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Schwimmfähiges Lager-, Träger- und/oder Transport-Bauwerk Die Erfindung
bezieht sich auf ein schwimmfähiges Lager-, Träger- und/oder Transport-Bauwerk aus
Beton od. dgl. mit einem Rumpf aus mehreren steifen, äußeren Seitenwänden und steifen
Deck- und Betonwänden, die mit den Seitenwänden verbunden sind und sich unter Bildung
eines Hohlraumes zwischen den Seitenwänden erstrecken. Als Werkstoff kommen vorzugsweise
Spann- oder Eisenbeton in Betracht, aber auch andere härt- und formbare Werkstoffe.
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Die bekannten Bauwerke dieser Art haben sich als nicht zufriedenstellend
erwiesen, weil sie ungenügend stark und schwer waren, um den durch Welleneinwirkungen
od. dgl. verursachten Beanspruchungen zu widerstehen.Obwohl einige wenige schwimmfähige
Bauwerke aus Beton, insbesondere aus Spannbeton, sich von der konstruktiven Seite
her als zufriedenstellei erwiesen, sind sie zu kostspielig in der Herstellung, um
mit herkömmlichen Bauwerken dieser Art auf dem Markt konkurieren zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk der eingangs
geschilderten Gattung zu schaffen, das in der Herstellung verhältnismäßig preiswert
ist.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Bauwerk der genannten
Art darin, daß zwischen den Deck- und Bodenwänden steife, zylindrische Trennwände
mit senkrechten Zylinderachsen errichtet sind, die durch Verbindung mit den unmittelbar
benachbarten Wänden unter Bildung einer Mehrzahl untereinander getrennter Abteile
ein ununterbrochenes, untereinander verbundenes, stützendes Tragwerk zwischen den
Seitenwänden darstellen. Vorteilhaft sind die Trennwände durch sich zwischen den
Deck- und Bodenwänden erstreckende Zwischenwände verbunden.
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Ein Bauwerk nach der Erfindung hat folgende Vorteile: Es ist aus härt-
und formbaren Werkstoffen, wie z. B. Beton, herstellbar und widersteht von der Konstruktion
her allen Beanspruchungen, die normalerweise durch Welleneinwirkungen, und zwar
sowohl in Längs- als auch in Querrichtung, verursacht werden können. Das Bauwerk
ist aus einem Stück herstellbar.
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Die vertikalen Trennwände nehmen Scherkräfte auf. Es ist vorteilhaft
im Gleitschalungsbau herstellbar und dann besonders preiswert. Gleichwohl ist es
beständig, widerstandsfähig
und dauerhaft. Schließlich ist das
Bauwerk nach der Erfindung vielseitig verwertbar. Es kann zur Lagerung oder zum
Transport von flüssigen oder trockenen Frachtgütern Verwendung finden, also als
Frachtschiff oder Tanker, aber auch als Trägerschiff für schwere Lasten, z. B. als
Fähre, oder mit einer Start- und Landebahn für Luftfahrzeuge.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung in zwei Ausführungsformen
beispielhaft erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teils geschnittene, perspektivische
Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauwerks; Fig.
2 einen Schnitt des Bauwerks gemäß Fig. 1 in Draufsicht; Fig. 3 einen Schnitt entlang
der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt in Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bauwerks; Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5; Fig. 7 einen Schnitt
entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 und
Fig. 8 eine perspektivische
Teilansicht des Gleitschalungsbaus, der für die Herstellung des erfindungsgemäßen
Bauwerks anwendbar ist.
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Fig. 1 zeigt ein schwimmfähiges Bauwerk, in welchem die erfindungsgemäße
Konstruktion verwirklicht ist, mit der Bezugszahl 10. Es umfaßt eine Mehrzahl von
Frachtabteilen 12, die unabhängig voneinander sind und sich senkrecht zwischen den
Deck- und den Bodenwänden 14 und 16 erstrecken. Diese Frachtabteile können Verwendung
finden für die Lagerung oder den Transport von Erdölprodukten, die durch herkömmliche
Pumpen-und Leitungsanlagen 18 eingefüllt werden, die mit jedem Frachtabteil in Verbindung
stehen. Das Bauwerk kann aber auch für die Lagerung oder den Transport von trockenen
Produkten Verwendung finden, wie z. B. Düngemitteln, Zement, Getreide od. dgl.,
welche durch Ladeluken 19 eingefüllt werden.
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Die Konstruktion des Bauwerks nach der Erfindung ist nicht genau auf
die Form und Anordnung beschränkt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Im Grundriß gesehen,
kann das Bauwerk eine runde, regelmäßige oder unregelmäßige Form aufweisen, je nachdem,
wie es der Verwendungszweck erfordert. Ferner kann das Bauwerk nach der Erindung
sowohl für schwimmenden Betrieb als auch für Unterwasser-Betrieb eingesetzt werden.
