DE7429284U - Schwimmfaehiges lager-, traeger- und/ oder transport-bauwerk - Google Patents

Description

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1. September 1977

Alfred A. Yee, Honolulu, Hawaii (V.St.A.)

Schwimmfähiges Lager-, Träger- und/oder Transport-Bauwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein schwimmfähiges Lager-, i Träger- und/oder Transport-Bauwerk aus Beton od.dgl. mit |

einem Rumpf aus mehreren steifen, äußeren Seitenwänden I

i und steifen Deck- und Betonwänden, die mit den Seiten- ?

wänden verbunden sind und sich unter Bildung eines Hohlraumes zwischen den Seitenwänden erstrecken. Als Werkstoff kommen vorzugsweise Spann- oder Eisenbeton in Betracht, aber auch andere hart- und formbare Werkstoffe.

Die bekannten Bauwerke dieser Art haben sich als nicht zufriedenstellend erwiesen, weil sie ungenügend stark

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und schwer waren, um den durch Welleneinwirkungen od. dgl. verursachten Beanspruchungen zu widerstehen. Obwohl einige wenige schwimmfähige Bauwerke aus Beton, insbesondere aus Spannbeton, sich von der konstruktiven Seite her als zufriedenstellend erwiesen, sind sie zu kostspielig in der Herstellung, um mit herkömmlichen Bauwerken dieser Art auf dem Markt konkurieren zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk der eingangs geschilderten Gattung zu schaffen, das in der Herstellung verhältnismäßig preiswert ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Bauwerk der genannten Art darin, daß zwischen den Deck- und Bodenwänden steife, zylindrische Trennwände mit senkrechten Zylinderachsen errichtet sind, die durch Verbindung mit den unmittelbar benachbarten Wänden unter Bildung einer Mehrzahl untereinander getrennter Abteile ein ununterbrochenes, untereinander verbundenes, stützendes Tragwerk zwischen den Seitenwänden darstellen. Vorteilhaft sind die Trennwände durch sich zwischen den Deck- und Bodenwänden erstreckende Zwischenwände verbunden.

Ein Bauwerk nach der Erfindung hat folgende Vorteile: Es ist aus hart- und formbaren Werkstoffen, wie z.B. Beton, herstellbar und widersteht von der Konstruktion her allen Beanspruchungen, die normalerweise durch Welleneinwirkungen, und zwar sowohl in Längs- als auch in Querrichtung, verursacht werden können. Das Bauwerk ist aus einem Stück herstellbar. Die vertikalen Trenn-

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wände nehmen Scherkräfte auf. Es ist vorteilhaft im Gleitschalungsbau herstellbar und dann besonders preiswert. Gleichwohl ist es beständig, widerstandsfähig und dauerhaft. Schließlich ist das Bauwerk nach der Erfindung vielseitig verwertbar. Es kann zur Lagerung oder zum Transport von flüssigen oder trockenen Frachtgütern Verv/endung finden, also als Frachtschiff oder Tanker, aber auch als Trägerschiff für schwere Lasten, z.B. als Fähre, oder mit einer Start- und Landebahn für Luftfahrzeuge.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung in zwei Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teils geschnittene, perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauwerks;

Fig. 2 einen Schnitt des Bauwerks gemäß Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt in Draufsicht auf ein zweite£ AusfUhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauwerks;

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FIg. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6

und

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht des Gleitschalungsbaus, der für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauwerks anwendbar ist.

Fig. 1 zeigt ein schwimmfähiges Bauwerk, in welchem die erfindungsgemäße Konstruktion verwirklicht ist, mit der Bezugszahl 10. Es umfaßt eine Mehrzahl von Frachtabteilen 12, die unabhängig voneinander sind und sich senkrecht zwischen den Deck- und den Bodenwänden 14 und erstrecken. Diese Frachtabteile können Verwendung finden für die Lagerung oder den Transport von Erdölprodukten, die durch herkömmliche Pumpen- und Leitungsanlagen eingefüllt werden, die mit jedem Frachtabteil in Verbindung stehen. Das Bauwerk kann aber auch für dxe Lagerung oder den Transport von trockenen Produkten Verwendung finden, wie z.B. Düngemitteln, Zement, Getreide od. dgl., welche durch Ladeluken 19 eingefüllt werden.

