DE2926414A1 - Earthquake resistant machine or tank metal plinth concreted anchorage - has concrete filling in space round hollow pieces penetrating bars or tubes - Google Patents
Earthquake resistant machine or tank metal plinth concreted anchorage - has concrete filling in space round hollow pieces penetrating bars or tubesInfo
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Abstract
Description
YerankerungAnchorage
Die Erfindung betrifft eine Verankerung für einen metallischen Sockel von Behältern, Maschinen, Motoren oder dergleichen, insbesondere für Kühlsysteme in einem Kernkraftwerk, mit einem Betonfundament, das einen parallel zu seiner Oberfläche ausgedehnten Anker enthält, der von Erstbeton umgeben und über Zugelemente mit dem Sockel verbunden ist, die durch Ausnehmungen des Erstbetons und des Sockels ragen und mit Zweitbeton festgelegt sind.The invention relates to an anchorage for a metallic base of containers, machines, motors or the like, in particular for cooling systems in a nuclear power plant, with a concrete foundation that is parallel to its surface contains extensive anchor, which is surrounded by initial concrete and via tension elements with the Base is connected, which protrude through recesses of the first concrete and the base and are fixed with second concrete.
Als Anker kennt man vor allem die sogenannten Steinschrauben, die in Fundamentaussparungen einbetoniert werden, durch Löcher in dem Sockel ragen und an ihrem freien Ende ein Schraubgewinde tragen. Mit der darauf aufzuschraubenden Mutter wird der Sockel gegen das Betonfundament gepreßt. Daraus ergibt sich auch eine gewisse Haltekraft in seitlicher Richtung.The so-called stone screws, the be concreted in foundation recesses, protrude through holes in the base and have a screw thread at their free end. With the one to be screwed on Nut, the base is pressed against the concrete foundation. It also follows from this a certain holding force in the lateral direction.
Ferner gibt es Verankerungen, bei denen ein parallel zur Oberfläche des Betonfundaments ausgedehnter Anker zum Beispiel in Form eines Profileisens, mit Hohlräumen versehen ist, die durch Schlitze zugänglich sind.There are also anchorages in which one is parallel to the surface the concrete foundation an extended anchor, for example in the form of a profile iron, is provided with cavities, which are accessible through slots.
Durch die Schlitze werden dann Hammerkopfschrauben gesteckt, die als Zugelement wirken und mit Hilfe von Zweitbeton festgelegt werden, bevor sie mit dem Sockel verspannt werden.T-head bolts are then inserted through the slots, which are called Tension element act and be fixed with the help of secondary concrete before using be clamped to the base.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Verankerung besonders in seitlicher Richtung hochwertig und vor allem berechenbar auszugestalten, damit die nach neuesten Sicherheitsvorstellungen zu berücksichtigenden Seitenkräfte, die durch Erdbeben verursacht werden können, zuverlässig und dauerhaft aufgenommen werden können. Die bekannten Steinschrauben sind hierfür nur schlecht geeignet, weil die Seitenkräfte praktisch nur über die Reibung zwischen dem Sockel und dem Betonfundament abgetragen werden, auf das der Sockel aufgepreßt wird. Die Kräfte schwanken mithin in Abhängigkeit von der Ausbildung der BerUhrungsfläche und von Dehnungen der Schraube, die durch Temperaturänderungen, Alterungserscheinungen oder Kriechvorgänge im Beton verursacht werden können.The invention is based on the task of the anchoring in particular in the lateral direction to design high quality and, above all, predictable, so the side forces to be taken into account according to the latest safety concepts, the caused by earthquakes can be reliably and permanently recorded can. The well-known stone screws are poorly suited for this because the Side forces practically only through the friction between the base and the concrete foundation be removed, onto which the base is pressed. The forces therefore fluctuate depending on the design of the contact surface and the expansion of the screw, caused by temperature changes, aging phenomena or creep processes in the concrete can be caused.
