METHOD OF ERECTING A CONCRETE COVER SHAPED AS A DOME, CONE OR PYRAMID FOR HIGH AND LOW RISE STRUCTURES

Abstract: 1. A method of erecting a domed, conical, or pyramidal covering of concrete for structures above or below ground, in particular for tank-like structures, consecutively annular sections being produced starting from the upper edge of the enclosing wall of the structure, characterized in that consecutively annular sections (A, B, C) are produced with an annular overlying and/or underlying support (3) formed at the inner edge in each case, and as the first annular section (A) next to the enclosing wall (1) is erected radial supports (6) of a shuttering structure are supported on one side on the enclosing wall (1) and on the other side on a support structure (7, 8) extending at a distance parallel to the enclosing wall (1), and as the further annular sections (B, C) are erected the radial supports (6) are supported on one side at their inner ends on the support structure (7, 8) displaced towards the centre of the structure in accordance with the width of the section (B, C) and are suspended on the other side at their outer ends in the region of the overlying and/or underlying support (3) - provided on the edge - of the set annular section (A, B or C) of the covering.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung einer kuppel-, kegel- oder pyramidenförmigen Abdeckung aus Be- ton für Hoch- und Tiefbauten, insbesondere für behälterartige Bauten, wobei von der Oberkante der Umfassungswand des Baues ausgehend aufeinanderfolgend ringförmige Abschnitte hergestellt werden. Gerade Euppeldächer werden wegen ihrer gunstigen statischen Eigenschaft als unterstützungsfreie Abdeckungen insbesondere von Rundbehältern verwendet. Kuppel dächer können auch aus einzelnen Ringabschnitten gefertigt werden, wobei diese Ringabschnitte aus unterschiedlichem Material gefertigt wurden. Auf jeden Fall war bei diesen im Altertuin gefertigten Kuppeldächerneine volle Einschalung der ganzen Kuppel notwendig. Da die Krümmung und der Stich und insbesondere aber auch der Durchmesser einer Kuppel sehr oft variieren, ist eine Standardisierung von Schalungen problematisch. Dazu kommt die Tatsache, dass auf Grund der relativ geringen Stichhöhe selbsttragende Schalungen nach bekannten Systemen nur begrenzt in Einsatz gebracht werden können. Insbesondere bei Kuppeln grossen Durchmessers war es daher bisher auch in modernen Betonbauten erforderlich, die gesamte Kuppel einzuschalen, wobei dies insbesondere bei grossen Höhen einen enormen Aufwand an Schal- und Gerüstmaterial erfordert. Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, gemäss welchem in wirtschallicher Weise und mit geringstmöglichen Schalungs- und Gerüstmaterial solche Abdeckungen hergestellt werden können. Erfindungsgemäss wird dazu vorgeschlagen, dass aufeinanderfolgend ringförmige Abschnitte mit einem jeweils am inneren Rand ausgebildetem, ringförmigem flberzug- und/oder Unterzugträger hergestellt werden, wobei Radialträger einer Schalungskonstruktion bei der Errichtung des ersten, an die Umfassungswand anschliessenden ringförmigen Abschnittes einerseits auf der Umfassungswand und andererseits an einem mit Abstand parallel zur Umfassungswand verlaufenden raggerüst abgestützt werden, und dass bei der Errichtung der weiteren ringförmigen Abschnitte die Radialträger einerseits mit ihren innenliegenden Enden an dem entsprechend der Breite des Abschnittes gegen das Zentrum des Baues hin verschobenen Traggerüst abgestützt und andererseits mit ihren aussenliegenden Enden im Bereich des randseitigen tberzug- und/oder Unterzugträgers des ausgehärteten, ringförmigen Abschnittes der Abdeckung aufgehängt werden. Durch ein solches Verfahren kann das erforderliche Gerüstmaterial auf die Fläche eines ringförmigen Abschnittes der Abdeckung reduziert werden. Es können dann beigielsweise ringförmige Abschnitte in einer Breite von ca. 5 bis 6 m eingeschalt und hergestellt