-
Hochbelastbares Verbundbauelement mit vorgespannten
-
Armierungen (Zusatz zu P 25 52 586.4) Die Erfindung betrifft ein hochbelastbares
Verbundbauelement mit vorgespannten Armierungen.
-
Ein solches Verbundbauelement ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung
P 25 52 586.4. Dort ist vorgesehen, die Armierungen in bereits verspanntem Zustand
in Platten oder Schalen aus Beton einzugießen. Zusätzlich sind quer verlaufende
Ankerschrauben vorgesehen, um Querdruck auf die Außenflächen der Schalen auszuüben
und ggf. im Innern angeordnete Zwischenwände zu verformen bzw. zu anderen tragenden
Teilelementen in Distanz zu halten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastbarkeit solcher
Verbundbauelemente noch spürbar zu erhöhen und insbesondere Maßnahmen anzugeben,
um die unter Belastung zu erwartenden Verformungen sicher beherrschen zu können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verbundbauelement der
genannten Art dadurch gelöst, daß es einen Stahl- Kunststoff- Verbund und Schraubenanordnungen
für
die Armierungsverspannungen aufweist.
-
Durch diese Maßnahmen können aufgrund der Elastizität und der Zugfestigkeit
der Kunststoff-Komponenten des Verbundes auch nach dem Guß des Bauelementes noch
Armierungs-Vorspannungszustände eingestellt werden, die dem konkreten Anwendungsfall,
also dem konkret zu erwartenden Belastungsfall optimal angepaßt sind.
-
Insbesondere dann, wenn die Hülle nicht aus Beton, sondern aus in
gewissem Maße biegsamem und zugbeanspruchbarem Material, also insbesondere aus Kunststoff
oder aus Compound-Kunststoff, besteht, lassen die erfindungsgemäßen Verbundbauelemente
auch nach dem Guß noch weitgehende Formveränderungen zu; erst danach wird die endgültige
Vorspannung auf die eingegossenen Armierungen aufgebracht, was optimale Stabilitätsverhältnisse
erbringt.
-
Die Schraubenanordnungen können unmittelbar auf die eingegossenen
Armierungen in Form von Metallstangen, Drahtseilen oder Kunststoffsträngen bzw.-
Platten einwirken, oder aber über eine Hebelanordnung. Letztere Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Lösung beinhaltet insbesondere den Vorteil, durch wenige Stellglieder
(Schraubenanordnungen) im gesamten Bauelement unterschiedlich verteilte aber konstruktiv
aufeinander abgestimmte Vorspannungszustände der Armierungen hervorrufen zu können.
Dadurch kann beispielsweise berücksichtigt werden, daß bei fest eingespannten, in
größeren
Abständen abgestützten Tragbalken im Beanspruchungs-Momentenverlauf
normalerweise Sprungstellen auftreten würden, die an diesen definierten Orten durch
entsprechende Beeinflussung der eingegossenen, vorgespannten Armierungen kompensiert
werden können. Im Falle von Beton-Bauteilen werden dadurch unzulässige Zugspannungen,
die andernfalls regional auftreten könnten, sicher vermieden. Bei Verbundbauelementen
mit Kunststoff-Schalen sind dadurch insbesondere lokale Elastizitätsbeeinflussungen
möglich, also etwa Dauerbeanspruchungs-Zerstörungen vermeidbar.
-
Als Hebelanordnungen zur örtlich unterschiedlichen Beanspruchung der
eingegossenen Armierungen eignen sich besonders vorteilhaft Scherenglieder-Spreizanordnungen,
die sich über die Dimensionen der Verbundbauelement-Bauteile erstrecken. Denn diese
können durch eine einzige Ankerschraube - jedenfalls durch wenige Ankerschrauben
- betätigt werden, um je nach den Hebel-Verhältnissen an den einzelnen Scherenspreizen
an deren Angriffspunkten unterschiedliche Druck- oder Streckbeanspruchungen auf
die Armierungen zu übertragen.
-
Solche Verbundbauelemente nach der Erfindung können, zumal wenn es
sich um Hohlkammer-Bauelemente handelt, zweckmäßig mit thermischen Isoliermaßnahmen
ausgestattet sein. Wenn es sich hierbei um Reflektor- und Antikonvektions-Folien
in
den Hohlräumen handelt, dann erstrecken diese sich zweckmäßigerweise in Richtung
der Spann-Beananspruchungen, um durch bloße Beeinflussung des Schwingungsverhaltens
dieser Wärmedämm-Materialien die in der deutschen Patentanmeldung P 25 52 586.4
im einzelnen beschriebenen zusätzlichen Schalldämmeigenschaften über breiteste Resonanzbereiche
zu erzielen.
-
Die hochbelastbaren Verbundbauelemente nach der vorliegenden Erfindung
sind außer im Gebäudebau insbesondere auch vorteilhaft im Brücken- und Tunnelbau
einsetzbar, aber auch im Fahrzeugbau.
-
Letzteres gilt insbesondere dann, wenn die Seitenwandungen, also die
Schalen oder Platten des Verbundbauelementes aus Kunststoff gegossen werden, weil
sich dadurch besonders leichte aber dennoch hochbiegebeanspruchbare Konstruktionen
ergeben, unter Berücksichtigung der schon erwähnten Möglichkeiten, lokale Beeinflussungen
der Elastizitätseigenschaften von Kunststoff- oder Compound-Materialien erzielen
zu können. Die Einbettung von Stahl-Armierungen in geeignete Kunststoffe weist dabei
den besonderen Vorteil auf, keine zusätzlichen Maßnahmen zur Verhinderung von Korrosionserscheinungen
treffen zu müssen.
-
Insbesondere dann, wenn es sich bei den Verbundmaterialien um Sandwich-Kunststoffkonstruktionen
handelt, ist es zweckmäßig,
die Anordnung und Verspannung der Armierungen
derart zu wählen, daß die Schub- bzw. Schälbeanspruchungen in den Fügeebenen unter
Belastung des Verbundbauelementes minimal werden, diese Sandwich-Konstruktion also
eine über die normalen mechanischen Eigenschaften hinaus gesteigerte Haltbarkeit
aufweist.
-
Während bei vorgespannten Betonarmierungen lediglich solche Krafteinleitungen
in Betracht kommen, die eine Druckbeanspruchung des Beton bewirken, ergeben sich
bei Stahl-Kunststoff-Verbundmaterialien zusätzliche Belastungsmöglichkeiten bzw.
Beeinflussungsmöglichkeiten dadurch, daß Kunststoff im Gegensatz zum Beton auch
eine hohe Dehnbeanspruchbarkeit aufweist.
-
Für die Einbettung der vorgespannten und nachträglich/zusätzlich verspannbaren
Armierungen bei Stahl-Kunststoff-Verbundbauelementen lassen sich grundsätzlich die
Techniken und Vorrichtungen verwenden, die sich bei der Ausführung von Spannbetonkonstruktionen
bereits bewährt haben.
-
Dazu gehört die wahlweise Verwendung von Haftverankerung oder Endverankerung
für die Armierungs-Einlagen (insbesondere in Hinblick auf die Möglichkeiten der
Verspannung während des Erstarrens oder nach dem Erstarren des Kunststoffes)bzw.
einer Spann-Kombination mit nachträglicher weiterer Verspannung schon vorgespannt
eingegossener Armierungen. Die elastischen Armierungs-Verspannungen wirken zweckmäßigerweise
den späteren, örtlich zu erwartenden Belastungen entgegen.
-
Insbesondere für die nachträgliche Verspannung ist die Anwendung von
Spann-Spindeln deshalb sehr vorteilhaft, weil durch die Dimensionierung der Spindel-Gänge
die Charakteristiken des Lastangriffes der Vorspannung definiert vorgegeben werden
können. Hinzu kommt, daß solche Spannspindeln nicht nur eine zusätzliche tragende
Funktion ausüben können, sondern darüber hinaus auch zur gegenseitigen Verankerung
von einzelnen, miteinander zusammenwirkenden Verbundbauelementen dienen können.
