DE102004040933A1

DE102004040933A1 - Shell construction for industrial building in e.g. camps includes curved spacer fabric that is filled with fluid hardening medium

Info

Publication number: DE102004040933A1
Application number: DE200410040933
Authority: DE
Inventors: Siegfried Gas; Elke Straus; Stev Bringmann
Original assignee: Gaß Siegfried
Current assignee: Gaß Siegfried
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-02

Abstract

A curved spacer fabric under tension is filled with a fluid hardening medium such that the spacer is better able to withstand applied external forces. Multilayer textile planar formations may be used in place of the spacer fabric.

Description

Schalen im Bereich des Bauwesens sind gekrümmte insbesondere zweifach gekrümmte Flächentragwerke, deren Dicke im Vergleich zur überspannten Fläche relativ gering ist und die ein besonderes, sehr effizientes Lastabtragungsvermögen ergibt. Die auftretenden Lasten werden vorzugsweise über Membranspannungen abgetragen. Spannungen aus Biegemomenten treten kaum auf, da die Schalenwirkung keine derart hohen Verformungen zur Ausbildung des Spannungspaares innerhalb der dünnen Schale erlaubt, sondern die Schale auf die Belastung vorwiegend durch Membranspannungen reagiert.Peel in the field of construction are curved in particular twice curved Shell Structures, their thickness compared to the spanned area is relatively low and gives a special, very efficient load transfer capacity. The occurring loads are preferably removed via membrane stresses. Tensions from bending moments hardly occur, because the shell effect no such high deformations to form the voltage pair inside the thin one Shell allowed, but the shell predominantly on the load reacted by membrane stresses.

Schalenkonstruktionen werden häufig im Industriebau für Lager und Produktionsstätten, aber auch für öffentliche Bauten wie Versammlungs- und Sportstätten, für Verkehrsbauten (Hangar) und für Sonderbauten jeglicher Art errichtet.shell structures become common in industrial construction for Warehouses and production facilities, but also for public Buildings such as assembly and sports facilities, for traffic buildings (hangar) and for special buildings built of any kind.

In der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, Betonschalen herzustellen. Dabei gab es seit langen Bestrebungen, auf eine aufwändig herzustellende feste Schalung z. B. aus Holz zu verzichten. So gibt es verschiedene Verfahren zur Herstellung von Schalen auf pneumatisch gebildeten Schalungen, die zusammenfassend in Sobek „Auf pneumatisch gestützten Schalungen hergestellte Betonschalen" dargestellt sind. Dabei wird in der Regel auf eine pneumatisch gebildete Schalung von innen oder außen Beton beispielsweise durch Spritzverfahren aufgebracht. Durch das zeitlich schrittweise Aufbringen des Betons kommt es dabei zu größeren Verformungen während des Betonierens, die schwer zu kontrollieren sind. Es gibt verschiedene Konzepte, diese Verformungen zu verringern, z. B. durch Erhöhung des Innendruckes während des Betonierens, Aufsprühen von Schaum vor dem Betonieren ( US 5,918,438 ), Einsatz von Fertigteilelementen u. a. Die auftretenden Verformungen während des Betonierens können jedoch nie vollständig unterbunden werden, was zu vorzeitigen Rissen im Beton und Abweichungen von der vorgegebenen Geometrie führen kann. Beim System BINI wird der Frischbeton auf eine ausgelegte, jedoch noch nicht aufgeblasene Membran aufgebracht. Während des anschließenden Aufblasen des Pneus muss eine speziell entwickelte Stahlbewehrung sich den Verformungen anpassen. Derartig hergestellte Schalen sind zwar mit sehr kurzen Montagezeiten verbunden und das Problem des schrittweise Betonierens tritt nicht auf, dabei unterliegt jedoch verfahrensbedingt die Dicke der Schale einem relativ großen Toleranzbereich, was zu unterschiedlichen Kräften aus Eigengewicht und damit zu Ungenauigkeiten in der Vorhersage des statischen Verhaltens der Schale führt. Eine Herstellung von Öffnungselementen ist nur durch nachträgliches Herausbrechen möglich, was relativ arbeitsaufwändig und unelegant ist.Various techniques are known in the art for producing concrete shells. There was for a long time, on a complex to produce solid formwork z. B. to abstain from wood. Thus, there are various methods for the production of trays on pneumatically formed formwork, which are summarized in Sobek "Concrete trays produced on pneumatically supported formworks." As a rule, is applied to a pneumatically formed formwork from inside or outside concrete, for example by spraying the gradual application of the concrete results in larger deformations during concreting, which are difficult to control, and there are several concepts for reducing these deformations, for example by increasing the internal pressure during concreting, spraying foam before concreting ( US 5,918,438 However, the occurring deformations during concreting can never be completely prevented, which can lead to premature cracks in the concrete and deviations from the given geometry. In the BINI system, the fresh concrete is applied to a designed but not yet inflated membrane. During the subsequent inflation of the tire, a specially developed steel reinforcement must adapt to the deformations. Although such manufactured shells are associated with very short assembly times and the problem of gradual concreting does not occur, but subject to the process of the thickness of the shell a relatively large tolerance range, resulting in different forces of its own weight and thus inaccuracies in the prediction of the static behavior of Shell leads. A production of opening elements is possible only by subsequent breaking out, which is relatively laborious and inelegant.

Bei allen zuvor genannten Varianten werden Betone oder Mörtel verwendet. Diese sind nicht oder nur wenig zugfest. Die Zugfestigkeit kann in der Regel nicht bei einer statischen Bemessung zum Nachweis der Standsicherheit angerechnet werden. Diese Materialien werden daher in der Regel mit Stahl bewehrt, womit ein Verbundwerkstoff erzielt wird, welcher Zugkräfte aufnehmen kann. Der Einbau von Stahl als Bewehrung ist jedoch bei beiden zuvor erwähnten Verfahren aufwändig. So muss entweder die Stahlbewehrung erst nach dem Aufblasen des Pneus von innen oder außen an die Membrane oder an den zuvor aufgespritzten und erhärteten Kunststoffschaum angebracht werden oder, wie beim System Bini, spezielle Stahlbewehrung verwendet werden, die im Prozess des Aufblasens sich der Form anpassen kann.at All of the above variants use concrete or mortar. These are not or only slightly tensile. The tensile strength can usually not in a static design for the proof of Stability can be counted. These materials are therefore usually reinforced with steel, thus achieving a composite material which is pulling power can record. However, the installation of steel as a reinforcement is included both previously mentioned Procedure consuming. So either the steel reinforcement must be after inflation of the tires from inside or outside to the membrane or to the previously sprayed and hardened plastic foam or, as with the Bini system, special steel reinforcement used in the process of inflation to adapt to the shape can.

Die Erfindung beschreibt eine Methode zur Herstellung von Schalenbauwerken unter Verwendung eines zweilagigen textilen Flächengebildes mit konstruktiv definiertem Abstand, welches dem Membranbau entsprechend als ein auf Zug belastetes Flächentragwerk in eine zweifach gekrümmte Form gebracht und stabilisiert wird, und in dessen Hohlraum (1d) ein fließfähiges, aushärtendes Medium (2) eingefüllt wird, welches nach dem Erhärten mit dem Abstandsgewebe als Verbundmaterial eine lasttragende Schalenkonstruktion bildet.The invention describes a method for the production of shell structures using a two-ply textile fabric with structurally defined distance, which is brought in accordance with the membrane structure as a tensile load on tensile structure in a doubly curved shape and stabilized, and in the cavity ( 1d ) a flowable, hardening medium ( 2 ) is filled, which forms a load-bearing shell construction after hardening with the spacer fabric as a composite material.

