DE3335141A1

DE3335141A1 - Behaelter aus vorgefertigten betonelementen und seine herstellung

Info

Publication number: DE3335141A1
Application number: DE19833335141
Authority: DE
Inventors: Urs 6204 Sempach Weber
Original assignee: BRUN AG ELEMENTWERK
Current assignee: BRUN AG ELEMENTWERK
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DK443083A; CH658492A5; NL8303558A; AU2778984A; DK443083D0; DE3335141C2

Description

Behälter aus vorgefertigten Betonelementen und seine
Herstellung Die Erfindung betrifft einen Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Betonbehälter sind üblicherweise in Ortsbeton hergestellt, was technisch anspruchsvoll, aufwendig und zeitraubend ist. So muss man nach der Vorbereitung des Bauplatzes eine Schalung erstellen und die Armierung darin einbringen, was wegen der gegebenen Ungenauigkeiten zu relativ dicken Wandungen und somit zu relativ viel Materialverbrauch Anlass gibt. Man muss dabei teure Arbeitskräfte während relativ langer Zeit einsetzen und verschiedene Einrichtungen zur Baustelle und von dieser wieder weg transportieren. Die Bauzeit ist auf dem Bauplatz sehr lang.
Es ist deshalb in Skandinavien ein polygonaler Silo aus vorgefertigten flachen Betonelementen bekanntgeworden, dessen Bauzeit erheblich kürzer gehalten werden konnte, und wobei zu seiner Errichtung qualifizierte Arbeitskraft in geringerem Masse nötig war. Dieser Silo hatte Fugen, welche, wie Kamm-und-Nut ineinandergreifen und deren Dichtigkeit durch hineingestrichene Dichtungsmassen bituminöser Art herzustellen versucht wurde. Die aussen um die prismatische Mantel-Schale herumgespannten Spannglieder haben einen ungleichmässigen und daher nicht befriedigenden Verlauf und eine entsprechend unzureichende Verteilung der Kräfte ergeben. Der Silo vermag nur geringe Ansprüche teilweise zu erfüllen und kann nicht als vollwertiger Ersatz eines guten ûrtsbetonsilos angesehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Betonbehälter zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Behälter vermeidet und deren Vorteile in vermehrtem Masse aufweist, wobei er wirtschaftlich vorteilhaft ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Behälter der beanspruchten und/oder nachbeschrienenen Art und durch ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Die Kombination der Zylindermantelform der Schale (bei entsprechend "gebogen" ausgeführten Elementen) mit dem in der definierten Weise angeordneten harten Füllkörper ermöglicht die Erzielung unerwarteter Effektivität. Nicht nur werden die auftretenden Kräfte in den Elementen und an den Fugen optimal übertragen, aufgenommen und verteilt, es lässt sich auch eine hervorragende Dichtigkeit der Fugen erzielen.
Ein homogener, armierungsfreier Füllkörper ist nicht nur der Dichtigkeit, sondern auch der Kraftaufnahme und Kraftübertragung förderlich. Er ist auch wirtschaftlich vorteilhaft herstellbar.
Dabei hat sich ein wenigstens beinahe vollständig aus erhärtetem Zement gebildeter Füllkörper, der allenfalls noch geringe Mengen an üblichen Zusätzen enthalten kann, besonders bewährt. Der Füllkörper lässt sich aus einer geeigneten-wässrigen Zementzubereitung relativ einfach und preiswert bilden und bindet auch rasch ab.
Die Spannglieder sind vorteilhaft ganz im Inneren der Elemente angeordnet, wobei sie vorzugsweise die Füllkörper durchsetzen, was neben einem guten Schutz der Spannglieder eine gute Kraftverteilung und Kraftübertragung ermöglicht.
Gegenüber der Wandung eines ihn umgebenden Hohl raumes sollte jedes Spannglied Spiel haben, wobei die Hohlraumdifferenz zumindest teilweise mit Füllkörpermaterial ausgefüllt sein kann. Auch dabei wird eine verbundlose Bauweise bevorzugt, was durch die Verwendung einer Monolitze (viele Drähte in Fett innerhalb einer Kunststoffhülle) erreichbar ist.
Es bleibt dann nämlich die Beweglichkeit des Spanngliedes in einer für das Nachspannen ausreichenden Weise überall erhalten.
Gegenüber der skandinavischen Konstruktion ist neben der) Vorteilen der Kraft verteilung auch der der geschützten Anordnung der Spannglieder gegeben. Es lassen sich günstige Bauverhältnisse und Raumverhältnisse erzielen.
Die Verankerung der Spannglieder ist vorteilhaft aus dem Fugenbereich herausgehalten, so dass (entgegen der skandinavischen Konstruktion) die Fugen nicht an die Anforderungen eines Spannschlosses und umgekehrt angepasst werden müssen. Dabei ist das "Spannschloss" als eine Aussenrippe an einem Element anzuordnen, wobei vorteilhaft die Spanngliedenden dort gekreuzt verlaufen und so eine gute Kräfteverteilung sicherstellen. Das "Spannschloss" kann herkömmlicher Konstruktion sein, d.h., z.B. sich verkeilende Teile üblicher Bauart aufweisen.
Da man im oberen Bereich eines Behälters weniger Kräfte von der Füllung aufzunehmen hat, kann man die Armierung nach oben, insbesondere stufenweise, abnehmend ausführen und auch die Spanngliederhäufigkeit von einem dichtesten Bereich zu einem oberen Bereich geringerer Dichte übergehen lassen. Auch unten zum Boden kann ein solcher Bereich geringerer Spanngliederhäufigkeit vorgesehen sein, wenn dies als statisch vorteilhaft erkannt wird.
