DE9011217U1 - Self-supporting building structure - Google Patents
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Description
0505
1010
2020
Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Baustruktur der int Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a self-supporting building structure of the type specified in the preamble of claim 1.
Selbsttragende Baustrukturen, z.B. Wände, die aus Quadersteinen (z.B. Ziegelsteinen oder Hohllochsteinen) bestehen, haben den Machteil, daß sie einerseits Schwergewicht ig sind und daß sie andererseits in bestimmten Richtungen ein sehr geringes Widerstandsmoment haben, das dadurch bedingt ist, daß durchgehende geradlinige Fugen vorhanden sind. Selbsttragende Baustrukturen aus miteinander verbindbaren oder verbundenen Bausteinen sind ferner in Form von Klemmbausteinen bekannt, die an einander gegenüberliegenden Seiten noppenartige Klemmelemente aufweisen. Eine derartige Baustruktur IXBt sich im allgemeinen nur als zweidimensional Struktur (Wand) realisieren. Dreidimensionale Strukturen können nur dadurch erzeugt werden, daß Sondertypen von Klemmbausteinen vorhanden sind. Nachteilig ist ferner, daß auch hier das Widerstandsmoment sehr gering ist. Wenn beispielsweise ausSelf-supporting building structures, e.g. walls made of ashlars (e.g. bricks or hollow bricks), have the advantage that they are heavy on the one hand and that they have a very low section moment in certain directions on the other hand, which is due to the fact that there are continuous straight joints. Self-supporting building structures made of interconnectable or connected building blocks are also known in the form of clamping blocks, which have knob-like clamping elements on opposite sides. Such a building structure can generally only be realized as a two-dimensional structure (wall). Three-dimensional structures can only be created by using special types of clamping blocks. Another disadvantage is that the section moment is very low here too. For example, if
Telefon (02 21)131041 Telex 8882307doped i'eletex: (0221) 134297 (0221)134881 Amm Dompatent KölnTelephone (02 21)131041 Telex 8882307doped i'eletex: (0221) 134297 (0221)134881 Amm Dompatent Cologne
"SbC Oppenheimjr *Cle . Köln (BLZ 37030200) Kto Nr 107B0 Qfeutsche Ben* AG. Köln (BLZ 370 7O06O) Kto Nr 1165018 fostgiro KOIn (BLZ 37O1OO5O) Kto Nr 654-5OO"SbC Oppenheimjr *Cle . Cologne (bank code 37030200) account no. 107B0 Qfeutsche Ben* AG. Cologne (bank code 370 7O06O) account no. 1165018 fostgiro KOIn (bank code 37O1OO5O) account no. 654-5OO
den XLemmbausteinen eine Wand hergestellt wird, kann diese durch Seitenkräfte leicht eingedrückt werden.If a wall is made using XLemm blocks, it can easily be pushed in by lateral forces.
Bekannt sind schließ lieh. Qi" erwerke, die für Messestände, Deckenkonstruktionen und ähnliche Zwecke verwendet werden und bei denen vorgefertigte Gitterstäbe durch ebenfalls vorgefertigte Knotenelemente zu einem dreidimensionalen Netz von hoher Steifigkeit zusammengefügt werden können. Im Falle geschlossene;; Decken oder Wände muß hierbei jedoch eine zusätzliche Verkleidung vorgesehen werden.Finally, there are well -known "Qi" structures that are used for exhibition stands, ceiling constructions and similar purposes, in which prefabricated lattice rods can be joined together by prefabricated node elements to form a three-dimensional network of high rigidity. In the case of closed ceilings or walls, however, additional cladding must be provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttragende Baustruktur zu schaffen, lie aus zwei Grundbausteintypen zusammengesetzt ist und in allen Raumrichtungen ein hohes Widerstandsmoment aufweist.The invention is based on the object of creating a self-supporting building structure which is composed of two basic building block types and has a high section modulus in all spatial directions.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Baustruktur sind - vorzugsweise ausschließlich - zwei Bausteintypen vorhanden, nämlich eine vierseitige Pyramide und eine dreiseitige Pyramide, wobei sämtliche Kanten dieser Pyramiden die gleiche Kantenlänge aufweisen. Bei diesen Bausteinen sind ausschließlich gleichseitige Dreieckflächen vorhanden, die sämtlich kongruent sind. Daher kann an jede Dreieckfläche eine:.* vierseitigen Pyramide jede beliebige Dreieckfläche einer anderen vierseitigen Pyramide oder jede beliebige Dreieckfläche einer dreiseitigen Pyramide angesetzt werden. Auf diese Weise entsteht eine dreidimensionale Baustruktur mit einer Vielzahl von Kanten« die entlang der Außenfläche verlaufen und einer Vielzahl von Kanten, die räumlich diagonal zur Außenfläche verlaufen. Durch die voll- In the building structure according to the invention, there are - preferably exclusively - two types of building blocks, namely a four-sided pyramid and a three-sided pyramid, with all edges of these pyramids having the same edge length. These building blocks only have equilateral triangular surfaces, all of which are congruent. Therefore, any triangular surface of another four-sided pyramid or any triangular surface of a three-sided pyramid can be attached to any triangular surface of a four-sided pyramid. In this way , a three-dimensional building structure is created with a large number of edges that run along the outer surface and a large number of edges that run spatially diagonally to the outer surface.