werden, worauf dann dieses Schalungs- und Gerustmaterial für den nächsten ringförmigen Abschnitt wiederum eingesetzt werden kann. Durch den bei den ringförmigen Abschnitten mithergestellten tberzugsträ- ger am inneren Rand der ringförmigen Abschnitte wird die erforderliche Festigkeit erreicht, da dieser Uberzugsträger die statische Punktion des noch nicht geschlossenen Kuppeldaches übernimmt. Nach Aushärten und Erreichen der erforderlichen Festigkeit wird der entsprechende Ringabschnitt ausgeschaltet. Es können daher die entsprechenden Enden der Radialträger an dem betreffenden Rand des ausgehärteten ringförmigen Abschnittes angehängt werden, so dass der bereits erstellte ringfqrmige Abschnitt praktisch in die Schalungstragkonstruktion miteinbezogen werden kann. Es müssen daher gerade an diesen Enden der Radialträger keine Unterstützungskonstruktionen vorhanden sein, welche insbesondere bei sehr hohen Bauten enormes Gerüstmaterial erfordern. Der Vorgang der Errichtung der ringförmigen Abschnitte wiederholt sich so lange, bis auf Grund der immer kleiner werdenden Durchmesser so viel Schalmaterial vorhanden ist, dass die gesamte Restabdeckung auf einmal betoniert werden kann. Weitere erfindungsgemässe Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert, in welcher anhand der Zeichnungen ein Verfahrensablauf geschildert wird. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt eines behälterartigen Baues mit einer kuppelförmigen Abdeckung; Fig. 2 ein Schnitt durch den Randbereich eines Baues mit den angedeuteten Schalungselementen; Fig, 3 eine Draufsicht entsprechend der Fig. in 2; die Fig. 4 und 5 einem Schnitt und in Draufsicht einen weiteren Verfahrensabschnitt und die Fig. 6 und 7 nochmals einen weiteren Verfahrensschritt; die Fig. 8 und 9 zeigen eine als verlorene Schalung einsetzbare Fertigbetonplatte in Draufsicht und in einem Längsschnitt; Fig. 10 einen Quer schnitt durch einen Radialträger mit einem Schnitt durch die aufgebrachte Abdeckung. Der in Fig, 1 dargestellte Bau besteht aus einer Umfassungswand 1 sowie einer kuppelförmigen Abdeckung 2. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird nun diese Abdeckung 2 aus einzelnen ringförmigen Abschnitten A, 3 und C gebildet, die nacheinander eingescbalt und gegossen werden. Um jeweils für die einzelnen ringförmigen Abschnitte A, B und C eine ausreichende Eigenfestigkeit zu erzielen und damit ein Ausschalen zu ermöglichen wird zugleich mit den entsprechenden Abschnitten beim gezegten Ausführungsbeispiel jeweils am inneren oberen Rand der ringförmigen Abschnitte A, B und C ein ringförmiger Uberzugsträger 3 mitgegossen. Dieser übernimmt die statische Funktion des noch nicht geschlossenen Kuppeldaches. Es besteht nun die Möglichkeit, eine Öffnung 4 im Zentrumsbereich des Euppeldaches 2 vorzusehen, falls dies aus irgendwelchen Gründen notwendig ist. Ansonsten wird der Zentrumsbereich beim letzten Verfahrensabschnitt geschlossen, so dss dann in diesem Zentrumsbereich keine Uberzugsträger 3 mehr benötigt werden. Bei einer geschlossenen kuppelförmigen Abdeckung 2 sind die erforderlichen statischen Bedingungen auch diese Uberzugs- träger erfüllt. In besonders günstiger Weise werden die ganzen Flächen eines solchen ringförmigen Abschnittes A, B und a nicht durch Schalungsplatten abgeschalt, sondern es können als verlorene Schalung dienende Fertigbetonplatten 5 (entsprechend den Fig. 8 und 9) eingesetzt werden. Diese Bertigbetonplatten 5 sind entsprechend konisch verlaufend ausgebildet, so dass sie jeweils den Raum zwischen den Radialträgern 6 überbrücken können. Es wird dadurch noch eine weitere Einsparung an Schalungsmaterial erzielt. Diese Fertigbetonplatten 5 können in der Regel je nach der Krümmung eine Länge von 50 bis 150 cm aufweisen und sind dabei mit einer Breite von etwa 40 bis 80 cm ausgeführt. Am Längsrandbereich sind entsprechend aufgebogene Armierungen vorgesehen, um eine gegenseitige gute Verbindung zu erzielen. Ausserdem können an der Oberseite Armierungsgitterträger vorgesehen werden. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist noch ein Traggerüst sowie ein Arbeitsgerüst erforderlich, welches nachstehend anhand eines Verfahrensablaufes noch näher erläutert werden soll. Durch die Verwendung einer Kombination von Bertigbetonplat- ten - selbstverständlich können auch Fertigteilplatten aus anderen Materialien verwendet werden - und anem Leergerüst mit leichten konstruktiven änderungen der Kuppelschale kann also das erforderliche Gerüstmaterial auf eine Fläche eines ringförmigen Abschnittes von ca. 5 bis 6 m Breite reduziert werden. Im Abstand von ca. 5 bis 6 m von der Umfassungswand 1 werden ringförmig Stütztürme 7 aufgestellt. Auf diese Stütztürme 7 kommt eine ringförmige Auflagerkonstruktion 8, die einen konzentrischen Kreis zum Behälterdurchmesser darstellt. Auf diese Auflagerkonstruktion 8 werden Radialträger 6 aufgelegt, welche zweckmässigerweise der Wölbung der kuppelartigen Abdeckung 2 entsprechend in ihrer Erüm- mung verstellt werden können. Die anderen Enden der Radialträger 6 liegen direkt auf der Unifassungswand 1 des behälterartigen Baues auf. Hierauf werden symmetrische Fertigbetonplatten 5 ringweise im Sinne einer verlorenen, aber mittragenden Schalung aufgelegt. Im Bereich der tangentialen Stösse können Hilfsträger vorgesehen werden, welche zwischen den Radialträgern 6 annähernd quer zu diesen verlaufend angeordnet sind. Durch Anordnung dieser Hilfsträger erfolgt auch eine Abdichtung der Stösse, so dass durch die Stösse nicht Beton nach unten hin entweichen kann. Durch diese Massnahmen liegen diese Fertigebetonplatten 5 auch umfangsgeschlossen auf entsprechenden Trägern (Radialträger 6 und Hilfsträger) auf. Es wird nun der Aufbeton 9 aufgebracht und gut verdichtet. Im Bereich über der ringförmigen Auflagerkonstruktion 8, also am inneren, nach oben gewandten Randbereich des Abschnittes 8 wird ein ringförmiger flberzugträger 3 hergestellt, der die statische Funktion der noch nicht geschlossenen kuppelförmigen Abdeckung 2 übernehmen muss. Nach dem Aushärten und dem Erreichen der erforderlichen Festigkeit wird der inzwischen hergestellte erste ringförmige Abschnitt A ausgeschalt. Die Stütztürme 7 werden, da sie mit dem Kran noch leicht erfassbar sind, an einem Stück umgesetzt und wieder ca. 5 bis 6 m in Richtung zur Mitte des behälterartigen Baues neu aufgestellt. Die im Durchmesser und somit auch im Umfang reduzierte Auflager konstruktion 8 wird wiederum montiert. Die durch kleine Hilfshaken noch in der Stellung beim ringförmigen Abschnitt A gehaltenen Radialträger 6 werden nun ebenfalls an einen Kran angehängt und aus dem Auflagerschuh an der Umfassungswand 1 herausgezogen und dann sofort weiter auf der neu gebildeten Auflagerkonstruktion 8 (siehe Fig. 4 und 5) gesetzt. Der konstruktive Vberzugträger ist in bestimmten Abständen mit vertikal durchgebnden Öffnungen versehen zum Durchtritt von Befestigungsmitteln für die Radialträger 6. Es können selbstverständlich auch ent sprechende Aufhängevorrichtungen vorgesehen werden. An diese bzw. durch entsprechende Befestigungsmittel im Bereich der Rohrdurchführungen wird das äussere Ende der Radialträger aufgehängt. Nach dem Fixieren sämtlicher Radialträger 6 wiederholt sich das Verlegen der Bertigbeton- platten 5. Auch beim nächsten Betonierabschnitt wird wiederum Uberzugträger 3 am inneren, nach oben gerichteten Rand des nächsten ringförmigen Abschnittes B gebildet. Dieser Vorgang des Ausschalens und des wiederum Eilschalens wiederholt sich so lange, bis auf Grund der immer kleiner werdenden Durchmesser der einzelnen ringförmigen Abschnitte A, B, C usw. so viel Schalmaterial vorhanden ist, dass der gesamte Re stabs chnitt der Abdeckung 2 auf einmal betoniert werden kann. Dies gilt auf jeden Fall dann, wenn eine geschlossene kuppelförmige Abdeckung geschaffen werden soll. Falls eine mittige Öffnung freibleibt, wie dies beim Beispiel nach Fig. 1 gezeigt