DE1759752A1 - Plattenartiges Raumfachwerk - Google Patents

Description

Chemoprojekt, projektova inSenyrskä a konzultaÖni organizace, Prag 2, Stgpanskä 15

" Plattenartiges Raumfachwerk "

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten folgender tschechoslowakischer Anmeldungen in Anspruch genommen: PV 4190-67 vom 7.6.1967 und PV 46Θ6-67 vom 26.6.1967.

Die Erfindung betrifft ein plattenartiges Raumfachwerk aus Baukastenelementen, die aus räumlich gestalteten Körpern mit geraden Kanten, z.B. aus Pyramiden oder Tetraedern, aus Flächenteilen und aus Knotenpunktverbindungen gebildet sind.

Im Bauwesen sind prismatische Giebel bekannt, die am Umfang dicht gebrochen, in ein Zylindergewölbe oder eine andere gekrümmte Fläche übergehen. Diese prismatischen Giebel, die aus Metall bestehen, stellen vom Standpunkt der modernen Herstellung, insbesondere der Massenfabrikgttion, der Bauelemente einen Fortschritt dar gegenüber Dächern, die aus gegenseitig verbundenen und in der Richtung der Mantellinie mit Pfetten durchbundenen Bogenträgern bestehen. Es sind z.B. Baukästen bekannt, die vorgefertigte Blechteile oder aus Stäben zusammengesetzte Teile, die Inventarbestandteile mit vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten darstellen, enthalten. Das Verbinden der Seiten dieser Bauelemente erfordert Jedoch einen großen Arbeits- und Zeitaufwand; außerdem weisen diese

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Giebel im Querschnitt eine verhältnismäßig geringe Eigensteif igkeit auf. Vorteilhaft ist das Verbinden der Bauelemente mit Hilfe von Knotenpunktverbindungen, die vielfach bekannt sind. Bei der Konstruktionsläsung dieser Knotenpunktverbindungen wird bereits die geometrische Axialform des im Projekt gewählten Raumfachwerkes berücksichtigt. Bei der Massenerzeugung kommen standardisierte vorgefertigte Bauelemente in Betracht. Diese haben auch eine standardisierte Verbindung in den Knotenpunktverbindungen. Wenn es aus irgendwelchen Gründen, z.B. bei Änderung der Form des Raumfachwerkes, notwendig ist, das Bauelement abzuändern, besteht nicht die Möglichkeit, dieses abgeänderte Element in der standardisierten Knotenpunktverbindung anzubinden.

Hierin liegt ein Nachteil, der bei der Anwendung von Baukästen, die aus standardisierten Baukästenelementen, zu welchen auch die standardisierten Knotenpunktverbindungen gezählt werden, große Bedeutung hat. Hierbei können mit Hilfe eines solchen Baakastens nur beschränkte geometrische Formen zusammengesetzt werden, z.B. Raumfachwerk-Gebilde nur in Form von ebenen Platten.

Der Zweck der Erfindung ist, ein solches plattenartiges Raumfachwerk zu schaffen, das, ohne den Aufwand für den Baukasten zu erhöhen, die Möglichkeit bietet, standardisierte Baukastenelemente zur Bildung von ebenen und nicht ebenen geometrischen Formen, z.B. zylindrischen,bzw* kugelförmigen, parabolischen, sowie anderen Gewölben und Giebeln zu verwenden.

Die Erfindung besteht darin, daß auf der Umhüllungsfläche des Raumfachwerkes die Wände der räumlich gestalteten

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Körper angeordnet und gegenseitig verbunden sind und daß auf der gegenüberliegenden Umhüllungsflache des Raumfachwerkes die Eckpunkte der räumlich feestalteten Körper und der Flächenteile angeordnet und in den Knotenpunktverbindungen gegenseitig verbunden sind, wobei die Entfernung der gegenseitigen Stöße der Baukastenelemente bei beiden Umhüllungsflächen unterschiedlich ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Eckpunkte der räumlich gestalteten Körper fest verbunden sind mit den kelchförmigen Knotenpunktblechen, ™ die an den Knotenpunktverbindungskörpern angeschraubt sind.

Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das kelchförmige Knotenpunktblech an dessen freien, zylinderförmigen Rändern die Stäbe befestigt sind, einen nach innen konkaven Boden besitzt, wobei zwischen dem Kopf der Befestigungsschraube und der Innenwand des kelchförmigen Knotenpunktbleches eine plankonkave Unterlage und zwischen der Außenwand des Bodens des kelchförmigen Knotenpunktbleches und der Wand des Körpers der Knotenpunktverbindung eine plankonvexe Unter- λ lage eingelegt ist und wobei die Innen- und die Außenwand des Bodens des kelchförmigen Knotenpunktbleches einen Teil der konzentriwchen Kugelfläche bilden, deren Mittelpunkt in der Achse des Körpers der Knotenpunktverbindung liegt.

