DE1292354B - Raeumliches Gitterwerk fuer Gewoelbe, Kuppeln od. dgl. - Google Patents

Raeumliches Gitterwerk fuer Gewoelbe, Kuppeln od. dgl.

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DE1292354B DEF31962A DEF0031962A DE1292354B DE 1292354 B DE1292354 B DE 1292354B DE F31962 A DEF31962 A DE F31962A DE F0031962 A DEF0031962 A DE F0031962A DE 1292354 B DE1292354 B DE 1292354B
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Description

Die Erfindung betrifft ein räumliches Gitterwerk F i g. 9 die Draufsicht auf eine Anordnung ähn-
für Gewölbe, Kuppeln od. dgl. mit Druckstäben und lieh F i g. 7 und 8,
mit diese verbindenden Zuggurten. F i g. 10 und 11 Ausführungsformen von Kuppeln,
Es ist ein derartiges Gitterwerk bekanntgeworden, Fig. 12 schematisch eine Darstellung der auf-
das nach dem System der Gitterträger aufgebaut ist, 5 tretenden Spannungen bei der Ausführungsform die an ihrer Unterseite durchlaufende Druckgurte gemäß Fig. IG,
aufweisen, die über Zug- bzw. Druckstäbe mit im Fig. 13 eine Darstellung der auftretenden Span-
Abstand darüberliegenden Zuggurten verbunden sind nungen bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11, (deutsche Auslegeschrift 1 064 226). Bei diesem Git- Fig. 14 einen als Gitterwerk ausgebildeten Druck-
terwerk sind die als Zuggurt, Druckgurt und Gitter- io stab und
stäbe ausgebildeten Elemente räumlich ausgebildet, Fig. 15 einen Teil der Fig. 14.
wobei die Streben von einem Zug- oder Druckgurt Das Gitterwerk nach der Erfindung weist eine Anabwechselnd zu dem einen oder dem anderen zahl Druckstabdreiecke (F i g. 2) auf, die jeweils danebenliegenden Druck- oder Zuggurt geführt sind. aus drei sich nicht überschneidenden, im Abstand an-Über gelenkig ausgebildete Knotenverbindungen wird 15 geordneten Druckstäben 1 gebildet sind, die einander aus auf Druck belasteten Elementen der Druck weiter nach Art eines Indianerzeltes (F i g. 1) kreuzen oder auf benachbarte, ebenfalls auf Druck belastete überlappen, wobei die Druckstäbe benachbarter Elemente unmittelbar übertragen. Da die auf Druck Druckstabdreiecke miteinander vereinigt sind belasteten Elemente auf Knicken bemessen sein (F i g. 3).
müssen, wird eine Vergrößerung des Widerstands- 20 Aus F i g. 1 ist zu ersehen, daß das durch Verquerschnittes erforderlich, und damit ergibt sich eine binden der drei Druckstäbe mit Zuggurtenab-Erhöhung des Gewichtes der Konstruktion. schnitten 2 und 3 gebildete Primärelement sechs für
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf- ein Oktaeder charakteristische Scheitel zeigt, das aus gäbe, ein räumliches Gitterwerk der eingangs ge- einem Polyeder mit drei Achsen, sechs Scheiteln, nannten Art so auszubilden, daß bei gleichen Lasten 25 acht Flächen und zwölf Kanten besteht. Bei einem und gleichen Abmessungen das Gewicht vermindert sphärischen, aus solchen primären Oktaeder-Primärwird. Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der elementen zusammengesetzten Gitterwerk ist es Erfindung darin, daß jeder Druckstab mit jedem möglich, Zuggurte wegzulassen, die sich längs sechs seiner Enden über Zuggurtabschnitte einerseits an oder zwölf Kanten eines jeden Oktaeders erstrecken einem Ende und andererseits im mittleren Teil mit 30 würden. Die Weglassung dieser Zuggurte verschleiert einem benachbarten Druckstab verbunden ist, derart, das Aussehen der acht dreieckigen Seiten des daß jeweils drei Druckstababschnitte einander nicht Oktaeders, zerstört jedoch nicht den oktaedrischen berührend sich in Form eines Dreiecks räumlich der- statischen Aufbau des Primärelements, das durch die gestalt überschneiden, daß jedes Ende eines Druck- genannten, für das Oktaeder charakteristischen stabs vor dem mittleren Teil eines benachbarten 35 sechs Scheitel festgelegt und bestimmt ist. Die Druck-Druckstabs angeordnet ist oder umgekehrt und daß stäbe 1 sind durch die Zuggurtabschnitte 2, beispielsdie außerhalb des Druckstabdreiecks liegenden weise Drähte oder Seile, unter Bildung eines Span-Druckstababschnitte Teile benachbarter Druckstab- nungsdreiecks a-b-c miteinander verbunden, während dreiecke sind. durch die Zuggurtabschnitte 3 die Scheitel a, b, c der
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß Druck- 40 Spannungsdreiecke mit Verbindungsstellen 18 an den stäbe zum Übertragen der auftretenden Kräfte von mittleren Teilen der Druckstäbe 1 mit den Stäben einem Druckstab zu eineni benachbarten Druckstab benachbarter Primärelemente vereinigt sind. Die gevermieden sind, da jeder Drückstab zum benach- strichelten Linien, die die durch die Verbindungsbarten Druckstab nur durch Zuggurtabschnitte abge- stellen 18 gebildeten Ecken des Oktaeders in F i g. 1 stützt ist. Da die Zuggurte nicht auf Knicken bean- 45 verbinden, sind nur theoretische. Sieht man diese gesprucht sind, können sie leichter ausgebildet sein. strichelten Linien als Zuggurte an, so ergibt sich ein Hierdurch wird bei dem Gitterwerk eine Gewichts- vollständiges primäres oktaedrisches räumliches einsparung und damit eine größere Wirtschaftlich- Gitterelement, bei dem die Druckstäbe 1 durch die keit erzielt. Zuggurtabschnitte 2 und 3 voneinander im Abstand
Ausführungsbeispiele des Gitterwerks nach der 50 gehalten sind. Die Zuggurte erstrecken sich in Form Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. eines ununterbrochenen Netzwerkes durch das ganze Es zeigt Gitterwerk, während die gegeneinander frei liegen-
F i g. 1 eine Ansicht eines schematischen Druck- den Druckstäbe 1 kein kontinuierliches Gitterwerk Stabdreiecks eines Gitterwerks nach der Erfindung, bilden, sondern diskontinuierlich angeordnete ein-Fig. 2 schematisch die Anordnung von Druck- 55 zelne Druckstäbe sind. Fig. 4 zeigt eine diskontinustabdreiecken nach F i g. 1 zueinander, ' ierliche Druckwirkung in einem einzelnen Druck-
F i g. 3 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 eines Gitter- stab 1, wobei die Zugkräfte der Zuggurtabschnitte in Werkes mit gestrichelt gezeichneten theoretischen dem Druckstab die in entgegengesetzten Richtungen Kraftfeldern, wirkenden Komponenten 17 bilden. So wirkt nach
F i g. 4 eine Seitenansicht eines Druckstabes mit 60 F i g. 4 das rechte Ende 5 des Druckstabes 1 funkzwei gegenläufig zugeordneten Druckstäben, tionell als ein Druckstab und das linke Ende 5 als ein
F i g. 5 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß weiterer Druckstab. Unter Außerachtlassung der Fig.4, Biegekräfte können sich daher die Druckkräfte
F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linien 6-6 in F i g. 4, theoretisch an der Verbindungsstelle 18 am Stab dem F i g. 7 Ausführungsformen für Gurte einer Kugel 65 Wert Null nähern. Dies führt zu einer Trennung der mit Maßangaben für die Zuggurte, Druckkräfte in den beiden Enden des Stabes. Wegen