-
Die erfindungsgemäßen Stahl-Kunststoff-Verbundbauelemente sind besonders
zweckmäßig für nicht-ebene Verbundbauelemente, da, wie schon erwähnt, die nachträgliche
Einbringung der Vor spannung auf die eingegossenen Armierungen bei Kunststoff-Schalen
deren dreidimensionale Verformung vor der endgültigen Definition der Spannzustände
erlaubt.
-
Das gilt sowohl für peripher umlaufende Ringanker wie auch für parallel
zu Mantellinien sich erstreckende Armierungen.
-
;vanddicken-Abstufungen werden zweckmäßigerweise zur Innenseite der
Verbundbauelemente hin verlegt.
-
Falls Schraubenanordnungen kleinen Querschnittes für die nachträgliche
Beeinflussung der Vorspannungszustände der eingegossenen Armierungen vorgesehen
sind, die zugleich eine Druckbeanspruchung bei Belastung des Verbundbauelementes
aufnehmen sollen, ist es zweckmäßig, zusätzlich zu den Armierungen oder als Teile
der Armierungen Stützringe in die Verbundbauelement-Schalen einzugießen, die ein
Ausknicken der Schraubenanordnungen verhindern. Ein Ausknicken großflächiger ebener
Wandschalen kann dabei in an sich bekannter Weise durch einen Unterdruck im Innern
des hermetisch verschlossenen Verbundbauelementes oder durch quer durch dieses hindurch
verlaufende Ankerschrauben
unterbunden werden.
-
Als auf Zugspannung beanspruchte Armierungen eignen sich insbesondere
auch hochdehnfeste Compound-Kunststoffe, etwa Seilbündel aus glasfaserverstärkten
Kunststoffen. Die gleichen Techniken, die für das Einbetten von Matrizenmaterialien
in die Kunststoffe bekannt sind, können bei solchen Armierungen im Zuge des Einbettens
in die umgossene Schale Anwendung finden.
-
Die schon erwähnten vorteilhaften Maßnahmen, nach der Erfindung Schäl-
und Scherkräfte an Fügeflächen von flächenhaften Verbund-Konstruktionen zu beeinflussen,
sind insbesondere auch dann vorteilhaft anwendbar, wenn solche Schichten-Aufbauten
aus Materialien unterschiedlicher Beanspruchbarkeit bestehen. Auf diese Weise lassen
sich Verbundbauelemente mit Außenschalen erstellen, die einerseits eine gewisse
Elastizität gegen örtliche Schockbeanspruchung aufweisen, andererseits jedoch sich
nach Art einer trägen Masse nahezu starr verhalten.
-
Solche Verbundbauelemente weisen beispielsweise eine schußfeste Charakteristik
auf, ohne eine große Masse und damit ein großes Gewicht aufweisen zu müssen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus nachstehender Beschreibung
von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, die im
allgemeinen
auf Beton als Ummantelungsmaterial abgestellt sind, die ihre besonderen Vorteile
aber häufig erst bei Kunststoff-Ummantelungen zur Geltung bringen.
-
Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt eines oberen Ende eines Verbundbauelementes
mit einem plattenförmigen, armierten, einstückigen Beton-Hohlkörper für die Bildung
einer Gebäudewand, Fig. la eine Variante des in der Fig. 1 dargestellten Bauelementes,
Fig. ib eine Variante des in der Fig. 1 dargestellten Bauelementes, Fig. 2 einen
Querschnitt durch ein Bauelement mit Schalen, in deren Ecken abgewinkelte Spannelemente
eingegossen sind, deren Schenkel je annähernd parallel zu einem Schalenabschnitt
verlaufen, Fig. 3 eine: Querschnitt eines BauelemenKs mit zwei zueinander parallelen
Platten, die bei ihren Rändern durch separate Stege miteinander verbunden sind,
Fig.
3a ein Bauelement mit zwei parallelen Platten, zwischen denen mindestens eine zum
Spannen dienende Gewindespindel angeordnet ist, und Fig. 4 einen Querschnitt durch
ein Bauelement, das als innerer oder äußerer Teil eines Verbundbauelementes für
die Bildung einer Gebäudewand dienen kann.
-
Hinsichtlich der konstruktiven Einzelheiten, die in Fig. 1 dargestellt
sind, wird voll-inhalTich auf die Beschreibung zur Fig. 1 in der eingangs erwähnten
Patentanmeldung P 25 52 586.4 Bezug genommen. Ergänzend ist insbesondere festzustellen,
daß als Umgießungsmaterial im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt Kunststoff
gewählt ist.
-
Die konkave Biegung der Armierungen, die beispielsweise in Fig. 1
dargestellt sind, kann eine Vorspannung aufweisen, die schon während des Gießens
der äußeren Seitenflächen und bis zur Erstarrung des Geißmaterials durch beispielsweise
quer dazu verlaufende Gewinde-Stäbe in vorgespannter Form gesichert ist. Nach dem
Erhärten des Gießmaterials können diese die Spannung der Armierung zunächst aufrechterhaltenden
Mittel, z. B.
-
Querstäbe, entfernt werden, so daß dann die Spannung auf das gehärtete
Gießmaterial der Seitenflächen einwirkt und diese ebenfalls in eine konkave Spannung
versetzt.
-
Zweckmäßiger ist es jedoch, diese Hilfsmittel zur Erzeugung nachträglich
geänderter Spännungszustände heranzuziehen, was insbesondere dann ohne weiteres
möglich ist,
wenn es sich bei den Armierungen nicht um gebogene
Eisen handelt, sondern um flexible Stränge auf Kunststoffbasis oder Kunststoff-Compound-Basis.
Eine Last, die eine Ausbeulung der Seitenflächen ohne solche Armierungen bewirken
würde, wird durch diese Vorspannungs-Zustände der Armierungen infolge der konkav
gegeneinander gerichteten Ausbildung wirksam abgefangen, um diese unerwünschte Erscheinung
zu verhindern.
-
Die dargestellte Formgebung der Armierungen stellt nur ein bevorzugtes
Beispiel dar, da je nach dem konkret zu erwartenden Belastungsfall auch andere Formgebungen
zweckmäßiger sein können. Beispielsweise wäre die Verwendung von zick-zack-förmig
oder wellenförmig verlaufenden Armierungen oder von spiralfeder-ähnlichen Armierungen,
z. B. von Druckfedern oder dergleichen, möglich. Derartige Armierungen können allein
oder zusätzlich zu den konkav gebogen verlaufenden Armierungen vorhanden sein. Die
wellenförmigen, zick-zack-förmigen, trapezförmigen oder ähnlich ausgebildeten Armierungen
können eine lotrecht nach oben gerichtete Vor spannung besitzen, so daß nach dem
Erhärten des Gießmaterials und ggf. nach der Beseitigung der die Vorspannung bewirkenden
Hilfsmittel diese vorgespannten Armierungen die Seitenflächen nach oben spannen,
so daß diese Spannung eine konvexe Ausbiegung anstrebt, d. h., einem Ausbeulen der
Seitenflächen nach außen unter Belastung in Richtung der Ebene solcher Wandflächen
entgegenwirkt. In besonderen Belastungsfällen sind zweckmäßigerweise zusätzliche
Einrichtungen vorgesehen, die eine konkave Vorspannung der Seitenflächen mit Wölbung
nach innen hin bewirken.
-
Weitere Armierungen sind zweckmäßig in Querteilen des äußeren Wandelementes,
die die Seitenflächen verbinden, vorgesehen, z. B.
-
in dem Deckenteil eines Wandelementes, und dort gegenüber der Horizontalen
nach oben vorgespannt. Diese weiteren Armierungen können mit den lotrechten und
horizontal vorgespannten Armierungen der Seitenflächen in direkter oder indirekter
Verbindung stehen. Auf diese Weise ist ohne weiteres ein umlaufender Gesamt-Armierungsrahmen
aus derartigen, unter nachträglich beeinflußbarer Vorspannung stehenden Elementen
als Einheit gebildet, die an den Seitenflächen eine konkav nach innen und nach oben
gerichtete Vorspannung aufweist, während die die Seitenflächen verbindenden Querteile
eine konvexe Spannung nach oben oder eine Zugspannung nach innen oder auch nach
außen aufweisen.
