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Verfahren und Einrichtung zum Spannen von Bewehrungen Man hat seit
langem die hohe Bedeutung erkannt, die das Unterspannungsetzen .der Bewehrungen
vor allem von -schraubenlinigen Umschnürungen für die aus bewehrtem Beton bestehenden
und einem inneren Druck unterworfenen Hohlkörper hat. Während man aber das Spannen
von praktisch geradlinigen, zu der Richtung von Umschnürungen senkrechten Bewehrungen
leicht .durch die bei der Herstellung von Spannbeton üblichen Verfahrenerreichen
kann, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, wenn es sich darum handelt, Umschnürungen
oder andere Be-,vehrungen unter Spannung zu setzen, die infolge ihres gewundenen
Verlaufs oder ihrer Länge oder aus sonst einer Ursache beträchtlichen Reibungswirkungen
ausgesetzt sind, die es unmöglich machen, sie auf eine über ihre ganze Länge gleiche
Spannung durch nur an ihren Enden angreifende Spannvorrichtungen zu bringen.
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Die für das Spannen von Röhrenumschnürungen gebräuchlichen Verfahren
lassen sich nur schwer .bei Bewehrungen von Behältern anwenden. Für diese besteht
das einfachste bisher dafür vorgeschlagene Verfahren darin, daß man die Umschnürungen
auf der Außenfläche des vorher gefertigten vorzuspannenden Körpers anordnet und
sie dadurch unter Spannung setzt, daß man sie von der Oberfläche des Körpers durch
Druckerzeuger und Keile entfernt. Dieses Verfahren ruft aber im Beton viel größere
Beanspruchungen
hervor, als er im Betrieb oder auf Grund von nützlichen Vorspannungen auszuhalten
hat, woraus sich die Notwendigkeit einer übermäßigen Bemessung,der Betonwanddicke
ergibt. Außerdem wird dabei zwischen .den Bewehrungen und der Oberfläche des unter
Druck zu setzenden Körpers ,ein Hohlraum erzeugt, den man praktisch mit Beton ausfüllen
muß, und die auf diese Weise unnötig aufzuwendende Betonmasse ist von einer Größenordnung,
die .bei nützlicher Verwendung für den Baudes Behälters genügt.
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Die Erfindung bezweckt nun, ein allgemein verwendbares Verfahren zum
Spannen von Bewehrungen auf Körpern aus hartem Werkstoff, wie z. B. abgebundenem
und gehärtetem Beton, zu schaffen, das nur einfache und wenig umfangreiche Geräte
für seine Durchführung erfordert. Die unter Druck zu setzenden Körper werden erfindungsgemäß
beim Anspannen der Bewehrung nur Beanspruchungen gleicher Art ausgesetzt, die höchstens
den Beanspruchungen gleich sind, die sich aus der unter Spannung gesetzten Bewehrung
im ganzen ergeben. Auf diese Weise wird es möglich, Körper aus hartem Werkstoff
in technisch undwirtschaftlich höchst vollkommenem Verfahren 'sowohl bezüglich des-er=
forderlichen Stahls wie auch hinsichtlich des aufzuwendenden Betons und der -benötigten
Geräte sowie der notwendigen Handarbeit zu erzielen.
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Dieser Erfolg wird nach der Exfindungdadurch erreicht, daß man zur
Erzeugung der an der Bewehrung angreifenden Spannungen mehrere Teilkräfte in ebenso
vielen aufeinanderfolgenden Punkten der Bewehrung gleichzeitig ausübt, die durch
genügend kleine Zwischenräume getrennt sind, .so daß zwischen zwei aufeinanderfol.genden
Punkten der durch die Reibung ,bedingte Spannungsabfall nur einem kleinen Bruchteil
der Teilkraft entspricht; darauf verschiebt man die Angriffspunkte der Teilkräfte
längs der Bewehrung in dichter Folge. Die Erfindung umfaßt außerdem vorteilhafte
Mittel und Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens und erstreckt sich außerdem
auf die nach dem Verfahren erzielten Körper.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Verfahren und die Vorrichtung nach
der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungsformen an Hand von mit Umschnürungen
zu versehenden Hohlkörpern, wie z. B. Behältern.
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Abb. i und 2 lassen in schematischer Darstellung das Prinzip des Verfahrens
nach der Erfindung in Anwendung bei einer um einen zylindrischen Körper gewickelten
Umschnürung erkennen, deren Ganghöhe zur Erhöhung der Klarheit der Zeichnung übertrieben
wiedergegeben ist.
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Abb. 3 gibt im Kurvenbild die Änderungen der Spannung längs einer
Windung der Umschnürun.g wieder.
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Abb. q. und 5 zeigen in Ansicht und in Draufsicht einen Teil der Wandung
eines unter Druck zu setzenden Behälters und einer zur Erzeugung der Teilkräfte
dienenden Spannvorrichtung.
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Abb. .6, 7 und 7 a stellen eine Klemmzange der Umschnürung in drei
in größerem Maßstab wiedergegebenen Querschnitten dar, die nach den in diesenAbbi.ldungen
eingezeichneten GeradenVI-VI, VII-VII und VIIa-VIIa verlaufen.
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Abb. 8 und 9 sind vergrößerte Schnitte nach den in Abb. 5 ersichtlichen
Geraden VIII-VIII und IX-IX.
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Abb. io zeigt in Ansicht in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit von
Abb. 5 und Abb. i i eine Einzelheit von Abb. 9.
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Abb. 12 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der Klemmvorrichtung
für die zu spannende Bewehrung.
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Abb. 13 zeigt die Abwicklung einer zylindrischen Behälterwand,
bei der .drei gleichzeitig unter Spannung gesetzte schraubenlinige Bewehrungen vorgesehen
sind.
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Abb. 1q. und 15 lassen in Ansicht und Draufsicht das Baugerüst
für einen zylindrischen Behälter erkennen.
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Abb. 16 und 17 geben in waagerechtem und lotrechtem Schnitt
die .den Behälter von Abb. 1q. und 15 bildenden, im voraus gegossenen Wände wieder.
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Abb. 18 ist eine in Abwicklung veranschaulichte Teilansicht der oberen
Hälfte des Behälters und Abb. i9 ein senkrechter Teilschnitt durch diese Behälterhälfte.
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Abb. 19 a zeigt in größerem Maßstabe eine Einzelheit der Abb.
i9, und Abb. 2o gibt in schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform einer für
die Herstellung ges Behälters gemäß Abb. i9 besonders geeigneten Hubvorrichtung
wieder. -Abb. 2 1 und 22 zeigen in lotrechtem Schnitt und in Ansicht eine Verankerungsvorrichtung
für die lotrechten Bewehrungen.
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Abb. 23 veranschaulicht in lotrechtem Teilschnitt eine Vorrichtung
zur Verbindung des Behälterbodens mit den lotrechten Wänden.
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Abb. 24 zeigt einen Bauteil für die Ausführung einer Abschlußkuppel
für einen Behälter.
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Abb. 25 ist ein Teilquerschnitt durch einen Behälter.
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Abb.26 zeigt die Anwendung :des Verfahrens nach der Erfindung zum
Spannen der Bewehrung eines Balkens aus Beton nach dem Abbinden und Erhärten dieses
Werkstoffes.
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Wenn man gemäß Abb. i auf einem Zylinder einen Bewehrungsdraht H nach
einer Schraubenlinie aufwickelt und darauf einen Zug T in einem Punkt A1 ausübt,
wird die in der Bewehrung H in einem Punkt auftretende Zugkraft T", f311s die Tangente
an die von dem Draht H gebildete Kurve, mit der Zugkraft T .den Winkel
a einschließt, den Wert T" = T - e-ma annehmen, wobei 99 die Reibupgszahl
ist. Für Stahlbewehrungen und für Zeme t liegt die Reibungszahl (p etwa zwischen
0,35
und o, 15, je nach der Beschaffenheit der Oberflächen von Zement
und Metall.
