WO2003033338A1

WO2003033338A1 - Schiff in kompositbauweise

Info

Publication number: WO2003033338A1
Application number: PCT/EP2002/011592
Authority: WO
Inventors: Friedrich Grimm
Original assignee: Matthaei + Schotte Ingenieur Gbr
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2003-04-24
Also published as: EP1465802A1; DE50203305D1; KR100959819B1; EP1465802B1; ES2242894T3; PT1465802E; ATE296748T1; JP2005505473A; KR20050037414A; DK1465802T3; HK1073284A1; CN100509544C; CN1582240A; JP4369753B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit einer Rumpfkonstruktion, die mindestens ein Tragwerk (1), einen Ausbau (2) und ein nach hydrodynamischen Gesichtspunkten geformtes Unterwasserschiff (113) aufweist, wobei das Tragwerk (1) einen räumlichen Fachwerkträger (1) mit einer oberen Gurtung (10), einer unteren Gurtung (11) und Füllstäben (12) aufweist.

Description

16.10.2002 Schiff in Kompositbauweise

Die Erfindung betrifft ein Schiff, dessen Tragkonstruktion von einem räumlichen Fachwerkträger gebildet wird und bei dem Füllstäbe eine untere und eine obere Gurtung biege-, schub- und torsionssteif miteinander verbinden, wobei die untere Gurtung entweder aus Teilen oder aus dem gesamten Unterwasserschiff besteht. Davon unabhängig ist der gesamte Ausbau, der eine sekundäre Tragkonstruktion in Skelettbauweise aus Stützen, Zugstäben und filigranen Deckträgern besitzt, die die Ausbaulasten in den primären, räumlichen Fachwerkträger einleitet. Die gesamte Ausbaustruktur ist im wesentlichen von der globalen Tragfunktion des Fachwerkträgers in Skelettbauweise befreit und ist im wesentlichen ausschließlich mit Lasten aus dem Eigengewicht, Verkehrslasten und Lasten aus dynamischer Beanspruchung beaufschlagt.

In der DE 36 18 851 C2 wird ein schwimmförmiges Bauwerk vorgestellt, bei dem ein flacher Schwimmkörper mit einem Aufbau aus Stützgliedern, die Decken und Wände tragen, vorgesehen ist. Da es sich hierbei nicht um ein Schiff handelt, ist die hier vorgeschlagene Tragstruktur nicht als ein räumlicher Fachwerkträger mit einer unteren und einer oberen Gurtung ausgebildet. Der Gedanke einer systematischen Trennung zwischen einer primären Tragstruktur und einer sekundären Ausbaustruktur ist ebenfalls nicht offenbart.

Aus der Patentschrift 443 599 vom 03. Mai 1927 ist eine Rumpfkonstruktion bekannt, die aus tragenden Schalen mit zusätzlichen, diagonalen Verbänden im Bereich der Außenbordwände aufgebaut ist. Der Gedanke eines räumlichen Fachwerkträgers, bei dem ausschließlich Füllstäbe eine untere und eine obere Gurtung biege-, schub- und torsionssteif miteinander verbinden, wird hier nicht vorweggenommen.

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegen der Erfindung zwei Aufgaben zu Grunde .

