DE4023465A1 - Turmbauwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein unter Verwendung von vorgefertigten Bauelementen in Beton-Stahl-Verbundbauweise hergestelltes Turmbauwerk.

Zur Herstellung von Turmbauwerken aus Ortbeton werden Gleit- oder Kletterschalungen verwendet, die teuer und kompliziert in der Handhabung sind. Der Baufortschritt hängt von der Erhärtungsgeschwindigkeit des Betons ab und läßt sich daher nicht beliebig steigern. Bei schnellem Gleiten oder Klettern der Schalung ist die Betonoberfläche gefährdet, weil sie durch Wind- und/oder Sonneneinwirkung schnell austrocknet und damit nur eine geringe Dichte und Festigkeit erreicht. Die Dauerhaftigkeit des Bauwerks und der Korrosionsschutz für die Bewehrung sind daher gering.

Eine aus statischen Gründen zulässige und der Verringerung des Materialverbrauchs dienende konische Ausführung (Anlauf) ist nur mit erheblichem Aufwand zu verwirklichen.

Daneben ist es auch bekannt, Turmbauwerke in Fertigbauweise aus vorgefertigten Bauelementen zu errichten. Diese vorgefertigten Bauelemente sind üblicherweise Ringe.

Bei der Anwendung der Fertigbauweise ist es erforderlich, die Bewehrung abschnittsweise zu koppeln oder die Ringe abschnittsweise vorzuspannen, weil keine durchlaufende Bewehrung verwendet werden kann. Die Koppelstellen der Spannglieder der Bewehrung liegen in den Abschnittfugen; sie sind störanfällig und wenig dauerhaft.

Die für die Herstellung der vorgefertigten ringförmigen Bauelemente erforderlichen Spezialschalungen sind teuer. Deshalb werden in der Praxis die Schaftquerschnitte der Turmbauwerke häufig nicht auf die statisch günstigsten Abmessungen abgestimmt, sondern nach den bereits vorhandenen Schalungen ausgewählt. Eine sich konisch nach oben verjüngende Form des Turmbauwerks (Anlauf) ist bei dieser Bauweise nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Turmbauwerk der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß unter Beibehaltung der Vorteile des Arbeitens mit vorgefertigten Bauelementen eine hinsichtlich des Materialverbrauchs unter Berücksichtigung der statischen Anforderungen optimale Gestaltung mit geringem Bauaufwand erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Turmbauwerk einen polygonalen Horizontalquerschnitt aufweist, daß seine Wände jeweils aus mehreren, vorgefertigten, übereinander fluchtend angeordneten, doppelschaligen Stahlbeton-Hohltafeln mit einer Ortbeton- Kernschicht bestehen, und daß mehrere, über die gesamte Turmhöhe durchlaufende Stützen mindestens teilweise in den Bereich der Ortbeton-Kernschicht eingreifen.

Durch die polygonale Grundriß- bzw. Querschnittsform kann je nach den statischen Anforderungen eine ausreichende Annäherung an den an sich optimalen Kreisquerschnitt erreicht werden, wobei aber die Möglichkeit besteht, die an sich bekannten vorgefertigten Bauelemente, nämlich Stahlbeton-Hohltafeln, zu verwenden. Die sich dadurch ergebenen ebenen Innenflächen der Wände erleichtern den Innenausbau, insbesondere die Anbringung von Treppen, Steigleitern und Aufzügen. Da die Außenseiten der beiden Schalen der Stahlbeton-Hohltafeln die inneren und äußeren Wandflächen des Turmbauwerks bilden, läßt sich durch die werksmäßige Vorfertigung eine einwandfreie Oberflächenqualität mit hoher Dauerhaftigkeit herstellen.

