БЕТОННАЯ КОНСТРУКЦИЯ МОДУЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК E04H12/12 E04C1/41 

Изобретение касается бетонной конструкции модульного исполнения для башенных сооружений, состоящей из по меньшей мере двух стоящих вертикально, расположенных при необходимости рядом друг с другом и при необходимости друг над другом сборных бетонных стеновых элементов, имеющих две узкие стороны, которые после стыковки этих сборных бетонных стеновых элементов заключают между собой вертикальный стык, одну верхнюю и одну нижнюю сторону, которые после стыковки этих сборных бетонных стеновых элементов заключают между собой горизонтальный стык, а также одну переднюю и одну заднюю сторону.

Такие бетонные конструкции могут представлять собой составленные из сборных бетонных стеновых гибридные башни ветроэнергетических установок, а также стены больших, высоких резервуаров или зданий.

DE 10 2011 054 497 A1 раскрывает силос из бетонных сборных частей, имеющий состоящие из нескольких кольцевых сегментов бетонные кольца, которые соединены по меньшей мере одним винтовым соединением посредством соединительных анкеров, заделанных в бетонный материал кольцевых сегментов. То есть отдельные кольцевые сегменты соединяются друг с другом с помощью нагружаемых на растяжение винтов, которые проведены через анкерные плиты сборных бетонных элементов.

Кроме того, по DE 821 403 C бетонные конструктивные элементы имеют анкеровки, которые выступают из боковых стен, и концы которых выполнены таким образом, что они вместе с соответствующими соседними элементами заделаны в швы литого бетона, соединяющие бетонные конструктивные элементы. Эти анкеровки могут соединяться между собой с соответствующими анкеровками соседних элементов, предпочтительно с помощью выполненных надлежащим образом совмещаемых поверхностей, таких как согнутые уголки, кольцеобразно выполненные свободные концы для сварки, взаимная навеска и тому подобное.

EP 0 945 554 A1 раскрывает стенку шахты (не башню) из предварительно изготовленных стеновых элементов, у которых вокруг бетонных сборных частей расположен проходящий по кругу паз, и в нем расположен упругий уплотнительный валик. Однако этот упругий уплотнительный валик не является армированной эластомерной опорной частью.

DE 30 24 647 A1 раскрывает цилиндрический силос, который составлен из кругло искривленных в виде частей цилиндра стеновых элементов. Несколько этих круглых стеновых элементов в виде частей цилиндра образуют кольцевой участок стенки. Между двумя установленными друг на друга кольцевыми участками стенки предусмотрен горизонтальный стык. В этом опорном стыке для упругой опоры предусмотрена прочная на сжатие, но упругая опорная полоска, которая может состоять из прочного на сжатие упругого полимерного материала.

Изобретение исходит из задачи, выполнить бетонную конструкцию модульного исполнения вышеназванного рода таким образом, чтобы получилось простое и надежное соединение сборных бетонных стеновых элементов, без возникновения необходимости заполняемых стыков, при которых трудоемким и дорогостоящим образом на месте должен заливаться соответствующий строительный раствор, бетон или синтетическая смола.

Задача в соответствии с изобретением для бетонной конструкции вышеназванного рода решается с помощью признаков, указанных в п.1. Предпочтительные варианты осуществления указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Задача в соответствии с изобретением решается таким образом, что в одной из узких сторон заанкерована первая сотовая балка, а противоположная узкая сторона имеет выемку или углубление, в котором заанкерована другая сотовая балка таким образом, что при монтаже узких сторон двух сборных бетонных стеновых элементов с образованием вертикального стыка две сотовые балки частично перекрываются и могут соединяться с помощью соединительных средств.

Тем самым достигается возможность создания простыми средствами соединения с силовым замыканием между стеновыми элементами, без необходимости инъецируемого строительного раствора. Разумеется, выемки или углубления, в которые помещаются сотовые балки, могут также предусматриваться в обеих узких сторонах сборного бетонного стенового элемента. В этом случае выемки или углубления не должны быть столь глубокими, как при необходимости помещения сотовой балки только в одну выемку или углубление.

