DE2809503A1

DE2809503A1 - Tragwerkskonstruktion vielseitiger anwendbarkeit

Info

Publication number: DE2809503A1
Application number: DE19782809503
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dahlberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1979-09-13

Description

TRA GWER KR KO NS TR U K TIO N O r4 vielseitiger Anwendbarkeit
Die Erfindung betrifft eine Tragwerkskonstruktion vielseitiger Anwendbarkeit für selbsttragende Bauwerke in dodekaedrischer Form aus normierten Einzelteilen.
Die traditionellen Ansätze für die Erstellung von Bauwerken aus industriell mit geringem Kostenaufwand gefertigten Einzelteilen gehen zumeist von statischen Vorstellungen aus. Es wird dabei im allgemeinen nicht an eine mögliche Zerlegbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Einzelteile oder an eine lokale Verschiebung der Bauwerke gedacht. Auch eine optimale Relation zwischen dem Konstruktionsvolumen und dem Materialgewicht bei kleineren und mittelgroßen Bauwerken sowie das Erzielen einer besonders großen Formenvielfalt durch Kombination von konstruktiven Grundelementen wird nicht hinreichend berücksichtigt. Von dem Gesichtspunkt, daß Konstruktionen auch frei sein können von unlösbaren oder auch nur schwer lösbaren Verbindungsteilen wie Schrauben, Nieten etc. wird ebenfalls kaum Gebrauch gemacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragwerkskonstruktion für regelmäßige, selbsttragende Bauwerke zu finden, welche die Form eines Dodekaeders haben oder eine Form haben, die durch Schnitte oder Segmentierungen des Dodekaeders entstenen.
Die Tragwerkskonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß gleichlange, steife, druckresistente Einzelteile mit Hilfe gleichlanger elastischer oder unelastischer Züge verbunden und so verspannt sind, daß die Zugspannungen deformativen Gravitations- und Innen-Überdrucks- bzw. Außen-Unterdrucks-Kräften entgegenwirken, und daß die Zugspannungen außerdem auf geeignetgeformte Eckpunkte (Determinatoren) wirken und über eine Fixierung der gleichlangen, steifen, druckresistenten Einzelteile im Zusammengriff mit den gleichlangen elastischen oder unelastischen Zügen eine solche Stabilisierung der Gesamtkonstruktion bewirken, daß sich eine Dauerverbindung der Einzelteile miteinander und mit den Eckpunkten der Konstruktion erübrigt.
Die Tragwerkskonstruktionen gemäß der Erfindung weisen nicht nur einen großen Formenvorrat auf, sondern sie haben auch einen großen Anwendungsbereich, weil sie durch Anpassen der Länge und Stärke der druckresistenten Einzelteile (wie auch der der Züge) und durch variable Elastizität der Züge technisch der jeweiligen Situation in der Praxis angepasst werden können.
Unelastische Züge werden vor allem dort zum Einsatz gebracht werden müssen, wo große Belastungen statischer Art vorliegen; elastische Züge dagegen kommen in Betracht, wo dynamische Schwankungen von außen oder innen vorliegen. So kann man etwa absolut erdbebenfeste Häuser oder gegen Innen/Außendruck-Unterschiede und -Schwankungen dämpfend wirkende bauliche AnlaZ gen herstellen.
Ein besonderer Anwendungsbereich sind auch Gebäudekonstruktionen, die einem ständigen Auf- und Abbau unterworfen sind, wie Zelte zu allen Zwecken. Hierbei wird der statischldynamische Ansatz besonders augenfällig: Auf- und Abbau innerhalb kürzester Zeit bei großer Trägheit gegenüber Formveränderung mit gleichzeitiger dynamischer Ausgleichung von Umgebungsschwankungen (z. B.
Wind).
Aus der großen möglichen Fülle von Anwendungsbeispielen soll ein Zelt- sowie ein Haustyp der gleichen Form zur Darstellung kommen; es sei aber betont, daß im Hinblick auf eine Verknüpfung der Grundstrukturen (wie sie in Fig. l.a., deren Schnitte, wie sie in Fig. l.b. und deren Segmentierungen, wie sie in Fig. I.c. schematisch gezeigt werden) das Konzept sehr variabel iet. Eine besonders interessante Anwendung der Erfindung ergibt sich in Fällen, bei denen die Verschalung lichtdurchlässig sein soll. In diesen Fällen ergibt das Tragwerk durch sein minimales Gewicht im Verhältnis zum Volumen die größte Lichtdurchlässigkeit. Als, Folge seines optimalen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen hat das Tragwerk gemäß der Erfindung auch z. B. optimale Wärmedämmung (Treibhäuser).