Die erfindungsgemäße Verankerung ist so ausgebildet, daß an dem Anker nach oben offene Hohlkörper vorgesehen sind, in die mit Spiel mit dem Sockel in Verbindung stehende biegesteife, metallische, stab-oder rohrförmige Schubelemente eintauchen, und daß der Spielraum zwischen Schubelement und Hohlkörper mit Zweitbeton ausgefüllt ist.The anchorage according to the invention is designed so that on the anchor upwardly open hollow bodies are provided, in which with play with the base in Connected rigid, metallic, rod-shaped or tubular push elements immerse, and that the clearance between the thrust element and the hollow body with second concrete is filled out.
Bei der Erfindung ist mit dem Schubelement für die Aufnehme von SchubkrSften ein besonderes Glied vor- gesehen, das genau auf den Sockel eingestellt werden kann, weil es erst mit dem Zweitbeton in den Hohlkörpern festgelegt wird. Es ergibt sich damit ein Formschluß zwischen dem Sockel und dem Schubelement, der für die Ubertragung von Seitenkräften zuverlässig ausgelegt werden kann. Die weitere Einleitung dieser Kräfte von dem Schubelement in die Hohlkörper und in den Anker, der seinerseits in die Armierung des Erstbetons fest eingebunden ist, bereitet wegen der relativ großen Abmessungen ebenfalls keine Schwierigkeiten. Mithin löst die Erfindung die oben genannte Aufgabe vollständig und mit vorteilhaft geringem Aufwand.In the invention, the thrust element is used to absorb thrust forces a special link seen that set exactly on the pedestal because it is only fixed in the hollow bodies with the second concrete. There is thus a form fit between the base and the thrust element, the can be designed reliably for the transmission of lateral forces. The other Introduction of these forces from the thrust element into the hollow body and into the anchor, which in turn is firmly integrated into the reinforcement of the first concrete, prepares for the relatively large dimensions also pose no problems. Thus solves the Invention the above object completely and advantageously with little effort.
Die Hohlkörper sollten mindestens bis an die Oberfläche des Erstbetons reichen, damit sie nicht mit dem Erstbeton verstopft werden können. Andernsfalls mUssen sie mit bekannten Mitteln freigehalten werden.The hollow bodies should at least extend to the surface of the first concrete enough so that they cannot be clogged with the initial concrete. Otherwise they must be kept free by known means.
Sie können aber auch aus dem Erstbeton herausragen.But they can also protrude from the first concrete.
Die Schubelemente sollten um mindestens die Breitenabmessungen der Hohlkörper in diese eintauchen, damit die durch den Seitenschub erzeugten Momente nur geringe Pressungen im Zweitbeton erzeugen. Üblicherweise werden Schubelemente und Hohlkörper rotationssymmetrisch sein, so daß die Breitenabmessungen durch die Durchmesser dieser Teile bezeichnet werden können.The sliding elements should be at least as wide as the Immerse the hollow body in this so that the moments generated by the sideshift only generate low pressures in the second concrete. Usually thrust elements and hollow body be rotationally symmetrical, so that the width dimensions by the Diameter of these parts can be designated.
Auch Schubelemente und Sockel können vorteilhaft mit einer rotationssymmetrischen Passung ineinandergreifen. Die Passung kann zwischen zwei Zylindern vorliegen. Man kann aber auch einen der beiden Teile schwach konisch, zum Beispiel mit einem Konuswinkel zwischen 2 und 100 ausführen, so daß beim Anspannen des Zugelements ein sicherer Formschluß zustande kommt. Vorteile dieser konischen Anordnung sind ein geringes Spiel auch bei mäßiger Schräglage der Schubelemente infolge ungenauer Ausrichtung bei der Montage und die Möglichkeit der leichten Demontage des Sockels nach dem Vergießen, beispielsweise zum Zweck einer Reparatur der Maschine.Thrust elements and bases can also advantageously have a rotationally symmetrical Interlocking fit. The fit can be between two cylinders. Man but it can also have one of the two parts slightly conical, for example with a cone angle run between 2 and 100, so that when tensing of the tension element a secure form fit is achieved. Advantages of this conical arrangement are a slight play even with a moderate inclination of the thrust elements due to inaccuracy Alignment during assembly and the possibility of easy dismantling of the base after potting, for example for the purpose of repairing the machine.