Der Boden des Behälters wird vorzugsweise in Ortsbeton ausgeführt, innerhalb der Element-Schale angeordnet, wobei man eine Verbindungsarmierung aus den Elementen in den Boden greifen lassen kann.
Ein vorzugsweise ringförmiges Fundament kann dem Behälter als Standfläche dienen, wobei die Schale und der Boden darauf aufliegen können. Im Inneren des Fundamentringes kann ein Kiesbett dem Boden unterlegt sein.
Zum Füllen der Fugen mit Füllkörpermaterial ist es vorteilhaft, wenn innen und aussen-je eine flexible Dichtung vorgesehen ist, wobei der Füllkörper dazwischen ausgebildet ist. Die Fugenwände sind so ausgebildet, dass Druckkräfte in allen Teilflächen und Schubkräfte in vielen Teilflächen des gerippten Nutbodens aufgenommen werden.
Da man die Fugen vorteilhaft von unten mit Füllkörpermaterial füllen soll, ist vorzugsweise wenigstens ein Rohr oder Schlauch so in wenigstens ein Element eingesetzt, dass man von aussen die Fugen füllen kann. Fugen in die kein Rohr führt, werden durch Hohlräume für Spannglieder als kommunizierende Gefässe gefüllt. Dabei ist dieses Rohr oder dieser Schlauch vorzugsweise am fertigen Behälter im Boden einbetoniert. Es ergibt sich dadurch eine erhöhte Dichtigkeitssicherheit.
Der erfindungsgemässe Behälter lässt sich vorteilhaft wie folgt fertigen: Man erstellt in einem Elementwerk die Elemente mit einer vorwiegend vertikalen (auf Gebrauch bezogen) Armierung. Auf der Baustelle wird eine ausreichende Planierung vorgenommen und ein Ringfundament erstellt. Auf diesem Fundament stellt man die Elemente zur Schale zusammen, wobei man während des Aufstellens oder danach die Spannglieder in Rohre in den Elementen einfügt. Nun werden die Spannglieder leicht gespannt, so dass die Elemente an den Fugen mit den elastischen Dichtungen aneinander anliegen. Durch die genannten Füllrohre wird wässriger Zement in die Fugen gepresst, wobei sich auch die Rohre um die Spannglieder zumindest teilweise füllen. Es wird ein Boden betoniert. Man lässt die Fugenfüllung zu den Füllkörpern und den Boden erhärten. Nun werden die Spannglieder gespannt und ihre Endbereiche zugeputzt. Der Silo ist gebrauchsfertig.
Die Erfindung wird anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Behälter, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 vergrösserten Schnitt durch ein Element, Fig. 4 eine etwa im Massstab der Fig. 3 gehaltene Draufsicht auf eine Fuge zwischen zwei Elementen, Fig. 5 eine dem Massstab der Fig. 3 und 4 gehaltene Ansicht der Stirnseite eines Elementes im Fugenbereich, und Fig. 6 eine im Massstab der Fig. 3 bis 4 gehaltene Draufsicht auf das Spannschloss.
Der Behälter 1 (Fig. 1 bis 3) ist hier aus zeichnerischen Gründen aus acht Elementen bestehend dargestellt, wobei die Proportionen zugunsten der Darstellbarkeit in allen Figuren nicht unbedingt zutreffend sind. In Fig. 1 sind sieben gleiche Elemente 10 und ein Schlosselement 11 vorgesehen, die alle durch gleiche Fugen 12 verbunden sind (vgl. besonders Fig. 4 und 5). Die in Fig. 5 ersichtliche Stirnseite jedes Elementes 10 und 11 weist eine Nut 13 (Fig. 4) auf, wobei Gummidichtungen 14 als Vordichtungen zu beiden Seiten der Nut 13 vorgesehen sind. Der Boden der Nut 13 ist waffeleisenartig profiliert, was bei 15 in Fig. 5 ersicfitlich ist, wo man auch ein Rohr 16 und ein Spannglied 2 darin erkennt. Durch das in den Fig. 3 und 4 ersichtliche Einspritzrohr 17 ist die Fuge 12 von unten mit Füllkörpermaterial gefüllt worden, wodurch der Füllkörper 3 (Fig. 4) entstand.
Am in übrigen den Elementen 10 entsprechenden Element 11 ist ein Spannschloss 4 (Fig. 1 und 6) ausgebildet, wo man erkennt, dass die Spannglieder 2 sich in ihren Endbereichen 20 kreuzen und durch Keilvorrichtungen 21 in mit Putz gefüllten Vertiefungen 22 verankert sind.
In Fig. 3 erkennt man, dass in einem unteren Bereich 18 eine höhere Häufigkeit von Rohren 16 und Spanngliedern 2 vorgesehen ist, während in einem Bereich 18' weniger Rohre 16 und Spannglieder 2 vorgesehen sind.
Die in Fig. 3 ersichtliche Armierung 19 greift aus den Elementen 10 bzw. 11 in den Boden 5 (Fig. 1, 2 und 3) über, wobei man vorallem in Fig. 2 und 3 aber auch in Fig. 1 das ringförmige Fundament 6 erkennt, auf welchem die ElementelO und 11 sowie der Boden 5 aufliegen. Ein Kiesbett 7 unter dem Boden 5 sowie der Erdboden 8 sind aus Fig. 2 und 3 ersichtlich.
Weitere Einzelheiten wurden bereits vorstehend so eingehend erläutert, dass ihre Wiederholung hier nicht nötig ist.
Es sei lediglich auf die aus der Fig. 3 ersichtliche Lage der Armierung 9 und 9' hingewiesen, wobei die Armierung 9 vorwiegend vertikal orientiert der Kraftübertragung und Kraftverteilung von den Spanngliedern her dient, und die Hauptarmierung darstellt. Die Armierung 9' ist dagegen in ihrer Funktion stärker auf die Elementherstellung ausgerichtet.
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Claims