-
Die jeweilige Formgebung und Richtung der Vorspannung der Armierungen,
wie auchandererTeile, z. B. aus Beton oder sonstiger Vergußmasse, insbesondere Kunststoff,
sind unter jeweiliger Anpassung an die zu erwartenden Belastungsgegebenheiten so
zu wählen, daß allein oder in Kombination mit anderen Armierungen und Wandteilen
oder sonstigen Stütz-Maßnahmen, etwa belastbaren Spannschrauben, die maximale Biegefähigkeit
oder Tragfähigkeit unter Vermeidung von örtlichen Belastungsspitzen erzielt wird.
-
Die zweiteilige Querschraube 11, 12 mit den Flanschen 14a, 14b in
Verbindung mit den im inneren Wandelement 10 zwischengeordneten Hülsen 14d bewirkt,
daß ein Druck von außen auf eine Seitenfläche des äußeren Wandelementes 15 übertragen
wird, der auf die Innenfläche der gegenüberliegenden Seitenfläche des äußeren Wandelementes
wirkt. Dort wird dieser Druck durch die in entgegengesetzter Richtung, nämlich z.
B.
-
konkav vorgespannten, Armierungen aufgenommen, und es wird ein Gegendruck
mit einer erhöhten Biegefestigkeit des gesamten Bauelementes bewirkt. Damit ist
nach beiden Seiten hin die Tragfähgkeit gegen ein Ausbeulen oder ein Einknicken
der äußeren Wandschalen des Verbund-Wandbauelementes weiser gesteigert.
-
Falls, wie in Fig. 1 dargestellt, Armierungen 15k vorhanden sind,
weisen diese zweckmäßigerweise Öffnungen auf, in die Schrauben für die nachträgliche
Beeinflussung der Vorspannung eingreifen können.
-
Falls jedoch Spannschrauben durch solche Öffnungen hindruchgreifen
sollen, dann sind vorzugswise zweiteilige Hülsen 14d vorgesehen, deren einander
zugewandte Enden auf den Armierungen 15k auf liegen, so daß eine Kraftübertragung
zwischen den Teilhülsen und den Armierungen erfolgt.
-
Die Ankerschrauben 11, 12 und die mit ihnen verbundenen metallischen
oder sonstigen Teile der Armierungen sind zweckmäßigerweise wärme- und schalldämmend
in das Wandelement eingeschlossen.
-
Die Armierungen der horizontal verlaufenden Querteile der äußeren
Bauschale sind, wie die Fig. 1 zeigt, nach oben gewölbt vorgesehen, um die Lasten
damit tragend aufnehmen zu können und diese Lafitdrtcke bzw.
-
Spannungen auf die lotrechten Bauschalenteile zu übertragen.
-
Wie die Fig. 1 zeigt, sind diese nach aussen oben gewölbten Armierungen
der Querteile auf jeder Seite doppelt abgestützt, und zwar nach aussen hin durch
eine senkrecht dazu verlaufende Armierung 151" und nach innen zu durch die Armierung
15 k". Bei einem Druck auf die konvexe Wölbung dieser Querarmierung 15 1 erhält
die senkrecht dazu verlaufende Armierung 15 1" nach oben eine Spannung; hingegen
erfolgt ein Druck auf die Armierung 15 k" nach unten. Auch das ist für die Tragfähigkeit
der Betonschalen beachtlich.
-
Wie die Fig. 1 a zeigt, ist die obere Querarmierung seitlich zu den
lotrechten Betonschalen hin in der gleichen Weise wie nach der Fig. 1 ausgeführt.
-
Hingegen ist die obere Wölbung etwa in der Mitte durch eine senkrecht
zu ihr verlaufende Armierung 15 1"' konkav eingebogen und damit erhöht konvex gespannt.
Ein Druck, der auf die horizontale Querdecke ausgeübt wird, muss somit die konvex
nach aussen gerichtete hohe Vorspannung der Armierung 15 1 zunächst überwinden,
ehe er die Betondecke nach unten einzuwölben vermag.
-
Es kann auch so verfahren werden, dass derartige konvexe (oder auch
konkave) Armierungen mit den jeweils gewünschten Vorspannungen (konvex oder konkav)
in Platten aus Beton oder einem anderen Material mit zweckmässiger Vorspannung gemeinsam
mit den vorbeschriebenen, ihre Vorspannung in bestimmte Lage fixierenden Spannmitteln
(z.B. 151" und 15 1"'), vorgesehen sind.
-
Die Fig. 1 a zeigt ebenso wie die ältere AufSlhrung der Fig. 1 nur
ein Ausfllhrungsbeiopiel von vielen anderen Möglichkeiten. Es ist für den Fachmann
ohne weiteres möglich, je nach den Einzelanforderungen, solche vorgespann ten, etwa
lotrechten und/oder etwa horizontalen Armierungen gemeinsam mit anderen zusätzlichen
Armierungen und Vor pammitteln so optimal vorzunehmen, dass durch die erhöhte BiegefestIgkeit
des Bauelementes je nach dem,
wie der von den Bauschalen umschlossene
Hohlraum gestaltet ist, bzw. mit Einlagen ausgestattet ist, ein Maximum an Tragfähigkeit
erzielt wird.
-
Dazu dient auch die vorbeschriebene konvexe Vorspannung. Sie ermöglicht
es, den Bauschalen eine solche Biegefestigkeit zu erteilen, dass, wenn der von den
Bauschalen umschlossene Hohlraum evakuiert ist (Vakuum), dennoch der atmosphärische
Druck von 10 t/qm die Bauschalen nicht konkav nach innen in den Hohlraum einzuknicken
vermag. Dies, obwohl in diesem keinerlei Querabstiitzungsmittel sind. Der gesamte
atmosphärische Druck wird ohne Deformation der äusseren Bau schalen von diesen durch
entsprechende innere Gegenspannungen durch die in diesen Platten oder in der Gesamt-Gusschale
enthaltenen konvex nach aussen vorgespannten Armierungen aufgenommen.
-
Dies kann auch durch Kombination einzelner, entsprechend armierter
Platten, z. B. aus Beton oder anderen Baustoffen, erfolgen.
-
Die Fig. 1 b zeigt ein umgossenes äusseres Bauelement mit einem Hohlraum,
der ganz oder teilweise evakuiert ist. Das äussere Bauelement zeigt eine geschlossen
umlaufende Armierung 15 mit konkaven Einbiegungen, die nach allen Seiten konvex
vorgespannt ist. Durch senkrecht zu ihr verlaufende Gegenarmierungen 15 k''' ist
sie in dieser vorgespannten Lage gehalten und umgossen.
-
Auch diese Ausführung ist ein Beispiel dafür, dass dem atmosphärischen
Druck eine so hohe entgegengerichtete konvexe Vorspannung (erhöht durch die konkaven
Einbiegungen, die bei zunächst konvexer, nach aussen geformter Armierung bestehende
vorspannung zusätzlich bewirkt werden) entgegengesetzt sein kann, dass ohne Querabsützung
im Hohlraum die Schalen nicht einknicken.
-
Soll das äussere Element aus Platten hergestellt werden, so können
die Armierungen in der Weise vorgesehen sein, dass sie an den Stellen, wo sie bei
einem einheitlichen Guss fortlaufend sich befinden, unterbrochen sind und ein Plattenteil
mit Aufnahme-Rohren versehen ist, in die entsprechend vorspringende Armierungsteile
der anderen Platte, z, B. der horizontalen Querplatte sich einsetzen und über dieses
Zwischenrohr die Verbindung herstellen zu dem lotrechten konvex gespannten Armierungsteil.
-
Dies in einer Weise, dass durch das Zwischenrohr die Armierungen so
miteinander verbunden sind, als wären sie eine einheitliche, fortlaufende Armierung.
Wie bereits erwähnt, können ungleichen Formen, mit entsprechenden Mitteln, auch
horisontale Armierungen vorgesehen sein, die ebenfalls mit solchen Zwischenrohren,
z, B, mit seitlichen Platten, aus denen die Armierungen entsprechend heraustreten
durch Ineinanderstecken verbunden werden können.
