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Die
Erfindung betrifft eine Tragkonstruktion zum Tragen einer Verglasung
einer Fassade oder einer Decke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Eine
Tragkonstruktion dieser Art ist aus der
AT 357 727 bekannt. Ferner zeigt die
FR 682 854 auf einen Kreuzungsmittelpunkt
ausgerichtete Stäbe. Die
Stabendabschnitte haben einen gegenüber dem vollen Stabquerschnitt
reduzierten Stabzwischenteil und einen gegenüber diesem Zwischenteil im
Querschnitt wieder erweitertem Endteil. Zwei beidseitig der Stabendabschnitte
angeordnete Verbindungselemente hintergreifen die verdickten Stabendteile
und können
dadurch Zugkräfte
zwischen den Stäben übertragen.
Die Stabendteile sind keilförmig
ausgebildet. Die Keilflächen
von einander benachbarten Stäben
liegen aneinander an und können
dadurch Druckkräfte
zwischen den Stäben
in Stablängsrichtung übertragen.
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Eine ähnliche
Konstruktion wie die genannte
FR
682 854 zeigt auch die
EP 0 893 549 A2 . Auch hier sind die Stabenden
keilförmig
ausgebildet und die Keilflächen
von einander benachbarten Stabenden liegen aneinander an zur Druckkraftübertragung zwischen
den Stäben
in Stablängsrichtung.
Beidseitig der Stäbe
angeordnete Verbindungselemente greifen formschlüssig in querschnittverengte
Teile der Stabendabschnitte ein. Die
DE 29 41 718 A1 zeigt eine weitere Verbindungsvorrichtung
für Gitterstrukturen.
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Die
EP 0 809 739 B1 zeigt
ebenfalls keilförmig
ausgebildeten Stabenden, wobei die Keilflächen von einander benachbarten
Stäben
aneinander anliegen zur Übertragung
von Druckkräften
zwischen den Stäben
in Stablängsrichtung.
Die Stabenden sind mit einem zum Ende auslaufenden Absatz versehen,
in welchem zwei beidseitig der Stäbe angeordnete Verbindungsplatten
eingesetzt sind und durch Schrauben miteinander und mit den Stabendabschnitten
verbunden sind. Die Schrauben erstrecken sich durch Bohrungen der
Stabendabschnitte.
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Die
bekannten Stabknoten von Tragkonstruktionen haben den Nachteil,
dass die einzelnen Teile mit sehr hoher Genauigkeit und damit mit
sehr engen Toleranzen hergestellt werden müssen und dass trotzdem die
Gefahr besteht, dass im Stabknoten mechanische Überspannungen entstehen. Bei der
Tragkonstruktion der genannten
FR
682 854 ergibt sich außerdem
durch die starke Querschnittsreduzierung der Stabendabschnitte eine
starke Schwächung
der Tragfähigkeit
und der Steifheit der Tragkonstruktion.
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Durch
die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Tragkonstruktion
an den Stabknoten derart auszubilden, dass sie preiswerter herstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
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Durch
die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:
Die Tragkonstruktion
ist preiswerter herstellbar, weil mit größeren Toleranzen gearbeitet
werden kann. Es bleibt im Stabknoten die für die Tragkonstruktion erforderliche
Tragfestigkeit und -Steifigkeit erhalten.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand
von bevorzugten Ausführungsformen
als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
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1 eine
Draufsicht auf eine Tragwerkkonstruktion nach der Erfindung zum
Tragen einer Verglasung, einer Fassade oder eines Daches, wobei ein
Stabknoten der Tragkonstruktion in Draufsicht dargestellt ist und
die Stäbe
des Stabknotens abgebrochen dargestellt sind,
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2 eine
Querschnittsansicht des Stabknotens von 1 längs der
Schnittebene II-II,
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3 eine
abgebrochene Schnittansicht in der Ebene III-III von 1 und
damit in einer zur Ebene von 1 parallelen
Ebene,
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4 eine
Draufsicht auf einen Stabknoten einer weiteren Ausführungsform
einer Tragkonstruktion nach der Erfindung,
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5 einer
Querschnittsansicht des Stabknotens von 4 längs der
Ebene V-V.