Но эти вертикальные стыки могут также, например, находить применение в строительстве резервуаров, где соответственно стоящие вертикально сборные бетонные стеновые элементы располагаются только рядом друг с другом, но не друг над другом.

Оправдало себя расположение в выемке или углублении нижней стороны сборных бетонных стеновых элементов опорной части, в частности армированной эластомерной опорной части, которая при монтаже одного сборного бетонного стенового элемента опирается на верхнюю сторону сборного бетонного стенового элемента, находящегося под ним, образуя горизонтальный стык.

Через эту опорную часть могут оптимально передаваться, в частности, возникающие дополнительные нагрузки. С помощью этой опорной части достигаются соединения с силовым замыканием, которые позволяют обойтись без применения инъецируемого строительного раствора.

Разумеется, при строительстве гибридных башен устанавливаемые на самое верхнее кольцо сборных бетонных стеновых элементов переходные кольца и/или адаптерные кольца на своей нижней стороне тоже могут быть снабжены выемками или углублениями, в которые помещается опорная часть, создающая соединение с силовым замыканием между металлической частью и бетонной частью гибридной башни, без необходимости применения соединительного строительного раствора.

Предпочтительно, когда у горизонтальных стыков кромочная область, образованная между передней стороной и верхней стороной, наклонена вниз.

Тем самым достигается возможность стекания из стыка воды, попадающая в горизонтальный стык снаружи, так что обеспечено оптимальное удаление воды.

Целесообразно, когда сотовые балки состоят из профиля, имеющего пояс, на котором для анкеровки со сборными бетонными стеновыми элементами размещены вдающиеся в бетон анкерные элементы, например, болты с головкой, а для соединения двух стеновых элементов друг с другом - ребро, причем это ребро профиля имеет сотовую форму.

Но целесообразно также, когда сотовые балки состоят из полосы, которая имеет проходящее под углом ребро, имеющее профиль сотовой формы и выступающее соответственно из одной из узких сторон, причем угол выбран так, что полоса распространяется в плоскости, по существу параллельной передней или задней стороне первого сборного бетонного стенового элемента, в то время как ребро распространяется в плоскости, параллельной передней или задней стороне второго сборного бетонного стенового элемента, который образует один общий вертикальный стык с первым сборным бетонным стеновым элементом, причем эта полоса имеет отстоящие от нее по существу под прямым углом арматурные стержни, которые также служат для удерживания других, распространяющихся по существу параллельно плоскости передней или задней стороны анкерных элементов.

Предпочтительным образом в ребре профиля могут быть предусмотрены крепежные петли, например, проходные отверстия, а соединительные средства - представлять собой проходящие сквозь эти крепежные петли винтовые соединения, болтовые соединения, шпилечные соединения и т.д.

При монтаже сборных бетонных стеновых элементов крепежные петли двух соседних сборных бетонных стеновых элементов ориентируются соосно, и соседние сотовые балки соединяются, например, с помощью винтов, так что винты после этого нагружаются по существу на срез. Но одна из сотовых балок может также иметь жестко соединенную с ней, например, приваренную шпильку, которая тогда при монтаже сборных бетонных стеновых элементов вставляется через крепежные петли сотовой балки другого сборного бетонного стенового элемента и после этого фиксируется гайкой.

Оказалось предпочтительным, когда сборный бетонный стеновой элемент по меньшей мере на одной из своих состыкованных с другим сборным бетонным стеновым элементом сторон имеет первую область высоты, имеющую две сотовые балки в первой ориентации, причем предусмотрена вторая область высоты этой стороны, в которой эти две сотовые балки расположены во второй ориентации, при этом сборные бетонные стеновые элементы на высоте данных областей высоты могут быть состыкованы со смещением друг относительно друга.

Предпочтительным образом ребро профиля сотовой балки может быть расположено под углом ≤ 90° к поясу, так что анкерные элементы, например, болты с головкой, своим стержнем проходят параллельно плоскости стеновых элементов.

