Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Derartige Vorrichtungen, die normalerweise mehrere Tragfedern, z.B. vier Tragfedern, aufweisen, werden seit mehr als fünfzehn Jahren zur Sanierung und Sicherung von Bauwerken in Bereichen mit abnormalen Bodenbewegungen mit Erfolg eingesetzt.

[0003] Bei stark schwankenden Gebäudelasten bzw. Gebäudenutzlasten ist der Einsatz derartiger Vorrichtungen allein, ohne zusätzliche Hilfsmittel, nicht möglich, da insbesondere zunehmende Gebäudelasten eine zusätzliche Einsenkung der Tragfedern und damit der entsprechenden Gebäudeteile verursachen. Demgemäß müssen bei derartigen Belastungsprofilen zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden.

[0004] Diese bestehen bisher aus mechanischen Hilfsmitteln in Form von selbst nachstellenden Keilen oder ähnlichen Konstruktionen, die verhindern, daß eine zusätzliche Einsenkung der Gebäudeteile gegenüber den sie tragenden Fundamenten aufgrund der genannten Lastschwankungen entstehen konnte. Zum Einsatz derartiger Hilfsmittel ist es bisher unumgänglich, daß hierfür jeweils eigene Kammern, Fundamente oder Sockel auf gemeinsamen Fundamenten erstellt werden mußten.

[0005] Die GB-A-1021311 zeigt einen zwischen einem Fundament und einer darüber vorgesehenen Struktur angeordneten Ausgleichsrahmen, mittels dem eine möglichst genaue Parallelführung der vertikal angeordneten Kraftaufnahmeelemente des Rahmens gewährleistet werden soll. Hierbei ist ein horizontaler Verstrebungsträger vorgesehen, der zweiteilig ausgebildet ist, wobei zwischen den beiden Teilen eine horizontal wirkende Spannvorrichtung vorgesehen ist. Zu dieser Spannvorrichtung gehören zwei Schalen, von denen die rechte Schale mit dem einen Teil des horizontalen Verstrebungsträgers und die linke Schale mit dem anderen Teil des horizontalen Verstrebungsträgers verbunden ist. Zwischen den beiden Schalen ist eine vorspannbare Feder angeordnet, des weiteren ist zwischen den beiden Schalen ein ebenfalls die beiden Teile des Verstrebungsträgers miteinander verbindender Stab vorgesehen. Eine Verschwenkung des einen vertikalen Tragelements der Struktur führt dazu, daß mittels der beiden Teile des horizontalen Verstrebungsträgers sowie des diese beiden Teile verbindenden Stabs eine Kraft auf das andere vertikale Kraftaufnahmeelement des Rahmens übertragen wird. Gleichzeitig wird mittels der zwischen den Schalen angeordneten Feder eine entgegengesetzte Vorspannung erzeugt. Der Stab ist hierbei in bezug auf die beiden von ihm durchsetzten Schalen jeweils horizontal verschieblich angeordnet.

[0006] Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen derart weiterzubilden, daß auch bei stark schwankenden Gebäudelasten bzw. Gebäudenutzlasten neben dem Einsatz der genannten Vorrichtungen keine weiteren Hilfsmaßnahmen erforderlich sind.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Gewindestäbe mit den auf ihnen angeordneten Elementen, nämlich der Kontermutter, der Spannmutter, der Torsionsfeder und der Nachführmutter, bilden eine Selbstarretiervorrichtung, mittels der sichergestellt wird, daß sich der Abstand zwischen der Ober- und der Unterschale nicht verkleinern kann. Sofern die durch die Tragfeder oder durch die Tragfedern aufgebrachte Reaktionskraft nicht ausreichend ist, um die an der Oberschale angreifenden Kräfte auszugleichen, werden die über die Reaktionskraft der Tragfeder bzw. der Tragfedern hinausgehenden Kräfte von der Oberschale unmittelbar durch den Gewindestab in die Unterschale übertragen. Ein Zusammendrücken der Feder und damit eine Verkleinerung des Abstandes zwischen Ober- und Unterschale ist nicht möglich.

[0008] Für den Fall, daß sich bei einer erwünschten und gewollten Nachjustierung der Vorrichtung der Abstand zwischen der Oberschale und der Unterschale planmäßig ändert oder der Abstand durch Absinken des Fundaments aufgrund einer Bodenbewegung zunimmt, führt die Torsionsfeder aufgrund ihrer inneren Spannung die Nachführmutter auf dem Gewindestab nach, so daß zu jeder Zeit über den Gewindestab ein Kraftschluß zwischen der Oberschale und der Unterschale gewährleistet ist. Jegliche außerhalb der Vorrichtung zu installierenden Hilfsmittel sind somit überflüssig.

[0009] Wenn an dem in die Ober- bzw. Unterschale vorstehenden Teil des die Nachführmutter aufweisenden Endabschnitts des Gewindestabs eine Transportsicherungsmutter angeordnet ist, kann der Gewindestab bzw. können die Gewindestäbe auch die Funktion von Transportsicherungsbolzen übernehmen.