Fig. 8 eine Ansicht ähnlichFig. 7 mit angrenzen- dieser Trennung der Druckkräfte besteht wiederum den Druckstäben, der als diskontinuierlicher Druck bezeichnete Zu-
3 4
stand, diesmal in einem einzelnen Stab. Da die vor- stand liegen, eine Verbindungsstelle 18 (F i g. 1) der stehende Analyse der Druckkräfte ergeben hat, daß Zuggurtabschnitte 3 mit dem Mittelteil des Druckin dem einen einstückigen Bauelement tatsächlich Stabes 1 zwischen den auf Abstand stehenden Druckzwei gesonderte Druckstäbe vorhanden sind, sind die Stabdreiecken, während an der Stelle, an der die Stäbe benachbarter Druckstabdreiecke (F i g. 2, 3) S Dreiecke einander überlappen (F i g. 10), die Verbinals miteinander scheinbar kontinuierlich verbunden dungssteile innerhalb der Überlappung liegt. Die anzusehen; denn obwohl die Kontinuität im konstruk- Bedeutung des Unterschiedes zwischen den beiden tiven Sinne besteht, ist sie in bezug auf die Funktion Konstruktionen wird an Hand der F i g. 12 und 13 nicht wirklich vorhanden. Bei dem Gitterwerk sind erläutert. Bei beiden Konstruktionen überlappen sich die Stäbe voneinander getrennt und nur durch die io die Achsen der drei Druckstäbe jedes Druckstab-Zuggurte verspannt. Die Konstruktion kann auch dreiecks mit Abstand, so daß die axialen Druckkräfte Spanndrähte entlang der gestrichelten Linien auf- der Stäbe an den Stellen, an denen sie durch die Zugweisen. Bei Verwendung solcher Drähte wird eine gurtdreiecke miteinander verbunden sind, Drehkräfte Entlastung der Stäbe von Biegebeanspruchung er- erzeugen, die die Zuggurtdreiecke zu drehen suchen, reicht. Bei dem Gitterwerk nach Fig. 3 sind die 15 Bei den in den Fig. 12 und 13 dargestellten Ausdurch die gestrichelten Linien in F i g. 1 dargestellten führungsformen besteht die Tendenz einer Drehung imaginären Drähte nicht erforderlich infolge der im Uhrzeiger-Gegensinn, wie durch die Pfeile^ anAnordnung der miteinander verbundenen Primär- gedeutet. Bei dem Einzelverband-Gitterwerk nach elemente in einem sphärischen System. F i g. 12 liegen die Ecken der Druckstabdreiecke von-
Bei der in den F i g. 4 bis 6 dargestellten Aus- 20 einander entfernt, so daß die Druckkräfte der beführungsform ist der Druckstab 1 ein Rohr, bei- nachbarten, nicht zusammenhängenden Stäbe der bespielsweise ein Aluminium- oder Stahlrohr, und hat nachbarten Druckstabdreiecke sich addieren und die an jedem Ende 5 einen Stopfen zur Aufnahme einer Drehkräfte B erzeugen, die zusammen mit den Dreh-Schraube. An den Scheiteln der durch die Zuggurt- kräften^ das Druckstabdreieck im Sinne von C zu abschnitte 2 und 3 gebildeten Zugdreiecke sind Schei- as drehen suchen. Bei dem Doppelverband-Gitterwerk benringe 4 angeordneten, welche mittels der Schrau- nach F i g. 13 überlappen sich die Ecken benachben an allen Enden 5 der Druckstäbe 1 befestigt sind. barter Druckstabdreiecke, wobei die Druckkräfte an-Die Zuggurtdreiecke können einfach oder doppelt einander angrenzender, nicht zusammenhängender (vgl. F i g. 5) ausgebildet sein. Stäbe benachbarter Druckstabdreiecke sich addieren
Als Ausführungsform eines Gerippes nach der 30 und die Drehkräfte B erzeugen, die denjenigen Kräf-
Erfindung wird eine 270 Gurtelemente aufweisende ten entgegenwirken, die das Druckstabdreieck zu
geodätische Kugel beschrieben, die auf einer sechs- drehen suchen.