Анкеровка этих, например, болтов с головкой в бетоне стеновых элементов может в соответствии с изобретением усиливаться, когда анкерные элементы снабжены противовесной арматурой в направлении растяжения и в поперечном направлении в виде поверхностной арматуры, состоящей из прямых стержней с крюками или без них.

Изобретение поясняется подробнее ниже на примерах осуществления, изображенных на чертеже. Показано:

фиг.1: вид в плане предлагаемой изобретением сотовой балки;

фиг.2: вид сбоку предлагаемой изобретением сотовой балки в соответствии с фиг.1;

фиг.3: вид в плане одной стороны сборного бетонного стенового элемента с предлагаемой изобретением сотовой балкой в соответствии с фиг.1;

фиг.4: вид в плане другой стороны сборного бетонного стенового элемента с утопленной в соответствии с изобретением сотовой балкой в соответствии с фиг.1 для соединения со сборным бетонным стеновым элементом в соответствии с фиг.3;

фиг.5: вид в плане места соединения двух стеновых элементов посредством сотовых балок;

фиг.6 вид в плане другой предлагаемой изобретением сотовой балки;

фиг.7: фрагмент вида сбоку сотовой балки в соответствии с фиг.6;

фиг.8: вид в плане места соединения двух стеновых элементов посредством упрощенно изображенной сотовой балки в соответствии с фиг.5 или 6;

фиг.9: два соединенных друг с другом стеновых элемента в соответствии с фиг.5 или 8;

фиг.10: два сборных бетонных стеновых элемента, которые заключают между собой горизонтальный стык.

На фиг.1 изображена сотовая балка 1 для крепления друг к другу двух стеновых элементов, имеющая профиль 2, если смотреть на ее узкую сторону. На поясе 3, предпочтительно стальной плите, размещено множество анкерных элементов, которые, как показывается также ниже, встроены в стеновые элементы.

На поясе 3, как, в частности, явствует из фиг.2, на которой показан вид сотовой балки 1 сбоку, расположены соты 5, которые образуют ребро профиля 2. В сотах 5 предусмотрены крепежные петли 6, посредством которых могут соединяться две сотовые балки 1.

На фиг.3 и 4 показан в поперечном сечении стоящий вертикально сборный бетонный стеновой элемент 7, который имеет две узкие стороны, расположенные под углом, неравным 90°, в изображенном в качестве примера случае углом 60°, одну верхнюю и одну нижнюю сторону, а также одну переднюю и одну заднюю сторону. На изображенной на фиг.3 одной скошенной узкой стороне заподлицо утоплен пояс 3 сотовой балки 1, так что анкерные элементы 4 все введены в готовый бетон стенового элемента 7.

На фиг.4 изображена другая скошенная узкая сторона сборного бетонного стенового элемента 7, имеющая углубление или, соответственно, вырез 8, в скошенном дне которого тоже заподлицо утоплен пояс 3 второй сотовой балки 1ʹ. Дно углубления 8 ориентировано параллельно узкой стороне стенового элемента 7.

Благодаря этому расположению на стеновом элементе 7 двух сотовых балок 1 и 1ʹ можно соединять друг с другом два стеновых элемента 7 и 7ʹ их узкими сторонами встык, как это показано на фиг.5. Ребра профиля 2 двух сотовых балок 1 и 1ʹ, которые описанным образом размещены на узких сторонах двух стыкующихся друг с другом стеновых элементов 7 и 7ʹ, в собранном состоянии лежат друг над другом таким образом, что они могут соединяться посредством проходящих сквозь крепежные петли 6 соединительных средств 9, например, винтового соединения или болтового соединения.

На фиг.6 показана сотовая балка 1ʹʹ, которая состоит из полосы 12, имеющей расположенное под углом ребро 13. Угол показан соответственно количеству боковых стенок, выбранных для многоугольника. Хотя, конечно, возможны также треугольные башни, обычно выбираются пятиугольные башни или, соответственно, башни, имеющие больше пяти углов, так что этот угол соответственно количеству боковых поверхностей, как правило, лежит между 90° и 180°.

