EP2239398B1 - Turm - Google Patents
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- EP2239398B1 EP2239398B1 EP10002786A EP10002786A EP2239398B1 EP 2239398 B1 EP2239398 B1 EP 2239398B1 EP 10002786 A EP10002786 A EP 10002786A EP 10002786 A EP10002786 A EP 10002786A EP 2239398 B1 EP2239398 B1 EP 2239398B1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
- E04H12/02—Structures made of specified materials
- E04H12/12—Structures made of specified materials of concrete or other stone-like material, with or without internal or external reinforcements, e.g. with metal coverings, with permanent form elements
-
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- E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
- E04H12/16—Prestressed structures
Definitions
- the invention relates to a tower, preferably for wind turbines, which consists at least partially of standing up on a foundation slab and stacked precast concrete wall elements, wherein the upwardly tapered tower is constantly created from flat precast concrete wall elements, the one having a polygon plan structure are composed.
- the invention further relates to a method for constructing a tower.
- Wind power towers have been known for a long time. In this case one differentiates z.
- conical tubular steel towers lattice towers, guyed masts or hybrid towers. Especially with high plants, from 100 m height, z.
- high conical tubular steel towers which are made of individual, to be connected on site shots, very large pipe diameters are needed for static reasons. These individual pipe sections with the huge pipe diameters can be transported with known means of transport on the road or in extreme cases on hard to reach ways hardly.
- the JP 2007-120080 A Although disclosed for the construction of towers even flat concrete elements, but it rectangular and trapezoidal elements are necessary, which are set alternately side by side to form a tower. Ie. Again, there is a high cost for the many forms.
- the DE 20 2007 003 842 U2 discloses in addition to even mast sections at least curved sections, so that here too a high cost of the molds must be operated.
- the invention has for its object to improve a tower and a method for the construction of a tower in that its elements can be easily transported, that the tower can be quickly erected on site by prefabricated elements that the establishment safely and without complex scaffolding can be done quickly and that the production of the elements themselves is simple, sustainable cost-effective and time-saving.
- the flat prefabricated wall elements have the shape of an isosceles trapezoid that at least one of the standing directly on the foundation plate precast concrete wall elements has a lower height than the other directly on the bottom plate upright precast concrete wall elements that between the precast concrete forest elements raised directly on the floor slab and the top finished precast concrete wall elements all the precast concrete wall elements have the same height and that in the gaps between them Top Prefabricated Concrete Wall Elements Prefabricated concrete wall element lower height are used.
- the precast concrete wall elements are flat, sufficient a flat formwork, in which only the wall elements adjustable, and must be adjustable to the desired level.
- the tower should preferably have an octagonal shape.
- the tower can be very quickly and above all very safe to build, as the precast concrete wall elements used in the gaps can be connected to the already existing side panels, so that even when building a great strength and security is given.
- the tower can thus have heights in the grid of 5m height difference, depending on whether the top precast concrete wall elements on a high precast concrete wall elements or a precast concrete wall elements lesser height foot.
- the flat prefabricated concrete wall elements are provided in depth with bevelled cheeks. As a result, the individual precast concrete wall elements can be better adapted to each other. In the joints between the precast concrete wall elements less concreting must be.
- precast concrete wall elements are concreted with each other and with the foundation plate on concrete benches, and that the precast concrete wall elements have in the direction of their height sheaths, and that the precast concrete wall elements against each other and possibly against against inserted in the ducts tension strands the foundation are biased.
- the tower made of precast concrete elements already has a height of about 100 m, z.
- the spire made of steel which will then increase the tower then possibly by 30 m, are processed with significantly smaller diameters, as for the lowest shots of a steel tube tower with a height of 130 m.
- Such smaller diameters can also be delivered to rough terrain points.
- the precast concrete wall elements are placed on the foundation plate and connected to this and each other, wherein at least one precast concrete wall element has a lower height, preferably half the height of the other wall elements, wherein the high and half-height prefabricated concrete wall elements are preferably placed alternately in the shape of the desired polygon plan that each high high concrete wall elements are placed on the thus constructed lower ring, the precast concrete wall elements are respectively inserted and connected in the gaps between the higher precast concrete wall elements, and that this climbing construction is continued up to the desired height of the tower and that only half-height ready-mixed concrete wall elements are used when reaching the desired height in the gaps present there.
- the climbing construction ensures that the precast concrete wall elements can be safely placed on each other and support each other. As a result, a simple and secure connection of the precast concrete wall elements is given together. In addition, the climbing construction allows a very fast construction of the tower.
