-
Bauweise zur Verhütung von Rissebildungen bei Bauten im Bergbausenkungsgebiet.
Zur Verhütung der an Bauten in Bergbausenkungsgebieten auftretenden Risse sind bauliche
Vorkehrungen bekannt, welche beispielsweise in der Anordnung von biegungsfesten
Platten oder Banketten als Gründungen sowie in Verankerungen der Geschoßdecken in
rings um das ganze Gebäude gelegten, zumeist aus Eisenbeton bestehenden Balken u.
dgl. bestehen. Der Grundgedanke dieser Bauweise ist der, das ganze Gebäude zu einem
möglichst starren räumlichen Gebilde zu gestalten.
-
Bekanntlich rühren die Risse von den durch den Abbau verursachten
Mulden- oder Trichter-(Pingen-)Bildungen her.
-
Es ist klar und durch die Erfahrung erwiesen, daß gleichmäßige Senkungen
am Bauwerke im allgemeinen nicht zur Rissebildung und zur Gefährdung führen. So
wird (Fig. i) ein Gebäude, das mit seiner ganzen Grundfläche in den Trichterboden,
also in das Gebiet der größten Senkung, fällt, vor Rissen bewahrt bleiben. Steht
das Gebäude dagegen in der Trichterböschung, so sind zwei grundsätzlich verschiedene
Fälle möglich In Fig. 2, die den ersten dieser Fälle darstellt, liegt das Gebäude
so zur Bruchfläche b-c, daß die Projektion des Schwerpunktes S in die Unterstützungsfläche
n-o fällt. Das Gebäude steht somit im Gleichgewicht, solange die (schraffiert gezeichneten)
Bodenpressungen bei n nicht zu einem Nachgeben des Bodens führen. Der Teil C des
Gebäudes über m-n kragt hierbei frei vor. Besitzt das Gebäude in der Ebene n-n'
nicht die erforderliche Scherfestigkeit und die erforderliche räumliche Biegungsfestigkeit,
so wird der Teil C vom übrigen Gebäude durch Risse getrennt. Für die im Querschnitte
n-n' auftretenden trennenden Kräfte (Scherkraft und Biegungsmoment) ist das Gewicht
des Teiles C maßgebend; sie sind also von der Größe der Auskragung m-za abhängig,
die ohne Gleichgewichtsstörung möglich ist. Je nach der kleineren oder größeren
Nachgiebigkeit des Bodens kann diese Auskragung sich mehr oder weniger der Strecke
m-s nähern; sie kann somit einen beträchtlichen Teil der Grundfläche erreichen.
-
In Fig. 3, die den zweiten möglichen Fall veranschaulicht, liegt das
Gebäude so zur Bruchfläche b-c, daß die Projektion des Schwerpunktes S außerhalb
der Unterstützungsfläche fällt. In diesem Falle tritt im Gegensatze zum vorbeschriebenen
zunächst keine Beanspruchung der versteifenden Bauwerksteile auf, da sich das Bauwerk
nicht im äußeren Gleichgewicht befindet. Erst nachdem die gedrehte (gestrichelt
gezeichnete) Lage erreicht ist, wird wieder der über na'-v@' liegende Kragteil C
die oben beschriebenen Scher-und Biegungsspannungen erleiden, die gegebenenfalls
Risse hervorbringen.
-
Die Größe der möglichen Auskragung als Teil der gesamten Bodenfläche
»a-o ist aus den Gleichgewichtsbedingungen bekannt. Bei einer Verkleinerung der
Bodenfläche, etwa durch Zerlegung des Gebäudes in mehrere selbständige, für sich
steif ausgebildete Teile, wird das Maß der möglichen Auskragung
dieser
Teile im gleichen Verhältnis herabgesetzt. Hierbei nimmt die Scherkraft einfach,
das Biegungsmoment quadratisch mit der Verringerung der möglichen Auskragung bei
gleichbleibendem Widerstand der Versteifungsteile ab. Es ist also zweckmäßig, das
Gebäude in eine Anzahl kleinerer, für sich möglichst steif und selbständig ausgebildeter
Teile zu zerlegen, was an sich bekannt ist. Notwendig und vorteilhaft ist es, die
einzelnen, für sich steifen Teile in Abständen voneinander anzuordnen und sie durch
Anker derart zu verbinden, daß die Teile sich gegenseitig in lotrechter Richtung
verschieben können, daß aber wagerechte Verschiebungen, die durch Pressungen und
Zerrungen des Bodens erfahrungsgemäß auftreten, auf mehrere Teile übertragen werden.