-
Selbstverständlich können solche Platten durch entsprechende Randverformungen,
z. B. u-förmig, gegenseitig, z. B. nach innen und aussen sich überlappen (umklammern)
und dadurch ihre Lage sichern. Auch andere Mittel, durch welche mechanische Verbindungen
der aneinanderstossenden Randteile sich ergeben, können nach Zweckerfordernis vorgesehen
sein. Ebenso können durch chemische Bindemittel oder dergl. die Platten unmittelbar
von ihrem Zusammenfügen eingestrichen sein und dann durch Zusammenpressen eine einheitliche,
flächige Verbindung herbeiführen.
-
Obige Darlegungen gelten sinngemäß für konkave Vorspannung.
-
Die Biegeformen der hochelastischen und spannfähigen Armierungen können
unabhängig von ihrer Soannungsrichtung nach Zweckmässigkeit z.B. in den Platten
und Schalen geradlinig durch entsprechende Anordnung der Spannvorrichtungen (z.
B. Gegenarmierung) gehalten sein. Die Enden der Armierungen können durch geeignete
Schlaufenbildung nach der jeweils zweckmässigsten Richtung optimale Wirkungen auf
die Streckung bzw. Spannung der Platten und auf benachbarte Armierungen ausüben.
-
Zum Spamnen der Armierungen eignen sich insbesondere auch horizontale
und/oder lotrechte Leisten und dergl. Verbindungsmittel, die z.B. zwischen je zwei
Schrauben 11, 12 (an diesen befestigt) dazu angeordnet sind.
-
Die vorstehend nicht erwähnten zeile der in den Fig. 1 a und 1 b dargestellten
Bauelemente können gleich ausgebildet sein wie bei dem in der Fig. 1 dargestell
ten Ausführungsbeispielen und haben dementsprechend die gleichen Bezugs zeichen.
-
Fig. 2 zeigt eine besondere Ausbildung von Eckarmierungen 101.
-
Wie die Abstütz- bzw. Spannelemente 102 (Vorspannmittel) erkennen
lassen, ist die Vorspannung der lotrecht verlaufenden Eckteile 101 a konkav nach
innen gerichtet, hingegen kann die Vorspannung der horizontalen Eckteile 101 b,
obwohl eine Abwinklung der gleichen Armierrung 101, konvex nach aussen gerichtet
sein. Die konkav nach innen zu spannenden lotrechten Eckteile lol a werden durch
die Vorspannelemente 102 und 103 im vorgespannten Zustand gehalten. Diese Vorspannelemente
können sich nach innen hin gegen zu ihnen angeordneten Druckblechen 102 a oder den
inneren Schalen des Bauelementes abstützen.
-
Die konvex nach aussen vorgespannten horizontalen Schenkel 101 b werden
durch die Spannelemente 104, 105 und 106 in gespannter Lage gehalten. Andere Armierungen
können, wie z. B. in den Fig. 1 a und 1 b vorbeschrieben, nach Zweckmässigkeit vorgesehen
sein. Aus Sicherheitsgründen können beispielsweise bei konvex nach aussen ge richteter
Spannung der Bauschalen Schrauben 120 vorgesehen sein.
-
Der von den Aussenschalen 100 umschlossene Raum kann in mehrere Hohlräume,
z, B, wie dargestellt in 3 Hohlräume H1, H2, H3 unterteilt sein, wobei im Beispiel
der mittlere Hohlraum mit sich kreuzenden, reflektierenden Wellblechen 107, 108
und mit zwischengeordneten reflektierenden Blechen 109 und die beiden zugeordneten
Hohräume H1 und H2 mit Gefachböden 110, die in gewissen Abständen zueinander angeordnet
sind, abgestützt sein, Diese Gefachböden haben um ihre
Randteile
umlaufend hochelastische Gummidichtungen 110 a und sind an den Wandteilen 111, 112
einschiebbar oder einsteckbar in Schienen oder dergl.
-
befestigt (nicht gezeichnet). Der mittlere Hohlraum H2 kann, wie zu
den Fig. 1 a und 1 b beschrieben, ohne Querstützmittel sein, auch dann, wenn ein
Unterdruck oder Vakuum besteht. Dazu können die Hohlräume H1 und H3 allseitig luft-
und dampfdicht, z. B. durch Kunststoff- oder Metallfolien, vollseitig ausgekleidet
sein. Die mittleren inneren Bauschalen 112a, 112 b sind durch rechtwinklige Flanschen
gegeneinander verschiebbar, wozu entsprechende elastische Dichtungen 112 c vorgesehen
sind. Zur zusfltzlichen Sicherung des luft- und dampfdichten Abschlusses und zur
Verstärkung der horizontalen Flansche können Winkel 113 a, 113 b mit entsprechenden
Dichtungen 113c zugeordnet sein. Die Winkel 113 a, 113 b können an den unteren lotrechten
Randteilen der inneren Bauschalen 112 a, 112 b fest, z.B. durch Schweissen, angeordnet
sein.
-
Der von den äußeren Bauschalen loo luft- und dampfdicht umschlossene
Gesamthohlraum trägt an seiner Innenfläche z. B. Kunststoff- oder Metallfolien 100
a sowie eine elastische isolierende Schicht 100 b, z.B. aus Kunststoffschaum, und
daran anschliessend eine weitere dampfdichte Folie, z. B. aus Kunststoff oder Metall,
100 c. Alsdann folgt zum Innern hin die Anordnung der beiden Bauschalen 111 a, 111
b, deren innere und äussere Flächen vorzugsweise mit dampfdichten Folien, die zugleich
reflektierend sein können, z. B. Metallfolien, beschichtet sind. Zu den genannten
Bauschalen 112 a, 112 b sind im unteren Teil Dichtungen 111 c angeordnet.
-
Ebenso sind Dichtungen zwischen den Flanschen der genannten Bauschalen
vorgesehen. Die horizontalen Wellbleche 107 werden im Falle eines Zusammenpressens
der inneren Bauschalen 112 a, 112 b lotrecht gestreckt und üben damit eine abstützende
Spannung auf die horizontalen Flanschteile bzw. Decken und Bodenteile der Bauschalen
aus.
-
Anstelle solcher Wellbleche kann z. B. auch eine Scherenspreize (nicht
gezeichnet) angeordnet sein, die auf seitlichen Druck hin ebenfalls eine
entsprechend
hohe Abstützung der horizontal verlaufenden Querteile bzw.
-
Flansche, Decken und Bodenteile bewirkt. Ebenso wie die inneren Bauschalen
111, 112 mit rechtwinkligen Flanschen, die sich überlappen, ausgebildet sind, können
auch die Aussenschalen 100, 100 entsprechend ausgebildet sein. Statt dessen kann
z. B. in der Mitte der horizontalen Flanschteile eine entsprechend dimensionierte
hochelastische Gummidichtung 11 5 oder dergl. vorgesehen sein, durch die die parallele
Verschiebung der lotrechten Aussenschalen loo, 100 in Richtung gegeneinander möglich
ist. Durch diese Verminderung der inneren Abstände der Schalen zueinander werden,
wie erwähnt, die horizontalen Wellbleche 107 bzw. Scherenspreizen oder Trapezbleche
gestreckt und durch die so bewirkte Spannung eine Streckung auch der Schalen 100,
111, 112 bewirkt. Damit wird deren Biegefestigkeit und Tragfähigkeit erhöht. Im
Falle eines Unterdrucks in den Hohlräumen presst der atmosphärische Druck die äusseren
Bauschalen loo und 100 gegen die inneren Bauschalen Alle, 111b und pressen diese
wiedrum über die Gefachböden 110 gegen das kleinere innere Element mit seinen Bauschalen
112a, 112 b, wodurch die genannte Streckung der darin befindlichen streckbaren Elemente
erfolgt. Die zwischen den Gefachböden 110 befindlichen Einzelhohlräume sind insbesondere
durch die Gummidichtungen 110 a allseits luftdicht abgedichtet. Ebenso sind die
Zwischenräume im kleineren inneren Bauelement durch die Wellplatten und durch die
ebenen Zwischenplatten 109, die in ringsum vorgesehenen hochelastischen Dichtungen
112 e, z.B. aus Gummi, sich einpressen, ebenfalls einzeln luft- und dampfdicht abgeschlossen.
