SI9500285A - Pillar - Google Patents

Description

Tiroler Rohren- und Metallwerke AG

STEBER

Predloženi izum se nanaša na steber z v notranjosti oblikovano obojko na enem koncu in zunanjim konično oblikovanim odsekom na drugem koncu, pri čemer so mere in koničnost obojke in konično oblikovanega odseka tako izbrani, da je moč konično oblikovani odsek tako daleč vstaviti in vtisniti v obojko drugega stebra, da nastane samospojna vez obeh stebrov.

Tovrstni steber je znan iz evropske patentne prijave EP-A-0 285 584.

Znani steber je sestavljen z več enakimi stebri v nosilno konstrukcijo za podporo vzdolžnih bremen nad zemljo, da držijo in vodijo daljnovode itd. Za gradnjo konstrukcije so spodnji stebri vtisnjeni v tla in nato postavljeni nadaljnji stebri na ta talni steber, dokler ni dosežena zahtevana višina nosilne konstrukcije.

Znani stebri so izdelani v smislu votle cevaste oblike in iz duktilnega železa. Razmerje zožitve v notranjosti obojke in na zunanjem konično oblikovanem odseku leži v območju med 1 : 14 in 1 : 20, pri čemer je razumeti razmerje zožitve kot razmerje spremembe premera na določeni dolžini. Razmerje zožitve 1 : 14 pomeni, da se premer po 14 dolžinskih enotah spremeni natančno za eno dolžinsko enoto.

Nadalje je znano, da so stebri uporabljeni kot piloti tam, kjer npr. potrebujejo zgradbe pilotiranje ali temelje. V ta namen so stebri tako dolgo eden v drugega nameščani in vtiskani v zemljino, dokler ni dosežena zahtevana nosilnost npr. 401 s tornim stikom z zemljino. V ta namen so lahko mnogi stebri postavljeni drug na drugega, da dosežejo 40 do 50 m globoko v zemljo.

Zlasti pri uporabi za temelje zgradb itd. je potrebno, da ima samospojna vez med dvema, eden za drugim sledečima stebroma določeno trdnost, da se pri prečnih silah, ki imajo lahko deloma natezne komponente, ne sprostijo. Pri znani nosilni konstrukciji iz zgoraj navedene evropske patentne prijave EP-A-0 285 584, ki je grajena nad zemljo, so v ta namen predvideni aretirni zatiči, ki so vstavljeni prečno skozi obojko in v njen vstavljeni konično oblikovani odsek, da preprečijo nenameravano razstavitev vezi.

Medtem ko vstavljamo te aretirne zatiče brez težav pri navzgor grajenih nosilnih konstrukcijah, to ne velja za v zemljino vtiskane pilote. Iz tega izhaja, da ima uporaba aretirnih zatičev dve nadaljnji otežilni pomankljivosti. Prvič predstavljajo ti aretirni zatiči dodatni konstrukcijski element, ki povečuje skupne stroške za tako nosilno konstrukcijo. Drugič pomeni uporaba dodatnih aretirnih zatičev tudi povečano porabo časa pri gradnji nosilnih konstrukcij, ker je treba poleg sestavljanja konično oblikovanega odseka in obojke paziti še na to, da se ujemajo skoznje luknje za aretirni zatič, ki so izvedene tako v obojki kot tudi v konično oblikovanem odseku. Ker je vez zaradi zožitvenega razmerja samozaporna, je možno kasnejše justiranje samo z veliko silo, zaradi česar mora biti že pri sklapljanju potrebna velika skrb.

Iz teh osnov niso znani stebri, primerni kot piloti za gradnjo temeljev ipd.

Izhajajoč iz tega, je naloga pričujočega izuma izpopolniti steber, ki izhaja iz v uvodu navedenega tehničnega področja tako, da bo trdnost vezi med obojko in konično oblikovanim odsekom povišana, pri čemer bodo znižani stroški izdelave in poraba časa pri montaži.