Erstens soll die Tragfähigkeit, die Steifigkeit und damit auch die Betriebsdauer einer Rumpf onstruktion erhöht werden. Dazu wird vorgeschlagen, den Schiffsrumpf als einen räumlichen Fachwerkträger auszubilden, dessen obere und untere Gurtung einen möglichst großen Abstand aufweisen, damit für die Aufnahme der Biegebeanspruchung ein maximaler, innerer Hebelarm vorhanden ist . Durch die Konzentration der Konstruktionsmasse im Bereich der oberen und der unteren Gurtung zeigt der Rumpfquerschnitt eine Massenverteilung, die optimal an die bei Fracht- und Passagierschiffen vorwiegende Biegebeanspruchung angepasst ist. Die weniger beanspruchte Stegzone des Trägers wird als Rahmenoder Fachwerkscheibe in Schiffslängsrichtung ausgebildet. Bei einem Röhrenquerschnitt liegen diese Rahmen- oder Fachwerkscheiben im Bereich der Bordwände und sind nach außen hin sichtbar oder sind als hinter die Bordwand eingerückte Konstruktionsteile von außen nicht wahrnehmbar. Die nötige Torsionssteifigkeit der Rumpfkonstruktion wird durch quer zur Fahrtrichtung angeordnete Rahmen- oder Fachwerkscheiben sichergestellt. Der Raum zwischen der oberen Gurtung und der unteren Gurtung bietet ein Höchstmaß an Flexibilität für eine von der Tragfunktion befreite Ausbaustruktur.

Als Fachwerkkonstruktionen bezeichnet man Konstruktionen aus einer Vielzahl von Stäben (Druck- und Zugstäbe) , die an den sogenannten Knoten derart miteinander verbunden sind, dass bevorzugt unverschiebliche Dreiecke entstehen. Die Stäbe können konstruktionsbedingt sowohl gelenkig als auch biegesteif miteinander verbunden sein, und bei einer dreidimensionalen Fachwerkkonstruktion entsteht eine torsionssteife Röhre. Die einzelnen Stäbe der Fachwerkkonstruktion werden in äußere Gurtstäbe und innere Füllstäbe unterteilt. Die äußeren Gurtstäbe bilden den U riss der Fachwerkkonstruktion und werden in Obergurtstäbe, welche an der Fachwerkoberseite verlaufen, und Untergurtstäbe, welche an der Fachwerkunterseite verlaufen, unterteilt. Die inneren Füllstäbe verlaufen zwischen den Obergurtstäben und den Untergurtstäben. Handelt es sich um geneigte Füllstäbe, so nennt man sie Diagonalen oder Streben, verlaufen die Füllstäbe lotrecht zwischen Ober- und Untergurt, so heißen sie Ständer oder Pfosten. Eine Biegebeanspruchung wird bei einer Fachwerkkonstruktion prinzipiell in eine Druck- und Zugbeanspruchung in den Gurten aufgelöst, was zu einem optimierten Materialverbrauch führt. Die Füllstäbe übernehmen die Funktion des Steges eines monolithischen Querschnitts.