Diese Dichtungsmittel tragen zum freien Hohlraum hin auf ihren Oberflächen hochreflektierende
Folien.
-
Insbesondere können zu den hochelastischen Gummidichtungen zäh-elastische,
an den Flanschenteilen der Bauschalen 112 a, umlaufend weitere Dichtungen 112 d
angeordnet sein.
-
Alle Hohlräume bzw. die sie umgrenzenden Innenflächen von Bauelementen
sind hochreflektierend beschichtet, so auch die gefachbodenartigen Querabstützmittel
110 wie auch die freiliegenden Oberflächen der Dichtung 111 c.
-
Infolge eines Unterdrucks in den Hohlraumen H1, H2 und H3 ist eine
Ausbeult
der Bauschalen durch die Gegenwirkung, die sich durch
Erhöhung der Druckdifferenz bei einer Volumenvergrösserung der Hohlräume und damit
innerer Gasdruckminderung ergibt, zusätzlich erschwert. Dazu kommt auch die vorbeschriebene
Gegenwirkung durch konkav vorgespannte Armierungen. Auch die Sicherungaschrauben
150 verhindern solche Ausbeulungen. Weiterhin sind die inneren Bauschalen 111, 112
allseitig durch die fest mit ihnen verbundenen Gefachböden 110 gehindert, ihre Abstände
zu ändern, Dazu sind weiterhin zu den Flanschteilen der Bauschalen 111, 112 umlaufend
in optimalen Abständen Schrauben 116, die durch entsprechende Bohrungen in den Flanschenteilen
und Dichtungsteilen in der Endstellung, die das fertige Bauelement bzw. seine Aussenschalen
100, 100' einnehmen, fest miteinander verbinden, vorgesehen. Damit ist eine nachträgliche
änderung der Distanzen der Bauschalen zueinander in extremem Ausmass verhindert
und können die Flansche ihre rechtwinklige Lage zu den Bauschalen nicht mehr verändern.
-
Die Endlage der Bauschalen zueinander kann durch Druck auf die äusseren
Bauschalen herbeigeführt werden und hierdurch die z.B. vorgesehenen Bohrungen das
Einsetzen der Schrauben alsdann ermöglichen. Selbstverständlich können di4.e Schrauben
116 auch die Flanschen der äusseren Schalen 100, 100' miterfassen, Alle Dichtungen
und sonstigen an den Schalen anliegenden Teile sind z. B.
-
durch Kleber oder dergl. hochfest und luftdicht mit diesen verbunden
(5 c herfestigkeit) Die Gesamthei t der beschriebenen Mittel ergibt ein Bauelement,
das bei niedrigem Gesamtgewicht eine extrem hohe Tragfähigkeit besitzt und eine
fast absolute Schall- und WärmeIsolierung.
-
Wie bereits zu den Fig. 1 a, 1 b beschrieben, können die äusseren
Bauschalen so armiert sein, dass sie bei einem Vakuum im Hohlraum ohne querabstttzende
Mittel einen durch Vorspannung erzielten Gegendruck gegen ein Einknicken erzeugen.
Durch das Vakuum im Innern und durch eine dampfdichte, hochreflektierende Auskleidung
des Hohlraumes kann eine hochwertige Schall-und
Wärmeisolierung
erzielt werden. Eine konvexe Vorspannung gestattet auch mit einer Verminderung an
Querabstiitzmitteln im Innern bei einem entsprechenden Kräfteausgleich auszukommen.
Das ist wirtschaftlich von Bedeutung.
-
Statt armierter Betonaußenschalen können auch Schalen aus Doppelblechen
hergestellt sein, in denen Spannvorrichtungen eingebracht sind, insbesondere den
Druck verteilende Mittel. Dazu können die Druckverteilungsmittel gitterartig miteinander
verbunden sein und die zu spannenden Mittel und die dazu vorgesehenen Spannvorrichtungen
an diesem inneren Gitter, ähnlich wie bei den vorbeschriebenen Betonarmierungen,
befestigt sein.
-
Auch Plastikplatten können insbesondere als Außenplatten zu den zwischengeordneten
gespannten Gittern als Verkleidung genommen werden. Zwischen den Flanschen der Bauschalen
und den Dichtungen können Gleitschichten vorgesehen sein, die ein einwandreies Gegeneinanderverschieben
der Bauschalen sichern. (kastenartige Ausbildung der Bauschale, wobei der kleinere
Kasten mit seiner Öffnung in den größeren Kasten eingeschoben wird.) Ergänzend sei
bemerkt, daß die Gefachböden 110 auch mit lotrechten, beinähnlichen Teilen versehen
sein können, so daß es geneigt, sie übereinander zu stellen.
-
Die Fig. 3 zeigt ein Bauelement mit äußeren Platten 244, 245 als Schalen,
wobei die lotrechten Platten konkav nach innen vorgespannt sein können und die horizontalen
Querplatten konvex nach außen. Der von diesen Platten allseitig umhüllte Hohlraum
ist unterteilt durch ein inneres Bauelement mit den Bauschalen 201, das wiederum
ein weiteres inneres Bauelement mit den Bauschalen 208, 209 in einem Abstand der
lotrechten Schalen 208 zu den Schalen 201 trägt. Dieser Abstand kann z. B. durch
Wabenplatten 206, 206 a ausgefüllt sein. Das innere Bauelement 201 wird durch zwischen
die Schalen 201 gesetzte umlaufende Rahmen, bestehend mindestens aus Rohren 204,
die rechteckig angeordnet sind und vorzugsweise
mindestens in lotrechter
Richtung zwei- oder mehrteilig spannbar ausgebildet sind, seitlich abgeschlossen.
Die Randteile der Schalen 201 sind luft- und dampfdicht und starr mit den rahmenförmigen
Rohren 204 verbunden. Dazu können auch die Schalen 201 an den Randteilen mit Flanschen,
welche die rahmenförmigen Rohre 204 umgreifen, versehen sein (nicht gezeichnet).
-
Um das innere kleine Bauelement 201 und seinen Rohrrahmen 204 sind
weitere Schalen 201 a mit l-förmig ausgebildeten Flanschen 201 r luft- und dampfdicht
und starr an den Randteilen mit den Schalen 201 verbunden angeordnet.
-
Zwischen den Schalen 201 und 201 a sind Distansmittel 201 c so zwischengeordnet,
daß mindestens die Schale 201 a eine konvexe Wölbung erfährt, vorsugsweise jedoch
auch die Schale 201 eine konkave nach innen gerichtete Wölbung erhält.
-
Zwischen den äußeren Bauschalen 244 und den konvexen Bauschalen 201
a besteht ein Hohlraum 244 a, in dem ebenfalls Distanzmittel 244 b angeordnet sein
können. In diesem Hohlraum kann ein ueberdruck eines Gases bestehen.
-
Durch die konkave Vorspannung deräußeren Schalen 244 wird die Gegenkraft
des Uberdrucks mindestens kompensiert, vorzugsweise ist jedoch eine größere konkave
Spannung vorgesehen, als dem Überdruck entspricht, so daß eine entsprechende konkave
Einwölbung bzw. mindestens Spannung der Außenschalen gegeneinander besteht. Vorzugsweise
sind auch die Hohlräume, in denen die Wabenplatten 206, 206 a angeordnet sind, evakuiert.
-
Die Schale 201 a besitzt infolge ihrer durch die Distanzmittel 201
c erzwungenen konvexen Wölbung eine konkave, nach innen gerichtete Spannung.
-
Diese kann durch ein Vakuum im Raum 201 b weiterhin verstärkt werden
und damit zugleich ein entsprechender Druck auf die inneren Bauelemente 201 und
208 (209) ausgetibt werden, Das innere Bauelement 208 besitzt ein an seinen Seitenflächen
209 umlaufenden Spannrahmen aus Rohren 241 a, 241 b. Dieser Rohrrahmen kann beispielsweise
aus vier Hauptteilen bestehen, die rechtwinklig mit je einem lotrechten und einem
horizontalen Schenkel ausgebildet sind. Zwischen diesen
Rohrteilen
sind Schraubenspindeln mit gegenläufigen Gewinden eingesetzt, die in innere Gewinde
der Rohrteile eingreifen. Diese Spindeln können von außen betätigt werden, wodurch
die gegenläufigen Gewinde die Rohrteile ineinander zu schrauben ermöglichen, um
sie dann nach Anordnung der Schalen 208 bzw. 209 im entgegengeset zten Sinne zu
betätigen, und damit den Abstand der horizontalen Teile voneinander unter Spannung
der äußeren Schalen vergrößeren. Das gleiche kann auch in horizontaler Richtung
durch die dort horizontal angeordneten Gewindespindeln mit gegenläufigen Gewinden
geschehen.