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Die
Tragkonstruktion kann beliebig viele Stäbe aufweisen, welche sich in
einem oder in mehreren Stabknoten kreuzen. Die Erfindung wird im
Folgenden als Beispiel mit Bezug auf einen Stabknoten beschrieben,
in welchem vier Stäbe 2 miteinander
verbunden sind. Die Stäbe 2 liegen
in einer Ebene oder sind zeltartig oder kuppelartig schräg zueinander
angeordnet. Die nicht gezeigte Verglasung einer Fassade oder einer
Decke kann an einer solchen Tragkonstruktion in bekannter Weise
befestigt werden.
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Bei
der in den 1, 2 und 3 gezeigten
Tragkonstruktion sind die Stäbe 2 in
einem Stabknoten 4 über
ein Druckelement 6 gegenseitig in Stablängsrichtung abgestützt. Hierbei
liegen stirnseitige Stabdruckflächen 8 der
Stäbe 2 an
Druckelementdruckflächen 10 des
Druckelements 6 an und stützten sich daran ab.
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Zwei
Zugplatten 12 und 14 sind im Stabknoten 4 auf
zwei voneinander abgewandten Seiten der Endabschnitte 16 der
Stäbe 2 angeordnet
und durch Bolzen 18 an den Endabschnitten 16 der
Stäbe 2 befestigt
und vorzugsweise auch gegen die Stäbe 2 gespannt zur
gegenseitigen Übertragung
von Zugkräften
zwischen den Stäben 2.
Die Bolzen 18 erstrecken sich durch Stabbohrungen 20 in
den Stabenden 16 der Stäbe 2.
Die Zugplatten 12 und 14 sind beidseitig von einer
Ebene angeordnet, in welcher die Stäbe 2 angeordnet sind.
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Die
Bolzen 18 erstrecken sich auch durch oder mindestens in
Bohrungen 22 bzw. 24 der Zugplatten 12 bzw. 14.
Die Bolzen 18 können
zylindrische Bolzen mit glatter Oberfläche oder entsprechend den gezeigten
Ausführungsbeispielen
Gewindebolzen sein, welche durch die eine Zugplatten-Bohrung 22 hindurch
steckbar und in ein Gewinde der anderen Zugplatten-Bohrung 24 schraubbar sind.
Die Schraubenköpfe 26 sind
vorzugsweise in einer Bohrungserweiterung 28 der betreffenden
Zugplatte 12 mindestens teilweise versenkt angeordnet. Der
Gewindeschaft 30 der Schrauben bzw. Bolzen 18 ist
vorzugsweise nur so lang, dass er nicht aus der betreffenden Zugplatte 14 hinaus
ragt. Mindestens eine, vorzugsweise beide Zugplatten 12 und 14 sind vorzugsweise
ganz oder teilweise gegenüber
der Oberfläche
der Stäbe 2 versenkt
in einem stirnseitig auslaufenden Absatz 32 der Stäbe 2 angeordnet.
Die Zugplatten 12 und 14 können entsprechend den Zeichnungen
das Druckelement 6 überdecken
oder das Druckelement umgebende ringförmige Platten sein.
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Wie
am besten aus 3 ersichtlich ist, ist bei jedem
Stab 2 in Stablängsrichtung
gesehen die Entfernung A der Stabbohrung 20 von der Stabdruckfläche 8 vorzugsweise
kleiner als die Entfernung B des Bolzens 18 in dieser Stabbohrung 20 von
dem Druckelement 6. Durch diese bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird erreicht, dass Druckkräfte zwischen den Stäben 2 nur
von dem Druckelement 6 übertragen
werden, nicht jedoch auch von den Balzen 18. Es sind auch
Ausführungen
möglich, bei
welchen solche Druckkräfte
zusätzlich
zum Druckelement 6 auch von den Bolzen 18 übertragen werden,
jedoch muss dann bei der
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Herstellung
der einzelnen Teile durch die Einhaltung von sehr kleinen Toleranzen
darauf geachtet werden, dass die Druckkräfte nicht nur von den Bolzen 18,
sondern überwiegend
(mehr als 50 %) von dem Druckelement 6 übertragen werden. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
ist die Entfernung B der Stabbohrung 20 von der Stabdruckfläche 8 in der
genannten Weise kleiner als die Entfernung B des Bolzens 18 in
dieser Stabbohrung 20 von dem Druckelement 6,
weil dann die Herstellung einfacher ist und der Bolzen 18 ohne
die Gefahr einer Klemmung oder Sperrung in der Stabbohrung 20 in
diese Stabbohrung 20 eingesetzt oder daraus herausgenommen
werden kann. Die gegenseitigen Abstände der Zugplatten-Bohrungen 22 bzw. 24 sind
bei jeder Zugplatte 12 und 14 entsprechend anzupassen.