Die Schubelemente können vorteilhaft als Rohre ausgebildet sein und als Zugelemente dienende Spannschrauben umfassen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Spannschrauben zwar festgelegt sind, aber dennoch nicht durch Schubkräfte überbeansprucht werden können. Zu dem gleichen Zweck empfiehlt es sich, daß die Rohre im Bereich der Bohrung einen verengten Innendurchmesser aufweisen, der zur FUhrung der Spannschraube dient, während im unteren Bereich ein größerer Durchmesser für den Ausgleich von seitlichen Abweichungen zur Verfügung steht.The thrust elements can advantageously be designed as tubes and include tensioning screws serving as tension elements. This has the advantage that the tensioning screws are fixed, but not by thrust can be overused. For the same purpose it is recommended that the Pipes have a narrowed inside diameter in the region of the bore, which leads to The clamping screw is used as a guide, while the lower area has a larger diameter is available to compensate for lateral deviations.
Die Schubelemente können zusätzlich zu dem Zugelement mit dem Sockel verbunden sein. Dies fixiert ihre Lage und erleichtert damit die Herstellung besonders bei dem Aufbringen des Zweitbetons. Zu dem gleichen Zweck können die Schubelemente mit einer Feder am Anker abgestützt sein,wie später anhand von Ausführungsbeispielen noch näher zu sehen ist.The pushing elements can in addition to the pulling element with the base be connected. This fixes their position and thus particularly facilitates production when applying the second concrete. The thrust elements be supported with a spring on the armature, as will be explained later on the basis of exemplary embodiments can be seen even closer.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die Befestigung eines Flutbehälters in einer Seitenansicht. Die Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in größerem Maßstab.For a more detailed explanation of the invention are based on the enclosed Figures exemplary embodiments described. It shows Fig. 1 the attachment of a Flood tank in a side view. FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale.
Die Fig. 3, 4 und 5 sind abgewandelte AusfUhrungs- formen der in Fig. 1 mit einem Kreis bezeichneten Verankerung.3, 4 and 5 are modified execution to shape the anchorage indicated by a circle in FIG. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 als Ganzes ein Flutbehälter eines Druckwasserreaktors bezeichnet. Dieser Flutbehälter ist ein Stahl zylinder mit 7 m Höhe und 4 m Durchmesser Er enthält bei einer Wandstärke von 10 mm etwa 90 m3 Wasser, das im Notfall in den Reaktorkern eingespeist wird, wenn die normale Kühlung versagt.In Fig. 1, 1 as a whole is a flood tank of a pressurized water reactor designated. This flood tank is a steel cylinder with a height of 7 m and a diameter of 4 m With a wall thickness of 10 mm, it contains around 90 m3 of water, which in an emergency can flow into the Reactor core is fed in when normal cooling fails.
Der Flutbehälter 1 besitzt eine Bodenplatte 2, die zum Beispiel 25 mm dick ist. Die Bodenplatte ist über mehrere um den Umfang des Zylinders verteilte Rippen 3 mit dem Behälter 1 verbunden, so daß ein für die Befestigung des Flutbehälters 1 geeigneter Sockel 4 entsteht. Mit diesem Sockel wird der Flutbehälter 1 an einem Betonfundament 5 befestigt Das Betonfundament 5 enthält in einem ersten, unterhalb der gestrichelten Linie 6 liegenden Teil mit sogenanntem Erstbeton 7 Armierungseisen 8. Oberhalb der Linie 6 befindet sich der später gegossene weitbeton 9. Zwischen die Armierungseisen 8 sind Haarnadelbügel 10 gesteckt, die über einen Anker 11 greifen. Dies ist ein Ring aus Stahl mit dem aus der Figur ersichtlichen Rechteckquerschnitt, der etwa im Bereich des Außenrandes der Bodenplatte 2 verläuft, so daß sich eine parallel zur Oberfläche 12 räumlich ausgedehnte Ausbildung ergibt. Die Ausbildung der in dem Kreis 13 liegenden Verankerung des Sockels 4 wird anhand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert.The flood tank 1 has a base plate 2, for example 25 mm thick. The base plate is distributed over several around the circumference of the cylinder Ribs 3 connected to the container 1, so that one for the attachment of the flood container 1 suitable base 4 is created. With this base, the flood tank 1 is on a Concrete foundation 5 attached The concrete foundation 5 contains in a first, below the dashed line 6 lying part with so-called first concrete 7 reinforcing iron 8. Above the line 6 is the later poured wide concrete 9. Between the reinforcing irons 8 are inserted hairpin clips 10, which grip over an anchor 11. This is a ring made of steel with the rectangular cross-section shown in the figure, which runs approximately in the area of the outer edge of the base plate 2, so that a parallel to the surface 12 results in spatially extensive training. Training the anchoring of the base 4 lying in the circle 13 is illustrated in FIGS 5 explained in more detail.
