DE2446745A1

DE2446745A1 - Concrete shell anchorages to support heavy loads - have anchorage mats in form of inverted conical shells

Info

Publication number: DE2446745A1
Application number: DE19742446745
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Feuerlein
Original assignee: Buss AG
Current assignee: Buss AG
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1975-10-09
Also published as: CH571126A5; JPS50111619A; DE2446745C2

Abstract

A concrete mounting block to support very large loads e.g. a gas container is designed such that above ground a polygonal anchorage mat of concrete is cast with a fundament section in contact with the container. A foot from this mat is bedded down in a gravel bed. The whole shape of the anchorage is that of an inverted conical shell generated by rotation of a generator. To deflect the stresses arising the anchorage is constructed so that the sum of the deflected stresses is equal to or greater than the tangential stresses.

Description

Betonschale zum Auflagern von schweren Lasten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Betonschale zum Auflagern von schweren Lasten, wie z. B. für zylindrische oder kugelförmige Lagerbehälter, Wassertürme, Kühltürme, Hochkamine oder dgl. Concrete shell for supporting heavy loads The present invention refers to a concrete shell for supporting heavy loads, such as B. for cylindrical or spherical storage tanks, water towers, cooling towers, tall chimneys or the like

Es sind bereits verschiedene Konstruktionsmethoden zur Bildung von Betonauflageflächen in Schalen form für schwere Lasten bekannt geworden, welche als Fundamentplatten oder als Verbin dungsscha -len an turmartigen Bauten ausgebildet sind. Bei den Betonschalen herkömmlicher Bauart entstehen bei der Belastung im allgemeinen durch den Auflagerdruck Schubspannungen, die durch entsprechende Bewehrung mit Armierungseisen aufzufangen sind. Durch die Verwendung der Bewehrungen werden die Kosten der Betonschale erheblich verteuert. Zweck der Erfindung ist, eine Betonschale zum Auflagern von schweren Lasten vorzuschlagen, welche schnell und einfach herzustellen ist und keine hohen Kosten verursacht.There are already various construction methods for the formation of Concrete contact surfaces in shell form for heavy loads have become known which designed as foundation plates or as connec- tion shells on tower-like buildings are. In the case of the conventionally constructed concrete shells, the load generally occurs Shear stresses due to the bearing pressure, which are caused by appropriate reinforcement with rebar are to be caught. By using of the reinforcements are the Cost of the concrete shell increased considerably. The purpose of the invention is to create a concrete shell for supporting heavy loads to propose which are quick and easy to manufacture is and does not incur high costs.

Erfindungsgemäss wird dadurch erreicht, dass die Betonschale einen Fundamentteil und eine im Kies eingebettete Verankerung in der Form einer umgestülpten Kegelschale aufweist, wobei die Erzeugende der Kegelschale zwecks Umlenkung der auftretenden Spannungen so gekrümmt ist, dass die Summe der umgelenkten Spannungen gleich oder grösser als die Schubspannungen wird. In dieser Weise werden die Zugspannungen aufgehoben bzw. es wird eine Vorspannung in der Schale erzeugt.According to the invention it is achieved that the concrete shell has a Foundation part and an anchoring embedded in the gravel in the form of an inverted one Has conical shell, the generatrix of the conical shell for the purpose of deflecting the occurring stresses is so curved that the sum of the deflected stresses is equal to or greater than the shear stresses. In this way the tensile stresses canceled or a preload is generated in the shell.

Zu den beiliegenden Zeichnungen ist einerseits ein bekannter Auflagerungssockel und andererseits ein Ausführungsbeispiel einer Betonschale gemäss der Erfindung dargestellt.On the one hand, there is a known support base for the accompanying drawings and on the other hand, an embodiment of a concrete shell according to the invention shown.

