DE602004004368T2

DE602004004368T2 - Modulare lasttragende strukturelle säule

Info

Publication number: DE602004004368T2
Application number: DE602004004368T
Authority: DE
Inventors: Dwight Eric Fargo Kinzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Process Equipment & Design Fargo Nd Us LLC
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: CA2514987C; DE602004004368D1; US7735293B2; EP1592855A1; US20040154901A1; WO2004072402A1; US20080209848A1; CA2514987A1; US7392624B2; AU2004211579A1; WO2004071912A1; US20040154236A1; AU2004211579B2; BRPI0406579A; WO2004071912B1; US7074001B2; ATE351952T1; ZA200506707B; EP1592855B1; CN1748066A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG – Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Strukturen, besonders auf strukturelle Säulen, die vollständige und lasttragende Teile von Strukturen sind. GB-A-1033890 (7a und 7b) offenbart eine strukturelle Säule, die mehrere versetzte Säulenpanele aufweist.
Hintergrund der Erfindung – Stand der Technik
Bestimmte Körner, Futterzutaten, Saat und verschiedene andere organische oder anorganische Materialien in entweder körniger, gemahlener, flüssiger oder anderer partikelförmiger Form werden in Mehrfachbehältern gelagert, wie zum Beispiel einer Anordnung von rechteckigen oder mehreckigen Behältern. Beispiele von solchen Behältern sind in den US-Patenten 521.951 Fallis, 1894; 3.327.870 Fairchild, 1967; 4.218.859 Sams, 1980; und 4.893.445 Hefer et al., 1990 dargestellt. Die Behälter sind üblicherweise auf eine von zwei Arten zusammengesetzt: (1) auf ihren Seiten, wie in dem Sams-Patent, und dann auf einer voluminösen Tragkonstruktion wie zum Beispiel eine I-Träger-Tragkonstruktion oder eine andere Tragkonstruktion unter Verwendung eines Kranes gehoben; oder (2) die Strukturen werden von unten nach oben zusammengebaut, auf einer separaten, voluminösen Tragkonstruktion, wo jedes Stück einzeln an seinen Platz gehoben wird, was breitere Kräne erfordert, je mehr die Höhe zunimmt. Das Fallis-Patent offenbart einen Lagerbehälter, der in horizontalem Querschnitt sechseckig ist und Eckpanele hat, die die Wände des Behälters verbinden. Jedoch sind diese Eckpanele nicht lasttragend und bilden keine strukturelle Säulen, die unterhalb des Behälters verlaufen können, um die ganze Struktur zu stützen. Wenn der Behälter also gehoben werden muss, um zum Beispiel einen Trichter unterzubringen, muss die Struktur auf eine separate Tragkonstruktion gehoben werden. Darüberhinaus sind, wenn die Struktur groß ist, während des Baues die Arbeiter gefährlichen Höhen ausgesetzt.
In Fällen wo die Säulen kontinuierlich oder eingebaut sind und aus modularen Elementen bestehen, wie in dem Fairchild-Patent und US-Patent 4.008.553 Oliver (1977) offenbart, müssen die Behälter ebenfalls unter Verwendung von Kränen gebaut werden, wenn die Höhe von solchen Behältern eine bestimmte vertikale Grenze überschreitet. Zusätzlich ist, wie in 1 und 2 (Stand der Technik) dargestellt, eine wesentliche strukturelle Stütze wie zum Beispiel ein I-Träger-Rahmen 310a oder 310b oder Beton-Säulen üblicherweise erforderlich, besonders wenn die Behälter Trichter haben. Darüber hinaus können diese Arten Stütz-Strukturen die vertikale Aufstellung der Trichter derart einschränken, dass die oberen Ränder 309 von allen Trichtern üblicherweise auf derselben Höhe sein müssen. Andere Strukturen, bei denen die Spitzen von Trichtern in verschiedenen Höhen voneinander beginnen können, sind sehr sperrig und schwierig unter Verwendung üblicher Methoden zu bauen, und so werden solche Strukturen selten verwendet, obwohl es oft Vorteile hat, wenn die Spitzen von Trichtern verschiedene vertikale Höhen haben.
Wenn die Säulen von Behälter-Strukturen aus Elementen bestehen, die alle von derselben Länge sind, wie zum Beispiel in den US-Patenten 3.706.169 Eberhard (1972) und dem Sams-Patent, ist die vertikale Höhe einer Struktur beschränkt. Wenn eine Säule mit der Spitze einer anderen Säule verbunden sein kann, entsteht eine gefährliche Umgebung, wo Arbeiter hoch oberhalb des Bodens aufgehängt sind, um Teile zu verbinden, und ein Kran ist oft erforderlich. Dies ist üblicherweise der Fall bei üblichen Methoden des Bauens solcher Mehrfächerlagerbehälter. Die Verwendung von Kränen ist des weiteren erforderlich beim Bauen von Prozesstürmen, wie zum Beispiel 308a und 308b in 1 und 2 (Stand der Technik), in denen sich Verteilungs- und/oder Verarbeitungs-Ausrüstung befindet.
Die Kosten für I-Träger oder Betonstützstrukturen und die Verwendung von Kränen beim Bau von mehrfachen recht- oder mehreckigen Behältern, wie oben beschrieben, sind vielleicht nicht einschränkend für Waren, die derzeit verhältnismäßig hohen Wert haben, wie zum Beispiel Saat und bestimmte Futter Zutaten, aber diese Kosten sind sehr oft für geringwertige Waren einschränkend, wie zum Beispiel Getreidekörner, Mais, oder Sojabohnen. Die Verwendung von mehrfachen mehreckigen Lagerungsbehältern wird oft getrennte Lagerung genannt, weil der Inhalt der Behälter auf der Grundlage von verschiedenen Merkmalen getrennt wird. Die Trennung kann auf Merkmalen beruhen wie, einschließlich aber nicht beschränkt auf, die folgenden: (a) Ursprung der Komponenten, (b) Pfilanzenart, (c) Proteingehalt, (d) Feuchtigkeitsgehalt, (e) Qualität, (f) Korngröße, (g) Herkunftsfeld, (h) Nähe des Wachstumsorts zu potentiellen kontaminierenden Blütenstaub-Quellen, (i) Wachstumsbedingungen, (j) Anbaumethoden, zum Beispiel biologisch oder nicht, (k) Fremdstoffgehalt, oder (l) GVO-Status.
Trotz der Vorteile der getrennten Lagerung, die unten beschrieben werden, hat die Massenwarenindustrie nur langsam getrennte Lagerung übernommen, trotz enormen Drucks von Konsumenten, Gesellschaft und Regierungen. Das Widerstreben gegen getrennte Lagerung für Massenwaren liegt teilweise an den verhältnismäßig hohen Kosten derzeitiger Formen und Methoden des Bauens getrennter Lagerung.
Die konventionelle Lagerung von Körnern, Waren und Zutaten war Schüttgutlagerung, das heißt sehr breite, runde Silos für Inhalt üblicherweise verschiedener Art, von verschiedenen Anbauern, mit verschiedenen Ernteorten oder -daten, oder mit verschiedenen Merkmalen, zum Beispiel. Solche Schüttgutlagerung kann die Bearbeitungskosten reduzieren, und die breiten, runden Silos sind auch verhältnismäßig kostengünstig zu kaufen und zu bauen, verglichen mit anderen Optionen für getrennte Lagerung, die derzeit verfügbar sind. Aber Schüttgutlagerung hat ihre Nachteile, wie zum Beispiel, dass zum Inhalt eine genaue Zeit und der Herstellungsort nicht zurückverfolgbar sind, und Schwierigkeiten, Produkte mit verschiedenen Merkmalen getrennt zu halten. Andere Veränderungen bei den Lagerungsanforderungen sind im letzten Jahrzehnt geschehen, wie zum Beispiel die Einführung von Identitätswahrung und Genmanipulierungstechniken, die die sogenannten gentechnisch veränderten Organismen hergestellt haben (GVO). So hat die Lagerindustrie eine Notwendigkeit erkannt, zu getrennter Lagerung überzugehen, wo der Inhalt auf seinen Ursprung zurückverfolgt werden kann, und weg von der Containerlagerung, die bestimmte Verbindlichkeiten hat, die früher vielleicht nicht existierten. Diese gestiegene Bedarf an Trennung kommt vom Druck der Regierungen, der Gesellschaft und der Verbraucher.
Die Saatindustrie kann ein Modell für die Getreideindustrie sein, und in gewissem Grade die Futtermittelindustrie. In der Geschichte hat die Saatindustrie Saaten nicht nur nach der Sorte getrennt, sondern auch nach Anbauer, Jahr und Herstellungsort. Dagegen hat die Getreideindustrie herkömmlicherweise Getreide von vielen Herkunftsorten in einem einzelnen großen Massensilo gelagert und so oft Körner von wesentlich verschiedener Qualität, mit verschiedenen Merkmalen oder sogar verschiedener Sorten vermischt. Strengere Reinheitsanforderungen sind ein anderer Faktor, der die Getreideindustrie zwingt, ihre Containerlagerungsmethoden zu überdenken, zumal die Regierungen immer niedrigere Höhen von GVO in Nicht-GVO-Produkten akzeptieren, und zumal die Kunden, wie zum Beispiel Müller, Bierbrauer und andere Verarbeiter immer bessere Identitätswahrung wollen, um das Produkt mit den Merkmalen zu erwerben, die am besten ihren Zwecken dienen.
Nicht nur innerhalb der Getreideindustrie ist der Druck zur getrennten Lagerung gestiegen, auch in der Tierfutterproduktions-Industrie, besonders aufgrund von Risiken verbunden mit der Lebensmittelsicherheit. Insbesondere entstand ein großes Problem vor einiger Zeit mit der bovinen Spongioenzephalopathie, auch bekannt als Rinderwahnsinn. Tiere, die Futter fressen, das mit infizierten Tiernebenprodukten kontaminiert ist, können die Krankheit bekommen. Die Krankheit kann auf Menschen übertragen werden, die infizierte Teile eines kranken Tiers essen. Die Krankheit ist jetzt in den Vereinigten Staaten nachgewiesen worden. Die Einhaltung der Regierungs-Ausführungsbestimmungen, wie zum Beispiel die kürzlich von der Europäischen Union vorgeschlagene, derzufolge alle Futterzutaten bis zu ihrem Entstehungsort zurückverfolgbar sein müssen, ist bei Großcontainerlagerung schwierig. Demzufolge hat auch die Futterproduktionsindustrie einen Bedarf an mehr Mehrfächerbehältern, nicht nur für die Mikrozutaten (das heißt, Futterzutaten, die in sehr kleinen Proportionen verwendet werden, wie zum Beispiel Vitamine, Mineralstoffe, und Wachstumsverstärker), die herkömmlicherweise in Mehrfächerbehältern gelagert wurden, sondern jetzt auch zur Lagerung von Hauptkomponenten, die auf ähnliche Art durchgeführt wurde wie andere Massenwarenlagerung. Die Umwandlung der Getreideindustrie, und in gewissem Grade der Futtermittelindustrie, von einer Containerlagerungs-Mentalität zu einem verfeinerten, getrennten Lagerungssystem wird zu einem großen Teil durch die derzeit verhältnismäßig hohen Kosten getrennter Lagerung eingeschränkt, verglichen mit den Kosten von Containerlagerung.
Üblicherweise werden für Anordnungen mit mehreren Behältern zuerst Stützstrukturen, wie 310a und 310b, in den 1 und 2 (Stand der Technik) gebaut. Diese Strukturen sind im allgemeinen ein Gerüst aus I-Balken, Betonsäulen oder ein anderer kräftiger Aufbau. Dann werden individuelle Lagerbehälter gebaut, entweder auf der Tragkonstruktion oder in einer Werkstatt oder auf dem Boden auf der Baustelle, und dann mit einem Kran an ihren Platz gehoben. Wird die Lagereinheit auf der Tragkonstruktion gebaut, muss jedes Teil aufwärts an seinen Platz gehoben werden, so dass die Bauarbeiter das Gerüst immer höher bauen oder bewegen mit fortschreitendem Bau, bis in zunehmend tödlichen Höhen. In den meisten Fällen werden im allgemeinen Kräne benutzt, um Teile oder ganze Behälter an ihren Platz zu heben, unter Einsatz von eingearbeiteten Stahlbaumonteuren, die die Kompetenz haben, die Arbeit sicher auszuführen. Der Einsatz von Facharbeitern erhöht die auch Kosten des Bauprojekts verglichen mit Hochwindung und Montage einer Struktur auf oder nahe Bodenhöhe unter Einsatz von verhältnismäßig ungelernten Arbeitern.
Eine andere Einschränkung bei einigen Typen von vorhandenen mehreckigen Lagerbehältern sind die Transportkosten und Maßbeschränkungen bei Behältern, die vollständig zusammengebaut sind oder vorgefertigt in Werkstätten anderswo. Obwohl vorgefertigte Lagerbehälter auf eine Tragkonstruktion zu heben, weniger Kranstunden erfordert als jedes Teil an seinen Platz zu heben, erfordert, ein komplettes Silo zu heben, einen größeren, teureren Kran als Einzelteile zu heben. Darüber hinaus müssen bei vorgefertigten Tanks, die auf eine Tragkonstruktion gehoben werden, noch die vertikalen Seiten durch einen Facharbeiter verbolzt oder zusammengeschweißt werden, der die ganze vertikale Länge der angrenzenden Wände queren muss, um sie zu verbolzen, zu befestigen oder zusammenzuschweißen.
Das typische, konventionelle Wellblech-Flachbodensilo kann eine angemessene Wahl sein, wenn nur ein einzelner Behälter erforderlich ist. Jedoch, wenn mehrfache Behälter benötigt werden, hat das runde Silo Einschränkungen. Zum Beispiel wird für mehrfache runde Silos eine breitere Aufstandsfläche (mehr Landfläche) benötigt als bei konventionellen rechteckigen oder sechseckigen Behälteranordnungen, die gemeinsam Wände haben. Eine zweite Beschränkung von konventionellen Wellblechflachboden-Rundsilos ist, dass sie nicht das ganze Getreide durch Schwerkraft ablassen können, es sei denn sie sind auf einem Betontrichter positioniert, oder sie umfassen Vorrichtungen wie zum Beispiel Räumschnecken oder Luftsauger, oder Handarbeit wird benutzt. Wenn Handarbeit benutzt wird, sind strenge Sicherheitsprozeduren bezüglich des beschränkten Raums am Behältereingang zu befolgen. Eine dritte Einschränkung von Stahlrundsilos sind die Maßanforderungen, denen solche Behälter bei den derzeitigen Methoden ausgesetzt sind. Obwohl Stahlrundsilos gigantische Durchmesser erreichen können, im allgemeinen bis etwa 32 Meter, traten bei Behältern mit größeren Durchmessern Schwierigkeiten auf. Diese Schwierigkeiten beruhen vielfach teilweise auf unzureichender Auslegung der Versteifung. Eine vierte Einschränkung liegt im Schleuderstreuen, ein Verfahren des Füllens von Behältern mit Rohren, die üblicherweise um 45 Grad von der Vertikalen angewinkelt werden, und die oberhalb der Behälter aufgerichtet sind. Um den empfohlenen 45-Grad-Spritzwinkel zu erreichen, müsste ein sehr hohes Kopfhaus, das die Streuanlage trägt, gebaut werden.
Trotz dieser Einschränkungen des runden Silos ist ein großer Vorteil davon die Verwendung eines verhältnismäßig sicheren und kostengünstigen Verfahrens zum Hebebau, der noch nicht auf eine Anordnungen mit mehreren Behältern angewandt worden ist. Ein solches Verfahren, in 3 (Stand der Technik) dargestellt und offenbart im US-Patent 6.311.952 Bainter (2001), umfasst hydraulische Hebeböcke, die entlang dem Umfang einer Dachmontage 301 des Behälters angebracht sind. Die Dachmontage ist üblicherweise aus einer oder zwei horizontalen Höhen oder '"Ringen" 302 von Wandpanelen zusammengebaut, und dann wird ein Dach auf diesen ersten Ringen errichtet, während auf oder nahe der Bodenhöhe Hebeböcke 303 an einer Fundamentstemmwand 304 verankert und auf der Dachmontage 301 verbolzt werden. Die Hebeböcke heben dann die Dachmontage 301, so dass ein anderen Ring von Schalenblechen darunter hinzugefügt werden kann. Wenn der nächste Ring hinzugefügt ist, werden die Hebeböcke von der Montage 301 gelöst und an dem nächsten unteren Ring angebracht, der dann per Hebebock angehoben wird, und ein weiterer Ring von Wandpanelen wird angebracht. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis der Behälter eine gewünschte Höhe erreicht hat. Wenn alle Schalenblechringe hinzugefügt worden sind, wird der Behälter an einem Fundament verankert, wie zum Beispiel der Betonfundamentstemmwand 304, und die Hebeböcke 303 werden entfernt.
