metallblech, wird die Verbindung durch Schweißen vorgenommen. Dabei kann man die Grundflächen der Falten 2, 3 durch Einsatzstücke Ax verbinden, die die Verbindung zwischen den Bauelementen eines Silos verstärken. Diese Einsatzstücke Ax kreuzen sich in der Diagonalen der Hohlsäule 11, aber in verschiedenen Ebenen, da die Grundflächen der Falten 2, 3 im Verhältnis zueinander versetzt sind. Um die Einsatzstücke 4x an ihren Platz zu bringen, schiebt man sie nach dem Aufstellen der Bauelemente ein, indem man ihre Ränder Ay überstehen läßt, um die Einsatzstücke Ax halten und verschweißen zu können. Die Hohlsäule 11 wird mit Beton oder anderem geeigneten Material ausgefüllt. Das Material füllt dann den Hohlraum im Inneren der Hohlsäule 11 aus, einschließlich der sich in das Innere der Falten der Tafeln Ie hineinziehenden Ansätze. Der Beton in den Hohlsäulen 11 ist durch die Stahlstangen 10 zusätzlich armiert.

Man erhält somit eine äußerst widerstandsfähige Säule und, da deT Beton in die Falten des Bauelementes Ie eindringt, eine erheblich größere Festigkeit der ganzen Konstruktion.

Fig. 7 stellt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Bauelemente dar. Bei dieser weisen geneigte Platten 4/, 5/, die in die Falten eines Bauelementes 1/eingesetzt sind, Verlängerungen 15 auf. Diese Verlängerungen 15 sind mindestens teilweise über die Höhe der Bauelemente angeordnet. Sie dienen als Verbindungselemente mit einem benachbarten Bauelement. Sie können gegebenenfalls in der genauen Verlängerung der Platten 4/, 5/ liegen.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante. Bei dieser sind Metallklammern 12 vorgesehen, die einerseits an der Platte 4g, andererseits am Muldengrund der entsprechenden Falte angeschweißt sind. Sie bilden eine zusätzliche Verbindung zwischen den Platten 4g und dem B auelement Ig. Außerdem befinden sich im Falle einer Verbindung gemäß Fig. 6 die Klammern 12 in den in die Hohlsäule 11 eingefüllten Beton eingebettet und verstärken somit die Verbindung innerhalb des

S eingefüllten Betons, sichern aber außerdem eine bessere Verbindung der Bauelemente miteinander. Im Hinblick auf letzteren Zweck bilden die Klammern 12 Vofsprüngc an den Enden jedes Bauelementes Ig, Die Klammern können jedes gewünschte Profil besitzen, sofern es nur mit der genauen Form der Säule an der Verbindungsstelle der Bauelemente vereinbar ist, wobei diese Form wieder von der polygonalen Form des au·; den Bauelementen aufzubauenden Silos abhängig ist. Weiter sind an den Enden der Falten

'5 eine Reihe von Löchern 13 vorgesehen. Diese sollen eine Metallstange aufnehmen, die in den Beton der Säule eingebettet wird und an der Stelle der Verbindung mehrerer Platten miteinander sitzt. Die so eingesetzten Stangen bilden eine vertikale Bewehrung für

»o die Säule.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform des Bauelementes. Bei dieser Ausführungsform hat das Bauelement l/i geneigte Platten 4/i nur in den Falten, die sich nach der einen Seite

»5 öfftvm.z. B. im Inneren der Falten 3h. In den anderen Falten 2/i sind keine Platten vorgesehen. Infolgedessen sind die Platten Ah sämtlich nach der gleichen Richtung geneigt. Diese Platten 4ft verhindern die Deformierung der Falten 3/i des Bauelementes lh.

Um jedoch die Deformierung der anderen Falten lh zu verhindern, ist an den Enden des Bauelementes lh eine vertikale Stange 14 vorgesehen. Diese Stange 14 Hegt an dem äußersten Rand des Bauelementes lh an, und zwar in der Nähe der Öffnung der Falten lh. Die Stange 14 wird vorteilhaft auf die ganze Länge des Randes des Muldengrundes der Falte 3h angeschweißt. Das so gefertigte Bauelement ist dann vollständig gegen Deformation gesichert.

Es ist, wie Fi g. 11 zeigt, auch möglich, die Verbin· dung von Bauelementen 1/ durch abgewinkelte Verlängerungen 15 a an den geneigten Platten Aj herzustellen. Diese Verlängerungen 15a können dann mittels Schraubenbolzen und Muttern 16, durch Verschweißen od. dgl miteinander verbunden sein, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer wasserdichten Verbindung zwischen den Verlängerungen 15 a. Die Platten Aj können auch bei 4k vorgesehen sein, ebenso wie die Platten 4/und 5/(Fig. 7) mit der gleichen Verlängerung 15 oder 15a in mehr oder weniger großer Entfernung vom Ende des Bauelementes angeordnet werden können. Das gestattet entsprechend der aufzunehmenden Charge eine Vergrößerung des Betonteiles der Säule 11, wobei wiederum die maßgebende Stützweite des Bauelementes verringert werden kann.