Ausführungsbeispiel 1 Expeditionszelt für zwei Personen mit Gepäck Als Formgrundlage dient ein Halbdodekaeder; dieser wird durch 15 kugelförmige Determinatoren in Fig. 2.a. und 20 Stangen 2 in Fig. Z. b. und 2.c. gebildet. An den Determinatoren 1 befinden sich symmetrisch angeordnete Haltevor-4 richtungen in Fig. 2. a. für 28 Züge 4 in Fig. 2. b. und 2.c., welche die druckresistenten Stangen in elastischer Weise verspannen. Diese tragenden Teile sind zerlegt dargestellt in Fig. 2.b. und zusammengesetzt dargestellt in Fig. 2. c. Die Konstruktion hat eine Höhe von ca. 108 cm und einen Bodenra-2 dius von ca. 110 cm bei einer Länge der Stangen 2 von 80 cm. An den Enden der Züge 4 befinden sich Karabinerhaken 5 die ein Lösen der Züge 4 von den 1 Züge 2 Determinatoren 1 bei Entfernung der Stangen 2 verhindern. Befindet sich nun 2 eine Zeltwand zwischen den Zügen 4 und Stangen , (an den Determinatoren 1 durch Ringösen durchlässig für die Karabinerhaken 5, nicht aber für die Determinatoren 1, welche außerhalb anliegen und nur mit ihrem unteren Teil in das Zeltinnere ragen,) dann wird durch entsprechende Gummidichtungen an den Ösen und durch den Zug der elastischen Züge eine Situation geschaffen, in 1.
welcher die Determinatoren 1 im aufgebauten, entfalteten Zustand des Zeltes an die Ösen gepresst sind. Das Zelt schließt deshalb trotz der Ösen dicht.
Werden von außen die Stangen entfernt; was wegen der Elastizität der Züge gelingt, dann werden die Determinatoren 1 durch die Zelthülle, die sich nicht lösenden Karabinerhaken 5 und letztlich durch die Verspannung der Züge topologisch an ihrem Ort gehalten, auch wenn man das Zelt zusammenfaltet.
Der Wiederaufbau geschieht dann in der Weise, daß a) das Zelt ausgebreitet, b) die fünf unteren Determinatoren 1 mittels schmaler Häringe am Bodenfixiert und c) die Stangen 2 von außen zwischen die Determinatoren 1 gesetzt werden. Der Einstieg erfolgt von der Seite, indem durch Wegnahme zweier Züge und entsprechende Vorrichtungen an der Zelthülle eine Öffnung gelassen wird.
Formbeständigkeit, Robustheit, Schnelligkeit des Auf- und Abbaus sind Merkmale dieses Zelttyps.
Ausführungsbeis piel 2 A) Appartment-Einheit für 1-2 Personen Der Typ wendet die gleichen Formprinzipien an wie das vorstehend beschriebene Zelt. Der Unterschied besteht in der Größe und in einer entsprechenden Verstärkung der tragenden Elemente. Die Konstruktion wird zu einem Drittel im Boden versenkt, dies hat klimatechnische Bedeutung und gestattet es, mehrere Konstruktionseinheiten kettenförmig zu verbinden (Fig. 3.A. 1., 3.A.4.).
Der Eingang wird durch eine nach außen und nach oben schwingende Tür gebildet, der Eintritt erfolgt über eine kleine Treppe (Fig. 3.A.2., 3.A.3.). Das Zentrum des Daches trägt einen Lichteinlaß, an dem Entlüftungsöffnungen angebracht sind (Fig. 3. A. 2.), in Verbindung mit entsprechenden Belüftungsöffnungen in Höhe des Terrainniveaus und einer vorzugsweise durch Aluminiumverschalung gebildeten Außenwand entwickelt sich ein den jeweiligen Umgebungsbedingungen entgegenwirkender Luftstrom. Bei Verkettung von derartigen Einheiten werden 1-2 der Boden-Determinatoren weggelassen, was eine Verbindung an den zwei darüberliegende Determinatoren 1 ermöglicht. Eine Innengestaltung für eine verkettete Einheit wird aus Fig. 3. A. 3. ersichtlich.
Das gleiche Konstruktionsprinzip bei gleicher Versenkung und Größe (Kanten länge 200 cm) bietet sich für Gewächshaus anlagen an; die Verschalung wäre in diesem Falle bis auf den unteren Teil lichtdurchlässig zu gestalten.
B) Einfamilien-Wohnhaus für beliebiges Gelände Die gleichen Formprinzipien wie vorstehend werden angewandt; unelastische Züge 4 und eine Kantenlänge von 400 cm sowie die Tatsache, daß sich die Wohnfläche auf der Höhe der mittleren Determinatoren 1 befindet (s. Fig. Z.c.) sind besondere Kennzeichen dieses Anwendungsfalls. Durch dieses letzte Merkmal wird erreicht, daß das Gebäude gewissermaßen auf fünf Stelzen steht und damit in beliebigem Gelände errichtbar ist. Sämtliche Versorgungseinrichtungen können in einem runden Pylon konzentriert werden, der sich in der Mitte unter der Wohnfläche befindet. Läßt es das Gelände zu, kann der Bereich unter der Wohnfläche ebenfalls verschalt werden und bietet bei einer Höhe von 220 cm weitere Raummöglichkeiten.

