Die Erfindung betrifft eine Betonkonstruktäon in Modulbauweise für Turmbauwerke, bestehend aus mindestens zwei aufstehenden, ggf. nebeneinander und ggf. übereinander angeordneten Fertigbeton-Wandelementen mit zwei Schmalseiten, die nach einem zusammenfügen der Fertigbeton-Wandelemente eine Vertikalfuge zwischen sich einschließen, einer Ober- und einer Unterseite, die nach einem zusammenfügen der Fertigbeton-Wandelemente eine Horizontalfuge zwischen sich einschließen sowie einer Vorder- und einer Rückseite.

Derartige Betonkonstruktionen können aus Fertigbeton-Wandelementen zusammengesetzte Hybridtürme von Windkraftanlagen, aber auch Wände von großen, hohen Behältern oder Gebäuden sein.

Die DE 10 201 1 054 497 A 1 offenbart bereits ein Silo aus Betonfertigteilen, mit aus mehreren Ringsegmenten bestehenden Betonringen, die mittels im Betonmaterial der Ringsegmente eingebettete Verbindungsanker mit mindestens einer Schraubverbindung verbunden sind. Die einzelnen Ringsegmente werden also über auf Zug beanspruchte Schrauben, die durch die Ankerplatten der Fertigbetonelemente geführt sind, miteinander verbunden.

Weiterhin weisen nach der DE 821 403 C Betonbauelemente Verankerungen auf, die aus den Seitenwänden hervorstehen und deren Enden derart ausgebildet sind, dass sie mit den entsprechenden benachbarten Elementen in die Betonbauelemente verbindende Gussbetonnähte eingebettet sind. Diese Verankerungen kön- nen mit entsprechenden Verankerungen benachbarter Elemente vorzugsweise durch geeignet ausgebildete Überlagerungsflächen, wie Winkelknickungen, ringförmig ausgebildete freie Enden für ein Verschweißen, gegenseitiges Anhängen und dergleichen miteinander verbunden werden.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Betonkonstruktion in Modulbauweise der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sich eine einfache und sichere Verbindung der Fertigbeton-Wandelemente ohne dass Verfüllfugen, bei denen aufwändig und kostenintensiv entsprechender Mörtel, Beton oder Kunstharz vor Ort eingefüllt werden muss, notwendig werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Betonkonstruktion der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer der Schmalseiten ein erster Wabenträger verankert ist und dass die gegenüberliegende Schmalseite eine Ausnehmung oder Vertiefung aufweist, in der ein weiterer Wabenträger derart verankert ist, dass bei Montage der Schmalseiten der beiden Fertigbeton- Wandelemente unter Bildung der Vertikalfuge die beiden Wabenträger teilweise überlappen, und durch Verbindungsmittel verbindbar sind.

Dadurch wird erreicht, dass mit einfachen Mitteln eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Wandelementen hergestellt werden kann, ohne dass es eines Injektionsmörtels bedarf. Selbstverständlich können die, die Wabenträger aufnehmenden Ausnehmungen oder Vertiefungen auch in beiden Schmalseiten eines Fertigbeton-Wandelementes vorgesehen werden. In diesem Falle müssen die Ausnehmungen oder Vertiefungen nicht so tief sein, als wenn nur eine Ausnehmung oder Vertiefung die Wabenträger aufnehmen müsste. Diese Vertikalfugen können aber auch z.B. im Behälterbau Anwendung finden, wo entsprechend aufstehende Fertigbeton-Wandelemente nur nebeneinander und nicht auch noch übereinander angeordnet werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß aber auch dadurch gelöst, dass in einer Ausnehmung oder Vertiefung der Unterseite der Fertigbeton-Wandelemente ein Bauwerkslager, insbesondere ein bewehrtes Elastomerlager angeordnet ist, welches bei Montage eines Fertigbeton-Wandelemente auf der Oberseite des darunter befindlichen Fertigbeton-Wandelementes, die Horizontalfuge bildend, abgestützt ist.