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Die Spannung in der Bewehrung nimmt selbst für kleine Werte der Reibungszahl
9p rasch ab. Man muß daher, um eine fortlaufende Bewehrung unter Beschränkung der
Änderungen der erzielten Spannung auf einen annehmbaren Bruchteil, z: B. auf ioo/o;
zu
spannen, den Angriffspunkt A1 der Spannung so wählen, daß der Bogen AA1 durch die
Gleichung e-IP3A-=o,9o bestimmt ist, was einem ziemlich kleinen Bogen für übliche
Reibungsverhältnisse entspricht. Hierauf muß die Umschnürung in. dem Punkt Al befestigt
und dann die Spannung in dem Punkt A2 ausgeübt werden, der gegenüber dem Punkt Al
in gleicher Weise wie -dieser gegenüber dem Punkt A bestimmt wird. Weitere Angriffspunkte
für die Spannung werden nach demselben Prinzip festgelegt, und diese Punkte werden
um so mehr einander genähert, je geringer der Spannungsabfall zwischen ihnen sein
soll und je größer die Reibungszahl ist. Diese Angriffspunkte A müssen daher sehr
zahlreich sein, und in jedem von ihnen muß die Bewehrung festgelegt werden, so daß
auf sie die gewünschte Zugspannung ausgeübt werden kann, die von der Größenordnung
der Elastizitätsgrenze sein kann. Außerdem müssen zahlreiche Abstützpunkte B1, B,,
B3 ... geschaffen werden, von denen jeder der Gesamtkraft T zu widerstehen
hat, die von der Größenordnung von mehreren Tonnen für die Bewehrungen üblicher
Abmessungen ist, und alle diese Bedingungen sind schwer zu verwirklichen und in
der Ausführung kostspielig.
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Nach der Erfindung erfolgt nun das Anspannen des Bewehrungsdrahtes
in vorteilhafter Weise dadurch, daß man .die benötigte Spannkraft T in eine große
Zahl von gleichzeitig angreifenden Teilkräften f zerlegt, die längs eines bestimmten
Teiles der Bewehrung verteilt und in vorteilhafter und wirtschaftlicher Weise, wenn
dies auch nicht notwendig ist, gleich sind. Diese Teilkräfte werden beispielsweise
mit Hilfe von Spannvorrichtungen in den Punkten Al, A2 ... An ausgeübt,
wie Abb. 2 erkennen läßt. Vorzugsweise werden diese Punkte so gewählt, daß die in
ihnen an den Bewehrungsdraht gelegten Tangenten unter sich gleiche Winkel einschließen.
Der von den Punkten A, Al, A2 . . . An
umfaßte Winkel kann beliebig
sein und wird in der Regel gleich 2-.T angenommen werden.
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Man nutzt nur die Projektion der Kräfte f auf die Tangente zur Bewehrungsachse
in dem Punkte aus, wo .die Kräfte angreifen, und in der Regel empfiehlt es sich,
,diesen Kräften eine zu dieser Tangente parallele Richtung zu geben. Die in den
Punkten -dl, :-i2 angreifenden Kräfte f1 ... f" wirken gleichzeitig und bleiben
konstant oder ändern sich nach einer bekannten Gesetzmäßigkeit, wenn die Punkte
A sich bei der elastischen Verlängerung der Umschnürung verschieben.
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Um die Betrachtung zu vereinfachen, sei angenommen, daß der Wert
konstant und allen angreifenden Teilkräften gemeinsam ist. Man erhält dann eine
Spannung, die zuerst zwischen den Punkten A" und A" _1 von f auf
f - e-'r, -AI abnimmt. In dem Punkt A" _ l wird sie um den Betrag f zunehmen,
zwischen den Punkten A"_1 und A,-2 von neuem abnehmen, im Punkt A" -2 wiederum
um den Betrag f wachsen usw., was das Kurvenbild nach Abb.3 .ergibt. Dieses Kurvenbild
ist zur Vereinfachung für fa = 6, d. h. A" = A E, und für die abgewickelte
Bewehrung gezeichnet. Die Bewehrungslängen sind als Abszissen und die Zugkräfte
als Ordinaten aufgetragen, und die Nullkraft ist als am Ausgangspunkt der Ordinaten
liegend angenommen. Die Lagen der Punkte A1 . . . As an der Bewehrung sind vor :der
Anwendung der Kräfte f und ihre Lagen Ai . . . A6 nach der Verlängerung unter der
Wirkung dieser Kräfte wiedergegeben. Der Einfachheit halber ist jedoch von dieser
Verlängerung und von einer Berücksichtigung dieser Verschiebung der Punkte A1 .
. . A, abgesehen.
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Der Bewehrungsdraht ist am einen Ende eingehakt und geht von einem
Punkt X (vgl. auch Abb. 2) aus, -und die Gesetzmäßigkeit der Veränderungen der Zugkraft
ist durch die .gebrochene Linie b,-al-ai -a,-az . . . a" dargestellt. Wie ersichtlich,
ist die Zunahme dadurch bestimmt, daß der Kraftabfall längs eines Bogens kleiner
ist als die Kraft f ; dies ist eine stets leicht zu verwirklichende Bedingung, wenn
die Bögen A1 A2, A2 A3 . . . A5 As genügend klein sind. Das Verhältnis 1
: K der im Punkt A" erreichten Gesamtzugkraft T zur Summe .der angesetzten Teilkräfte
f, d. h. zu F = nf, ist nicht gleich 1, sondern hängt von dem Winkel
AlAn, der Zahl ia und der Reibungszahl g) von Stahl auf Beton ab. Für die gebräuchlichsten
Werte der Reibungszahl und für den Bogen AAn = 2 @ erhält man ungefähr
K = 2, d. h. z. B. sechzehn Kräfte f von 5oo kg, die eine Kraft T
= q.ooo kg ergeben und gestatten, eine Rundstahlbewehrung von 8 mm 0 mit 8o kg/mm2
zu spannen.
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Wenn die Kräfte f nicht konstant und gleich sind, sondern sich nach
bekannten Gesetzmäßigkeiten ändern, kann man für jeden Punkt der Bewehrung den Wert
der erzielten Spannung berechnen. Die Berechnung ist jedoch weniger einfach als
im Falle von gleichen und konstanten Kräften.
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Sobald man die n Kräfte, die in den Punkten Al . . . A" angreifen,
gleichzeitig zur Wirkung gebracht hat, schaltet man die im Punkt Al angewendete
Kraft f aus; diese Ausschaltung der Kraft f
kann beispielsweise -durch
Abschaltung des Druckerzeugers erfolgen, der zur Erzielung der Kraft dient. Hierauf
bringt man die gleiche Kraft in dem Punkt A"+ r zur Wirkung, der über Al auf einer
und derselben Erzeugenden des Zylinders liegt, wenn der von dem Bogen Al An,.
l umfaßte Winkel gleich 2:c ist. Man erhält auf diese Weise in dem Punkt
A, die Spannung
die vorher im Punkt Al erreicht worden ist, da der Punkt A, ohne weitere Änderung
an die Stelle des Punktes Al tritt.
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Das Kurvenbild der Kräfte nach Abb. 3 ändert sich dahin, daß sich,
während vor dem Abschalten des. im Punkt Al angreifenden Druckerzeugers die Spannung
links des Punktes Al bis zum Ausgangspunkt X der Bewehrung nachdem durch die Kurve
dl-bi dargestellten Exponentialgesetz abgenommen hat, infolge der Ausschaltung der
Kraft f im Punkt .41 .der Sinn der Reibungswirkungen von diesem Punkt ab ändert
und das Änderungsgesetz den zur Kurve a, -b, symmetrischen Spannungsverlauf a1
-bi
bestimmt. Die-Wiedereinführung einer Kraft f im Punkt
A" + , bestimmt die Linie ct2'-c, die zur Linie a1-bi parallel
ist sowie die Linie cai -bi im Punkt c schneidet und die endgültig im Bereich des
Punktes c verwirklichte Gesetzmäßigkeit des Spannungsverlaufesdarstellt.
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Man überträgt dann eine Kraft f vom Punkt A2 nach dem Punkt A"+2 und
dann von A3 nach A.+3 usw.; dadurch spannt man schrittweise die ganze Bewehrung,
die durch aufeinanderfolgende, durch Schweißungen oder Klemmittel verbundene Elemente
gebildet sein kann. Manchmal ist es schwierig, für dieseVerbindungeneinen,demWiderstand
eines vollen Drahtes gleichen Widerstand zu erzielen. Dies bildet aber kein Hindernis
für die Durc'hfü'hrung .des Verfahrens, (da man an der Stelle dieser Verbindungen
.leicht örtlich .die Spannung senken kann, indem man beiderseits der Verbindung
eine bestimmte Zahl von Kräften f durch Ausschaltung der entsprechenden Druckerzeuger,
z. B. von hydraulischen Pressen, beseitigen kann. Es ergibt sich dann eine schrittweise
erfolgende Änderung der Spannung mit einem Mindestwert an, der Stelle der Verbindung,
der beliebig klein gehalten werden kann. Diese örtliche Schwächung der Spannung
kann man durch eine örtliche Verringerung der Ganghöhe der von der Bewehrung gebildeten
Schraubenlinie ausgleichen.