Die Konstruktion des Bauwerks nach der Erfindung ist nicht genau auf die Form und Anordnung beschränkt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Im Grundriß gesehen, kann das Bauwerk eine runde, regelmäßige oder unregelmäßige

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Form aufweisen, je nachdem, wie es der Verwendungszweck erfordert. Ferner kann das Bauwerk nach der Brfindung sowohl für schwimmenden Betrieb als auch für Unterwasser-Betrieb eingesetzt werden. Beispielsweise kann das schwimmfähige Bauwerk als untergetauchter Unterwasser-Speicher für Erdölprodukte Verwendung finden, wobei die Anordnung unter Wasser in einer solchen Weise erfolgt, daß das Bauwerk kein Hindernis für Seeschiffe darstellt und auch in geringerem Maße den Kräften ausgesetzt ist, die von Oberflächenwellen-Einwirkungen ausgehen.

Ein weiterer Anwendungszweck des Bauwerks nach der Erfindung besteht in seiner Verwendung als schwimmende Start- und Landebahn in Fällen, in welchen geeignetes Festland nicht zur Verfügung steht oder wo es wünschenswert ist, daß die Start- und Landebahn fern des Siedlungsgebietes einer Stadt liegt. Längere oder breitere Start- und Landebahnen können dadurch hergestellt werden, daß mehrere schwimmende Bauwerke in Längsrichtung oder in Querrichtung miteinander gekoppelt werden, so daß die untereinander verbundenen Deckflächen als Start- und Landebahnen Verwendung finden können.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten des Bauwerks nach der Erfindung. Vorteilhaft ist das Bauwerk aus Beton hergestellt, wobei es sich um Spannbeton oder um Eisenbeton handeln kann. Eine Mehrzahl von Seitenwänden 22 umgibt das Bauwerk. Sie sind vorteilhaft einstückig mit den Deck- und Bodenwänden 14 und 16 hergestellt, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Bauwerks erstrecken. Der zwischen den Seitenwänden 22 sowie den

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Deck- und Bodenwänden 14 und 16 eingeschlossene Hohlraum ist mit einer Mehrzahl von ringförmigen Trennwänden 24 ausgerüstet, die vorteilhaft, aber nicht notwendig zylindrisch sind. Jede Trennwand 24 ist bei 25 tangential und einstückig mit den unmittelbar benachbarten zylindrischen Trennwänden verbunden. Ferner sind die äußeren zylindrischen Trennwände bei 27 tangential und einstückig mit den Seitenwänden 22 verbunden. Stützgurte 29 vermitteln eine zusätzliche Verstärkung. Die zylindrischen Trennwände 24 stellen in ihrer Gesamtheit ein fortlaufendes, wabenartiges Maschenwerk durch den ganzen Hohlraum des Bauwerks hindurch dar, welches eine Vielzahl von Frachtabteilen bildet und so die gesamte Stärke des Bauwerks wesentlich erhöht.

Jede ringförmige Trennwand dient als eine senkrechte, Scherbeanspruchungen aufnehmende Wand zwischen den Deck- und Bodenwänden 14 und 16. Die gegenseitige Verbindung zwischen den benachbarten Frachtabteilungen bildet eine einzigartige Konstruktion, die geeignet ist, große Flüssigkeits- oder Getreidefrachten aufzunehmen, die normalerweise radial nach außen gerichtete Druckkräfte ausüben würden. Da aber die Wand 24 eines Frachtabteils einstückig mit den benachbarten Abteilen ist, heben sich die radialen Kräfte weitgehend gegeneinander auf. Die radialen Kräfte werden dadurch noch weiter ausgeglichen, daß die im wesentlichen rhombusförmigen Abteile 30, die zwischen jeder Gruppe von ringförmigen Trennwänden gebildet sind, für Frachtzwecke ausgenutzt werden. Wenn alle Abteile des Bauwerks beladen sind, ist sein Fassungsvermögen etwa dasselbe oder sogar

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größer als das der bekannten Lastschlepper oder Tanker derselben Größe. Die Widerstandsfähigkeit des Bauwerks ist aber infolge der senkrechten Wandstruktur, die Scherkräfte aufnimmt, beträchtlich erhöht.