Wie Fig. 2 zeigt, trägt der Ankerring 11 ein nach oben weisendes Stahlrohr 14, das bei 15 auf den Ring 11 aufgeschweißt ist und bei einer Wandstärke von zum Beispiel 5 mm einen Außendurchmesser von 150 mm aufweist.As shown in FIG. 2, the anchor ring 11 carries an upwardly pointing steel tube 14, which at 15 on the ring 11 is welded and with a wall thickness of for example 5 mm has an outer diameter of 150 mm.
Die Länge des Rohres 14 beträgt 300 mm. Von dieser Länge reicht etwa die Hälfte über die Oberfläche des Erstbetons hinaus. Unter dem Anker ist ein Blechtopf 11a angeschweißt, der beim Erstbetonverguß sicherstellt, daß das Rohr 14 nicht von unten her mit Beton volläuft.The length of the tube 14 is 300 mm. This length is about half beyond the surface of the initial concrete. There is a tin pot under the anchor 11a welded, which ensures that the pipe 14 is not of is filled with concrete below.
In das Innere 16 des Rohres 14 ragt ein Rohr 17, das einen Außendurchmesser von 60 mm aufweist und mit einem durch eine Verjüngung gebildeten Absatz 18 in eine Bohrung 19 des Sockels 4 eingepaßt ist, die einen Durchmesser von 56 mm hat. Das Spiel der Passung ist kleiner als 2 mm, vorzugsweise beträgt es 0,4 mm. Zwischen die Rohre 14 und 17 ist der Zweitbeton 9 gegossen, so daß eine Kraftübertragung in seitlicher Richtung möglich ist. Die Uberlappungslänge zwischen dem Rohr 17 und dem Rohr 14 beträgt etwa 200 mm. Hierdurch wird das durch den Seitenschub des Sockels 4 erzeugte Moment (der Hebelarm ist der Höhenabstand zwischen dem Anker 11 und der Passung 19 im Sockel) zuverlässig zum Anker 11 hin übertragen, der es infolge seiner festen Einbindung im Erstbeton 7 abnehmen kann. Der Sockel 4 dagegen wird nur durch den Seitenschub, nicht aber mit einem Moment belastet.A tube 17, which has an outer diameter, protrudes into the interior 16 of the tube 14 of 60 mm and with a shoulder 18 formed by a taper in a Bore 19 of the base 4 is fitted, which has a diameter of 56 mm. That The fit is less than 2 mm, preferably 0.4 mm. Between the pipes 14 and 17, the second concrete 9 is poured, so that a power transmission is possible in the lateral direction. The lap length between the pipe 17 and the tube 14 is about 200 mm. This is done by the sideshift of the base 4 generated moment (the lever arm is the height distance between the armature 11 and the Fit 19 in the base) reliably transferred to the armature 11, which it as a result of its fixed integration in the first concrete 7 can decrease. The base 4, however, is only through the sideshift, but not burdened with a moment.