Pri uvodoma določenem stebru je ta naloga rešena s tem, da imata obojka in konični oblikovani odsek vsakokrat koničnost z razmerjem zožitve med 1 : 8 in 1 : 13, pri čemer je razumeti razmerje zožitve kot razmerje spremembe premera na določeni dolžini.

Na ta način je naloga izuma v celoti popolnoma rešena. Presenetljivo je bilo namreč ugotovljeno, da je pri področju razmerja zožitve po izumu zveza med obojko in konično oblikovanim odsekom torno in oblikovno zaporna tako, da ni potrebno vijačenje. Vez lahko tudi prenaša natezne sile, ki lahko nastopajo skupaj z upogibnimi silami pri vtiskanju enega v drugega nameščenih stebrov v zemljino.

Kot rezultat je bilo torej presenetljivo ugotovljeno, da prinaša zožitveno območje od : 8 do 1 : 13 določene prednosti glede na mehanično stabilost vezi, tako da so novi stebri zlasti primerni kot piloti. Ker ni več potrebno vijačenje, je potreben samo en samcat konstrukcijski element, namreč novi steber, da lahko postavimo želeno konstrukcijo, kar ne zniža samo materialnih stroškov, ampak tudi zmanjša čas montaže.

Pri vsem tem je prednostno, da je steber izveden v cevasti obliki. Pri tem je prednost, da so tovrstni votli stebri iztiskani z betonom, nakar so v ustreznem številu eden na drugem vtiskani v zemljino, s čimer je dosežena večja uporna ploskev kot ustreza premeru stebra. Na ta način je lahko povečana nosilnost.

Nadalje je prednostno, če ima steber v območju konično oblikovanega odseka pri bistveno enakomernem notranjem premeru debelino stene, ki se proti drugemu koncu tanjša.

Koristno je, da se konično oblikovani odsek proti drugemu koncu neznatno preoblikuje zaradi manjše debeline stene, kar olajša sklapljanje in vriskanje konično oblikovanega odseka v obojko spodaj nahajajočega se stebra in s tem skrajša čas sestavljanja.

Nadalje je koristno, da ima steber v območju obojke povečano debelino stene, ki je v dolžini obojke bistveno enakomerna.

Prednostno je, da notranjemu konusu ustrezajoči zunanji konus obojke služi temu, da je zadosti materiala v steni, tako da krožne natezne napetosti, ki nastopijo z vstavljenim koničnim odsekom v obojko in v njej tudi vztrajajo, ne vodijo do pokanja obojke. Zunanja oblika obojke sestoji torej iz njene notranje oblike in ustrezne debeline stene za prenašanje krožne natezne napetosti.

V celoti je prednostno, daje steber izdelan iz duktilnega litega železa.

To duktilno lito železo, ki je tudi označeno z GGG ali sferolitina, ima enako dober modul elastičnosti kot jeklo, pri čemer so materialni in izdelovalni stroški vendarle bistveno nižji, kar vodi k nadaljnjim prednostim novega stebra.

V enem izvedbenem primeru je prednostno, da ima obojka notranjo okrog potekajočo ramo, na katero nalega konec naslednjega vtiskanega stebra s svojo čelno ploskvijo.

Prednostno je, da prepreči rama nadaljnje vtiskanje konično oblikovanega odseka pri ustvarjanju stebraste konstrukcije ali med kasnejšo trajno obremenitvijo. To izraža varnostni vidik, ker bi lahko predaleč vtiskani steber kadarkoli razpočil obojko naslednjega globjega stebra. Nadalje se s tem ukrepom tudi zniža zgradbeni čas, ker sledi po določeni vtisni poti v obojko naslon na ramo, tako da je pri nadaljnjem vriskanju potiskana v zemljino celotna stebrna konstrukcija.

Nadalje je kot prednosnto prednostno, da ima prvi konec s svojo čelno ploskvijo odmik do rame, ki ustreza svetlemu premeru obojke.

Ugotovljeno je bilo, da te geometrične povezave med globino rame v obojki in premerom obojke same tudi pri stebrih, ki so 5 m dolgi, vodijo do zelo varne povezave med obojko in konično oblikovanim odsekom.

