EP0043078B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Heben und/oder Senken von Gebäuden oder -teilen, unter Verwendung von hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche einzeln und/oder gruppenweise zusammengefasst steuerbar sind - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Heben und/oder Senken von Gebäuden oder -teilen, unter Verwendung von hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche einzeln und/oder gruppenweise zusammengefasst steuerbar sind Download PDF

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    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/06—Separating, lifting, removing of buildings; Making a new sub-structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D35/00—Straightening, lifting, or lowering of foundation structures or of constructions erected on foundations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04G23/06—Separating, lifting, removing of buildings; Making a new sub-structure
    • E04G23/065—Lifting of buildings

Definitions

  • the object of the invention is to create a method and a device for eliminating skewing of buildings which, while avoiding the aforementioned disadvantages, enables the skewing of buildings or parts of buildings to be eliminated in a simple manner in a completely automatic manner, for optimal conditions like this Probably with regard to the distances to be covered by the cylinder-piston units and thus limitation of the additional tensions in the structure and, as a result, to avoid the formation of cracks during the lifting of the building.
  • FIG. 3 The arrangement of a cylinder-piston unit in the recess 18 of an inner wall of a basement can be seen from FIG. 3, and this is covered at the top and bottom by steel plates 19.
  • the upper steel plate 19 lies flat below the basement ceiling 20, while the lower steel plate 19 is placed on a concrete block 21 which is inserted into the recess 18.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • In Senkungsgebieten, wie z.B. in Bergbaugebieten, treten oftmals Schieflagen an Gebäuden auf, die zur Vermeidung grösserer Schäden möglichst frühzeitig zu beseitigen sind, d.h. die Gebäude müssen wieder in die Horizontale oder zumindestens annähernd in die horizontale Lage gebracht werden. Die möglichen Lagen der Hubebenen befinden sich unter den Fundamenten, in der Kellerwand über der Kellersohle oder unter der Kellerdecke.
  • Zu diesem Zwecke ist es bekannt, eine Hilfskonstruktion aus Stahlträgern unter der Kellerdecke im Bereich neben allen tragenden Wänden einzubringen, welche nur für die Zwecke der Beseitigung der Schieflage, also für das Heben, Verwendung findet. Über diese Stahlkonstruktion müssen alle Gebäudelasten abgefangen und zur Begrenzung des Aufwandes auf möglichst wenig Hubpunkte konzentriert werden, an denen hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten angesetzt werden. Die hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten sind auf besonders dafür zu errichtende Fundamente aufgesetzt. Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass dieses vergleichsweise aufwendig ist, weil sich der Einbau der Trägerkonstruktion und der für die hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten benötigten Fundamente oftmals sehr schwierig gestaltet. So ist es z. B. möglich, dass zur Beschaffung des notwendigen Raumes Wände ganz oder teilweise abgebrochen werden müssten, um die Träger und Fundamente überhaupt in das Kellergeschoss einbringen und anordnen zu können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Steuerung der hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten von Hand erfolgt. Es sind lediglich mechanische Hilfsmittel vorgesehen, z. B. in Form von Hubbegrenzern, welche derart geschaltet sind, dass bei Erreichen des Endanschlages an einer Zylinder-Kolben-Einheit über den Endanschlag die Abschaltung der anderen Zylinder-Kolben-Einheiten erfolgt. Die Steuerung der Zylinder-Kolben-Einheiten erfolgt einzeln oderzusammengefasst in Gruppen, und zwar abhängig von der optischen Beobachtung einer Bedienungsperson. Aus dieser Art der Steuerung ergibt sich die Gefahr einer Rissbildung im oberen Gebäude, da die Steuerungsmöglichkeit nur sehr grob ist. Ausserdem ist die Anzahl der Hubpunkte begrenzt. Eine grössere Anzahl wäre zwar grundsätzlich möglich, jedoch ist diese wiederum nicht überschaubar. Diese beschränkte Überwachungsmöglichkeit bringt die Gefahr mit sich, dass das anzuhebende Gebäude bzw. der anzuhebende Gebäudeteil infolge unterschiedlicher Hubwege an benachbarten Zylinder-Kolben-Einheiten reisst, was wiederum mit erheblichen Folgekosten verbunden ist, um die aufgetretenen Risse zu beseitigen.
