DE202013102966U1

DE202013102966U1 - Floating foundation for floating or flood-prone structures

Info

Publication number: DE202013102966U1
Application number: DE202013102966U
Authority: DE
Original assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Current assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2013-08-06
Anticipated expiration: 2023-07-06

Abstract

Auftriebsfähiges Fundament für schwimmende oder hochwassergefährdete Bauwerke, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Fundament aus einem oder mehreren an mindestens einem Ende wasserdicht verschlossenen Rohrabschnitten besteht, wobei mindestens die Achse eines Rohrabschnittes senkrecht ausgerichtet ist und dessen Unterseite wasserdicht abgeschossen istFloating foundation for floating or flood-prone structures, characterized in that this foundation consists of one or more at least one end watertight sealed pipe sections, wherein at least the axis of a pipe section is oriented vertically and the underside is launched waterproof

Description

Die Erfindung betrifft ein auftriebsfähiges Fundament für schwimmende oder hochwassergefährdete Bauwerke und ist besonders geeignet, solche Gebäude serienmäßig zu produzieren. The invention relates to a buoyant foundation for floating or flood-prone structures and is particularly suitable to produce such buildings as standard.

Obwohl die Gefahren durch unregelmäßig auftretende, katastrophenartige Hochwässer bekannt sind, werden immer mehr Wohnhäuser in überschwemmungsgefährdeten Gebieten errichtet. Die Schäden, die in diesen Gebäuden durch eindringendende Wassermassen entstehen, sind imens. Gleiches trifft auch für Häuser zu, die im Einzugsgebiet von Tsunamis errichtet werden. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, die Häuser mit einem Schwimmkörper zu versehen, der die Gebäude mit ansteigendem Wasserpegel anhebt. Although the dangers of irregular, catastrophic flooding are known, more and more homes are being built in flood-prone areas. The damage caused by penetrating water masses in these buildings is immaterial. The same applies to houses built in the catchment area of Tsunamis. For this purpose, it has already been proposed to provide the houses with a float, which raises the buildings with increasing water level.

Ein Gebäude, das beim Auftreten eines Hochwassers oder einem Tsunami aufschwimmen kann, beschreibt die DE 20 2005 010 121 U1 . Durch einen Pfahl, welcher in der Mitte des Gebäudes so angeordnet ist, dass dieser von außen überhaupt nicht sichtbar ist, wird verhindert, dass das Gebäude durch auftreffende Strömungen seinen Standort verlässt. Der Vorteil dieser Ausführung ist, dass sich das Gebäude auch um den Pfahl drehen kann. Wenn sich das Gebäude in einem Wasserbecken befindet, kann die Effizienz der auf dem Dach angeordneten Fotovoltaikanlage stark erhöht werden, indem es jederzeit nach der Sonne ausrichtbar ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, Bauwerke durch beiderseitig am auftriebsfähigen Fundament schwenkbar gelagerte Lenker, welche am anderen Ende schwenkbar an der am Boden angeordneten Schwenklagerung befestigt sind, an seinem Platz zu fixieren. Hierbei sind die Schwimmkörper, die unter dem Bauwerk angebracht werden überwiegend leere und nicht nutzbare Hohlkörper. A building that can float in the event of a flood or tsunami describes the DE 20 2005 010 121 U1 , A pole, which is located in the middle of the building so that it is not visible from the outside at all, prevents the building from leaving its position due to impinging currents. The advantage of this design is that the building can also rotate around the pole. If the building is located in a pool of water, the efficiency of the roof-mounted photovoltaic system can be greatly increased by being able to be aligned at any time after the sun. It is also proposed to fix buildings by both sides on the buoyant foundation pivotally mounted arm, which are pivotally mounted at the other end to the arranged at the bottom pivot bearing to fix it in place. Here, the floats that are mounted under the structure are mainly empty and unusable hollow body.