Die Fig. 12 und 13 zeigen Verbindungen dei Bauelemente lfe bzw. 1/ miteinander. Fig. 13 zeigi eine Verbindung der Bauelemente lfc durch die Ver längerungen 15 oder 15a. Es kann auch eine Beton säule 17 zwischen zwei durch Verlängerungen 15 mit einander verbundenen Bauelementen vorgesehei werden. Man kann außerdem zwischen zwei auf einan derfolgenden Bauelementen ein Distanzstück vorse hen, indem man zwischen ihnen eine Betonsäule 17* aufbaut, die ihre Verbindung sichert. In diesem FaI können die Bauelemente auch Stangen 10 und 14 tra gen.

Die Säule 17 aus Beton kann auch durch eine

Stahlpf-nsfün 20 ersetzt werden. In diesem Falle werden die vorgefertigten Bauelemente direkt an den Steg des Pfostens angeschweißt oder durch Schraubenbolzen 16a miteinander verbunden, die "durch den Steg des Pfostens und Verlängerungen 15b der Bauelemente hindurchgehen. Es kann auch eine Dichtung aus Gummi oder anderem geeigneten Material zwischen den Verlängerungen 15/) und dem Steg des Pfostens vorgesehen werden. Die Verlängerungen 156 und Schraubenbolzen 16« können auf einer oder auf beiden Seiten der Bauelemente vorgesehen sein.

Die Bauelemente können, wie es Fig. 14 zeigt. auch mit einer bestimmten Versetzung zueinander verbunden werden. Eine Säule 18 aus Beton kann gegebenenfalls entsprechend den durch Bauelemente 4m und Sm gebildeten Wänden vorgesehen werden Für den Aufbau der Säulen 17, 1.8 kann mai stets Stangen 10, 12 oder 14 und Löcher 13 vor sehen.

Fig. 15 zeigt eine fortlaufende Wand aus Bauelementen, die in Zickzack-Form angeordnet sind. Du Verbindung zwischen diesen Bauelementen erfolg mit Hilfe von Platten 4/i und 5m, gegebenenfalls Plat ten 4a. Der zwischen zwei aufeinanderfolgende!

«o Bauelementen entstehende Raum kann zur Bildunj einer Säule mit Beton ausgefüllt werden, die gegebenenfalls einen Ansatz 19 besitzt.

Statt der Ausbildung des Bauelementes mit Faltei umfaßt die Erfindung auch wellenförmige Ausbildun gen solcher Bauelemente.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Tafelartiges Bauelement für die Wände von Behältern, insbesondere Silos, mit im Gebrauchszustand horizontalen Falten, in denen zur Versteifung Platten angeordnet sind, deren Kontur der Muldenform der Falten angepaßt ist und deren an den Mulden anliegende Ränder an den Muldenwänden befestigt sind, während ihre freien Ränder in die Vertikalebene der äußeren Muldenbegrenzungen reichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (z. B. 4,5) von der Schnittlinie der Vertikalebene der äußeren Muldenbegrenzungen mit der Vertikalebene der Seitenränder der Falten (z.B. 2, 3) des Bauelementes (1, la, lh, lc, Id₁ le, If, Ig, lh, Ij, Ik, 11, Im, In) ausgehen und daß sich der am Muldengrund befestigte Rand (6, 7) jeder Platte (z.B. 4, 5) im Abstand von der Ebene der Seitenränder der Falten (z. B. 2, 3) befindet.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenrändern des Bauelementes (z.B. Ie) eine oder mehrere vertikale Stangen (10) angeordnet sind, die mit den Seitenrändern verschweißt sind.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Platten (4/, Sf) Verlängerungen (15, 15a, 15b) aufweisen, die über die Scnnittlinie der Vertikalebenen hinausreichen.

4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen (15a, 15b) abgewinkelt sind.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß Metallklammern (12) vorgesehen sind, die einerseits an der Platte (4g), andererseits am Muldengrund der entsprechenden Falte angeschweißt sind.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (4/i) nur an einer Seite des Bauelementes (lh), d.h. in jeder zweiten Falte (3h) angeordnet sind, wobei gegebenenfalls eine vertikale Stange (14) an den Rändern des Bauelementes (lh) in der Nähe der äußeren Muldenbegrenzungen der freien Falten (2h) befestigt ist.