利用至少一个张紧件预紧的建筑物以及用于制造利用至少一个张紧件预紧的建筑物的方法与流程

1.本发明涉及一种建筑物、尤其是风力发电塔，该建筑物利用至少一个张紧件预紧。此外，所述建筑物具有地基、塔身区段以及顶部，所述塔身区段由混凝土、尤其由多个彼此相叠地布置的混凝土预制件构成。所述张紧件在其至少一个端部上设有张紧件锚固结构。


背景技术：

2.经过预紧的建筑物在现有技术中在各种实施方式中已知，并且例如也用于风力发电塔。根据第一实施方式，对此将张紧件引导到设置在混凝土横截面内部的张紧通道中。例如在文献ep 2 738 322 b1中示出一种风力发电塔，在该风力发电塔中，张紧件在混凝土塔的壁部的内部的张紧通道中引导。
3.由文献ep 1 262 614 b1已知一种风力发电塔，在该风力发电塔中，在塔壁外部的张紧件被引导穿过塔建筑物的内部。所述张紧件在此一方面固定在顶部支承元件中并且另一方面固定在地基中的底部支承元件上。为了能够安放张紧件的张紧锚固结构并且能够附接用于预紧的压力机，设有所谓的张紧地下空间(spannkeller)。因此，地基包括一种类型的环形的悬臂(konsole)，张紧件被引导通过该悬臂，并且在该悬臂下方张紧件被锚固在所述张紧地下空间中。由于张紧地下空间和悬臂，地基必须相对较实心地构造并且设有牢固的加强件(bewehrung)。
4.为了避免张紧地下空间，也已经提出了具有后悬挂装置的结构。开头所提到的文献ep 2 738 322 b1示出了这种实施方式。该后悬挂装置在那里包括锚固板以及与锚固板连接的锚固棒，所述锚固棒被浇注到地基中。锚固棒在地基的上侧处从地基中伸出。最下面的塔身区段设有空隙，锚固棒的伸出的部分以及用于与被引导通过塔壁的张紧件连接的连接元件可以安放在该空隙中。
5.此外，从文献wo 2017/039975 a1中也已知后悬挂结构的类似的实施方式。为了进行安装，张紧件首先必须穿过连接元件的开口进入。接着可以附接张紧压力机，张紧件被预紧并且最后锚固在连接元件上。张紧件穿入到连接元件中是繁琐的。此外，在这种实施方式中，也为附接张紧压力机提供了相对较大的位置需求。


技术实现要素：

6.因此，本发明的任务是提出一种预紧的建筑物，其中，简化了张紧件的安装和预紧。此外还提出了相应的方法。
7.该任务通过一种具有独立权利要求的特征的建筑物或方法来解决。
8.一种建筑物、尤其是风力发电塔，所述建筑物利用至少一个张紧件预紧，所述建筑物具有地基、塔身区段以及顶部，所述塔身区段由混凝土、尤其由多个彼此相叠地布置的混凝土预制件构成。张紧件至少在其一个端部上设有张紧件锚固结构。在此规定，所述张紧件锚固结构具有容纳部，锚固杆的第一端部紧固在所述容纳部中，并且所述锚固杆的第二端
部锚固在所述地基上或所述顶部上。
9.在用于制造利用至少一个张紧件预紧的建筑物的相应方法中，该建筑物具有地基、由混凝土构成的塔身区段以及顶部，张紧件在其两个端部中的至少一个端部上设有张紧件锚固结构。在此规定，锚固杆的第一端部紧固在张紧件锚固结构的容纳部中并且锚固杆的第二端部锚固在地基上或顶部上。
10.因此，张紧件不再直接锚固在地基或顶部上，而是间接地借助于附加的锚固杆，该锚固杆布置在张紧件的延长部中。
11.这带来了许多优点。因此，非常长且重的张紧件不再必须穿过地基或顶部的悬臂，或者在后悬挂结构的情况下不必穿过锚固板的开口。更确切地说，非常短的锚固杆锚固在地基、顶部或后悬挂结构上是足够的。张紧件和锚固杆然后可以以简单的方式借助于容纳部在可良好接近的位置上连接。由此，安装也变得更灵活，并且张紧件可以根据锚固和张紧设备的实施方式不仅在预紧之前而且在预紧之后或在预紧期间才与锚固杆连接。在不改变锚固接口的情况下更换以及使用备选的张紧件也变得容易。由于张紧件锚固结构的更好的可接近性，也可以更好地附接这些张紧压力机并且必要时也可以使用更小的张紧压力机。