- tension strands are introduced, which are set after reaching the desired tower height under tension and pre-stress the precast concrete wall elements against each other and possibly against the foundation. This allows the tower to remove very high loads in the vertical direction.
- FIG. 1 shows a tower 1, which stands on a foundation plate 2 and consists of individual prefabricated concrete wall elements 3, 4, the tip of which is formed by a conical steel tube 5, which carries the nacelle 6.
- FIG. 2 shows the foundation plate 2, stand on the wall elements 3, 4 in the form of an octagonal polygon.
- the wall elements 3 have a high height, z. B. 10 m, while the wall elements 4 is half the height, z. B. 5 m have.
- a wall element 4 is arranged between each two wall elements 3, a wall element 4 is arranged.
- the resulting gap between the wall elements 3 serves to introduce a new wall element 3 ', wherein the wall element 3' not only stands up on the wall element 4 but can also be connected to the sides of the wall elements 3.
- wall elements 3 "can now be inserted into the gaps then created.
- This climbing construction is particularly safe because the individual wall elements not only stand up firmly, but can be connected at their sides equal to existing wall elements.
- the construction of such a tower is very fast.
- the transport of each z. B. 10 m long concrete elements can be done on the usual truck. Since they are also flat elements, they can easily be stacked or stored side by side on the truck.
- the individual precast concrete elements 3, 3 ', 3 ", ...., 3" all have the same height, while the eight required wall elements 4, 4' have half the height.
- four identical wall elements 3, 4 can always be used.
- the next higher wall elements then have to be formed again because of the conicity of the tower so that the two parallel sides of the isosceles trapezoid are each formed correspondingly shorter.
- the corresponding precast concrete wall elements can be easily produced in a formwork. If the side boundaries of the formwork are set to the desired angle, the side boundaries only need to be adjusted towards each other for shortened parallel sides.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Turm, vorzugsweise für Windkrafträder, der zumindest teilweise aus auf einer Fundamentplatte aufstehenden und übereinander angeordneten Fertigbeton-Wandelementen besteht, wobei der sich nach oben stetig verjüngende Turm aus ebenen Fertigbeton-Wandelementen erstellt ist, die zu einem, einen Polygongrundriss aufweisenden Bauwerk zusammengesetzt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Errichtung eines Turms.
- Windkrafttürme sind seit langem bekannt. Dabei unterscheidet man z. B. konische Stahlrohrtürme, Gittertürme, abgespannte Masten oder Hybridtürme. Insbesondere bei hohen Anlagen, ab 100 m Höhe, z. B. hohe konische Stahlrohrtürme, die aus einzelnen, vor Ort zu verbindenden Schüssen gefertigt sind, werden aus statischen Gründen sehr große Rohrdurchmesser benötigt. Diese einzelnen Rohrschüsse mit den riesigen Rohrdurchmessern lassen sich mit bekannten Transportmitteln über die Straße oder im Extremfall auf schwer zugänglichen Wegen kaum transportieren.
- Man ist aber auch schon dazu übergegangen, Türme zumindest teilweise aus Beton herzustellen. Für einen schnellen Aufbau derartiger Türme ist es auch schon bekannt, den Turm aus Fertigbeton-Bauteilen herzustellen. Dabei handelt es sich, wie z.B. aus der
DE 603 09 668 T2 bekannt, um gebogene bzw. winklige Fertigbetonbauteile, die, wenn sich der Turm nach oben hin verjüngen soll, für jede Schusshöhe unterschiedliche Biegeradien aufweisen müssen. Es muss daher eine große Anzahl von Formen unterschiedlicher Radien vorbereitet werden, um die entsprechenden Fertigbeton-Wandelemente herstellen zu können. Dadurch ist zwar das Problem eines leichteren Transportes gelöst, der hohe Kostenaufwand für die vielen Formen ist jedoch auch vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit nicht akzeptabel. - Die
JP 2007-120080 A - Die
DE 20 2007 003 842 U2 offenbart neben ebenen Mastabschnitten zumindest auch gekrümmte Abschnitte, so dass auch hier ein hoher Kostenaufwand für die Formen betrieben werden muss. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turm sowie ein Verfahren zur Errichtung eines Turms dahingehend zu verbessern, dass seine Elemente leicht transportiert werden können, dass der Turm vor Ort schnell durch vorgefertigte Elemente errichtet werden kann, dass die Errichtung auch ohne aufwendige Gerüste sicher und schnell erfolgen kann und dass die Herstellung der Elemente selbst einfach, nachhaltig kostengünstig und zeitsparend ist.
- Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die ebenen Fertigbau-Wandelemente die Form eines gleichschenkeligen Trapezes aufweisen, dass von den direkt auf der Fundamentplatte aufstehenden Fertigbeton-Wandelementen mindestens eines eine geringere Höhe aufweist als die übrigen direkt auf der Bodenplatte aufstehenden Fertigbeton-Wandelemente, dass die zwischen den direkt auf der Bodenplatte aufstehenden Fertigbeton-Waldelemente und den obersten, den Abschluss bildenden Fertigbeton-Wandelemente alle Fertigbeton-Wandelemente die gleiche Höhe aufweisen und dass in den Lücken zwischen den obersten Fertigbeton-Wandelementen Fertigbeton-Wandelement geringere Höhe eingesetzt sind.
- Dadurch dass die Fertigbeton-Wandelemente eben ausgebildet sind, genügt eine ebene Schalung, bei der lediglich die Wandelemente einstellbar, und auf das gewünschte Maß justierbar sein müssen. Obwohl als Polygon auch eine dreieckige Grundrissform infrage kommt, sollte der Turm vorzugsweise eine achteckige Form aufweisen.
- Durch die Verwendung gleichschenkeliger Trapeze ist gewährleistet, dass sich der Turm nach oben stetig verjüngt. Einzelne Stufen, wie sie sich ggf. bei, aus gerundeten Fertigbeton-Wandelementen bestehenden Türmen ergeben sind damit ausgeschlossen.
- Durch die beanspruchte Anordnung des untersten Ringes der Fertigbeton-Wandelemente wird z. B. bei einem Polygon mit acht gleichlangen Seiten erreicht, dass vier gleiche lange Elemente und vier gleiche kurze Elemente für den untersten Ring vorgesehen sind, wobei in die Lücken zwischen die langen Elemente nunmehr vier gleiche, lange Elemente eingesetzt und ausreichend befestigt werden können, die in der zweiten Ebene wiederum Lücken zwischen sich aufweisen, in die wiederum lange Elemente eingesetzt und befestigt werden. Durch diese Kletterbauweise lässt sich der Turm sehr schnell und vor allem sehr sicher aufbauen, da die in die Lücken eingesetzten Fertigbeton-Wandelemente gleich mit den bereits stehenden Seitenteilen verbunden werden können, so dass schon beim Aufbau eine große Festigkeit und Sicherheit gegeben ist.
- Werden z.B. Fertigbeton-Wandelemente mit einer größeren Höhe von 10m verwendet, kann der Turm somit Höhen im Rastermass von 5m Höhenunterschied aufweisen, je nachdem, ob die obersten Fertigbeton-Wandelemente auf einem hohen Fertigbeton-Wandelemente oder aber einem Fertigbeton-Wandelemente geringerer Höhe fußen.
- Nachahmenswert ist, dass die ebenen Fertigbeton-Wandelemente in die Tiefe mit angeschrägten Wangen versehen sind. Dadurch lassen sich die einzelnen Fertigbeton-Wandelemente besser aneinander anpassen. In den Verbindungsfugen zwischen den Fertigbeton-Wandelementen muss weniger ausbetoniert werden.
- Es hat sich bewährt, dass die Fertigbeton-Wandelemente untereinander und mit der Fundamentplatte über Betonnischen ausbetoniert sind, und dass die Fertigbeton-Wandelemente in Richtung ihrer Höhe Hüllrohre aufweisen, und dass die Fertigbeton-Wandelemente über in den Hüllrohren eingesetzte Spannlitzen gegeneinander und ggf. gegen das Fundament vorgespannt sind.
- Durch die vorgespannten Betonteile können die Belastungen in vertikaler Richtung, insbesondere aus Windkraft sowie die Einwirkungen aufgrund der Rotorblätter sehr gut aufgenommen werden.
- Bemerkenswert ist, dass auf den, einen Abschluss bildenden obersten Fertigbeton-Wandelementen eine Turmspitze aus Stahl oder aber die Maschinengondel selbst angeordnet ist.
- Wenn der Turm aus Fertigbeton-Bauelementen bereits eine Höhe von ca. 100 m aufweist, kann z. B. die Turmspitze aus Stahl, die den Turm dann noch um eventuell 30 m erhöhen soll, mit erheblich kleineren Durchmessern verarbeitet werden, als für die untersten Schüsse eines Stahlrohrturms mit eine Höhe von 130 m. Derartige kleinere Durchmesser lassen sich auch noch an unwegsame Geländepunkte anliefern. Es besteht aber auch die Möglichkeit, direkt auf die den Abschluss bildenden Fertigbeton-Wandelemente die Maschinengondel aufzusetzen.