Über das Bauwerkslager können die insbesondere auftretenden Auflasten optimal übertragen werden. Über die Bauwerkslager werden kraftschlüssige Verbindungen erreicht, die den Einsatz von Injektionsmörtel überflüssig machen.

Selbstverständlich können beim Bau von Hybridtürmen die auf den obersten Ring der Fertigbeton-Wandelemente aufgesetzten Übergangsringe und/oder Adapterringe auf ihrer Unterseite ebenfalls mit Ausnehmungen oder Vertiefungen ausgestattet sein, die Bauwerkslager aufnehmen, welche eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Metallteil und dem Betonteil des Hybridturms herstellen, ohne das es des Einsatzes von Verbindungsmörtel bedarf.

Es hat sich bewährt, bei Bauwerken wie Türmen für Windkraftanlagen die Vertikalfugen gemäß den Merkmalen des Anspruch 1 und die Horizontalfugen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 auszugestalten.

Von Vorteil ist, wenn bei den Horizontalfugen der zwischen Vorderseite und Oberseite gebildete Kantenbereich nach unten geneigt ist. Dadurch wird erreicht, dass von außen in die Horizontalfuge gelangendes Wasser aus der Fuge abfließen kann, so dass eine optimale Entwässerung gewährleistet ist.

Zweckmäßig ist, wenn die Wabenträger aus einem Profil bestehen, das einen Gurt aufweist, an den zur Verankerung mit den Fertigbeton-Wandelementen in den Beton ragenden Verankerungselemente z.B. Kopfbolzen, und an den zur Verbindung zweier Wandelemente miteinander ein Steg angebracht sind, wobei der Steg des Profils eine Wabenform aufweist.

Zweckmäßig ist es aber auch, wenn die Wabenträger aus einem Band bestehen, welches einen abgewinkelten Steg aufweist, der das Profil einer Wabenform besitzt und der aus jeweils einer der Schmalseiten hervorsteht, wobei der Winkel so gewählt ist, dass sich das Band in einer Ebene im Wesentlichen parallel zur Vorder- oder Rückseite eines ersten Fertigbeton-Wandelements erstreckt, während sich der Steg in einer Ebene parallel zur Vorder- oder Rückseite eines zweiten Fertigbeton-Wandelements welches mit dem ersten Fertigbeton-Wandelement eine gemeinsame Vertikalfuge bildet, erstreckt, und dass das Band im Wesentlichen rechtwinklig von diesem abstehende Bewehrungsstäbe aufweist, die zudem der Halterung weiterer, im Wesentlichen parallel zur Ebene der Vorder- oder Rückseite sich erstreckenden Verankerungselementen dienen.

In vorteilhafter Weise können in dem Steg des Profils Befestigungsösen, z.B. Durchgangsbohrungen vorgesehen, und die Verbindungsmittel durch diese Befestigungsösen greifende Schraubverbindungen, Bolzenverbindungen, Gewindestangenverbindungen usw. sein.

Bei der Montage der Fertigbeton-Wandelemente werden die Befestigungsösen zweier benachbarter Fertigbeton-Wandelemente fluchtend ausgerichtet und die benachbarten Wabenträger werden z.B. über Schrauben verbunden, so dass die Schrauben anschließend im Wesentlichen auf Scherung beansprucht werden. Es kann aber auch einer der Wabenträger einen fest mit diesem verbundenen, z.B. verschweißten Gewindebolzen aufweisen, der dann bei der Montage der Fertigbeton-Wandelemente durch die Befestigungsösen des Wabenträgers eines weiteren Fertigbeton-Wandelementes gesteckt und anschließend mit einer Mutter gesichert wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Fertigbeton-Wandelement an mindestens einer seiner mit einem weiteren Fertigbeton-Wandelement zusammengefügten Seiten einen ersten Höhenbereich mit den beiden Wabenträgern in einer ersten Ausrichtung aufweist, dass ein zweiter Höhenbereich der Seite vorgesehen ist, in dem die beiden Wabenträger in einer zweiten Ausrichtung angeordnet sind, wobei die Fertigbeton-Wandelemente in der Höhe der jeweiligen Höhenbereiche versetzt zueinander zusammengefügt sein können.