Полоса 12 пронизывается анкерными элементами 14, которые служат для надежного удерживания полосы 12 в сборных бетонных стеновых элементах 7, 7ʹ, …, 7ⁿʹ.

Прочность на растяжение между полосой 12 и сборными бетонными стеновыми элементами 7, 7ʹ, …, 7ⁿʹ повышается также, когда предусматриваются арматурные стержни 15, которые опираются на анкерные элементы 14 или, соответственно, подвергаются обратной анкеровке.

Но альтернативно эти две предусмотренные в узких сторонах сборных бетонных стеновых элементов 7, 7ʹ, …, 7ⁿ сотовые балки 1 могут быть также соединены горизонтальным поперечным соединением от боковой стенки к боковой стенке внутри стенового элемента 7, 7ʹ, …, 7ⁿʹ, чтобы иметь возможность воспринимать соответствующие силы.

На фиг.7 показан фрагмент одной соответствующей сотовой балки 1ʹʹ. В расположенном под углом ребре 13, которое имеет сотовую форму, можно видеть крепежные петли 6ʹ. Залитая в не показанный бетон часть полосы 12 имеет анкерные элементы 14 и арматурные элементы 15.

На фиг.8 показано соединение двух сборных бетонных стеновых элементов 7, 7ʹ, заключающих между собой вертикальный стык 16. Узкие стороны 17 и 17ʹ сборных бетонных стеновых элементов 7, 7ʹ имеют выемки 18, 18ʹ, которые служат для помещения ребер 13, 13ʹ. Полосы 12, 12ʹ здесь упрощенно изображены без арматурных элементов и анкерных элементов. Ребра 13, 13ʹ соединены с помощью соединительного средства 9, которое здесь нагружается на срез.

На фиг.9 показаны теперь уже особенности двух, соединенных друг с другом в соответствии с фиг.5 или, соответственно, с фиг. 8, стеновых элементов 7 и 7ʹ на виде спереди. Чтобы стеновые элементы 7 и 7ʹ, которые в собранном состоянии образуют кольцо или замкнутый многоугольник, например, башни ветроэнергетической установки, уже при вертикальной установке стеновых элементов 7 и 7ʹ во время монтажа обладали устойчивостью, они разделены по меньшей мере на две области 10 и 11 высоты. При этом две сотовые балки 1 и 1ʹ в областях 10 и 11 высоты расположены на различных узких сторонах. Так, сотовая балка 1 в верхней области 10 высоты расположена на правой узкой стороне, а сотовая балка 1ʹ - на левой. В нижней области 11 высоты, в отличие от этого, это наоборот, тут сотовая балка 1 размещена на левой узкой стороне, а сотовая балка 1ʹ - на правой узкой стороне. Предпочтительным образом в качестве элементов дна, чередуясь, предусмотрены целый стеновой элемент 7ʹ, имеющий две области 10 и 11 высоты, и стеновой элемент 7, имеющий только одну область высоты, так что получается смещенное расположение стыковых швов.

При этом сотовые балки 1 и 1ʹ или, соответственно, 1ʹʹ сборного бетонного стенового элемента 7 комплементарно сочетаются с сотовыми балками 1 и 1ʹ второго сборного бетонного стенового элемента 7ʹ. Когда несколько сборных бетонных стеновых элементов 7 и 7ʹ уже состыкованы, то к этим стеновым элементам может добавляться следующий стеновой элемент. При этом вновь используемый сборный бетонный стеновой элемент устанавливается на горизонтальную поверхность нижнего сборного бетонного стенового элемента и прислоняется к уже стоящим сборным бетонным стеновым элементам.

Сотовые балки 1 и 1ʹ могут быть катанными и после сварки анкерных элементов 4 оцинкованными, при этом анкерные элементы 4, так как они встраиваются в бетон, не обязательно должны оцинковываться, но могут быть оцинкованными. Но ребра профиля 2 могут быть также приварены к поясу 3, а не получены в процессе прокатки.