[0010] Eine besonders zuverlässige Betätigung der Nachführmutter durch die Torsionsfeder wird sichergestellt, wenn der Gewindestab an der Oberschale fest angebracht ist, so daß die Nachführmutter mit der Unterschale zusammenwirkt. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Nachstellung der Nachführmutter mittels der Torsionsfeder unter Ausnutzung und nicht gegen die Gewichtskraft der Nachführmutter.

[0011] In einer gebräuchlichen, vorteilhaften Ausführungsform hat eine mehrere Tragfedern aufweisende Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen vier vorstehend beschriebene Gewindestäbe.

[0012] Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

[0013] Es zeigen:

Figur 1

eine Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schadensverhinderung; und

Figur 2

eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schadensverhinderung.

[0014] Eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen weist eine Oberschale 1 und eine Unterschale 2 auf. Die Oberschale 1 hat einen nach oben offenen, die Unterschale 2 einen nach unten offenen U-Querschnitt, zumindest über einen beträchtlichen Teil ihrer Länge.

[0015] Zwischen der Oberschale 1 und der Unterschale 2 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Tragfedern 3 angeordnet, die jeweils mit einem Ende gegen die Oberschale 1 und mit dem anderen Ende gegen die Unterschale 2 anliegen.

[0016] Des weiteren ist die Oberschale 1 mit der Unterschale 2 über im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls vier Gewindestäbe 4 verbunden.

[0017] Der Gewindestab 4 hat einen oberschalenseitigen Endabschnitt, der durch eine in der Basis des U-förmigen Querschnitts der Oberschale 1 vorgesehene Ausnehmung in die nach oben offene Oberschale 1 vorsteht. Der genannte Endabschnitt ist an der Oberschale mittels einer oberen Mutter 5, die oberhalb der Basis des U-Querschnitts angeordnet ist, einer Unterlegscheibe 6, die zwischen der ersten Mutter 5 und der Basis angeordnet ist, und einer zweiten Mutter 7 befestigt, die unterhalb der Basis angeordnet und gegen diese verschraubt ist.

[0018] Unterhalb der zweiten Mutter 7 ist auf dem Gewindestab 4 eine Kontermutter 8 angeordnet. Diese dient zur Fixierung einer Spannmutter 9, die unterhalb der Kontermutter 8 auf dem Gewindestab 4 angeordnet ist und in deren Unterseite ein Ende einer Torsionsfeder 10 eingebunden ist. Durch Abwärtsdrehung der Spannmutter 9 läßt sich die Torsionsfeder so vorspannen, daß sie eine Nachführmutter 11, in die ihr unteres Ende eingebunden ist, in Anlage an die Oberseite der Basis des U-förmigen Querschnitts der Unterschale 2 drückt.

[0019] Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen ist an demjenigen Endabschnitt des Gewindestabs 4, der durch entsprechend in der Basis des U-Querschnitts der Unterschale 2 vorgesehene Ausführungen in die Unterschale 2 vorsteht, eine Transportsicherungsmutter 12 vorgesehen, mittels der die Oberschale 1 und die Unterschale 2 während ihres Transports zum Einsatzort zusammengehalten werden. Zwischen der Transportsicherungsmutter 12 und der Basis des U-Querschnitts der Unterschale 2 ist eine Unterlegscheibe 13 angeordnet.

[0020] Beim Einbau der Vorrichtung in entsprechend am Gebäude vorgesehene Ausnehmungen werden die Transportsicherungsmuttern 12 entfernt. Nach der Justierung der Federhöhen der Tragfedern 3 entsprechend den statischen Berechnungen wird die Torsionsfeder 10, die an ihrem oberen Ende in die Spannmutter 9 und an ihrem unteren Ende in die Nachführmutter 11 eingebunden ist, durch Drehung der Spannmutter 9 auf dem Gewindestab 4 so hoch wie möglich vorgespannt und mit der darüber auf dem Gewindestab 4 angeordneten Kontermutter 8 festgesetzt. Hierdurch wird erreicht, daß die Tragfedern 3 der Vorrichtungen unter Lastzuwachs sich nicht mehr einsenken können; den Lastanteil aus dem Lastzuwachs tragen die Gewindestäbe 4 direkt von der Oberschale 1 in die Unterschale 2 ab.

[0021] Für den Fall, daß sich bei einer Nachjustierung der Abstand zwischen der Oberschale 1 und der Unterschale 2 planmäßig ändert oder der Abstand durch Absinken des Fundaments aufgrund einer Bodenbewegung zunimmt, führt die Torsionsfeder 10 aufgrund ihrer inneren Spannung die Nachführmutter 11 auf dem Gewindestab 4 nach unten nach, so daß zu jeder Zeit ein Kraftschluß zwischen der Oberschale 1 und der Unterschale 2 gewährleistet ist.