Solche Hebemethoden sind jedoch nicht verwendet worden, um eine Struktur mit einer Anordnung von mehreckigen Behältern zu bauen, höchstwahrscheinlich weil konventionelle Entwürfe von Anordnungen von Behältern mit gemeinsamen Wänden nicht praktisch per Hebebock zu heben sind. Ein Verfahren zu entwickeln, das das Heben gestattet, würde eine beträchtlichen Ersparnis bei den Baukosten darstellen. Das Verfahren zum Heben wie beschrieben erfordert keinen teuren Kran, um jedes Teil an seinen Platz zu heben oder um komplette Silos auf eine Struktur zu heben. Die Arbeiter brauchen nicht hochspezialisiert zu sein, da die erforderlichen Aufgaben einfach die Montage von Blechteilen umfassen, unter Verwendung von Schraubenschlüsseln oder elektrischem Werkzeug, auf oder nahe Bodenhöhe, und unter Verwendung von Hebeböcken, um die zusammengebaute Struktur anzuheben. Und eine sicherere Arbeitsumgebung wird geschaffen, die des weiteren das Haftungsrisiko am Arbeitsplatz verringert. Diese Faktoren tragen zu den niedrigen Kosten der Errichtung von Wellblechflachboden-Rundsilos bei und könnten vorstellbarerweise auf den Bau einer Struktur mit mehrfachen Abteilen und mehrfachen Höhen angewendet werden.
Das konventionelle Wellblechrundsilo mit Trichterboden kann alle gelagerten Partikel durch Schwerkraft entleeren, anders als das obengenannte flache Rundbodensilo. Jedoch, wie sein Flachbodenvetter, ist sein Durchmesser in der Größe beschränkt, aus Gründen der strukturellen Abstützung. Wie das Flachboden-Rundsilo verwendet das Trichterboden-Rundsilo Landraum uneffizient, wenn mehr als eines benötigt wird. Darüber hinaus kostet es im allgemeinen deutlich mehr, ein Trichterboden-Rundsilo zu bauen, als ein Flachboden-Rundsilo. Die erhöhten Kosten rühren daher, dass ein Trichter 312 und eine Tragkonstruktion 311, wie in 2 (Stand der Technik) dargestellt, unabhängig von dem Silo gebaut werden müssen. Dann muss das ganze Silo, obwohl es vollständig unter Verwendung eines preiswerten Hebeverfahrens gebaut wurde, mit einem teuren Kran auf den Trichter und die Tragkonstruktion gehoben werden.
Der Vorteil einer Anordnung von Behältern mit gemeinsamen Wänden (statt mehrfacher runder Behälter) ist die effiziente Verwendung von Material und Landfläche, aber dieser Vorteil ist derzeit überwunden durch die verhältnismäßig teuren Methoden des Bauens einer solchen Anordnung. Wenn das kosteneffizientere Verfahren zum Heben verwendet werden kann, um eine Anordnung mit mehreren Behältern mit gemeinsamen Wänden zu bauen, dann nähern sich, in Bezug auf die Kosten, die Vorteile des Bauens einer Anordnung mit mehreren Behältern angemessen an die des Bauens einer Vielzahl von Rundsilos an oder übertreffen diese sogar. Die Kosten würden nicht länger der einschränkende Faktor beim Installieren getrennter Lagerung sein.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG – AUFGABEN UND VORTEILE
Die vorliegenden Erfindung richtet sich an diese Anforderungen und viele der Einschränkungen von konventionellen Flach- und Trichterboden-Stahlrundbehälter, und von konventionellen mehreckigen Lagersilos, wie oben beschrieben. Dementsprechend sind mehrere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung:

(a) eine verbesserte Partikel-Schüttgut-Lagervorrichtung vorzusehen;
(b) eine Säule vorzusehen, die verwendet werden kann, um eine Mehrfächer-Anordnung von mehreckigen Behältern mit gemeinsamen Wänden zu bauen, unter Verwendung eines Hebeverfahrens, verhältnismäßig ungelernter Arbeiter, minimaler Werkzeuge, und weder von Kränen noch spezieller Ausrüstung;
(c) eine Säule vorzusehen, die verwendet werden kann, um eine Struktur wie in (b) beschrieben zu bauen, ohne die Notwendigkeit, eine separate, voluminöse Tragkonstruktion zu bauen;
(d) eine Säule vorzusehen, die es bei Verwendung in einer Struktur wie in (b) beschrieben leicht gestattet, dass die oberen Ränder von mehrfachen Trichtern in verschiedenen Höhen voneinander liegen; und
(e) eine Säule vorzusehen, die als eine Versteifung für runde Stahlsilos verwendet werden kann.

Zusätzliche Aufgaben sind es, eine strukturelle Säule mit ähnlichen modularen Komponenten vorzusehen, die angepasst werden können, um auf verschiedene Art zu dienen, wie zum Beispiel als Versteifungen, wandverlängernde Säulen, Verbindungen, Distanzstücke oder andere Teile von vertikalen Säulen; die aus gerollter Stahlproduktion hergestellt werden können, mit wirtschaftlichen Vorteilen über andere Typen von Stahl oder Materialien, obwohl ein weites Spektrum von Baumaterialien verwendet werden kann; die verwendet werden können, um regelmäßige und unregelmäßige mehreckige Strukturen zu bauen wie zum Beispiel Wohngebäude, Parkgaragen, Lagerbehälter, usw.; die verwendet werden können, um eine Struktur zu bilden, die in oder auf eine vorhandene Struktur gebaut werden kann; und die abgeändert werden kann, um eine mehreckig oder runde Struktur mit jeder beliebigen Anzahl von Wänden oder Seiten unterzubringen.
Weitere Aufgaben sind es, Säulenkomponenten vorzusehen, die unter Verwendung einer Vielzahl von Methoden verbunden werden können, wie zum Beispiel mit Muttern und Bolzen, Nieten, Haftmitteln, Schweißen, chemische Verbindung, Punktschweißen und dergleichen, um die Säule zu bilden; Säulen vorzusehen, die Abstufungen in Stärke und Breite haben können, wie von den strukturellen Anforderungen erzwungen, oder die hohle Teilstücke haben können, die mit Beton gefüllt werden können, um weitere Festigkeit hinzuzufügen; Säulen vorzusehen, die von Betonformen umschlossen sein können und von Beton ummantelt, um Säulen oder Pfosten zum Stützen von Brücken, Parkgaragen und dergleichen zu bilden; und Säulen vorzusehen, die eine erdbebensichere Tragkonstruktion schaffen können, wenn sie mit horizontalen und diagonalen Querstreben versehen werden.
Weitere Aufgaben sind es, eine Säule vorzusehen, die zusätzliche Ausführungsformen unterbringen kann, wie zum Beispiel U-förmige Clips, die ausgesetzte Ränder der Säule abdecken und daran haften können, nicht nur um ästhetischen Reiz hinzuzufügen, sondern auch als Schutz vor schädlichen Umweltelementen und um die innere Festigkeit einer Struktur zu erhöhen; und eine Säule vorzusehen, die einen mehrstöckigen Bau stützen kann, bei dem zum Beispiel die strukturelle Säule oberhalb einer ersten Höhe von Abteilen verlaufen kann, um den Rahmen für das/die obere(n) Stockwerk(e) zu bilden, oder um den Rahmen für einen Prozessturm zu bilden, wobei die Säule(n) sich unterhalb einer Struktur fortsetzen können, um strukturelle Stützen zu bilden, wobei strukturelle Säulen angrenzend an eine Hauptstruktur platziert werden können, um Stützen für Artikel wie zum Beispiel Ausrüstung zu bilden. In allen Fällen ist die Säule ein Ergänzungsteil der Struktur, einschließlich der Prozesstürme der Struktur, mehrstöckiger Behälter und Stützfüße, von oben nach unten.
Ein weitere Aufgabe ist es eine vielseitige Säule vorzusehen, die mehrfache Schichten von Säulenkomponenten aufweisen kann, die nach außen von einer zentralen vertikalen Achse geschichtet ist, um die Integrität der Struktur zu steigern und/oder um Standorte für horizontale Trägerverbindungen vorzusehen, wo zusätzliche äußere Schichten ähnliche oder verschiedene Strukturen wie innere Schichten haben können.
Zusätzliche Ziele sind es, ein effizientes Mittel vorzusehen, um permanente oder zeitweise Strukturen zu bauen, einschließlich Militärkasernen, mehrstöckiger Wohngebäude und Strukturen zur Wartung schwerer Ausrüstung, die Hochleistungs-Hebeböcke stützen können und verhältnismäßig schnell errichtet und abgebaut werden können.
Weitere Ziele und Vorteile gehen aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung und Zeichnungen hervor.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine strukturelle Säule eine Vielzahl von Säulenkomponenten, wie in Anspruch 1 definiert.
ZEICHNUNGEN – FIGUREN
1 (Stand der Technik) zeigt eine Vorderansicht eines Prozessturms, der üblicherweise als separate Struktur auf eine anderen Anordnung von viereckigen Behältern gebaut wird, was die Verwendung von Kränen und Facharbeitern erfordert.
2 (Stand der Technik) zeigt eine Vorderansicht von Stützstrukturen für ein Trichterboden-Rundsilo und eine Anordnung von mehreckigen Behältern mit gemeinsamen Wänden.
3 (Stand der Technik) zeigt eine Vorderansicht eines Verfahrens zum Heben eines Rundsilos.
4 zeigt eine isometrische Ansicht einer Struktur, die mit einer Säule gebaut werden kann, erfindungsgemäß, mit Säulen, die oberhalb der Struktur verlaufen, um eine weitere Ebene von Trichterbehältern zu stützen, und Säulen, die unterhalb der Struktur verlaufen, um die ganze Struktur zu stützen. Einige Behälterwände in der zweiten Ebene von Behältern wurden zur besseren Sichtbarkeit abgeschnitten.
Die 5A bis 5D zeigen isometrische Ansichten einer Basissäule (5A), ihre einzelnen Säulenpanele (5B1-5B8), eine Explosionsdarstellung von drei vertikalen Füßen der Säule von 5A (5C), und eine Explosionsdarstellung von drei horizontalen Anordnungen der Säule von 5A (5D).
Die 6A bis 6H zeigen verschiedene Ansichten einer Säule ähnlich der Säule von 5A, nur dass Säulenabstandsplatten und Säulenverbindungspanele in verschiedenen Formen inbegriffen sind.
Die 7A bis 7D zeigen isometrische Ansichten von Säulenpanelen mit verschiedenen Konfigurationen.
Die 8A bis 8D zeigen in Ansichten von oben, wie die Säulenpanelformen in den 7A bis 7D erscheinen, wenn sie Säulen bilden und an horizontalen Querstreben befestigt sind, wie zum Beispiel Wandpanelen.
Die 9A bis 9H zeigen Ansichten einer komplexen Säule, die U-Clips hat, Abstufungen in den Breiten der Säulenpanelseiten und Säulenpanele mit verschiedenen Formen, alle auf derselben Säule.
10A und 10B zeigen zwei Ansichten, wie man Basis-Wandpanele, U-Clips, Abstandsplatten und verschiedene Formen von Wandpanelverbindungen an Säulen anbringen kann.
Die 11A bis 11C zeigen verschiedene isometrische Ansichten eines Wellblech-Wandpanels und einen C-Träger, der zwischen den flachen Seiten einer Säule eingelegt ist.
Die 12A bis 12C zeigen verschiedene Ansichten eines Beispiels eines I-Trägers und einen maßgefertigten Träger, die an Säulen angebracht sind.
Die 13A bis 13C zeigt eine isometrische Ansicht und Nahansichten von C-Balken, die an Säulenkomponenten angebracht sind.
13D zeigt eine Einzelheit eines Trägerstützpanels, wie in den 13A bis 13C.
Die Säulen von 14 bis 22 bilden nur einen Teil der Erfindung, wenn sie Säulenpanele mit einem Winkel von 120° aufweisen, wie in Anspruch 1 definiert.
14 ist die Draufsicht auf eine vierschenklige Säule, bei der die flachen Seiten 90 Grad voneinander weg orientiert sind, mit vier Wandpanelen, die befestigt sind, um quadratisch oder rechteckige Strukturen zu bilden.
15A und 15B sind isometrische Ansichten einer dreischenkligen Säule und angebrachter Wandpanele, wobei die flachen Seiten von zwei Füßen 135 Grad voneinander weg orientiert sind und die flachen Seiten des dritten Fußes 90 Grad voneinander weg orientiert sind, um eine achteckige Struktur zu bilden oder eine Struktur mit einer Anordnung von achteckigen und viereckigen Abteilen.
16A und 16B sind isometrische Ansichten einer sechsschenkligen Säule und sechs angebrachte Wandpanele, wobei die flachen Seiten 60 Grad voneinander weg orientiert sind, und eine vierschenklige Säule, bei der zwei Füße flache Seiten haben, die 120 Grad voneinander weg orientiert sind, und zwei Füße haben flache Seiten, die 60 Grad voneinander weg orientiert sind, um dreieckige Strukturen zu bilden.
17A und 17B zeigen verschiedene Ansichten von Beispielen von Säulen mit Säulenpanelen, deren flache Seiten 180 Grad oder 90 Grad voneinander weg orientiert sind und zweischenklige oder vierschenklige Säulen bilden, die als Versteifungen oder Wandsäulen fungieren.
18 zeigt eine isometrische Ansicht einer Säule mit zwei Füßen, ähnlich einer aus 17A, aber mit markanteren Verstärkungsprofilen, und die Säule verläuft über die horizontale Länge einer Einschichtwand.
19 zeigt eine isometrische Nah-Schnittansicht einer Säule mit zwei Füßen, die eine Versteifungssäule bilden, deren flache Seiten etwa 90 Grad voneinander weg orientiert sind.
20 zeigt eine isometrische Nah-Schnittansicht einer Versteifungssäule mit drei Füßen, für eine runde Struktur, bei der zwei der Füße ihre flachen Seiten ungefähr 90 Grad oder etwas mehr voneinander weg orientiert haben, und der dritte Fuß hat flache Seiten, die ungefähr 180 Grad oder etwas weniger voneinander weg orientiert sind, um sich der Biegung der Wandpanele anzupassen.
21 zeigt eine isometrische vergrößerte-Schnittansicht einer Versteifungssäule mit vier Füßen, für eine runde Struktur, in der die flachen Seiten etwa um 90 Grad voneinander weg orientiert sind.
22 zeigt eine zweischenklige Versteifungssäule, die als eine Uberlappungsverbindungs-Säule dient, um überlappende gebogene Wandpanele zu verbinden.
23A und 23B zeigen Nah- und Querschnittsansichten von abgekanteten Flanschen von Trichterpanelen und Trichterstützbalken, die Verbindung von zwei Trichterpanelen von anliegenden Trichtern, in verschiedenen Höhen voneinander, mit darunter liegenden Trichterstützbalken, und ihre Befestigung an ihrer gemeinsamen Säule.
Die 24A bis 24D zeigen verschiedene Ansichten von Säulen an Wänden mit einer Einzelwandausbildung, einer Doppelwandausbildung, und eine mehrlagige Wandausbildung.
25 zeigt eine isometrische Ansicht, wie die Säule verwendet werden kann, um ein vorhandenes Rundsilo mit einer Mehrfächerstruktur nachzurüsten, mit abgeschnittenem Oberteil zur besseren Sichtbarkeit.
26 zeigt eine isometrische Ansicht einer geschweißten Verankerungsgrundpanel mit vertikalen Flanschen, oder, bei Umkehrung, eine Säulenkappe.
27A und 27B zeigen isometrische Ansichten einer Säule, die Säulenpanele mit U-förmigen Rändern umfasst.
28 zeigt eine isometrische Ansicht einer von Beton ummantelten Säule.
29 zeigt eine isometrische Ansicht einer Säule mit Komponenten, die eingeschachtelte Vertiefungen haben und eingeschachtelte Bohrlöcher, um Schlupf während des Baues zu verhindern und die Festigkeit der Säule zu erhöhen.
30A und 30B zeigen Ansichten von diagonalen Balken, die an Säulen befestigt sind, sowie abgeänderte Säulenabstandsplatten, die schmalen Säulenpanelen ähneln.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG – 4: Beispiel für erfindungsgemäße Struktur
Eine Vorzugslösung einer Struktur dieser Erfindung ist in 4 dargestellt. Die gezeigte Struktur ist eine Anordnung von Behältern und verwendet erfindungsgemäße Säulen. Bei einigen Behältern sind die oberen Wandpanele weggebrochen zur besseren Sichtbarkeit. Die Säulen dieser Struktur umfassen eine Vielzahl von strukturellen Säulenpanelen 32, die horizontal um eine vertikale Achse herum angeordnet sind, versetzt zueinander. Die Säulenpanele 32 werden später genauer beschrieben. Die Struktur, wie gezeigt, hat eine obere Behälterebene mit Trichtern 118 und eine untere Behälterebene. Die Trichter 118 innerhalb der oberen Behälterebene haben obere Ränder 120a, die in einer anderen vertikalen Höhe sind als der Trichter 118 mit Oberkante 120b. Trichterstützbalken 50 tragen Trichterpanele 124, und sie sind üblicherweise mit Säulen 30 verbunden. Auch in 4, sind Säulenverbindungspanele 86g, 86h, und 86i, die ähnlich den Säulenpanelen 32 sind und über Säulenpanele 32 gelegt werden, um die Festigkeit der Säule zu steigern, in den unteren Teilstücken der Säulen 30 zu sehen. Die Säulenverbindungspanele werden im einzelnen anderswo besprochen.