Забетонированные и при необходимости подверженные обратной анкеровке сотовые балки 1 и 1ʹ служат одновременно краями опалубки. С каждой стороны одной стены используется половина сотовой балки. Поскольку сотовые балки состоят из катаных профилей, нет необходимости создавать сварные соединения, благодаря чему устраняются недостатки вследствие коробления, вызванного сваркой. Листы ребер сотовых балок имеют по два отверстия под винт на определенном расстоянии от края и между отверстиями. Анкеровка сотовых балок может осуществляться с помощью болтов с головкой, которые, в свою очередь, могут быть снабжены противовесной арматурой в направлении растяжения и поперечном направлении, так как продольный сдвиг вдоль вертикального стыка бетонной шахты вызывает относительно болта с головкой поперечную силу или, соответственно, срезающую силу.

Противовесная арматура может быть выполнена в виде поверхностной арматуры, состоящей из прямых стержней с крюками или без них. В отношении стеновых элементов 7 и 7ʹ для бетонной шахты может быть предусмотрена противовесная арматура, следующая, в принципе, в продольном направлении, для анкеровки продольного сдвига вдоль вертикального стыка.

Во избежание вертикального заполняемого стыка у бетонной конструкции модульного исполнения, при котором на месте должен заливаться соответствующий строительный раствор, бетон или синтетическая смола, предлагаемое изобретением винтовое соединение служит в качестве соединения с силовым замыканием между стеновыми элементами 7 и 7ʹ.

На фиг.10 на оборванном изображении показан нижний сборный бетонный стеновой элемент 7 и верхний сборный бетонный стеновой элемент 7ʹ, которые образуют между собой горизонтальный стык 19. Наклонное положение сборных бетонных стеновых элементов 7, 7ʹ указывает при этом на сужающийся вверх контур башенного сооружения. Нижняя сторона 20 верхнего сборного бетонного стенового элемента 7ʹ имеет выемку 21, в которой расположена опорная часть 22, опирающаяся на верхнюю сторону 23 нижнего сборного бетонного стенового элемента 7.

Чтобы можно был удалять воду из опорной части 22, кромка между передней стороной 24 сборного бетонного стенового элемента 7 и его верхней стороной 23 закруглена.

Изобретение относится к строительству и касается бетонной конструкции модульного исполнения, состоящей из по меньшей мере двух стоящих вертикально, расположенных рядом друг с другом и при необходимости друг над другом сборных бетонных стеновых элементов (7, 7', …, 7ⁿ'), имеющих две узкие стороны, одну верхнюю и одну нижнюю сторону, а также одну переднюю и одну заднюю сторону, у которой в одной из узких сторон заанкерована первая сотовая балка (1), а противоположная узкая сторона имеет выемку или углубление (8), в котором заанкерована другая сотовая балка (1') таким образом, что при монтаже узких сторон двух сборных бетонных стеновых элементов (7, 7') с образованием вертикального стыка (16) две сотовые балки (1, 1') могут соединяться с помощью соединительных средств (9). Изобретение позволяет выполнить бетонную конструкцию модульного исполнения вышеназванного рода таким образом, чтобы получилось простое и надежное соединение сборных бетонных стеновых элементов, без возникновения необходимости заполняемых стыков, при которых трудоемким и дорогостоящим образом на месте должен заливаться соответствующий строительный раствор, бетон или синтетическая смола. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Бетонная конструкция модульного исполнения предпочтительно для башенных сооружений, в частности гибридных башен ветроэнергетических установок, состоящая по меньшей мере из двух стоящих вертикально, расположенных рядом друг с другом и при необходимости друг над другом сборных бетонных стеновых элементов (7, 7', …, 7ⁿ'), имеющих две узкие стороны (17, 17'), которые после стыковки этих сборных бетонных стеновых элементов (7, 7', …, 7ⁿ') заключают между собой вертикальный стык (16), одну верхнюю (23) и одну нижнюю сторону (20), которые после стыковки этих сборных бетонных стеновых элементов (7, 7', …, 7ⁿ') заключают между собой горизонтальный стык (19), а также переднюю (24) и заднюю сторону,

отличающаяся тем,

что в одной из узких сторон заанкерована первая сотовая балка (1), а противоположная узкая сторона имеет выемку или углубление (8), в котором заанкерована другая сотовая балка (1') таким образом, что при монтаже узких сторон двух сборных бетонных стеновых элементов (7, 7') с образованием вертикального стыка (16) две сотовые балки (1, 1') соединяются с помощью соединительных средств (9).