12.有利的是，锚固杆的第一端部将拧入到或已拧入到张紧件锚固结构的容纳部中。因此，容纳部优选地构造为螺纹，尤其是内螺纹。锚固杆由此可以简单地旋入到张紧件锚固结构的容纳部中。
13.此外有利的是，张紧件锚固结构被构造为紧固锚固结构。由于张紧件和锚固杆之间的连接部位的更好的可接近性，张紧压力机在那里可以良好地附接并且与张紧件锚固结构连接。因此不再需要设置明显更繁琐且具有更高位置需求的张紧锚固结构。
14.也有利的是，在张紧件的轴向延长部中锚固杆已紧固在或将紧固在张紧件锚固结构中。锚固杆由此相对于张紧件没有侧向错位(横向于张紧件纵轴线或者说锚固部纵轴线)。通过直接的轴向的负载传递不干扰力流。此外，张紧件锚固结构可以紧凑地实施。如果容纳部构造为螺纹，则由此实现锚固杆相对于张紧件的特别良好的定心。
15.同样有利的是，借助于适配件例如减径螺母或减径套筒将锚固杆的第一端部紧固在张紧件锚固结构中。由此，通过使用不同的减径螺母或减径套筒，可以彼此组合不同直径的锚固杆以及不同的张紧件。锚固杆也可以在其第一端部上设有标准化的连接并且尽管如此通过适配件与不同的张紧件或张紧系统组合。也简化了张紧件的更换。
16.此外，在使用套筒、尤其是减径套筒(reduziermuffe)时有利的是，该套筒也可以用于容纳张紧件的通过预紧所产生的过长度
17.本发明的优点尤其与后悬挂结构相结合地起作用。相应有利的是，锚固杆的第二端部锚固在或将被锚固在嵌入到地基中的后悬挂装置上。由此简化了张紧件以及锚固杆的安装，因为省去了锚固杆穿过所述地基的悬臂。锚固杆例如仅须与从地基的上侧伸出的后悬挂装置连接。如果锚固杆本身构成嵌入的后悬挂装置的一部分，那么该后悬挂装置也可以在浇注所述地基时就已经被引入并且之后仅还必须与张紧件锚固结构连接。
18.该后悬挂装置优选包括至少一个嵌入地基中的下锚固板。在该下锚固板上可以直接或借助于另外的构件背挂锚固杆。
19.此外有利的是，锚固杆的第二端部借助于至少一个上锚固板与后悬挂装置连接。上锚固板优选首先是松开的，亦即不与嵌入的后悬挂装置连接并且由此简化锚固杆的下端
部的连接。在进一步的过程中，建议预紧上锚固板，使得上锚固板持久固定地与地基连接或与地基保持接触。
20.同样有利的是，锚固杆的第二端部铰接地锚固在顶部或地基上。由此可以容易地容纳公差，而不会导致张紧件的不允许的角度偏差或张紧件的折弯。由此可以降低所述后悬挂装置的位置精度的要求。铰接的锚固例如可以借助于球形端面螺母(kugelbundmutter)和/或拱形帽(kalotte)实现。备选地或附加地，也可以用软层或软罩壳包围嵌入混凝土中的锚固杆，该软层或软罩壳容纳张紧件与后悬挂装置之间可能的角度偏差。
21.此外有利的是，所述地基具有空腔，用于容纳锚固杆的第二端部的下锚固部，其中，优选地，所述空腔设置在所述地基的上侧中。例如，在空腔中也可以良好地容纳具有球形端面螺母的铰接锚固部。此外，通过空腔可以接近处于地基的上侧下方的锚固部。
22.在该方法中还有利的是，借助于至少一个张紧压力机来预紧所述张紧件。由此也可以实现大的张紧行程，并且同时与通过安设螺母进行的预紧相反，没有扭转引入到张紧件中。
23.在张紧张紧件时有利的是，首先锚固杆的第一端部与张紧件锚固结构连接，接着借助于至少一个张紧压力机来预紧所述张紧件，并且在预紧之后才将锚固杆的第二端部锚固在地基上或顶部上。张紧件可以由此连同锚固杆一起被向下预紧，这使得附接张紧压力机变得容易。