Gleiches trifft für die unterschiedlichsten Plattformen zu, die für verschiedenste Einsatzzwecke vorgeschlagen wurden. The same applies to a wide variety of platforms that have been proposed for a wide variety of purposes.

Aus der DE 699 38 526 T2 ist beispielsweise eine teiltauchende schwimmende Struktur mit großem Tiefgang bekannt, die eine Vielzahl von unabhängigen vertikalen Schwimmsäulen mit individuellen Ballastmitteln zum Ausgleichen der Exzentrizitäten eines durch die oberen Teile der erwähnten Säulen getragen Decks aufweist. Durch Verstärkungsglieder, die zwischen den Säulen angeordnet sind, werden die Säulen in einer beabstandeten Beziehung zueinandergehalten. Dabei weist jede der Säulen einen zylindrischen Außenmantel und Mittel zur Verstärkung des erwähnten Außenmantels auf. Dieser Außenmantel ist um einen Innenumfang jeder der Säulen angebracht. Hierbei soll der Schwerpunkt der erwähnten Struktur unterhalb eines Schwebe- bzw. Auftriebsschwerpunktes gehalten werden. From the DE 699 38 526 T2 For example, there is known a deep draft diving diving structure having a plurality of independent vertical floating columns with individual ballast means for equalizing the eccentricities of a deck supported by the upper parts of said columns. By reinforcing members disposed between the columns, the columns are maintained in spaced relationship to one another. In this case, each of the columns on a cylindrical outer shell and means for reinforcing said outer shell. This outer jacket is mounted around an inner periphery of each of the columns. Here, the focus of the mentioned structure is to be kept below a floating or buoyancy center of gravity.

In der DE 34 31 510 C2 wird ein Schwimmkörper vorgestellt, der aus einem schwimmfähigen Trägerkörper besteht, der wiederum aus, in ihrer gemeinsamen waagerechten Durchmesserebene miteinander verbundenen, geschlossenen Rohren zusammengesetzt ist. Die oberhalb der Verbindungsebene liegenden Rohraußenflächen bilden eine oberseitige Auflagerfläche. Die Rohrverbindung wird von längs den Rohren verlaufenden wasserabweisenden Abdichtmitteln, beispielsweise in Form von Sonderbeton gebildet. Die Oberflächen der Abdichtmittel bilden eine nutzbare Insel und können mit bepflanzbarem Erdreich abgedeckt werden. Der Trägerkörper sollte hochgezogene Bordwände zur seitlichen Begrenzung des Erdreichs aufweisen. In the DE 34 31 510 C2 a float is presented, which consists of a floating carrier body, which in turn is composed of, in their common horizontal diameter plane interconnected, closed tubes. The pipe outer surfaces lying above the connection plane form an upper-side bearing surface. The pipe connection is formed by water-repellent sealing means extending along the pipes, for example in the form of special concrete. The surfaces of the sealant form a usable island and can be covered with plantable soil. The carrier body should have raised side walls for lateral limitation of the soil.