Vorzugsweise bietet sich für das erwähnte zweilagige textile Flächengebilde mit konstruktiv definiertem Abstand ein sogenanntes Abstandsgewebe an. Abstandsgewebe sind Weberzeugnisse, die in der Regel aus zwei Gewebelagen (1a) bestehen, die durch sogenannte Abstands- oder Polfäden (1b) miteinander verbunden sind. Abstandsgewebe werden auch als Zweiwandgewebe, Polgewebe oder Distanzgewebe bezeichnet. Im Webprozess werden die einzelnen Gewebelagen quasi gleichzeitig gewebt. Die Abstandsfäden werden in der Regel durch Kettfäden gebildet, die von einer Lage zur anderen geführt und dort jeweils in das Gewebe eingebunden werden. Der Abstand der beiden Gewebelagen (1a) zueinander und damit auch die Länge der Abstandsfäden (1b) werden damit bereits im Webprozess definiert. Dabei erfolgt ein sogenannter doppelter Schussfadeneintrag.Preferably, for the mentioned two-ply textile fabric with structurally defined distance offers a so-called spacer fabric. Spacer fabrics are woven fabrics, usually made from two layers of fabric ( 1a ) consist of so-called distance or pile threads ( 1b ) are interconnected. Spacer fabrics are also referred to as two-wall fabric, pile fabric or spacer fabric. In the weaving process, the individual fabric layers are woven virtually simultaneously. The spacer threads are generally formed by warp threads, which are guided from one layer to the other and are respectively incorporated into the fabric. The distance between the two fabric layers ( 1a ) and thus also the length of the spacer threads ( 1b ) are already defined in the web process. In this case, a so-called double weft insertion takes place.

Als Fasermaterialien kommen für die beschriebene Aufgabe z.B. Polyester-, Polyamid-, Aramid- und Glasfaser (AR-Glas) in Betracht. Auch Stahlfaser und Kohlefaser sollen nicht prinzipiell ausgeschlossen werden. Die Fasern müssen chemisch resistent gegenüber dem einzufüllendem Medium (2) sein. So sind für stark basische Medien wie Betone und Mörtel übliche Polyesterfasern in der Regel nicht hinreichend resistent.Suitable fiber materials for the described task, for example, polyester, polyamide, aramid and glass fiber (AR glass) into consideration. Also steel fiber and carbon fiber should not be excluded in principle. The fibers must be chemically resistant to the medium to be filled ( 2 ) be. So are for strongly basic media like concretes and mortar usual polyester fibers usually not sufficiently resistant.

Zweiwandgewebe können durch bekannte Techniken mit Beschichtungen aus beispielsweise PVC, THV, Silicon oder PTFE versehen werden und hierdurch verschiedene Eigenschaften wie bspw. Luftdichtheit, UV-Stabilität und Verschweißbarkeit der Einzelbahnen erhalten.Two wall tissue can by known techniques with coatings of, for example, PVC, THV, silicone or PTFE are provided and thereby different Properties such as airtightness, UV stability and weldability of the Single tracks received.

Auch das Aufkaschieren oder Auflaminieren von zusätzlichen Membranen auf eine oder beiden Seiten des Abstandgewebes ist zur Erhöhung der Zugfestigkeit oder Zugsteifigkeit generell möglich.Also the lamination or lamination of additional membranes on one or both sides of the spacer fabric is used to increase the tensile strength or tensile stiffness generally possible.

Abstandsgewebe können als Membran betrachtet werden, die eine hohe Zugfestigkeit jedoch keine Biegefestigkeit besitzen. Damit können daraus alle bekannten Konstruktionen des Membranbaus erstellt werden, d.h. pneumatisch vorgespannte, meist zweifach gleichsinnig gekrümmte Flächentragwerke oder zweifach gegensinnig gekrümmte Flächentragwerke, welche mechanisch vorgespannt sind.spacer fabric can be considered as a membrane which has a high tensile strength but no Possess bending strength. This can make any known Constructions of the membrane construction are created, i. pneumatic prestressed, usually doubly in the same direction curved surface structures or twice in opposite directions curved Shell Structures, which are mechanically biased.

Da sich diese Formen, besonders jedoch die pneumatisch gebildeten, auch als Schalenformen eignen, bietet es sich an, die Membran zu versteifen, d.h. sie in die Lage zu versetzen, Druck und Zugkräfte aufzunehmen. Hierzu soll ein fließfähiges aushärtendes Medium (2) in den Zwischenraum (1d) der beiden Gewebelagen eingebracht werden. Dadurch wird es möglich auf bestimmte Maßnahmen, die für die Stabilisierung des Leichten Flächentragwerkes als zugbeanspruchte Membrankonstruktion nötig waren, zu verzichten. So kann bei den pneumatisch gebildeten Strukturen der Druck im Pneu entfernt und beiden mechanisch vorgespannten, gegensinnig gekrümmten Flächentragwerken z. B. auf eine Abspannung verzichtet werden. Dem Prinzip liegt der Gedanke zu Grunde, das rein zugbeanspruchten Membrantragwerke und Schalenkonstruktionen sehr ähnliche statische Funktionsweisen besitzen. Beide Tragwerke arbeiten mit Membranspannungen, beide müssen gleiche Bedingungen erfüllen wie beispielsweise Stetigkeit der Form, Stetigkeit der Dicke, sie müssen hinreichend dünn sein und die Biegesteifigkeit darf nicht zu groß sein, damit keine Biegemomente „angezogen" werden.Since these forms, especially the pneumatically formed, are also suitable as shell molds, it is advisable to stiffen the membrane, ie to enable it to absorb pressure and tensile forces. For this purpose, a flowable hardening medium ( 2 ) into the space ( 1d ) of the two fabric layers are introduced. This makes it possible to dispense with certain measures that were necessary for the stabilization of the lightweight surface structure as zugbeanbaehm membrane design. Thus, in the pneumatically formed structures, the pressure in the tire is removed and both mechanically biased, oppositely curved surface structures z. B. waived a guy. The principle is based on the idea that the purely tensile membrane structures and shell constructions have very similar static modes of operation. Both structures work with membrane stresses, both must meet the same conditions such as continuity of the form, thickness consistency, they must be sufficiently thin and the bending stiffness must not be too large, so that no bending moments "tightened".

Die bei den Schalen notwendige Biegesteifigkeit des Querschnitts dient nicht direkt der Lastabtragung, sondern verhindert lediglich das lokale Beulen der auf Druck beanspruchen Schale.The in the shells necessary bending stiffness of the cross section is used not directly the load transfer, but only prevents that local bumps of pressure on shell.

Bei der beschriebenen Erfindung soll das Abstandsgewebe sowohl als konstruktives Element des Tragsystems die Form im Bauzustand stabilisieren, die Möglichkeit bieten durch Befüllen mit einem fließfähigen, aushärtenden Medium eine gleichbleibend dicke Schale zu erzeugen und die fertige Schale als zugfestes Element zu bewehren bzw. das eingefüllte Medium auf Druck vorzuspannen und es damit gegenüber einem bestimmten Maß an Membran-Zugkräften und Biegemomenten resistent zu machen.at the invention described, the spacer fabric as well as constructive Element of the support system to stabilize the shape in the construction state, the possibility offer by filling with a flowable, hardening Medium to produce a consistently thick shell and the finished Shell as a tensile element to reinforce or the filled medium to bias to pressure and thus with respect to a certain level of membrane tensile forces and To make bending moments resistant.