Dadurch wird bei der bevorzugten Ausführungsform erreicht, dass bei
Druckbelastung in den Stäben 2 die Stabdruckfläche 8 an
dem Druckelement 6 anliegt, ohne dass die Bolzen 18 an
der Wand der Stabbohrungen 20 Druck aufnehmend anliegen.
Eine leichte Anlage der Bolzen 18 an den Wänden der
Stabbohrungen 20 ist ohne Nachteil, wenn nur geringe Druckkräfte der
Stäbe 20 übertragen
werden.
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Die
Zugplatten 12 und 14 sind an dem Druckelement 6 vorzugsweise
durch eine gegenseitige Steckverbindung, welche sich quer zur Stablängsrichtung
erstreckt, in Stablängsrichtung
zentriert. Diese Steckverbindung kann dadurch gebildet werden, dass
Vorsprünge
der Zugplatten 12, 14 in eine Bohrung des Druckelements 6 eingreifen
oder entsprechend den Zeichnungen dadurch, dass das Druckelement 6 längs einer
quer zu den Stäben 2 verlaufenden
Querachse 40 jeweils in eine Aufnahmebohrung 42 bzw. 44 der
Zugplatten 12 bzw. 14 mit geringem radialen Spielraum
oder ohne radialen Spielraum eingreifen. Dies hat den Vorteil, dass
das Tragwerk montiert werden kann, ohne dass bei jedem Stabknoten
die als Schrauben ausgebildeten Bolzen 18 jeweils sofort
festgezogen und damit die Endabschnitte 16 der Stäbe 2 zwischen
den Zugplatten 12 und 14 eingeklemmt werden müssen. Dies
kann später
gemacht werden, wenn mehrere Stabknoten 4 montiert sind.
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Die
Zugplatten 12, 14 sollen nur Zugkräfte, jedoch
keine wesentlichen Druckkräfte
zwischen den Stäben 2 übertragen.
Deshalb haben die Zugplatten 12, 14 keine in Stablängsrichtung
zeigenden Druckflächen
und die Stäbe 2 haben
keine damit kontaktierbare, in Stablängsrichtung zeigende Gegen-Druckflächen. Um
dies ohne Berücksichtigung von
Toleranzen auch dann sicherzustellen, wenn die Zugplatten 12 und/oder 14 in
stirnseitig auslaufenden Absätzen 32 bzw. 34 versenkt
angeordnet sind, haben die Zugplatten 12 und 14 in
Stablängsrichtung eine
Länge,
welche kleiner ist, als der Abstand zwischen den stirnseitigen Absatzflächen 46 der
Absätze 32, 34 der
Stäbe 2,
sodass zwischen den stirnseitigen Absatzflächen 46 von einander
gegenüberliegenden
Stäben 2 und
den in Stablängsrichtung
zeigenden Endflächen 48 der
Zugplatten 12 und 14 jeweils ein Abstandsspalt
C gebildet ist.
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Gemäß den bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung sind die Stabenden keilförmig ausgebildet und die Stabdruckfläche 8 erstreckt
sich am Keilende in Stabquerrichtung von der einen bis zur anderen
Keilfläche 50 und 52 des
betreffenden Stabes 2.
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Vorzugsweise
haben die Stäbe 2 von
allen Ausführungsformen
der Erfindung in Umfangsrichtung um das Druckelement 6 herum
einen gegenseitigen Abstand voneinander zur Vermeidung von Querspannungen
zwischen den Stäben.