24.同样有利的是，与锚固杆连接的张紧件相对于地基、尤其是地基的后悬挂装置或者相对于顶部张紧。
25.根据另一种实施方式有利的是，首先锚固杆的第二端部锚固在地基上，接着借助于所述至少一个张紧压力机来预紧所述张紧件，并且在预紧之后才将锚固杆的第一端部与张紧件锚固结构连接。锚固杆在此既可以在地基的浇注之前也可以在浇注之后锚固在地基上。通过现有的螺纹(张紧设备作用在螺纹上)，可以实现非常好的定心，该定心不仅对于有利的力流而且对于在预紧时所需的安装精度是必要的。
26.在此有利的是，张紧件相对于锚固杆被张紧，该锚固杆以其第二端部锚固在地基上。在这种实施方式中，张紧件锚固结构也容易接近并且张紧压力机的附接变得容易。
27.特别有利的是，在考虑所述锚固杆的长度的情况下确定所述张紧件的所需长度，所需长度缩短张紧行程，并且预制具有缩短长度的张紧件。由此，即使在长的张紧行程的情况下也不必设置用于容纳张紧件的过长度的结构空间或仅设置小的结构空间。
附图说明
28.在下面的实施例中对本发明的另外的优点进行描述。其中：
29.图1以概览示图显示了预紧的建筑物的示意性的截面图；
30.图2示出了带有容纳在容纳部中的锚固杆的张紧件的截取区段的截面图；
31.图3示出了根据第二实施方式带有容纳在容纳部中的锚固杆的张紧件的截取区段的截面图；
32.图4示出了根据第一实施方式在地基中的下锚固部的截面细节视图；
33.图5a显示了根据第一实施方式将张紧件张紧在下锚固部上；
34.图5b显示了在张紧图5a所示的张紧件之后对锚固杆进行锚固；
35.图6示出了根据第二实施方式在地基中的下锚固部的截面细节视图；
36.图7以示意性的截面细节视图示出了根据第二实施方式对张紧件进行张紧；以及
37.图8以示意性的截面细节视图示出了在上锚固部上对张紧件进行张紧。
38.在下面对实施例的描述中，相同的或在其构造和/或作用方式方面至少类似的特征设有相同的附图标记。此外，这些特征仅在首次提及时被详细地阐述，而在接下来的实施例中仅探讨与已经描述的实施例的区别。此外，为了多个相同的构件或者特征清楚起见，通常仅对其中一个或者其中一些进行描述。
具体实施方式
39.图1示出了借助于至少一个张紧件3预紧的建筑物的示意性的截面概览图。建筑物当前构造为风力发电塔1并且具有地基2、由混凝土构成的塔身区段4以及顶部6。由混凝土构成的塔身区段4当前由多个彼此相叠地布置的环形的或环段形的混凝土预制件5构成。然而，备选地，同样可想到的是，塔身区段4由其他形状的混凝土预制件或现浇混凝土中的混凝土制造。此外，可以看到两个张紧件3。实际上，通常多个张紧件3圆形地围绕建筑物或风力发电塔1的圆周分布。张紧件3在位于地基2内的下锚固部14a和位于顶部6内的上锚固部14b之间延伸。张紧件3分别借助于张紧件锚固结构7锚固在上锚固部14a和下锚固部14b处。
40.在此，张紧件3借助于紧固锚固结构7a锚固在上锚固部14b处，而在地基上设有张紧锚固结构7b。然而，原则上同样可能的是，在下锚固部14a处设置紧固锚固结构7a并且在上锚固部处设置张紧锚固结构7b。当然，同样也可以在两个端部处设置紧固锚固结构7a。当前，张紧件3作为混凝土横截面外的外部张紧件3在建筑物的内部空间20中延伸。但是张紧件3也可以至少部分地在建筑物的壁部内的张紧通道中引导。