[0022] Mittels der vorstehend beschriebenen Selbstarretiervorrichtung aus der Kontermutter 8, der Spannmutter 9, der den Gewindestab 4 schraubenförmig umgebenden Torsionsfeder 10 und der Nachführmutter 11 werden die sonst unbedingt erforderlichen Hilfsmittel vermieden, deren Anwendung insbesondere den Nachteil hat, daß hierzu jeweils eigene Kammern, Fundamente oder Sockel auf gemeinsamen Fundamenten erstellt werden müssen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Schadensverhinderung an Gebäuden in Bereichen von Bodenbewegungen, mit einer Oberschale (1) und einer Unterschale (2), zwischen denen zumindest eine Tragfeder (3) angeordnet ist, die entsprechend der Veränderung der Bodenpressung aufgrund der abnormalen Bodenbewegung vorspannbar ist, und mit zumindest einem Gewindestab (4), der zwischen der Ober- (1) und der Unterschale (2) parallel zur Tragfeder (3) angeordnet ist und in die Ober- (1) und die Unterschale (2) vorsteht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestab (4) an einem Endabschnitt an der Unter- (2) oder der Oberschale (1) fest angebracht ist und daß am anderen Endabschnitt des Gewindestabs (4) eine Nachführmutter (11) vorgesehen ist, die an einer Seite mit einer Torsionsfeder (10) in Eingriff ist, die an ihrem nachführmutterfernen Ende mit einer zwischen der Ober- (1) und der Unterschale (2) auf dem Gewindestab (4) angeordneten und durch eine Kontermutter (8) gesicherten Spannmutter (9) in Eingriff ist, durch deren Drehung die Torsionsfeder (10) so vorspannbar ist, daß sie die Nachführmutter (11) in Anlage an der Ober- (1) oder der Unterschale (2) hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der an dem in die Ober- (1) bzw. Unterschale (2) vorstehenden Teil des die Nachführmutter (11) aufweisenden Endabschnitts des Gewindestabs (4) eine Transportsicherungsmutter (12) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Gewindestab (4) an der Oberschale (1) fest angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Vorrichtung vier Gewindestäbe (4) aufweist.

Claims

1. Device for preventing damage to buildings in areas of earthquakes, having an upper shell (1) and a lower shell (2) between which there is disposed at least one bearing spring (3), which can be pretensioned corresponding to the alteration of the pressure of the ground owing to the abnormal movements of the earth, at least one threaded bar (4) which is disposed between the upper shell (1) and the lower shell (2), parallel to the bearing spring (3), and projects into the upper shell (1) and the lower shell (2),
characterised in that the threaded bar (4) is attached securely to an end section on the lower shell (2) or the upper shell (1) and in that, on the other end section of the threaded bar (4), there is provided follow-up nut (11), which is in engagement, on one side, with a torsion spring (10) which is in engagement, at the end thereof which is remote from the follow-up nut, with a tensioning nut (9) which is disposed between the upper shell (1) and the lower shell (2) on the threaded bar (4) and is secured by a counter-nut (8), as a result of the turning of which the torsion spring (10) can be pretensioned in such a manner that it retains the follow-up nut (11) in abutment on the upper shell (1) or the lower shell (2).

2. Device according to Claim 1, in the case of which a transport securing nut (12) is allocated to the part of the end section of the threaded bar (4) comprising the follow-up nut (11), which projects into the upper shell (1) or lower shell (2).

3. Device according to Claim 1 or Claim 2, in the case of which the threaded rod (4) is attached securely to the upper shell (1).

4. Device according to any one of Claims 1 to 3, in the case of which the device comprises four threaded bars (4).

Revendications

1. Dispositif pour empêcher les dégradations causées aux bâtiments dans les régions exposées aux tremblements de terre, avec une cuvette supérieure (1) et une cuvette inférieure (2) entre lesquelles est disposé au moins un ressort (3) porteur qui peut être précontraint en fonction des variations de la pression du sol résultant des déplacements de terrains anormaux et avec au moins une tige filetée (4) qui est disposée entre les cuvettes supérieure (1) et inférieure (2), parallèlement au ressort porteur (3), et fait saillie dans la cuvette supérieure (1) et la cuvette inférieure (2), caractérisé par le fait que que la tige filetée (4) est fixée fermement à la cuvette supérieure (1) ou à la cuvette inférieure (2) au niveau de l'une de ses extrémités et qu'il est prévu au niveau de l'autre extrémité de la tige filetée (4) un écrou de rattrapage (11) en prise d'un côté avec un ressort de torsion (10) qui, à son extrémité éloignée de l'écrou de rattrapage, est en prise avec un écrou de tension (9) qui est disposé sur la tige filetée (4), entre la cuvette supérieure (1) et la cuvette inférieure (2), est freiné au moyen d'un contre-écrou (8) et par la rotation duquel le ressort de torsion (10) peut être précontraint de façon telle que celui-ci maintienne l'écrou de rattrapage (11) en contact avec la cuvette supérieure (1) ou la cuvette inférieure (2).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un écrou de freinage (12) pour le transport est disposé sur la partie faisant saillie dans la cuvette supérieure (1) ou la cuvette inférieure (2) de l'extrémité de la tige filetée (4) portant l'écrou de rattrapage (11) .

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la tige filetée (4) est montée fixe sur la cuvette supérieure (1).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif comporte quatre tiges filetées (4).

Zeichnung