Die ringförmigen Trennwände dienen als Prall- oder Stauplatten, welche das unerwünschte Fließen der Flüssigkeit innerhalb des Bauwerks dämpfen. Da jede ringförmige Trennwand ein gesondertes und unabhängiges Abteil bildet, können verschiedene Flüssigkeiten oder trockene Frachtgüter in jedem Abteil geladen werden, wobei sich gleichwohl die radialen Druckkräfte in der oben beschriebenen Weise weitgehend aufheben.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerks ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Das Bauwerk 34 umfaßt eine Mehrzahl von Seitenwänden 36, ähnlich denen des Ausführungsbeispiels in Fig. 2. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann auch hier die Form des Bauwerks beliebig gewählt werden, beispielsweise rechteckig, rund, quadratisch od. dgl. im Grundriß. Im wesentlichen ist die Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch sind die Herstellungskosten dadurch erheblich herabgesetzt, daß die ringförmigen oder zylindrischen Trennwände 38 durch sich in radialer Richtung erstreckende Zwischenwände 40 miteinander verbunden sind. Die Zwischenwände 40 sind auf einer Verbindungslinie zwischen den Achsen benachbarter zylindrischer Trennwände 38 angeordnet und erstrecken sich zwischen den Deck- und Bodenwänden 42 und 44. Die durch die Ladung hervorgeru-

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fenen, radial nach außen auf jede zylindrische Trennwand gerichteten Kräfte werden also über die radialen Zwischenwände 40 auf die benachbarten zylindrischen Trennwände 38 übertragen, statt wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 durch unmittelbare tangentiale Verbindung untereinander. Durch die radialen Zwischenwände 40 dieser Ausführungsform ist eine erhebliche Herabsetzung des Betonvolumens im Verhältnis zur Volumeneinheit des Frachtraums gewährleistet. Dies ist aus der nachstehenden Volumengleichung für beide Ausführungsformen ersichtlich. Beispielsweise kann das Betonvolumen für eine einzige zylindrische Trennwand 24 der ersten Ausführungsform durch die Gleichung dargestellt werden:

= TT h

(R₁ ² - R₂ ²)

= 2 It R_mth

Dabei ist R_1n = mittlerer Radius, h = Höhe und t = Wandstärke.

Das Betonvolumen, welches erforderlich ist, um im wesentlichen den gleichen Lagerraum bei der zweiten Ausführungsform zu erreichen, kann, wie folgt, zum Ausdruck gebracht werden:

V₂ = TC h

- r₂ ²) + 2 lht

2 Tf r th + 2 lht. m

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-S-

Dabei ist r = mittlerer Radius, t = Wandstärke, m

h = Höhe der zylindrischen Trennwand und 1 = Länge der Zwischenwand 40.

Da das Volumen der zylindrischen Trennwand um einen Faktor It zunimmt, wenn der Radius erhöht wird, ist ersichtlich, daß das gesamte Wandvolumen niedriger ist, wenn die radialen Zwischenwände Verwendung finden und daß infolgedessen eine spürbare Kostenersparnis erreicht werden kann.

Die senkrechten Wände in beiden Ausführungsformen wiederstehen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung auftretenden Scherkräften. Die Deck- und Bodenwände des Rumpfes ihrerseits wirken als Flansche, die dem Biegemoment Widerstand leisten, und zwar gleichfalls sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.