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Beispielsweise kann das schwimmfähige Bauwerk als untergetauchter
Unterwasser-Speicher für Erdölprodukte Verwendung finden, wobei die Anordnung unter
Wasser in einer solchen
Weise erfolgt, daß das Bauwerk kein Hindernis
für Seeschiffe darstellt und auch in geringerem Maße den Kräften ausgesetzt ist,
die von Oberflächenwellen-Einwirkungen ausgehen.
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Ein weiterer Anwendungszweck des Bauwerks nach der Erfindung besteht
in seiner Verwendung als schwimmende Start-und Landebahn in Fällen, in welchen geeignetes
Festland nicht zur Verfügung steht oder wo es wünschenswert ist, daß die Start-
und Landebahn fern des Siedlungsgebietes einer Stadt liegt. Längere oder breitere
Start- und Landebahnen können dadurch hergestellt werden, daß mehrere schwimmende
Bauwerke in Längsrichtung oder in Querrichtung miteinander gekoppelt werden, so
daß die untereinander verbundenen Deckflächen als Start- und Landebahnen Verwendung
finden können.
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Die Fig. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten des Bauwerks nach der Erfindung.
Vorteilhaft ist das Bauwerk aus Beton hergestellt, wobei es sich um Spannbeton oder
um Eisenbeton handeln kann. Eine Mehrzahl von Seitenwänden 22 umgibt das Bauwerk.
Sie sind vorteilhaft einstückig mit den Deck- und Bodenwänden 14 und 16 hergestellt,
die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Bauwerks erstrecken. Der zwischen
den Seitenwänden 22 sowie den Deck- und Bodenwänden 14 und 16 eingeschlossene Hohlraum
ist mit einer Mehrzahl von ringförmigen Trennwänden 14 ausgerüstet, die vorteilhaft,
aber nicht notwendig zylindrisch sind. Jede Trennwand 24 ist bei 25 tangential und
einstückig mit den unmittelbar benachbarten zylindrischen Trennwänden verbunden.
Ferner sind die äußeren zylindrischen Trennwände bei 27 tangential und einstückig
mit den Seitenwänden 22 verbunden. Stützgurte 29 vermitteln
eine
zusätzliche Verstärkung. Die zylindrischen Trennwände 24 stellen in ihrer Gesamtheit
ein fortlaufendes, wabenartiges Maschenwerk durch den ganzen Hohlraum des Bauwerks
hindurch dar, welches eine Vielzahl von Frachtabteilen bildet und so die gesamte
Stärke des Bauwerks wesentlich erhöht.
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Jede ringförmige Trennwand dient als eine senkrechte, Scherbeanspruchungen
aufnehmende Wand zwischen den Deck- und Bodenwänden 14 und 16. Die gegenseitige
Verbindung zwischen den benachbarten Frachtabteilungen bildet eine einzigartige
Konstruktion, die geeignet ist, große Flüssigkeits- oder Getreidefrachten auf zunehmen,
die normalerweise radial nach außen gerichtete Druckkräfte ausüben würden. Da aber
die Wand 24 eines Frachtabteils einstückig mit den benachbarten Abteilen ist, heben
sich die radialen Kräfte weitgehend gegeneinander auf. Die radialen Kräfte werden
dadurch noch weiter ausgeglichen, daß die im wesentlichen rhombusförmigen Abteile
30, die zwischen jeder Gruppe von ringförmigen Trennwänden gebildet sind, für Frachtzwecke
ausgenutzt werden.
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Wenn alle Abteile des Bauwerks beladen sind, ist sein Fassungsvermögen
etwa dasselbe oder sogar größer als das der bekannten Lastschlepper oder Tanker
derselben Größe. Die Widerstandsfähigkeit des Bauwerks ist aber infolge der senkrechten
Wandstruktur, die Scherkräfte aufnimmt, beträchtlich erhöht.
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Die ringförmigen Trennwände dienen als Prall- oder Stauplatten, welche
das unerwünschte Fließen der Flüssigkeit innerhalb des Bauwerks dämpfen. Da jede
ringförmige Trennwand ein gesondertes und unabhängiges Abteil bildet, können verschiedene
Flüssigkeiten oder trockene Frachtgüter in jedem Abteil geladen werden, wobei sich
gleichwohl die radialen Druckkräfte in der oben beschriebenen Weise weitgehend aufheben.