Wie in 4 gezeigt, ist es ein Vorteil der Säule, dass sie angepasst werden kann, um viele verschiedene vertikale oder im allgemeinen vertikale Säulen herzustellen, die zum Beispiel zu folgenden Zwecken verwendet werden können:
(1) um horizontale Querstreben zu verbinden, wie zum Beispiel die Wandpanele 45, 45a, und 45b, oder Balken, wie zum Beispiel die horizontalen Balken 48 oder die Trichterstützbalken 50, (2) um eine strukturelle Stützsäule 30 zu bilden, die sich unter den Trichterbodenbehältern erstreckt, (3) um einen Turm zu bilden, um die Verteilungs- und Verarbeitungsausrüstung zu tragen (nicht gezeigt), oder (4) um eine obere Fächerebene zu tragen, wie gezeigt. Die Struktur in 4 kann auch leicht Trichter 118 mit oberen Rändern 120, 120a und 120b in verschiedenen Höhen voneinander unterbringen, wie in der oberen Behälterebene gezeigt; oder sie können ebenso leicht auf derselben Höhe untereinander sein, wie in der unteren Behälterebene gezeigt. Wie auch in 4 gezeigt, kann die Verwendung von Säulenpanelen 32 mit derselben oder ähnlichen Ausformung zur Verbindung von Wandpanelen verwendet werden, und sie können oberhalb oder unterhalb der Struktur verlaufen, um Turmsäulen, Säulen der oberen Ebene oder Stützsäulen zu bilden. Mit anderen Worten, die mehreren vertikal ausgerichteten lasttragenden Säulenpanele 32 erstrecken sich ganz von der Spitze der Struktur bis auf den Boden, wo sie mit einem Fundament verbunden sind; somit sind die Säulenpanele 32 Komponenten einer Struktur. Entlang der ganzen Länge der Säule 30 können die Säulenpanele 32 lasttragende strukturelle Komponenten der Struktur sein.
Zusätzlich zu einem Lagersilo oder einer Anordnung von solchen Silos umfassen einige Beispiele von anderen Strukturen, die mit dieser Säule gebaut werden können, ein Wohngebäude, einen Turm oder Stützsäulen für Molen oder Brücken. Wie man in 4 sieht, und wie an anderer Stelle beschrieben werden wird, sind die Vorzugslösungen der Erfindung besonders vorteilhaft für, aber nicht beschränkt auf, die Befestigung einer oder mehrerer horizontaler Querstreben, wie zum Beispiel Balken 48, Wandpanele 45, 45a, und 45b oder Trichterstützbalken 50, ob sie nun eine Industriestandardausbildung sind oder eine spezifische Form zur Maximierung des Merkmale des Baustoffs oder für die strukturellen Anforderungen.
5A bis 5E: Säule in ihrer einfachsten Form
5A zeigt eine ganz einfache Säule 30a, ähnlich derjenigen, die überall in 4 verwendet wird, in einer Vorzugslösung. Die Säulenkomponenten werden unter Verwendung von Muttern und Sechskant-Kopf-Bolzen 34 in diesem Beispiel befestigt. Nahten 70, wo sich obere und untere Ränder von Säulenkomponenten treffen, sind auch zu sehen. Fundamentankerbolzen 113 steigen durch horizontale Laschen 114 auf, um die Säule an einem Fundament 116 zu verankern. Die 5B1-5B8, 5C, 5D und 5E sind Explosionsdarstellungen von Komponenten der Säule von 5A, die ihre einzigartige Versetzung besser veranschaulichen. Das benutzte Material, um die Säule in dem Beispiel zu produzieren, ist gerollter galvanisierter Stahl, aber andere Materialien können verwendet werden, wie anderswo besprochen.
Die Säulenpanele 32 und 32a bis 32f sind einzeln in den 5B1 bis 5B8 dargestellt. Jedes Säulenpanel hat eine Oberkante 52, eine Bodenkante 54, zwei seitliche Ränder 56, eine erste flache Seite 58, eine zweite flache Seite 60, eine nach innen gerichtete Oberfläche 62, und eine äußere gegenüberliegende Oberfläche 64. Wenn das Säulenpanel 32 (5B1) eine andere Länge hat, wird sie durch ein alphabetisches Suffix bestimmt, zum Beispiel Säulenpanele 32a (5B2), 32b (5B3), 32c (5B4), und so weiter. Vorzugsweise werden Bohrlöcher 33 entlang den flachen Seiten der Säulenpanele positioniert, und diese sind derart angebracht dass sie logisch miteinander und mit anderen Komponenten der Säule ausgerichtet sind, wie anderswo besprochen wird, zur Befestigung. Befestigungen wie zum Beispiel Bolzen oder Nieten können verwendet werden, um Säulenpanele und andere Komponenten aneinanderzufügen, wo Bohrlöcher in einer Reihe liegen. Die Verwendung von Befestigungen wie zum Beispiel Muttern und Bolzen oder Nieten, um Säulenkomponenten zu befestigen, wird bevorzugt, aber andere Methoden des Montierens einer Struktur sind möglich, und diese werden anderswo besprochen.
Die erste flache Seite 58 und die zweite flache Seite 60 der Basissäulenpanele in den 5B1 bis 5B8 werden durch einen Winkel halbiert, der die vertikale Länge der Säule entlangläuft. Dieser Winkel beträgt etwa 120 Grad. Der Winkel braucht die flachen Seiten nicht physikalisch zu halbieren. Stattdessen können die flachen Seiten um diesen Winkel voneinander weg orientiert sein, mit vielen verschiedenen Formen dazwischen. In dem Beispiel von 5A bis 5E beträgt der Winkel, in dem die flachen Seiten voneinander weg orientiert sind, 120 Grad, um eine Struktur unterzubringen, die im horizontalen Querschnitt sechseckig ist, oder eine Mehrfächerstruktur, die im Querschnitt einer Honigwabe ähneln kann. Eine solche Mehrfächerstruktur ist einer der effizientesten in Bezug auf benutztes Material und erforderlichen Raum. Säulenpanele, bei denen andere Formen flache Seiten halbieren, oder bei denen flache Seiten in anderen Winkeln als 120 Grad voneinander weg orientiert sind, werden anderswo besprochen. Säulen, die aus den letztgenannten Panelen hergestellt sind, bilden nicht Teil der Erfindung.
Um sich zu vergegenwärtigen, wie die Säulenpanele der 5B1 bis 5B8 in der Säule von 5A angebracht sind, stelle man sich Säulenpanele vor, die vertikal ausgerichtet sind, um Fuß 31 der Säule zu bilden, wie in der explodierten Säulenansicht in 5C gezeigt. In diesem Beispiel umfassen drei Füße, 31a, 31b, und 31c eine Vielzahl von Säulenpanelen 32, und 32b bis 32g, die vertikal zueinander ausgerichtet sind. Die Füße 31a, 31b, und 31c werden dann horizontal um eine zentrale Achse herum angeordnet, so dass die erste flache Seite 58 von Fuß 31a auf die zweite flache Seite 60 von Fuß 31b trifft oder fast trifft. Die erste flache Seite 58 von Fuß 31c ist mit der zweiten flachen Seite 60 von Fuß 31a ausgerichtet und die zweite flache Seite 60 von Fuß 31c mit der ersten flachen Seite 58 von Fuß 31b. In diesem Beispiel besteht die Säule aus drei Säulenfüßen, aber die Zahl der Füße kann von zwei bis hin zu vielen variieren, wie an anderer Stelle beschrieben werden wird. Wie in den 5A und 5C gezeigt, sind die Säulenpanele versetzt zueinander, so dass Nahten 70, wo die oberen Ränder 52 und die Bodenränder 54 (nach den 5B1 bis 5B5) der Komponenten sich treffen, in verschiedenen horizontalen Ebenen über die ganze Säule hin vorkommen.
Um die Säule von 5A zu bilden, werden mehrfache vertikal ausgerichtete horizontale Anordnungen, wie in der Explosionsdarstellung in 5D gezeigt, miteinander verbunden. In diesem Beispiel hat jede horizontale Anordnung drei versetzte Säulenpanele, die um eine zentrale vertikale Achse herum angeordnet sind, wobei die nach innen gerichteten Oberflächen 62 der Säulenpanele zu der zentralen Achse hin orientiert sind. Vorzugsweise hat die Säule mindestens eine obere horizontale Anordnung 66 und eine untere horizontale Anordnung 74, und sie kann eine beliebige Zahl von Zwischenliegende Anordnungen 72 haben. Die Säule von 5A hat eine Zwischenliegende Anordnung, aber die Zahl kann von Null bis hin zu vielen variieren (wie zum Beispiel in der Struktur von 4). Wenn man die horizontalen Anordnungen in 5D zu betrachtet, eher als die vertikale Anordnung von Säulenfüßen 31a, 31b, und 31c von 5C, versteht man besser, wie die Versetzung anfänglich aufgebaut wird und wie die Säule unter Verwendung eines Hebeverfahrens gebaut werden kann, wie das vorhin beschriebene. Eine horizontale Anordnung, zusammen mit entsprechenden Anordnungen von anderen Säulen und angebrachten Komponenten in der Struktur, kann als ein "Ring" gedacht werden, wie beim vorhin beschriebenen Rundsilobau mit Hebebock, oder, genauer, als eine Schicht der Struktur.
Zum einzigartigen vorzugsweisen Versatz der Säulenpanele innerhalb der Säule haben die Säulenpanele in der oberen horizontalen Anordnung 66 verschiedene Längen, um absichtlich eine Versetzung von Bodenrändern der Säulenpanele in der oberen horizontalen Anordnung 66 (5D) aufzubauen. Die Versetzung geht die Säulen ganz herunter, so dass Nahten 70 in verschiedenen horizontalen Ebenen entlang der vertikalen Länge von Säule 30a vorkommen. Anliegende Säulen oder alle Säulen können auch Versetzungsverhältnisse haben, die voneinander und von anderen Säulen verschieden sind, so dass Nahten 70 in verschiedenen im allgemeinen horizontalen Ebenen in anliegenden Säulen sind oder in entsprechenden Standorten von allen anderen in einer Struktur verwendeten Säulen, um die Festigkeit einer kompletten Struktur zu steigern. Wenn Säulenpanele alleine verwendet werden, ohne zusätzliche Ausführungsformen, die anderswo beschrieben werden, steigert die Versetzung der Säulenpanele die Festigkeit der Säule und gestattet einer Säule, überall in ihrer Länge lasttragend zu sein.
Im allgemeinen sind die Säulenpanele 32 der zwischenliegenden horizontalen Anordnungen 72 vorzugsweise alle von derselben Länge, um den Versatz zu bewahren, der durch die unterschiedlich langen Säulenpanele der oberen horizontalen Anordnung 66 die Säulen herunter begründet. Die Säulenpanele der unteren horizontalen Anordnung 74 sind vorzugsweise von verschiedenen Längen, ähnlich der oberen horizontalen Anordnung 66, um sicherzustellen, dass die Bodenränder sich gleichmäßig auf einem Fundament treffen. Die Säulenpanele der Zwischenliegende Anordnungen 72 brauchen nicht von gleicher vertikaler Länge zu sein, um eine harmonische Versetzungswirkung über die komplette Struktur hinweg aufrechtzuerhalten. Jedoch bedeutet Zwischensäulenpanele von gleicher Länge statt variable Länge, dass weniger ungleichartige Teile zu produzieren, zu lagern und zusammenzubauen sind. Darüber hinaus können insgesamt weniger Teile hergestellt werden, wenn die Standard- und Zwischensäulenpanele vertikal so lang wie möglich sind, innerhalb praktischer Grenzen. Wenn ein Hebeverfahren benutzt wird, wird die vertikale Länge der längsten Panele üblicherweise auf bis etwa 3 Meter beschränkt, vorzugsweise zwischen 1.2 Metern und 2.5 Metern, obwohl die Komponenten, die benutzt werden, um eine Versetzung zu schaffen, viel kürzer oder länger sein können, wie zum Beispiel zwischen etwa 15 cm und etwa 5 m, oder mehr. Eine größere vertikale Säulenpanellänge steigert die Festigkeit der Säule. Versetzungs- und Säulenpanele von verschiedenen Längen sind auch vorgesehen, so dass anliegende Säulen vorzugsweise nicht gemeinsame Nahten 70 in derselben Höhe haben, während gesichert wird, dass die Säulen mit den Spitzen und Böden auf gleicher Höhe enden, falls gewünscht. Die Stärke 76 der Säulenpanele, nach 5B1-5B5, kann gleichmäßig über die ganze Säule sein, oder sie kann variieren, wie an anderer Stelle beschrieben werden wird.
Während des Baues sind die horizontalen Anordnungen miteinander verbunden, wie deutlicher in 5D gezeigt. Die Säulenpanele 32 sind in der zwischenliegenden horizontalen Anordnung 72 dargestellt, da sie mit horizontalen Anordnungen oberhalb und unterhalb davon verbunden sein würden. In dem Beispiel von 5D sind die Säulenpanele 32 und 32b mit zwei anderen Säulenpanelen 32 verbunden, die oberhalb eines dritten Säulenpanels 32 in der horizontalen Anordnung 72 verlaufen. Die Säulenpanele 32e und 32f innerhalb der horizontalen Anordnung 74 sind mit Säulenpanelen 32 verbunden, die aus der horizontalen Anordnung 72 stammen. Im allgemeinen erstreckt sich mindestens ein Säulenpanel auf jedem Ende senkrecht oberhalb des anderen innerhalb der Anordnung 72 zur Verbindung mit Säulenpanelen in den nächstoberen oder nächstunteren horizontalen Anordnungen. In diesem Beispiel sind die obere Anordnung 66 und die Bodenanordnung 74 die nächstobere und nächstuntere Anordnung. Jedoch kann eine Säule eine beliebige Zahl von zwischenliegenden Anordnungen haben, und jede Spitze, Boden, und zwischenliegende Anordnung kann eine beliebige Zahl von Säulenplatten haben, je nach Auslegung einer Struktur und dem festgelegten Stapelverhältnis.
Konstruktion mit Hebebock
In der Vorzugslösung von 4 kann ein Hebeverfahren, wie zum Beispiel das zuvor beschriebene und in 3 gezeigte (Stand der Technik) verwendet werden, wenn es durch einen Experten angepasst wird, um die Struktur zu bauen. Hydraulische, elektrische, manuelle oder Hebeböcke mit Schraubenantrieb können verwendet werden. Ein horizontaler Ring umfasst in diesem Fall mehrfache Säulenpanele und andere strukturelle Elemente, die nicht unbedingt rund in waagrechtem Querschnitt sind. Folglich gelten die horizontalen Anordnungen als Schichten statt "Ringe". Die oberen Ränder der Bestandteile sind nicht unbedingt in derselben horizontalen Ebene, aufgrund der vorzuziehenen Versetzung zwischen den Säulenkomponenten, aber sie können noch als Teil derselben, im allgemeinen horizontalen, Schicht angesehen werden. Bei Verwendung eines Hebeverfahrens wie das vorhin beschriebene umfasst das Verfahren im allgemeinen die folgenden Schritte: (1) die oberste horizontale Schicht der Struktur wird zuerst zusammengebaut, auf oder nahe Bodenhöhe; die obere horizontale Schicht kann aus einer beliebige Zahl von Formen bestehen, wie zum Beispiel die Oberschicht eines Prozessturms ähnlich den Türmen 308a und 308b, wie in 1 und 2, oder die Oberschicht einer oberen Ebene von Abteilen wie in 4 gezeigt. Ein Dach, falls gewünscht, wird auf dieser ersten Schicht gebaut, und jede Ausrüstung, die an oder nahe der Spitze sein wird, kann installiert werden, während diese erste Montage noch auf oder nahe Bodenhöhe ist; (2) Hebeböcke werden dann an dem Boden der oberen horizontalen Schicht befestigt, um sie zu heben, um Raum darunter zu schaffen, um eine horizontale zwischenliegende Schicht hinzuzufügen; (3) der Vorgang des Hebens und Entfernens und Wiederanbringens von Hebeböcken wird wiederholt, bis eine vorherbestimmte senkrechte Höhe erreicht wird; und (4) die untere waagrechte Anordnung wird angebracht, die Hebeböcke werden entfernt, und die Struktur wird an einem Fundament verankert.
Daher kann jedes Teil einer Struktur, wie zum Beispiel ein Dach, Ausrüstung, Prozessturm, obere Ebene, untere Ebenen, und Stützsäulen, auf oder nahe Bodenhöhe gebaut und zusammengebaut werden und schließlich an einem Fundament verankert, ohne die Verwendung von teuren Kränen, Facharbeitern oder kompliziertem Werkzeug, während die Arbeiter in relativer Sicherheit auf oder nahe Bodenhöhe arbeiten.
