DE10356975A1

DE10356975A1 - Zwischen aufragenden, tragenden Bauteilen aufgehängtes Gebäude

Info

Publication number: DE10356975A1
Application number: DE2003156975
Authority: DE
Inventors: David Dipl.-Ing. Kopito (FH); Manuel Dipl.-Kfm. Engels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-07-07
Also published as: DE112004002732D2; WO2005056944A1; DE202004014897U1

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gebäude so aufzuhängen, dass alle auftretenden Kräfte über "auf Zug beanspruchte Verbindungen" in aufragende, tragende Bauteile eingeleitet werden. DOLLAR A Ziel ist ein möglichst schwebender bzw. losgelöster Eindruck des Gebäudes. DOLLAR A Das Gebäude (1) ist eine flexible Raumentwicklung aus den Materialien Stahl, Holz und textiler Membrane zur Schnellmontage am Boden. Konzipiert zur Aufhängung zwischen Masten (8). Die textile Membrane überspannt ein Tragwerk aus freigeformten Brettschichtholzrahmen, biegesteif verbunden über Schlitzbleche. Die Rahmen (1a) verteilen sich gleichmäßig über zwei unterspannte Träger (2) aus Stahlrundrohren (2a), welche in der Ebene der Rahmen (1a) durch Brettschichtholzbalken (1b) verbunden sind. Die Decke aus Brettstapelelementen (1c) steift die Konstruktion horizontal aus. Die vertikale Aussteifung erfolgt durch variable platzierbare Wandelemente (1f) im Rauminnern (zusätzliche Aussteifung durch Druckstäbe (1d)). DOLLAR A Die Gebäudegrundstruktur kann durch nichttragende Wände, Fenster und Türelemente ergänzt werden. Es sich verschiedene Dachkonstruktionen und konventionelle Erschließungsmöglichkeiten (z. B. Wendeltreppen) realisierbar. DOLLAR A Das Gebäude eignet sich zur Errichtung auf Grundstücken, an die besondere Ansprüche hinsichtlich "Landschaftseinbindung" bzw. optischer Wirkung gestellt werden. Dabei ist eine Weg- oder Wasserführung unter dem Gebäude denkbar. Die Konstruktion ist setzungsunempfindlich und daher ...

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Konstruktion entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur Definition des Begriffes 'Gebäude': Gebäude sind selbständig benutzbare, überdachte bauliche Anlagen, die von Menschen betreten werden können und geeignet oder bestimmt sind, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen zu dienen. Hierzu gehören zum Beispiel nicht Brücken, Straßen und Staudämme.
Stand der Technik
Als Stand der Technik kann das bereits realisierte Projekt „SU-SI" des österreichischen Architekten Johannes Kaufmann angeführt werden. Es handelt sich dabei um eine mobile Gebäudeeinheit in Holzbauweise, die aufgeständert werden kann (http://www.jkarch.at/system.php?section=3&item=1) – das Tragwerk dieser Gebäudeeinheit ist "auf Druck beansprucht".
Ausführungen von maßgeblich "auf Zug beanspruchten" Gebäudeaufhängungen sind derzeit nicht bekannt. Es liegen Entwurfsunterlagen in Ideenform vor, die jedoch nicht für eine Realisierung ausgearbeitet worden sind (http://www.treehousesofhawaii.com/competition/finalists/index.htm) und daher nicht die erforderliche Detaillierung aufweisen.
Im Brückenbau sind ähnliche Konstruktionsprinzipien bekannt.
Nachteile des Standes der Technik
Folgende Nachteile können angeführt werden:

– Der Raum unterhalb solcher Gebäude ist durch die Stützen nur beschränkt nutzbar. Gebäude dieser Art sind in hohem Maße setzungsempfindlich. Die Standsicherheit in Erdbebengebieten ist dadurch beeinträchtigt.
– Tragwerk und Boden müssen aufeinander abgestimmt werden. Bauen im Hang erfordert genaue Kenntnis der Örtlichkeit.
– Auf Druck beanspruchte Bauteile erfordern konstruktionsbedingt eine größere Dimensionierung als auf Zug beanspruchte Bauteile.

Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gebäude so aufzuhängen, daß alle auftretenden Kräfte (Eigenlasten, Nutzlasten, Windlasten, Schneelasten) über auf Zug beanspruchte Verbindungen' in aufragende, tragende Bauteile eingeleitet werden.
Dabei soll ein möglichst schwebender bzw. losgelöster Eindruck des Gebäudes entstehen. Zudem soll die Konstruktion eine minimale Berührungsfläche zum Boden aufweisen.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch eine Konstruktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist zu beachten, daß unter einem Mast auch eine Säule, ein Pfeiler oder eine Stütze verstanden werden kann.
Vorteile der Erfindung
Folgende Vorteile bietet die Erfindung:

– Der Raum unterhalb des Gebäudes ist stützenfrei und damit uneingeschränkt nutzbar. Die Landschaft unterhalb des Gebäudes kann unberührt bleiben – so ist eine Weg – oder Wasserführung unter dem Gebäude denkbar. Es eignet sich somit besonders zur Errichtung auf Grundstücken, an die hohe Ansprüche hinsichtlich der Einbindung in die Landschaft' gestellt werden.
– Die Konstruktion ist setzungsunempfindlich und daher erdbebensicher.
– Durch die geringere Dimensionierung der auf Zug beanspruchten Bauteile entsteht ein losgelöster Eindruck. Diese außergewöhnliche Bauweise eignet sich daher besonders für Projekte, bei denen das Gebäude eine besondere optische Wirkung erzielen soll.

Beschreibung
Die 1 ist eine Axonometrie und zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anstelle des hier dargestellten und beschriebenen Gebäudes (1), sind auch andere Konstruktionen oder eine offene Plattform denkbar.
Das Gebäude (1) ist hier eine flexible Raumentwicklung aus den Materialien Stahl, Holz und textiler Membrane zur Schnellmontage am Boden. Konzipiert zur Aufhängung zwischen Masten (8).
Die textile Membrane überspannt ein Tragwerk aus freigeformten Brettschichtholzrahmen. Diese sind mittels Schlitzblechen biegesteif miteinander verbunden. Die Rahmen (1a) verteilen sich gleichmäßig über zwei unterspannte Träger (2) aus Stahlrundrohren (2a), welche in der Ebene der Rahmen (1a) durch Brettschichtholzbalken (1b) verbunden sind. Die Decke aus Brettstapelelementen (1c) steift die Konstruktion horizontal aus. Die vertikale Aussteifung erfolgt durch variable plazierbare Wandelemente (1f) im Rauminnern. Die aussteifende Wirkung wird durch Druckstäbe (1d) von Rahmen zu Rahmen weitergegeben.
Die Grundstruktur des Gebäudes kann durch nichttragende Wände, Fenster und Türelemente ergänzt werden. Auch andere Dachkonstruktionen sind vorstellbar.
Es bestehen zahlreiche konventionelle Erschließungsmöglichkeiten, die von Wendeltreppen über einläufige bis zweiläufige gerade Treppen reichen.
Montageablauf
Fundamente
Die Fundamentierung der Konstruktion ist von örtlichen Faktoren abhängig und kann nach unterschiedlichen konventionellen Bauarten ausgeführt werden. Bei normalen Bodenverhältnissen empfehlen sich Einzelfundamente (12) unterhalb der Stahlmaste (8) und Ankerplattenfundamente (13, 14) zur Aufnahme der Zugkräfte aus den Spiralseilen (4) und (5).
Richten der Maste
Die Maste (8) werden schon im Werk mit den oberen Aufhängepunkten (7) und den unteren Befestigungspunkten (9) nach Statikerangaben verschweißt. Zum Richten der Maste ist ein Lastenkran notwendig.
Am Ort der Montage werden die Spiralseile (3, 4, 5) an den Gabelköpfen mit Bolzen am oberen Aufhängepunkt (7) unter Einhaltung der Herstellerangaben des verwendeten Zugseilsystems befestigt. (Fertige Zugseil- bzw. Zugstabsysteme sind auf dem Markt erhältlich.) Anschließend werden an den Gabelspannschlössern der Zugseile (3) Montageseile zur Verlängerung angebunden.
Anheben des Masts mit Hilfsseil am oberen Aufhängepunkt (7) und Anschrauben des unteren Befestigungspunktes (9) an Gewindestangen, die in dem Fundament (12) einbetoniert sind. Jetzt werden die Gabelspannschlössern der am Mast herunterhängenden Spiralseile (4) und (5) an den Befestigungspunkten (10) und (11) angeschlossen. Um ein Umkippen der Maste zu verhindern, können die oberen Mastenden provisorisch mit einem Seil verbunden werden. Nach der Aufhängung des Gebäudes (1) kann die Seilverbindung wieder entfernt werden.
Gebäude (1)
Die beiden Stahlträger (2) werden im Werk vorgefertigt sowie feuerverzinkt und bestehen aus: Stahlrundrohren (2a), Druckstäben (2b), Zugseilen (2c), angeschweißten Anschlußplatten (2d, 2e, 2f) und kreisrunden Rohrabschlüssen (2g).
Die Stahlträger (2) werden am Boden aufgebockt. Anschrauben der im Werk vorgefertigten Brettschichtholzbalken (1b) an angeschweißte Anschlußplatten (2d).
Die Balken (1b) weisen Bohrungen auf, durch die jetzt die Sanitär- und Elektroinstallation (1g) geführt werden kann. Die Installation sollte durch Edelstahlblenden – an den Balken (1b) mit Holzschrauben befestigt – von unten verdeckt werden.
Es folgt das Verlegen und Befestigen der Brettstapelelemente (1c) an Balken (1b) mittels Schrauben. Anschrauben der Brettschichtholzrahmen (1a) an Anschlußplatten (2d). Anschrauben der Druckstäbe (1d) an vorgebohrten Löchern in den Rahmen (1a).
Jetzt, nachdem die Grundstruktur aufgebaut ist, können die Trennwände (1e) und (1f) in das Rahmenwerk eingesetzt werden und mit Schraubverbindungen befestigt werden.
Es folgt die etwaige Montage von Fenstern, Türen, Brüstungen, Sanitärobjekten, sowie leichten Trennwänden. Nach Abschluß des Innenausbaus wird die textile Membran von einem fachkundigen Montageteam an den Rahmen (1a) befestigt.
Aufhängung des Gebäudes (1)
Zuvor sollten sperrige Einrichtungsgegenstände aufgestellt und vor Bewegung gesichert werden. Das Gebäude wird an vier Punkten mit einem Lastenkran angehoben. Gleichzeitig ziehen im Gebäude befindliche Monteure die zur Verlängerung der Spiralseile (3) angebundenen Montageseile zu sich.
Das Gebäude (1) wird soweit angehoben, daß die Monteure die Gabelspannschlösser der Spiralseile (3) lose an den Anschlußplatten (2e) befestigen können. Nachdem dies erfolgt ist, wird das Gebäude langsam herabgelassen, bis sich die Spiralseile (3) spannen. Jetzt können die Vorspannseile (6) mit Gabelköpfen an den Anschlußplatten (2f) und mit Gabelspannschlössern an den Anschlußplatten des unteren Befestigungspunktes (9) befestigt werden. Darauf kann die Justierung an sämtlichen Spannschlössern vorgenommen werden.
Es folgt die Überprüfung sämtlicher Befestigungspunkte sowie eventueller Belastungstests, bevor die Hebevorrichtung des Lastenkrans entfernt wird.
Abbildungserklärung:
1 zeigt eine Axonometrie der Erfindung
2 zeigt Vergrößerungen aus 1
3 zeigt eine Ansicht der Konstruktion
4 zeigt das Grundrißschema der Konstruktion
5 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittführungslinien A-A aus 4
6 zeigt eine Draufsicht geometrischer Anordnungsbeispiele