Es zeigen: Fig. 1 einen Auflagerungssockel herkömmlicher Bauart im Schnitt, Fig. 2 eine Betonschale nach der Erfindung im Teilschnitt, Fig. 3 die gleiche Betonschale in teilweiser Draufsicht, und Fig. 4 eine Einzelheit zur Berechnung der Betonschale.They show: FIG. 1 a support base of conventional design in FIG Section, Fig. 2 a concrete shell according to the invention in partial section, Fig. 3 the same Concrete shell in partial plan view, and FIG. 4 shows a detail for the calculation the concrete shell.

Als Ausführungsbeispiel wird die Lagerung eines Kugelbehälters für Flüssiggas gewählt, wie dies in der schweizerischen Patentschrift Nr. 439. 682 sowie in der schweizerischen Patentschrift Nr. 500. 363 beschrieben ist.As an embodiment, the storage of a spherical container for Liquid gas selected, as in Swiss Patent No. 439.682 and is described in Swiss Patent No. 500,363.

Der in der Fig. 1 dargestellte Kugelbehälter 1 hat einen durch messer von ungefähr 16 m und wiegt mit Füllung ca. 2500 t. Der Kügelbehälter 1 ruht auf einem Betonsockel 2 und ist mit diesem kraftschlüssig verbunden, wie dies in den eingangs zitierten Patenten ausführlich beschrieben ist. Der Betonsockel 2 weist eine Fundamentplatte 3 auf und muss mittels Armierungseisen 4 bewehrt sein, um die durch das Biegemoment entstehenden Schubspannungen aufzufangen. Es sind ca. 30 t Armierungseisen notwendig, deren Ver -legung arbeitsaufwendig und kostspielig ist. Die Richtung der entstehenden Schubspannungen ist durch die Linie 6 angedeutet. Die ganze Fundamentplatte liegt auf einem Kiesbett 5 auf. The spherical container 1 shown in Fig. 1 has a diameter 16 m and weighs approx. 2500 t with filling. The bead container 1 rests a concrete base 2 and is positively connected to this, as in the initially cited patents is described in detail. The concrete base 2 has a foundation slab 3 and must be reinforced with reinforcing bars 4 to the to absorb shear stresses caused by the bending moment. It is approx. 30 t Reinforcing iron necessary, the laying of which is labor-intensive and costly. The direction of the resulting shear stresses is indicated by line 6. The entire foundation plate rests on a gravel bed 5.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Betonschale ist aus der Fig. The concrete shell proposed according to the invention is shown in FIG.

2 ersichtlich. Es ist wiederum ein Kugelbehälter 21 vorhanden, welcher in einer Beton schale gelagert ist. Diese Betonschale 22 weist einen Fundamentteil 23 und eine Verankerung 24 auf, welche im Kies 25 eingebettet ist. Die Verankerung hat die Form einer umgestülpten Kegelschale, die durch die Rotation einer Erzeugenden 26 entsteht. Zwecks Umlenkung der auftretenden Spannungen ist die Verankerung so gekrümmt, dass die Summe der umgelenkten Spannungen gleich oder grösser als die Schubspannungen wird. 2 can be seen. There is again a spherical container 21 which is stored in a concrete shell. This concrete shell 22 has a foundation part 23 and an anchor 24 which is embedded in the gravel 25. The anchorage has the shape of an inverted conical shell, which is created by the rotation of a generatrix 26th arises. For the purpose of redirecting the stresses that occur, the Anchoring curved so that the sum of the deflected stresses is equal to or greater than the shear stresses will.

Um dies näher zu erklären wird auf Fig. 4 hingewiesen, welche ein unendlich klein gedachtes Element E, E' der Verankerung zeigt.To explain this in more detail, reference is made to Fig. 4, which a shows element E, E 'of the anchoring, which is thought to be infinitely small.