Säulenpanele 32, wie zum Beispiel die in 4 und 5A, sind vorzugsweise bemessen und angepasst zur Verbindung miteinander, mit Wandpanelen 45, mit horizontalen Balken 48, mit anderen Stützverbindungen oder jeglicher Kombination von diesen, in einer Art, die der Methode des Baus mit Hebeböcken dienlich ist. Demzufolge beträgt die Länge der Säulenplatten im allgemeinen weniger als 3 Meter und vorzugsweise zwischen 1.2 und 2.5 Metern, um mit Hebeböcken zusammengebaut zu werden. Viel längere und viel kürzere Säulenpanele, wie zum Beispiel zwischen etwa 15 cm und etwa 5 m oder mehr, können verwendet werden, um die Versetzung festzulegen. Die bevorzugten Dicken 76 des Säulenpanele (nach 5B1-5B8) können variieren und können weniger als 1 cm bis etwa 5 cm betragen, und die Stärke kann entlang der Säule variieren. Die Breiten 78 der flachen Seiten 58 und 60 der Säulenplatten, nach 5B1-5B5 können auch variieren, wie anderswo besprochen, je nach den strukturellen Anforderungen des Panels, und diese Faktoren können durch einen Experten bestimmt werden. Üblicherweise beträgt die Breite 78 im allgemeinen etwa 5 bis 20 cm sein, aber sie kann viel breiter sein, bis etwa ein Meter oder mehr.
Wenn ein Kranbauverfahren benutzt wird, um Strukturen zusammenzubauen, die mit der Säule hergestellt worden sind, dann können die Ausmaße von Säulenkomponenten viel größer sein. Zum Beispiel kann die Stärke 76 10 cm oder mehr betragen, die Breiten 78 können 0.6 m oder mehr betragen, und die vertikalen Längen der Säulenpanele können etwa 18 m betragen oder mehr. Die tatsächlichen Ausmaße werden durch zum Beispiel die Größe des verwendeten Krans oder die Materialien beschränkt, die zur Herstellung der Säulenkomponenten verwendet werden. Die Vielseitigkeit der Säule gestattet entweder Bau mit Hebeböcken oder Kranbau. Die Vorteile des Baus mit Hebeböcken, wie zum Beispiel eine sicherere Arbeitsumgebung, Eliminierung der Krankosten und die Möglichkeit, verhältnismäßig ungelernte Arbeiter einzusetzen, macht ein Verfahren mit Hebeböcken zur bevorzugten Baumethode.
ZUSÄTZLICHE AUSFÜHRUNGSFORMEN 6A bis 6H: Steigern der Festigkeit der Säule mit Säulenverbindungspanelen und Säulenabstandsplatten
6A zeigt eine isometrische Ansicht einer Säule mit zusätzliche Säulenkomponenten, die der Säule Festigkeit verleihen, und 6D zeigt ihre Draufsicht. Obwohl Säulenpanele vorzugsweise im Verhältnis zueinander versetzt sind, um die Festigkeit der Säule zu steigern, wie vorhin besprochen, kann die Säule noch zusätzliche strukturelle Verstärkung erfordern. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit der Säule werden zusätzliche Säulenkomponenten benutzt, wie zum Beispiel Säulenverbindungspanele 86b durch 86j in der Säule von 6A (gezeigt einzeln in 6B1 bis 6B9), um Nahten zu überlappen, wo darunter liegende Säulenkomponenten (Säulenpanele in diesem Fall) vertikal angefügt sind. Solche Bestandteile fügen zusätzliche äußere Schichtungen oder Schichten zu der Säule hinzu, und solche Schichten steigern die Festigkeit der Säule. Säulenverbindungspanele kann man sich als leicht abgeänderte Säulenpanele vorstellen, die Abänderung ist üblicherweise ein geringfügig korrigierter Winkel, in dem die flachen Seiten voneinander weg orientiert sind, wenn notwendig, so dass das Säulenverbindungspanel sich sauber über darunter liegenden Säulenkomponenten einpasst, wie zum Beispiel Säulenpanele oder andere Säulenverbindungspanele.
Im allgemeinen können Säulenverbindungspanele ähnliche oder andere Formen haben als Säulenpanele, und sie bedecken vorzugsweise Nahten 70, geschaffen durch senkrecht anliegende Säulenpanele oder andere darunter liegende Säulenkomponenten. In 6B1 ist das Säulenverbindungspanel 86b dargestellt, und es ist ähnlich in Ausbildung den Säulenpanelen 32 und 32a bis 32g in den 5B1-5B5. Die 6B2 bis 6B9 zeigen Säulenverbindungspanele, 86c bis 86j, die andere Formen als das Säulenverbindungspanel 86b haben. Bohrlöcher 33, die entlang der Länge der flachen Seiten des Säulenverbindungspanels laufen, werden gleichmäßig mit Bohrlöchern 33 von darunter liegenden Säulenkomponenten zur Befestigung in einer Reihe liegen. Säulenverbindungspanele mit verschiedenen Längen und/oder Formen sind von einem alphabetischen Suffix gefolgt (z. B., 86b, 86c, 86d, usw.).
Säulenabstandsplatten wie zum Beispiel die Säulenabstandsplatten 88, 88a, 88d, und 88e, einzeln in den 6C1, 6C2, 6C3 und C4 gesehen, verleihen zu Säule auch Festigkeit, und sie werden üblicherweise verwendet, wo auch immer eine Lücke ausgeglichen werden muss, um eine gleichmäßige Verbreitung zwischen den Säulenpanelen unterhalb oder oberhalb der Stelle, wo die Wandpanele enden, zu schaffen. Die Längen können von den gezeigten abweichen. Für weitere strukturelle Festigkeit können die seitlichen Ränder von Abstandsplatten, die zur zentralen Achse der Säule hin orientiert sind, aneinander montagegeschweißt werden oder an eine Stange, die an der senkrechten Achse der Säule plaziert sein kann (nicht gezeigt). Die oberen und unteren Ränder der Säulenabstandsplatten sind auch ausgerichtetet, um eine zusätzliche Schicht zu der Säule hinzuzufügen. Wenn ein Säulenabstandsplatte 88 eine andere Länge hat, ist es von einem alphabetischen Suffix gefolgt (z. B., 88a, 88b, 88c, usw.).
6E zeigt eine Explosionsdarstellung der horizontalen Anordnungen der Säule in 6A. Sie zeigt, wie die Säulenpanele, Säulenverbindungspanele und Säulenabstandsplatten eine obere horizontale Anordnung 66a, zwei zwischenliegende horizontale Anordnungen 72a und 72b und eine untere horizontale Anordnung 74a bilden, in diesem Beispiel.
6F ist eine Explosionsdarstellung eines der drei Füße, die die Säule von 6A bilden. 6G und 6H sind die Explosionsdarstellungen der anderen zwei Füße. Diese Ansichten zeigen, wie Säulenverbindungspanele und Säulenabstandsplatten innerhalb der Säule von 6A, einzeln gezeigt in 6B1-6B9 und 6C1-6C4, in der Säule verwendet werden. 6F, 6G, und 6H. Die 6F-6H zeigen klar die Versetzung zwischen den Komponenten. Wie man sieht, umfasst jeder Fuß drei Schichten, oder Schichtungen, von Säulenkomponenten.
Solche Ausführungsformen wie Säulenverbindungspanele und Säulenabstandsplatten fügen senkrecht-orientierte Außenschichten zu der Säule hinzu (6F hinzu, 6G, und 6H) und tragen daher zur Festigkeit der Säule bei. Die Zahl solcher Schichten kann von einer zusätzlichen Schicht bis hin zu vielen variieren, abhängig von den strukturellen Anforderungen. Die Stärke 76 (vorher definiert in 5B1-5B5) der Säule kann in der Tat dicker gemacht werden, indem man eine oder mehrere Schichten Säulenverbindungspanele, Säulenabstandsplatten oder andere Säulenkomponenten hinzufügt, oder durch die Herstellung von dickere Säulenkomponenten, zur weiteren Erhöhung der Festigkeit der Säule.
Säulenverbindungspanele und Säulenabstandsplatten können auch in der Höhe variieren, um eine Versetzung zu schaffen, ähnlich wie bei Säulenpanelen, vorzugsweise derart, dass keine Naht in derselben waagrechten Ebene liegt wie auch keine andere Naht über die ganze Säule. Wenn eine solche Versetzung nicht praktisch ist, dann kommt vorzugsweise keine Naht in derselben waagrechten Ebene vor wie auch keine andere Naht innerhalb derselben senkrecht orientierten Schicht der Säule. Im allgemeinen jedoch müssen nur Nahten in anliegenden Schichten (das heißt, die nächste Außenschicht oder die direkt darunter liegende Schicht) in verschiedenen waagrechten Ebenen liegen (nicht gezeigt).
7A bis 7D und 8A bis 8D: Beispiele von anderen Säulenkomponentenformen
Senkrechte Sicken oder Formen können entlang der Säulenpanele oder Säulenverbindungspanele laufen. Sie erhöhen des weiteren die Festigkeit der Säule. Sie können auch senkrecht orientierte Seiten haben, an denen Balken angebracht werden können. Beispiele, wie die Form und Zahl der senkrechten Sicken variieren kann, sind klarer dargestellt in den 7A bis 7D. Die Säulenpanele in den 7A, 7B, 7C, und 7D haben drei Winkel, zwei Winkel, neun Winkel, und zwei Winkel, die durch einen Bogen gekreuzt werden, zwischen den ersten flachen Seiten 58 und den zweiten flachen Seiten 60 der Säulenkomponenten. Im allgemeinen, ohne Berücksichtigung der Ausformung, sollten die ersten flachen Seiten 58 von Säulenkomponenten parallel, oder fast parallel, auf die zweiten flachen Seiten 60 von anliegende Säulenkomponenten treffen, auch wenn die Ausformung der anliegenden Säulenkomponente sich von der ersten unterscheidet (nicht gezeigt). Die erste flache Seite 58 von einem Säulenpanel verläuft vorzugsweise parallel oder fast parallel zur zweiten flachen Seite 60 eines Säulenpanels, das heißt angrenzend daran innerhalb derselben horizontalen Anordnung, wie die Beispiele in den 8A bis 8D zeigen. In den gezeigten Beispielen laufen Bohrlöcher 33 entlang den flachen Seiten 58 und 60.
Die 8A bis 8D zeigen die Ansichten von oben, wie die Säulenpanele in den 7A bis 7D erscheinen, wenn sie benutzt werden, um Säulen zu bilden. In den Beispielen werden Wandpanele 45 zwischen Säulenpanelen eingelegt, und die ersten flachen Seiten 58 der Säulenpanele sind ausgerichtet mit zweiten flachen Seiten 60 von anliegenden Säulenpanelen innerhalb von Säulen. Die Bolzen 34a grenzen an Säulenkomponenten mit Wandpanelen 45. Große hohle Teilstücke werden manchmal entlang der zentralen senkrechten Achse gebildet oder entlang den flachen Seiten der Säulenpanele. Diese hohlen Teilstücke können mit Beton 68 gefüllt werden, wie in 8A gezeigt, oder anderem gießbaren Material, um der Säule noch mehr Festigkeit zu verleihen.
9A bis 9H: Weitere Verstärkung der Säule mit U-Clips, oder mit Abstufungen in der Breite der flachen Seiten
Im allgemeinen sind die Säulenpanele überall in einer Säule vorzugsweise ähnlich einander in der Größe des Winkels, in dem die flachen Seiten voneinander weg orientiert sind. Sie sind auch vorzugsweise ähnlich in ihrer allgemeinen Form und dem Oberflächenumriss, da dies die Herstellung der Platten billiger macht und die Montage leichter. Jedoch in einigen Fällen können die Säulenkomponenten in der Ausformung variieren oder auf andere Arten, wie in 9A gezeigt, die eine isometrische Ansicht einer komplexen Säule zeigt, die Basissäulenplatten umfasst, wie die in 5A und 6A (vorher besprochen), sowie komplexere Säulenpanele, ähnlich wie die in 7A-7D (vorher besprochen). 9B ist eine Seitenansicht der Säule von 9A, und die 9C, 9D, 9E, und 9F sind verschiedene waagrechte Querschnittsansichten, die von 9B genommen worden sind. 9G zeigt, einzeln, komplexere Säulenpanele 32i, 32j, 32k, 321, und 32m, die in der Säule von 9A verwendet werden. Basissäulenpanele 32 und 32b, die in der Säule von 9A verwendet werden, sind nur in 9A dargestellt. 9H zeigt U-Clips 90 und 90a bis 90j, die in der Säule von 9A verwendet werden.
In 9G variiert die Breite der flachen Seiten 78 der Säulenpanele. Zum Beispiel hat das Säulenpanel 32i eine engere Breite 78 als die Säulenpanele 32j, 32k, 321, und 32m. Das Säulenpanel 32j hat eine engere Breite 78 und weniger hervorstehenden Sicken als die Säulenpanele 32i, 32j, 32k, 32l, und 32m. Die Breite 78 der Säulenpanele 32i, 32j, 32k, 32l, und 32m hat Sicken und breitere flache Seiten als die Säulenpanele 32 und 32b. All diese Abänderungen des Säulenpanels 32 können innerhalb derselben Säule übereinstimmen, wie die Säule von 9A zeigt. Ahnliche Abänderungen können auch an Säulenverbindungspanelen angebracht werden (nicht gezeigt).
Waagrechte Querschnittsansichten in verschiedenen Höhen der Säulenseitenansicht, wie in 9B, sind in den 9C bis 9F dargestellt. 9C zeigt den waagrechten Querschnitt entlang der Linie 9C-9C in 9B. An dieser Stelle sind die Basissäulenpanele ohne Sicken und sind enger in der Seitenbreite als die Säulenpanele in den unteren Anordnungen. 9D zeigt die Querschnittansicht entlang der Linie 9D-9D in 9B, und 9E zeigt die Querschnittansicht entlang der Linie 9E-9E in 9B. Wie man sieht, nimmt die Komplexität der Säule allmählich nach unten hin zu, bei der Säule in Querschnittsansicht. Zusätzliche Säulenpanele mit markanteren senkrechten Sicken sind in 9F zu sehen, die den Querschnitt entlang der Linie 9F-9F in der Bodenanordnung von 9B zeigt. Im allgemeinen belegt die isometrische Ansicht der Säule in 9A, wie Säulenpanele mit engeren flachen Seiten an und nahe der Spitze einer Struktur verwendet werden können und Säulenpanelen mit breiteren flachen Seiten und markanteren senkrechten Sicken an und nahe dem Boden der Struktur verwendet werden können, oder wo auch immer erhöhte Festigkeit erforderlich ist. Die Stärke 76 (wie vorher beschrieben in 5B1-5B5 und 6C1) kann auch variieren. Die Säule kann dünnere Platten an oder nahe der Spitze haben (nicht gezeigt), und dickere Säulenpanele an oder nahe dem Boden (nicht gezeigt). Im allgemeinen kann die Säule Säulenkomponenten mit Unterschieden in der Stärke 76 (nicht gezeigt), der Breite 78 und der Ausformung aufweisen, alle innerhalb derselben Säule.
Längliche U-förmige Clips 90 und 90a bis 90j, die in der Säule von 9A verwendet werden, sind einzeln in 9H dargestellt. Solche U-Clips werden benutzt, um ausgesetzte seitliche Ränder 96 zu bedecken, wo Säulenpanele angrenzen, von denen Beispiele in den 9A bis 9F zu sehen sind. In 9H haben die verschiedenen U-Clip-Formen ein alphabetisches Suffix (z. B., 90a, 90b, 90c, usw.). Diese U-Clips, die in der Säule von 9A verwendet werden, variieren in ihrer Länge oder Breite. U-Clips wie zum Beispiel diese erhöhen nicht nur die strukturelle Festigkeit, sondern haben auch ein ästhetisch ansprechendes Aussehen und bieten Schutz von destruktiven Umweltelementen wie zum Beispiel Staub und Regen. Im allgemeinen, U-Clip 90 ist um ausgesetzte seitliche Ränder 96 von einer Säule angebracht, mit Distanzstückplatte 88 eingelegt dazwischen Säulenpanele wenn diktiert durch die Strukturauslegung, um eine Kappe über mehreren sonst verwitternausgesetzten Schichten von Säulenkomponente Seitenränder vorzusehen. Zusätzlich, ausschneiden 90 sieht zusätzliche strukturelle Stütze durch Verhindern von dass Säulenschichtungen abspaltt vor. U-Clips, wie andere Säulenkomponenten, sind auch vorzugsweise versetzt um angebracht eine gemeinsame waagrechte Naht an jedem beliebigen Punkt zwischen Säulenkomponenten entlang der Länge der Säule zu vermeiden, jedesmal wenn praktisch. Obwohl eine Versetzung ist vorzuziehen, ein solches Verhältnis ist nicht erforderlich für U-Clips und Abstandsplatten. U-Clips, wie andere Säulenkomponenten, sind auch vorzugsweise versetzt angebracht, um eine gemeinsame waagrechte Naht an jedem beliebigen Punkt zwischen Säulenkomponenten entlang der Länge der Säule zu vermeiden, jedesmal wenn dies nützlich erscheint. Obwohl eine Versetzung vorzuziehen ist, ist sie nicht erforderlich für U-Clips und Abstandsplatten.