Als aushärtendes Medium (2) kommen vor allem Betone, Mörtel oder auch Zementleim in Frage, deren Aushärtung vorwiegend durch das Abbinden des Zementes bewirkt wird. Sie sollten fließfähig sein und/oder selbstverdichtende Eigenschaften besitzen.As a hardening medium ( 2 ) are mainly concrete, mortar or cement paste in question, whose curing is mainly caused by the setting of the cement. They should be flowable and / or possess self-compacting properties.

Auch erhärtende Medien (2) auf Kunststoffbasis sind denkbar, so z.b. Duroplaste, Thermoplaste, wobei auf Grund der üblichen Anforderungen im Bauwesen bezüglich Preis, Brandverhalten, Kriecheigenschaften etc. diesen Stoffen nicht die Bedeutung zugemessen wird wie den im Bauwesen bewährten Medien auf Zementbasis.Also hardening media ( 2 ) Based on the usual requirements in the construction industry in terms of price, fire behavior, creep etc. these substances are not given the importance as the proven in construction media based on cement.

Für die Herstellung einer Schalenkonstruktion mit Hilfe von Abstandsgeweben müssen in der Regel zunächst die einzelnen Gewebebahnen, deren Breiten meist auf 1-2 m begrenzt sind, aneinandergefügt werden. Dabei müssen jeweils beide Lagen des Gewebes auf Stoß zugfest verbunden werden, ohne miteinander zu verkleben, damit der Zwischenraum später vom einzufüllenden Medium (2) durchgängig ausgefüllt werden kann. Dies kann bei beschichteten Geweben beispielsweise durch die Verwendung zweier zusätzlicher Membranstreifen (1e) die durch Schweißen oder Kleben von außen auf die Ränder der Gewebelagen des Abstandsgewebes aufgebracht werden, erzielt werden.For the production of a shell construction with the help of spacer fabrics, the individual fabric webs, whose widths are usually limited to 1-2 m, usually have to be joined together. In this case, both layers of the fabric must be connected to the impact resistant but without sticking together, so that the space later from the medium to be filled ( 2 ) can be completed consistently. For coated fabrics, for example, this can be achieved by using two additional membrane strips ( 1e ) which are applied by welding or gluing from the outside to the edges of the fabric layers of the spacer fabric, can be achieved.

1: Detailschnitt durch ein Abstandsgewebe mit beispielhafter Verbindungstechnik Die Abstandsfäden (1b) verbinden die beiden Gewebelagen (1a) des Abstandsgewebes. Hierdurch entsteht ein Hohlraum (1d) welcher später mit dem Medium (2) gefüllt werden kann. Die Beschichtung (1f) ermöglicht es, das zwei zusätzliche Membranstreifen (1e), welche ebenfalls beschichtet sind, z.b. durch Schweißen oder Kleben zugfest von außen auf die Gewebelagen (1a) aufgebracht werden können und damit die einzelnen Abstandsgewebebahnen untereinander zugfest und luftdicht gefügt werden können. 1 : Detail section through a spacer fabric with exemplary joining technique The spacer threads ( 1b ) connect the two fabric layers ( 1a ) of the spacer fabric. This creates a cavity ( 1d ) which later with the medium ( 2 ) can be filled. The coating ( 1f ) allows the two additional membrane strips ( 1e ), which are also coated, for example, by welding or gluing tensile strength from the outside on the fabric layers ( 1a ) can be applied and thus the individual spacer fabric webs tensile strength among themselves and can be added airtight.

Die einzelnen Gewebebahnen können dabei einerseits, wie im Membranbau üblich, über einen geeigneten Zuschnitt verfügen, mit dem die zu erzielende räumliche Geometrie approximiert werden kann. Dabei ist auch eine sogenannte Kompensation anwendbar, mit der die unterschiedliche Größe von Gewebe im ungespannten Zustand während der Konfektion und im vorgespannten Zustand im Bauwerk berücksichtigt wird.The individual fabric webs can on the one hand, as usual in membrane construction, via a suitable blank feature, with the spatial to be achieved Geometry can be approximated. It is also a so-called Compensation applicable, with which the different size of tissue in the relaxed state during the clothing and in the prestressed state in the building considered becomes.

Da die Dicke des Abstandsgewebes sehr klein gehalten werden soll (im Bereich von wenigen cm) kann im Regelfall der Zuschnitt der beiden Gewebelagen als identisch angenommen werden.Since the thickness of the spacer fabric is very is to be kept small (in the range of a few cm), the blank of the two fabric layers can be assumed to be identical in the rule.

In bestimmten Bauaufgaben ist andererseits auch eine „zuschnittsfreie" Verwendung der Gewebebahnen denkbar, was bedeuten soll, das die einzelnen Bahnen entlang Ihrer Längskanten keinen speziellen Zuschnitt besitzen, sondern lediglich am Rand der Gesamtmembranfläche der Randgeometrie angepasst werden. Die Gesamtmembran bildet in diesem Fall in der Ausgangsposition eine ebene Fläche. Die zweifach gekrümmte Form wird durch unterschiedliche Dehnung der Fasern und durch Verrautung der Kett- und Schussfasern während der Verformung als 'Selbstbildungsprozess' erzielt. Die hierfür in der Regel benötigten hohen Kräfte wirken sich positiv auf das spätere Tragverhalten der Schale aus, wie später gezeigt werden soll.In On the other hand, certain construction tasks are also a "cut-free" use of the fabric webs conceivable, what should mean that the individual paths along your longitudinal edges have no special cut, but only on the edge of Total membrane area adapted to the edge geometry. The total membrane forms in In this case, in the starting position, a flat surface. The doubly curved Shape is due to different elongation of the fibers and by digestion the warp and weft fibers during the deformation as 'self-education process' achieved. The for this in the Usually needed high forces act positive for the future Tragverhalten of the shell, as will be shown later.

Im Folgenden sollen Ausführungsvarianten der Leichten Flächentragwerke, wie sie im Bauzustand vor dem Erhärten des fließfähigen Mediums errichtet werden, beschrieben werden. Sie stellen jedoch nur einen kleinen Teil des Machbaren und Bekannten im Bereich Membranbau dar.in the The following are variants of the Lightweight surface structures, as in construction before hardening of the flowable medium be built. They only provide one small part of the feasible and known in the field of membrane construction.

2: Schnitt durch ein zugbeanspruchtes Leichtes Flächentragwerk als Pneu, durch Druck vorgespannt. An einem feststehendem Anschlussbauteil (6), das im gezeigten Beispiel ein Fundamentring darstellt, wird das Abstandsgewebe zugfest verankert. In das innere Volumen (5) wird durch Einblasen von beispielsweise Luft ein Überdruck erzeugt, der das Abstandsgewebe nach oben drückt und dieses zusätzlich auf Zug vorspannt. Es entsteht ein Leichtes Flächentragwerk. 2 : Section through a tensioned lightweight tensile structure as Pneu, biased by pressure. On a fixed connection component ( 6 ), which represents a foundation ring in the example shown, the spacer fabric is anchored tensile strength. Into the inner volume ( 5 ) By injecting air, for example, an overpressure is generated which pushes the spacer fabric upwards and additionally pretensions it in tension. The result is a lightweight tensile structure.

Hierzu muss dieses Volumen (5) durch die angrenzenden Bauteile oder durch zusätzliche Folien luftdicht ausgebildet sein.For this purpose, this volume ( 5 ) be formed airtight by the adjacent components or by additional films.

Die erzeugte Form ergibt sich aus dem gewählten Zuschnitt des Abstandsgewebes, aus der Randgeometrie, aus dem angelegtem Druck aber auch aus den Dehnungseigenschaften der Membran. Die zu erzielenden Formen sind bildbar, wenn die angreifenden Lasten aus Druck und Eigengewicht mit den inneren Spannungen der Membran in Gleichgewicht gebracht werden können.The produced form results from the selected blank of the spacer fabric, from the edge geometry, from the applied pressure but also from the Elongation properties of the membrane. The forms to be achieved are pictured when the attacking loads of pressure and dead weight equilibrated with the internal stresses of the membrane can be.