fachen Unterteilung eines Ikosaeders beruht. Diese Die F i g. 14 zeigt ein unterbrochenes Druckgitter-Kugel ist aus fünf verschiedenen Gurtelementen kon- werk, wobei die Doppellinien die Druckstäbe und die struiert. Die Entwurffaktoren für die Gurte sind in 35 Einzellinien die Zuggurte darstellen. Die Druckder Fig. 7 dargestellt. Die Abmessungen A -A, B-C stäbe 1 der Gitterelemente nach Fig. 1 bis 3 können usw. gelten für die theoretischen Linien nach Fig. 4. durch Gitterstäbe nach Fig. 14 ersetzt werden. Die Die Länge aller Gurte ist so bemessen, daß sie einen Gitterelemente, die durch die in F i g. 14 durch Dop-Winkel von 25° 14' 30" der Kugel umfassen, und die pellinien dargestellten Stäbe gebildet werden, können Länge ist natürlich je nach der zu konstruierenden 40 durch Druckstäbe nach F i g. 14 in entsprechend verKugel veränderlich. Diese Länge wird in jedem Fall kleinerten Ausführung ersetzt werden, wobei sich durch eine trigonometrische Berechnung bestimmt. die in Fig. 15 dargestellte Konstruktion ergibt, Bei gegebener Größe der zu konstruierenden Kugel welche eine Vergrößerung eines Teiles der F i g. 14 ist. werden die in F i g. 7 angegebenen Faktoren als Aus der Beschreibung der Kugel im Zusammen-Multiplikator für eine Berechnung der Abmessung 45 hang mit den Maßangaben in der F i g. 7 geht herder Zuggurte der fünf Gurtelemente benutzt. Die vor, daß die Länge aller Stäbe der Gurtelemente so Höhenfaktoren werden mit dem Radius der ge- bemessen ist, daß ein Winkel von 25° 14'30" der wünschten Kugel und die Sehenfaktoren mit dem Kugel umfaßt wird. Daher weisen alle fünf Stäbe Durchmesser multipliziert. nach Fig. 7 dieselbe Länge auf, so daß das 270stä-
Die verschiedenen Gurtelemente können dann 50 bige Gitterwerk nach F i g. 10 gänzlich unter Vernach dem in den F i g. 7, 8 und 9 gegebenen Schlüssel wendung von Gurtelementen einheitlicher Länge herfarbig angestrichen werden, so daß bei dem späteren gestellt ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Verein-Zusammenbau lediglich darauf zu achten ist, daß die fachung noch dadurch um einen Schritt weitergeführt Farben zusammenpassen. Die F i g. 10 zeigt, in werden kann, daß das 270 stäbige Gitterwerk nach welcher Weise die Gurte zusammengesetzt werden, 55 den Fig. 10 oder 11 nur Stäbe genormter Länge wobei im vorliegenden Fall die verschiedenen Aus- mit genormten Zuggurten aufweist. Das Doppelverführungen der Gurte durch voll ausgezogene und band-Gitterwerk nach F i g. 10 ist gänzlich aus gestrichelte Linien gekennzeichnet sind. solchen Stäben hergestellt, deren einer unter Angabe
Die Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der hauptsächlichen Abmessungen beschrieben wird,
eines Gerippes nach der Erfindung in Form eines 60 Die Länge des Stabes ist also so bemessen, daß ein
aus 270 Gurten bestehenden Kugelgitterwerkes. Aus Winkel von 25° 14'30" der Kugel umfaßt wird. Bei
einem Vergleich der beiden Fig. 10 und 11 ist zu dem in der Fig. 7 oben dargestellten Gurtelement
ersehen, daß bei der Einzelverband-Konstruktion betragen die Abmessungsfaktoren:
nach Fig. 11 die Druckstabdreiecke voneinander ent- ^_^ q 187
fernt liegen, während sie sich bei der Doppel verband- 65 . η'ηΛ£
Konstruktion nach Fig. 10 überlappen. Wie aus der A~a υ'υο°
Fig. 11 zu ersehen ist, befindet sich an der Stelle, B~c °>187
an der die Druckstabdreiecke voneinander im Ab- Höhe 0,024
Bei einer gegebenen Größe der zu konstruierenden Kugel dienen diese Faktoren als Multiplikator für die Berechnung der Abmessungen der Zuggurte eines Gurtelementes. Die Faktoren werden mit dem Radius der gewünschten Kugel multipliziert.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Räumliches Gitterwerk für Gewölbe, Kuppeln od. dgl. mit Druckstäben und mit diese verbindenden Zuggurten, dadurchgekennzeichnet, daß jeder Druckstab (1) mit jedem seiner Enden
    (5) über Zuggurtabschnitte (2 und 3) einerseits an einem Ende (5) und andererseits im mittleren Teil mit einem benachbarten Druckstab (1) verbunden ist, derart, daß jeweils drei Druckstababschnitte einander nicht berührend sich in Form eines Dreiecks räumlich dergestalt überschneiden, daß jedes Ende (5) eines Druckstabs vor dem mittleren Teil eines benachbarten Druckstabs angeordnet ist oder umgekehrt und daß die außerhalb des Druckstabdreiecks liegenden Druckstababschnitte Teile benachbarter Druckstabdreiecke sind.
    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
DEF31962A 1959-08-31 1960-08-24 Raeumliches Gitterwerk fuer Gewoelbe, Kuppeln od. dgl. Pending DE1292354B (de)

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