10A und 10B, 11A, und 11B: Wandpanele, Wandverbindungspanele, Wandabstandsplatten
Die Wandpanele 45 wie in 10A gezeigt sind vorzugsweise rechteckig, wobei obere und untere Ränder die längeren Seiten sind, und die beide Seitenränder sind die kürzeren Seiten, wo Säulen angebracht sind. Drei Wandpanele 45 sind senkrecht in 10A ausgerichten, um eine Wand zu bilden. Bohrlöcher 33 sind vorzugsweise nahe allen Rändern für Befestigungsmittel angebracht. Für bestimmte Strukturen ist eine Wandpanel-Seitenkante vorzugsweise zwischen zwei flachen Seiten der Säulenpanele eingelegt, wie in 10A dargestellt, so dass jedes Wandpanel an den Innenflächen der Säulenpanele befestigt ist, und so geschaffene Abteile haben Wände gemeinsam. Die Ränder der Wandpanele sind senkrecht miteinander ausgerichtet, um Wände zu bilden, und wo die Ränder sich treffen, kann eine kleine Abtrennung (nicht gezeigt) eingebaut sein, um Dehnung und Kontraktion zu berücksichtigen. Andere Anordnungen von Wandpanelen, wie zum Beispiel die, die Doppelwände oder mehrlagige Wände bilden, werden anderswo besprochen. Die Säulenabstandsplatten 88a und 88d sind von ähnlicher Stärke wie die Wandpanele im unteren Teil einer Wand, und sie sind vorzugsweise zwischen den flachen Seiten 58 und 60 der Säulenpanele plaziert, die die strukturellen Stützfüße umfassen, oder wo die Wandpanele enden, wie deutlicher gezeigt in der Nahansicht in 10B.
Die Säule kann auch Wandpanele aufnehmen, die wellenförmig sind, wie in 11A gezeigt, die eine Wellblech-Wandplatte zeigt und einen C-Träger, der mit einer Säule verbunden ist. Eine Wellblech-Wandplatte 134 ist deutlicher in der Nahansicht in 11B dargestellt, wo sie zwischen den flachen Seiten der Säulenpanele eingelegt ist. Unterhalb des Wandpanels, wo die Wand endet, am besten gezeigt in der Nahansicht von 11B, wird die Lücke zwischen den Säulenpanelen durch ein wellenförmiges Säulenabstandsplatte 136 geschlossen, aber andere Säulenabstandsformen, wie in dem nächsten Abschnitt besprochen, könnten verwendet werden. Die Wellblech-Wandplatte könnte alternativ an Außenflächen einer Säule angebracht werden. Daher gestattet die Vielseitigkeit der Säule es ihr, viele verschiedene Wandpanel-Aufstellungen und -formen unterzubringen.
in den 10A und 10B ähneln die Wandverbindungspanele 106a und 106b waagrechten Balken 48, außer sie werden benutzt, um waagrechte Nahten zu bedecken, wo obere und untere Ränder von Wandpanelen senkrecht ausgerichtet sind. Die Wandverbindungspanele 106a und 106b können in einer Vielzahl von Formen und Formen gebaut werden, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, die folgenden:
(a) eine flache Wandverbindungsplatte, wie zum Beispiel Wandverbindungsplatte 106a (10A und 10B); (b) eine Wandverbindungsplatte, wie Wandverbindungsplatte 106b, mit senkrechten Flanschen an den Enden eines halben Sechsecks oder mittig segmentierten Sechsecks (10A und 10B); (c) eine Wandverbindungsplatte, die mit einem senkrechten Flansch beginnt, der an dem Boden eines oberen Wandpanels befestigt ist, einen Winkel nach unten macht, zurück zu der Spitze des senkrecht ausgerichteten unteren Wandpanels biegt und nach unten flanscht, um mit Befestigungen am unteren Wandpanel (nicht gezeigt) verbunden zu werden; oder (d) eine Wandverbindungsplatte mit senkrechten Flanschen an den Enden eines vorspringenden Dreiecks (nicht gezeigt).
Wandverbindungspanele vorzugsweise beginnen und enden ihre Verbindungen an den Außenflächen der Säulenpanele, die an den Seiten der Wandpanele befestigt sind, wie mit Wandverbindungsplatte 106b in den 10A und 10B gezeigt. Um die entstehende Lücke zwischen Wandpanel 45 und Wandverbindungsplatte 106b zu füllen, wird das Wandabstandsplatte 107 (ähnlich der Wandverbindungsplatte, die in (a) oben beschrieben worden ist) zwischen den senkrechten Flanschen der waagrechten Wandverbindungspanele und den Wandpanelen eingelegt. Zwei separate Wandabstandsplatten können verwendet werden, eines für jeden der senkrechten Flansche von Wandverbindungspanel 106b (nicht gezeigt). Oder ein Abstandsplatte 107 (wie gezeigt) kann quer von dem oberen senkrechten Flansch zu dem unteren Flansch verlaufen. Wenn ein waagrechtes Wandabstandsplatte verwendet wird, könnte es auch waagrechte Sicken haben, die derart hergestellt wären, dass sie innerhalb der Umrisse des Wandverbindungspanels einrasten, zur weiteren Erhöhung der Festigkeit der Wand. Alternativ kann das Wandverbindungspanel 106a, das ähnlich dem Wandabstandsplatte 107 ist, siehe Detail in 10B, die Naht ohne Befestigung an Säulenpanelen abdecken.
Wie in der Nahansicht in 10B gezeigt, werden die Säulenabstandsplatten 88a und 88d verwendet, wo eine Lücke in der Säule geschlossen werden muss, um eine gleichmäßige Verteilung zwischen den Säulenpanelen unterhalb oder oberhalb der Stelle beizubehalten, wo die Wandpanele 108 enden. Ein andere Gelegenheit, bei der Säulenabstandsplatten benötigt werden können, ist entlang ausgesetzten seitlichen Rändern 96 der Säulenpanele (10A). Ausgesetzte seitliche Ränder 96 kommen im allgemeinen um den Außenumfang einer Struktur vor, wie in 4, oder wo auch immer ein Wandpanel oder eine andere waagrechte Querstrebe nicht zwischen Säulenpanelen eingelegt wird, wie in den 10A und 11A.
11A, 11B, 11C und 12A bis 13D: Waagrechte Balken
Wie in 11A und in den Nahansichten von 11B und 11C gezeigt, können die senkrecht orientierten C-Balken 137, 137a und 137b auch verwendet werden, um Lücken zwischen den flachen Seiten der Säulenpanele zu schließen, besonders wenn dicke oder wellenförmige Wandpanele, oder dicke Balken, wie zum Beispiel C-Träger 138, verwendet werden. Der C-Träger 137 schließt entlang der vollen senkrechten Länge der Säule eine Lücke. Der C-Träger 137a schließt eine Lücke oberhalb des horizontal orientierten C- Trägers 138, der zwischen Säulenpanelen eingelegt ist, und der C-Träger 137b schließt unterhalb des C-Trägers 138 eine Lücke.
Die Säule und ihre schon besprochenen Bestandteile sehen ein Verfahren zur nutzbringenden Verbindung von Standard- oder maßgefertigten waagrechten Balken vor, um zum Beispiel die Ausrüstung und Zugangszwischenplattformen zu stützen. Wie in 12A gezeigt, können die Balken 48, 48a, und 140 mit Säulenkomponenten direkt verbunden sein. In der vergrößerten Querschnittsansicht von 12B, entlang der Linie von 12B-12B in 12A, ist ein abgeänderter I-Träger 140 zwischen Säulenpanelen eingelegt, und der Balken 48 ist direkt an Säulenpanelen 32, 32b und 32d befestigt. Der I-Träger 140 hat Streifen 141 an jedem Seitenende, ausführlich in 12C gezeigt, die zwischen Säulenpanele eingelegt werden. Der Träger 48 in 12B ist an Außenflächen der Säule befestigt, und das waagrechte Abstandsplatte 107 liegt unter dem Träger 48, um die Lücke zwischen dem Träger und einem anderen Träger 48a zu schließen, der zwischen Säulenpanelen eingelegt ist.
in 13A sind C-Balken 138a, 138b, 138c und 138d auf verschiedene Weise mit Säulen verbunden dargestellt. Die 13B und 13C sind Nahansichten von 13A. Wie 13B zeigt, werden die C-Balken 138a und 138b von Trägerstützpanelen 49 abgestützt. In 13C ist der C-Träger 138d direkt an Säulenverbindungspanel 86k befestigt, und der C-Träger 138c ruht auf der Oberkante 52 von Säulenverbindungspanel 86l. Ein Trägerstützpanel ist detailliert in 13D dargestellt. Es kann Säulenpanelen oder Säulenverbindungspanelen ähneln, außer dass es im allgemeinen kürzer in senkrechter Länge ist und als Trägerstützpanel fungiert.
Im allgemeinen kann die Säule Standardträgerformen aufnehmen, wie zum Beispiel I-Balken 140 und C-Balken 138, oder maßgefertigte waagrechte Balken, wie zum Beispiel Balken 48 und 48a. Die Balken können an Außenflächen der Säule befestigt oder zwischen Innenoberflächen von Säulenkomponenten eingelegt sein.
14, 15A-15B, und 16A-16B: die Form der Struktur diktiert den Ausrichtungswinkel
Der Winkel, in dem flache Seiten von Säulenkomponenten voneinander weg orientiert sind, wird durch die Form der zu bauenden Struktur diktiert. Die Säulenpanele, die so weit beschrieben und dargestellt wurden, haben flache Seiten, die um 120 Grad voneinander weg orientiert sind. Solche Säulenpanele bilden eine Säule mit drei Säulenfüßen. Eine Anordnung von solchen Säulen hat, wenn Wandpanele oder Balken von gleichmäßiger waagrechter Länge angebracht sind, eine Struktur mit einer oder mehreren Abteilen, die im wesentlichen sechseckig im Querschnitt sind. Eine Struktur mit mehrfachen sechseckigen Abteilen ähnelt einer Honigwabe im waagrechten Querschnitt. Eine solche Ausformung wird bevorzugt, wenn eine Mehrfächerstruktur gewünscht wird, da sie Materialien und Raum höchst effizient einsetzt. Jedoch kann die Säule auch Strukturen mit anderen geometrischen waagrechten Querschnitten aufnehmen, wie zum Beispiel regelmäßige oder unregelmäßige mehreckige Formen oder sogar Strukturen, die im wesentlichen rund im Querschnitt sind.
14 bis 22 zeigen einige Beispiele von Säulen mit Säulenpanelen, die flache Seiten haben, die in anderen Winkeln als 120 Grad voneinander weg orientiert sind. Diese Säulen bilden nicht Teil der Erfindung. Diese Figuren zeigen nur ein Teilstück, wie zum Beispiel die Oberschicht, von Probestrukturen, die mit solchen Säulen gebaut werden können. 14 zeigt eine Draufsicht auf eine vierschenklige Säule 30k mit vier angebrachten Wandpanelen 45, wobei die ersten flachen Seiten 58a 90 Grad von den zweiten flachen Seiten 60a weg orientiert sind.
Eine solche Säule kann verwendet werden, um eine einzelne quadratische oder rechteckige Struktur zu bilden oder eine Struktur mit mehrfachen quadratischen und/oder rechteckigen Abteilen mit einer Variation von zwei, drei oder vier Seiten, die sich in einem Winkel von 90 Grad begegnen. Eine dreischenklige Säule 30l, die in der Teilstruktur in 15A und ihrer Nahansicht in 15B dargestellt ist, umfasst zwei Füße mit Säulenpanelen mit ersten flachen Seiten 58b, orientiert um 135 Grad weg von ihren zweiten flachen Seiten 60b, und einen dritten Fuß mit Säulenpanelen mit flachen Seiten 58a, die um 90 Grad von ihren zweiten flachen Seiten 60a weg orientiert sind. Solche Säulen bilden eine achteckige Struktur, oder eine Struktur mit mehrfachen achteckigen und viereckigen Abteilen (die Oberschicht einer derartigen Mehrfächerstruktur ist in 15A dargestellt), bei der zwei Seiten sich bei 135 Grad treffen (im Falle von einem einzelnen achteckigen Behälter, zum Beispiel), oder eine Kombination von zwei oder drei Seiten treffen sich in einem Winkel von 135 Grad oder 90 Grad (im Falle einer Gruppe von achteckigen und viereckigen Behältern, zum Beispiel). Eine sechsschenklige Säule 30m, wie in der Mitte der Teilstruktur dargestellt, die in 16A gezeigt ist, umfasst Säulenpanele mit ersten flachen Seiten 58c, die um 60 Grad von zweiten flachen Seiten 60c weg orientiert sind, wie man in der Nahansicht von 16B deutlicher sieht. Eine solche Säule kann verwendet werden, um eine dreieckige Struktur mit einem Abteil zu bilden, oder eine Struktur mit mehrfachen dreieckigen Abteilen (die Oberschicht einer derartigen Struktur ist in 16A dargestellt). Das Beispiel in 16A zeigt auch eine vierschenklige Säule 30n, bei der zwei Füße Säulenpanele haben, deren flache Seiten 60 Grad voneinander weg orientiert sind, und zwei Füße haben Säulenpanele, deren flache Seiten 120 Grad voneinander weg orientiert sind. Die Säulen 30m und 30n können in Verbindung miteinander verwendet werden, um sechseckige und dreieckige Abteilen innerhalb derselben Struktur zu bilden.
Die Vielseitigkeit der Säule gestattet im allgemeinen, dass viele Formen innerhalb derselben Struktur koexistieren. Eine Struktur kann eine Vielzahl von verschieden geformten mehreckigen Abteilen haben. Darüber hinaus braucht eine Struktur nicht regelmäßige mehreckige Formen wie die oben beschriebenen zu haben. Die Ausformung der Säule kann auch unregelmäßige mehreckige Formen haben, wobei die waagrechte Wandlänge nicht unbedingt gleichseitig ist, einfach indem man den Winkel einstellt, in dem die flachen Seiten voneinander weg orientiert sind. Einer der vielen Vorteile der Säule ist, dass sie ein weites Spektrum von Formen haben kann, sogar innerhalb einer einzelnen Struktur.
17A, 17B, und 18 bis 22: Erweiterung der waagrechten Länge oder Steigerung der Festigkeit von Wänden oder Seiten einer Struktur
Im allgemeinen haben in einer Vorzugslösung die Säulenpanele in dem Bereich von Behälterwänden oder andere Trennwänden mehrere Funktionen, wie zum Beispiel: (1) Ecksäulen von Wandpanelen 45, die sich an oder in der Nähe von Ecken treffen, (2) senkrechte Versteifungssäulen zum Verstärken einer Struktur, oder (3) an der Wand verlaufende Säulen zum Verbinden zweier Wandpanele, die entlang ihren senkrechten seitlichen Rändern miteinander ausgerichtet sind um horizontal die Wand oder Seite einer Struktur zu verlängern, oder (4) jegliche Kombination der obengenannten.
Säulenpanele wie die in einer isometrischen Ansicht in 17A und in einer Draufsicht in 17B dargestellten werden vorzugsweise bei Versteifungssäulen verwendet, um die Wandfestigkeit zu steigern, oder als an der Wand verlaufende Säulen, um die waagrechte Länge von Wänden oder Seiten zu verlängern. Solche Säulenpanele können eine beliebige Zahl von Formen haben. Die 17A und 17B zeigen eine mehrlagige Wand (anderswo ausführlich besprochen) mit drei Beispielen von Säulentypen, die als Versteifungssäulen oder an der Wand verlaufende Säulen verwendet werden können. Solche Säulen haben üblicherweise flache Seiten, die um etwa 180 Grad voneinander weg orientiert sind, oder in einer Vielzahlform flache Seiten, die um 180 Grad voneinander weg orientiert sind. Ein Beispiel, am besten dargestellt in der Draufsicht auf 17B, einer zweischenkligen Säulenausformung hat einen Fuß mit erster flacher Seite 58d und zweiter flacher Seite 60d, die um 180 Grad voneinander weg orientiert sind, mit einer Riffelung dazwischen. Ein zweiter Fuß dieser Säule hat flache Seiten 58e und 60e, auch um 180 Grad voneinander weg orientiert, aber ohne Riffelung dazwischen. Ein Beispiel einer vierschenkligen Säule, wie in 17A und 17B, hat flache Seiten 58f und 60f, um 90 Grad voneinander weg orientiert. Diese Art Säule ist ähnlich der in 14 dargestellten, außer dass die flachen Seiten, die senkrecht zur Wand sind, U-Clips 90 aufweisen, die die ausgesetzten Seitenränder umgeben, wo Wandpanele nicht angebracht sind. U-Clips sind nicht erforderlich, aber sie steigern die Festigkeit und fügen ein weitere Schutzschicht für die darunter liegenden Säulenkomponenten hinzu. Bei einer anderen zweischenkligen Säule, wie in 17B gezeigt, sind die flachen Seiten 58g und 60g der Säulenpanele um 90 Grad voneinander weg orientiert. Diese Art Säule ist auch wirksam als Versteifungssäule oder wandverlängernde Säule. 18 zeigt ein weiteres Beispiel einer zweischenkligen Säule, bei der die flachen Seiten 58h und 60h 90 Grad voneinander orientiert sind, mit einer markanteren Riffelung dazwischen. Diese Säule grenzt an zwei Wände, jede mit einer einzigen Schicht von Wandpanelen.