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Wie ersichtlich, ergibt das beschriebene Verfahren nicht eine durchlaufend
gleiche Spannkraft
sondern einen -gewöhnlich durch eine gebrochene Linie c-d-ci-di c2 d2
... dargestellten Kraft- bzw. Spannungsverlauf, bei .dem ,die Punkte
d, cl, dl, c2, d2 . . . in ähnlicher Weise wie der Punkt c als Schnittpunkte
zweier Linien erhalten sind und der nach Belieben örtliche Verminderungen der Spannung
der schraubenli.nigen Bewehrung im Falle einer örtlichen Schwächung der Festigkeit
dieser Bewehrung aufweisen kann. Man kann auch leicht den Durchmesser oder die Festigkeit
der Bewahrung an der -Stehle .der Verbindungen ändern und braucht hierzu nur. die
Zahl oder die Kraftwirkung der Druckerzeuger für die Hervorbringung der Kräfte f
zu ändern. Der Unterschied zwischen den Mindestwerten c, c., c2 und der Spannung
ist ungefähr gleich f12, und man kann ihn daher.durch Vervielfältigung der Angriffspunkte
A beliebig klein machen;. Man kann so die Bewehrung auf einen Wert spannen, dessen
Unterschied gegenüber der Höchstspannung, die es aushalten kann, beliebig klein
ist und welche gleich der natürlichen Elastizitätsgrenze oder durch ein weit über
diese hinaus betriebenes Spannen erreicht ist. Man braucht hierzu nur die Zahl n
zu vergrößern. Die daraus sich ergebenden verwickelteren Verhältnisse kann man durch
Verminderung der zu erzeugenden Einheitskräfte ausgleichen, @da
ist.
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Die Anwendung des angegebenen Verfahrens kann indessen einige Vorsichtsmaßnahmen
erforderlich machen. Der Wert K hängt nämlich von der Reibungszahl 99 ab, und diese
ist außerordentlich veränderlich nach dem Zustand der sich berühren-,den Flächen
-und kann auch noch beim Spannungsvorgang sich unter d er Wirkung der gegenseitigen
Glättung der gleitenden. Flächen sowie -durch den Einfluß der Geschwindigkeit, die
beispielsweise bei Verwendung von mit Druckluft betriebenen Spannvorrichtungen erheblich
sein kann, ändern. Die Folge davon ist, daß man mit einer Unsicherheit bei der Bestimmung
der ' Spannung T und damit mit .der Möglichkeit des Bruches der Bewehrungen zu rechnen;
hat.
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Man kann .diesem Mangel leicht abhelfen, da jeder Zugkraft T für ein,
bestimmtes Metall eine bestimmte Verlängerung L entspricht und diese mit einer sehr
großen Genauigkeit durch die Regelung des Hubes der Spannungserzeuger, z. B. bei
hydraulischen Druckvorrichtungen, mit Hilfe von einstellbaren Anschlägen festgelegt
werden kann. Die hydraulischen Druckerzeuger müssen dabei eine Leistung aufweisen,
die für mindestens den tatsächlichen Höchstwert der Reibungszahl berechnet ist.
Die Verlängerung einer jeden der Ausgangslängen Ar An-" A2 A.-2
... wird dann stets genau gleich .dem unabhänig von der Reibungszahl bestimmten
Hub des Druckerzeugers; in .der Regel genügt dies zur Erzielung einer richtigen
Regelung -der Verlängerungen der einzelnen Elemente A1 A2, A2 A3 . . .,
während
man im Falle von ganz unregelmäßigen Werten der Reibungszahl diese örtlichen Verlängerungen
selbst mit Hilfe von veränderlichen Verstellungen der einzelnen Druckerzeuger nach
ihrer Lage in der ganzen Druckerzeugerrefhe regeln kann. .
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Die Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung im einzelnen kann
auf verschiedene Weise je nach den erforderlichen Bedingunen des Einzelfalles und
den verfügbaren technischen Mitteln geschehen. Da die an den Punkten A anzuwendenden
Kräfte jeweils nur einem beliebig kleinen Teil des Wertes der Elastizitätsgrenze
der Bewehrungen entsprechen, kann man leicht an al.len@diesenPunkten ohne Verminderung
der Bruchfestigkeit der Umschnürung und mit einer sehr kleinen Raumbeanspruchung
vorläufige, rasch anbringbare und schnell abnehmbare Klemmittel vorsehen, welche
es der Bewehrung ermöglichen, .in aller Sicherheit ,die Kräfte f auszuhalten. Diese
geringe Raumbeanspruchung ist insofern wichtig, als sie denAbstand der Windungen
der Umschnürung nach Bedarf zu vermindert und sehr veränderliche Ganghöhen der Umschnürungswirkung
bis zu dem Eineinhalbfachen des Durchmessers des verwendeten Drahtes zu verwirklichen
gestattet.
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Ein weitererVorteildesVerfahrens besteht darin; daß die Verlängerungen,
welche die Bewehrung erfahren, kann, nicht beschränkt sind, was die Möglichkeit
bietet, einen in der Form von unbearbeiteten Kränzen unmittelbar vom Walzwerk kommenden
Draht aus Hartstahl zu benutzen und ihn eine hinreichende Verlängerung zur Erhöhung
seiner Elastizi:tätsgrenze Abis nahe,der Bruchgrenze durchmachen
zu
lassen. Der Preis dieser Stähle ist sehr gering und liegt wenig über dem Preis der
gewöhnlich für Stahlbeton benutzten Runddrähte. Erfindungsgemäß kann man ihre Betriebsspannung
auf mehr als 8o kg/mm2 bringen, während man für die gespannten gewöhnlichen Baustähle
normalerweise dieSpannungen in denBehältern auf iokg/mm2und häufig weniger begrenzt.
Wenn die Bewehrung trotz ihrer Herstellung aus den stärksten und kräftigst gespannten
Windungen, die man verwirklichen kann, sich als unzureichend erweist, was häufig
bei Umschnürungen in der Höhe der Decken- oder Abschlußkuppeln oder an vollständig
geschlossenen und hohen Drücken ausgesetzten Behältern eintreten kann, nimmt man
übereinander angeordnete Lagen von Umschnürungen zu Hilfe, die man in der gleichen
Weise erzielt, nachdem man die schon bespannten Umschnürungen mit einem Überzug
versehen oder die letzte dieser Umschnürungen mit einem Netz von zu den Umschnürungen
senkrechten Stäben bedeckt hat, auf den man die nächstfolgende Umsch nürung aufwickelt
und spannt.
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In der Praxis genügt es, Einheitskräfte in der Größenordnung von einigen
hundert Kilogramm anzuwenden. Unabhängig von .der Dicke und der Festigkeit der Bewehrungen
nimmt dann die Zahl der Punkte A nur mit dieser Festigkeit zu, was die Benutzung
der gleichen Geräte für sehr verschiedene Anwendungen des Verfahrens nach der Erfindung
gestattet. Um .die Kräfte f an der Bewehrung wirken zu lassen, kann man einerseits
Klemmmittel, die an der Bewehrung im gewünschten Punkt angreifen, und andererseits
Druckerzeuger, wie z. B. hydraulische oder pneumatische Pressen, verwenden, -#velclie
die Ausübung der beabsichtigten Zugkräfte auf diese Klemmittel gestatten. Dabei
sind diese Zugkräfte vorzugsweise tangential zur Bewehrung gerichtet und die Druckerzeuger
an Trägern abgestützt, .die imstande sind, die auftretende Rückwirkung der Druckerzeuger
aufzunehmen.