Bei Verwendung von beispielsweise Wasser statt Luft kann gezielt der an der Membran anliegende Druck von der Höhe abhängig gemacht werden und somit andere Formen erzielt werden.at Use of, for example, water instead of air can be targeted pressure applied to the diaphragm can be made dependent on the height and thus other shapes are achieved.

Der umlaufende Ring muss sowohl die nicht unerheblichen Zugkräfte während des Bauzustands als auch die sich einstellenden Schubkräfte der fertigen Schale aufnehmen können. Im Bauzustand empfiehlt es sich, die Horizontalkraftanteile kurzzuschließen und den Vertikallastanteilen möglichst durch Eigengewicht oder Anker entgegen zu wirken.Of the encircling ring must both the not insignificant tensile forces during the State of construction as well as the self-adjusting shear forces of finished shell can absorb. Under construction, it is recommended to short circuit the horizontal force components and the vertical load shares as possible counteract by dead weight or anchor.

3: Schnitt durch ein zugbeanspruchtes Leichtes Flächentragwerk als Pneu, durch Druck vorgespannt, bei dem die Bildung des Pneus durch eine zusätzliche Membran (7) realisiert wird, die einen Teil der abhebenden Vertikallasten, die durch den angelegten Druck auf den Ringbalken (12) wirken, kompensiert. 3 : Section through a tensioned lightweight tensile structure as Pneu, biased by pressure, in which the formation of the Pneus by an additional membrane ( 7 ), which is a part of the lifting vertical loads caused by the applied pressure on the ring beam ( 12 ) act compensated.

In das Abstandsgewebe (1) kann eine einfache Membran (7a) eingesetzt, sowie luftdicht und zugfest mit dem Abstandsgewebe verbunden sein, welche nach Fertigstellung der Schale entfernt oder durch ein Öffnungselement ersetzt werden kann. Hierzu ist der Rand (3) des Abstandsgewebes entsprechend geschlossen auszuführen. Die Schale kann in dem Bereich der Öffnung mit einer stärkeren lokalen Krümmung versehen werden um sowohl statisch als auch architektonisch auf die Öffnung zu reagieren. Statt der Anordnung der Membran (7a) kann auch eine zusätzliche Membran direkt unterhalb anliegend an der gesamten Abstandsgewebefläche angeordnet sein, die das Volumen (5) als Pneu luftdicht umschließt.In the spacer fabric ( 1 ) can be a simple membrane ( 7a ), as well as airtight and tensile strength connected to the spacer fabric, which can be removed after completion of the shell or replaced by an opening element. For this the border ( 3 ) of the spacer fabric according to closed. The shell may be provided with a stronger local curvature in the area of the opening to react both statically and architecturally to the opening. Instead of the arrangement of the membrane ( 7a ) may also be an additional membrane directly below adjacent to the entire Abstandsgewebefläche arranged, the volume ( 5 ) as a tire encloses airtight.

Der Rand (3) der Öffnung kann auch durch geeignete Maßnahmen verstärkt ausgebildet werden.The edge ( 3 ) of the opening can also be formed reinforced by appropriate measures.

4: Ansicht und Schnitt eines zugbeanspruchten, mechanisch vorgespannten Leichtes Flächentragwerkes. Es entspricht dem klassischen Vier-Punkt-Segel. Die Ränder (3) sollten durch zugfeste Elemente, z. B. zusätzlich eingearbeitete Gurte oder Seile (11) verstärkt sein. Dieser Rand muss verschlossen sein, so dass das fließfähige Medium (2) eingefüllt werden kann ohne an den Rändern zu entweiche. 4 : View and section of a tensioned, mechanically prestressed lightweight tensile structure. It corresponds to the classic four-point sail. The edges ( 3 ) should by tensile elements, eg. B. additionally incorporated straps or ropes ( 11 ) be strengthened. This edge must be closed, so that the flowable medium ( 2 ) can be filled without escaping at the edges.

Die temporäre Abspannung (8) kann nach dem Aushärten des Mediums (2) entfernt werden. Das entstandene Leichte Flächentragwerk ruht dann auf drei Auflagerpunkten (4). Wichtig ist dabei, wie bei allen Schalenkonstruktionen, die membrangerechte Auflagergestaltung.The temporary bracing ( 8th ) can after hardening of the medium ( 2 ) are removed. The resulting lightweight tensile structure then rests on three bearing points ( 4 ). It is important, as with all shell designs, the membrane-compatible support design.

Im Folgenden sollen exemplarisch vier mögliche Ausführungsvarianten der Ausbildung eines Randes (3) dargelegt werden. Es sind weitaus mehr Lösungen denkbar.In the following, four possible variants of the embodiment of an edge ( 3 ). There are many more possible solutions.

5: Detailschnitt durch ein Abstandsgewebe inklusive einer Ausführungsvariante des Randes (3). Um ein Einfüllen von fließfähigem Medium (2) zu ermöglichen muss der Rand des Abstandsgewebes geschlossen ausgebildet sein. Hierzu kann bei beschichteten Geweben ein Membranstreifen (10) von Außen auf das Abstandsgewebe aufgeschweißt oder aufgeklebt werden. Ist dieser Streifen sehr zugsteif ausgebildet, so kann man ihn auch als Gurt auffassen. Diesem Element kann dann entsprechend eines üblichen Randgurtes im Membranbau die Aufgabe zugeteilt werden die Flächenlast der gespannten Membran im Bauzustand in eine lineare Last des Randgurtes umzuwandeln und zu den Auflagerpunkten zu führen. Auch ein zusätzlicher Gurt könnte den Membranstreifen verstärken, indem er mit eingelegt oder z. B. mit dem Membranstreifen (10) verschweißt wird. 5 : Detail section through a spacer fabric including a variant of the edge ( 3 ). To fill a flowable medium ( 2 ), the edge of the spacer fabric must be closed. For coated fabrics, a membrane strip may be used ( 10 ) are welded or glued from the outside to the spacer fabric. If this strip is designed to be very stiff, then it can also be considered as a belt. This element can then be assigned the task corresponding to a conventional edge flange in the membrane construction to convert the surface load of the tensioned membrane in the construction state in a linear load of the edge flange and lead to the bearing points. An additional strap could reinforce the membrane strip by being inserted with or z. B. with the membrane strip ( 10 ) is welded.

6: Detailschnitt durch ein Abstandsgewebe inklusive einer Ausführungsvariante eines Randes (3), bei dem ein Seil z. B. aus Stahl die Funktion eines Randgurtes übernimmt. Das Seil ist lediglich in den Membranstreifen (10) eingelegt und muss nicht zwingend weiter fixiert werden. 6 : Detail section through a spacer fabric including a variant of an edge ( 3 ), in which a rope z. B. steel takes over the function of a peripheral belt. The rope is only in the membrane strips ( 10 ) and does not necessarily have to be fixed further.

7: Detailschnitt durch ein Abstandsgewebe, bei dem der Rand durch eine Klemmung geschlossen ist. Die Membran kann beispielsweise zwischen Klemmbügel (20) und einem Profil (17) mit Hilfe von Schrauben geklemmt werden. Eine Vielzahl von Ausführungsvarianten ist denkbar, so z. B. auch die Verwendung von speziellen Profilen mit Kedersystem. 7 : Detail section through a spacer fabric, in which the edge is closed by a clamp. The membrane can, for example, between clamping bracket ( 20 ) and a profile ( 17 ) are clamped with the help of screws. A variety of design variants is conceivable, such. As well as the use of special profiles with Keder system.

Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, ein Randseil (11) zur Aufnahme von Zugkräften anzuordnen.It is also possible to use an edge rope ( 11 ) to accommodate tensile forces.

8: Detailschnitt durch ein Abstandsgewebe inklusive einer Ausführungsvariante des Randes (3), bei dem der Rand zusätzlich aufgeweitet ist. 8th : Detail section through a spacer fabric including a variant of the edge ( 3 ), in which the edge is additionally widened.

In der fertigen Schalenkonstruktion kann ein freier Rand problematisch sein, vor allen dann, wenn dieser im Bereich hoher Druckkräfte liegt und damit die Gefahr des Ausbeulens gegeben ist. Hierzu kann der Rand dicker ausgebildet werden als die Schale, auch wenn dies in vielen Fällen aus ästhetischen Gründen ungünstig erscheint. Der Membranstreifen (10) ist so angebracht, das er durch den Einfülldruck des Mediums (2) nahezu kreisförmig aufgedrückt werden kann. Dabei können jedoch auf die ersten Abstandsfäden erhöhte Kräfte entstehen, weshalb sie durch zusätzliche Verbindungsfäden (15), welche z. B. durch geeignete Nähverfahren erzeugt werden können, unterstützt werden sollten. Auch geeignete Klemmsysteme sind an dieser Stelle denkbar. Es ist möglich den Querschnitt des Randes mit Bewehrungselementen (13) zu versehen, die so flexibel sein sollten, das sie den Formbildungsprozess schadlos überstehen. Es eignen sich dünne Stäbe z. B. aus Stahl oder auch Seile. Ein Nachrutschen am Rand oder bei Überlappung der einzelnen Bewehrungselemente in der Mitte ist denkbar, wobei Seile auch mit einer vorgegeben Länge eingebaut werden können und damit die Zugkräfte des Randes bereits im Bauzustand des zugbeanspruchtem Flächentragwerk übernehmen können.In the finished shell construction, a free edge can be problematic, especially if it is in the range of high pressure forces and thus the risk of buckling is given. For this purpose, the edge can be made thicker than the shell, even if this appears unfavorable in many cases for aesthetic reasons. The membrane strip ( 10 ) is attached by the filling pressure of the medium ( 2 ) can be pressed almost circular. However, increased forces can arise on the first spacer threads, which is why they are caused by additional connecting threads ( 15 ), which z. B. can be generated by suitable sewing, should be supported. Also suitable clamping systems are conceivable at this point. It is possible the cross section of the edge with reinforcing elements ( 13 ), which should be flexible enough to withstand the forming process without damage. There are thin rods z. B. steel or ropes. Slippage at the edge or overlap of the individual reinforcement elements in the middle is conceivable, with ropes can be installed with a predetermined length and thus can take over the tensile forces of the edge already in the construction state of tensile-stressed tensile structure.

9: Ausführungsvariante Detailquerschnitt durch Auflagerbereich Die Verbindung des Abstandsgewebes mit einem feststehenden Anschlussbauteil (6), wie z. B. einem Fundamentring, hat eine Reihe verschiedenster Anforderungen zu erfüllen. Zum einem müssen beide Gewebelagen (1a) zugfest verankert werden. Dabei sollte auch den sich ergebenden Bewegungen des Gewebes während des Bauprozesses Rechnung getragen werden. Es sollte sichergestellt sein, das auch im Auflagerbereich die volle Dicke des Abstandsgewebes erreicht werden kann und der Querschnitt der Schale nicht geschmälert wird. Des weiteren muss die Konstruktion ein membrangerechtes Auflager für die fertige Schale bilden, d.h. tangentiale Kräfte aufnehmen und weiterleiten können. Die dargestellte Lösung mittels Klemmblechen (16) stellt lediglich eine Ausführungsvariante unter vielen dar. Denkbar sind auch Lösungen mit speziellen Profielen, welche ein Kedersystem ermöglichen oder weitere, am Abstandsgewebe angebrachten geeignete Befestigungsmittel. 9 : Design variant Detail cross section through support area The connection of the spacer fabric with a fixed connection component ( 6 ), such. B. a foundation ring, has to meet a number of different requirements. For one, both layers of fabric ( 1a ) are anchored tensile strength. It should also take into account the resulting movements of the fabric during the construction process. It should be ensured that in the support area, the full thickness of the spacer fabric can be achieved and the cross section of the shell is not diminished. Furthermore, the construction must form a membrane-compatible support for the finished shell, ie absorb tangential forces and can pass on. The solution shown by means of clamping sheets ( 16 ) is only one embodiment among many. Conceivable are also solutions with special Profiles, which allow a Keder system or other, attached to the spacer fabric suitable fasteners.

10: Ausführungsvariante Detailquerschnitt durch Auflagerbereich Bei Strukturen, die einen umlaufenden verankerten Rand besitzen, erscheint es zweckmäßig, einen umlaufenden Verteilerring mit hinreichend großen Querschnitt auszubilden, um ein zügiges und sicheres Einfüllen des Mediums (2) in das Abstandsgewebe zu gewährleisten. Hierzu kann ein Rohr (18) verwendet werden, das dem Randverlauf entsprechend gebogen ist. Es wird über Befestigungsschwerter (19) z. B. an einem Fundamentring, einer Decke oder einem anderem feststehenden Anschlussbauteil (6) angeschlossen. Es weist Öffnungen (18a) auf durch die das Medium (2) in das Abstandsgewebe gelangt. Die Gewebelagen (1a) können z. B. durch Klemmprofile (21) zugfest befestigt werden. Eine Hilfsmembran kann an das Abstandsgewebe luftdicht angeschlossen sein um den Pneu nach unten hin luftdicht abzudichten. 10 : Design Variant Detail Cross Section Through Supporting Area In the case of structures having a peripheral anchored edge, it seems expedient to form a circumferential distributor ring with a sufficiently large cross section in order to ensure rapid and reliable filling of the medium ( 2 ) in the spacer fabric. For this purpose, a pipe ( 18 ), which is bent according to the edge course. It is about mounting swords ( 19 ) z. B. on a foundation ring, a ceiling or other fixed connection component ( 6 ) connected. It has openings ( 18a ) through which the medium ( 2 ) gets into the spacer fabric. The fabric layers ( 1a ) can z. B. by clamping profiles ( 21 ) are fastened tensile strength. An auxiliary membrane may be airtightly connected to the spacer fabric to airtight seal the tire down.

Nach dem Errichten des Membrantragwerks kann das Einfüllen des fließfähigen, erhärtenden Mediums erfolgen. Es ist jedoch prinzipiell ebenso möglich, das Medium (2) in einem teilaufgebauten Zustand einzufüllen und rechtzeitig vor Erhärten des Mediums (2) die Struktur in die gewünschte Form zu bringen. Das Abstandsgewebe kann zuvor noch teilweise oder völlig auf dem Boden liegen. Besonders bei der pneumatischen Formbildung lässt sich die Geometrie schnell durch Druckanpassung verändern und damit eine dem Einfüllen des Mediums (2) zuträglichere Form für den Einfüllvorgang wählen.After erecting the membrane structure, the filling of the flowable, hardening medium can take place. However, it is also possible in principle to use the medium ( 2 ) in a partially established state and in good time before hardening of the medium ( 2 ) to bring the structure into the desired shape. The spacer fabric may previously be partially or completely on the floor. Particularly in the case of pneumatic shaping, the geometry can be changed rapidly by adjusting the pressure, and thus the filling of the medium ( 2 ) choose more favorable form for the filling process.