17A, 17B, und 18 zeigt Säulenpanele mit ersten flachen Seiten, die um etwa 180 Grad von ihren zweiten flachen Seiten weg orientiert sind, entweder als einzelnes Säulenpanel oder wenn eine Vielzahl dementsprechend angefügt wird. Säulenpanele wie zum Beispiel diese dienen wirksam als Bestandteile von wandverlängernden Säulen oder Versteifungen. Die Säulen in dem dargestellten Beispiel haben zwei oder vier Säulenfüße statt der drei oder mehr Säulenfüße, die bei anderen mehreckigen Strukturen nötig sind. Im allgemeinen haben Säulen mindestens zwei Säulenfüße, und sie können sogar sechs oder mehr Säulenfüße haben.
Für Strukturen, die einen runden oder fast runden waagrechten Querschnitt haben, wie zum Beispiel Rundsilos, dienen Säulenpanele wirksam als Versteifungs-Säulenkomponenten. Die 19 bis 22 zeigt Beispiele von Säulen, die als Versteifungssäulen für ein Rundsilo dienen. Die flachen Seiten können weiter leicht zu einem Winkel gebogen werden, der den Umriss der gebogenen Wandpanele aufnimmt, wenn notwendig. In 19 ist ein Beispiel einer zweischenkligen Säule, bei der die ausgesetzte Seitenkante mit einem U-Clip 90 bedeckt ist, dargestellt, befestigt an einem gebogenen Wellblech-Wandpanel 135. Das Säulenpanel mit U-förmiger Kante 147a, wie an anderer Stelle beschrieben werden wird, ist auch als Teil der Säule dargestellt. Die beiden Säulenfüße sind miteinander und mit der Wandaußenfläche in diesem Beispiel verbunden. 20 zeigt ein Beispiel einer dreischenkligen Versteifungssäule, wobei die Säule von 19 mit einem dritten Säulenfuß versehen ist, mit um etwa 180 Grad voneinander weg orientierten flachen Seiten und einer Riffelung dazwischen. 21 zeigt eine vierschenklige Versteifungssäule, in der Säulenfüße an beiden Wandoberflächen angebracht sind, um eine noch stärkere Säule zu bilden als bei der in 19 dargestellten. 22 zeigt ein Beispiel einer Versteifungssäule, die auch als Uberlappungsverbindung dient, um zwei überlappende Wandpanele zu verbinden. Wie in anderen Säulen sind die ersten flachen Seiten der Versteifungssäulenfüße mit den zweiten flachen Seiten der Säulenfüße ausgerichtet, um eine Befestigung zu gestatten, wie anderswo besprochen.
23A und 23B: Trichter
Die Säule kann leicht Trichter 118 aufnehmen, wie die in 4 dargestellten und oben besprochenen. Eine Nah-Schnittansicht von zwei Trichtern 118, ähnlich wie die in 4, wird in der isometrischen Ansicht von 23A dargestellt und in der Querschnittsansicht in 23B. In den 23A und 23B haben die Trichterplattenoberkanten 120 verschiedene Höhen. Die Trichterstützbalken 50 und 51 sind direkt mit Säulenkomponenten verbunden und stützen Trichterplatten 124, die auch direkt mit Säulenkomponenten verbunden sein können. In diesem Beispiel haben die Trichterplattenoberkanten 120 verschiedene Höhen, aber die Säule kann ebenso leicht Trichter mit denselben oder ähnlichen senkrechten Höhen aufnehmen. Ein Vorteil dieser Säule ist ihre Fähigkeit, leicht Trichter mit verschiedenen senkrechten Höhen innerhalb einer Struktur aufzunehmen.
10B, 12B, 23A, 23B: Abgekantete Ränder von Bestandteilen
Wenn bestimmte Bestandteile der Struktur, wie zum Beispiel Säulenverbindungspanele, Wandverbindungspanele oder waagrechte Balken Leisten auf ihren Oberkanten haben, die dick genug sind, um eine Oberfläche zu schaffen, an der ein potentieller Schadstoff wie zum Beispiel ein Korn oder anderes Teilchen hängen bleiben könnte, dann ist es vorzuziehen, die Kante abzufasen, so dass dort keine Leiste sein wird. Wenn Abkantung nicht praktisch ist, wie zum Beispiel, wenn ein nichtmetallisches Material benutzt wird, dann kann der Bestandteil aus einem Material hergestellt werden wie zum Beispiel Ultrahochgewichtspolyuräthan, um eine abgestufte Kante zu haben. Wenn das Material ein Kunststoff oder Verbundstoff ist, kann der Bestandteil in die geeignete Ausformung eingeformt werden.
Eine Art Leiste kann dort vorkommen, wo die Oberkante des Wandverbindungspanels auf ein Wandpanel oder Wandabstandspanel trifft. Die Abkantung der Wandverbindungspanele 106a und 106b und Wandabstandsplatte 107 ist deutlicher in 10B dargestellt, wie oben besprochen. Ein andere Leiste kann vorkommen, wo waagrechte Balken mit Säulenpanelen verbunden sind. 12B (oben besprochen) zeigt den abgekanteten Träger 48 und die Abstandsplatte 107, um dieses Problem zu lösen. Wie in den 23A und 23B gezeigt (oben besprochen), können andere Leisten vorkommen, wo sich mehrlagige Schichten von Endkomponenten treffen, wie zum Beispiel, wo sich Trichterstützträgerflansch 126 mit Trichteroberkantenplatte 120 paart.
5A, 5B6-5B8, 6A und 26: Verfahren zur Verankerung von Säulen am Fundament
Streifen 114 mit Ankerschrauben-Bohrlöchern 115, wie in den 5B6-5B8 gezeigt (oben besprochen), können horizontal von den niedrigsten Säulenpanelen der Säule gebogen werden, so dass Ankerschrauben-Bohrlöcher 115 zur Befestigung senkrecht orientiert sind, und Fundamentankerbolzen 113 können aufwärts durch Bohrlöcher 115 gehen, um die Säule an einem Fundament 116 zu befestigen, wie in der Säule von 5A gezeigt (oben besprochen). Obwohl es ein Vorteil der versetzten Säule ist, dass eine Struktur mit oder ohne minimale Feld- oder Werkstattschweißung von Teilen gebaut werden kann, kann das Schweißen einiger Bestandteile manchmal vorteilhaft sein. Zum Beispiel kann eine waagrechte Grundplatte 112 (6A, oben besprochen) mit senkrechten Ankerschrauben-Bohrlöchern 115 an den Boden der Säule geschweißt und ausgerichtet werden, so dass Fundamentankerbolzen 113 durch Bohrlöcher 115 gehen. Dieser Ansatz gestattet, größere Basisplatten zu verwenden, was wichtig für schwerere Lasten sein kann.
In 26 ist eine Säulenbasis 152 für eine Säule dargestellt. Um Feldschweißen zu vermeiden, können senkrecht orientierte Flansche 144, wie in 26 gezeigt, an die waagrechte Grundplatte 112 werkstattgeschweißt sein, deren Ankerschrauben-Bohrlöcher 115 senkrecht orientiert sind. Die Flansche, die mit der Grundplatte 112 durch Schweißungen 154 verbunden sind, können mit horizontal orientierten Bohrlöchern 33 zur direkten Befestigung an Säulenkomponenten in dem unteren Teil einer Säule gefertigt werden. Eine Kombination der Methoden zum Verankern wie oben beschrieben kann auch enthalten sein.
6A und 26: Dachträger, Ausrüstungsträger, Laser-Nivelierungs-Plattformen
Eine waagrechte Platte, wie die Grundplatte 112 in 6A, kann an die Spitzen von Säulen geschweißt werden, um eine Plattform zu bilden, auf der Dachbestandteile oder Ausrüstung angebracht werden kann. Oder eine Ausführung ähnlich der in 26 (oben besprochen) kann umgekehrt werden, um eine Säulenkappe zu bilden und an den Spitzen von Säulen befestigt zu werden, um solche Plattformen zu bilden. Solche Ausführungsformen an den Spitzen von Säulen können verwendet werden, um einen Träger für Dachbestandteile oder Ausrüstung vorzusehen. Sie können auch als Laser-Planier-Plattformen auf Säulen während des Bauens mit Hebeböcken zum Einsatz kommen, da es während des ganzen Baus mit Hebeböcken schwierig ist, eine Höhenstruktur zu aufrechtzuerhalten.
5A, 8A-8D, 10B, 14, und 23B: Befestigung der Säulenpanele und anderen Bestandteile
Wie in den Details der oben besprochenen Figuren gezeigt, sind die Bohrlöcher 33 vorzugsweise regelmäßig beabstandet entlang der Säule und den Strukturbestandteilen, so dass sie ausgerichtet sind, wenn die Bestandteile zusammengebracht werden. Vorzugsweise werden die Bestandteile miteinander unter Verwendung von Muttern und Bolzen, Nieten oder anderer Befestigungsmittel verbunden. Um die Säulenkomponenten aneinander anzubringen, an Wandpanelen, Wandverbindungen, oder an waagrechten Balken, können Plattenbohrlöcher 33 gebohrt werden oder sonstwie entlang den flachen Seiten der Säulenpanele und nahe den Rändern von Wandpanelen und anderen Bestandteilen gebildet werden. Befestigungsmittel wie zum Beispiel Nieten oder Muttern und Bolzen können verwendet werden, um die Bestandteile zusammenzubauen. Das beste Befestigungsmittel sollte zur Anbringung gewählt werden. 5A, 8A-8D, 10B und 23B zeigen Sechskantbolzen 34 oder Rundkopfbolzen 34a, die Bohrlöcher 33 durchqueren und Bestandteile verbinden. Jedoch sind im allgemeinen Nieten 35, wie in 14 gezeigt, gegenüber Muttern und Bolzen vorzuziehen. Obwohl Nieten normalerweise nicht wiederverwendbar sind, haben sie im allgemeinen weniger als einer Leiste, um Produktteilchen aufzuhalten. Nieten gestatten im allgemeinen eine bessere Reinigung beim Entfernen des Produkts von einem Behälter, da potentielle Quellen von Kreuzkontamination nicht auf den glatten, abgerundeten Köpfen von Nieten hängenbleiben. In einigen Fällen bieten Nieten größere strukturelle Festigkeit und ein schnelleres Verfahren zur Befestigung der Bestandteile als Muttern und Bolzen.
Alternativ umfassen andere Methoden zur Befestigung der Ausführungsformen der Säule die Verwendung von Schweißen, Haftmitteln, anderen chemischen oder Heißklebemethoden. In diesen Fällen wären Bohrlöcher unnötig. Haftmittel können verwendet werden, um Bestandteile zu verbinden, die aus Verbund- oder Kunststoffmaterialien geformt oder maschinell bearbeitet wurden unter Verwendung derselben Bestandteilform (ohne die Bohrlöcher) und derselben Baumethoden wie eine mit Bolzen befestigte Struktur. Der Nachteil bei Strukturen, die geschweißt, verleimt, heißgeklebt oder chemisch verbunden werden, ist, dass sie permanent in der Natur sind. Demontage oder zukünftige Abänderungen wären schwierig für solche Strukturen. Lagersilos und Strukturen kleinerer Art könnten auch mit Schrauben oder Nägeln zusammengebaut werden, wenn das gelagerte Produkt für diese alternativen Befestigungsvorrichtungen geeignet ist.
Säulenkomponenten, Strukturbestandteile und die schon besprochenen Ausführungsformen können unter Verwendung von denselben Bestandteilen und derselben Methode des Baus mit Hebeböcken zusammengeschweißt werden wie beschrieben. Falls Schweißen als das Verfahren zur Befestigung von Bestandteilen der Erfindung gewählt wird, wird ein Material wie zum Beispiel verzinkter Stahl nicht zum Einsatz empfohlen, da das Schweißen die Verzinkung zerstört. Demzufolge müssen alle Schweißungen abgeschlossen sein und gereinigt werden, bevor die Struktur angestrichen wird. Das Anstreichen großer Silos, die einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser haben, ist gefährlich, sowohl von der Arbeitshöhe als auch vom Standpunkt der Atmung her. Ein anderer Nachteil des Schweißens sind die Rauchgase, die in geschlossenen Räumen vorkommen. Daher müssen angemessene Vorkehrungen getroffen werden, um eine Struktur während des Schweißens zu lüften, für die Atmungssicherheit der Arbeiter. Vorzugsweise wird die vorherrschende Baumethode eine andere als Schweißen sein.
Alternative Ausführungsformen 4, 15A und 16A: Versetzte Wandpanele
Die Wandpanele 45, 45a und 45b sind in 4 dargestellt, die Wandpanele 45, 45a, 45c und 45d in 15A, und die Wandpanele 45, 45a, 45b und 45c in 16A (alle Figuren wurden oben besprochen), und sie, wie die Säulenkomponenten, können eine Versetzung zueinander haben. Zum Beispiel, in einer Wand der in 4 dargestellter Struktur, sind die Wandpanele 45a und 45b, die kürzer in senkrechter Länge sind als das Standardwandpanel 45, an der Spitze und/oder am Boden von Wänden gelegen, um die Versetzung zu erzeugen. Anliegende Wände, wie in 4 gezeigt, umfassen nur Standardwandpanele 45 entlang ihrer gesamten Länge, so dass die waagrechten Nahten 70 dort, wo obere und untere Ränder von Wandpanelen sich in einer Wand treffen, in anderen waagrechten Ebenen liegen als Nahten 70 in anliegenden Wänden. Gemeinsame waagrechte Nahten 70 zwischen anliegenden Wänden werden daher vermieden, um weiter zu der Festigkeit der Struktur beizutragen. Andere Wandversetzungssysteme können auch angewandt werden, wie zum Beispiel die in 15A und 16A, wobei die Oberschicht von zwei verschiedenen Strukturen dargestellt ist. Die Wandpanele 45, 45a, 45b, 45c, und/oder 45d sind an den oberen waagrechten Schichten der Strukturen befestigt, um eine Versetzung zu erzeugen. Die Wandpanele 45 werden dann üblicherweise in zusätzlichen waagrechten Zwischenschichten hinzugefügt, um die Versetzung beizubehalten.
11A bis 11C: Wellblech-Wandpanele
11A zeigt ein Teil einer Wand, wie oben besprochen, in die das Wellblech-Wandpanel 134 zwischen Säulenpanelen eingelegt wird. 11B zeigt eine Nahansicht der Wand in 11A, und 11C zeigt eine Draufsicht auf das Wandteilstück von 11A. Wandpanele, die horizontal gewellt sind, wie gezeigt, oder senkrecht gewellt (nicht gezeigt), können bei dieser Säule verwendet werden, ohne große Abänderung. Distanzblöcke (nicht gezeigt) müssen eventuell in Sicken installiert werden, wo die Wandpanele und Säulenpanele sich treffen, um zu festes Anziehen zu verhindern. Ein Experte kann andere Methoden zum Verhindern eines zu festen Anziehens in dieser Situation entwerfen. Wellblech-Wandpanele sind kostensparender als glatte Wandpanele, da dünnerer Stahl verwendet werden kann, um dieselbe gewünschte strukturelle Festigkeit zu erreichen wie bei dickeren flachen Wandpanelen. Jedoch weisen geneigte Sicken Leisten auf, auf welchen feine Partikel (Staub) hängenbleiben können, und steigern so die Explosions- und Kreuzkontaminationsrisiken. Ein Vorteil dieser Säule ist, dass sie flache oder Wellblech-Wandpanele aufnehmen kann, sogar innerhalb derselben Struktur.
17B, und 24A-24D: Duale Wände und mehrlagige Wände
Die Säulen wie beschrieben können leicht gemeinsame Wände, duale Wände, mehrlagige Wände oder jegliche Kombination von diesen überall in einer Struktur enthalten. Obwohl bei Verwendung von dualen Wänden oder mehrlagigen Wänden die Kostenvorteile von einzelnen gemeinsamen Wänden verloren gehen können, gibt es Umstände, wo solche Wände bevorzugt werden. Zum Beispiel sind entweder mehrlagige oder Doppelwandformen wünschenswert, wenn ein Behälter einen Bestandteil einlagert, der das Wandpanel angreift. Mehrlagige Wände, wie zum Beispiel die zweilagigen Wände, die in den 17B und 24C deutlicher dargestellt sind, sind besonders wünschenswert, wo erhöhte Wandfestigkeit benötigt wird. Doppelwandformen, wie zum Beispiel die, die am besten in der Nahansicht in 24B dargestellt sind, sind besonders vorteilhaft, wo eine Lücke zwischen Wänden gewünscht wird, wie zum Beispiel in einem Wohngebäude, wobei der Raum, der zwischen zwei Wänden geschaffen worden ist, Drähte, Installationen, Isolierung, Leitung und dergleichen aufnehmen kann.