-
In Fig. 4 ist-ein solches Gebäude schematisch dargestellt. a1, a2;
a3 sind die selbständigen steifen Teile, in deren Zwischenfelder b1, b2 die mit
Gelenken g angeschlossenen Anker z1, z2, z3 in den Deckenebenen eingelegt sind.
-
Die Anker z gestatten zufolge ihres beiderseitigen gelenkigen Anschlusses
den einzelnen Teilen a1, a2, a3 verschiedene Höhenlagen gegeneinander einzunehmen.
Die Anker stellen sich hierbei in geringem Maße schief. Beanspruchungen der Anker
auf Zug treten bei wagerechten Verschiebungen einzelner Bodenflächenteile auf, vornehmlich
aber z. B. bei der Drehung eines Teiles a, wie oben zu Fig. 3 beschrieben, wenn
andere Teile a2, a3 eine kleinere oder gar keine Drehung ausführen. Die hierbei
auftretenden - Ankerkräfte vergrößern die mögliche Auskragung des zur Drehung neigenden
Gebäudeteiles. Die Vergrößerung der möglichen Auskragung ist rechnerisch bestimmbar
und die Steifigkeit jedes Gebäudeteiles für diesen ungünstigsten Fall so zu bemessen,
daß bei der größten Auskragung keine Risse auftreten.
-
Damit die Anker bei Überbeanspruchung nicht brechen, sondern allmählich
nachgeben, können sie in der in den Fig. 5 und 6 in Schnitt und Grundriß dargestellten
Art angeordnet sein.
-
Die Anker z sind hiernach beiderseits der Kreuzungspunkte der Tragbalken
und Versteifungsbalken y mit den Stützen t angeordnet. Durch die unerhebliche
Biegungsfestigkeit des auf eine gewisse Strecke frei gelassenen Anschlußbleches
ist bei g der gelenkige Anschluß der beispielsweise aus Winkeleisen bestehenden
Anker z erreicht.
-
Um die Anker anzuspannen, werden zunächst die Muttern v2 der Ankerschrauben
s angezogen, wodurch die Weicbholzunterlage i zusammengepreßt und die Anker gespannt
werden. Hierauf werden die gegen die U-Eisen o gelegten Hauptmuttern v1 festgemacht,
worauf die Muttern v2 gelüftetqwerden.
-
Die Ankerkraft wird durch die U-Eisen o auf die Unterlagshölzer n
und m als Pressung übertragen.
-
Die Auüagerfläche x der Hölzer n kann so bemessen werden,
daß bei höherer Ankerspannung die Hölzer n kräftig in das Langholz m
eingepreßt
wefden. Hierdurch werden die Anker z entlastet und eine allmähliche Drehung des
Gebändeteiles ermöglicht.
-
In manchen Fällen, in welchen das starke Einpressen rechtzeitig bemerkt
wird, wird es möglich sein, durch Unterfangung der Fundamente der weiteren Drehung
des Gebäudeteiles Einhalt zu gebieten. Die Auffindung. der gegebenenfalls zu unterfahrenden
Gründungsteile wird durch die verschiedene Einpressung der Hölzer n der einzelnen
Anker erleichtert.
-
Empfiehlt sich eine Unterfahrung der Gründungen nicht, so kann man
die Anker dadurch entlasten und dem Gebäudeteil die hierzu erforderliche geringe
Drehung ermöglichen, daß man in bekannter Weise durch Sägeschnitte I und II usw.
die Auflagerfläche x verkleinert und hierdurch ein stärkeres Eindrücken der Hölzer
n in die Langhölzer erzielt. .
-
Die Decken der Zwischenräume b1, b2 (Fig.4) werden, wie in Fig. 5
gezeigt, frei mit elastischen Zwischenmitteln u auf die Randbalken der für sich
steifen Gebäudeteile aufgelegt.