Vor allem bei großen pneumatischen Strukturen wird der für die Vorspannung der Membran notwendige Druck relativ klein und das Eigengewicht des Mediums relativ groß sein. So kann das Eigengewicht des Mediums beim Einfüllen die Form sehr stark deformieren. Oft ist während oder nach dem Einfüllen eine Erhöhung des Drucks im Pneu oder eine Erhöhung der mechanisch aufgebrachten Spannung notwendig, um den Auswirkungen des erhöhten Eigengewichtes der Gesamtstruktur entgegenzuwirken. In der Regel sind diese Verformungen jedoch ohne größere Bedeutung, solange das Abstandsgewebe vollständig gefüllt werden kann und die Form rechtzeitig vor dem Beginn des Aushärtens des Mediums (2) in der gewünschten Form stabilisiert wird.Especially for large pneumatic structures, the not necessary for the bias of the membrane agile pressure is relatively small and the weight of the medium to be relatively large. Thus, the weight of the medium during filling can deform the shape very strong. Often during or after filling, an increase in the pressure in the tire or an increase in the mechanically applied tension is necessary to counteract the effects of the increased net weight of the entire structure. In general, however, these deformations are of little importance, as long as the spacer fabric can be completely filled and the mold in good time before the onset of hardening of the medium ( 2 ) is stabilized in the desired shape.

Das Medium wird in der Regel von mehreren Punkten am Rand oder auch in der Mitte des Abstandsgewebes in das innere Volumen (1c) eingepumpt. Bei sehr fließfähigen Medien (2) reicht es auch, es lediglich einfließen zu lassen. Eine spezifische Höhe der Einfüllvorrichtung, durch die sich ein Einfülldruck aufbauen kann erscheint vorteilhaft.The medium is usually from several points on the edge or in the middle of the spacer fabric in the inner volume ( 1c ) pumped. For very flowable media ( 2 ) it is enough to just let it flow. A specific height of the filling device, through which a filling pressure can build up, appears advantageous.

Durch das Einfüllen des Mediums werden die beiden Gewebelagen (1a) auseinandergedrückt und die Abstandsfäden (1b) gespannt. Diese müssen hinreichend zugfest sein, um dem Einfülldruck standhalten zu können. Es entsteht eine gleichbleibend dicke sandwichartige Struktur mit äußeren, zugfesten Gewebelagen und einem inneren druckfesten Bereich.By filling the medium, the two fabric layers ( 1a ) and the spacer threads ( 1b ) curious; excited. These must be sufficiently tensile to withstand the filling pressure. The result is a consistently thick sandwich-like structure with outer, tensile fabric layers and an inner pressure-resistant area.

Dabei tritt auch der Effekt auf, das die einzelne Gewebelage (1a) wenn sie noch nicht vorgespannt ist, sich vom einzelnen Abstandsfaden zu Nächsten aufwölben kann. Damit wird die Gesamtmembranfläche verkürzt, was für die Zuschnittsfestlegung bedeutsam sein kann bzw. positiv ausgenutzt werden kann.The effect that the individual fabric layer ( 1a ) if it is not yet biased, can bulge from the individual distance thread to neighbor. Thus, the total membrane area is shortened, which can be significant for the blank determination or can be positively exploited.

Um ein vollständiges Ausfüllen des Hohlraumes (1d) des Abstandsgewebes zu garantieren, sollten geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die eingeschlossene Luft entweichen zu lassen. Hierzu kann einerseits z. B. die äußere Lage des Abstandgewebes perforiert sein oder an geeigneten Stelle Entlüftungsvorrichtungen eingebracht werden. Auch mit dem Anlegen eines starken Unterdruckes am Hohlraum (1d) kann der Einschluss von Luft vermieden werden.To completely fill the cavity ( 1d ) of the spacer fabric, appropriate measures should be taken to allow the trapped air to escape. For this purpose, on the one hand z. B. be perforated the outer layer of the spacer fabric or venting devices are introduced at a suitable location. Even with the application of a strong negative pressure at the cavity ( 1d ) the inclusion of air can be avoided.

Während des Aushärtens des eingefüllten Mediums muss die Struktur vor allem bei Medien auf Zementbasis unbedingt bewegungsarm gehalten werden, da Bewegungen den jungen Beton o.ä. während des Abbindens beschädigen könnten. Bei pneumatischen Strukturen ist eine präzise Steuerung und Aufrechterhaltung des angelegten Druckes unabdingbar. Wechselnde Sonneneinstrahlung durch Bewölkung kann durch rapide Temperaturschwankungen sowohl den Luftdruck im Pneu beeinflussen als auch die Dehnungseigenschaften des Abstandsgewebes verändern. Es erscheint günstig, die kritische Phase des Abbindens des Mediums auf die Nachtstunden zu verlegen. Auch die Wetterbedingungen sollten günstig sein – bei Vorhersage höherer Windgeschwindigkeiten sollte das Verfahren nicht durchgeführt werden.During the curing of the filled medium The structure must especially in cement-based media necessarily be held with little movement, as movements o.ä the young concrete. during the Damage could. In pneumatic structures is a precise control and maintenance of the applied pressure is essential. Changing sunlight through cloud cover Due to rapid temperature fluctuations both the air pressure in the Influencing influence as well as the elongation properties of the spacer fabric change. It seems cheap the critical phase of hardening of the medium on the night hours relocate. Also the weather conditions should be favorable - with prediction higher Wind speeds, the procedure should not be performed.

Bei starken Vorspannungen neigen einige Materialien, vor allem die organischen Fasermaterialien, zum Kriechen, was zu ungewünschten Bewegungen in der Struktur führen kann. Es besteht bedingt die Möglichkeit z. B. durch Veränderung des angelegten Druckes im Pneu einem Kriechen des Abstandsgewebe zu entgegnen und so den Verformungen entgegenzuwirken. Auch ist es möglich, die Struktur einige Tage im vorgespannten Zustand zu belassen, bevor das erhärtende Medium (2) eingefüllt wird, da das Kriechen mit der Zeit abnimmt. Auch die Reaktionswärme des erhärtenden Mediums und dessen Einfluss auf das Dehnungsverhalten der Membranen sollte beachtet werden.With strong biases, some materials, especially the organic fiber materials, tend to creep, which can lead to unwanted movements in the structure. It is conditionally possible z. B. by changing the applied pressure in the tire a creep of the spacer fabric to counter and thus counteract the deformations. It is also possible to leave the structure in the prestressed state for a few days before the hardening medium ( 2 ), since the creep decreases with time. The reaction heat of the hardening medium and its influence on the expansion behavior of the membranes should also be taken into account.

Nachdem das Medium (2) erhärtet ist, kann bei der pneumatisch gebildeten Struktur der Druck entfernt werden. Es findet eine Lastumlagerung statt, bei der unter anderem das Eigengewicht der Struktur nicht mehr über den angelegten Druck sondern vom Schalentragwerk getragen wird. Definitionsgemäß sollten dabei in der Schale nur Membranspannungen auftreten.After the medium ( 2 ) is hardened, the pressure can be removed in the pneumatically formed structure. There is a load transfer instead, in which, among other things, the weight of the structure is no longer carried by the applied pressure but by the shell structure. By definition, only membrane stresses should occur in the shell.

Bei dem gegensinnig gekrümmten, mechanisch vorgespannten Flächentragwerk kann nach dem Erhärten die Struktur so verbleiben und damit lediglich ausgesteifter, also mit geringeren Verformungen benutzt werden oder aber es werden bestimmte Abspannpunkte entfernt und damit ein verändertes Lastabtragungssystem, welches jedoch auch vorzugsweise nur mit Membranspannungen arbeitet, gebildet.at the oppositely curved, mechanically prestressed tensile structure can after hardening the structure remain so and thus only stiffened, so be used with lower deformations or there will be certain guying points removed and thus an altered load transfer system, which, however, also works preferably only with membrane voltages formed.