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Die Abb. 4 bis i i zeigen eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung, bei der die Abstützung der
Druckerzeuger an dem Beton des zu beNvehrenden Körpers selbst erfolgt, der hierbei
z. B. ein Behälter ist. Die Klemmen sind hier, wie aus Abb. d. und 5 und näher im
einzelnen aus Abb. 6,7
und 7 a ersichtlich ist, durch Greifbacken i gebildet,
von denen jede aus zwei Hartstahlplatten 2 und 3 besteht, die an ihren Enden 2"
und 3" (Abb. 6) eine Klemmzange bilden, die den Umschnürungsdraht F auf dem Beton
.des Behälters R erfaßt und kräftig einklemmt. Die Platten 2 und 3 sind auf Hartstahlrollen
5 in einer Aussparung einer zur Behälterwand parallelen Platte 7 gelenkig gelagert
und können an die Umschnürung F mittels Schrauben 8 angedrückt werden. An den von
den Teilen =a, 3" abgewendeten Enden sind die Platten 2 und 3 durch Schraubenbolzen
g miteinander verbunden, die z. B. durch Vernietung an der einen Platte undrehbar
befestigt sind und einen Längsschlitz io für den Durchtritt .der Stange i i des
Kolbens 12 einer Presse 13 oder sonst eines Druckerzeugers aufweisen. Durch Andrücken
der Platten 2 und 3 wird diese Stange ii mit der Klemme i fest verbunden, was durch
Anziehen der Schraubenmuttern 14. auf den Bolzen g erreicht wird. In der Nähe der
Bolzen g sind die Platten 2 und 3 an der einen Seite mit Schrägflächen 2b, 3b versehen,
die sich an den Umschnürungsdraht F legen und zur Führung der Klemme i längs dieses
Drahtes dienen, wenn die Bewehrung durch den Kolben des Druckerzeugers 13 gespannt
wird.
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Der in dem Zylinder 13 der Presse oder des Druckerzeugers bewegliche
Kolben 12 wird durch eine Feder 15 zurückgeholt, wenn der Treibdruck zwischen ,dem
Kolben i2 und einer von der Stange i i durchsetzten abdichtenden Stopfbüchse 16
zu wirken. aufhört. Zwischen dieser Stopfbüchse 16 und der Klemme i geht die Stange
i i des. Kolbens 12 durch eine Metallhülse 17 hindurch, die zur Abstützung der Presse
13 an dem Beton des Behälters R zwecks Aufnahme der Rückwirkung des Druckerzeugers
13 dient. Diese Hülse 17 ist an dem der Presse 13 entgegengesetzten Ende mit einem
verbreiterten Fuß 18 versehen, der mit einer Nase in eine Nut ig greift, die indem
Betondes Behälters R längs einer Erzeugenden des Behälterzylinders ausgespart ist.
Dieser Fuß 18 ist an seiner Unterseite mit einer waagerechten Nut 18" versehen,
in welche der UmschnürungsdrahtF eintritt, wie A:bb.8 näher erkennen läßt. Das Abstützende
des Fußes 18 sucht infolge seiner Exzentrizität zur Nut ig das Ende der Presse 13
von dem Behälter R zu entfernen. Da aber die Kraft, die notwendig ist, um es auszudrücken,
ziemlich gering ist, kann man :die Presse 13 mittels einer Federlamelle 2o in Lage
halten, welche gemäß Abb. g in einer in dem Behälterbeton ausgesparten
Nu- t ruht und unter die Windungen der bereits gespannten Bewehrung F greift.
Die Regelung dieser Federlamelle 2o bezüglich ihrer Höhenlage erfolgt durch eine
elastische Zunge 21, die sich an eine der Windungen der Bewehrung legt. Die Lamelle
2o ist mit dem Druckerzeuger 13 durch einen Halsteil 22 verbunden, der den Körper
des Druckerzeugers umgreift.
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Die Vorrichtung nach Abb. q. bis io arbeitet wie folgt: Die Bewehrung
wird unter Fortschreiten vom Unterteil nach dem Oberteil des Behälters R im Maße,des
Wickelns der einzelnenDrahtwin,dungenF gespannt. Gemäß Abb. 5 sind die Windungen
F" F2, F3 schon mit der vollen Kraft T gespannt, und die Klemmzange i 1 klemmt den
Draht im Punkt Al am Anfang,der Windung F4 ein. Die Klemmzange i., die links außerhalb,der
Abb. 5 anzunehmen ist, wirkt auf den Draht im Punkt An und gehört zu dem Druckerzeuger
IU. Die Klemmzange i1 und die nachfolgenden Klemmen 12, 13 ... i"-1, die
man hintereinander an der Windung F4 in der Richtung des Pfeiles p anordnet, sind
alle wirksam. Diese Klemmen werden durch ihre verschiedenen Pressen 13 angezogen,
die sich in Nutendes Behälterbetons abstützen, wie Abb. 8 bis io zeigen. Die Klemme
in, die von dem Punkt der Bewehrung F3 zurückgezogen worden ist, wo sie sich vor
der Klemme il
befunden hat, wird an .der Bewehrung hinter der Klemme
in-l in Stellung gebracht. Nachdem man den Angriffspunkt und die Lage für den von.
der Tromme12@3 kommenden freienTrumderBewehrung bestimmt hat, .setzt man diese Klemme
an dem Bewehrungs-draht an und bringt dann den zugehörigen Druckerzeuger 13 -in
Stellung, indem man den Fuß 18 in eine Nut des Behälterbetons und die Lamelle 2o
in: eine andere Nut eingreifen läßt, was stets möglich ist, wenn man an dem Beton
des Behälters R ein Netz von zu den Erzeugenden des Behälterzylinders parallelen,
Nuten von vornherein ausspart. Im übrigen ist eine Regelung der gegenseitigenLage
von Klemme undDruckerzeuger .durch ein Lösen der Schraubenmutter 14 und eine Verschiebung
:der Stange i i des Kolbens 12, gegenüber der Klemme i ohne weiteres ausführbar.
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Die Höhenlage der Klemme wird so eingestellt, daß der Trum des Bewehrungsdrahtes,
auf den die Klemme wirkt, von dem vorhergehenden Trum um eine dem Wicklungsschritt
gleiche Strecke entfernt ist. Zu diesem" Zweck kann man in dem Fuß 1.8 gemäß Abb.
8 einen an .seinem unteren Ende gebogenen Stift 24 vorsehen, der sich an dem unteren
Trum des bereits gespannten Bewehrungs.drahtes F abstützt. Die Lage des Stiftes
24 kann nach dem gewählten Wicklungsschritt durch Lösen einer Stellschraube z,5
verändert werden, die den Stift 24 indem Fuß i$ festhält; nach der Höheneinstellung
der Klemme braucht man .nur noch .das Druckmittel in den Spannungserzeuger einführen,
so daß die gewünschte Kraft f auf den Trum des Bewehrungsdrahtes, der zwischen den
Klemmen in und in-. liegt, ausgeübt wird. Dieser Spannungserzeuger und ebenso die
vorher liegenden Spannungserzeuger bis einschließlich-des Spannungserzeugers derKlemme
i2 werden unter Druck gehalten. Man läßt dann den Druck aus dem Spannungserzeuger
oder der Winde der Klemme il ab, löst diese Klemme und nimmt sie ebenso wie ihren
Spannungserzeuger 13 ab. Nun-. mehr wickelt man den Draht F von,der Trommel 23 um
eine Länge, die etwas größer als der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Klemmen ist, ab und bringt jetzt die freigelegte Klemme i1 in dem Punkt in,:, an
dem abgewickelten Trum des Drahtes F in Stellung. Hierauf ordnet man den entsprechenden
Spannungserzeuger 13 an und bringt ihn unter Druck. In dieser Weise verfährt man
für die weiteren Abschnitte des Bewehrungsdrahtes.
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Die Vorrichtung und das Verfahren nach Abb. 4 bis i i können im einzelnen
auch in, einer von diesen Abbildungen abweichenden Weise ausgeführt werden. Beispielsweise
kann man die Klemmen durch Fest-haltemittel ersetzen, wie sie Abb. 12 zeigt, gemäß
welcher ein: Block 26 mit einer Bohrung für die Einführung des zu..spannen.den Drahtes
und mit einem dazu schräg liegenden Kanal 28 zur Aufnahme einer durch eine Feder
an den Draht gedrückten Kugel 29 versehen ist. Eine auf den Block 26 im Pfeilsinn
der Abb. i2 ausgeübte Zugwirkung hat das Festklemmen der Kugel 29 zwischen dem Bewehrungsdraht
und der Wandung des Kanals 28 und damit die Verbindung der Klemme 26, 28, 29 mit
dem -Bewehrungsdraht zur Folge. Die Schwierigkeit der Ausführung derartiger Klemm-oder
Festhaltemittel ist im übrigen gering, weil die zur Erzielung,der Endspannung T
anzuwendenden Teilkräfte nur ein beliebig kleiner Bruchteil der Spannung sind.