flächig und deckungsgleich gegeneinanderliegenden Flächen benachbarter Bausteine ist ein sicheres Zusammenfügen dieser Bausteine mit Haft- oder Befestigungsmitteln möglich. Solche Haft- oder Befestigungsmittel können aus noppenartigen Klemmelementen oder beispielsweise auch aus einem Haftmittel, z.B. einem Kleber; bestehen; Die Bausteine sind *lso a.n ihren Dreieckflächen miteinander verbunden. Andererseits üben die Kanten der Bausteine eine Verstärkungsfunktion aus, da das Widerstandsmoment an den Kanten, an denen jeweils zwei Flächen desselben Bausteins gegeneinanderstoBen, am größten ist. Die von den Flächen der Bausteine gebildeten Verbindungsflächen weisen in unterschiedliche Raumrichtungen, wodurch diese Verbindungsflächen in ihrer Gesamtheit einwirkenden Kräfte einen hohen Widerstand entgegensetzen. If the surfaces of adjacent building blocks are flat and congruent with one another, these building blocks can be securely joined together using adhesives or fastening materials. Such adhesives or fastening materials can consist of knob-like clamping elements or, for example, of an adhesive, e.g. glue. The building blocks are therefore connected to one another at their triangular surfaces. On the other hand, the edges of the building blocks perform a reinforcing function, since the section modulus is greatest at the edges where two surfaces of the same building block meet. The connecting surfaces formed by the surfaces of the building blocks point in different spatial directions, which means that these connecting surfaces as a whole offer a high level of resistance to forces acting on them.
Die Bausteine sind vorzugsweise Hohlbausteine, also Hohlkörper, die aus Kunststoff im Spritzgußverfahren unter Einblasung eines Inertaases hergestellt werden. Andererseits können die Bausteine aber auch aus Schaumstoff bestehen. In jedem Fall wird durch Lufteinschlüsse ein geringes Bausteingewicht erzielt, mit der Folge, daß die Baustruktur ebenfalls leichtgewichtig ist. Insbesondere im Falle von Hohlbausteinen kommt der Vet. steif ungswirkung der Bausteinkanten eine große Bedeutung zu.The building blocks are preferably hollow blocks, i.e. hollow bodies made from plastic using an injection molding process with an inert gas blown in. On the other hand, the building blocks can also be made from foam. In any case, the inclusion of air ensures a low building block weight, with the result that the building structure is also lightweight. In the case of hollow building blocks in particular, the stiffening effect of the building block edges is of great importance.
Die erfindungsgemäße Baustruktur kann unter Verwendung von ausschließlich zwei Bausteintypen hohlraumfrei zusammengesetzt werden, weil sich die beiden Bausteintypen zu einem dreidimensionalen Mosaik ergänzen. Dabei können Wandstrukturen mit geschlossenen ebenen Oberflächen erzeugt werden. Die Baustruktur besteht vorzugsweise ausschließlich aus den beiden genanntenThe building structure according to the invention can be assembled without any cavities using only two types of building blocks, because the two types of building blocks complement each other to form a three-dimensional mosaic. Wall structures with closed, flat surfaces can be created. The building structure preferably consists exclusively of the two types mentioned.
Bausteintypen/ jedoch können auch andere Elemente oder
Bausteintypen hinzugefügt werden, beispielsweise quaderförmige Kerne oder flache Verkleidungsplatten,
falls dies für zweckmäßig gehalten wird.
5However, other elements or types of building blocks may be added, such as cuboid cores or flat cladding panels, if deemed appropriate.