- Es empfiehlt sich, um einen erfindungsgemäßen Turm aufzubauen, dass die Fertigbeton-Wandelemente auf die Fundamentplatte aufgesetzt und mit dieser und untereinander verbunden werden, wobei mindestens ein Fertigbeton-Wandelement eine geringere Höhe, vorzugsweise die halbe Höhe der übrigen Wandelemente aufweist, wobei die hohen und halbhohen Fertigbeton-Wandelemente vorzugsweise abwechselnd in Form des gewünschten Polygongrundriss aufgestellt werden, dass auf dem so errichteten unteren Ring jeweils hohe Fertigbeton-Wandelemente aufgesetzt werden, wobei die Fertigbeton-Wandelemente jeweils in die Lücken zwischen den höher stehenden Fertigbeton-Wandelementen eingesetzt und verbunden werden, und dass diese Kletterbauweise bis zur gewünschten Höhe des Turms fortgeführt wird und dass bei Erreichen der gewünschten Höhe in die dort vorliegenden Lücken nur noch halbhohe Fertigbeton-Wandelemente eingesetzt werden.
- Durch die Kletterbauweise ist gewährleistet, dass die Fertigbeton-Wandelemente sicher aufeinander aufgesetzt werden können und sich dabei gegenseitig stützen. Dadurch ist auch ein einfaches und sicheres Verbinden der Fertigbeton-Wandelemente miteinander gegeben. Zudem ist durch die Kletterbauweise ein sehr schneller Aufbau des Turms möglich.
- Zweckmäßig ist, dass in die Hüllrohre der Fertigbeton-Wandelemente Spannlitzen eingeführt werden, die nach Erreichen der gewünschten Turmhöhe unter Spannung gesetzt werden und die Fertigbeton-Wandelemente gegeneinander und ggf. gegen das Fundament vorspannen. Dadurch kann der Turm in vertikaler Richtung sehr gut hohe Belastungen abtragen.
- Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigen:
-
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Turm; -
Fig. 2 perspektivisch den unteren Ring eines erfindungsgemäßen Turms, und. -
Fig. 3 perspektivisch den unteren Bereich eines erfindungsgemäßen Turms. -
Figur 1 zeigt einen Turm 1, der auf einer Fundamentplatte 2 steht und aus einzelnen Fertigbeton-Wandelementen 3, 4 besteht, dessen Spitze von einem konischen Stahlrohr 5 gebildet wird, welches die Maschinengondel 6 trägt. -
Figur 2 zeigt die Fundamentplatte 2, auf der Wandelemente 3, 4 in Form eines achteckigen Polygons aufstehen. Dabei haben die Wandelemente 3 eine große Höhe, z. B. 10 m, während die Wandelemente 4 die Hälfte der Höhe, z. B. 5 m aufweisen. Zwischen jeweils zwei Wandelementen 3 ist ein Wandelement 4 angeordnet. Die dadurch entstehende Lücke zwischen den Wandelementen 3 dient dazu, ein neues Wandelement 3' einzubringen, wobei das Wandelement 3' nicht nur auf dem Wandelement 4 aufsteht sondern auch mit den Seiten der Wandelemente 3 verbunden werden kann. In der nächsten Ebene können nunmehr Wandelemente 3" in die dann entstandenen Lücken eingesetzt werden. - Diese Kletterbauweise ist besonders sicher, da die einzelnen Wandelemente nicht nur fest aufstehen, sondern an ihren Seiten gleich mit vorhandenen Wandelementen verbunden werden können. Der Aufbau eines derartigen Turms geht sehr schnell. Der Transport der einzelnen z. B. 10 m langen Betonelemente kann auf dem üblichen Lkw erfolgen. Da es sich zudem um ebene Elemente handelt, lassen sich diese leicht stapeln bzw. nebeneinander auf dem Lkw lagern.
- Am oberen Ende des Turms werden in die letzten Lücken zwischen den Wandelementen 3n Wandelemente 4' gesetzt, so dass dadurch eine gleiche Höhe des oberen Rings des Turms erreicht wird. Auf diesen Ring kann ggf. über einen Adapter 7 das Stahlrohr 5 oder eventuell eine Maschinengondel 6 direkt aufgesetzt werden (s.