Die zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei der Ausbaustruktur durch die Verwendung leichter Konstruktionen eine erhebliche Gewichtseinsparung zu erzielen, woraus eine Kosteneinsparung für den gesamten Betriebszyklus - vom Bau über Unterhalt und Betrieb bis hin zur Demontage - aufgezeigt werden kann. Für ein Kreuzfahrtschiff zum Beispiel bedeutet die maximale Flexibilität der Ausbaustruktur, Kundenwünsche optimal zu erfüllen. Änderungen in der Grundrissaufteilung sind jederzeit möglich, ohne dass dadurch das Rumpftragwerk beeinträchtigt wäre. Darüber hinaus bieten die Wohnungen eine bisher nicht gekannte Aufenthaltsqualität mit großflächiger Verglasung der Bordwände, vorgelagerten Baikonen und der Möglichkeit, über gemeinsame Wintergarten auch bei widrigen Außenbedingungen von einem angenehmen Raumklima zu profitieren. Sämtliche Decks oberhalb des Freibords, alle Längs- und Querwände und die Außenbordwände sind im wesentlichen von der globalen Tragfunktion befreit und können als eigenständige, jeweils optimal an ihre Funktion angepasste Systemkonstruktionen ausgebildet werden. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, bei Kreuzfahrtschiffen decksübergreifende Atrien, Säle und Wintergärten nach Belieben in das durch die Tragkonstruktion definierte Volumen zu integrieren. Oberhalb der Wasserlinie können die Außenbordwände großflächig geöffnet werden. Bezüglich Gestaltung und Materialwahl besteht größtmögliche Freiheit. Für den Schiffbau selbst werden Konstruktionsverfahren vorgeschlagen bei denen großformatige, vorgefertigte Module durch Schweiß- oder Schraubverbindungen untereinander gefügt werden. Die weitgehende Entkoppelung der Ausbaustruktur vom Tragwerk führt auch zu einer Reduktion der durch die Schiffsschrauben hervorgerufenen Schwingungen und Vibrationen. Die Aufenthaltsqualität in den Räumen für die Besatzung und die Passagiere wird dadurch wesentlich verbessert. Der Werkstoff für die primäre Tragstruktur ist Stahl. Die stabför igen Tragelemente bestehen aus Walzprofilen oder aus Hohlprofilen, die mit der unteren und der oberen Gurtung verschraubt oder verschweißt werden. Die Füllstäbe können aber auch als drei- und viergurtige Stäbe ausgebildet werden, sodass der Füllstab selbst einen aufgelösten Fachwerkträger bildet. Die Fachwerkstruktur zwischen der oberen Gurtung und der unteren Gurtung wird entsprechend dem Kraftfluss gestaltet. Neben durchgehenden Füllstäben zwischen Unterwasserschiff und Oberdeck sind auch feingliedrige Fachwerkstrukturen denkbar, die aus mehreren nebeneinander und übereinander angeordneten Stäben bestehen, sodass die längs und quer angeordneten Fachwerkscheiben selbst zu einer schub- und drillsteifen mehrgurtigen Fachwerkscheibe aufgelöst sind. Eine besonders wirtschaftliche Ausführungsform wird in der Ausbildung einer Verbundschale aus Stahl und Beton für das Unterwasserschiff gesehen. Bei einem Containerschiff beispielsweise wirkt sich die Konzentration der Kräfte in einem räumlichen Fachwerkträger, dessen einzelne Tragglieder idealerweise ausschließlich normalkraftbeansprucht sind, ebenfalls positiv aus. Heutige Schweißtechniken erlauben die Verarbeitung von bis zu 60 Millimeter dicken Blechen, sodass innerhalb entsprechender Kastenquerschnitte Kräfte von mehr als 100 Meganewton in einem Stab der Fachwerkstruktur konzentriert werden können. Spezielle, geschweißte oder gegossene Knotenpunkte können diese gewaltigen Normalkräfte aufnehmen. Für das nach hydrodynamischen Gesichtspunkten geformte Unterwasserschiff bedeutet dies teilweise eine Entlastung von der globalen Tragfunktion, sodass die Bleche der Schiffsaußenhülle - mit Ausnahme des doppelten Schiffsbodens, der als untere Gurtung eines erfindungsgemäßen Fachwerkträgers mitträgt - entlastet werden können. Als großformatige, steife Schalenbaukörper leiten sie die Kräfte aus dem Wasserdruck in die Knotenkörper bzw. in die Gurtstäbe des Fachwerkrahmens ein. Sämtliche nicht sicherheitsrelevanten Längs- und Querwände des Rumpfes können aus leichten Bauteilen, zum Beispiel aus lasergeschweißten Stahlsandwichelementen, gefügt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, Teile des räumlichen Fachwerkträgers auch oberhalb des Ladedecks anzuordnen, sodass die Steifigkeit der Rumpfkonstruktion drastisch erhöht werden kann. Ein räumlicher Fachwerkträger mit kreuzförmigem Querschnitt oder aber auch ein mehrgurtiger, dreiecksförmiger Fachwerkträger, der im Schiffsrumpf vom Bug bis zum Heck durchläuft, ist von der gekrümmten Hülle fast vollständig entflochten und steht mit ihr nur in der Kiellinie und an den Oberkanten der Außenbordwände in Verbindung. Genau dort liegen die Gurtstäbe des Fachwerks, in die die Kräfte aus dem Wasserdruck durch Querspannten eingeleitet werden. Ein erfindungsgemäßes Frachtschiff ist leichter, schneller baubar und damit insgesamt wirtschaftlicher als herkömmliche Lösungen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Für die Konstruktion des Rumpfes wird ein räumlicher Fachwerkträger vorgeschlagen, bei dem ein nach hydrodynamischen Gesichtspunkten geformtes Unterwasserschiff mindestens teilweise die untere Gurtung darstellt und Füllstäbe längs und quer angeordnete Fachwerk- oder Rahmenseheiben bilden, die das Unterwasserschiff biege-, schub- und torsionssteif mit der oberen Gurtung, die aus einem Gurtstab, einer Rahmen- oder Fachwerkscheibe oder einer Rippenplatte besteht, verbinden.