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Die an den Klemm- oder Haltemitteln angreifenden Spannungserzeuger
kann man durch die Wirkung von Gewichten ersetzen, die an von den Klemm- oder Haltemitteln
ausgehenden Seilen befestigt und durch ,Scheiben geführt sind, die z. B. auf einem
Gestell oder einem äußeren Gerüst oder auch auf dem zu bewehrenden Körper selbst
gelagert sein können. Man kann auch Federn von genügendem Hub und hinreichender
Kraftwirkung benutzen, wenn man dem Gesetz -der Änderung ihrer Belastung mit ihrer
Formänderung Rechnung trägt. Im allgemeinen kann jedes Mittel zur gleichzeitigen
.Ausübung von n konstanten oder nach bekannter Gesetzmäßigkeit vorzugsweise mit
regelbarem Hub veränderlichen Zugwirkungen Anwendung finden. Im Falle von Winden
oderhydraulischen oder pneumatischen Druckerzeugern gestattet die Kleinheit der
Teilkräfte f den Antrieb durch einfache handelsübliche Druckluftflaschen, die an
die verschiedenen Druckerzeuger durch geeignete, mit Hähnen versehene Verbindungen
angeschlossen sind.
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Statt die Bewehrungen nacheinander, wie beschrieben, zu spannen, kann
man auch p parallele Bewehrungen, die Schraubenlinien mit einem Wicklungsschritt
gleich dem p-fachen des Abstandes e zweier Bewehrungen von Achse zu Achse bilden,
gleichzeitig spannen. In diesem Falle muß man ya, - p Spannungserzeuger und
einen, Bogen Al A" = 2 n/p anwenden.
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Abb. 1s zeigt für roa=5 und p=3 die Abwicklung der zylindrischen Wand
des Betonbehälters und drei parallele Bewehrungsdrähte F., F', F". Die Druck- oder
Spannungserzeuger wirken zuerst in den Punkten A1 . . .. A5 auf den Draht F und
in den Punkten Bi ... B5 .auf den Draht F' sowie in den Punkten Cl...
C5 auf den Draht F". Man läßt dann den Druck in dem Spannungserzeuger des Punktes
Al des Drahtes F ab, um den Spannungserzeuger nach dem Punkt A'6 an dem Draht F'
zu bringen. Hierauf wird der Spannungserzeuger des Punktes B1 des Drahtes F' abgeschaltet
und nach den Punkt B6 des Drahtes F gebracht. Nunmehr erfolgt die Abschaltung des
Spannungserzeugers des Punktes C1 des Drahtes F" und seine Überführung nach dem
Punkt C5 an, deni Draht F'. Weiterhin wird der IS'pannungserzeuger A2 nach A7, der
Spannungserzeuger B2 nach B7, der Spannungserzeuger C2 nach C7 gebracht und in dieser
Weise auch die Verlegung der übrigen Spannungserzeuger bewirkt.
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Dieses Verfahren erhöht die Zahl der durchzuführenden Einzelmaßnahmen,
verringert aber gleichzeitig den Faktor K und den Hub der Druckerzeuger. Wenn es
auch wenig vorteilhaft für kleine Behälter ist, so ist es doch von Bedeutung im
Fall von sehr großen Behältern, bei denen man besondere Druckerzeuger mit langem
Hub anwenden
muß. Es gestattet große Behälter mit den gleichen Geräten
wie kleine Behälter mit Bewehrungen zu versehen. Es kann der Fall eintreten, daß
man nur über Druckerzeuger mit zu kleinem Hub für die Ausführung der gewünschten
Verlängerungen verfügt und sich andere nicht verschaffen kann. In diesem Fall wird
man, wenn einmal die ia Druckerzeuger in den Punkten A1 bis An+i unter Spannung
gesetzt sind, den Druckerzeuger A, nach seiner Abschaltung, statt ihn in dem Punkt
A", anzuschließen, nunmehr in seiner jetzt Al' gewordenen Ausgangsstellung A1 anschließen
und ebenso mit jedem der n anderen Druckerzeuger verfahren.
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Auf diese Weise verdoppelt man die während der ersten Spannungsmaßnahme
bei der Bewehrung erzielte Verlängerung. Man kann so oft als nötig, z. B. in-mal;
von neuem beginnen., indem man den Druckerzeugern einen Hub gleich dem m-ten Teil
der für jede Windung zu erzielenden Gesamtverlängerung gibt. Die für die Bewehrungen
verwendeten Stahldrähte werden in beschränkter Länge vorgesehen, die man von einer
Drehscheibe abspulen kann; diese kann z. B,. auf einem Wagen gelagert sein, der
auf einem zum Behälter konzentrischen, am Boden oder einer anderen Unterlage ruhenden
kreisförmigen Gleise läuft. Wenn diese Drehscheibe leer ist, belädt man sie mit
einem neuen Kranz, dessen Draht man an den vorhergehenden anschweißt oder anklemmt.
Man kann die Spannung im Bereich dieser Verbindung dadurch verringern, daß man zu
deren beiden Seiten einen bestimmten Zwischenraum läßt, in welchem man die Druckerzeuger
nicht zur Wirkung bringt, die sich sonst dort befinden.
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Die beschriebenen Verfahren sind ganz allgemein verwendbar und können
nicht nur zum Verspannen von Betonzylindern, sondern auch für alle konvex geformten
Körper und sogar für Nichtdrehkörper benutzt werden, wenn man in zu ihrer Krümmungsebene
senkrechten Stufen an ihnen die Abstützflächen für die Bewehrungen anbringen kann.
Beispielsweise führt man bei einem kegelförmigen Behälter die äußere Fläche mit
schraubenlinigen Stufen mit senkrechten Erzeugenden und einem dem Wicklungsschritt
der Bewehrungen gleichen Wicklungsschritt oder mit zylindrischen, durch Durchgangsnuten
für die Bewehrung verbundenen Stufen aus und erzeugt die Spannung entweder durch
Anschluß der Druckerzeuger an Pfeiler oderin der bereits beschriebenen Weise. Der
Kegelkörper braucht nicht unbedingt ein Drehkörper zu sein, sondern sein Ouerschnitt
kann auch ein Oval oder eine beliebige Vereinigung von Kreisen und Geraden sein.,
wenn die Dicken und die Spannungen entsprechend bemessen sind und die Wandung keine
konkaven Teile aufweist, wo die Bewehrungen nicht in Berührung mit der Wandung stehen.
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Man kann in gleicher Weise auch kugelige Hauben, ringförmige Körper
und Flächen von einer nicht durch Umdrehung entstandenen Formgebung nach Vornahme
einer entsprechenden Ausgestaltung der Flächen unter Druck setzen, die einerseits
die normale Abstützung der Bewehrungen und andererseits deren fortlaufende Aufwicklung
gestattet. Jede konvexe; Fläche kann nach diesen Verfahren mit einer gespannten
Bewehrung versehen werden, und insbesondere kann dies bei zylindrischen Behältern,
kugelig-kegeligen Körpern oder ähnlichen Körpern geschehen.
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Trotz. seiner Einfachheit hat das Verfahren nach der Erfindung eine
große praktische Bedeutung, da es im Gegensatz zu allen bisher für das Umschnüren
von Behältern angewendeten Arbeitsweisen ein Höchstmaß von Wirtschaftlichkeit bei
der Ausführung der bewehrten Behälter nicht nur hinsichtlich des Stahles, sondern
auch und ganz besonders bezüglich des Betons, der Geräte und der Handarbeit zu erzielen
gestattet. Dieser Erfolg wird unabhängig von den Abmessungen der Behälter und den
von diesen aufzunehmenden inneren Drücken erreicht. Man kann insbesondere Röhren
von ganz außerordentlichen Abmessungen und für unbegrenzte Drücke bis zu Tausenden
von Kilogramm je Ouadratzentimeter für Laboratorien oder anden@ Zwecke bauen. Die
übliche Ausführung von bewehrten Behältern ist sehr weit von diesem Höchstmaß von
Wirtschaftlichkeit entfernt. Bei Stahlbetonbehältern nimmt man durchweg für den
Beton sehr niedrige Werte der Zugspannung in der Größenordnung von io bis 2o kg%cm2
und für den Stahl in der Größenordnung von 8 bis 1o kg/mm2 an. Man kann aber insbesondere
auf den Rütteltisch einen Beton, der iooo- kg/cm2 Druckfestigkeit ergibt und ohne
Gefahr mit 3oo kg%cm2 und mehr vorgespannt werden kann, ohne weiteres erzeugen.
Dies führt für ,die Wandung eines Behälters von. 30 m Durchmesser und 2o
m Höhe zu einer Dicke von io cm, während man bei den üblichen Verfahren Dicken in
der Größenordnung von wenigstens i m erhält.