-
Zur Betätigung von außen besitzen die Bauschalen und auch die rechtwinklig
zugeordneten Rohrstück Öffnungen, mit denen ein Zugang zu den Schraubenspindeln
ermöglicht ist. Diese können mit ihren Köpfen so ausgebildet sein, daß ein entsprechender
Eingriff der von außen anzusetzenden Werkzeuge erfolgen kann. Alsdann können solche
Öffnungen z. B. durch Ausgießen oder sonstwie verschlossen werden und der im Inneren
des Bauelementes verbliebene Hohlraum z. B. evakuiert werden. Hierzu sind in bekannter
Weise Evakuierrohre mit Ventilen zum Anschluß an Saugpumpen vorgesehen.
-
Sollen im Hohlraum weitere Abstutzmittel, z. B. in Querrichtung, vorgesehen
werden, die untereinander luftdichte Einzelhohlräume umschließen, so kann die Evakuierung
in der Weise stattfinden, daß ein gemeinsames Rohr durch alle Einzelräume geführt
wird, das mit Ventilmündungen in die einzeln luftdicht abgeschlossenen Teilräume
durch Abzweigungen einmündet. Wird aus irgendeinem Grunde ein Teilraum undicht,
so bleiben dennoch in Anbetracht der Einzelventile zu jedem einzelnen Raum die anderen
luftdichten Räume unverändert. Grundsätzlich sind alle Hohlräume, soweit sie mit
einem anderen Druck als dem atmosphärischen Druck versehen sind, z. B. mit einem
Vakuum oder einem Überdruck, in Teilräume luftdicht zu untergliedern.
-
Die Fig. 3 zeigt in horizontale Vierkantrohre 241 a eingesetzte Rundrohre
241 r mit darin befindlichen gewinde trage nden Schraubspindeln 241 S.
-
Um die Rohre 241 r können vorzugsweise Abstandringe (nicht gezeichnet)
gelegt sein.
-
Die Rohre 241 r können dazu dienen, eine Vorspannung durch die Gewinde
spindeln 241 e durch ein- oder beidseitig zugeordnete Schrauben (nicht gezeichnet)
zu erhalten, Durch diese Vorspannung werden die Rohre 241 r gestreckt und besitzen
damit eine Spannung, die einer Wölbung oder Einknickung entgegenwirkt, Solche Rohre
können - wie dargestellt - in Vierkantrohren 241 a und 242 b auf eine vorbestimmte
Teilstrecke der Rohrlängen 241 a, 241 b mit Vor spannung eingebracht sein, jedoch
an den Rohrenden 241 r dabei frei bleiben zur Aufnahme von Verbindungselementen,
insbesondere Schrauben, die in an den Rohrenden 241 r eingeschnittene innere Gewinde
eingreifen.
-
Es können jedoch auch äußere Gewinde vorgesehen sein, durch welche
eine Verbindung mittels anderer Rohrteile, die mit ihren inneren Gewinden diese
außen ren Gewinde der Rohre 241 r alsdann umfassen. Bei im Innern vorgesehenen Gewinden
der Rohre 241 r können durch senkrecht dazu diese Rohre überdeckendes, Rohre des
Rohrrahmens durch Aussparungen eingesetzte Schrauben die Verbindung zur Herstellung
des Rohrrahmens heretellen. Vorzugsweise sind die einzelnen Rohrrahmenteile in diesem
Falle als geradlinige Rohrstücke ausgebildet (nicht als Eckstücke, wie im ersten
Beispiel beschrieben), wobei die horizontalin, geradlinigen, vorzugsweise rechteckigen
Vierkantrohre auf die lotrechten Rohre 241 b zu liegen kommen und die Eckverbindungsschrauben
lotrecht durch die horizontalen rohre in die darunter befindlichen, mit Gewinde
versehenen End-Teile der lotrechten Rohre eingeschraubt werden können, Insbesondere
können die lotrechten tragenden Rohrteile des Rahmens Rundrohre sein (ohne eine
Umkleidung der Vierkantrohre).
-
Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Herstellung des Rohrrahmens
durch Eckverbindungen können die geradlinigen Rahmenteile zur Anordnung von z. B.
mit gegenläufigen Gewinden versehenen Spindeln mehrteilig ausgebildet sein, Fig.
3 a zeigt ein weiteres Ausftlhrungsbeispiel, zur lotrechten Spannung von Bauelementen,
Eine Schraubenspindel 211, deren Fuß 211 a durch einen darauf befestigten Sperr-Ring
212 verbreitert ist, und in einem Gehäuse 213 mit Deckplatte 214 eingelagert ist,
kann sich nur um ihre Längsachse drehen, ohne ihre Längslage zu verändern (Schraube
ohne Ende).
-
Das Gehäuse 213 kann ein Rohrstück sein, das nach oben durch eine
feste Scheibe 215 mit einer entsprechenden Öffnung zur Aufnahme der Schraube versehen
ist, Auf dieses Rohrstück 213 ist eine Scheibe 216 drehbar mit einer Schraube 216
a angeordnet, die in eine senkrecht zur Längsrichtung der Schraube in diese eingefräste
Ringnut, ohne die Drehung zu stören, eingreift und damit die Lage der Schraube bestimmt.
Auf der Schraubenspindel 211 ist ein Rohr 217 mit innerem Gewinde eingeschraubt.
Durch Drehung der Schraubenspindel 211 bewegt sich dieses Rohr 217, je nach der
Drehrichtung, auf- oder abwärts, Je nach Erfordernis kann das obere Ende des Rohres
217 zur Ausübung einer Spannung gegen die Decke eines Bauelementes bzw. zu dieser
angeordneten, z. B. horizontalen Trag-Elemente gegengeschraubt werden, oder aber
auf das obere Rohrende wird eine Andruckplatte 218 zweckensprechender Form und Größe
aufgesetzt, z.B an das Rohrende angeschweißt. Ebenso kann das untere Rohr 213 mit
einer den Druck verteildenden Platte 219 verbunden, z, B. daran angeschweißt sein.
-
Im Innern des Gehäuses 213 können zu dem Sperr-Ring 212 (214) nach
unten starke Druck aufnehmende Platten bzw. schle chthin Elemente, die auch mit
der Druck verteilenden Platte 219 eine Einheit bilden können, zur Aufnahme hoher
Drucke, die die Spindel 211 ggf. aufnehmen muß, unter Entlastung der Führungsschraube
216 a zu ermöglichen.
-
Zur Betätigung der Spindel 211 kann eine ablösbare Kopfmutter 220
mit Befestigungsschraube 221 vorgesehen sein, Nach vollzogener Spannung kann die
Schraube 221 gelöst werden und die Kopfmutter 220 zur Arretierung der Schraubenspindel
nach unten gegen zwischenbefindliche Elemente, durch welche das obere Ende der Schraubenspindel
211 dur Öffnungen hindurchragt, gegengeschraubt werden. Da zur Spannung der Deckenteile
eines Bauelementes nur sehr geringe Dis tanz veränderungen erforderlich sind, genügt
auch zwischen dem unteren und oberen Rohrteil 213, 217 ein sehr kleiner Abstand,
der eine Auseudieses freiliegenden Spindelteils ausschließt. Das obere Ende der
Spindel 211 kann z. B. durch horizontal angeordnete Rohre geführt sein und mit diesen
durch die Schraube bzw. Kopfmutter 220 rechtwinklig, einen Rahmen herstellend, verbunden
sein.