41.图1示出了根据现有技术的张紧件3的锚固部。用于上锚固部14b的张紧件3借助张紧件锚固结构7分别直接锚固在地基2或顶部6处。张紧件3穿过顶部6中的相应的开口并且然后在顶部6上方锚固在该顶部处。对于下锚固部14a，在图1中示出根据现有技术的两种不同的实施方式。在中心线的左边示出在张紧地下空间21中的下锚固部14a的实施方式。为了该锚固部14a，张紧件3被引导穿过地基2中的开口并且借助于张紧件锚固结构7锚固在张紧地下空间21上方的悬臂状的突出部的下方。而在中心线的右侧示出了张紧件3在后悬挂装置12处的下锚固部14a，该下锚固部嵌入地基2中。在此，后悬挂装置12包括浇注到地基2的混凝土中的下锚固板13a以及一个或多个与其连接的同样被浇注的锚固棒(未示出)。该后悬挂装置12在地基2的上侧面17处从所述地基中伸出，从而该后悬挂装置在那里可以容易地与张紧件3连接。在此，地基2的上侧面17表示背离地面的地面，由混凝土构成的塔身区段4放置在所述侧面上。所述后悬挂装置12与张紧件3的连接在此借助于上锚固板13b进行，该上锚固板一方面与所述后悬挂装置12连接并且另一方面所述张紧件3借助于张紧件锚固结构7锚固在该上锚固板上。为此，张紧件3必须再次穿过锚固板13b的开口。
42.本发明提出一种针对张紧件3的下锚固部和/或上锚固部14a、14b的改进的实施方式。张紧件3在此不直接锚固在地基2或后悬挂装置12或顶部6中，而是仅间接地借助于附加的锚固杆9锚固。为此，锚固杆9以其第一端部10a容纳在张紧件3的张紧件锚固结构7的容纳部8中。锚固杆9相比于张紧件3非常短并且由此可以非常简单地操作。
43.图2以截断的图示出了带有张紧件锚固结构7的张紧件3，锚固杆9以该锚固杆的第一端部10a容纳在该张紧件锚固结构中。容纳部8在此通过内螺纹构成，该内螺纹直接被引入到张紧件锚固结构7中。锚固杆9在该锚固杆的第一端部10a上同样设有螺纹并且可以由此以简单的方式拧入容纳部8中。因为张紧件3不是直接锚固在地基2或顶部6中，而是借助锚固杆9锚固，所以张紧件锚固结构7还可以构造为简单的紧固锚固结构7a，如借助后面的附图还要更详细阐述的那样。
44.与此相对地，图3示出了具有张紧件锚固结构7的张紧件3，锚固杆9的第一端部10a借助适配件11容纳在该张紧件锚固结构中。适配件11在此构造为减径套筒，但同样也可以设置为减径螺母。因此，借助不同的适配件11可以将不同的锚固杆9紧固在张紧件锚固结构7中，或者相反地将具有不同的张紧件锚固结构的不同的张紧件连接到标准化的锚固杆9上。由此在安装建筑物时实现了较大的灵活性，并且可以使用不同制造商的张紧件3并且也可以更换这些张紧件。此外，在这种适配件11中特别有利的是，借助于该适配件可以无扭转力地将张紧件3和锚固杆9互相连接。
45.图4示出了借助锚固杆9改进的在地基2处的张紧件3的下锚固部14a。锚固杆9以其在安装后的第一上端部10a容纳在张紧件3的张紧件锚固结构7中。锚固杆9与地基2或者在此与后悬挂装置12的连接比张紧件3的直接锚固明显更简单，因为短的锚固杆9可以更简单地操作。张紧件3不必再穿过混凝土或锚固板13的开口。此外，锚固杆9在下锚固部14a上的锚固也可以与锚固杆9和张紧件3的连接以及与张紧件3的预紧无关地进行，如还将根据图5a和图5b阐述的那样。
46.根据本实施例，锚固杆9的第二端部10b铰接地锚固在下锚固部14a处。这能够以简单的方式实现公差补偿，因为张紧件3连同锚固杆9可以在极限内自动定向，如通过两个点划线以及绘出的角度象征表示的那样。为了铰接地锚固，在此设有球形端面螺母15以及拱形板25。
47.后悬挂装置12当前由浇注到地基2中的两个下锚固板13a以及与下锚固板连接的、未示出的锚固棒构成，所述锚固棒突出于地基2的上侧面17。锚固杆9的当前的第二下端部10b借助于球形端面螺母15锚固在上部的、首先还松开的锚固板13b上，该锚固板又借助于紧固螺母24或其他的紧固元件与后悬挂装置12连接。锚固板13b理想地与地基体张紧，使得可以实现与地基体的持久嵌入连接。