5
Die Baustruktur kann zur Bildung von Wänden und/oder Dscksn zusäü\T!ssnc?S5stzt ssirii Sis sianet **i.cb für· wMnde in Schwimmbädern, Duschkabinen, Überdachungen, Wintergärten, Gartenhäusern, Schwimmbecken, Thermodächern usw. Es ist auch möglich, die Bausteine aus lichtdurchlässigem oder durchsichtigem Material herzustellen, z.B. für Gewächshäuser oder Lichtdecken.The building structure can be used to form walls and/or ceilings, for example for walls in swimming pools, shower cubicles, canopies, winter gardens, garden houses, swimming pools, thermal roofs, etc. It is also possible to manufacture the building blocks from translucent or transparent material, e.g. for greenhouses or light ceilings.
Im Falle von Hohlkörpern oder Schaumstoffkörpern kann die Baustr'-iktur auch als Schwimmkörper, z.B. Floß oder Bootssteg, ausgebildet werden.In the case of hollow bodies or foam bodies, the building structure can also be designed as a floating body, e.g. a raft or a jetty.
Die Größe der Bausteine richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsgebiet. Für Baukonstruktionen für Gebäude 0 wird man großformatigere Bausteine wählen als z.B. für einen Bausteinsatz, der als Kinderspielzeug Verwendung findet.The size of the building blocks depends on the respective area of application. For constructions for buildings 0, larger building blocks will be chosen than, for example, for a building block set that is used as a children's toy.
Die erfindungsgemäße Baustruktur kann auch die Form von Möbeln haben, z.B. die Form eines Tisches oder diejenige eines Sitzmöbels. In jedem Fall ergibt sich durch die dreidimensionale und diagonale Vernetzung der Bausteinkanten ein hohes Widerstandsmoment in allen Richtungen - ohne daß eine Vorzugsrichtung mit verringertem Widerstandsmoment existiert.The building structure according to the invention can also have the shape of furniture, e.g. the shape of a table or that of a piece of seating furniture. In any case, the three-dimensional and diagonal networking of the building block edges results in a high section modulus in all directions - without there being a preferred direction with a reduced section modulus.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Bausteinpaar nach der Erfindung sowie verschiedene Ausführungsbeispiele von Zusammensetzungen der Bausteintypen erläutert.In the following, a pair of building blocks according to the invention and various embodiments of combinations of the building block types are explained with reference to the drawings.
- 5 2s zeigen:- 5 2s show:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Bausteinpaares, Fig. 1 is a perspective view of the pair of building blocks,
1 5 1 5
i Fig. 2 eine Seitenansicht des Bausteinpaares von i Fig. 2 a side view of the module pair of
; Fig. 1.; Fig.1.
;i Fig. 3 eine Draufsicht des Bausteinpaares von Fig. 1, ;i Fig. 3 is a plan view of the pair of building blocks of Fig. 1,
I 10 I10
''- Fig. 4 einen Profilstrang aus mehreren aneinander- ''- Fig. 4 a profile strand made of several adjacent
\ gesetzten Bausteinen, \ set blocks,
I Fig. 5 eine Ansicht von Fig. 4 aus Richtung desI Fig. 5 is a view of Fig. 4 from the direction of the
I 15 Pfeiles V, wobei mehrere gleichartige Profilstrukturen
zur Bildung einer Wand mit i
t parallelen Außenflächen gegeneinandergesetztI 15 arrow V, whereby several similar profile structures are used to form a wall with i
t parallel outer surfaces set against each other
* sind und* are and
I 20 Fig. 6 eine im Grundriß quadratische Struktur aus den I beiden Bausteintypen mit ErgänzungsmöglichI 20 Fig. 6 a square structure in plan made of the I two types of building blocks with the possibility of additions
keiten.abilities.
Aus den in den Fign. 1-3 dargestellten beiden Baustein-25 typen A und B kann eine große Vielzahl von selbsttragenden Baustrukturen hergestellt werden.A wide variety of self-supporting building structures can be manufactured from the two building block types A and B shown in Figs. 1-3.
Der Baustein A hat die Form einer vierseitigen Pyramide, deren sämtliche Kanten die gleiche Länge haben. 30 Diese Pyramide besteht aus der quadratischen Grundfläche 10 und den Dreieckflächen 11a, 11b,lic und lld, die jeweils eine Kante a mit der Grundfläche 10 gemeinsam haben. Die beiden anderen Kanten a jeder Dreieckfläche bilden gleichzeitig die Kanten einer benachbarten Dreieckfläche- Jede Dreieckfläche besteht somit ausThe building block A has the shape of a four-sided pyramid, all of whose edges have the same length. 30 This pyramid consists of the square base 10 and the triangular surfaces 11a, 11b,lic and lld, each of which has one edge a in common with the base 10. The other two edges a of each triangular surface also form the edges of an adjacent triangular surface. Each triangular surface therefore consists of
• f Z * ■ ·• f Z * ■ ·
• · t *· t *
einem gleichseitigen Dreieck, wobei jeder der drei Winkel 60° beträgt. an equilateral triangle, where each of the three angles is 60°.