Claims

Patentans prüche Tragwerkskonstruktion für regelmäßige selbsttragende Bauwerke in Form eines Dodekaeders oder einer Form, die durch Schnitte oder Segmentierungen des Dodekaeders entsteht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß gleichlange, steife, druckresistente Einzelteile mit Hilfe gleichlanger elastischer oder unelag stischer Züge verbunden und so verspannt sind, daß die Zugspannungen deformativen Gravitations - und Innen-Überdrucks- bzw. Außen-Unterdrucks -Kräften entgegenwirken, und daß die Zugspannungen außerdem auf geeignet geformte Eckpunkte (Determinatoren) wirken und über eine Fixierung der gleichlangen, steifen, druckresistenten Einzelteile im Zusammengriff mit den gleichlangen elastischen oder unelastischen Zügen eine solche Stabilisierung der Gesamtkonstruktion bewirken, daß sich eine Dauerverbindung der Einzelteile miteinander und mit den Eckpunkten der Konstruktion erübrigt.
2. Tragwerkskonstruktion für regelmäßige selbsttragende Bauwerke nach Am spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckpunkte durch kugel- oder ikosaeder-förmige Determinatoren gebildet werden, und daß die letzteren in jedem Flächenmittelpunkt eine Vorrichtung zur Halterung eines druckresistenten Teils oder eines Zugteils aufweisen.
3. Tragwerkskonstruktion für regelmäßige selbsttragende Bauwerke nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der ikosaederförmigen Determinatoren eine Anlagerung von weiteren Dodekaedern, Dodekaeder-Schnitten oder -Segmentierungen an bereits vorhandene derartige Gebilde ermöglicht wird, sodaß verzweigte, spiralförmige, kreisförmige, aber auch kettenförmige, mehrgliedrige Konstruktionen entstehen.
4. Tragwerkskonstruktion für regelmäßige selbsttragende Bauwerke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung des Bauwerks durch ein falt- oder zusammenlegbares Material wie z. B. Zelttuch gebildet wird, daß dieses Material zwischen die druckresistenten Einzelteile und die Züge gelagert wird, indem entweder die Züge außen und die druckresistenten Einzelteile innen oder umgekehrt zu liegen kommen, und daß dieses zusammenlegbare Verkleidungsmaterial durch geeignet angebrachte Ösen an den Determinatoren fixiert wird, indem die Zughalterungen durch diese Ösen hindurchgreifend diese an die Determinatoren andrücken, sodaß ein Zusammenlegen oder Entfalten einer solchen Konstruktion durch einfaches Hinzufügen oder Wegnehmen der druckresistenten Einzelteile erfolgen kann, sofern die Züge über eine gewisse Elastizität verfügen.
5. Tragwerkskonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie für den Bau von Zelten, Treibhäusern oder FreiZ zeithäusern verwendet wird.