48.在地基2中在上侧设有空腔16，锚固杆9的第二端部10b以及下锚固部14a、当前即球形端面螺母15和板25能够容纳在所述空腔中。此外，空腔16也可以用于容纳张紧件3或锚固杆9的过长度，这些过长度通过在大的张紧行程s(参见图5b)中的预紧出现。
49.根据附图5a和图5b描述张紧件3的预紧以及张紧件3连同锚固杆9的锚固。根据本实施方式，首先对地基2进行混凝土浇筑，其中，同时已经一同浇注后悬挂装置12，所述后悬挂装置由当前两个下锚固板13a以及两个也或更多个锚固棒(无附图标记)构成。空腔16同样在浇注地基2时形成。
50.紧接着将上锚固板13b放置到地基2上并且与后悬挂装置12连接。为此，例如可以使用简单的紧固螺母24。
51.现在将张紧设备19放置到后悬挂装置12上或者如在此示出的那样与套筒23连接。在预紧时，张紧设备19支撑在后悬挂装置12上。张紧设备19的张紧板26现在与张紧件锚固
结构7连接。此外，张紧压力机18附接在张紧设备19上。因为为了预紧所述张紧件3可以使用具有张紧压力机18的张紧设备19，所以设置紧固锚固结构7a作为张紧件锚固结构7就足够了。此外，现在，只要还没有发生，锚固杆9就以其第一端部10a引入到张紧锚固结构7的容纳部8中。
52.紧接着，张紧件3可以借助于张紧设备19和张紧压力机18被预紧。张紧件3连同锚固杆9在该时间点也可以与上锚固板13b具有距离。有利的是，如当前所示，张紧件3首先以张紧行程s(参见图5b)“过短”地切断。因此，锚固杆9的第二端部10b在张紧过程开始时(图5a)大致与下锚固板13b间隔开张紧行程s。
53.图5b示出了在预紧后的张紧件3和锚固杆9的状态。张紧件3已经延长了张紧行程s，从而现在取消与锚固板13b的距离并且锚固杆9引导穿过锚固板13b的开口。现在，通过空腔16可以借助于球形端面螺母15紧固锚固结构固杆9的第二端部10b。紧接着可以将张紧压力机18以及张紧设备19移除。
54.如前所述，在制作张紧件3时考虑张紧行程s或者说张紧件3的伸长。然而，如果通过张紧件3的张紧产生过长度，那么这些过长度同样可以容纳在空腔16中。当然也可想到的是，空腔16相应大地实施，从而也可以容纳更大的过长度。
55.根据图5a和图5b描述的过程仅理解为示例性的。也可想到的是，锚固杆9以其第一端部10a还不与张紧件锚固结构7连接。在这种情况下，锚固杆9以其第二端部10b首先借助于上锚固板13b和紧固器件、例如球形端面螺母15紧固或至少暂时固定在后悬挂装置12上。接着安装张紧设备19以及张紧压力机18并且将张紧件3以张紧行程s张紧。接着将锚固杆9的第一端部10a紧固在张紧件锚固结构7的容纳部8中。这可以特别舒适地借助于拧紧在容纳部8中的减径螺母或减径套筒实现，因为在此没有扭转被引入到张紧件3中。但也可能的是，将锚固杆9本身旋入到容纳部8中。此外，代替球形端面螺母15，也可以使用其他的紧固器件，例如传统的紧固螺母24。这也允许锚固杆9在下锚固部14a上的一定的可运动性。
56.图6示出了下锚固部14a的备选的实施方式。在这里，该后悬挂装置12仅包括一个下锚固板13a。锚固杆9的第二端部10b直接固定在下锚固板13a中并且至少部分地布置在地基2内部。为了实现能够补偿公差，锚固杆9被软层22包围。锚固杆9可以在该实施方式中已经在制造地基2时被一同浇注。软层22例如可以以厚的罩壳的形式围绕锚固杆9设置。备选地，在地基2的制造时仅浇注具有软层22的罩壳以及紧固螺母24并且在用混凝土浇筑地基2之后才引入锚固杆9并且紧固在后悬挂装置12、在此是下锚固板13a上。在该实施方式中有利的是，该实施方式需要少得多的部分并且可更简单地制造。