Das Abstandsgewebe ersetzt in der beschriebenen Methode nicht nur die Schalung, sondern bildet zudem, sowohl im Bauzustand als auch innerhalb der fertigen Schale, ein zur Lastabtragung wirksames konstruktives Element. Bei der fertigen Schale wird das Gewebe dazu benutzt, die in der Schale durch äußere Kräfte entstehenden Zugkräfte abzuleiten. Damit ist vor allem die Kombination mit nicht maßgeblich mit Zugkräften belastbaren erhärtenden Medien (2) günstig. Die nach dem Aushärten des Mediums (2) entstandene Konstruktion kann als eine Verbundbauweise angesehen werden, bei der die unterschiedlichen Eigenschaften der beteiligten Materialien zusammenwirken und ein leistungsfähiges Konstruktionselement erzeugen.In the described method, the spacer fabric not only replaces the formwork, but also forms a constructive element effective for load transfer, both in the construction state and within the finished shell. In the finished shell, the fabric is used to dissipate the tensile forces created in the shell by external forces. This is above all the combination with hardening media that can not be loaded with tensile forces ( 2 ) Cheap. The after curing of the medium ( 2 ) can be considered as a composite construction in which the different properties of the materials involved work together to produce a powerful design element.

Im Bauzustand kann das Gewebe stark gespannt werden. In dem Moment, in dem nach dem Erhärten des Mediums (2) die äußeren Lasten zur Aufrechterhaltung der Form während des Bauzustandes verringert werden, indem z. B. der Druck im Pneu abgelassen wird, überträgt das Abstandsgewebe seine Zugspannung teilweise auf den Beton. Dieser wird dadurch auf Druck vorgespannt. Durch diese Druckvorspannung ist der Beton in der Lage, Zugspannungen aufzunehmen, die in der Größenordnung der Druckvorspannung liegen. Darüber hinaus gehende Zugspannungen müssen vom Abstandsgewebe in der Regel unter größeren Verformungen aufgenommen werden und sollten nach Möglichkeit vermieden werden. In diesem Zusammenhang sollte man das Abstandsgewebe nicht als textile Bewehrung sondern mehr als textiles Vorspannelement betrachten. Da Spannbeton ein sehr leistungsfähiges Material ist, wird diesem Aspekt große Bedeutung zugemessen und erwartet, das hierdurch sehr große effiziente Schalenkonstruktionen realisierbar sind.Under construction, the fabric can be stretched tight. In the moment in which after hardening of the medium ( 2 ) the external loads to Maintenance of the mold can be reduced during construction by z. For example, when the pressure in the tire is released, the spacer fabric partially transfers its tensile stress to the concrete. This is thereby biased to pressure. By this pressure bias of the concrete is able to absorb tensile stresses that are in the order of the compressive bias. In addition, tensile stresses generally need to be absorbed by the spacer fabric under major deformations and should be avoided if possible. In this context, one should consider the spacer fabric not as a textile reinforcement but more as a textile biasing element. Since prestressed concrete is a very high-performance material, this aspect is given great importance and is expected to be able to realize very large, efficient shell constructions.

In wieweit bei der Spannungsumlagerung der Zugkräfte des Abstandsgewebes auf den Beton die Spannungen im Abstandsgewebe verringert werden, ist unter anderem durch das Steifigkeitsverhältnis der beiden Komponenten zueinander bestimmt. Ist der Beton sehr steif, was in der Regel durch seine viel größere Querschnittsfläche gegeben ist, ist der Spannungsabbau im Abstandsgewebe sehr gering. Dies ist vor allen dann der Fall, wenn besonders weiche Fasern verwendet werden. Durch dieses Prinzip der Vorspannung ist es nicht nur möglich, im Gegensatz zur Verwendung von Fasern als Betonbewehrung dehnungsweiche Fasern zu verwenden, sondern sogar günstig und stellt einen maßgeblichen Vorteil dar.In how far in the voltage rearrangement of the tensile forces of the spacer fabric on the concrete the tensions in the spacer fabric are reduced is among other things by the stiffness ratio of the two components determined to each other. The concrete is very stiff, which is usually given by its much larger cross-sectional area is, the stress in the spacer fabric is very low. This is especially the case when using very soft fibers become. By this principle of prestressing it is not only possible in the Contrary to the use of fibers as concrete reinforcement stretch-soft Use fibers, but even cheap and provides a significant advantage represents.

Mit diesem Konzept wird es möglich, auf den Stahl als Bewehrung zu verzichten und die damit verbundenen konstruktiven Schwierigkeiten beim Einbau zu umgeben.With this concept makes it possible to dispense with the steel as reinforcement and the associated to surround constructive difficulties during installation.

Die mit dem Konzept erzielte Steifigkeitserhöhung des Gesamtsystems infolge der Maßgeblichkeit der relativ hohen Steifigkeit des Betons im vorgespannten Zustand führt zu einer Verringerung der Verformungen bei den unterschiedlichen Lastfällen, was wiederum zu einer Verringerung der Biegespannungsanteile in der Schale führt, welches der Funktionsweise des Tragwerkes als Flächentragwerk entgegen kommt.The with the concept achieved rigidity increase of the overall system as a result the relevance the relatively high stiffness of the concrete in the prestressed state leads to a reduction in the deformations in the different load cases, what turn to a reduction of the bending stress components in the Shell leads, which counteracts the functioning of the structure as a surface structure.

Die Erfindung soll allerdings ebenfalls auch die Fälle einbeziehen, bei denen das Abstandsgewebe vorwiegend zur Bildung der Schalenform benutzt wird und im fertigen Zustand der Schale keine wesentliche Rolle bei der Lastabtragung übernimmt. Dies kann hauptsächlich bei relativ flachen, pneumatisch gebildeten Schalen der Fall sein, welche aufgrund ihrer Form keine Zugkräfte innerhalb der Schale ausbilden.The However, invention should also include the cases in which the spacer fabric is used predominantly to form the shell mold and in the finished state of the shell no essential role in the Load transfer takes over. This can mainly with relatively shallow, pneumatically formed shells, which due to their shape do not form tensile forces within the shell.

Vorteile:Advantages:

Schalen allgemein ermöglichen das Überspannen von sehr großen Flächen bei minimalem materiellen Einsatz, was in der grundlegend günstigen Lastabtragung der Schalen durch Membrankräfte begründet liegt. Dem steht bisher der hohe Aufwand ihrer Errichtung gegenüber, der hauptsächlich in der Schwierigkeit begründet liegt, zweifach gekrümmte Strukturen zu erzeugen. Hierfür bietet die beschriebene Erfindung eine Lösung.Peel generally allow the spanning of very big ones surfaces with minimal material use, resulting in the fundamentally favorable Load transfer of the shells is based on membrane forces. This is so far the high expense of its construction, which is mainly in the difficulty justified lies, twice curved Create structures. Therefor The described invention offers a solution.