24A zeigt Beispiele einer Einzel-, Doppel- und zweilagigen Wandform, alle an derselben Säule. Ein Vorteil der Säule ist, dass sie mehr als eine Art Wand gleichzeitig aufnehmen kann. 24B ist die senkrechte Querschnittsansicht eines Doppelwandbeispiels von 24A. 24C ist eine senkrechte Querschnittsansicht einer zweilagigen Wandbeispiels von 24A. In dem Beispiel der Doppelwandausformung in 24B ist das Wandpanel 45m an der Außenfläche 64 der zweiten flachen Seite 60 eines Säulenfußes befestigt, und ein anderes Wandpanel 45n ist an der Außenfläche der ersten flachen Seite des anliegenden Säulenfußes befestigt und schafft so eine Lücke zwischen den beiden Wänden. Wenn die Säulenpanele 2.5 cm dick sind, kann die Lücke auch 5 cm eng sein, wenn keine Abstandsplatte zwischen den flachen Seiten der Säulenpanele eingelegt wird. Die Lücke kann viel breiter sein als 5 cm, wenn eine Abstandsplatte, eine oder mehrere Schichten von Säulenverbindungspanelen, oder beides, an der Säule befestigt werden, bevor die Wandpanele angebracht werden. Eine Doppelwand wie zum Beispiel diese kann in jedes Fach innerhalb einer Mehrfächerstruktur eingebaut werden, ohne auf die angrenzenden Fachanordnungen einzuwirken, sogar nachdem die Struktur gebaut wurde.
Mehrlagige Wände sind Wände, die mehr als eine Wandschicht umfassen. Anders als Doppelwandformen jedoch haben mehrlagige Wände praktisch keine Lücke zwischen den Wandpanelen. 24C zeigt ein Beispiel einer zweilagigen Wand, wo zwei Unterwände mit schmalen Wandpanelen 142, zusammengelegt sind. Die entstehende zweilagige Wand in dem Beispiel hat dieselbe oder fast dieselbe Stärke wie das Wandpanel 45 und das Einzelwandbeispiel von 24A, das detaillierter in 24D dargestellt wird. Um weiter die Wand- und Strukturfestigkeit zu steigern, sind die schmalen Wandpanele 142 in dem Zweilagen-Beispiel in ihrem Verhältnis zueinander versetzt, so dass die Spitzen der Wandpanele innerhalb einer Unterwand an die Mitte ihrer Partnerwandpanele in der anderen Unterwand stoßen. Mehrlagige Wände werden üblicherweise zwischen Innenoberflächen der flachen Seiten von Säulenfüßen eingelegt, statt als Anfügung an den Außenflächen der Säulenpanele. Jedoch gestattet die Vielseitigkeit der Säule, mehrlagige Wände auch an den Außenflächen anzubringen. Alternativ können die Wandpanele von Unterwänden von jeglicher Stärke sein, je nach strukturellen Anforderungen und den Grenzen der Herstellung. Eine mehrlagige Wand kann größere strukturelle Festigkeit haben als eine Einzelwandausformung, abhängig von der Wandpanelstärke. Weitere Festigkeit wird erreicht, indem man die Wandpanele innerhalb der mehrlagigen Wand versetzt, so dass die waagrechten Nahten in Unterwänden in anderen waagrechten Ebenen als alle anderen Unterwandnahten innerhalb der Wand liegen. Noch weitere Festigkeit wird erreicht, wenn die senkrecht orientierten Nahten, dort, wo sich die Seitenränder von Wandpanelen treffen, über die ganze mehrlagige Wand in verschiedenen senkrechten Ebenen liegen.
Viele verschiedene mehrlagige und Doppelwandformen können mit dieser vielseitigen Säule erreicht werden. Ein großer Vorteil dieser Säule ist, dass sie viele verschiedene Wandformen auf derselben Säule aufnehmen kann und über die ganze Struktur, ohne das Säulenpanel oder andere Bestandteile besonders abzuändern.
25: Umrüstung vorhandener Strukturen; Hinzufügen eines Fassadenprofils
Eine Nutzanwendung für diese Säule ist die Installation (Umrüstung) von mehreckigen getrennten Lagerungsbehältern, die mit dieser Säule gemacht worden sind, in einem vorhandenen Rundsilo oder eine andere Unter-Dach-Struktur. Die Vereinigten Staaten haben über 8 Milliarden Scheffel gewerbliche Getreidelagerung, vorwiegend mit großen Lagerbehältern. Die Industrie fordert jetzt kleinere getrennte Lagermengen, wie angegeben. Ein Nutzen dieser Säule ist die Fähigkeit, Mehrfächerlagerung in einer vorhandenen Getreidelagerstruktur zu installieren, so können die Hochverteilungsförderwerke, Laufstege, Stütztürme, usw. weiterhin benutzt werden, um Korn zu liefern oder wiederzugewinnen und den inneren Wert der Vorrichtung beizubehalten. In einigen dieser "Siloumrüstungs-" Ausführungsformen können mehrere Wandpanele des vorhandenen Silos für den inneren Bauzugang entfernt werden. Das vorhandene Betonfundament des Silos, abzüglich der Umfangstemmwand und des Fundaments, kann gegebenfalls entfernt werden, um eine neue Stemmwand, ein neues Fundament und Bodenfundament an Ort und Stelle zu gießen. Ein andere Verfahren zum Bauen des Fundaments ist, eine an Ort und Stelle zu gießende Bohrpfählung zu verwenden, bei der ein großer Erdbohrer benutzt wird, um ein Loch von passender Tiefe zu bohren, ein Käfig aus Bewehrungsstäben wird in das Loch gelegt, und Beton wird in das Loch gegossen. Dieses letztere Verfahren enthebt von der Notwendigkeit, die vorhandene Betondecke zu entfernen. Ein Beton-Reibungspfahl kann für jede Tragkonstruktionssäule an Ort und Stelle mit dem Erdbohrer eingetrieben werden. Ein Beispiel einer Struktur mit Verwendung dieser Säule die innerhalb eines vorhandenen runden Silos mit gebogenen Wellblech-Wandpanelen 135 nachgerüstet wurde, ist in 25 dargestellt. Die Säulen 30 mit den Säulenpanelen 32, 32a, und 32c sind mit den Wandpanelen 45, 45a, und 45b verbunden. Die Spitze der Rundsilowand wurde zur besseren Sichtbarkeit weggeschnitten. Viele Anordnungen sind möglich, aber zum Zweck der Abbildung zeigt das Beispiel eine Struktur bestehend aus einer Anordnung von sechseckigen Behältern.
Die Umrüstung vorhandener Strukturen kann unter bestimmten Umständen vorteilhaft sein. Zum Beispiel gestattet es die Umrüstung dem Eigentümer, Containerlagerung in getrennte Lagerung umzuwandeln, während er die meiste vorhandene Infrastruktur (wie zum Beispiel Fördersysteme) beibehält und eine ideale Schutzumgebung bietet. Andere Verarbeiter wünschen vielleicht, dass eine Einrichtung zur getrennten Lagerung mit diesen Säulen gebaut wird, innerhalb eines Lagers oder einer anderen Art Gebäude. Aufgrund der Fähigkeit der Säulen und der damit verbundenen Struktur, per Hebebock angehoben zu werden, ist die Umrüstung vieler verschiedener Gebäude oder Strukturen vollständig durchführbar und besonders vorteilhaft, besonders wenn eine geschützte Umgebung gewünscht wird.
Ein Fassadenprofil (nicht gezeigt) kann auch an einer Struktur angebracht werden, spezifisch an den ausgesetzten Seitenrändern der Umfangssäulen der Struktur und an Wandpanelen, Wandverbindungen, Säulenverbindungspanelen oder anderen Gliedern, die sich entlang dem Außenseitenumfang befinden. Das Fassadenprofil kann eine Struktur ähnlich einem Rundsilo haben, wie in 25, oder es kann die Aufstandsfläche einer mehreckigen Struktur aufweisen. Das Hinzufügen eines Fassadenprofils verbessert das Aussehen und liefert eine Schutzschicht hinzu.
27A und 27B: Säulenpanele mit U-förmigen Rändern
27A zeigt eine Säule, die Säulenpanele mit U-förmiger Kante 147 und Säulenbasis 152 umfasst. 27B zeigt ein Säulenpanel mit U-förmiger Kante 147 alleine. In 27A umfasst die Säule auch Säulenpanele 32, 32b, und 32d bis 32g, wie vorher in den 5B1-5B5 beschrieben. Bei der Produktion von Säulenpanelen oder Säulenverbindungspanelen kann mindestens einer ihrer beiden Seitenränder 56 erweitert und zur Mitte der Säule zurückgebogen sein, um ein Säulenpanel mit U-förmiger Kante 147 zu bilden. Das Säulenpanel mit U-förmiger Kante 147 dient daher demselben Zweck wie der besprochene U-förmige Clip 90 in den 9A, 10A, und 11A. Säulenpanele mit U-förmiger Kante 147, wie die in der Säule von 27A und einzeln in 27B, können jedesmal verwendet werden, wenn Wandpanele, Balken oder andere strukturelle Bestandteile nicht zwischen Säulenkomponenten eingelegt zu werden brauchen, oder wo auch immer ein U-förmiger Clip 90 sonst verwendet werden würde. Auch Säulenverbindungspanele können auf ähnliche Art abgeändert werden. Die Vorteile dieser Abänderung sind die entstehende verbesserte Festigkeit und die Tatsache, dass separate U-förmige Clips beim Bauverfahren ausgelassen werden können.
28: Ummanteln einer Säule mit Beton
Eine im wesentlichen runde Außen-Säulenwand 146 kann ganz um eine Säule herum (nicht gezeigt) angebracht sein. Dieses Merkmal wird vorzugsweise angebracht an den Säulen, die als Schenkel der Struktur dienen, um die Festigkeit der Säule zu steigern, um die ausgesetzten Seitenränder zu schützen, und als ästhetisch ansprechendes Element.
Wie in 28 gezeigt, kann ein Pfeiler oder ein Pfahl mit dieser Säule gemacht werden, indem man eine Säule 30 mit einer Betonform umschließt, wie zum Beispiel Betonform 146. Der Hohlraum zwischen der runden Umhüllung und der Säule selbst wird dann mit Beton 68 gefüllt, oder einem anderen gießbaren Material, um die Festigkeit der Säule zu erhöhen. Die Betonform kann mit der Spitze der Säule (nicht gezeigt) bündig sein, oder ein Teil der Spitze der Säule kann oberhalb des Betons verlaufen, wie in 28 gezeigt. Eine solche Säule kann verwendet werden, um Brücken zu stützen oder Molen, oder als Teil von Strukturen wie zum Beispiel Parkgaragen.
29: Rastvertiefungen oder -bohrlöcher
Wie in 29 gezeigt, kann eine noch höhere Festigkeit der Säule durch die Herstellung von im allgemeinen horizontal orientierten Rastvertiefungen 158 erreicht werden, und/oder -bohrlöchern 160, in Säulenkomponenten. Solche Ausführungsformen erhöhen nicht nur die Festigkeit der Säule, sondern sie erleichtern auch den Bau durch Verhindern von Schlupf von Bestandteilen während des Baues. Hochreibungsoberflächen und/oder Magnete (nicht gezeigt) können verwendet werden, um den Bau durch Verhindern von Schlupf von Bestandteilen während der Montage zu erleichtern und die Festigkeit der Säule zu erhöhen.
30A-30C: Säulenpanele mit Verlängerungsseiten; diagonale Balken
30A zeigt eine isometrische Ansicht einer Teilstruktur, in der diagonalen Balken an Säulen befestigt sind. Wie man in 30B deutlicher sieht, die ein vergrößertes Teil der Struktur in 30A zeigt, sind die Enden des diagonalen Trägers 148a zwischen den Säulenpanelen 32, 32a und 32c von Säule 30p und Säule 30q eingelegt. Die Enden des diagonalen Trägers 148 sind an schmalen Säulenpanelen 156 befestigt, die in der Form dem Säulenpanel 32 ähneln, aber mehr als eine Art abgeänderte Abstandsplatte fungieren. Wie man in 30C deutlicher sieht, haben die schmalen Säulenpanele 156 Seitenränder, die oberhalb der Seitenränder der darüberliegenden Säulenpanele 32, 32a und 32c verlaufen. Diese erweiterten Seitenränder haben Stellen zur Träger- oder Wandbefestigung.
30A, 6A, 8A bis 8D, 10A, 11A, 12A, und 13A: Eine erdbebensichere Struktur
Die Säulenkomponenten können verwendet werden, um eine Struktur für Bereiche zu bilden, die für Erdbeben (Bereiche mit hoher Erdbebengefahr) anfällig sind. Die Festigkeit der Struktur kann durch Wandpanele oder Wandverbindungspanele von verschiedenen Formen verbessert werden. Weiter strukturelle Festigkeit kann durch zusätzliche waagrechte Balken erreicht werden, oder indem man diagonale Balken 148a und 148b benutzt, wie in 30A gezeigt, oder indem man zusätzliche Schichten von Säulenverbindungspanelen von verschiedenen Formen einbaut, oder jegliche Kombination der obengenannten.
Noch weitere Festigkeit wird erhalten, wenn kleine Zwischenräume, oder Abtrennungen, zwischen senkrecht ausgerichteten Säulenkomponenten (wo Nähte 70 normalerweise vorkommen) in die Säule eingebaut sind. Trennungen zwischen senkrecht ausgerichteten Säulenkomponenten berücksichtigen Ausdehnung und Kontraktion und bieten mehr Toleranz bei Verdrehung, waagrechten und senkrechten Kräften, die bei Erdbeben vorkommen können, effizienter als Säulen mit dicht anschlagenden Säulenkomponenten.
Die Größe dieser Abtrennungen kann durch Experten der Branche festgelegt werden, und sie können entlang der Säule variieren, aber im allgemeinen wird die Abtrennung selten größer als die Stärke der Säulenkomponente sein.
Mehrlagige Schichten von Säulenpanelen, Säulenverbindungspanelen, Säulenabstandspanelen, anderen strukturellen und Säulenkomponenten, oder jegliche Kombination der obengenannten, wobei die flachen Seiten 58 und 60 entweder direkt an darunter liegenden Bestandteilen angebracht sind, wie in 6A (vorher besprochen), oder mit zusätzlichen Bestandteilen wie zum Beispiel Wandpanele 45 oder Abstandspanele 88 dazwischen eingelegt, wie in den 6A, 8A durch 8D, 10A, 11A, 12A, und 13A (alle vorher besprochen), kann eine Struktur schaffen, die das Biege- und Verdrehungsmoment beim Tragen schwerer Lasten aufnehmen wird. Nur eine zusätzliche Schicht von Säulenverbindungspanelen ist in 6A dargestellt, aber eine beliebige Zahl von zusätzlichen Säulenverbindungspanelen oder andere Säulenkomponenten, wie zum Beispiel Abstandsplatten, kann außen geschichtet werden, soweit praktikabel, und an Außenflächen von darunter liegenden Säulenkomponenten befestigt werden.
Betrachtungen zu geformten Bestandteilen und anderen Materialien, aus denen Bestandteile hergestellt werden können
Die Säulen- und Strukturbestandteile sind sehr gut dazu geeignet, aus Rollenstahl hergestellt und gefertigt zu werden, mit einer kontinuierlichen Profilwalzmaschine. Dieses Material und Produktionsverfahren ist verhältnismäßig preiswert, verglichen mit anderen Herstellungsmaterialien. Jedoch können die Bestandteile aus anderen Materialien hergestellt werden, je nach Bedarf. Zum Beispiel können Säulenpanele, Wandpanele, waagrechte Balken, Siloträger, andere Stützbalken, Siloplatten, Verbindungsplatten und Abstandsplatten unter Verwendung von Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder anderem Material, die geformt oder gegossen werden können, hergestellt. Durch das Formen oder Gießen der Säulenpanele können strukturelle Sicken, Furchen und Eckbleche gefertigt werden, die sonst mit dem Profilwalzen von Stahl nicht erreicht werden könnten. Abgekantete/kegelige Ränder und andere Formen, die verschiedenen Anwendungen dienlich sein könnten, können mit der Flexibilität des Formens und Gießens der Komponenten bei der Auslegung der Komponenten eingearbeitet werden.