Entsprechend diesem Gedanken haben die einander benachbarten Keilflächen 50 und 52 von
einander benachbarten Stäben 2 einen
gegenseitigen Abstand voneinander unter Bildung eines Abstandspaltes 54. Damit
können
Querverspannungen zwischen den einander benachbarten Stäben vermieden
werden, ohne dass bei der Herstellung der einzelnen Teile des Stabknotens
enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Auch wird hierdurch die
Montage erleichtert.
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Bei
allen Ausführungsformen
der Erfindung sind die Stäbe 2 vorzugsweise
gegen einen gemeinsamen Kreuzungsmittelpunkt 56 gerichtet.
Die Stäbe 2 sind
vorzugsweise symmetrisch um den Kreuzungsmittelpunkt 56 herum
angeordnet. Die Stabdruckflächen 8 und
die Druckelement-Druckflächen 10 haben
vorzugsweise alle den gleichen Abstand von dem Kreuzungsmittelpunkt 56.
Gemäß anderen Ausführungsformen
können
die Druckflächen
bei verschiedenen Stäben 2 auch
unterschiedlich sein. Der Kreuzungsmittelpunkt 56 liegt
vorzugsweise auf der Querachse 40.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung sind die Stabdruckflächen 8 und
die Druckelement-Druckflächen 10 jeweils
Kreisbogenflächen,
deren Kreismittelpunkt im Kreuzungsmittelpunkt 56 liegt.
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Bei
den bevorzugten Ausführungsformen, welche
in den Zeichnungen dargestellt sind, ist das Druckelement 6 ein
zylindrischer Bolzen, dessen kreisförmige Umfangsfläche die
Druckflächen 10 des Druckelements 6 bildet.
Bei allen Ausführungsformen sind
die Druckelement-Druckflächen 10 um
das Druckelement 6 herum in einer Ebene angeordnet, in welcher
auch die Enden der Stäbe 2 angeordnet sind.
Das Druckelement 6 ist ein Bolzen, dessen Mittelachse die
genannte Querachse 40 ist und sich quer zu dieser Ebene
erstreckt. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
erstreckt sich das Druckelement 6 quer zur Ebene, in welcher
die Stäbe 2 liegen, über das
gesamte Höhenmaß der Stabdruckflächen 8 oder,
entsprechend den Zeichnungen, darüber hinaus. Das Druckelement 6 ist
ein einstückiger
Körper.
Es ist jedoch ersichtlich, dass das Druckelement 6 auch
in der Höhe
unterteilt sein könnte
auf zwei oder mehr Elementstücke.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 4 und 5 sind Teile,
welche der Ausführungsform nach
den 1 bis 3 entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen
versehen. Der Unterschied besteht darin, dass bei der Ausführungsform
nach den 4 und 5 die Stabdruckfläche 108 der
Stäbe 2 sich über den
gesamten Stabquerschnitt des Stabendabschnittes 16 erstreckt.
Dies ist insbesondere aus 4 ersichtlich.
In den 4 und 5 sind andere Bolzen 18 als
in den 1 bis 3 gezeigt, jedoch könnten die
gleichen Bolzen verwendet werden.
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Bei
allen Patentausführungsformen
nach den 1 bis 5 sind die
Bolzen 18 Schrauben, welche durch Durchsteck-Bohrungen 22 der
einen Zugplatte 12 hindurch gesteckt und in eine Gewindebohrung 24 der
anderen Zugplatte 14 geschraubt sind. Die beiden Bohrungen 22 und 24 könnten auch vertauscht
werden. Gemäß einer
nicht gezeigten anderen Ausführungsform
könnten
beide Bohrungen 22 und 24 Durchsteck-Bohrungen
sein und es könnte der
Gewindeschaft 30 der Bolzen 18 aus der betreffenden
Zugplatte herausragen zum Befestigen einer Gewindemutter, um die
beiden Zugplatten 12 und 14 gegen die Endabschnitte 16 der
Stäbe 2 zu
spannen.