-
Die in Fig. 3 a dargestellte Schraubenspindel kann auch in horizontalen
Rahmenteilen o. dgl. zur Bewirkung horizontaler Spannungen (z. B. bei Decken-Elementen,
Brücken o. dgl. ) angeordnet sein. Es ist nicht erforderlich, daß die Schraubenspindel
durchgehend auf der ganzen Höhe des Bauelementes oder horizontal durchgehend auf
der ganzen Breite angeordnet ist. Es genügt vielmehr, wenn diese der Spannung dienende
Spindel in die Endteile eines die Gesamtlänge (Höhe bzw. Breite) durchquerenden
Rohres druckfest angeordnet sind. Das zwischen diesen anoden Enden solcher Rohre
verbleibende geradlinige Teil, kann - wie vorbeschrieben - für sich vorgespannt
sein, Das annähernd durchgehende Rohrteil dient an den Enden zur Aufnahme der Schraubenftße
211 a mit Sperr-Ring 212 bzw. Sperr-Platte 214, die drehbar gegen eine in entsprechender
Lage zu ihnen z. B. eingeschweißten Zylinder angeordnet sind. Es genügt, wenn die
Spindel zur Ausübung der Spannung ein sehr kurzes Rohrstück 217 oder auch eine entsprechend
starke Scheibe, die durch die Spindelbewegung in deren Richtung bewegt wird, trägt.
Es sind auch andere Varianten möglich, die sich ohne weiteres aus dem vorbeschrie
benen Beispiel» entsprechend den Anwendungserforderniseen ergeben.
-
Fig. 3 zeigt in die rechtwinklig nach innen abgekanteten Flansche
201 r der konvexen Bauschalen 210 a lotrecht umlaufende Rohr-Rahmen 2O4a, 204 b
mit darin eingesetzten Rohren 204 c bzw. 204 d undZ8eren Vorspannung vorgesehene
Gewindespindeln 204 5. Auch diese Rohr-Rahmen können, wie zu den Rohr-Rahmen 241
a, 241 b im einzelnen beschrieben, ausgebildet sein, und Spannungen - sei es nach
außen, sei es nach innen zu - ausüben.
-
Zwischen den L-förmigen Flanschen 201 r sind Dichtungen 205 a vorgesehen.
-
Durch diese Dichtungen können Spannmittel z. B. nach Fig. 3 a mit
nach aussen ragenden Spindelteilen 211 von innen nach außen durchragen, wobei diese
Spannmittel - sei es in ensprechender Lage in oder zu den Rohrrahmen 241 a oder
in oder zu den Rohrrahmen 204 - entsprechend angeordnet sind.
-
Es sind die verschiedensten Kombinationen des Zusammenwirkens der
Rohrrahmen 241 a, 241 b mit den Rohrrahmen 204 und 204 a, 204 b, wie auch mit deren
zusätzlich eingebrachten Rohren möglich.
-
Auch kann eine Spannung der nach außen gelegenen Rohr-Rahmen durch
die nach innen vorgelagerten Rohr-Rahmen erfolgali. So können beispielsweise die
Rohr-Rahmen 204 a, 204 b durch den Rohr-Rahmen 204 und dieser wiederum durch die
Rohr-Rahmen 241 a, 241 b nach außen hin gespannt sein. Dementsprechend können auch
die Bauschalen 244, 245, 201 a, 201 und 208 z. B, lotrecht durch die vorbeschriebene
Spannung der Rohr-Rahmen in einen ihre Biegefestigkeit und damit Tragfähigkeit erhöhten
Streckspannungs-Zustand versetzt sein. Dazu können die Bauschalen z. B. die Bauschalen
244 mit den Rohr-Rahmen 204 a, 204 b durch Winkelstücke o. dgl. Verbindungselemente
vor der Spannung verbunden sein, so daß durch die Spannung der Rohr-Rahmen die an
ihnen befestigten Bauschalen bzw. Platten mitgespannt werden. Auch die Zwischenplatten
245 können durch entsprechende, zuvor vollzogene Befestigungen, an den sie seitlich
umgrenzenden Bauschalen 244 mit diesen durch die Rohr-Rahmen gespannt sein. Die
Biegefestigkeit des Bauelementes kann weiterhin durch die Anordnung verschiedener
Luft- bzw. Gasdrücke in den bereits vorbeschriebenen Hohlräumen eine Steigerung
erfahren. Dazu können insbesondere die Hohlräume im inneren Bauelement 208, 209
und die von den Wabenplatten 206 mindestens teilweise eingenommenen Hohlräume mit
einem Unterdruck oder Vakuum versehen sein.
-
Im Hohlraum des inneren Bauelementes 208, 209 können zwischen dem
oder den umlaufenden Rohr-Rahmen weitere lotrechte und/oder horizontale Ab stütz
mittel vorgesehen sein, Zur lotrechten Abstützung können auch besonders ausgebildete
Spann-Sttitzen, z. B. zu den Rohr-Rahmen 241 angeordnet sein, Zur Quer-AbsttStzung
können ebenfalls spannbare Rohrelemente o. dgl. dienen. Es könne auch - wie zu Fig.
2 beschrieben -gefachbodenartige, entsprechend versteifte Blechelemente mit allseitigen
Gummirandteilen zwischengesetzt werden. Der Hohlraum kann auch - wie bereits zu
den vorstehenden Figuren beschrieben - ganz als freier Hohlraum mit einem Vakuum
versehen verbleiben, wenn - wie vorbeschrieben - die Bauschalen und die Gasdrücke
in den verschiedenen, nach außen vorgelagerten Hohlräumen einen
entsprechenden
Gegendruck zu der atmosphärischen Druckdifferenz ausüben.
-
Auch dieses Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt die Mannigfaltigkeit
der anwendbaren Elemente und ihre vielgestaltige Kombinationsmöglichkeiten zur Erzielung
sehr hoher Biegefestigkeiten der Bauschalen bzw. Platten, die insgesamt mit allen
zugeordneten Elementen ein einheitliches hochtragfähiges und hoch Schall und Wärme
isolierendes Bauelement ergeben.
-
Die Fig, 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauelementes.
Dieses kann als inneres oder als äußeres Bauelement ausgebildet sein.
-
Fig. 4 zeigt äußere Schalen 321 mit einem äußeren Schutzüberzug 322
und innen mit einer Reflektierfolie 323. Die Schalen sind mindestens am oberen Rand
als l-förmige Flansche 321 a abgewinkelt und mindestens am unteren Rand mit u-förmigen
Flanschen 321 b geformt. Entsprechend ist mindestens ein lotrechter Seitenrand in
der einen oder in der anderen Weise geformt. Die benachbarten unterschiedlich geformten
Randteile können durch Verschweißen und ggf.
-
durch zusätzliche Profilteile luft- und dampfdicht miteinander verbunden
sein, Die Randteile 321 a und 321 b von benachbarten Bauelementen greifen ineinander
Nut-Verbindungen, Die Bauelemente können kontinuierlich ineinander ges tekct werden.
Um den Bauelementen eine erhöhte Festigkeit zu erteilen, ist vorgesehen, daß feste
Profilkörper 341 von etwa uförmiger Gestalt mit Schenkeln 341 a in die u-förmigen
Randabwinklungen 321 b eingeschoben werden. Damit wird einerseits der Querabstand
der Schalen 321 voneinander fixiert und ein luft- und dampfdichter AbschlulB mindestens
dieses Randteiles durch Zuordnen von zu den Schalenflichen vorzusehenden Dichtungsmitteln
321 d ermögUc Vorzugsweise in der Mitte diese. Profilkörpers (gesehen im Querschnitt)
befindet sich eine zylindrische Öffnung 341 o, durch welche das Ende einer Schraubenspindel
211 nach Figur 3 a hindurchragt.
-
Diese Schraubenspindel 211 kann durchgehend bis zum gegenüberliegenden
Ende vorgesehen sein oder am Ende eines zweiteiligen Rohres 345 a, 345 b als endlose,
drehbare Spannschraube angeordnet sein (siehe Fig. 3 a). Die Schraube 211 greift
durch die zylindrische Bohrung 341 o im Profilkörper 341.