  • Die CH-A-455 208 hat eine Windenanlage zur Errichtung von mehrgeschossigen Gebäuden zum Gegenstand, bei der eine Anzahl hydraulischer Winden auf einer Grundplatte unterhalb des Erdbodens gelagert ist, durch die ein jeweils in Erdbodenhöhe aus vertikalen Abstützungen und horizontalen Bauteilen gebildetes Stockwerk mit darüberliegenden fertigen Stockwerken um mindestens eine Stockwerkhöhe zwecks des darunter erfolgenden Aufbaus eines weiteren Stockwerks stufenweise angehoben wird. Es findet jedoch weder eine optische Ausmessung des Gebäudes, und schon gar nicht eine Schieflage des Gebäudes statt, noch werden irgendwelche Werte mit den Abmessungen des Bauteils bzw. des Gebäudes in Vergleich gesetzt und schon gar nicht mit den Positionen der Pressen im Gebäude selbst. Weiterhin werden auch nicht die aus einem solchen Vergleich resultierenden Werte auf an den Pressen vorgesehene Regler gegeben.
  • Die GB-A-839 192, und zwar insbesondere auch die Ausführung nach Figur 4, offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, mit welchem ein Gebäude oder ein Gebäudeteil auf eine horizontale Lage eingefahren werden soll. Zu diesem Zwecke wird das Prinzip einer sog. Schlauchwaage verwendet, um unter Einsatz elektrischer bzw. elektronischer Schaltglieder in Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsspiegel über miteinander in Verbindung stehende Behälter bestimmte Schaltsignale auszulösen.
  • Bei dem bekannten Verfahren findet die Beseitigung einer Schieflage in Abhängigkeit von einem Flüssigkeitsspiegel statt, wie sich insbesondere aus der Ausführung nach Figur 4 mit zugehöriger Beschreibung ergibt. Die verwendeten Kontaktstifte müssen in ganz bestimmter Weise zu dem Flüssigkeitsspiegel in den Behältern «E» eingestellt und ständig nachjustiert werden, um überhaupt eine Hebung in gewünschter Weise durchführen zu können. Bei dem bekannten Verfahren wird die Schieflage des Gebäudes nicht ausgemessen, sondern lediglich eine Schlauchwaage in geneigter Lage eingebaut, wobei die ganze Konstruktion nur einige wenige Hubelemente besitzt. Der Kraftaufwand für die als Hubelemente Verwendung findenden elektromotorisch angetriebenen Spindeln ist vergleichsweise hoch, zumindestens bei Beginn eines Hebevorganges, da sich das ganze Gewicht auf nur einige wenige Kraftpunkte verteilt.
  • Der Aufwand an elektrischer sowie hydraulischer Installation ist derart erheblich, dass die bekannte Vorrichtung allenfalls stationär eingebaut werden kann, nicht aber als mobiles Aggregat auf den verschiedensten Bauteilen Einsatz finden kann.
  • Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von Schieflagen von Gebäuden zu schaffen, welche unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile die Beseitigung von Schieflagen von Gebäuden bzw. Gebäudeteilen auf einfache Art in völlig selbsttätiger Weise ermöglicht, um optimale Bedingungen sowohl hinsichtlich der von den Zylinder-Kolben-Einheiten zurückzulegenden Wege und damit Begrenzung der zusätzlichen Spannungen im Baukörper als auch daraus resultierend die Vermeidung von Rissbildungen während des Hebens des Gebäudes zu erreichen.