Patentansprüche 1. Behälter mit an vertikalen Fugen miteinander verbunden, ebeneinanderstehend eine stehende Mantel-Schale bildenden, vorgefertigten Elementen aus armiertem Beton, welche Schale durch mehrere im Abstand zueinander übereinander angeordnete, die Ringzugkräfte aufnehmende Spannglieder zusammengehalten ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass jede Fuge (12) zwischen den gemeinsam eine stehende Zylinderschale bildenden gebogen verlaufenden Elementen (10, 11) einen darin gebildeten starre Füllkörper (3) formschlüssig enthält, der die zwischen den Elementen (10, 11) wirkenden Druck- und Schubkräfte überträgt bzw.

abstützt.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass armierungsfrei ausgebildete Füllkörper (3) vorgesehen sind, welche vorzugsweise weniger alslR des Umfangs messen.
3. Behälter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens angenähert vollständig (zu über 95) aus erhärtetem Zement (hydraulischem Zement) bestehende Füllkörper (3) vorgesehen sind.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren der Elemente (10, 11) verlaufende vorzugsweise die Füllkörper (3) durchsetzende Spannglieder (2), insbesondere in verbundloser Anordnung, wie Monolitze, vorgesehen sind.
5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannglieder (2) in Hohlräumen (16), z.B. in einbetonierten Kunststoffrohren, mit Spiel angeordnet sind, wobei vorzugsweise der die Spannglieder (2) umgebende Rest-Hohlraum wenigstens zum Teil mit Füllkörpermaterial gefüllt ist.
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein ausserhalb der Fugen (12) liegender Verankerungsbereich (4) für die Spanngliederenden (20) an einem Element (11) vorgesehen ist, vorzugsweise dergestalt, dass darin die Spanngliederenden (20) sich kreuzend verlaufen.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (9) der Elemente vorwiegend vertikal verlaufend angeordnet ist, wobei vorzugsweise eine nach oben hin, insbesondere stufenweise, abnehmende Armierung (9) vorgesehen ist.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanngliederhäufigkeit von einem die grösste Spanngliederhäufigkeit aufweisenden Bereich (18) zumindest nach oben hin abnehmend ausgebildet ist.
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest ringförmiges Fundament (6) vorgesehen ist, auf welchem sich die Elemente (10, 11) und innerhalb der aus ihnen gebildeten Schale ein, vorzugsweise ortsbetonierter, Boden (5) abstützen, wobei vorzugsweise eine aus den Elementen (10, 11) vorstehende Armierung (19) in den Boden (5) eingreift.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einer Seite jedes Füllkörpers (3) eine elastische Vordichtung (14) vorgesehen ist.
11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente (10, 11) vorgesehen sind, die wenigstens einen in die Fuge (12) führender Schlauch oder ein Rohr (17), insbesondere im unteren Elementbereich aufweisen, wobei vorzugsweise das freie Schlauchende bzw.

Rohrende im Boden (5) einbetoniert ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man auf einem Fundament (6) die Elemente (10, 11) zur Zylinder-Schale aneinanderreiht und die in ihnen während oder nach des Aneinanderreihens eingebrachten Spannglieder (2) teilweise spannt, worauf man die Fugen (12) von unten mit Füllkörpermaterial füllt, den Boden (5) einbringt und nach ausreichender Erhärtung der durch das Fugenfüllen erzeugten starren Füllkörper (3) die Spannglieder (2) spannt, und gegebenenfalls den Spannschlossbereich zuputzt.
13. Behälter und seine Bestandteile, sowie Verfahren zur Herstellung des Behälters und seiner Bestandteile, wie (in beliebiger Kombination der Merkmale) hierin beschrieben und/ oder gezeichnet.