Die nachfolgende Beschreibung zeigt eine mögliche Ausführung des plattenförmigen Raumfachwerkes, die an Hand der Zeichnungen beschrieben ist, und es bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Raumfachwerkes mit aus Pyramiden und I¹Ia-

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chenteilen In Dreieckform gebildeten Bauelementen in oxonometrischer Darstellung,

Fig. 2 ein Raumfachwerk in abgewandelter Ausführung mit räumlich gestalteten Körpern in Form von dreiseitigen Prismen und Viereck-Flächenteilen, Fig. 3 eine Ansicht der Knotenpunktverbindung, Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt gemäß Linie A-A

der Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 in abgewandelter

Ausführung im Schnitt.

Fig. 1 zeigt einen räumlich gestalteten Körper 1 in Form einer Pyramide, deren Kanten aus Stahlstangen gebildet . sind. Der Flächenteil 2 besteht aus Blech und hat die Form eines ebenen Dreiecks. Selbstverständlich kann der räumlich gestaltete Körper 1 auch als Vollwand-Pyramide aus Blech ausgebildet sein. Der Flächenteil 2 kann auch aus Stangen gebildet sein, die in Form eines Dreiecks verbunden sind. Der räumlich gestaltete Körper 1 und der Flächenteil 2 sind in der Knotenpunktverbindung 3 miteinander verbunden. Das in Fig. 1 veranschaulichte Beispiel zeigt einen Teil eines prismatischen, am Umfang vielfach gebrochenen Giebels, der in ein Zylindergewölbe übergeht. Die Knotenpunktverbindungen 3 liegen auf den Oberflächengeraden von zwei Zylinderflächen, von denen die eine durch die Eckpunkte der räumlich gestalteten Körper 1, die an der Außenseite des Raumfachwerk-Giebels liegen, und die zweite Zylinderfläche durch die Eckpunkte der räumlich gestalteten Körper 1 und der Flächenteile 2, die an der Innenseite des Raumfachwerkes liegen, hindurchgeht.

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Beide Zylinderflächen sind also die Umhüllungsflächen des Raumfachwerk-Giebels. Die Wahl des gegenseitigen Verhältnisses A und B (Fig. 1) gestattet es, den verlangten Halbmesser des Zylindergewölbes und damit den verlangten Krümmungsradius zu erzielen. Der Raumfachwerk-Giebel gemäß Fig. 1 ist vom statischen Gesichtspunkt isotrop.

Der räumlich gestaltete Körper 4 gemäß Fig. 2 zeigt ein anderes Bauelement als Fig. 1. Der räumlich gestaltete Körper 4 hat die Form einer dreiseitigen Pyramide mit wollen Wänden aus Blech. Die Körperkanten des räumlich gestalteten ™ Körpers 4 sind gegenseitig geradlinig verbunden, desgleichen die Kanten des räumlich gestalteten Körpers 4 mit den Kanten des Flächenteils 5· Das in Fig. 2 gezeigte Beispiel ist gleichfalls ein Teil des Zylindergewölbes. Durch die Wahl der Verhältnisse der Abmessungen C und D ist die Bildung von Giebeln mit verschiedenem Bruchwinkel im Querschnitt möglich. Die Geraden 6, in denen die Bauelemente verbunden sind, liegen auf den zylindrischen Umhüllungsflächen, von denen eine auf der Außenseite und die andere auf der Innenseite des Λ Raumfachwerkes liegt. Der in Fig. 2 veranschaulichte Giebel ist vom statischen Gesichtspunkt orthotrop.

Die Eckpunkte der räumlich gestalteten Körper 1, 4 und der Flächenteile 2 und 5 sind durch Knotenpunktverbindungen 3 verbunden, deren Ausführung in Fig. 3> 4 und 5 dargestellt ist. Der Körper 9 der Knotenpunktverbindung ist als regelmäßiger Sechskant aus handelsüblichem Stangenmaterial ausgeführt. Der Körper 9 der Knotenpunktverbindung besitzt öffnungen, die mit Gewinden für Schrauben 10 versehen sind. Die