  • Gemäss der Erfindung wird dies verfahrensgemäss dadurch erreicht, dass die Schiefstellung des Gebäudes bzw. -teils als Ist-Wert ausgemessen und einem Zentralregler zugeführt wird, welcher durch Vergleich dieses Ist-Wertes mit den Abmessungen des Gebäudes bzw. -teils sowie den Positionen der Zylinder-Kolben-Einheiten und/oder Gruppen derselben im Gebäude bzw. -teil Soll-Werte bildet, welche auf an den Zylinder-Kolben-Einheiten vorgesehene Regler gegeben werden und die von den Zylinder-Kolben-Einheiten aufgrund der von ihrem zugehörigen Reglern gebildeten Stellsignale zurückgelegten Wege als Ist-Werte gemessen und in ihren Reglern fortlaufend zur Bildung von Stellsignalen für die Zylinder-Kolben-Einheiten mit den vom Zentralregler vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden. Durch diese Regelung ist es möglich, völlig unabhängig von der Beobachtung durch Bedienungspersonen die Schieflage eines Gebäudeteils oder eines ganzen Gebäudes laufend zu korrigieren, bis die angestrebte horizontale Lage oder eine nahezu horizontale Lage erreicht ist. Es bedarf lediglich zu Beginn der Ermittlung des Ist-Wertes derschieflage eines Gebäudes, was beispielsweise auf optischem Wege erfolgen kann, woraufhin durch einen Vergleich dieses Ist-Wertes mit den Abmessungen des Gebäudes und den Positionen der Zylinder-Kolben-Einheiten vom Zentralregler Soll-Werte für die einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten gebildet werden, die von deren Reglern weiter zu Stellsignalen für die Zylinder-Kolben-Einheiten verarbeitet werden, so dass diese entsprechend ihrer Position im anzuhebenden Gebäude einen mehr oder weniger grossen Weg zurücklegen, welcher ständig gemessen und als Regelgrösse in die Regler der Zylinder-Kolben-Einheiten zurückgegeben werden, in denen wiederum die sich aus der Änderung der Ist-Lage des Gebäudes ergebenden neuen Werte als Soll-Werte vorgegeben werden und so eine fortlaufende Regelung erfolgt, bis das Gebäude die gewünschte Lage erreicht hat. Die Abweichung der Hubwege einzelner Heber von den Soll-Werten wird vorzugsweise auf 0,5 mm begrenzt.
  • Vorteilhaft findet als Zentralregler ein Rechner, vorzugsweise ein Microprozessor, Verwendung.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Regler der Zylinder-Kolben-Einheiten über eine serielle Schnittstelle mit dem Zentralregler verbunden, so dass vom Zentralregler aus je nach der Position der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten ein mehr oder weniger grosser Hub durchgeführt werden kann.
  • Die aufgrund der von den Zylinder-Kolben-Einheiten zurückgelegten Wege gemessenen Ist-Werte werden von den Reglern der Zylinder-Kolben-Einheiten auf den Zentralregler gegeben und in diesem mit den vorgegebenen Hubwerten verglichen. Durch diese Rückmeldung ist es möglich festzustellen, ob der den einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten vorgegebene Hub auch tatsächlich zurückgelegt worden ist. Sollte dieses nicht der Fall sein, d.h. also die Quittungssignale nicht beim Zentralregler ankommen, wird der Hebevorgang abgebrochen, da dann eine Störung vorliegen muss.
  • Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens, bei welcher die hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten in den der Lastableitung dienenden tragenden Bauteilen, wie z. B. Wände, Scheiben, Stützen usw., vorgesehen sind.