Das Rohr 17 umschließt eine Hammerkopfschraube 20, die durch ein Langloch 21 in den Ankerring 11 gesteckt wird, so daß ihr Kopf 22 nach 900 Drehung fest unterhalb des Ankers 11 angreift. Am freien Ende der Hammerkopfschraube 20 ist ein Gewinde 23 ( M 36) vorgesehen. Mit der darauf geschraubten Mutter 24 wird eine Zugverbindung gebildet, die den Sockel 4 auf das Betonfundament 5 preßt. Dabei stützt sich die Mutter 24 auf eine im Querschnitt U-förmige Beilagescheibe 25 ab, die die Kraft der Schraube 20 direkt auf den Sockel 4 leitet.The tube 17 encloses a hammer head screw 20, which is through an elongated hole 21 is inserted into the anchor ring 11, so that its head 22 is firmly below after 900 rotation of the armature 11 attacks. At the free end of the hammer head screw 20 is a thread 23 (M 36) provided. With the nut 24 screwed thereon, a train connection is established formed, which presses the base 4 onto the concrete foundation 5. The Nut 24 on a washer 25 with a U-shaped cross-section, which the Force of the screw 20 leads directly to the base 4.
Die Fig. 2 zeigt noch, daß unter der Bodenplatte 2 ein umlaufender Ring 26 vorgesehen ist, der als verlorene Schalung beim Aufbringen eines glatten Estrichs dient. Dieser Estrich dient als Auflager für den ebenen Boden des Flutbehälters und wird nach dem Abbinden des Erstbetons aufgebracht. Nach dem Aufsetzen des Flutbehälters 1 wird Zweitbeton nur noch in dem außerhalb des Ringes 26 liegenden Bereich vergossen, wo die Spannschrauben 20 und die Rohre 17 eingebettet werden.Fig. 2 also shows that under the base plate 2 a circumferential Ring 26 is provided as a permanent formwork when applying a smooth Screed is used. This screed serves as a support for the level floor of the flood tank and is applied after the initial concrete has set. After placing the flood tank 1, second concrete is only poured in the area outside of the ring 26, where the tensioning screws 20 and the tubes 17 are embedded.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Rohr 17 im unteren Teil bei 28 verbreitert gegenüber der engsten Stelle 29 im Bereich der Bohrung 19. Dadurch wird in seitlicher Richtung mehr Spiel für das Einstellen der Hammerkopfschraube 20 geschaffen.In the embodiment of FIG. 3, the tube 17 is in the lower Part at 28 widened compared to the narrowest point 29 in the area of the bore 19. This leaves more play in the lateral direction for adjusting the hammer head screw 20 created.
Ferner ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 das Rohr 17 mit dem Sockel 4 durch einen Schweißpunkt 30 an der Unterseite der Bodenplatte 2 oder 31 an der Obers eite des Rohres 17 befestigt. Beide Schweißteile dienen zur Festlegung des Rohres 17 beim Aufbringen des Zweitbetons 9. Die Kraft der Mutter 24 wird durch eine flache Beilage scheibe 25a auf den Sockel 4 übertragen.Furthermore, in the embodiment of FIG. 3, the tube 17 with the Base 4 through a weld point 30 on the underside of the base plate 2 or 31 attached to the top of the tube 17. Both welded parts are used for fixing of the pipe 17 when applying the second concrete 9. The force of the nut 24 is through Transfer a flat washer 25a onto the base 4.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ragt das obere Ende 32 des Rohres 17 so weit durch die Bodenplatte 2, daß das Rohr durch einen Sprengring 33 gehalten werden kann, der in bekannter Weise in eine Nut des Rohres eingreift. Der Ring kann nach dem Gießen des Zweitbetons 9 entfernt werden, bevor eine im Querschnitt U-förmige Scheibe 34 aufgesetzt wird, die die Kraft der Mutter 24 auf die Bodenplatte 2 überträgt. Andererseits kann der Sprengring auch eingebaut bleiben, wenn man den inneren Hohlraum größer macht, wie auf der linken Seite der Fig. 4 zu sehen ist.In the embodiment of FIG. 4, the upper end 32 of the tube protrudes 17 so far through the base plate 2 that the tube is held by a snap ring 33 can be, which engages in a known manner in a groove in the tube. The ring can after pouring the second concrete 9 are removed before a cross-section U-shaped Washer 34 is placed, which transmits the force of the nut 24 to the base plate 2. On the other hand, the snap ring can also remain installed if the inner cavity is removed makes larger, as can be seen on the left-hand side of FIG.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 besitzt das Rohr 17 im oberen Bereich einen schwach konischen Bereich 35. Zur Festlegung des Rohres 17 vor dem Aufbringen des Zweitbetons 9 dient beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 eine Feder 36 zwischen dem Ankerring 11 und der Unterseite des Rohres 17.In the embodiment of FIG. 5, the tube 17 has in the upper Area a weakly conical area 35. To define the tube 17 before In the exemplary embodiment according to FIG. 5, a spring is used to apply the second concrete 9 36 between the anchor ring 11 and the underside of the tube 17.