In vorteilhafter Weise kann der Steg des Profils des Wabenträgers in einem Winkel zum Gurt von < 90° angeordnet sein, so dass die Verankerungselemente z.B. Kopfbolzen mit Ihrem Schaft parallel zu Wandebene der Wandelemente verlaufen.

Die Verankerung der z.B. Kopfbolzen im Beton der Wandelemente lässt sich erfindungsgemäß verstärken, wenn die Verankerungselemente mit einer Rückhängebewehrung in Zug- und Querrichtung in Form einer Oberflächenbewehrung bestehend aus geraden Stäben mit oder ohne Haken versehen sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wabenträger, Figur 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wabenträgers gemäß Figur 1 ,

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Seite eines Fertigbeton-Wandelements mit dem erfindungsgemäßen Wabenträger gemäß Figur 1 ,

Figur 4 eine Draufsicht auf die andere Seite eines Fertigbeton-Wandelements mit einem erfindungsgemäß versenkten Wabenträger gemäß Figur 1 zur Verbindung mit dem Fertigbeton-Wandelement gemäß Figur 3,

Figur 5 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle zweier Wandelemente mittels der Wabenträger,

Figur 6 eine Draufsicht auf einen weiteren erfindungsgemäßen Wabenträger,

Figur 7 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Wabenträgers gemäß

Figur 6,

Figur 8 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle zweier Wandelemente mittels vereinfacht dargestelltem Wabenträger nach Figur 5 oder 6,

Figur 9 zwei miteinander verbundene Wandelemente gemäß Figur 5 oder 8, und

Figur 10 zwei Fertigbeton-Wandelemente, die zwischen sich eine Horizontalfuge einschließen.

In der Figur 1 ist ein Wabenträger 1 zur Befestigung zweier Wandelemente aneinander mit einem Profil 2 in Sicht auf seine Schmalseite dargestellt. An einem Gurt 3, vorzugsweise einer Stahlplatte, ist eine Vielzahl von Verankerungseiemen- ten 4 angebracht, die, wie nachfolgend noch gezeigt wird, in die Wandelemente eingebaut sind.

An dem Gurt 3 sind, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich wird, die eine Seitenansicht des Wabenträgers 1 zeigt, Waben 5 angeordnet, die den Steg des Profils 2 bilden. In den Waben 5 sind Befestigungsösen 6 vorgesehen, mittels derer sich zwei Wabenträger 1 verbinden lassen.

Die Figuren 3 und 4 zeigen im Querschnitt ein aufstehendes Fertigbeton-Wandelement 7, das zwei in einem Winkel ungleich 90°, im dargestellten beispielsweisen Fall einem Winkel von 60°, angeordneten Schmalseiten, eine Ober- und eine Unterseite sowie eine Vorder- und eine Rückseite aufweist. Auf der in Figur 3 dargestellten einen schrägen Schmalseite ist der Gurt 3 des Wabenträgers 1 bündig versenkt, so dass die Verankerungselemente 4 alle im Fertigbeton des Wandelements 7 eingebunden sind.

In der Figur 4 ist die andere schräge Schmalseite des Fertigbeton-Wandelements 7 dargestellt, die eine Vertiefung bzw. Aussparung 8 aufweist, in deren schrägen Boden ebenfalls der Gurt 3 eines zweiten Wabenträgers V bündig versenkt ist. Der Boden der Vertiefung 8 ist parallel zur Schmalseite des Wandelements 7 ausgerichtet.