  • Vorteilhaft sind die Zylinder-Kolben-Einheiten jeweils mit einer Pumpe, einem Hydraulikbehälter sowie Steuerventilen ausgerüstet. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine ausserordentlich kompakte Bauweise der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche eine schnelle und einfache Montage ermöglichen, da lediglich ein 220 V-StromanschlusszudeneinzelnenZylinder-Kolben-Einheiten für deren Miniaturpumpe verlegt zu werden braucht. Die Zylinder-Kolben-Einheiten werden in Ausnehmungen der tragenden Bauteile, z.B. unter der Kellerdecke des zu hebenden Gebäudes, eingesetzt, in einem so engen Abstand voneinander, dass es der Einbringung einer besonderen Trägerkonstruktion und der Vorsehung von Fundamenten für die Zylinder-Kolben-Einheiten nicht bedarf, da die tragenden Bauteile sowohl oberhalb als auch unterhalb der gewählten Hubebene ihre Funktionen behalten. Jede einzelne Zylinder-Kolben-Einheit ist vorteilhaft mit einem Weggeber ausgerüstet, so dass ein in sich geschlossener Regelkreis vorliegt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:
    • Figur 1 ein Blockschaltbild des Regelkreises,
    • Figur 2 in schematischer Darstellung die Ansicht und Draufsicht einer Zylinder-Kolben-Einheit und
    • Figur 3 in schematischer Darstellung die Anordnung einer Zylinder-Kolben-Einheit in einem tragenden Bauteil eines Gebäudes.
  • Wie aus dem Blockschaltbild der Figur 1 hervorgeht, ist mit 1 der elektrische Anschluss an das übliche 220 V-Netz bezeichnet. An die zu diesem Anschluss führenden Leitungen 2 ist der Zentralregler 3 angeschlossen, welcher von einem Tischrechner mit Terminal gebildet ist. Die vom Zentralregler 3 errechneten Werte können über den Drucker 4 zum Ausdruck gebracht werden. Die vom Zentral regler 3 ermittelten Werte werden über die serielle Schnittstelle 5 über die vieradrige BUS-Leitung 7 auf den Regler 8 der Zylinder-Kolben-Einheit 9 gegeben, die ausserdem mit einem Weggeber 10 verbunden ist. Wie aus Figur 1 hervorgeht, sind Regler 8, Zylinder-Kolben-Einheit 9 sowie Weggeber 10 zu einer Einheit zusammengefasst, wie durch 6 angedeutet ist. Diese Einheit 6 stellt einen in sich geschlossenen Regelkreis dar.
  • Die weiteren Regler 11, 12, 13, 14, 15-n sind über Stern- und Ringleitungen 7 and das 220 V-Netz angeschlossen. Die Anzahl der Regler 8, 11-n und damit der zugehörige Zylinder-Kolben-Einheiten 9 ist beliebig und richtet sich nach den Gegebenheiten des jeweiligen Bauwerkes.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:
  • In dem Zentralregler 1 wird die z.B. auf optischem Wege gemessene Schieflage eines Gebäudes eingegeben, ebenso die Positionen der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten 8 im Gebäude. Aus der Schieflage und den Positionen der Zylinder-Kolben-Einheit 9 errechnet der Zentralregler 3 in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Höhe, um die das Gebäude schrittweise angehoben werden soll, beispielsweise um 3 cm, den jeweiligen Anhubweg der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten 9. Diese Soll-Werte werden den Reglern 8, 11-n der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten 9 vorgegeben, so dass der Anhebevorgang praktisch gleichzeitig erfolgt, wenn auch über die gemeinsamen Leitungen 7 der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten zeitlich versetzt beaufschlagt werden. Die Zeitdifferenz ist jedoch so gering, dass diese in der Praxis vernachlässigbar ist, d. h. die einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten 9 beginnen nahezu gleichzeitig ihren Hubvorgang.
  • Der Zentralregler 3 übermittelt über die serielle Schnittstelle 5 in Form eines parallelen seriellen Umsetzers mit Potentialtrennung die Sollvorgaben für die einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten 9 an deren Regler 8, 11-n. Da diese mit einem Weggeber 10 gekoppelt sind, findet eine Rückmeldung auf die zugehörigen Regler 8, 11-n statt und von diesen auch auf den Zentralregler 3, so dass in diesem ein Vergleich stattfinden kann, ob der vorgegebene Hubweg auch tatsächlich zurückgelegt worden ist. Wenn die Quittungssignale von den einzelnen Reglern 8, 11-n nicht beim Zentralregler 3 ankommen, wird der Hebevorgang abgebrochen, da dann eine Störung vorliegen muss.