Einen weiteren bekannten Schwimmkörper dieser Art zeigt die US 33 07 513 A . Dieser ist als Lastkahn zur Beförderung von Lasten, insbesondere in Häfen, auf Flüssen und dgl. Gewässern ausgebildet. Hierzu ist der Schwimmkörper mit einem Schiffsboden versehen, dessen Balkenkonstruktion auf den Rohren des Trägerkörpers abgestützt ist. Die dabei von den Rohren dargebotene oberseitige Auflagerfläche ist auf schmale Längsstreifen im Bereich der oberen Scheitellinien der Rohrwände und wiederum schmale, kurze Querbereiche der Rohraußenflächen beidseits der oberen Scheitellinien begrenzt, die von U-Eisen und Knotenblechen als Auflager für die Balkenkonstruktion des Schiffsbodens eingenommen werden. Die Verbindung zwischen den einander gegenüberliegenden Rohrwandbereichen ist bei diesem bekannten Lastkahn von vergleichsweise kurzen Abschnitten eines I-Profil-Trägers gebildet, die in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind und Schlitze zwischen benachbarten Rohren des Trägerkörpers bilden, durch die Wasser zum Ausgleich des auf die Rohre wirkenden äußeren Wasserdrucks hindurchtreten kann. Another known floating body of this type shows the US 33 07 513 A , This is designed as a barge for the transport of loads, especially in ports, rivers and the like. Waters. For this purpose, the floating body is provided with a ship bottom whose beam construction is supported on the tubes of the carrier body. The thereby presented by the pipes upper side bearing surface is limited to narrow longitudinal strips in the upper apex lines of the pipe walls and in turn narrow, short transverse regions of the pipe outer surfaces on both sides of the upper crest lines, which are occupied by U-iron and gusset plates as a support for the beam construction of the ship's bottom. The connection between the opposing tube wall portions is formed in this known barge of comparatively short sections of an I-profile beam, which are arranged in the longitudinal direction at a distance from each other and form slots between adjacent tubes of the carrier body, through the water to compensate for the on the pipes acting outer water pressure can pass.

Die Erfindung, die in der DE 24 21 150 A1 beschrieben wird, betrifft eine Halbtaucher-Trägerplattform mit einem in Arbeitsstellung bis in vom Seegang unbeeinflusste Wassertiefe absenkbaren Hauptverdrängungskörper, auf dem mindestens drei vertikale Säulenverdrängungskörper angeordnet sind, die an ihren oberen Enden durch ein starres horizontales Trägergerüst und gegebenenfalls von diesem Trägergerüst ausgehende Verstrebungen miteinander verbunden sind. The invention, in the DE 24 21 150 A1 is described, relates to a semi-submersible carrier platform with a in working position uninfluenced by sea conditions lowerable main displacement body on which at least three vertical column displacement bodies are arranged, which are interconnected at their upper ends by a rigid horizontal support frame and optionally from this support frame outriggers ,

In der DE 10 2012 010 136 A1 wird ein auf einer Wasseroberfläche bei Überflutung aufschwimmender Schwimmkörper zum Tragen eines Gehäuses beschrieben, bei dem der Schwimmkörper mehrere im Erdboden versenkbare oder versenkte Zahnstangen umfasst, die abgedichtet und parallel zueinander durch den Schwimmkörper geführt sind. Innerhalb des Schwimmkörpers sind Wellen oder Achsen vorgesehen, die miteinander drehfest so gekuppelt sind, dass alle Wellen im gleichen Drehsinn drehen. Die Wellen, die eine der Anzahl der Zahnstangen entsprechende Anzahl von Zahnrädern tragen, die mit den Zahnstangen kämmen, bewirken, dass der Schwimmkörper bei Aufschwimmen auf einer sich ändernden Wasseroberfläche immer in horizontaler Lage verbleibt. In the DE 10 2012 010 136 A1 For example, there is described a floater floating on a water surface when flooded for supporting a housing in which the floater comprises a plurality of in-ground retractable or sunken racks which are sealed and parallel are guided to each other by the float. Shafts or axles are provided within the floating body, which are coupled with each other in a torque-proof manner so that all shafts rotate in the same direction of rotation. The waves, which carry a number of gears corresponding to the number of racks, which mesh with the racks, cause the float always remains in a horizontal position when floating on a changing water surface.