Fig. 1 ). - Die einzelnen Fertigbetonelemente 3, 3', 3", ...., 3" haben alle die gleiche Höhe, während die acht benötigten Wandelemente 4, 4' die halbe Höhe aufweisen. Bei einem achteckigen Polygon können stets vier gleiche Wandelemente 3, 4 Anwendung finden. Die nächst höher angeordneten Wandelemente müssen dann wieder wegen der Konizität des Turms so ausgebildet werden, dass die beiden parallelen Seiten des gleichschenkligen Trapezes jeweils entsprechend kürzer ausgebildet sind.
- Die entsprechenden Fertigbeton-Wandelemente lassen sich jedoch leicht in einer Schalung herstellen. Wenn die Seitenbegrenzungen der Schalung auf den gewünschten Winkel eingestellt sind, müssen die Seitenbegrenzungen lediglich für verkürzte parallele Seiten jeweils aufeinander zu angestellt werden.
-
- 1
- Turm
- 2
- Fundamentplatte
- 3
- Wandelement
- 4
- Wandelement
- 5
- Stahlrohr
- 6
- Maschinengondel
- 7
- Adapter
Claims (6)
- Turm (1), vorzugsweise für Windkrafträder, der zumindest teilweise aus auf einer Fundamentplatte (2) aufstehenden und übereinander angebrachten Fertigbeton-Wandelementen (3, 4) besteht, wobei der sich nach oben stetig verjüngende Turm (1) aus ebenen Fertigbeton-Wandelementen (3, 4) erstellt ist, die zu einem, einen Polygongrundriss aufweisenden Bauwerk zusammengesetzt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ebenen Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweisen,
dass von den direkt auf der Fundamentplatte (2) aufstehenden Fertigbetonelementen (3, 4) mindestens ein Fertigbeton-Wandelement (4) eine geringere Höhe aufweist, als die übrigen direkt auf der Fundamentplatte (2) aufstehenden Fertigbeton-Wandelemente (3),
dass die zwischen den direkt auf der Fundamentplatte (2) aufstehenden Fertigbeton-Wandelementen (3, 4) und der obersten Abschluss-Fertigbeton-Wandelementen (3n, 4') alle Fertigbeton-Wandelemente (3) die gleiche Höhe aufweisen,
und dass in den Lücken zwischen den obersten Fertigbeton-Wandelementen (3n) Fertigbeton-Wandelement (4') geringere Höhe eingesetzt sind. - Turm (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ebenen Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) in die Tiefe mit angeschrägten Wangen versehen sind. - Turm (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) untereinander und mit der Fundamentplatte (2) über Betonnischen ausbetoniert sind, und dass die Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) in Richtung ihrer Höhe Hüllrohre aufweisen und dass die Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) über in den Hüllrohren eingelassene Spannlitzen gegeneinander vorgespannt sind. - Turm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den einen Abschluss bildenden Fertigbeton-Wandelementen (3n, 4') bzw. auf einem entsprechenden Adapter (7) eine Turmspitze aus Stahlrohr (5) mit aufgesetzter Maschinengondel (6) oder die Maschinengondel (6) direkt angeordnet ist. - Verfahren zur Errichtung eines Turms (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) auf die Fundamentplatte (2) aufgesetzt und mit dieser und untereinander verbunden werden, wobei mindestens ein Fertigbeton-Wandelement (4) eine geringere Höhe, vorzugsweise die halbe Höhe der übrigen Fertigbeton-Wandelemente (3) aufweist, wobei die hohen und halbhohen Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) vorzugsweise abwechselnd in Form des gewünschten Polygons aufgestellt werden, dass auf den so entstandenen unteren Ring jeweils hohe Fertigbeton-Wandelemente (3', 3",..., 3n) aufgestellt werden, wobei die Fertigbeton-Wandelemente (3', 3",..., 3n) jeweils in die Lücken zwischen die höher stehenden Fertigbeton-Wandelemente (3, 3', 3", 3n-1) eingesetzt und verbunden werden,
und dass die Kletterbauweise bis zur gewünschten Höhe des Turms (1) fortgesetzt wird,
und dass bei Erreichen der gewünschten Höhe in die dort vorliegenden Lücken zwischen den Fertigbeton-Wandelementen (3n) Fertigbeton-Wandelemente (4') mit geringer Höhe eingesetzt werden. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Hüllrohre der Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) Spannlitzen eingeführt werden, die nach Erreichen der gewünschten Turmhöhe unter Spannung gesetzt werden und die Fertigbeton-Wandelemente (3, 4) gegeneinander vorspannen.
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