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Das Verfahren nach der Erfindung gestattet praktisch Behälter mit
ihren theoretischen, wenn auch noch so kleinen Wanddicken zu bauen. In jeder Hinsicht
aber, sowohl in bezug auf Wirtschaftlichkeit und Raumbedarf wie auch hinsichtlich
Dichtheit und chemischer Festigkeit der Ausführung, empfiehlt es sich, eine schwache
Betonschicht anzuwenden, .die unbedingt undurchlässig, nicht porös und fehlerlos
ist, statt große Dicken eines mittelmäßigen Betons anwenden zu müssen. Damit jedoch
ein großer Behälter geringe Dicken erhalten kann, genügt es nicht, daß diese nach
der Vollendung des Behälters seine Festigkeit gewährleisten, sondern sie müssen
auch seinen Bau ermöglichen. Diese Baumöglichkeit setzt voraus, daß einerseits das
Verfahren zum Spannen der Bewehrungen den Baukörper nur Beanspruchungen, die höchstens
gleich den vom fertigen Körper auszuhaltenden Beanspruchungen sind, aussetzt und
daß andererseits der Baukörper gegenüber zufälligen Beanspruchungen, insbesondere
Winddrücken, und zwar bei jedem Zustand der Ausführung, stabil ist.
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Das Verfahren nach der Erfindung zum Spannen von Bewehrungen genügt
in allgemeiner Weise und insbesondere in der beschriebenen Ausführungsform der ersten
dieser beiden Bedingungen, weil es
den Baukörper nur regelmäßig
verteilten tangentialen Kräften oder höchstens Kräften gleich den tangentialen Höchstkraftwirkungen
aussetzt.
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Abb. 14 bis 22 veranschaulichen eine Ausführungsform des Verfahrens
nach der Erfindung in Anwendung bei Baukörpern aus vorher gegossenen Platten in
Verbindung mit dem Spannen der Bewehrungen durch aufeinanderfolgende Elemente und
unter Einhaltung der zweiten Bedingung. Bei dieser Verwirklichung des Verfahrens
nach der Erfindung, die insbesondere für lotrecht stehende zylindrische Behälter
anwendbar ist, führt man den Boden nach irgendeinem bekannten geeigneten Verfahren
aus. Die Wandung über diesem Boden, die man zunächst zylindrisch annimmt, wird aus
Platten P gebildet, die durch die Innen- und Außenfläche des Behälters und durch
durch die Behälter--achse gehende. Ebenen sowie durch dazu senkrechte Schnittflächen
begrenzt sind. Man kann die Dicke der Platten verändern, indem man der Innen- oder
der Außenfläche eine leichte Konizität gibt. Um die Platten seitlich abzugrenzen,
empfiehlt es sich .in der Regel, die durch die Behälterachse gehenden Ebenen durch
Ebenen zu ersetzen, die tangential zu einem zum Behälter konzentrischen Zylinder
von kleinem Durchmesser verlaufen, wie Abb. ifi in gestricheften Linien angibt;
die zur Behälterachse senkrechten Querschnittsflächen sind zweckmäßig durch Kegelflächen
zu ersetzen, die an der Spitze einen go° sehr nahe kommenden Halbwinkel aufweisen"
wie Abb. 17 in gestrichelten Linien erkennen läßt. Auf diese Weise erzielt man dichtere
Anschlußstellen an der Innen- und der Außenseite der aneinandergefügten Platten.
Bei ihrer Herstellung werden die Platten mit zu den Erzeugenden des Behälterzylinders
parallelen äußeren Nuten versehen, die eine 'den Durchmesser der geradlinigen lotrechten
Bewehrungen etwas überschreitende Tiefe und etwa die doppelte Breite aufweisen.
Die gleichen Nuten können zur Abstützung der Spannungserzeuger dienen, oder es können
hierfür andere Nuten besonders vorgesehen sein. Die Abmessungen der Platten sind
derart gewählt, daß man sie ohne Schwierigkeit handhaben kann und trotzdem die Zahl
der Dichtungsstellen auf ein Mindestmaß verringert ist.
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Die den ganzen Behälter bildenden Platten P werden in der Regel aus
bestmöglichem Beton hergestellt, der auf dem Rütteltisch verdichtet oder durch sonstige
ihm eine sehr hohe Dichtheit gebende Mittel behandelt ist. Die Platten können auch
aus geeigneter Steinmasse, aus beliebigen geformten Werkstoffen, Kunstharzen, Glas,
Metall, gemischten Werkstoffen, aus mit besonderen Überzügen oder ;Metall umkleidetem
Beton od. dgl. bestehen. Wie aus Abb. 14 bis i& hervorgeht, baut man die Platten
in der Weise auf, daß die waagerechten Verbindungsflächen gemäß Abb. i.& versetzt
zueinander angeordnet sind und die dazu senkrechten Verbindungsflächen ein Durchgehen
aller Nuten von unten nach oben an den Behälter bestimmen. Die erste Reihe umfaßt
zur Hälfte Halbplatten oder Platten; - die auf die .Hälfte ihrer Höhe den Behälterboden
umfassen. Diese Ausführungsform beruht dabei auf dem Prinzip, daß einerseits das
Umschnüren unter Spannung auf das Versetzen der Platten beinahe auf der ganzen Höhe
einer Platte folgt und daß andererseits ihm das Anbringen und häufig auch das Spannen
der Gesamtheit oder eines Teiles der senkrechten Bewehrungen vorangeht.
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Die .waagerechten Anschlußfugen, die in der Regel mit Mörtel gefüllt
werden, stellt man nach der Anordnung der Platten auf Zwischenstücken in Form von
leicht abnehmbaren Keilen her. Die senkrechten Verbindungen zwischen zwei durch
Pressen kräftig festgehaltenen Schalen werden entweder durch Einstampfen oder ein
kräftiges Rütteln geschaffen, das z. B. durch Vermittlung einer Blechlamelle ausgeübt
werden kann, welche die ganze Höhe der auszufüllenden Zwischenfuge einnimmt und
sogar im Bau verbleiben kann, um als Bewehrung für den Mörtel der Zwischenfuge zu
dienen und so dessen Festigkeit zu erhöhen. Die waagerechten Zwischenfugen werden
vorzugsweise von innen nach außen mit Mörtel vollgestampft.
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Man kann aber auch irgendeine andere Maßnahme zur Herstellung der
Verbindung zwischen den Platten anwenden. Beispielsweise kann man plastische Werkstoffe,.
wie plastische Metalle oder ähnliche Werkstoffe, für die Ausfüllung der Zwischenfugen
zwischen den Platten verwenden. Bei vollkommener Ausführung der Platten in sehr
genau gearbeiteten Formen oder bei berichtigendem Nacharbeiten der Dichtungsflächen
der Platten kann man auch von der Anwendung besonderer Verbindungs- und Dichtungsmittel
an den Stoßfugen absehen. Die waagerechten Fugen können erst nach dem Umschnüren
ausgefüllt werden, da die Druckwirkung der Umschnürung auf die senkrechten Fugen
einen hinreichenden Zusammenhalt des Baukörpers gewährleistet. Man hat auf diese
Weise die Gewißheit, daß die durch das Spannen der Bewehrung hervorgerufenen Formänderungen
keine Ortsveränderungen der waagerechten Fugen bewirken.
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Die lotrechten Fugen müssen der Bedingung genügen, daß ihre Formveränderung
beim Anspannen der Stähle sehr klein ist und sich auf alle Fälle mit den Formänderungen
des ganzen Baukörpers verträgt. Die Formveränderbarkeit der mit gestampftem oder
gerütteltem Beton gefüllten Fugen ist im übrigen auf Grund der Herstellung der Fugenfüllung
praktisch vernachlässigbar, und die Festigkeit.dieser Fugenfüllung überschreitet
alle Anforderungen der Praxis, insbesondere wenn man zugleich eine dünne Blechlamelle
in der angegebenen Weise verwendet.
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Für die Ausführung der lotrechten Bewehrungen verlegt man bei Beginn
der Herstellung des Baukörpers alle diejenigen, welche von dem Boden des Baukörpers
ausgehen, und kann natürlich dabei in jeder Höhenlage die Zahl vermehren oder vermindern.