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Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerks ist in
den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Das Bauwerk 34 umfaßt eine Mehrzahl von Seitenwänden
36, ähnlich denen des Ausführungsbeispiels in Fig. 2. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel
kann auch hier die Form des Bauwerks beliebig gewählt werden, beispielsweise rechteckig,
rund, quadratisch od. dgl. im Grundriß. Im wesentlichen ist die Konstruktion des
zweiten Ausführungsbeispiels die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch
sind die Herstellungskosten dadurch erheblich herabgesetzt, daß die ringförmigen
oder zylindrischen Trennwände 38 durch sich in radialer Richtung erstreckende Zwischenwände
40 miteinander verbunden sind.
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Die Zwischenwände 40 sind auf einer Verbindungslinie zwischen den
Achsen benachbarter zylindrischer Trennwände 38 angeordnet und erstrecken sich zwischen
den Deck-und Bodenwänden 42 und 44. Die durch die Ladung hervorger fenen, radial
nach außen auf jede zylindrische Trennwand gerichteten Kräfte werden also über die
radialen Zwischenwände 40 auf die benachbarten zylindrischen Trennwände 38 übertragen,
statt wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 durch unmittelbare tangentiale
Verbindung untereinander. Durch die radialen Zwischenwände 40 dieser Ausführungsform
ist eine erhebliche Herabsetzung des Betonvolumens im Verhältnis zur Volumeneinheit
des Frachtraums gewährleistet.
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Dies ist aus der nachstehenden Volumengleichung für beide Ausführungsformen
ersichtlich. Beispielsweise kann das Betonvolumen für eine einzige zylindrische
Trennwand 24 der ersten Ausführungsform durch die Gleichung dargestellt werden:
Dabei ist Rom = mittlerer Radius, h = Höhe und t = Wandstarke.
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Das Betonvolumen, welches erforderlich ist, um im wesentlichen den
gleichen Lagerraum bei der zweiten Ausführungsform zu erreichen, kann, wie folgt,
zum Ausdruck gebracht werden:
Dabei ist rm = mittlerer Radius, t = Wandstärke, h = Höhe der zylindrischen Trennwand
und 1 = Länge der Zwischenwand 40.
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Da das Volumen der zylindrischen Trennwand um einen Faktor 7 zunimmt,
wenn der Radius erhöht wird, ist ersichtlich, daß das gesamte Wandvolumen niedriger
ist, wenn die radialen Zwischenwände Verwendung finden und daß infolgedessen eine
spürbare Kostenersparnis erreicht werden kann.
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Die senkrechten Wände in beiden Ausführungsformen wiederstehen sowohl
in Längs- als auch in Querrichtung auftretenden Scherkräften. Die Deck- und Bodenwände
des Rumpfes ihrerseits wirken als Flansche, die dem Biegemoment Widerstand leisten,
und zwar gleichfalls sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.
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In Fig. 8 ist ein bevorzugtes Herstellungsverfahren dargestellt. Es
hat sich herausgestellt, daß das Bauwerk nach der Erfindung höchst wirtschaftlich
im Gleitschalungsbau aus Beton
hergestellt werden kann. Das geschieht
in der Weise, daß senkrecht verschiebbare Schalungen Verwendung finden, bestehend
aus einer äußeren Schalungswand 26 für die Außenwände 22 und einer Mehrzahl von
zylindrischen Schalungen 28, die gemeinsam mittels einer Winde oder in anderer Weise
nach oben bewegt werden, sobald die unteren Betonlagen sich verfestigt haben. Die
Schalungswände werden fortlaufend mit Beton gefüllt, der durch eine Krananordnung
32 herbeigeschafft wird.
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Es sind verschiedene Techniken und Verfahren für den Gleitschalungsbau
bekannt und brauchen als solche, zumal sie nicht Teil der Erfindung sind, nicht
erläutert zu werden.
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Die erfindungsgemäßen Bauwerke können aber auch durch herkömmliche
Verfahren und aus üblichen Werkstoffen hergestellt werden, z. B. Baustahl. Insofern
liegt dann eine äquivalente Benutzung in verschlechteter Ausführungsform der Erfindung
vor. Denn die wirtschaftlichste und in Ansehung der Aufnahme von Scherkräften beste
Herstellungsweise ist die im Gleitschalungsbau. Die bekannten Bauwerke mit vergleichbarer
Widerstandskraft mußten aus Stahl oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt werden,
was hohe Material- und Arbeitskosten erfordert.
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Kleinere Änderungen in der gegenseitigen Lage oder der Anzahl der
senkrechten Trenn- und Zwischenwände, die Scherkräfte aufzunehmen vermögen, oder
der Gestaltung des Rumpfes des Bauwerkes führen nicht aus dem Schutzumfang der Erfindung
heraus.