Die Form der vierseitigen Pyramide kann man auch als Halboktaeder bezeichnen. Wenn nämlich die gleiche Pyramide gegen die quadratische Grundfläche 10 gesetzt würde, würde e;n gleichseitiger Oktaeder entstehen.The shape of the four-sided pyramid can also be called a hemioctahedron. If the same pyramid were placed against the square base 10, an equilateral octahedron would be formed.
Der als Komplement zum Baustein A gehörende Baustein B hat die Form eines gleichseitigen Tetraeders bzw. einer dreiseitigen Pyramide. Alle vier Flächen haben die gleiche Form und Größe. Jede von ihnen bildet ein gleichseitiges Dreieck, dessen Kante a die gleichs Länge hat wie jede Kante des Bausteins A.The building block B, which is the complement to building block A, has the shape of an equilateral tetrahedron or a three-sided pyramid. All four faces have the same shape and size. Each of them forms an equilateral triangle, whose edge a has the same length as every edge of building block A.
Aus Fig. 1-3 ist zu ersehen, daß die Fläche 12a des Bausteins B deckungsgleich an die Fläche 11a des Bausteins A (oder an jede andere Fläche) so angesetzt wird, daß die beiden gegeneinanderliegenden Flächen der Bausteine deckungsgleich zur Anlage kommen. Die Dreieckfläche 12d des Bausteins B liegt dann in einer Ebene mit der Dreieckfläche lld des Bausteins A, die Dreieckflache 12b des Bausteins B liegt dann in einer Ebene mit der Dreieckfläche 11b des Bausteins A und die Dreieckfläche 12c des Bausteins B lj.p.qt dann mit Abstand parallel zur Dreieckfläche lic des Bausteins A.From Fig. 1-3 it can be seen that the surface 12a of the building block B is placed congruently on the surface 11a of the building block A (or on any other surface) in such a way that the two opposing surfaces of the building blocks are congruently placed. The triangular surface 12d of the building block B then lies in a plane with the triangular surface lld of the building block A, the triangular surface 12b of the building block B then lies in a plane with the triangular surface 11b of the building block A and the triangular surface 12c of the building block B lj.p.qt then at a distance parallel to the triangular surface lic of the building block A.
Das Zusammenfügen der Bausteine erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß an jeder der Dreieckflächen (und an der Grundfläche 10 des Bausteins A) noppenartige Klemmelernente 13 vorgesehen sind, die nur schematisch dargestellt sind. Diese Klemmelernente sind zum Teil als Stecker und zum Teil als Buchsen ausgebildet, so daß jeweils ein Stecker in eine Buchse eingesteckt werden kann. Dabei können Bausteine vom TypIn the embodiment shown, the building blocks are joined together by providing knob-like clamping elements 13 on each of the triangular surfaces (and on the base surface 10 of building block A), which are only shown schematically. These clamping elements are partly designed as plugs and partly as sockets, so that a plug can be plugged into a socket. Building blocks of the type
— *7 — *:;·— *7 — *: ; ·
A vorgesehen sein, die ausschließlich Stecker haben, und Bausteine A, die ausschließlich Buchsen haben. Ent- fjj sprechendes gilt auch für den Baustein B. Es ist aber | auch möglich, jeweils zwei der Dreieckflächen eines | Bausteins mit Steckern und die beiden anderen Dreieck- ~ flächen mit Buchsen auszustatten. An der Grundfläche 10 des Bausteins A sind ebenfalls Klemmelemente vorgesehen. Die Klemmelemente an den Dreieckflächen sind jeweils symmetrisch zur Winkelhalbierenden eines Drei- i eckwinkels im selben Abstand von der Spitze angeordnet, so daß zwei Dreiecke auch nach Drehung um 120° wieder zusammenpassen. Alternativ kann ein einziges Klemmelement jeweils im Mittelpunkt einer Dreieckfläche vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Flächen jeweils in ihrer Gesamtheit mit Klemmelementen zu versehen, so daß an jeder Fläche eine große Vielzahl von Klemme lementen vorgesehen ist, so wie dies bei den bekannten Klemmbausteinen der Fall ist. Ferner kann jede Fläche mit einem Klettverechluß-Belag versehen sein, so daß zwei Bausteine durch einen Klettverschluß flächenhaft miteinander verbunden werden können. A can be provided which only have plugs, and modules A which only have sockets. The same applies to module B. However, it is also possible to equip two of the triangular surfaces of a module with plugs and the other two triangular surfaces with sockets. Clamping elements are also provided on the base surface 10 of module A. The clamping elements on the triangular surfaces are each arranged symmetrically to the bisector of a triangular angle at the same distance from the tip, so that two triangles fit together again even after being rotated by 120°. Alternatively, a single clamping element can be provided in the center of each triangular surface. It is also possible to provide the surfaces as a whole with clamping elements, so that a large number of clamping elements are provided on each surface, as is the case with the known clamping modules . Furthermore, each surface can be provided with a Velcro covering so that two building blocks can be connected to each other using a Velcro fastener.