Durch diese Anordnung der beiden Wabenträger 1 und 1 ' an dem Wandelement 7 ist es möglich, zwei Wandelemente 7 und 7' mit ihren Schmalseiten auf Stoß miteinander zu verbinden, wie dies anhand der Figur 5 gezeigt ist. Die Stege des Profils 2 der beiden Wabenträger 1 und 1 ', die an den Schmalseiten der beiden aneinander stoßenden Wandelemente 7 und 7' in beschriebener Weise angebracht sind, liegen im zusammengebauten Zustand derart übereinander, dass sie mittels durch die Befestigungsösen 6 greifenden Verbindungsmittel 9, z.B. Schraubverbindung oder Bolzenverbindung verbindbar sind. Figur 6 zeigt einen Wabenträger 1 ", der aus einem Band 12 besteht, welches einen abgewinkelten Steg 13 aufweist. Der Winkel ist entsprechend der Anzahl der für das Polygon gewählten Seitenwände ausgelegt. Obwohl sicherlich auch dreieckige Türme denkbar sind, werden regelmäßig fünfeckige Türme bzw. Türme mit mehr als fünf Ecken gewählt, so dass der Winkel entsprechend der Anzahl der Seitenflächen, in der Regel zwischen 90° und 180° liegt.

Das Band 12 wird von Verankerungselementen 14 durchdrungen, die dem sicheren Halt des Bandes 12 in den Fertigbeton-Wandelementen 7. 7', 7 ⁿ ' dient.

Die Zugfestigkeit zwischen Band 12 und Fertigbeton-Wandelementen 7. 7' 7 ⁿ ' wird noch erhöht, wenn Bewehrungsstäbe 15, die sich an den Verankerungselementen 14 abstützen bzw. rückverankern, vorgesehen werden.

Alternativ können die beiden, in den Schmalseiten der Fertigbeton-Wandelemente 7. 7', 7 ⁿ vorgesehenen Wabenträger 1 aber auch mit einer horizontalen Querverbindung von Seitenwald zu Seitenwand innerhalb des Wandelements 7. 7', 7 ⁿ ' verbunden sein, um die entsprechenden Kräfte aufnehmen zu können.

Figur 7 zeigt den Ausschnitt aus einem entsprechenden Wabenträger 1 ". Im abgewinkelten Steg 13, der eine Wabenform aufweist, sind Befestigungsösen 6' erkennbar. Der in dem nicht gezeigten Beton eingegossene Teil des Bandes 12 weist die Verankerungselementen 14 und Bewehrungselemente 15 auf.

Figur 8 zeigt eine Verbindung zweiter Fertigbeton-Wandelemente 7, 7', die zwischen sich eine Vertikalfuge 16 einschließen. Die Schmalseiten 17 und 17' der Fertigbeton-Wandelemente 7, 7' weisen Ausnehmungen 18, 18' auf, die zur Aufnahme der Steg 13, 13' dienen. Die Bänder 12, 12' sind hier vereinfacht ohne Bewehrungselemente und Verankerungselemente dargestellt. Die Stege 13, 13' sind über ein Verbindungsmittel 9, welches hier auf Scherung beansprucht wird, verbunden.

Die Figur 9 zeigt nun die Gegebenheiten zweier gemäß Figur 5 bzw. 8 miteinander verbundener Wandelemente 7 und 7' in Frontansicht. Damit die Wandelemente 7 und 7', die im zusammengebauten Zustand einen Ring oder geschlossenes Polygon beispielsweise eines Turmes einer Windenergieanlage bilden, schon beim Aufstellen der Wandelemente 7 und 7' während der Montage einen Halt aufweisen, sind sie in wenigstens zwei Höhenbereiche 10 und 1 1 unterteilt. Dabei sind die beiden Wabenträger 1 und V in den Höhenbereichen 10 und 1 1 an unterschiedlichen Schmalseiten angeordnet. So ist der Wabenträger 1 im oberen Höhenbereiche 10 an der rechten Schmalseite und der Wabenträger V an der linken angeordnet. Im unteren Höhenbereich 11 dagegen ist es umgekehrt, da ist der Wabenträger 1 an der linken Schmalseite und der Wabenträger V an der rechten angebracht. In vorteilhafter Weise sind als Bodenelemente alternierend ein ganzes Wandelement 7' mit zwei Höhenbereichen 10 und 11 und ein Wandelement 7 mit nur einem Höhenbereich vorgesehen, so dass sich eine versetzte Anordnung der Stoßfugen ergibt.