Wenn sie nicht in dem vorher gefertigten Bodenteil verankert sind, bewirkt man ihre
Verankerung- an den Platten wie folgt: Man legt sie
paarweise in
einen Teil der an den Platten ausgesparten Nuten. Am unteren Ende der Bewehrungen
31 (vgl. Abb. 21 und 22) gehen diese Nuten in. Aussparungen 32 über, in denen man
Verankerungsplatten 33. aus Stahl anordnet, die mit einer kegelstumpfförmigen Bohrung
34: für die Durchführung der Bewehrungen versehen sind. Durch kräftiges Eintreiben
eines Keiles 315 in diese Bohrung zwischen die Bewehrungsdrähte werden diese festgeklemmt
und verblockt. Hierauf können sie durch Anziehen an ihrem oberen Ende gespannt werden,
wenn die Ausführung des Baukörpers bis zur Höhe dieser Enden gediehen ist. Bis dahin
wird der obere Teil der Bewehrungen kranzförmig aufgewickelt oder gemäß Abb. 14
und ig an dem freien Endstück 3ia umgebogen.
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Nachdem man die erste Lage von Platten versetzt hat, die abwechselnd
aus zur Hälfte in den Bodenteil des Behälters eingebettete oder auf Halbplatten
verkleinerte Platten und aus ganzen, die Nachbarplatten zahnartig zur Hälfte überragenden
Platten gebildet ist, beginnt man mit dem Anbringen der Bewehrung in der beschriebenen
Weise. Das Umschnüren erfolgt über den lotrechten, an ihrem unteren Ende verankerten
Bewehrungen und wird auf etwa zwei Drittel oder drei Viertel der freien Höhe der
niedrigeren Platten fortgesetzt. Man versetzt dann die nächste Plattenreihe in die
Zahnlücken, indem man in ihren Nuten einen Teil der senkrechten Bewehrungen abwickelt.
Hierauf fährt man mit der Umschnürung fort usw. Dias Spannen der lotrechten Bewehrungen
erfolgt, sobald der Baukörper bei seiner Herstellung die Höhe ihres oberen Endes
erreicht hat. Man spannt sie dann, indem man beispielsweise auf dieses Ende mit
Druckerzeugern einwirkt, die einerseits an den Platten P und anderseits an einer
an den Bewehrungen durch einen Keil verblockten Platte abgestützt sind. Nunmehr
verankert man die Bewehrungen endgültig mit einer zweiten mit einem Keil versehenen
Platte, die symmetrisch zu der in Abb. 21 und 22 wiedergegebenen Platte 33; liegt,
und dann führt man den Bauabschnitt über dieser Verankerung aus.
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Ebenso, wie man bestimmte lotrechte Bewehrungen in einer beliebigen
Höhenlage enden lassen kann, kann man auch neue nach dem Versetzen der Platten einführen,
mit denen sie an ihrem unteren Ende verankert werden müssen, bevor die Umschnürung
die Höhenlage dieser Verankerung erreicht. Man kann schließlich auch vorläufige
Zwischenverankerungen lotrechter Bewehrungen bewirken, was mit Hilfe von mit Keilen
versehenen Platten der beschriebenen Art oder unter Anwendung von besonderen Klemmitteln
geschehen kann, die für ein Lösen dieser vorläufigen Verankerungen ausgebildet sind.
Dies kann vor allem bei sehr hohen Behältern mit konstanter oder wenig veränderter
Anordnungsdichte der lotrechten: Be-Wehrungen nützlich sein. Auf Grund zufälliger
Beanspruchungen, wie z. B. durch Winddrücke, ergibt sich hier das Bedürfnis der
Erzeugung von lotrechten Vorspannungen vor der Vollendung des Baukörpers. Man kann
dann i/nderBewehrungenin einer bestimmten Höhe a, ein zweites ilji auf die Höhe
2a ... spannen, alle Bewehrungen sind dann auf die Höhe zi, gespannt, worauf
man das erste i/sa entspannt und auf die Höhe 2"a von neuem spannt usw.
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Um den oberen Teil des Behälters auszuführen, sind ein Gerüst und
Hubmittel erforderlich. Beispielsweise kann man ein Gerüst der in Abb. 14, 15, i8
und ig, dargestellten Ausführung verwenden. Dieses Gerüst umfaßt zwei Arbeitsbühnen
36, 37, von denen die eine,, 36, außerhalb und die andere, 37, innerhalb der Wandung
des Baukörpers liegt. Jede dieser beiden Bühnen ist aus Elementen 3$ zusammengesetzt,
deren Länge gleich der Breite einer Platte ist. Diese Elemente (vgl. Abb. iga) sind
an ihren Enden 38a an waagerechte Rohre 39 angeschlossen, welche Gelenke
für die Elemente 38 bilden und an lotrechten Stäben oder Röhren 4o, 4o" befestigt
sind sowie mit den Streben 41 Konsolen bilden. Die Röhren 4o, 4o" bilden ein Gerüst
von umgekehrter U-Form, das auf dem oberen Rand der zuletzt versetzten Platten aufliegt,
wie Abb. ig zeigt. Dieses Gerüst erstreckt sich über den gesamten Umfang des Baukörpers,
um das Verlegen und das schrittweise Spannen der Bewehrung sowie das Anordnen der
Platten zu ermöglichen. Das Gerüst gestattet weiterhin auch die Ausführung der notwendigen
Schutzüberzüge für die Verhinderung der Korrosion der Bewehrungen. Diese Schutzüberzüge
können indessen erst nach Abschluß des Anspannens der lotrechten und der waagerechten
Bewehrungen aufgebracht werden.
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Die innere Bühne 3.7 liegt etwas höher als die äußere Bühne 36, um
die Bedienung eines darüber angeordneten Kranes zu ermöglichen. Gegengewichte 42,
die an entsprechend verteilten Punkten des Gerüstes 4o, 4o, im Innern des Baukörpers
angeordnet sind, gewährleisten die Abstützung des unteren Endes der Rohre 4o" an
der inneren Wandseite des Baukörpers, während die äußeren Rohre 40 sich von der
Wand unter Bildung eines Zwischenraumes 43 zu entfernen suchen. Durch den Zwischenraum
43 gehen das freie Trum der Umschnürung sowie die noch nicht gespannten senkrechten
Bewehrungen 31,.31a hindurch. Der Umschnürungsdraht kommt von einer Spule 44 auf
einem Wagen 45, der auf einem am Boden um den Baukörper verlegten kreisförmigen
Gleis 46 verschiebbar ist. Dieser Wagen kann gleichzeitig eine Schweißmaschine 45a
tragen, die zur Ausführung der erforderlichen Schweißungen dient, wenn eine Drahtspule
verbraucht ist und durch eine neue Spule ersetzt werden muß.
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Gemäß der linken Seite der Abb. i& ruht das Gerüst 4o, 4o" auf
den oberen Kanten a, b, c, d der Platten P., P4 in den Zahnlücken auf. Nach
der rechten. Seite :der Abb. 18 bilden die Platten P, , P; eine obere Zahnreihe,
und das Gerüst 4o, 4o" ist hier im vornhinein auf den Kanten e, f, g, h der
Platten
P5, P 7 der Zwischenreihe aufgelegt, was durch die gelenkige Ausbildung
der Elemente der Arbeitsbühne ermöglicht ist.
_ . Zum Anheben und
Versetzen der Platten dient ein sehr leichter Kran, der aus einem Gestell von Rohren.
oder anderen Baugliedern besteht, die nach den Kanten eines Tetraeders angeordnet
und miteinander verbunden sind. Das eine dieser Rohre 47 trägt an seinen Enden Greifklauen
48, die damit z. B. durch Kugelgelenke verbunden sind und für die Abstützung -des
Kranes an der oberen Kante der bereits versetzten Platten dienen. Oberhalb dieser
Tetraederseite ragt die eine Tetraederecke 49 über die Wand des Baukörpers in dessen
Inneres hinein, während die Ecke So nach außen vorsteht und auch den äußeren Rand
der Bühne 36 überragt. Das die Ecken 49,, 5o verbindende Rohr ist als Laufschiene
für eine Katze 5 i ausgebildet, welche die Rollen 52 eines Flaschenzuges trägt.
Das Hubseil 51 das über diesen Flaschenzug läuft, ist an die Tetraederecke
So mit dem einen Ende angeschlossen und wickelt sich mit dem anderen Ende auf einer
Winde 54 auf. Der Kran ist mit Hilfe eines Seiles 55 verankert, das am Boden im
Innern des Baukörpers. befestigt ist und durch ein am Gestell des Krans befestigtes
Rohr56 hin--durchgeht sowie mit seinem freienEmde hinter diesem Rohr an dem Krangestell
angeschlossen ist. Durch Anziehen an diesem Seilende oder durch Lockern .dieses
Endes. kann die den Kran bedienende Person die Ecke So des Krangestells heben oder
senken. Der Kran dient zum Anheben der Platten P und des Gerüstes 4o, 4o" und wird.
entsprechend .den zu versetzenden Platten verschoben. Die Zahnlücken. am oberen
Randdes. Baukörpers werden mit Halbplatten geschlossen.