Wenn einer dieser Schwimmkörper als Fundament für ein darauf zu errichtendes Bauwerk genutzt wird, gibt es keine Lösung, die den unter der Wasseroberfläche liegenden Teil nutzen lässt. Negativ ist weiterhin der hohe konstruktive Aufwand zur Errichtung eines darauf basierenden Bauwerkes. If one of these floats is used as a foundation for a structure to be built on top of it, there is no solution that will make use of the part below the water surface. Another negative factor is the high design effort required to construct a building based on it.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein auftriebsfähiges Fundament für schwimmende oder hochwassergefährdete Bauwerke vorzuschlagen, bei dem eine Nutzung mindestens eines Teiles des Auftriebskörpers für Wohn- oder Gewerbezwecke möglich ist. Weiterhin sollen ein derartiges Fundament und ggf. auch das darauf zu errichtende Gebäude mit geringem Aufwand zu errichten sein, um beispielsweise preiswerte schwimmende Häuser für Erholungszwecke herstellen zu können. The object of the invention is therefore to propose a buoyant foundation for floating or flood-prone structures in which a use of at least a portion of the buoyancy body for residential or commercial purposes is possible. Furthermore, such a foundation and possibly also the building to be erected on it with little effort to build, for example, to be able to produce inexpensive floating houses for recreational purposes.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Fundament mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche zeigen weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung auf. According to the invention the object is achieved by a foundation having the features of the main claim. The subclaims show further possibilities of embodiment.

Ein solches auftriebsfähiges Fundament für schwimmende oder hochwassergefährdete Bauwerke besteht aus einem oder mehreren an mindestens einem Ende wasserdicht verschlossenen Rohrabschnitten, wobei mindestens die Achse eines Rohrabschnittes (1) senkrecht ausgerichtet ist und dessen Unterseite wasserdicht abgeschossen ist. Da derzeit Fertigrohre mit einem Durchmesser von bis zu fünf Metern gefertigt werden, ist es möglich, in einem senkrecht angeordneten Rohrabschnitt eine oder mehrere Etagen eines Gebäudes unterzubringen. Für ein Fundament, das gleichzeitig aus Rohren mit unterschiedlichen Achslagen besteht, erscheint es sinnvoll, wenn mindestens ein geschlossenes Rohr (2) mit waagerechter Achslage als Schwimmträger dient. Dabei sollte mindestens der Rohrabschnitt, dessen Achse senkrecht ausgerichtet ist, von oben und/oder seitlich begehbar und zu Wohn-, Arbeits- oder Lagerzwecken zu gebrauchen sein. Such a buoyant foundation for floating or flood-prone structures consists of one or more at least one end watertight sealed pipe sections, wherein at least the axis of a pipe section ( 1 ) is vertically aligned and the underside is launched waterproof. As prefabricated pipes with a diameter of up to five meters are currently produced, it is possible to accommodate one or more floors of a building in a vertically arranged pipe section. For a foundation that consists at the same time of tubes with different axial positions, it makes sense if at least one closed tube ( 2 ) with horizontal axle position serves as a floating carrier. In this case, at least the pipe section whose axis is oriented vertically, be used from above and / or sideways accessible and to use for living, working or storage purposes.

Die Rohrabschnitte, aus denen Fundament und ggf. das darauf zu errichtende Bauwerk zusammengesetzt sind, können aus Kunststoff, dünnschichtigem, hochfestem Beton oder Textilbeton bestehen. The pipe sections, from which the foundation and possibly the building to be erected on it, can be made of plastic, thin-layer, high-strength concrete or textile concrete.

Es ist aber ebenso im Sinne der Erfindung, wenn die Rohrabschnitte aus Metall, insbesondere Metallguss bestehen. But it is also within the meaning of the invention, when the pipe sections made of metal, in particular metal casting.

Besonders empfehlenswert ist es, wenn die Rohrabschnitte als Kunststoffmantelrohre mit Wärmedämmung zwischen Stahlrohr und Kunststoffmantel ausgebildet sind. It is particularly recommended if the pipe sections are designed as plastic jacket pipes with thermal insulation between steel pipe and plastic jacket.