Beispiele von anderen Materialien, die verwendet werden können, um Säulen- und die damit verbundenen Strukturbestandteile zu produzieren, sind folgende: (1) Edelstahl, der in der Nahrungsmittelindustrie vielleicht bevorzugt wird, (2) Holz, das für Düngerlagereinrichtungen praktisch sein kann, oder (3) Glasfaser oder chemische Verbundwerkstoffe, die in der chemischen oder Lebensmittelindustrie verwendet werden können. Die benutzte Material zur Herstellung der Bestandteile wird von den strukturellen und funktionalen Anforderungen der zu bauenden Struktur diktiert. Diese Anforderungen werden dann im allgemeinen gegen die wirtschaftlichen Zwänge des Projekts abgewogen. Die Vielseitigkeit der Säule, wie beschrieben, gestattet es ihr, Säulenkomponenten aufzunehmen, die aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt worden sind, und viele verschiedene Strukturen zu bauen, für viele verschiedene Verwendungen.
Lagerung von Flüssigkeiten und anderen herausfordernden Zutaten
Zusätzlich zu der Lagerung von frei fließendem und halb frei fließendem Massenmaterial kann ein mehreckiger Lagerbehälter oder Behälter, der mit dieser Säule gebaut wird, Flüssigkeiten lagern. Diese Säule sieht ein Verfahren zum Bauen eines abgedichteten Silos vor, das ätzende, alkaloide, menschliche Food-grade-Flüssigkeiten und dergleichen enthalten kann, ohne Leck. Jedoch müssen die Bestandteile und Befestigungsmethoden die geeigneten Zusammensetzungen und Eigenschaften haben, um dem gelagerten Produkt zu widerstehen. Solche Silos können durch Verwendung einer Vielzahl von Methoden flüssigkeitsdicht gemacht werden, wie zum Beispiel Auskleidung der Kammerinnenräume, um sie abzudichten, um Flüssigkeit zu halten, Installieren von Dichtungen zwischen den Bestandteilen oder einer oder mehrerer Blase(n) innerhalb des/der Behälter(s) (nicht gezeigt). Die Innenwände zu überziehen oder während des Baues, der ein Hebebockverfahren verwendet, eine oder mehrere Blase(n) zu installieren, statt diese Ausführungsformen hinzuzufügen, nachdem die Behälter vollständig aufgerichtet sind, bietet weitere Kostenersparnisse.
Kranbau
Statt eine Struktur hochzuwinden, kann Kranbau verwendet werden, um eine Struktur unter Verwendung der Säule zu bauen, entweder indem man eine zusammengebaute Struktur oder einen Teil einer Struktur an seinen Platz hebt, oder indem man die Struktur angefangen bei der unteren waagrechten Schicht baut und zuletzt die obere. In diesem letzten Szenarium ist ein Vorteil des Kranbaus gegenüber dem Hochwinden, dass die Säulenpanele mit viel längeren senkrechten Längen hergestellt werden können, wie zum Beispiel etwa 18 m, und mit größerer Stärke, wie zum Beispiel etwa 10 cm. Je länger und dicker das Säulenpanel ist, um so größer ist sein struktureller Beitrag. Bei Verwendung von Kränen können Großgebäude, wie zum Beispiel Wolkenkratzer, mehrstöckige Wohngebäude und Parkgaragen, mit dieser strukturellen Säule gebaut werden. Die Bestandteile sind einfach größer als die für die Montage mit den meisten Hochwindemethoden.
Schlussfolgerungen, Konsequenzen und Ziel
Aus dieser Offenbarung geht hervor, dass die Säulen verwendet werden können, um eine Mehrfächerstruktur mit gemeinsamen Wänden in verschiedenen anpassbaren Formen in einer Art zu bauen, die Material und Raum effizient verwendet und die Hochwinden als Baumethode gestattet. Material- und Baukosten werden daher verringert, verglichen mit dem konventionelle Verfahren zum Bauen solcher Strukturen. Die lasttragende Säule kann für viele Typen von Strukturen für viele Arten von Verwendungen angepasst werden, von Getreidelagerung über Wohnzwecke bis hin zu Pfeilern, die verwendet werden können, um Brücken zu stützen. Die Versetztheit gestattet Flexibilität des Bauverfahrens, speziell Hochwinden, aber auch einschließlich der Berücksichtigung von geschweißten oder geformten Bestandteilen, sowie Bau unter Verwendung von Kränen. Die Säulenauslegung kann Abstufungen innerhalb der Säule aufweisen, wie zum Beispiel dickere, breitere Bestandteile an oder nahe dem Boden der Säule und dünnere, engere Bestandteile an oder nahe der Spitze der Säule. Das Versetzungssystem kann auch an anderen Säulenkomponenten angebracht sein, wie zum Beispiel Säulenabstandspanelen, Säulenverbindungspanelen und Wandpanelen, um weitere Schwachpunkte in den Säulen zu verhindern. Die Säulenkomponenten können angepasst werden, um verschiedene Winkelorientierungen zu haben, um sich an Gebäude mit verschiedenen Formen anzupassen. Säulenkomponenten können äußerlich geschichtet sein, um weiter die Festigkeit der Säule zu erhöhen. Die Säule und ihre Bestandteile können verwendet werden um Standardwandpanele zu verbinden und waagrechte Standard-Balken, wie zum Beispiel I-Balken und C-Balken, oder maßgefertigte Wandpanele und Balken, oder eine Kombination von Trägertypen. Und die Säulenkomponenten können leicht aus Rollenstahl hergestellt und gefertigt werden, mit einer kontinuierlichen Profilwalzmaschine, mit noch weiterer Kostenersparnis bei der Herstellung. Die Säule ist vielseitig, anpassungsfähig und ein fester Bestandteil einer Struktur.
Obwohl die obige Beschreibung viele Eigenheiten enthält, sollte man daraus nicht ableiten, dass sie den Umfang der Erfindung begrenzen, sondern es sind nur Darstellungen einiger der derzeit bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung. Andere Abänderungen sind möglich, wie zum Beispiel Produktion von Bestandteilen unter Verwendung von Holz, Kunststoff, Harzen, Verbundwerkstoffen oder anderem formbaren oder gießbaren Material; Produktionsbestandteile mit zusätzlichen Ausführungsformen, um Schlupf während des Baues zu verhindern und die strukturelle Festigkeit zu erhöhen, wie zum Beispiel Hinzufügung von Rastvertiefungen oder Eindrücken, Einrast-Bohrlöchern, Hochreibungsoberflächen und/oder Magneten, usw.; mit Bindemitteln befestigte Bestandteile, wie zum Beispiel Epoxidharze, chemische Haftmittel, Klebstoff, und/oder Nägel; Säulenkomponenten, die in größerem Maßstab hergestellt sind, wie zum Beispiel mit etwa 12 Meter oder größeren senkrechten Längen, zum Kranbau von Wolkenkratzern oder anderen Großgebäuden; usw. Daher sollte der Umfang der Erfindung durch die angehängten Patentansprüche bestimmt werden und ihre rechtlichen Entsprechungen, statt durch die gegebenen Beispiele.

STAND DER TECHNIK

301: Dachmontage mit einem Ring von Wandpanelen
302: "Ring" von Wandpanelen eines Rundsilos
303: Hebeböcke
304: Fundamentstemmwand
308: Prozessturm
309: Oberkanten von mehrfachen Trichtern
310: Tragkonstruktion
311: Tragkonstruktion
312: Trichter

Claims

Strukturelle Säule die folgendes aufweist: eine Vielzahl von Säulen-Komponenten, die eine Vielzahl von Säulenpanelen einschließen, wobei jedes Säulenpanel (32) einen oberen Rand (52), einen unteren Rand (54), eine erste flache Seite (58), eine zweite flache Seite (60), eine nach innen weisende Oberfläche (62) und eine nach außen weisende Oberfläche (64) aufweist; wobei jede erste flache Seite (58) in einem Winkel von etwa 120 Grad gegen die zweite flache Seite (60) orientiert ist, wobei drei der Säulenpanele (32) in einer ersten horizontalen Anordnung (66) um eine vertikal orientierte Mittelachse ausgerichtet sind, derart, dass die nach innen weisende Oberfläche (62) der ersten flachen Seite (56) eines Säulenpanels (32) mit der nach innen weisenden Oberfläche (62) der zweiten flachen Seite (60) eines benachbarten Säulenpanels (32) ausgebildet ist, so dass die ersten flachen Seiten (58) der Säulenpanele ausgebildet und befestigt sind mit bzw. an den entsprechenden zweiten flachen Seiten (60) der Säulenpanele, wobei drei der Säulenpanele in einer zweiten horizontalen Anordnung (74) von Säulenpanelen ähnlich der ersten horizontalen Anordnung ausgerichtet sind, wobei die erste (66) und die zweite (74) horizontale Anordnung von Säulenpanelen entlang der vertikal orientierten Mittelachse ausgerichtet sind und dabei zwei angrenzende horizontale Anordnungen bilden, wobei mindestens eine Säulenkomponente innerhalb der ersten horizontalen Anordnung (66) an einer Komponente innerhalb der zweiten horizontalen Anordnung (74) befestigt ist, und wenigstens eine Säulenkomponente innerhalb der zweiten horizontalen Anordnung an einer Komponente innerhalb der ersten horizontalen Anordnung befestigt ist, wobei mindestens eine der Säulenpanele der ersten horizontalen Anordnung (66) eine wesentlich verschiedene vertikale Länge gegenüber anderen Säulenpanelen (32) darin aufweist derart, dass die unteren Ränder (54) der Säulenpanele in der ersten horizontalen Anordnung in verschiedene horizontale Ebenen gegeneinander versetzt sind, und die oberen Ränder (52) im allgemeinen in derselben horizontalen Ebene liegen, und wobei mindestens eine der Säulenpanele der zweiten horizontalen Anordnung eine wesentlich verschiedene vertikale Länge gegenüber anderen Säulenpanelen darin hat, so dass die oberen Ränder (52) in verschiedene horizontale Ebenen gegeneinander versetzt sind, und sich die unteren Ränder (54) im allgemeinen in derselben horizontalen Ebene befinden, wobei die erste (58) und die zweite (60) flache Seite wenigstens eines versetzten Säulenpanels in der ersten horizontalen Anordnung (66) jeweils an wenigstens der zweiten bzw. der ersten flachen Seite eines versetzten Säulenpanels in der zweiten horizontalen Anordnung (74) befestigt ist, wobei die Säulenpanele (32) innerhalb der ersten und der zweiten horizontalen Anordnung gestapelt sind, um eine Stapelungs-Beziehung mit einer Vielzahl von Nähten zu bilden, wobei die Nähte dort auftreten, wo der obere (52) und der untere (54) Rand der Säulenpanele (32) aufeinandertreffen, wobei diese Nähte in wesentlich verschiedenen horizontalen Ebenen voneinander überall in der Säule liegen, und die Säulenpanele (32) in der Säule versetzt oder gestapelt sind, wodurch Säulenfestigkeit erzeugt wird.
Strukturelle Säule gemäß Patentanspruch 1, ferner aufweisend zumindest eine zwischenliegende horizontale Anordnung (72), die zwischen der ersten (66) und der zweiten (74) horizontalen Anordnung liegt, wobei die oberen Ränder der Säulenpanele in der zwischenliegenden horizontalen Anordnung mit den unteren Rändern der Säulenpanele (32) in der ersten horizontalen Anordnung (66) ausgerichtet sind, wobei die flachen Seiten mindestens eines Säulenpanels in der zwischenliegenden Anordnung mit den flachen Seiten eines Säulenpanels in der ersten horizontalen Anordnung ausgerichtet sind, wobei die flachen Seiten eines anderen Säulenpanels in der zwischenliegenden Anordnung mit den flachen Seiten eines Säulenpanels in der zweiten horizontalen Anordnung ausgerichtet sind, und wobei die Säulenpanele in der zwischenliegenden horizontalen Anordnung die Stapelungs-Beziehung aufrechterhalten.
Strukturelle Säule gemäß Patentanspruch 1, des weiteren enthaltend eine Vielzahl zusätzlicher Säulenkomponenten, wobei mindestens eine der Säulenkomponenten weiterhin eine Vielzahl von vertikalen Winkeln aufweist, die längs der gesamten vertikalen Länge der Säulenkomponente verlaufen, wodurch die Säulenfestigkeit vergrößert wird und auch vertikal ausgerichtete Leisten vorgesehen werden, an denen Balken befestigt werden können.
Strukturelle Säule gemäß Patentanspruch 1, des weiteren enthaltend eine Säulenabstandsplatte (88), die nach Art eines Sandwichs zwischen flache Seiten der Säulenkomponenten eingelegt ist, um einen Spalt zu bilden und eine erforderliche Dicke in der gesamten Säule beizubehalten, und zum Vergrößern der Säulenfestigkeit, wobei die Abstandsplatte (88) wenigstens eine Außenkante hat.
Strukturelle Säule gemäß Patentanspruch 1, wobei mindestens einer der Seitenränder (147) der Säulenkomponente verlängert und gegen die Mittelachse der Säule zurückgebogen ist, wodurch eine U-förmige Seitenkante gebildet wird, die mindestens eine der flachen Seiten wenigstens einer der benachbarten Säulenpanele umgibt und an dieser befestigt ist, wodurch eine glatte Kante erzeugt wird und die strukturelle Integrität der Säule erhöht wird, wodurch die Säulenkomponenten vor zerstörerischen Umweltfaktoren und klimatischen Bedingungen geschützt werden und den Bedarf einer separaten länglichen U-förmigen Klemme beseitigen.
Struktur mit einer Vielzahl struktureller Komponenten, die an einer Vielzahl von Säulen befestigt sind, wovon mindestens eine Säule gemäß Patentanspruch 1 ausgebildet ist, wobei die Struktur in horizontalem Querschnitt eine geometrische Gestalt hat, wobei die strukturellen Komponenten eine Vielzahl von Wandpanelen und horizontalen Quergliedern (Kreuzgliedern) haben, die eine Säule mit einer anderen verbinden und direkt an Säulenkomponenten befestigt sind, wodurch vielfache horizontale Schichten (Lagen) der Struktur geformt werden, und die Schichten eine obere horizontale Schicht, mindestens eine zwischenliegende horizontale Schicht und eine untere horizontale Schicht aufweisen.
Struktur gemäß Patentanspruch 6, wobei die Struktur eine Vielzahl gebogener horizontaler Querglieder (Kreuzglieder) in horizontalem Querschnitt zum Bilden einer runden Struktur aufweist, wobei die Säulen entlang des Bogens der Querglieder angeordnet und an der Struktur befestigt sind, wobei sie sowohl als Versteifer wie auch als strukturelle Stützsäulen dienen.
Strukturelle Säule gemäß Patentanspruch 1, ferner enthaltend ein Verankerungsmittel, das an der Basis der Säule angebracht ist.
Verfahren zum Konstruieren einer hexagonalen Struktur, wobei das Verfahren folgendes aufweist: (1) Vorsehen einer Vielzahl von Säulen, von denen mindestens eine gemäß Patentanspruch 1 ausgebildet ist, und horizontalen Quergliedern, wobei diese Säulen vielfache vertikal ausgebildete Säulenkomponenten aufweisen, bei denen benachbarte Nähte in wesentlich verschiedenen horizontalen Ebenen voneinander liegen, wobei jede der Säulenkomponenten eine erste und zweite flache Seite aufweisen, wobei die erste flache Seite in etwa 120 Grad gegen die zweite flache Seite orientiert ist, und die horizontalen Querglieder Wandpanele und Balken aufweisen, wobei die horizontalen Querglieder die Säulen untereinander verbinden, so dass die Struktur vielfache Abteile hat, wobei die Vielabteil-Struktur eine Vielzahl horizontal ausgerichteter Schichten hat, die eine obere Schicht, eine untere Schicht und mindestens eine Zwischenschicht aufweisen, von denen jede Schicht gestapelte Säulenkomponenten enthält, (2) Montieren einer oberen Schicht (Lage) und von Verschönerungen, wie einem Dach und einer Ausrüstung, die sich oberhalb der oberen Schicht erstrecken, wobei Hebeböcke an den unteren Kanten der oberen Schicht angebracht werden und diese um einen vertikalen Abstand angehoben wird, um das Hinzusetzen einer nächsttieferen Schicht zu ermöglichen, wobei aufsteigende obere Ränder der Zwischenschicht an absteigenden unteren Rändern der oberen Schicht befestigt werden, (3) Entfernen von Hebeböcken von den unteren Rändern der oberen Schicht und Anbringen von Hebeböcken an den unteren Rändern der Zwischenschicht, (4) Anheben der Zwischenschicht mit der daran befestigten oberen Schicht um einen vertikalen Abstand, um das Anbringen zusätzlicher Zwischenschichten zu ermöglichen, und Hinzufügen von Zwischenschichten, bis eine vorher festgelegte vertikale Höhe erreicht ist, (5) und Anbringen der unteren Schicht, Entfernen der Hebeböcke und Verankern der Struktur an einem Fundament, wobei alle Komponenten der Vielabteil-Struktur auf oder nahe dem Erdboden mittels Hebeeinrichtungen konstruiert werden können.