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Ein auf diese Weise hergestellter bewehrter Behälter, -zu dessen Ausführung
auch gleichwertige Mittel statt der in der Zeichnung angegebenen verwendet werden
können, wird, wie ersichtlich,. während seiner Fertigung nur Beanspruchungen unterworfen,.
welche kleiner als die Dauerbeanspruchungen sind, die er hernach auszuhalten hat.
Seine Wanddicke kann daher so berechnet werden, wie wenn er ein homogener Körper
mit den Festigkeitswetten von vorgespanntem Beton wäre, und läßt sich auf das theoretische
Mindestmaß verringern.
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Abb. 23 zeigt im lotrechten Schnitt eine Ausführungsform des Behälterbodens
5,7. bei der dieser getrennt hergestellt und mit den unteren Platten P durch die
Druckwirkung von Umschnürungen F" verbunden isst, die in einer oder mehreren Schichten
vorgesehen sind. Der so vorgespannte Boden braucht hierbei nicht besonders bewehrt
zu werden. Vor dem Aufbringen der Bewehrungen F, empfiehlt es sich, zwischen
den Platten P und dem Behälterboden .57 eine Fugendichtung 58 einzufügen. Der Behälterboden
kann, statt eben zu sein, auch die Form einer konvexen oder konkaven Kugelhaube
haben. Nach dem Verfahren der Abb. 23 kann man -in sehr einfacher Weise Behälterböden
erzielen, die gegen starke Drücke widerstandsfähig sind, und dabei kann der Boden
jede beliebige Form, Lage und Ausrichtung aufweisen.
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Abb. 24 zeigt im senkrechten Teilschnitt die Anwendung der beschriebenen
Mittel zur Ausführung von nicht zylindrischen Körpern, wie z. B. von Böden oder
Deckenkuppeln von Behältern. Die linke Hälfte von Abb. 24 läßt den Ansatz einer
Bodenkuppel erkennen, welche das Innere eines zylindrischen Behältersockels überragt.
Die Kuppel ist aus aufeinanderfolgenden Platten P gebildet, die sich auf der lotrechten
fertiggestellten Sockelwand h abstützen und an ihrer oberen Fläche mit Kerben 59
versehen sind, die in Aneinanderfügung eine schrau@benlinige Nut bilden; in diese
spannt man einen Umschnürungsdraht, nachdem man vorher Bewehrungen 6o in nach Meridianen
der Kuppel verlaufenden Nuten der Platten angeordnet hat. Die rechte Seite von Abb.
2'4 zeigt den Ansatz eines kegeligen oder ringförmigen Bodens, der außerhalb der
zylindrischen !Sockelwand V liegt.
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Die Umschnürung nach der Erfindung gestattet es, dem Beton neben anderen
Eigenschaften auch eine ausgezeichnete Dichte zu verleihen, so daß die aus diesem
Beton gebildeten Behälter und sonstigen Hohlkörper eine weitgehende Dichtheit sogar
gegenüber Kohlenwasserstoffen aufweisen.
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In einem derartigen umschnürten Hohlkörper, bei dem der Beton einer
Schrumpfung unterworfen ist, ruft dieser Vorgang eine Verringerung des Behälterdurchmessers
und infolgedessen Kräfte hervor, welche den Überzug abzulösen suchen" mit dem die
Bewehrungen bedeckt worden sind. Diese Kräfte sind um so bedeutender, je starrer,
d. h. je dicker der Überzug ist. Um dieses Ablösen des Überzugs zu verhindern, kann
man nach Abb. 25 die äußere Fläche der Betonwand 7o mit rippenartigen Vorsprüngen
71 und Vertiefungen 7,2- versehen. Die Umschnürungsdrähte 73 . stützen sich an .den
Vorsprüngen 71 ab, und der Mörtel des Überzugs 74 umschließt auf diese Weise. die
Bewehrungsdrähte 75 in den Vertiefungen 72. Daraus ergibt sich der doppelte Vorteil,
daß der Überzug 74 durch die Drähte 73. an der Wand 70 gehalten wird und
daß weiterhin die geradlinigen Bewehrungsdrähte 75 in den Vertiefungen 72 auch im
Fall eines teilweisen Ablösens des Überzugs 74 geschützt bleiben.
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Das Spannverfahren für Umschnürungen nach der Erfindung kann auch
allgemein zum Spannen von Bewehrungen aller Art Anwendung finden, die infolge ihres
bogenförmigen Verlaufs oder ihrer Länge oder aus anderer Ursache nicht eine vom
einen zum anderen Ende gleiche Spannung durch nur an ihren Enden angreifende Spannvorrichtungen
erhalten können. Beispielsweise zeigt Abb. 26 die Anwendung des Verfahrens der Erfindung
bei einem Balken mit fünf Abstützstellen U1 ... U5 und mit einer Bewehrung,
die beim Anspannen nach dem Abbinden des Betons einen sinuslinigen Verlauf Xo Xi
... X8 aufweist. Diese Linie enthält sechzehn Kurventeile 8i-8a', 82-82'
. .. 96-96', die durch unzugängliche gerade Teile 8i'-82, 83'=8.4.. . 95r96 und
durch zugängliche gerade Teile 82'-83, 84-85 ... 96-97 miteinander verbunden
sind.
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Nimmt man die Verankerung in denn Punkt Xo mit Hilfe irgendeiner bekannten
Maßnahme an und ordnet beispielsweise in jedem der vier zugänglichen Punkte X, .
. . X4 einen Spannungserzeuger, d. h. im ganzen vier j e eine Kraftwirkung
f ausübende
Spannungserzeuger, an, so hat die Summe dieser Wirkungen
die Erzeugung eines bestimmten Zuges T in dem Punkt X, nach dem Verfahren der Erfindung
zur Folge. Man hebt dann die Wirkung des Spannungserzeugers v1 im Punkt X1 auf und
bringt diesen nach dem Punkt X5, wo man ihn die gleiche Kraftwirkung ausüben läßt.
Man erhält auf diese Weise die gleiche Zugspannung in X1 wie in Xo. Nacheinander
verschiebt man in gleicher Weise alle Spannungserzeuger bis zu dem Augenblick, in
dem man einen Spannungserzeuger in dem letzten zugänglichen Punkt X8 anzubringen
hat.
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Wenn man diesen letzten Spannungserzeuger v4 in die neue Stellung
gebracht hat, schaltet man die. Wirkung des inX,liegenden nSpannungserzeügersvi
ab und ordnet ihn hinter dem in X8 befindlichen Spannungserzeuger v4 an, worauf
man ihn eine Kraftwirkung ausüben läßt, die von vornhinein so berechnet ist, daß
man in X5 die gleiche Zugspannung wie in X, erhält. In gleicher Art verschiebt man
die Spannungserzeuger v2 und v3 hinter v4 und v1 und läßt sie nacheinander im voraus
bestimmte Kraftwirkungen ausüben, welche in den Punkten X6, X 7 ,
X8 die gleiche Zugspannung wie in Xo hervorbringen. Zur Vereinfachung dieser Maßnahmen
kann man davon absehen, die Spannungserzeuger v1, v", v8 nach dem Spannungserzeuger
v4 anzuordnen, indem man diesen letzteren aufeinanderfolgende Kraftwirkungen ausüben
läßt, die gleich denen sind, die man :durch aufeinanderfolgende Anordnung der Spannungserzeuger
v1, V" v.; erhält.
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Natürlich kann man Mittel zur Verminderung der Reibungen, wie z. B.
die Verwendung von fetten Körpern, in den die Spannbewehrung aufnehmenden Betonkanälen
vorsehen. Jeder Spannungserzeuger kann an dem Beton abgestützt sein. Man kann nach
dem Verfahren der Erfindung auch Bewehrungen spannen, die nach einer gebrochenen
Linie verlaufen und z. B. durch einen Draht oder eine Gruppe von Drähten oder ein
Kabel gebildet sein können. Auch kann das Verfahren bei jedem Körper mit einer oder
mehreren Bewehrungen von bogenförmigem Verlauf Anwendung finden. In jedem Punkt,,
wo es möglich ist, die Bewehrung zu erfassen, kann man durch einen Zwischendruckerzeuger
oder auf andere Weise eine Spannung hervorrufen, welche die Spannungsabfälle ausgleicht,
die zwischen diesem Punkt und dem vorhergehenden sich etwa ergeben, wodurch die
Spannungsabfälle auf ein :Mindestmaß verringert werden.