Die Verankerung muss so gekrümmt sein, dass in der Schale keine Zugspannungen auftreten können. Das unendlich klein gedachte Element E, El weist eine nicht deformierte Form auf und steht unter dem Auflagerdruck P. Daraus entsteht eine Meridianspannung S+S' und eine Ringspannung R in der Richtung der konus- oder kalottenförmigen Unterfläche der Fundamentplatte 3. Wird nun die Verankerung 24 so deformiert, dass ein unendlich klein gedachtes Element in die Form E, Et geknickt wird, so ergibt sich durch den Auflagerdruck P zur Meridianspannung SfS' und zur Ringspannung R eine zusätzliche, umgelenkte Spannung U. Die resultierende umgelenkte Spannung U in der Summe der einzelnen Elementen hat dann das Bestreben, den Konus der Betonschale zusammenzudrücken und wirkt der Ringspannung entgegen. Je steiler der Winkel zwischen den k;lementteiichen E, El gewählt wird, umso grösser wird die entstehende Kraft U. Die rechnungsmässig in einem Punkt als Knickwinkel betrachtete Verhältnisse ergeben abschliessend in ihrer Summe eine stetige Krümmung.The anchorage must be curved in such a way that there are no tensile stresses in the shell may occur. The element E, El, thought to be infinitely small, has an undeformed one Form and stands under the bearing pressure P. This creates a meridian tension S + S 'and a ring tension R in the direction of the conical or dome-shaped lower surface the foundation plate 3. If the anchorage 24 is now deformed so that an infinite If an element that is thought to be small is bent into the form E, Et, the result is the Support pressure P for the meridional stress SfS 'and for the ring stress R an additional, deflected voltage U. The resulting deflected voltage U in the sum of the individual elements then strive to compress the cone of the concrete shell and counteracts the hoop tension. The steeper the angle between the component parts E, El is chosen, the greater the force U will be At one point, the ratios considered as the bending angle result in their sum a constant curvature.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass sich abhängig von der Pressungsverteilung bei verschiedenen zu lagernden Lastformen auch eine ganz bestimmte Krümmungsform für die Betonschale ergeben wird. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Knickwinkel gegebenenfalls so auszulegen, dass eine besonders günstig gerichtete Vorspannung in Ringrichtung der Schale erzeugt wird. Im allgemeinen wird der Winkel eher so ausgelegt, dass die Summe U gleich der Summe R wird.It should be noted that it depends on the distribution of pressure with different load forms to be supported also a very specific curvature form for the concrete shell. There is also the possibility of the articulation angle if necessary, to be interpreted in such a way that a particularly favorable preload is generated in the ring direction of the shell. In general, the angle becomes more like this designed so that the sum U becomes equal to the sum R.

Die Verankerung 24 wird vorteilhaft auf eine Kiesschüttung 25 ohne Bodenschalung aufgebracht. Hierzu wird die Kiesschüttung formgerecht gerichtet, was sehr einfach mittels eines, im Zentrum eingeschlagenen Mastpflockes und einer daran befestigten Schablone geschehen kann. Die beschriebene Betonschale benötigt nur eine Bewehrung von ca. 5 t.The anchorage 24 is advantageously on a bed of gravel 25 without Floor formwork applied. For this purpose, the gravel fill is properly aligned, which is very easy by means of a mast peg driven in the center and a attached template can be done. The concrete shell described is required only a reinforcement of approx. 5 t.

Schliesslich sei noch auf den zusätzlichen Vorteil hingewiesen, den die beschriebene Betonschale zum Auflagern von schweren Lasten bietet, indem diese direkt in die Wandung der Betonkonstruktion miteinbezogen werden kann.Finally, the additional advantage should be pointed out, the the described concrete shell for supporting heavy loads offers by this can be incorporated directly into the wall of the concrete structure.

Claims

Claim

Concrete shell for supporting heavy loads, characterized in that that the same has a foundation part (21 and an anchorage embedded in the gravel (25) (24) in the form of an inverted conical shell, the generatrix (26) the conical shell is curved in such a way that the sum of the deflected stresses is equal to or greater than the shear stresses will Blank page