2. Бетонная конструкция по п.1,

отличающаяся тем,

что в выемке (21) или углублении нижней стороны (20) сборных бетонных стеновых элементов (7, 7', …, 7ⁿ') расположена опорная часть (22), в частности армированная эластомерная опорная часть, которая при монтаже бетонной конструкции опирается на верхнюю сторону (23) находящегося под ней сборного бетонного стенового элемента (7, 7', …, 7ⁿ'), образуя горизонтальный стык (19).

3. Бетонная конструкция по п.2,

отличающаяся тем,

что кромочная область, образованная между передней стороной (24) и верхней стороной (23), наклонена вниз.

4. Бетонная конструкция по одному из пп.1-3,

отличающаяся тем,

что сотовые балки (1, 1') состоят из профиля (2), имеющего пояс (3), на котором для анкеровки со сборными бетонными стеновыми элементами (7, 7', …, 7ⁿ') размещены вдающиеся в бетон анкерные элементы (4), а для соединения двух стеновых элементов (7, 7') друг с другом - ребро, причем это ребро профиля (2) имеет сотовую форму.

5. Бетонная конструкция по одному из пп.1-3,

отличающаяся тем,

что сотовые балки (1ʺ) состоят из полосы (12), которая имеет проходящее под углом ребро (13), имеющее профиль сотовой формы и выступающее соответственно из одной из узких сторон (17, 17'), причем угол выбран так, что полоса (12) распространяется в плоскости, по существу параллельной передней (24) или задней стороне первого сборного бетонного стенового элемента (7), в то время как ребро (13) распространяется в плоскости, по существу параллельной передней или задней стороне второго сборного бетонного стенового элемента (7'), который образует с первым сборным бетонным стеновым элементом один общий вертикальный стык (16), причем эта полоса (12) имеет отстоящие от нее по существу под прямым углом анкерные элементы (14), которые могут также служить для противовесной анкеровки других, распространяющихся по существу параллельно плоскости передней (24) или задней стороны арматурных стержней (15).

6. Бетонная конструкция по одному из пп.1-5,

отличающаяся тем,

что в ребре профиля (2) или соответственно ребре (13) предусмотрены крепежные петли (6), причем соединительные средства (9) проходят сквозь эти крепежные петли (6).

7. Бетонная конструкция по одному из пп.1-6,

отличающаяся тем,

что сборный бетонный стеновой элемент (7) по меньшей мере на одной из своих состыкованных с другим сборным бетонным стеновым элементом (7') сторон имеет первую область (10) высоты, имеющую две сотовые балки (1, 1') в первой ориентации, причем предусмотрена вторая область (11) высоты этой стороны, в которой эти две сотовые балки (1, 1') расположены во второй ориентации.

8. Бетонная конструкция по п.7,

отличающаяся тем,

что сборные бетонные стеновые элементы (7, 7') на высоте данных областей (10, 11) высоты состыкованы со смещением друг относительно друга.

9. Бетонная конструкция по п.4,

отличающаяся тем,

что ребро профиля (2) сотовой балки (1, 1') расположено под углом ≤ 90° к поясу (3), причем анкерные элементы (4) своим стержнем проходят по существу параллельно плоскости стены стеновых элементов (1, 1').

10. Бетонная конструкция по п.4 или 5,

отличающаяся тем,

что анкерные элементы (4) снабжены противовесной арматурой в направлении растяжения и в поперечном направлении в виде поверхностной арматуры, состоящей из прямых стержней с крюками или без них.