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Achsen benachbarter öffnungen bilden einen Winkel von 120°; die Öffnungen befinden sich also in jeder zweiten Wand des Sechskantes, wobei ihre Achsen sich in der Achse des Sechskant es schneiden. In der Achse des Sechskantes ist eine weitere Gewindeöffnung angeordnet. An der Wand des Körpers der Knotenpunktverbindung liegt die ebene Seite der plankonvexen Unterlage 11 an, die mit einer öffnung für die Schraube 10 versehen ist. An der konvexen Fläche der Unterlage 11 liegt die Kugelfläche des kelchformigen Enotenpunktbleches φ an, wobei der Halbmesser des Kugelteils des Kelchbodens dem Halbmesser der konvexen Fläche der plankonvexen Unterlage entspricht. In der Achse des kelchformigen Knotenpunktbleches 12 ist eine öffnung 14- angeordnet mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser des Schaftes der Schraube 10. An der Innenseite des gewölbten Bodens des kelchformigen Knotenpunktbleches 12 liegt die konkave Fläche der plankonkav* Unterlage 13 an, die mit einer öffnung für die Schraube 10 versehen ist. Die Berührungsfläche zwischen dem kelchformigen Knotenpunktblech 12 und der plankonkaven Unterlage 13 ist eine Kugelfläche mit einem Halbmesser, der dem in Fig. 3 eingezeichneten Halbmesser R, vergrößert um die Wanddicke des kelchformigen Knotenpunktbleches 12, entspricht. Am kelchformigen Knotenpunktblech 12 sind die Stäbe 8 angeschweißt, die aus Rohren bestehen. Die plankonvexen Unterlagen 11, 13 können auch aus weichem Metall bestehen, das bei vollem Anziehen der Schraube 10 die erforderliche Form erhält. Die im kelchformigen Knotenpunktblech 12 angeordnete öffnung 14 ist so groß, daß sie eine bestimmte Veräehung des kelch» förmigen Knotenpunktbleches 12 und damit auch der Stab· 8

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um eine beliebige durch, die Mitte der Kugelfläche gehende Achse herum ermöglicht. (Fig. 3> 4·, 5)·

Der Körper 15 der Knotenpunktverbindung gemäß Fig. ist so ausgeführt, daß eine obere Fläche an den Stellen, an denen sie mit der Außenwand des Bodens des kelchförmigen Knotenpunktbleches 12 in Berührung kommt, einen Teil der Kugelfläche bildet, deren Mitte in der Achse des Körpers der Knotenpunktverbindung liegt. B_ei dieser Ausführung entfällt die plankonvexe Unterlage 11, deren Funktion die Kugelfläche des Körpers 15 der Knotenpunktverbindung übernimmt. A

Der erfindungsgemäße Raumfachwerk-Giebel weist eine außerordentliche Raumsteifigkeit auf. Die Oberfläche des Giebels kann mit einer nicht ebenen, in den Zeichnungen nicht gezeigten Eindeckung versehen werden, sodaß der ganze Bau zylindrische Form haben kann. Die erfindungsgemäßen Bauelemente sind insofern vorteilhaft, als sie beim Transport ineinander geschoben werden können, wodurch eine volle Ausnutzung des Laderaumes gewährleistet ist. Auch ist es möglich, bei Ungenauigkeiten in der Herstellung der Baukastenelemente oder bei Montage-Ungenauigkeiten ia-dea? die die Spannweite des Gewölbes ungünstig beeinflussen könnten, durch Änderung der Abmessung B gemäß Fig. 1 oder durch entsprechendes Verdrehen der Elemente in der Knotenpunktverbindung 3 diese Ungenauigkeiten auszugleichen.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   M.1 Plattenartiges Raumfachwerk aus aus- räumlich gestalteten Körpern mit geraden Kanten, z.B. aus Pyramiden oder Tetraedern, aus Flächenteilen und aus Knotenverbindungen gebildeten Baukastenelementen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Umhüllungsfläche des Raumfachwerkes die Wände der räumlich gestalteten Körper (1,4) angeordnet und gegenseitig verbunden sind, und daß auf der gegenüberliegenden Umhüllungsfläche des Raumfachwerkes die Eckpunkte der räumlich gestalteten Körper (1,4) und der Flächenteile (2,5) angeordnet und gegenseitig in den Knotenpunktverbindungen (3) verbunden sind, wobei die Entfernung der gegenseitigen Stöße der Baukastenelemente in den beiden Umhüllungsflächen unterschiedlich ist.

   2ο Raumfachwerk naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stäbe (6), aus denen die räumlich gestalteten Körper (1,4) bzw. die Flächenteile (2,5) ausgebildet sind, mit den an den Körpern (9, 15) der Knotenverbindungen (3) befestigten kelchförmigen Knotenpunktblechen (12) fest verbunden sind.

   3. Raumfachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckpunkte der Flächenkcrper mit den an den Körpern (9» 15) der Knotenverbindungen (3) befestigten kelchförmigen Knotenpunktblechen (12) fest verbunden sind.

   4. Raumfachwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kelchforjLge Ilnotenpunktblech (12), an dessen freien

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   zylinderformigen Rändern die Stäbe (8) befestigt sind, einen nach innen konkaven Boden besitzt, wobei zwischen dem x-opf einer Befestigungsschraube (10) und der Innenwand des kelchförmigen Knotenpunktbleches (12) eine plankonkave Unterlage (13) und zwischen der Außenwand des Bodens des kelchförmigen Knotenpunktbleches (12) und der Wand des Körpers (9, 15) der Knotenpunktverbindung (3) eine plankonvexe Unterlage (11) eingelegt ist, und wobei die Innen- und die Außenwand des Bodens des kelchförmigen Knotenpunktbleches (12) einen Teil der konzentrischen Kugelfläche bilden, deren Mittelpunkt in der Achse des Körpers (9, 15) eier Knotenpunktverbindung (3) liegt.

   Patentanwälte

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