  • Es können beliebig viele Zylinder-Kolben-Einheiten angeschlossen werden, und zwar gruppenweise oder einzeln, wobei diese auch in Hintereinander- oder Parallelschaltung angeordnet sein können.
  • Jede Einheit 6 stellt einen in sich geschlossenen Regelkreis dar, wobei zusätzlich eine Hin-und Rückleitung zu dem Zentralregler 3 besteht. Dessen Werte können auf einem Bildschirm sichtbar gemacht und über einen gesonderten Drucker 4 ausgedruckt werden.
  • Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist an jede Zylinder-Kolben-Einheit 9 eine Elektrokleinpumpe 16 angeschlossen, deren Vor- und Rücklaufleitungen 17 über Elektro-Magnetventile von dem zugehörigen Rechner 8 gesteuert sind. An der Zylinder-Kolben-Einheit 9 ist der Weggeber 10 angebracht, der elektrisch mit dem zugehörigen Regler 8 in Verbindung steht.
  • Aus Figur 3 ist die Anordnung einer Zylinder-Kolben-Einheit in der Nische 18 einer Innenwand eines Kellers ersichtlich, und zwar wird diese nach oben und unten durch Stahlplatten 19 abgedeckt. Die obere Stahlplatte 19 liegt plan unterhalb der Kellerdecke 20 an, während die untere Stahlplatte 19 auf einen Betonstein 21 aufgelegt ist, welcher in die Nische 18 eingesetzt ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Beseitigung von Schieflagen von bestehenden Gebäuden oder -teilen, unter Verwendung von hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche einzeln und/oder gruppenweise zusammengefasst steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiefstellung des Gebäudes bzw. Teiles als Ist-Wert ausgemessen und einem Zentralregler (3) zugeführt wird, welcher durch Vergleich dieses Ist-Wertes mit den Abmessungen des Gebäudes bzw. -teils sowie den Positionen der Zylinder-Kolben-Einheiten (9) und/oder Gruppen derselben im Gebäude bzw. -teil Soll-Werte bildet, welche auf an den Zylinder-Kolben-Einheiten (9) vorgesehene Regler (8, 11-n) gegeben werden und die von den Zylinder-Kolben-Einheiten (9) aufgrund der von ihren zugehörigen Reglern (8, 11-n) gebildeten Stellsignale zurückgelegten Wege als Ist-Werte gemessen und in ihren Reglern (8, 11-n) fortlaufend zur Bildung von Stellsignalen für die Zylinder-Kolben-Einheiten (9) mit den vom Zentralregler (3) vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zentralregler (3) ein Rechner, vorzugsweise Microprozessor dient.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (8, 11-n) der Zylinder-Kolben-Einheiten (9) über eine serielle Schnittstelle (5) mit dem Zentralregler (3) verbunden sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmessen der jeweiligen Ist-Werte des Gebäudes auf optischem Wege erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund der von den Zylinder-Kolben-Einheiten (9) zurückgelegten Wege gemessenen Ist-Werte von den Reglern (8, 11-n) der Zylinder-Kolben-Einheiten (9) auf den Zentralregler (3) gegeben und in diesem mit den vorgegebenen Hubwegen verglichen werden.
6. Vorrichtung zum Heben und/oder Senken von Gebäuden oder -teilen unter Verwendung von hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche einzeln und/oder gruppenweise zusammengefasst steuerbar sind zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten (9) in den der Lastverteilung dienenden tragenden Bauteilen angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheiten (9) jeweils mit einer Pumpe (16), einem Hydraulikbehälter sowie Steuerventilen ausgerüstet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheiten (9) mit einem Weggeber (10) ausgerüstet sind.
EP81104832A 1980-06-26 1981-06-23 Verfahren und Vorrichtung zum Heben und/oder Senken von Gebäuden oder -teilen, unter Verwendung von hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheiten, welche einzeln und/oder gruppenweise zusammengefasst steuerbar sind Expired EP0043078B1 (de)

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