Die Erfindung wird anhand von verschiedenen in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematischen Ansicht eines erfindungsgemäßen

Containerschiffs, bei dem der räumliche Fachwerkträger als kreuzförmiger Querschnitt ausgebildet ist,

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf das erfindungsgemäße Containerschiff der Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Containerschiff der Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1,

Fig. 4 einen schematischen Grundriss eines erfindungsgemäßen

Kreuzfahrtschiffs mit eckigen Decksaufbauten, gesehen in Richtung des Pfeils IV der Fig. 7,

Fig. 5 eine schematische Längsansicht des Kreuzfahrtschiffs der Fig. 4,

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch das

Kreuzfahrtschiff der Fig. 4, gesehen in Richtung des Pfeils VI der Fig. 4, Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch das

Kreuzfahrtschiff der Fig. 4, gesehen in Richtung des Pfeils VII der Fig. 4,

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Containerschiffs, bei dem der räumliche Fachwerkträger einen dreieckigen Röhrenquerschnitt aufweist,

Fig. 9 eine schematische Aufsicht auf das Containerschiff der Fig. 8,

Fig. 10 einen schematischen Querschnitt durch das

Containerschiff der Fig. 8, gesehen in Richtung des Pfeils X der Fig. 8,

Fig. 11 einen schematischen Grundriss eines erfindungsgemäßen

Kreuzfahrtschiffs mit gerundeten Decksaufbauten, gesehen in Richtung des Pfeils XI der Fig. 13,

Fig. 12 eine schematische Längsansicht des erfindungsgemäßen

Kreuzfahrtschiffs der Fig. 11, gesehen in Richtung des Pfeils XII der Fig. 11,

Fig. 13 einen schematischen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Kreuzfahrtschiff der Fig. 11, gesehen in Richtung des Pfeils XIII der Fig. 11,

Fig. 14 eine perspektivische Übersicht über das mittlere Segment einer erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion mit Rahmenscheiben im Bereich der Außenbordwand,

Fig. 15 einen Querschnitt durch das mittlere Segment der Rumpfkonstruktion der Fig. 15, Fig. 16 eine perspektivische Übersicht über das mittlere Segment einer erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion mit Fachwerkscheiben im Bereich der Außenbordwand,

Fig. 17 einen Querschnitt durch das mittlere Segment der erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion der Fig. 16,

Fig. 18 eine perspektivische Übersicht über das mittlere Segment einer erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion mit Fachwerkscheiben in Längs- und Querrichtung,

Fig. 19 einen Querschnitt durch das mittlere Segment der erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion der Fig. 18

Fig. 20 eine perspektivische Übersicht über das vordere Segment einer erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion mit einem in Fahrtrichtung koaxial zur Kiellinie verlaufenden Fachwerkverband in Längs- und Querrichtung und einem aussteifenden Zwischendeck, und

Fig. 21: einen Querschnitt durch das vordere Segment der erfindungsgemäßen Rumpfkonstruktion der Fig. 20.

In den Figuren sind unterschiedliche Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Rumpfkonstruktionen für Fracht- und Passagierschiffe dargestellt.

Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Containerschiff, bei dem die untere Gurtung 11 von dem doppelten Schiffsboden 111 gebildet wird. Das Unterwasserschiff 113 wird in der Kiellinie durch Füllstäbe 12 mit der oberen Gurtung 10, die aus einem rechteckförmigen Gurtstab 100 besteht, unmittelbar verbunden. Ein aussteifendes Deck 14, das als liegende Rahmenscheibe 140 ausgebildet ist, verbindet die längs angeordnete, stehende Fachwerkscheibe 123 mit dem Unterwasserschiff 113. Eine fahrbare Brücke 23 dient als Kranbahnträger und stützt sich über Rollen auf den Gurtstab 100 ab. Das Containerschiff zeichnet sich durch eine extreme Steifigkeit des Rumpfes und eine erhöhte Tragfähigkeit aus. Der Ausbau 2 der Frachträume 223 mit Längs- und Querwänden 211, 212 ist im wesentlichen von der globalen Tragfunktion befreit. Die Bordwände 210 sind als Querträger ausgebildet und steifen den im Querschnitt kreuzförmigen 131, räumlichen Fachwerkträger 1 aus .

Fig. 4 bis Fig. 7 zeigen ein erfindungsgemäßes Kreuzfahrtschiff, bei dem das gesamte Unterwasserschiff 113 einschließlich aller nicht näher dargestellten Längs-, Querschotts und Zwischendecks die untere Gurtung 11 eines räumlichen Fachwerkträgers 1 darstellt. Die obere Gurtung 10 des räumlichen Fachwerkträgers 1 wird von einer liegenden Fachwerkscheibe 102 gebildet. Füllstäbe 12 bilden ein System aus längs und quer angeordneten, stehenden Fachwerkscheiben 123, 124, durch die die obere Gurtung 10 und die untere Gurtung 11 biege-, schub- und torsionssteif miteinander verbunden sind. Der rechteckförmige Röhrenquerschnitt 130 lässt ein Höchstmaß an Flexibilität für den Ausbau 2 zu. Der Ausbau 2 des Kreuzfahrtschiffs zeigt Wohnungen 220, deren belichtete Fläche durch in die Außenbordwände 210 eingeschnittene Atrien 221 vergrößert ist. Die Bordwände 210 oberhalb des Freibords können vollständig verglast werden, sodass ein großer Teil der Schiffsaußenwände 210 aus korrosionsfreiem Material besteht.

Fig. 8 bis Fig. 10 zeigen ein erfindungsgemäßes Containerschiff, bei dem der doppelte Schiffsboden 111 die untere Gurtung 11 eines räumlichen Fachwerkträgers 1 bildet. Der Fachwerkträger 1 zeigt einen dreieckigen Querschnitt, der als zusammengesetzter Röhrenquerschnitt 132 aus zwei dreigurtigen Trägern aufgebaut ist. Die obere Gurtung 10 besteht aus drei vom Bug bis zum Heck durchlaufenden Gurtstäben, die zu einer liegenden Rahmenscheibe 101 zusammengeschlossen sind, während die untere Gurtung 11 von dem schalenförmigen Körper des doppelten Schiffsbodens 111 gebildet wird. Die Füllstäbe 12 des räumlichen Fachwerkträgers 1 sind so angeordnet, dass die Frachträume 223 frei bleiben. Die Konzentration der Kräfte in der oberen Gurtung 10 und in der unteren Gurtung 11, welche durch vergleichsweise leichte Füllstäbe 12 biege-, schub- und torsionssteif auf Abstand gehalten werden, ermöglicht geringere Blechdicken bis hin zur Substitution von Stahl bei allen flächenintensiven Baugruppen wie der Hüllkonstruktion 210, den Ausbaulängswänden 211 und den Ausbauquerwänden 212.