Die Wabenträger 1 und V bzw. 1 " eines Fertigbeton-Wandelements 7 passen dabei komplementär mit den Wabenträgern 1 und 1 ' des zweiten Fertigbeton- Wandelements T zusammen. Sind bereits mehrere Fertigbeton-Wandelemente 7 und 7' zusammengefügt, so lässt sich ein weiteres Wandelement an die Wandelementen anfügen. Dabei wird das neu eingesetzte Fertigbeton-Wandelement auf die waagerechte Oberseite eines unteren Fertigbeton-Wandelements aufgesetzt und an die bereits stehenden Fertigbeton-Wandelemente angelehnt.

Die Wabenträger 1 und V können gewalzt und nach dem Schweißen der Verankerungselemente 4 verzinkt sein, wobei die Verankerungselemente 4 wegen des Einbaus im Beton nicht verzinkt werden müssen, aber verzinkt sein können. Die Stege des Profils 2 können anstelle durch einen Walzvorgang aber auch an den Gurt 3 geschweißt sein.

Die einbetonierten und ggf. rückverankerten Wabenträger 1 und V dienen gleichzeitig als Schalkante. Je Seite einer Wand wird eine Hälfte des Wabenträgers eingesetzt. Sofern die Wabenträger aus Walzprofilen bestehen, müssen keine Schweißverbindungen hergestellt werden, wodurch Imperfektionen infolge

Schweißverzugs vermieden werden. Die Stegbleche der Wabenträger besitzen jeweils zwei Schraubenlöcher in einem definierten Rand- und Lochabstand. Die Verankerung der Wabenträger kann durch Kopfbolzen erfolgen, die wiederum mit eine Rückhängebewehrung in Zug- und Querrichtung versehen sein können, da der Längsschub entlang einer vertikalen Fuge des Betonschaftes auf den Kopfbolzen bezogen eine Querkraft bzw. Abscherkraft bewirkt.

Die Rückhängebewehrung kann in Form einer Oberflächenbewehrung bestehend aus geraden Stäben mit oder ohne Haken ausgebildet sein. In Bezug auf die Wandelemente 7 und 7' für einen Betonschaft kann eine prinzipiell in Längsrichtung erfolgende Rückhängebewehrung vorgesehen sein, um den Längsschub entlang einer vertikalen Fuge zu verankern.

Um eine vertikale Verfüllfuge bei Betonkonstruktion in Modulbauweise zu vermeiden, bei der entsprechender Mörtel, Beton oder Kunstharz vor Ort eingefüllt werden muss, dient die erfindungsgemäße Verschraubung als kraftschlüssige Verbindung zwischen den Wandelementen 7 und 7'.

Figur 10 zeigt abgebrochen dargestellt ein unteres Fertigbeton-Wandelement 7 und ein oberes Fertigbeton-Wandelement 7', die zwischen sich eine Horizontalfuge 19 ausbilden. Die Schrägstellung der Fertigbeton-Wandelemente 7, 7' deutet dabei die sich nach oben verjüngende Kontur eines Turmbauwerkes an. Die Unterseite 20 des oberen Fertigbeton-Wandelementes 7' weist eine Ausnehmung 21 auf, in der ein Bauwerkslager 22 angeordnet ist, welches sich auf der Oberseite 23 des unteren Fertigbeton-Wandelementes 7 abstützt.

Damit das Bauwerkslager 22 entwässert werden kann ist die Kante zwischen der Vorderseite 24 des Fertigbeton-Wandelementes 7 und dessen Oberseite 23 abgerundet.

Bezugszeichenliste

1 Wabenträger

2 Profil

3 Gurt

4 Verankerungselemente

5 Waben

6 Befestigungsösen

7 Fertigbeton-Wandelement

8 Vertiefungen Aussparungen

9 Verbindungsmittel

10 oberer Höhenbereich

1 1 unterer Höhenbereich

12 Band

13 Steg

14 Verankerungselement

15 Bewehrungselement

16 Vertikalfuge

17 Schmalseiten

18 Ausnehmungen

19 Horizontalfuge

20 Unterseite

21 Ausnehmung

22 Bauwerkslager

23 Oberseite

24 Vorderseite