In Fig. 8 ist ein bevorzugtes Herstellungsverfahren dargestellt. Es hat sich herausgestellt, daß das Bauwerk nach der Erfindung höchst wirtschaftlich im Gleitschalungsbau aus Beton hergestellt werden kann. Das geschieht in der Weise, daß senkrecht verschiebbare Schalungen Verwendung finden, bestehend aus einer äußeren Schalungswand 26 für die Außenwände 22 und einer Mehrzahl von zylindrischen Schalungen 28, die gemeinsam mittels einer Winde oder in anderer Weise nach oben bewegt werden, sobald die unteren Betonlagen sich verfestigt haben. Die Schalungswände werden fortlaufend mit Beton gefüllt, der durch eine Krananordnung 32 herbeigeschafft wird. j

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Es sind verschiedene Techniken und Verfahren für den Gleitschalungsbau bekannt und brauchen als solche, zumal sie nicht Teil der Erfindung sind, nicht erläutert zu werden. Die erfindungsgemäßen Bauwerke können aber auch durch herkömmliche Verfahren und aus üblichen Werkstoffen hergestellt werden, z.B. Baustahl. Insofern liegt dann eine äquivalente Benutzung in verschlechterter Ausführungsform der Erfindung vor. Denn die wirtschaftlichste und in Ansehung der Aufnahme von Scherkräften beste Herstellungsweise ist die im Gleitschalungsbau. Die bekannten Bauwerke mit vergleichbarer Widerstandskraft müßten aus Stahl oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt werden, was hohe Material- und Arbeitskosten erfordert.

Kleinere Änderungen in der gegenseitigen Lage oder der Anzahl der senkrechten Trenn- und Zwischenwände, die Scherkräfte aufzunehmen vermögen, oder der Gestaltung des Rumpfes des Bauwerkes führen nicht aus dem Schutzumfang der Erfindung heraus.

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Claims (10)

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1. Schwinunfähiges Lager-, Träger- und/oder Transport-Bauwerk, vorzugsweise aus Beton od.dgl., mit einem Rumpf aus mehreren steifen, äußeren Seitenwänden und steifen Deck- und Bodenwänden, die mit den Seitenwänden verbunden sind und sich unter Bildung eines Hohlraumes zwischen den Seitenwänden erstrekken, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Deck- und Bodenwänden (14 bzw. 16; 42 bzw. 44) steife, ringförmige, vorzugsweise zylindrische Trennwände (25 bzw. 38) mit senkrechten Zylinderachsen errichtet sind, die durch Verbindung mit den unmittelbar benachbarten Wänden unter Bildung einer Mehrzahl untereinander getrennter Abteile ein ununterbrochenes, untereinander verbundenes, stützendes Tragwerk zwischen den Seitenwänden (22 bzw. 36) darstellen.

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (38) durch sich zwischen den Deck- und Bodenwänden (42 bzw. 44) erstreckende Zwischenwände (40) verbunden sind.

3. Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Trennwände (24 bzw. 38) unmittelbar mit den benachbarten Seitenwänden (22 bzw. 36) verbunden sind.

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4. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten-, Trenn- und Boden-Wände (22 bzw. 24 bzw. 16; 36 bzw. 38 bzw. 44) einstückig sind.

5. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (24 bzw. 38) ein steifes, wabenartiges, gegenüber durch in Längsrichtung einwirkende Wellen auftretenden Scher- und Biegungsmomenten widerstandsfähiges Tragwerk bilden.

6. Bauwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zwischenwände (40) entlang je einer Verbindungslinie zwischen den Achsen zweier benachbarter zylindrischer Trennwände (38) erstrecken.

7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (40) und die Trennwände (38) einstückig sind.

8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurcn gekennzeichnet, daß die Deck- und Bodenwände (14 bzw. 16; 42 bzw. 44), die Trennwände (24 bzw. 38) und die Seitenwände (22 bzw. 36) einstückig sind.

9. Bauwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zwischenwände (40) mit den übrigen Wänden einstückig sind.

10. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch

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gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwänden (22) und den Verbindungsstellen (25) benachbarter, äußerer Trennwände (24) Stützgurte (29) angeordnet sind.

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