Fig. 11 bis Fig. 13 zeigen ein erfindungsgemäßes Kreuzfahrtschiff mit gerundeten Decksaufbauten. Links und rechts der Kiellinie verbinden zwei stehende Fachwerkscheiben 123 die untere Gurtung 11 mit der oberen Gurtung 10 und geben einen Längsmittelflur für die Erschließung der Wohnungen 220 frei. Ein aussteifendes Zwischendeck 14 wird von einer liegenden Fachwerkscheibe 141 gebildet und stabilisiert die längs angeordneten Fachwerkscheiben 123. Die gesamte Hüllkonstruktion 110 des Unterwasserschiffs 113 dient als untere Gurtung 11 des Fachwerkträgers 1. Die oberhalb des Freibords angeordneten Wohntürme haben Bordwände 210, die weitgehend aus Glas aufgebaut sind, und besitzen vorgelagerte Balkone.

Fig. 14 und Fig. 15 zeigt das mittlere Segment eines erfindungsgemäßen Kreuzfahrtschiffs. Das Unterwasserschiff 113 ist mit der oberen Gurtung 10 durch längs und quer angeordnete Rahmenscheiben 121, 122 verbunden und bildet einen räumlichen Fachwerkträger 1. Die obere Gurtung 10 ist als Rippenplatte 103 ausgebildet, während als untere Gurtung 11 das gesamte Unterwasserschiff 113 einschließlich der äußeren Hülle 110 des doppelten Schiffsbodens 111 und der nicht näher dargestellten Längsschotts, Querschotts und Zwischendecks herangezogen wird. Von der oberen Rippenplatte 103 werden die oberen Decks 202 mittels Zugstäben 201 abgehängt, während die unteren Decks 202 von Ausbaustützen 200 getragen werden.

Fig. 16 und Fig. 17 zeigen das mittlere Segment eines erfindungsgemäßen Kreuzfahrtschiffs. Das Unterwasserschiff 113 ist mit der oberen Gurtung 10 durch Füllstäbe 12 im Bereich der Außenbordwände 212 verbunden. Die Füllstäbe 12 bestehen aus Kastenträgern aus Stahl 151 und werden durch Zugdiagonalen 150 in Längs- und Querrichtung ausgesteift. An Knotenpunktverbindungen 120 sind die Zugseile 150 mittels Gabelseil öpfen an die Kastenträger 151 angeschlossen. Alternativ können die Seile über Umlenksättel durchgehend von einem Feld ins Nächste geführt werden. Großflächige, geschraubte Seilklemmen nehmen in diesem Fall die Differenzkräfte auf. Durch Vorspannung der Seile mittels hydraulischer Pressen kann die gesamte Rumpfkonstruktion vorgespannt werden, sodass die Kastenträger 151 unter Druckspannung stehen. Auf diese Weise können die Verformungen im Rumpf sehr gering gehalten werden. Die Wohnungen 220 sind in quer zur Fahrtrichtung unterbrochenen Einheiten angeordnet, sodass die Belichtung aller Räume und Kabinen sichergestellt werden kann. Die obere Gurtung 10 besteht aus einer Rippenplatte 103, während die unter Gurtung 11 das gesamte Unterwasserschiff 113 einschließlich aller Längs-, Querschotts und Zwischendecks umfasst. Die oberen Decks 202 sind mittels Zugstäben 201 von der Rippenplatte 103, die das Oberdeck bildet, abgehängt, während die unteren Decks 202 von Ausbaustützen 200 getragen werden und auf dem doppelten Boden 111 des Unterwasserschiffs 113 aufstehen. Fig. 18 und Fig. 19 zeigen das mittlere Segment eines erfindungsgemäßen Kreuzfahrtschiffs. Das Unterwasserschiff 113 ist mit der oberen Gurtung 10 durch Füllstäbe 12, die im Schiffsinneren liegen, verbunden. Zwei im Wesentlichen parallel in Längsrichtung angeordnete Fachwerkscheiben 123 teilen den Schiffsrumpf in Längsrichtung in drei Segmente. Das mittlere Segment ist durch stehende Fachwerkscheiben in Querrichtung 122 in regelmäßigen Abständen ausgesteift. Die Krafteinleitung in die untere Gurtung 11, die von dem Unterwasserschiff 113 gebildet wird, und in die obere Gurtung 10, die aus einer durchgängigen Rippenplatte 103 besteht, erfolgt über längs und quer angeordnete Rippen. Sowohl die obere Gurtung 10 als auch die untere Gurtung 11 sind als Verbundplatten aus Stahl und Beton 104, 112 vorgesehen. Die obere Hälfte der Decks 202 sind über Zugstäbe 201 an die Verbundplatte 104 der oberen Gurtung 10 angehängt, während die untere Hälfte der Zwischendecks 202 über Ausbaustützen 200 auf den Schiffsboden 111 aufgestellt ist.