Zur Verbesserung des Auftriebs sollte das Fundament neben dem Rohrabschnitt, dessen Achse senkrecht ausgerichtet ist, weitere Rohrabschnitte (2) enthalten, deren Achse waagerecht ausgerichtet und die an beiden Enden verschlossen sind und zumindest überwiegend als Auftriebskörper dienen. To improve buoyancy, the foundation next to the pipe section whose axis is oriented vertically, more pipe sections ( 2 ), whose axis is aligned horizontally and which are closed at both ends and at least predominantly serve as a buoyant body.

Ebenso können Rohrabschnitte (3) als Auftriebskörper dienen, die torusförmig den Fundamentkörper umschließen. Likewise, pipe sections ( 3 ) serve as a buoyant body, the toroidal surround the foundation body.

Für den Fall, dass das auf dem Fundament errichtete Bauwerk aus gleichen oder ähnlichen Rohrabschnitten gebildet wird wie das Fundament, besteht die Möglichkeit, diese in verschiedenen Abmessungen und Winkeln der Zylinderachsen zur Senkrechten miteinander zu kombinieren. Beispielsweise erscheint es als sinnvoll, wenn Übergänge zwischen einzelnen Bauwerksteilen durch schrägliegende Rohrabschnitte(3) gebildet werden In the event that the structure erected on the foundation is formed from the same or similar pipe sections as the foundation, it is possible to combine them in different dimensions and angles of the cylinder axes to the vertical. For example, it seems to make sense if transitions between individual building parts by oblique pipe sections ( 3 ) are formed

Um den Masseschwerpunkt des Bauwerks unter den Auftriebsschwerpunkt zu verlegen und damit dass Schwimm- und Bewegungsverhalten dadurch positiv zu beeinflussen, sollten die unter der Wasseroberfläche liegenden zylindrischen Rohrabschnitte teilweise mit Ortbeton, Flüssigkeiten oder Schüttstoffen gefüllt werden. In order to lay the center of mass of the structure under the main buoyancy and thus to positively influence the swimming and movement behavior, the cylindrical pipe sections below the water surface should be partially filled with in-situ concrete, liquids or bulk materials.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202005010121 U1 [0003]
DE 69938526 T2 [0005]
DE 3431510 C2 [0006]
US Pat. No. 3,375,113 A [0007]
DE 2421150 A1 [0008]
DE 102012010136 A1 [0009]

Claims

Floating foundation for floating or flood-prone structures, characterized in that this foundation consists of one or more at least one end watertight sealed pipe sections, wherein at least the axis of a pipe section is oriented vertically and the underside is launched waterproof

A buoyant foundation according to claim 1, characterized in that this foundation consists of tubes with different axial positions, at least one closed tube with horizontal axis position serves as a floating carrier.

A buoyant foundation according to claim 1 and / or 2, characterized in that the pipe sections made of plastic, thin-layered, high-strength concrete or textile concrete.

A buoyant foundation according to claim 1 and / or 2, characterized in that the pipe sections of metal, in particular cast metal exist.

A buoyant foundation according to claim 1 and / or 2, characterized in that the pipe sections are formed as plastic jacket pipes with thermal insulation between the steel pipe and plastic jacket.

A buoyant foundation according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least the pipe section, whose axis is oriented vertically, from above and / or sideways accessible and is used for living, working or storage purposes.

Boostable foundation according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the pipe section whose axis is oriented vertically, further pipe sections are present, whose axis is aligned horizontally, which are closed at both ends and at least predominantly serve as a buoyant body.

Boostable foundation according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the pipe section whose axis is oriented vertically, further pipe sections are present, which surround the foundation body in a toroidal manner.

A buoyant foundation according to one or more of the preceding claims, characterized in that the structure erected on the foundation of the same or similar pipe sections is formed as the foundation.

A buoyant foundation according to claim 7, characterized in that the structure erected on the foundation consists of pipe sections which are combined with each other in different dimensions and angles of the cylinder axes to the vertical.

Boostable foundation according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cylindrical pipe sections are partially filled with in-situ concrete, liquids or bulk materials so that swimming and movement behavior are positively influenced.