-
Wird die Schraubenspindel 211 gedreht, dann kann die Distanz der Rohrteile
345 a, 345 b zueinander vergrößert und die am oberen Ende des Rohrteils 345 b mit
dieser verbundene Andruckleiste 345 d gegen den Profilkörper 341, diesen mit seinen
Schenkeln 341 a von innen her in die U-Profile 321 b der Schale 321 bewegend, eingepreßt.
Am uneren Ende des Rohrteiles 345 a ist ebenfalls eine Andruckleiste 345 d befestigt,
die gegen den unteren Profilkörper 341' durch die Spannbewegung der Schraube 211
gepreßt wird.
-
Vorzugsweise sind zu den l-förmig ausgebildeten Flanschen 321 a am
unteren Ende der Schalen im Innern identische U-Profile 321 b' angeordnet, so daß
der Profilkörper 341' übereinstimmend mit dem beschriebenen Profilkörper 341 ist.
Durch die Spannung, die infolge der Distanzvergrößerung zwischen den Rohrteilen
345 a, 345 b durch Drehung der endlosen Schraübe 211 bewirkt wird, werden die sich
gegenüberliegenden Schalen 321 miteinander durch den Eingriff in die U-Profile vereinigt
und luft- und dampfdicht nach außen abgeschlossen. Dazu sind besondere Dichtungsmittel
321 d, 321 d', 321 d angeordnet, Die zur Betätigung der Andruckplatten 345 d und
345 d' dienende Spannspindel 211 kann mehrteilig sein. So kann z, B. der nach außen
aus dem tofilkörper herausragende Teil in umgekehrter Richtung zur Spanndrehung
mit der abnehmbaren Kopfmutter 220, 221 abschraubbar sein, damit nach Beendigung
des Spannvorganges der verbleibende Schraubenteil 211 etwa mit dem oberen Rand des
Profilkörpers 341 e abschließt.
-
Oberhalb des Profilkörpers 341 kann eine Dichtung 341 d, vorzugsweise
mit einer mindestens nach oben abschließenden Metallfolie eingeklebt sein.
-
Nach Entfernung des überstehenden Spindelteiles 211 kann das benachbarte
Bauelement mit den l-förmigen Flanschen 321 a zwischen die u-förmigen Flansche 321
b eingeschoben werden. Zur luft- und dampfdichten Abdichtung tragen die l-förmigen
Flanschteile Dichtungen 321 d, z. B. aus Gummi, die um di Flanschenden beidseitig
geklebt sind.
-
Zwischen den Endflanschteilen der l-formigen Flansche kann ein Dichtungsmittel
321 d" , das vorzugsweise mit einer dampfdichten Metallfolie umhüllt ist, eingesetzt
sein, Im Rohr 345 a kann zur Vor spannung dieses Rohres ein inneres Rohr 346 eingebracht
sein, das in statisch optimalen Abständen Ringe 347 trägt, die an den lnnenwandungendesRohres
345 a anliegen, Gegen das Rohr 346 sind mindestens von einem Ende her zylindrische
Schrauben 348 mit Gewinden, die mit Gewinden an den Innenseiten des Rohres 345 a
in Eingriff stehen, mit Spannung gegen das Rohr 346 eingeschraubt. Dabei wird das
äußere Rohr 345 a in seiner Längsyichtung gespannt. Die Anpreßschraube 348 ist in
ihrer Lage vorzugsweise so bestimmt, daß das untere Ende 211 ader Schraubenspindel
211 auf dieser zylindrischen Schraube 348 aufsitzt, ohne in der Drehung behindert
zu sein, Hierdurch kann eine teilweise Entlastung der Gewinde ersielt werden, Das
so mit gespannten Bauschalen und vorgespannten Innenrohren 345 a ausgebildete Bauelement
besitzt eine außerordentliche Biegefestigkeit und TragfflMgkeit. Der Hohlraum im
Innern kann allseitig einschließlich der eingebrachten Teile hochreflektierend,
z. B. mit Aluminiumfolie, beschichtet ein, und auch schallisolierende Mittel, z.
B. an Federn gespannte Membranen unterschiedlicher Eigenfrequenzen, vorgesehen sein,
Zur weiteren Sicherung des luft- und dampfdichten Abschlüsse können zwischen den
Andruckplatten 345 d bzw. 345 d' und den u-formigen Profilkörpern 341 bzw. 341'
vorzugsweise allseitig mit Aluminiumfolie dampfdicht umhüllte Isolierschichten 335
angeordnet sein,
Eine Vereinfachung der Spannvorrichtung kann in
der Weise erzielt werden, daß das mit innerem Gewinde bewegliche Rohrteil 345 b
entfällt und an seine Stelle die Öffnungen 341 o (zylindrische Bohrungen) mit Innengewinden
versehen werden, in die die Spannschraubengewinde zur Bewegung der Profilkörper
eingreifen, Damit können die Profilkörper unmittelbar betätigt werden.
-
Das Spannrohr 345 a kann dann bis fast unter die Profilkörper ragen,
Zur Abdichtung kann, ebenso wie bei den zweiteiligen Rohren, auch in diesem Falle
eine hochelastische Dichtungsschicht 345 c um das freie Spindelteil zwischen dem
bewegten Rohrteil oder Profilkörper und dem Rohr 345 a vorgesehen sein, Nach Fig.
4 haben die sich gegenüberliegenden Randteile unterschiedliche Flanschausbildungen.
Eine Vereinfachung kann erzielt werden, indem das Bauelement stets nur die eine
oder die andere Flanschausbildung hat, und dementsprechend die benachbarten zugeordneten
Bauelemente die Gegenausbildung zur Bewirkung einer Feder-Nut-Verbindung der Randteile
aufweist, Ist der Abstand der l-förmigen Flansche 321 a zueinander ausreichend groß,
so kann zwischen diesen Flanschteilen 321 a ein umlaufender Rohrrahmen eingesetzt
werden, der dem Bauelement eine zusätzliche Tragfähigkeit und Biegefestigkeit verleiht.
Dieser Rohrrahmen kann mit den l-förmigen Flanschen starr verbunden und spannbar
- wie zu Fig. 3 vorgeschrieben -sein, Im Hohlraum zwischen den Bauschalen können
je nach Zweckmäßigkeit unterschiedliche Luft- bzw. Gas drücke, z. B. ein Unterdruck
gegenüber dem atmosphärischen Druck, vorgesehen sein. Das Spannrohr 345 a weist
ebenfalls einen Hohlraum auf, der luftdicht allseitig abgeschlossen ist. In diesen
Hohlraum kann ein Uberdruck eingebracht zein, durch den die Spannung des Rohres
345 a und seine Knickfestigkeit bzw. Tragfähigkeit weiter erhöht werden, Um den
Ueberdruck vorzusehen, kann an geeigneter Stelle ein Rohr mit Vert il am Rohr 345
a angeordnet sein, und können die Ringe 347 Einschnitte tragen, durch die der Uberdruck
gleichmäßIg auf das Gesamtrohr ausgeübt wird,
Es besteht auch noch
die folgende Möglichkeit: Die Bauschalen können aus Doppelschalen bzw, Platten bestehen,
die in dem von ihnen luft- und dampfdicht umschlossenen Hohlraum Rohr rahmen, insbesondere
aus spannbaren Vierkantrohren, besitzen, wie zu Fig. 3 beschrieben.
-
Diese Spannrahmen ermöglichen es, solche doppelwandigen Schalen wie
Bauelemente zu spannen und auszustatten, Sie können durch zugeordnete lotrechte
und/oder horizontale mehrteilige, spannbare Rohre verstärkt sein, Die innere Zweitwand
kann an den Randteilen mit der äußeren Schalenwand so verbunden sein, daß ein u-förmiger
Eingriff durch Profilkörper des Bauelementes die Doppelwand gleichmäßig spannen.
-
Solche doppelwandigen Schalen können insbesondere aus entsprechend
verformten Blechen und Plastikplatten hergestellt sein, Sie können im Innern mit
Isoliermitteln, z. B. mit hochreflektierenden Aluminiumfolien allseitig beschichtet
sein und auch schallisolierende Mittel enthalten, Auch kann der Schalenhohlraum
mit einem Unterdruck versehen sein, Durch solche doppelwandigen Schalen werden die
Eigenschaften des Bauelementes weiterhin verbe 5 sert.