Fig. 20 und Fig. 21 zeigen das vordere Segment eines erfindungsmäßen Kreuzfahrtschiffs. Das Unterwasserschiff 113 ist mit der oberen Gurtung 10 durch Füllstäbe 12 verbunden. Eine längs angeordnete, stehende Fachwerkscheibe 123 verbindet das Unterwasserschiff 113 unmittelbar mit dem Oberdeck, das als Rippenplatte 103 die obere Gurtung 10 des räumlichen Fachwerkträgers 1 darstellt. Eine liegende Fachwerkscheibe 141 bildet ein aussteifendes Zwischendeck 14 auf Freibordhöhe. Die untere Gurtung 11 wird von dem gesamten Unterwasserschiff 113 einschließlich der nicht näher dargestellten Längs-, Querschotts und Zwischendecks gebildet. Der Ausbau 2 oberhalb des Freibords ist im wesentlichen von der globalen Tragfunktion befreit und besteht aus verglasten Bordwänden 210 und sieben Wohndecks 202. Im folgenden sind die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen aufgelistet:

Claims

Patentansprüche

1. Schiff mit einer Rumpfkonstruktion, die mindestens ein Tragwerk (1) , einen Ausbau (2) und ein nach hydrodynamischen Gesichtspunkten geformtes Unterwasserschiff (113) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk (1) einen räumlichen Fachwerkträger (1) mit einer oberen Gurtung (10) , einer unteren Gurtung (11) und Füllstäben (12) aufweist.

2. Schiff nach Anspruch 1, wobei die Füllstäbe (12) die obere Gurtung (10) und die untere Gurtung (11) auf Abstand halten und biege-, schub- und torsionssteif miteinander verbinden.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ausbau (2) Längswände (211), Querwände (212), Bordwände (210) und Decks (202) aufweist.

4. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausbau (2) im wesentlichen von der globalen Tragfunktion befreit ist.

5. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) einen mehrgurtigen Querschnitt (13) aufweist.

6. Schiff nach Anspruch 5, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) einen rechteckförmigen Querschnitt (130) aufweist.

7. Schiff nach Anspruch 5 oder 6, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) einen kreuzförmigen Querschnitt (131) aufweist.

8. Schiff nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) einen zusammengesetzten Röhrenquerschnitt (132) aufweist.

9. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) mindestens ein aussteifendes Deck (14) aufweist.

10. Schiff nach Anspruch 9, wobei das aussteifende Deck (14) eine liegende Rahmenscheibe (140) aufweist.

11. Schiff nach Anspruch 9 oder 10, wobei das aussteifende Deck (14) eine liegende Fachwerkscheibe (141) aufweist.

12. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der räumliche Fachwerkträger (1) polygonzugartig an die hydrodynamische Formgebung des Unterwasserschiffs (113) angepasst ist.

13. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die obere Gurtung (10) des Fachwerkträgers (1) einen Gurtstab (100) , eine liegende Rahmenscheibe (101), eine liegende Fachwerkscheibe (102), eine Rippenplatte (103), eine Stahl- und/oder

Betonverbundplatte (104) aufweist.

14. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die untere Gurtung des Fachwerkträgers (1) eine Hüllkonstruktion des Unterwasserschiffs (110) , einen doppelten Schiffsboden (111) , eine Verbundschale aus Stahl und Beton (112) und/oder das gesamte Unterwasserschiff (113) einschließlich aller Längs- und Querschotts und Zwischendecks aufweist.

15. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstäbe (12) nach Art einer längs angeordneten Rahmenscheibe (121) und/oder einer längs angeordneten Fachwerkscheibe (123) ausgebildet sind.

16. Schiff nach Anspruch 15, wobei die Füllstäbe das Unterwasserschiff (113) in der Kiellinie unmittelbar mit der oberen Gurtung (10) verbinden.

17. Schiff nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Füllstäbe (12) das Unterwasserschiff (113) links und rechts der Kiellinie oder in der Ebene der Außenbordwände unmittelbar mit der oberen Gurtung

( 10) verbinden .

18. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die Füllstäbe über Knotenpunktverbindungen ( 120) gelenkig oder biegesteif mit der oberen Gurtung (10 ) und der unteren Gurtung

( 11) verbunden sind.

19. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstäbe (12) stabförmige Tragelemente (15) mit einem Kastenquerschnitt (151), einem Rundhohlprofilquerschnitt (152) und/oder einem Rundrohrquerschnitt (152) aufweisen.

20. Schiff nach Anspruch 19, wobei die stabförmigen Tragelemente (15) innere Querschotte mit Durchstiegsöffnungen aufweisen.

21. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstäbe (12) reine Zugstäbe (150) aufweisen.

22. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausbau (2) ein sekundäres Tragwerk in Skelettbauweise (20) aufweist, welches Ausbaustützen (200) , Ausbauzugstäbe (201) und Ausbaudecks (202) aufweist.

23. Schiff nach Anspruch 22, wobei die Ausbaustützen (200) auf dem doppelten Schiffsboden (111) stehen, während die Ausbauzugstäbe (201) von der oberen Gurtung (10) abgehängt sind.

24. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausbau (2) flächenförmige Elemente aufweist, aus denen Teile der Außenbordwände (210) und/oder Längs- und Querwände

(211, 212) aufgebaut sind.

25. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem sich die Längsachse in Fahrtrichtung erstreckt, und der Ausbau (2) das Raumprogramm eines Passagierschiffs nach Art von

Wohnungen (220) , Atrien (221) , Belichtungs ffnungen (222) und/oder dergleichen umfasst, wobei Elemente dieses Raumprogramms quer zur Längsachse den Schiffsrumpf durchbrechen.

26. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausbau (2) mehrere Wohnblocks und/oder Wohntürme aufweist, welche allseitig belichtbar sind und jeweils ein separates, inneres Erschließungssystem mit Treppen und/oder Fahrstühlen aufweisen.

27. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches Bordwände (210) aufweist, welche oberhalb des Freibords als Ausbauwände (21) vollständig verglast und/oder mit Verbundpaneelen aus leichten, nicht rostenden Werkstoffen ausgefacht sind.

28. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schiff Ausbaudecks (202) aufweist, welche leichte Stahlfachwerkträger mit einer Trapezblechschalung aufweisen und welche zwischen einem Fußbodenaufbau und einer abgehängten Decke einen Installationsraum aufweisen.

29. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schiff Ausbauwände (211, 212) aufweist, welche Ausbauwände (211, 212) leichte Metallständerwände mit einer beidseitigen Beplankung aus Gipskartonplatten aufweisen.

30. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schiff Bordwände (210) , Ausbaulängswände (211) und Ausbauquer ände (212) aufweist, welche lasergeschweißte Stahlsandwichelemente oder leichte Verbundplatten, insbesondere GFK-Sandwichelemente, aufweisen.

31. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Unterwasserschiff (113) Längs- und/oder Querschotts aufweist, welche als zugbeanspruchte Membranen in von den Füllstäben (12) gebildete Fachwerkfelder eingesetzt sind.

32. Schiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausbau (2) eine an der oberen Gurtung angeordnete fahrbare Brücke (23) , insbesondere einen Kran, zur Bedienung von Frachträumen aufweist.