Der Konuswinkel zur Achse hin beträgt zum Beispiel 60. Mit diesem Konus kann das Rohr 17 spielfrei und mit Sicherheit formschlüssig in der Bohrung 19 gehalten werden, wenn der Zweitbeton 9 erstarrt ist und die Mutter 24 auf der Hammerkopfschraube 20 angezogen wird.The cone angle towards the axis is for example 60. With this The tube 17 can cone with no play and with certainty in a form-fitting manner in the bore 19 are held when the second concrete 9 has solidified and the nut 24 on the T-head screw 20 is tightened.
Der Sockel 4 umfaßt hier einen Doppel-T-Träger 37, wie er auch bei Grundrahmen verwendet wird, auf dem zum Beispiel ein Motor und eine Pumpe mit horizontaler Welle befestigt werden.The base 4 here comprises a double T-beam 37, as is also the case with Base frame is used on which, for example, a motor and a pump with horizontal Shaft to be attached.
9 Patentansprüche 5 Figuren Zusammenfassung Verankerung Die Sockel (4) von Behältern, Maschinen, Motoren oder dergleichen werden mit einer Verankerung (13) an einem Betonfundament (5) befestigt, wobei Ausnehmungen in einer als Erstbeton (7) hergestellten Unterlage ein in diese ragendes Zugelement (20) umfassen, das mit Zweitbeton (9) umschlossen'wird. Nach der Erfindung enthält der Erstbeton (7) einen parallel zur Oberfläche (12) des Fundaments (5) ausgedehnten Anker ( mit oben offenen Hohlkörpern (14), die über den Erstbeton (7) hinausragen und jeweils ein Schubelement (17) zur Aufnahme von Schubkräften umfassen. Jedes in einem Hohlkörper(14) festgelegte Schubelement (17) ragt in eine Bohrung (19) des Sockels (4), so daß Schubkräfte parallel zur Oberfläche (12) des Fnndaments (5) aufgenommen werden. Den Schubelementen(17) sind Zugelemente (20) zugeordnet, die an dem Anker (11) einerseits und dem Sockel (4) andererseits angreifen. Die Erfindung ist besonders wichtig für die erdbebensichere Befestigung von Komponenten in Kernkraftwerken (Fig. 1).9 claims 5 figures Summary anchoring The base (4) of containers, machines, motors or the like are with a Anchoring (13) attached to a concrete foundation (5), with recesses in a a base produced as the first concrete (7) a tension element (20) protruding into this include, which is enclosed with second concrete (9). According to the invention contains the First concrete (7) extended parallel to the surface (12) of the foundation (5) Anchors (with hollow bodies (14) open at the top, which protrude beyond the first concrete (7) and each comprise a thrust element (17) for absorbing thrust forces. Each thrust element (17) fixed in a hollow body (14) protrudes into a bore (19) of the base (4), so that shear forces parallel to the surface (12) of the Fndament (5) to be included. Tension elements (20) are assigned to the push elements (17), which act on the armature (11) on the one hand and the base (4) on the other hand. the Invention is particularly important for the earthquake-proof fastening of components in nuclear power plants (Fig. 1).
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US8434731B2 (en) | 2007-11-24 | 2013-05-07 | Varley And Gulliver Limited | Structural support |
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