Die für ein Turmbauwerk in besonderem Maße erforderlichen senkrechten Tragbauteile, die in diesem Zusammenhang vereinfachend als "Stützen" bezeichnet werden, können den jeweiligen statischen Anforderungen entsprechend bemessen werden und werden zusätzlich zu den Stahlbeton- Hohltafeln vorgesehen. Diese Stützen können aber weitestgehend im Wandquerschnitt des Turmbauwerks untergebracht werden, so daß sie optisch und technisch nicht stören. Die Stützen können im Bereich der Ortbeton- Kernschicht zwischen den Schalen der Stahlbeton-Hohltafeln verlaufen oder sie können durch an den Turmlängskanten angeordnete, die anschließenden Wände miteinander verbindende Kantenstützen gebildet werden.

Bei der letztgenannten, bevorzugten Ausführungsform bilden die Kantenstützen einerseits die aus statischen Gründen für das Turmbauwerk erforderlichen senkrechten Stützen und andererseits die Verbindungselemente für die anschließenden Stahlbeton-Hohltafeln mit ihrer Ortbeton- Kernschicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist es insbesondere in einfacher Weise möglich, eine sich nach oben verjüngende Form des Turmbauwerks auszuführen, weil keine den gesamten Turmquerschnitt umfassenden vorgefertigten Bauelemente und keine Schalungen verwendet werden. Es genügt vielmehr, die vorgefertigten Stahlbeton-Hohltafeln in den jeweils geforderten Abmessungen, die sich durch die verjüngte Form des Turmbauwerks ergeben, bereitzustellen.

Im Gegensatz zu ringförmigen vorgefertigten Bauelementen sind die hier verwendeten Stahlbeton-Hohltafeln verhältnismäßig leicht, so daß keine Transportprobleme entstehen. Der größte Teil der Masse des Turmbauwerks wird in Form von Ortbeton eingebracht. Gleichwohl wird der Baufortschritt nicht durch die Abbindezeit des Betons oder durch die Gefahr eines zu raschen oberflächlichen Austrocknens beschränkt, weil der aus Ortbeton hergestellte Teil des Turmbauwerks, nämlich die Kernschicht, nicht ausgeschalt wird. Ein Schalungsgerüst ist nicht erforderlich, weil die die Schalung für den Ortbeton bildenden Hohltafeln durch die zusätzlichen senkrechten Stützen getragen und gestützt werden.

Im Bereich der horizontalen Tafelfugen setzt sich die Ortbeton-Kernschicht von einer Hohltafel zur nächsten monolithisch fort, wobei auch eine durchlaufende Bewehrung vorgesehen werden kann, wenn diese zusätzlich zu den Stützen für erforderlich gehalten wird.

Werden die Stützen als Kantenstützen ausgeführt, so weisen sie vorzugsweise seitliche Verbundmittel auf, die in den Ortbeton der jeweils anschließenden Wände eingebettet sind. Dadurch wird ein statisch ausreichender Verbund mit der in den vorgefertigten Stahlbeton-Hohltafeln vorhandenen, gitterartigen Bewehrung bzw. einer dort angelegten zusätzlichen Bewehrung geschaffen.

Die Kantenstützen können Stahlbeton-Fertigteile sein und als Verbundmittel seitlich überstehende Anschlußbewehrungen aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kantenstützen aus Stahlprofilen bestehen und als Verbundmittel seitlich vorstehende, angeschweißte Verbundelemente aufweisen, wie Kopfbolzendübel oder Lochleisten.

Wenn die aus Stahlprofilen gebildeten Kantenstützen mindestens bis zur Wandaußenfläche und/oder bis zur Wandinnenfläche reichen, ist es in einfacher Weise möglich, die Kantenstützen nachträglich zu verstärken, beispielsweise durch das Aufschweißen von Laschen, um eine Anpassung an eine veränderte Nutzung zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise bei Antennentürmen der Fall sein, wenn sich nachträglich die Antennenbelegung des Turmbauwerks ändert. Auch die Befestigungsmöglichkeiten für Einbauten, wie Treppen, Rampen, Aufzügen usw. ist bei an der Innenseite freiliegenden Stahlprofilen besonders einfach. Schließlich lassen sich bei der Stahlbauweise der Stützen besonders günstig auch hierfür die Vorteile der vorgefertigten Bauweise ausnutzen, indem die Kantenstützen aus mehreren, an ihren Stoßstellen miteinander verbundenen Stahlprofilstäben ausgeführt werden, die beispielsweise miteinander verschraubt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch ein Turmbauwerk, beispielsweise einen Antennenturm, wobei unterschiedliche Möglichkeiten der Stützenausführung dargestellt sind,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Horizontalschnitt im Bereich einer aus Stahlprofil bestehenden Kantenstütze,

Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend der Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer aus Stahlprofil bestehenden Kantenstütze,

Fig. 5 in einem vergrößerten horizontalen Teilschnitt im Bereich einer Kantenstütze eine Ausführung als Stahlbeton- Fertigteil und

Fig. 6 eine gegenüber der Fig. 5 abgewandelte Ausführungsform.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Turmbauwerk ist im Grundriß bzw. Horizontalquerschnitt sechseckig. Es verjüngt sich nach oben und weist sechs ebene Wände 1 auf. Die Wände 1 bestehen aus mehreren, vorgefertigten, übereinander fluchtend angeordneten Stahlbeton-Hohltafeln 2 mit einer Ortbeton-Kernschicht 3. Die beiden Schalen 4 und 5 jeder Hohltafel 2 bestehen aus Stahlbeton; ihre Bewehrung setzt sich in einem die beiden Schalen 4, 5 verbindenden Bewehrungs-Gitterwerk 6 fort. Derartige doppelschalige Stahlbeton-Hohltafeln sind als vorgefertigte Bauelemente bekannt und auf dem Markt.

Als im wesentlichen senkrechte Stützen des Turmbauwerks, die über die gesamte Turmhöhe durchlaufen, können im Bereich der Ortbeton-Kernschicht 3 Stahlprofil-Stützen 7a oder Stahlbeton-Fertigteilstützen 7b verwendet werden. Man erkennt aus Fig. 1, daß diese Stützen 7a bzw. 7b zwischen den beiden Schalen 4, 5 der Hohltafeln 2 liegen. Bei dieser Ausführungsform wird die Verbindung benachbarter Hohltafeln 2 an den senkrechten Fugen ebenso wie an den waagerechten Fugen durch (nicht dargestellte) zusätzliche Fugenbewehrungen hergestellt.

Statt dessen können die senkrechten Stützen aber auch durch an allen Turmlängskanten 8 angeordneten, die anschließenden Wände 1 miteinander verbindenden Kantenstützen 9a bzw. 9b ausgeführt sein. Wie bei der Zusammenstellung mehrerer konstruktiver Möglichkeiten in Fig. 1 angedeutet ist, können diese Kantenstützen 9a aus Stahlprofilen bestehen. Einzelheiten dieser Ausführungsform sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Statt dessen ist es auch möglich, die Kantenstützen 9b als Stahlbeton-Fertigteile auszuführen. Einzelheiten dieser Ausführungsform sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Im senkrechten Schnitt nach Fig. 2 erkennt man, daß die aus Stahlprofilen bestehenden Stützen 7a bzw. Kantenstützen 9a im Fundament 10 verankert sind und jeweils aus mehreren, an ihren Stoßstellen 11 miteinander mittels Laschen 12 oder Kopfplatten 13 miteinander verschraubt sind.

Den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 ist gemeinsam, daß die aus Stahlprofilen bestehenden Kantenstützen 9a bzw. 9a′ im Querschnitt jeweils Doppel-T- förmig ausgeführt sind. Sie weisen eine innenliegende Gurtplatte 14, eine außenliegende Gurtplatte 15 (die gemäß Fig. 3 in die Ebene der anschließenden Wände 1 abgewinkelt sein kann) und eine die beiden Gurtplatten 14, 15 verbindende Stegplatte 16 auf.