wird, muss auch beim letzten zu fertigenden Abschnitt C ein entsprechender Überzugträger 3 mitbetoniert werden. Die Fertigebetonplatten sind auf einer einfachen horizontalen Leere vorzufertigen. Sie können jedoch jederzeit audi in Fertigteilwerken bestellt werden. Der Ausbau der gesamten Konstruktion erfolgt durch eine vorgesehene Ausschalöffnung auf herkömmliche Weise. Ein grossflächiges Hilfsgerüst für die Demontage kann verhindert werden, wenn auf konzentrisch angeordneten Schienen oder auf entsprechenden Rollen ein leichtes Leitergerüst jeweils am Ort der Schalarbeiten hingefahren wird. Zur Montage der jeweils der Auflagerkonstruktion 8 abgewandten Enden der Radialträger 6 ist ein Arbeitsgerüst vorgesehen, welches an dessen oberem Rand begehbar ausgeführt ist oder auch befahrbar, so dass durch Bewegung eines entsprechenden fahrbaren Untersatzes jede Stelle am Umfang des behälter algen Baues erreicht werden kann. Im Bereich der Auflagerkonstruktion 8 sind selbstverständlich Absenkkonstruktionen vorgesehen, so dass zu einem Ausschalvorgang vorerst ein geringfügiges Absenken erfolgen kann, um dadurch das Ausschalen und somit die Entfernung der Querträger bzw. der Ringträger der Auflagerkonstruktion 8 und somit auch der Stütztürme 7 zu erleichtern. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, können auf den Radialträgern 6 in deren Mittelbereich Stege 11 vorgesehen werden, um dadurch einen Anschlag der auf jeweils zwei Radialträger 6 aufgesetzten Bertigbetonplatten 5 zu erreichen. Diese Platten können daher auch nicht seitlich verrutschen, so dass auch die Unfallgefahr praktisch ausgeschlossen wird. Für die Radialträger 6 kann ein entsprechend der vorgesehenen Kuppelwölbung gekrümmter Träger verwendet werden bzw. ein auf die Krümmung einstellbarer Träger, welcher ent sprechend den gewünschten Krümmungen verstellbar ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, anstelle der Fertigbetonplatten 5 irgendwelche Schalungsplatten vorzusehen, wobei auch dann eine wesentliche Einsparung an Schalungsmaterial gegeben wäre, wobei jedoch stets besondere Arbeiten für das Ein- und Ausschalen gegeben sind. Zweckmässiger ist es daher, hier verlorene Schalungsplatten einzusetzen. In der vorstehenden Beschreibung wurde stets von einem tDerZUgträger gesprochen, welcher am inneren Randbereich der jeweiligen ringförmigen Abschnitte angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen entsprechenden Betonring an der Unterseite an der inneren Randbe grenzung der betreffenden ringförmigen Abschnitte vorzusehen, so dass also ein Unterzugträger geschaffen würde. Auch dadurch können die erforderlichen statischen Bedingungen erfüllt werden. Es wäre auch denkbar, sowohl einen Unterzugträger als auch einen tberzugträger vorzusehen, wenn dies aus baulichen Gründen bzw. aus Festigkeitsgründen zweckmässig ist. Anstelle der Herstellung aus Beton und daher anstelle des Nitgiessens beim Herstellen der ringförmigen Abschnitte können auch entsprechende Stahlträger, z. B. Stahlprofilträger oder Hohlkastenstahlprofile vorgesehen werden, die die entsprechende Tragfunktion übernehmen. Bei einer solchen Anordnung wäre es auch denkbar, dass diese demontierbar sind, so dass also nach dem gänzlichen Schliessen der kuppelförmigen Abdeckung eine Demontage erfolgen kann, zumal ja dann diese terzug- und/oder Unterzugträger aus statischen Gründen nicht mehr erforderlich sind. Auch bei Anordnung von Stahlträgern können selbstverständlich entweder nur tberzugträger, nur Unterzugträger oder beide Ausführungsformen vorgesehen werden. Bei der Verwendung solcher Stahl- träger für die Überzug- und/oder Unterzugträger besteht die Möglichkeit, dass diese ebenfalls ringförmig verlaufen oder aber leicht polygonal, damit diese Träger aus geraden Stük- ken hergestellt werden können. Die vorliegende Erfindung wurde anhand einer Abdeckung für einen Rundbehälter beschrieben. Selbstverständlich können diese Abdeckungen neben einer kuppelförmigen Ausbildung auch kegel- oder pyramidenförmig ausgeführt werden, was auch jeweils in Anpassung an die Form des behälterartigen Baues erfolgen wird. Der Bau selbst könnte daher nicht nur kreisförmig, sondern auch ellipsenförmig oder prismaförmig ausgebildet sein. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird also eine wesentliche Erleichterung bei der Errichtung einer kuppel-, kegel- oder pyramidenförmigen Abdeckung aus Beton für Hoch- und Tiefbauten erreicht, wobei diese erzielten Vorteile nicht nur in dem wesentlich verminderten Bedarf an Schalungs- und Gerüstmaterial liegen, sondern auch in dem wesentlich reduzierten Arbeitsaufwand zur Errichtung der Schalungen, Gerüste und somit auch mir Errichtung einer solchen Abdeckung.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfähren zur Errichtung einer kuppel-, kegel- oder pyramidenförmigen Abdeckung aus Beton für Hoch- und iefbauten, insbesondere für behälterartige Bauten, wobei von der Oberkante der Umfassungswand des Baues ausgehend aufeinanderfolgend ringförmige Abschnitte hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf einanderfolgend ringförmige Abschnitte CA, 3, C) mit einem jeweils am inneren Rand ausgebildeten, ringförmi gen tberzug- und/oder Unterzugträger (3) hergestellt werden, wobei Radialträger (6) einer Schalungskonstruk tion bei der Errichtung des ersten, an die Umfassungs- wand (1) anschliessenden ringförmigen Abschnittes (A) einerseits auf der UmSassl1ngswand (1) und andererseits an einem mit Abstand parallel zur Umfassungswand (1) verlaufenden Traggerüst (7, 8) abgestützt werden, und dass bei der Errichtung der weiteren ringförmigen Ab schnitte (B, C) die Radialträger (6) einerseits mit ihren innenliegenden Enden an dem entsprechend der Brei te des Abschnittes (3, C) gegen das Zentrum des Baues hin verschobenen Traggerüst (7, 8) abgestützt und an dererseits mit ihren aussenliegenden Enden im Bereich des randseitigen uberzug- und/oder Unterzugträgers (3) des ausgehärteten ringförmigen Abschnittes (A, B oder C) der Abdeckung aufgehängt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen des randseitigen Uberzug- und/ oder Unterzugträgers (3) der ringförmigen Abschnitte (A, B, C) annähernd in vertikaler Richtung durchgehen de Öffnungen zum Durchtritt von Befestigungsmitteln für die Radialträger (6) vorgesehen werden. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass ein tberzug- und/oder Unterzugträger (3) in einem mit der Herstellung des betreffenden ring förmigen Abschnittes (A, B, C) aus Beton mitgegossen wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass als tberzug- und/oder Unterzugträger (3) ein gegebenenfalls demontierbarer Stahl- oder Hohl kastenstahlträger angeordnet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Radialträger (6) Fertigbetonplatten (5) als verlorene Schalung aufgebracht werden, welche gegebenenfalls eine in Richtung der Radialträger (6) ausgebildete Krümmung aufweisen. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet,dass an der Tragseile entsprechend einer Xup- pelwölbung gekrümmte bzw. auf die Krümmung einstellbare Radialträger (6) eingesetzt werden. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischn den Radialträgern (6) annähernd quer zu diesen verlaufende Hilfsträger im Bereich der Stösse der einzulegenden Fertigbetonplatten (5) einge setzt werden. 8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im behälterarti gen Bau jeweils am inneren Rand des gerade einzuschalen den ringförmigen Abschnittes CA, B, C) ein begehbares oder befahrbares Arbeitsgerüst (10) aufgestellt wird. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigbeton platten (5) jeweils bis an einen an der Oberseite der Radialträger (6) mittig vorstehenden Steg (11) anstossend auf jeweils zwei Radialträger (6) aufgesetzt werden.

Inventors: MATHIS, HUGO, DIPL.-ING.
Applicants: RUND-STAHL-BAU GESELLSCHAFT M.B.H.
Application year: 1983
Main classification: E04B7
IPC codes: E04B7