Nadalje je prednostno, da ima steber v cevasto oblikovanem območju med obojko in konično oblikovanim odsekom v bistvu konstanten notranji in zunanji premer, pri čemer je tam debelina stene manjša kot v območju obojke.

Ta ukrep ni koristen samo s stališča stabilnosti ampak tudi z ozirom na varčevanje materiala. Omeniti je treba še, da cevasto oblikovani odsek teče konično v zelo majhni meri, da lahko vzamemo steber iz kokile. Ta zoženost znaša vendarle samo nekaj 1/10 mm po vsej dolžini stebra in omogoča, da izide steber brez močne ohladitve iz ulivne forme, s čimer se poveča hitrost izdelave.

V celoti je koristno, da se v prehodnem območju med obojko in cevasto oblikovanim območjem spreminja premer stebra po sigmoidni funkciji na zunanjem premeru.

Pri tem je prednostno, da sledi prevod bremenskih sil z obojke v cevasto oblikovano območje posebno primerno in harmonično, s čimer so krožne natezne napetosti zvezno prevedene v cevasto oblikovano območje.

Nadaljnje prednosti sledijo iz opisa in priložene risbe.

Razumeti je, da zgoraj navedene in v nadaljevanju podrobneje pojasnjene značilnosti niso samo v vsakokratno podani kombinaciji, ampak tudi v drugih kombinacijah oz.

samostojno uporabljene, ne da bi zapustili okvir pričujočega izuma.

Izvedbeni primer po izumu je predstavljen na risbi in bo podrobneje pojasnjen v nadaljevanju opisa.

Edina risba kaže v merilu nepravilen vzdolžen prerez novega stebra, pri čemer so geometrijska razmerja pretirano predstavljena zaradi jasnosti.

V edini risbi je z 10 označen nov steber s cevasto oblikovanim območjem 11, ki ima na svojem drugem koncu 12 notranjo in zunanjo konično obojko 13, medtem ko ima na svojem drugem koncu 14 zunanji konično oblikovani odsek 15. Zunanji konično oblikovani odsek 15 se zožuje proti svoji čelni ploskvi 16 drugega konca 14 na svojem zunanjem premeru, ki je nakazan pri 17. Steber 10 ima na drugem koncu 14 in v cevasto oblikovanem območju 11 med obojko 13 in drugim koncem 14 v bistvu enakomeren notranji premer 18, medtem ko ima obojka 13 v smeri čelne ploskve 21 prvega konca 12 enakomerno povečujoči notranji premer 22, kakor tudi zunanji premer 23.

Na svojem notranjem koncu prehaja obojka 13 pod izvedbo rame 25 v notranji premer 18. Ta rama 25 se nahaja v odmiku 26 do čelne ploskve 21, ki ustreza približno notranjemu premeru 22.

Medtem ko ima konično oblikovani odsek 15 v smeri čelne ploskve 16 zmanjšujočo debelino 27 stene, sta v območju obojke 13, kakor tudi v cevasto oblikovanem odseku 11 enakomerni debelini 28 oz. 29 stene. Debelina 29 stene je torej večja kot debelina 28 stene, ki je nadalje večja kot debelina 27 stene. V prehodnem območju med obojko 13 in cevasto oblikovanim odsekom 11 se spreminja zunanji premer 23 po sigmoidni funkciji tako, da se kaže v prečnem preseku oblika v smislu črke S.

Razmerja zožitve pri zunanjem premeru 17 konično oblikovanega odseka 15, kakor pri notranjem premeru 22 in zunanjem premeru 23 obojke 13 ležijo v območju med 1 : 8 in 1 : 13, pri čemer je razumeti razmerje zožitve kot razmerje spremembe premera z ozirom na ustrezne dolžine. Razmerje zožitve 1: 8 torej pomeni, da se na osmih dolžinskih enotah spremeni premer za eno dolžinsko enoto. Območje med 1 : 8 in 1:14 je prikazan na risbi bolj gosto senčeno.