FUr dauerhafte Baustrukturen empfiehlt es sieh, die Baustein· mit glatten Flächen auszubilden und sie miteinander zu verkleben.For permanent building structures, it is recommended to form the building blocks with smooth surfaces and to glue them together.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Baustrukturen dargestellt, die sämtlich ausschließlich aus den Baust«intypen A und B zusammengesetzt sind. Dabei sind diese Strukturen aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise im halbfertigen Zustand dargestellt. Es ist deutlich ersichtlich/ daß jede der Baustrukturen noch durch Hinzufügen weiterer Bausteine vom Typ A und/oder vom Typ B zu einer anderen Baustruktur ergänzt werden kann.The drawings show various examples of building structures, all of which are composed exclusively of building blocks of types A and B. For reasons of clarity, some of these structures are shown in a half-finished state. It is clearly evident that each of the building structures can be supplemented to form another building structure by adding further building blocks of type A and/or type B.
In Fig. 4 ist; eine Profilstruktur aus den Bausteinen A und B dargestellt, wobei die Bausteine A mit ihrer Grundfläche 10 in einer gemeinsamen Ebene zur Bildung eines Streifens angeordnet: sind. Zwischen die Spitzen zweier benachbarter Bausteine A ist jeweils ein Baustein B passend «eingefügt, so daß das Profil der si/.:· ergebenden Struktur Dreieckform hat.In Fig. 4, a profile structure made of building blocks A and B is shown, with the building blocks A being arranged with their base surface 10 in a common plane to form a strip. A building block B is inserted between the tips of two adjacent building blocks A, so that the profile of the resulting structure has a triangular shape.
? "ig. 5 ist eine Handstruktur dargestellt., die aus? "ig. 5 shows a hand structure, which consists of mehreren parallelen Profilstrukturen gemäß Fig, 4 besteht, wobei die sich ergebenden Hohlräume dtxrch eine inverts Struktur ausgefüllt sind. Dadurch ergibt sich eine hohlraumfreie Wand mit parallelen Außenflächen, wobei die Bausteinkanten - mit Ausnahme derjenigenseveral parallel profile structures according to Fig. 4, where the resulting cavities are filled by an inverted structure. This results in a cavity-free wall with parallel outer surfaces, where the building block edges - with the exception of those Kanten, die in den Wandoberflächen liegen - in unterschiedlichen Raumrichtungen diagonal in der Wand verlaufen. Der Dreieckwinkel a beträgt in der schrägen Dreieckfläche 60°, in der horizontalen Projektion jedoch 45°.Edges that lie in the wall surfaces - run diagonally in the wall in different spatial directions. The triangle angle a is 60° in the slanted triangular surface, but 45° in the horizontal projection.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem vier Bausteine des Type A zur Bildung einer quadratischen Basisfläche mit ihren Grundflächen gegeneinandergesetzt sind. Die Hohlräume zwischen zwei mit ihren Unterkanten gegen-Fig. 6 shows an example in which four building blocks of type A are placed with their bases against each other to form a square base area. The cavities between two blocks with their lower edges against each other einandergesetzten Bausteinen A sind jeweils durch einen Baustein B ausgefüllt. Dadurch entsteht die AuJenform eines Pyramidenstumpfs mit Mnem nach innen gerichteten pyramidenförmigen Hohlraum. Dieser Hohlraum kann durch Einsetzen eines Bausteins Al vom Typ A ausgefülltEach of the two building blocks A placed one on top of the other is filled with a building block B. This creates the outer shape of a truncated pyramid with an inward-facing pyramid-shaped cavity. This cavity can be filled by inserting a building block Al of type A. werden. Wird auf die Grundfläche des Bausteine Al ein weiterer Baustein A2 vom Typ A aufgesetzt, so wird die Struktur zu einer vollen vierseitigen Pyramide ergänzt.If another building block A2 of type A is placed on the base of the building block Al, the structure is completed to form a full four-sided pyramid.
Claims (5)
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| DE9011217U Expired - Lifetime DE9011217U1 (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Self-supporting building structure |
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| DE (1) | DE9011217U1 (en) |
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