57.图7示出了在根据图6的下锚固部14a的实施方式中的张紧件3的预紧。在锚固杆9以其第二端部10b锚固在下锚固板13b上之后，张紧设备19可以固定在该锚固杆上或支撑在该锚固杆上。然后，张紧设备19的张紧板26与张紧件锚固结构7连接并且将张紧压力机18附接在张紧设备19上。借助于张紧压力机18又将张紧板26与张紧件锚固结构7向下压。在张紧件3以张紧行程s预紧之后，张紧件3可以与锚固杆9的第一端部10b连接。如之前针对图5b所描述的那样，这可以有利地借助于适配件11如减径螺母来实现，因为在这种情况下没有扭转被引入到张紧件3中。紧接着，张紧设备19可以利用张紧压力机18移除。在该实施方式中同样考虑了张紧件3的张紧行程s。
58.为了制作张紧件3，在参照图4和图6的两个实施方式中，首先求取上锚固部14b(参
见图1和图8)与下锚固部14a之间的距离。通过减去有待与张紧件3连接的锚固杆9的长度的方式，从该距离求取张紧件3的所需长度。如果张紧件3的上锚固部14b同样借助锚固杆9进行，则也减去该锚固杆9的长度。然后还从这样求取的、所需的长度中减去张紧行程s，由此得到张紧件3的缩短的长度。张紧件3以这种缩短的长度被预制。
59.最后，图8还示出在顶部6上的上锚固部14b的示意的剖面细节图。按照这里未示出的第一实施方式，锚固杆9的第二端部10b首先穿过顶部6并且借助紧固螺母24固定在顶部6的上端部上。接着张紧件3优选借助于适配件11紧固在锚固杆9的第一端部10a上。然后，如同前面借助于图4至7所描述的那样，进行张紧件3的张紧以及在下锚固部14a上的紧固。
60.然而，作为张紧件3张紧在下锚固部14a上的补充或者备选，张紧件3也可以张紧在上锚固部14b上。这在图8中示出。为此，张紧设备19与引导穿过顶部6的锚固杆9的上部的第二端部10b连接。此外，附接两个张紧压力机18，所述张紧压力机支撑在顶部6上。因此，能够传递两个较小的压力机的预紧力。张紧设备19还包括一种类型的等臂杆作为张紧板26，所述等臂杆将两个张紧压力机18与锚固杆9的第二端部10b连接。张紧件3现在可以向上张紧并且最终被固定。通过锚固杆9现在也可以在上锚固部14b的区域内舒适地附接张紧压力机18并且从上面预紧所述张紧件3。
61.本发明不限于所示出的和所描述的实施例。在权利要求的范围内的修改(例如所描述的特征的任意组合)同样是可能的，即使这些修改在说明书或权利要求的不同部分中或者在不同的实施例中被示出和描述，只要不产生与独立权利要求的教导的矛盾即可。
62.附图标记列表：
63.1 风力发电塔
64.2 地基
65.3 张紧件
66.4由混凝土构成的塔身区段
67.5 混凝土预制件
68.6 顶部
69.7 张紧件锚固结构
70.7a 紧固锚固结构
71.7b 张紧锚固结构
72.8 容纳部
73.9 锚固杆
74.10a 锚固杆的第一端部
75.10b 锚固杆的第二端部
76.11 适配件
77.12 后悬挂装置
78.13a 下锚固板
79.13b 上锚固板
80.14a 下锚固部
81.14b 上锚固部
82.15 球形端面螺母
83.16 空腔
84.17 地基的上侧面
85.18 张紧压力机
86.19 张紧设备
87.20 内部空间
88.21 张紧地下空间
89.22 软层
90.23 套筒
91.24 紧固螺母
92.25 拱形板
93.26 张紧板
94.s 张紧行程。