Nadalje je opaziti, da se notranji premer 22 ne zožuje nujno zvezno začenjajoč od čelne ploskve 21 do rame 25, temveč da ima obojka 13 notranje obročasto območje 31, v katerem ostane notranji premer 22 konstanten. To obročasto področje 31 se začenja torej pred ramo 25.

Nagib v področju konično oblikovanega odseka 15 kot tudi v notranosti in zunanjosti obojke 13 je nakazan s kotoma a 32 in 33, ki ležita v območju med 2,2° in 3,5°, tako da leži omenjeno razmerje zožitve v območju med 1: 8 in 1:13.

Ko je naslednji steber 10 vstavljen s svojim konično oblikovanim odsekom 15 v obojko 13 pride v stik konično oblikovani odsek 15 preko svoje zunanje stene 34 z obojko 13 preko njene notranje stene 35. Zgoraj navedene mere skrbijo za to, da se odsek 15 ne more brez napora vstaviti v obojko 13. Pri vtiskanju odseka 15 v obojko 13 se le-ta nekoliko razširi, pri čemer prevzame odebeljena debelina 29 stene nastopajoče krožne natezne napetosti. Istočasno popusti odsek 15, kar je olajšano z zoženo debelino 27 stene. Odsek 15 je sedaj tako odtisnjen v obojko 13, da naleže Čelna stena 16 na obročasto ramo 25. Steber 10 je v enem kosu izveden iz duktilnega litega železa, ki ima ustrezno dober elastični modul kot jeklo, nudi torno in oblikovno sklepno vez med obojko 13 in konično oblikovanim odsekom 15, ki prav tako prevzameta natezne sile.

Za

Tiroler Rohren- und Metalhverke AG:

Claims (9)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Steber z notranjo konično oblikovano obojko (13) na svojem prvem koncu (12) , kot tudi z zunanjim konično oblikovanim odsekom (15) na svojem drugem koncu (14), pri čemer so mere (17, 22, 26) in koničnost obojke (13) in konično oblikovanega odseka (15) tako izbrane, daje konično oblikovani odsek (15) v obojko (13) naslednjega stebra (10) tako daleč vstavljiv in vtiskljiv, da nastane samospojna vez med obema stebroma (10), označen s tem, da imata obojka (13) in konično oblikovani odsek (15) vsakokrat koničnost z razmerjem zožitve med 1: 8 in 1:13, pri čemer je razumeti razmerje zožitve kot razmerje spremembe premera na pripadajoči dolžini.
2. 2. Steber po zahtevku 1, označen s tem, da je izveden v obliki cevi.
3. 3. Steber po zahtevku 2, označen s tem, da ima v območju konično oblikovanega odseka (15) pri bistveno enakomernem notranjem drugem premeru (18) proti drugemu koncu (14) zožujočo debelino (27) stene.
4. 4. Steber po zahtevkih 2 ali 3, označen s tem, da ima v območju obojke (13) odebeljeno debelino (29) stene, ki je prednostno v dolžini obojke (13) bistveno enakomerna.
5. 5. Steber po zahtevkih 1 do 4, označen s tem, da je izveden iz duktilnega litega železa.
6. 6. Steber po enem od zahtevkih 2 do 5, označen s tem, da ima obojka (13) notranjo krožno ramo (15), na katero nalega drugi konec (14) vtisnjenega drugega stebra (10) s svojo čelno ploskvijo (16).
7. 7.

   Steber po zahtevku 6, označen s tem, da ima prvi konec (12) s svojo čelno ploskvijo (21) takšen odmik do rame (25), ki ustreza približno svetlemu premeru (22) obojke (13).
8. 8. Steber po enem od zahtevkih 2 do 7, označen s tem, da ima v cevasto oblikovanem območju (11) med obojko (13) in konično oblikovanim odsekom (15) v bistvu enakomeren notranji in zunanji premer (18, 19), pri čemer je tam debelina (28) stene manjša kot v območju obojke (13).
9. 9. Steber po zahtevku 8, označen s tem, da se v prehodnem območju med obojko (13) in cevasto oblikovanem območju (11) zmanjšuje zunanji premer (23) po sigmoigni funkciji na zunanji premer (19).