Zum Anschluß der benachbarten Wände 1 sind an den Kantenstützen 9a bzw. 9a′ als seitliche Verbundmittel seitlich vorstehende Bügel 17 angeschweißt, die in die Ortbeton-Kernschicht 3 eingebettet sind.

Die Stahlprofil-Kantenstützen 9a bzw. 9a′ ragen nach innen über die Wandinnenfläche hinaus und nach außen über die Wandaußenfläche hinaus. Eine nachträgliche Stützenverstärkung könnte durch das äußerliche Anbringen von Laschen 18 erreicht werden, wie in Fig. 4 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. An der inneren Gurtplatte 14 können Anschlußelemente, wie eine in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutete Konsole 19 angebracht werden, die (nicht dargestellte) Einbauten tragen, beispielsweise Treppen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele von Kantenstützen 9c bzw. 9d, die als Stahlbeton-Fertigteile ausgeführt sind und als Verbundmittel zum Anschluß der benachbarten Wände 1 seitlich überstehende Anschluß­ bewehrungen 20 aufweisen. In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt, daß die Schalen 4, 5 der Stahlbeton- Hohltafeln 2 in Längsfugen 21 der Kantenstützen 9c bzw. 9d eingreifen. Dadurch wird in besonders einfacher Weise eine genaue Ausrichtung der Stahlbeton-Hohltafeln 2 zu den Kantenstützen 9c bzw. 9d erreicht.

Am Beispiel nach Fig. 6 ist gezeigt, daß die Kantenstützen 9d in Längsrichtung mit Spanngliedern 22 vorgespannt werden können.

Claims (11)

1. Unter Verwendung von vorgefertigten Bauelementen in Beton-Stahl-Verbundbauweise hergestelltes Turmbauwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es einen polygonalen Horizontalquerschnitt aufweist, daß seine Wände (1) jeweils aus mehreren, vorgefertigten, übereinander fluchtend angeordneten doppelschaligen Stahlbeton- Hohltafeln (2) mit einer Ortbeton-Kernschicht (3) bestehen und daß mehrere, über die gesamte Turmhöhe durchlaufende Stützen (7a, 7b, 9a-d) mindestens teilweise in den Bereich der Ortbeton-Kernschicht (3) eingreifen.

2. Turmbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (7a, 7b) im Bereich der Ortbeton- Kernschicht (3) zwischen den Schalen (4, 5) der Stahlbeton-Hohltafeln (2) verlaufen.

3. Turmbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen durch an den Turmlängskanten (8) angeordnete, die anschließenden Wände (1) miteinander verbindende Kantenstützen (9a-d) gebildet werden.

4. Turmbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstützen (9a-d) seitliche Verbundmittel (17, 20) aufweisen, die in den Ortbeton der jeweils anschließenden Wände (1) eingebettet sind.

5. Turmbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstützen (9a, 9c, 9d) mindestens bis zur Wandaußenfläche und/oder bis zur Wandinnenfläche reichen.

6. Turmbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstützen (9b-d) Stahlbeton-Fertigteile sind und als Verbundmittel seitlich überstehende Anschlußbewehrungen (20) aufweisen.

7. Turmbauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstützen (9a, 9a′) aus Stahlprofilen bestehen und als Verbundmittel seitlich vorstehende, angeschweißte Verbundelemente (17) aufweisen.

8. Turmbauwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlprofile eine innenliegende Gurtplatte (14) und eine außenliegende Gurtplatte (15) aufweisen, die durch eine Stegplatte (16) miteinander verbunden sind.

9. Turmbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stütze (7a, 9a) aus mehreren, an ihren Stoßstellen (11) miteinander verbundenen Stahlprofilstäben besteht.

10. Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (4, 5) der Stahlbeton- Hohltafeln (2) in Längsfugen (21) der Kantenstützen (9c, 9d) eingreifen.

11. Turmbauwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstützen (9d) in Längsrichtung mit Spanngliedern (22) vorgespannt sind.