Claims

Gebäude (1, 1a bis 1h), das zwischen aufragenden, "auf Druck beanspruchten" länglichen Bauteilen aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebäude eine größere Länge als Breite aufweist, und daß die beiden Kopfseiten des Gebäudes über Zugglieder (3) jeweils an einem Mast aufgehängt sind, so daß das Gebäude zwischen beiden Masten (8) in einem Abstand zum Boden und/oder zur Wasseroberfläche schwebt.
Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebäude über Zugglieder (6) am Boden verankert ist.
Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Bodenplatte aufweist, an der die Zugglieder befestigt sind.
Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte mindestens zwei seitliche Längsträger (2a) aufweist, die miteinander über Querbalken (1b) befestigt sind.
Gebäude nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Bodenplatte angeordneten Aufbauten nur an der Bodenplatte befestigt sind.
Gebäude nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbauten der Bodenplatte mehrere Rahmen (1a) aufweisen, die senkrecht und quer zur Längsrichtung der Bodenplatte angeordnet sind.
Gebäude nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der obere Bereich der Rahmen (1a) korbbogenförmig ist.
Gebäude nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden zumindest an seinen beiden Längsseiten Längsträger aufweist, die an ihrer Unterseite eine Unterspannung (2b, 2c) aufweisen.
Gebäude nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachhaut von einer textilen Membrane oder Folie überspannt ist.
Gebäude nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände von Lamellen oder Lamellenfenstern (1h) zumindest im unteren Bereich gebildet werden.