Gegenüber den herkömmlich bekannten Baumethoden beansprucht das beschriebene Verfahren einen wesentlich geringeren personellen Aufwand. Es entstehen weder Kosten für die Erstellung einer steifen Schalung aus Holz noch Kosten für das manuelle Aufbringen von Stahlbewehrungen und Beton. Die höheren Kosten für das Abstandsgewebe können hierbei mehr als ausgeglichen werden, so dass das Gesamtverfahren sowohl ökonomisch als auch ökologisch hocheffizient ist. Über die Abstandsfäden kann eine sehr gleichbleibende Schalendicke erzielt werden. Dies ermöglicht eine gleichbleibende Flächenlast und damit eine exakte statische Auslegung.Compared to the conventional known methods claimed the method described a significantly lower personnel expenses. There are no costs for the Creating a rigid formwork made of wood still costs for the manual Application of steel reinforcements and concrete. The higher cost of the spacer fabric can hereby more than offset, so that the overall process is both economic as well as ecological is highly efficient. about the spacer threads can be achieved a very consistent shell thickness. This allows a constant surface load and thus an exact static design.

Eine Oberflächenbehandlung ist in der Regel nicht notwendig, da die Oberflächen durch die beschichteten Lagen des Abstandsgewebes gebildet werden.A surface treatment is usually not necessary because the surfaces through the coated Layers of the spacer fabric are formed.

Durch den pneumatischen Formbildungsprozess entstehen sehr stetige Strukturen von hoher Genauigkeit, was für die statische Wirksamkeit sehr bedeutsam ist. Durch den Verzicht einer Stahlbewehrung müssen keine sonst üblichen Betonmindestüberdeckungen eingehalten werden. Das ermöglicht die Herstellung noch dünnerer Schalen.By The pneumatic forming process produces very continuous structures of high accuracy, what kind of the static effectiveness is very significant. By the renunciation a steel reinforcement must no usual Concrete minimum coverages be respected. This allows the production even thinner Peel.

Günstig ist allgemein, dass das Abstandsgewebe nicht nur zur Formgebung als „Schalung" verwendet wird, sondern sowohl im Bauzustand als auch innerhalb der fertigen Schale konstruktiv herangezogen werden kann indem z. B. in der fertigen Schale das Abstandsgewebe eine Vorspannung des erhärteten Mediums auf Druck erzeugt bzw. allgemein Zugkräfte der Schale aufnehmen kann.Cheap is in general, that the spacer fabric is not only used as a "formwork" for shaping, but both in the construction state as well as within the finished shell constructive can be used by z. B. in the finished shell the spacer fabric generates a bias of the hardened medium to pressure or in general tensile forces can absorb the shell.

Die Herstellung von Öffnungen (Fenster, Türen,...) innerhalb der Schale sind unproblematisch möglich, beispielsweise durch Abklemmen oder Abnähen von bestimmten Bereichen und damit dem Zurückhalten von Beton während des Einfüllvorgangs. Dabei sind jedoch geeignete Maßnahmen zur Stabilisierung des Öffnungsrandes vorzusehen. Diese können beispielsweise in einer erhöhten lokalen räumlichen Krümmung bestehen.The Production of openings (Windows, doors, ...) within the shell are easily possible, for example by Pinching or sewing certain areas and thus the retention of concrete during the Filling operation. there are however appropriate measures for stabilizing the opening edge provided. these can for example, in an elevated local spatial curvature consist.

Die beschriebene Methode soll darüber hinaus auch eine neue architektonische Formenvielfalt erzeugen können, die im Kontext der aktuellen Entwicklung in der Architektur steht.The described method should over it can also create a new architectural variety of forms that is in the context of current developments in architecture.

Die Erfindung betrifft auch Konstruktionen, die nach der beschriebenen Baumethode erstellt werden, bei dem anstatt der Abstandsgewebe zwei einzelne, nachträglich miteinander verbundene Gewebelagen verwendet werden, die im wesentlichen wie ein Abstandsgewebe funktionieren und benutzt werden.The The invention also relates to constructions described after Construction method in which instead of the spacer fabrics two individual, later interconnected fabric layers are used, which are essentially like a spacer fabric will work and be used.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Bildung von Schalenkonstruktionen als räumlicher Abschluss eines Bauwerks sondern kann auch auf den Brückenbau, den Bau von Türmen u. a. angewendet werden. Dabei besteht auch die sehr interessante Möglichkeit, mit der beschriebenen Methode zunächst eine Schalenkonstruktion, das heißt ein zweifach gekrümmtes Flächentragwerk zu bilden, welches wiederum als feste Schalung für eine weitere Konstruktionsschicht z. B. aus Beton fungiert. Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Lage bzw. Richtung des Flächentragwerkes aus Abstandsgewebe nach dem Erhärten des Mediums (2) und vor der weiteren Benutzung zu verändern. So ist beispielsweise die Herstellung einer weitgespannten Bogenbrücke über ein Tal denkbar, indem ein geschlossener Abstandsgewebestreifen hängend zwischen den Auflagern z. B. mit Zementleim ausgegossen, nach dem Abbinden gedreht und anschließend als Schalung für den eigentlichen Bogenträger benutzt wird. In diesem Fall kann auch der Abstandsgewebestreifen im Querschnitt kreisförmig geschlossen sein und durch anlegen eines Innendruckes während des Bauprozesses ein rohrartiger Bogenträger erzeugt werden. Das Beispiel zeigt auf, das die Anwendungen des beschriebenen Verfahrens sehr vielfältig sind.The invention is not limited to the formation of shell structures as a spatial conclusion of a building but can also be applied to the bridge construction, the construction of towers and others. In this case, there is also the very interesting possibility, with the described method, first a shell construction, that is to form a double-curved surface structure, which in turn as a solid formwork for another construction layer z. B. made of concrete. It is also possible, the position or direction of the surface structure of spacer fabric after hardening of the medium ( 2 ) and before further use. For example, the production of a wide-span arch bridge over a valley is conceivable by a closed spacer fabric strip hanging between the supports z. B. poured with cement paste, turned after setting and then used as formwork for the actual arch support. In this case, the spacer fabric strip may be circular in cross-section and be created by applying an internal pressure during the construction process, a tubular arch support. The example shows that the applications of the described method are very diverse.

11: Abstandsgewebespacer fabric
1a1a: obere bzw. untere Lage des Abstandsgewebesupper or lower layer of the spacer fabric
1b1b: Abstands- bzw. Polfädendistance or pile threads
1d1d: Hohlraum des Abstandsgewebescavity of the spacer fabric
1e1e: zusätzliche Membranstreifenadditional membrane strips
1f1f: Beschichtungcoating
22: fließfähiges aushärtendes Mediumflowable curing medium
33: Randedge
44: Auflagerpunktsupport point
55: inneres Volumen des Pneusinner Volume of the tire
66: feststehendes Anschlussbauteilfixed connection component
77: Hilfsmembranauxiliary membrane
7a7a: Hilfsmembran zur Bildung von Öffnungenauxiliary membrane for the formation of openings
88th: temporäre Abspannungtemporary bracing
1010: Membranstreifenmembrane strips
1111: Seilrope
1212: Ringbalkenring beam
1313: Bewehrungreinforcement
1414: Bewehrungshalterreinforcement bracket
1515: Verbindungsfädenconnecting threads
1616: Klemmblecheclamping plates
1717: Profilprofile
1818: Rohrpipe
1919: Befestigungsschwertshelf bracket
2020: Klemmbügelclamp
2121: Klemmprofilclamping profile

Claims

1 Curved, in particular doubly curved, shell construction, characterized in that for its production a curved spacer fabric ( 1 ) under tension, thus stabilized in its spatial geometry and with a flowable, hardening medium ( 2 ) is filled, which is biased in the finished state of the shell by rearranging at least a portion of the tension of the spacer fabric to pressure and thus can react in combination with the spacer fabric on the later acting external forces as a load-bearing shell construction.

Tray construction according to claim 1, characterized in that instead of the spacer fabric ( 1 ) a differently constructed two-layered or multi-layer textile fabric with constructively defined spacing of the individual fabric layers relative to one another is used essentially like the described spacer fabric.