DE1484042C

DE1484042C - Cantilever roof construction with interconnected folding elements and a method for producing a folding element for this purpose

Info

Publication number: DE1484042C
Authority: DE
Inventors: Victor Frederick New Canaan Conn. Christ-Janer (V.St.A.)
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Publication date: 1972-06-29

Description

I 484 042I 484 042

Die Erfindung bezieht sich auf eine frei tragende Dachkonstruktion mit einer Anzahl miteinander verbundener und an einem Querträger abgestützter gleicher Faltelemente, bei denen der von dem Querträger abgestützte Rand V-förmig ist und bei denen sich von diesem Abstützrand dreieckförmige Abschnitte zum Außenrand der Dachkonstruktion erstrecken.The invention relates to a cantilever roof structure with a number of interconnected and the same folding elements supported on a cross member, in which the one from the cross member supported edge is V-shaped and in which this support edge triangular sections to Extend the outer edge of the roof structure.

Bei einer bekannten frei tragenden Dachkonstruktion der vorstehend beschriebenen Art handelt es sich bei den Faltelementen um Betonteile, die einzeln und vorzugsweise an der Baustelle in Formen gegossen werden. Ein solches Verfahren ist umständlich und erfordert hohe Kosten.In a known self-supporting roof structure of the type described above, it is in the case of the folding elements, it is about concrete parts that are poured into molds individually and preferably at the construction site will. Such a process is cumbersome and expensive.

Ferner sind Faltdachausführungen mit Trapez-Faltelement-Rohlingen bekannt. Dabei ist aber die Anzahl der Faltelemente, die aus Blech geschnitten werden können, nicht nur von der Blechlänge, sondern auch von der Blechbreite abhängig, weil die Verbindung einer Anzahl regelmäßiger Trapeze im allgemeinen zu einer gekrümmten Gestalt führt, so daß ein großer ungenutzter Materialverbrauch entsteht. Furthermore, folding roof designs with trapezoidal folding element blanks are known. But that is Number of folding elements that can be cut from sheet metal, not just by the sheet metal length, but also depends on the sheet metal width, because the connection of a number of regular trapezoids in the generally leads to a curved shape, so that a large wasted material consumption arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frei tragende Faltdachkonstruktion zu schaffen, bei der die Faltelemente auf möglichst wirtschaftliche Weise aus Blech gebildet werden können.The invention is based on the object of creating a cantilever folding roof structure which the folding elements can be formed from sheet metal in the most economical way possible.

Die Lösung dieser Aufgabe und damit die Erfindung besteht darin, daß die Faltelemente — wie an sich bekannt — aus Blech bestehen, daß jedes Faltelement einerseits drei dreieckförmige Abschnitte aufweist, die die drei Flächen eines Tetraeders mit offener Basis darstellen, wobei ein Basisschenkel den freien Außenrand des Faltelementes bildet und die diesem gegenüberliegende Basisecke an den Querträger heranreicht, und andererseits mit zwei dreieckförmigen, geneigt verlaufenden Randabschnitten versehen ist, die jeweils mit ihrem Basisschenkel an einen Basisschenkel des Tetraeders und mit einem weiteren Schenkel unter Bildung des V-förmigen Abstützrandes an den Querträger angeschlossen sind, wobei der dritte Schenkel wenigstens eines Randabschnittes zur Verbindung des Faltelementes mit einem benachbarten Faltelement herangezogen ist.The solution to this problem and thus the invention is that the folding elements - as on known - consist of sheet metal that each folding element has three triangular sections on the one hand, which represent the three faces of a tetrahedron with an open base, one base leg being the forms the free outer edge of the folding element and the base corner opposite this to the cross member and on the other hand with two triangular, inclined edge portions is provided, each with its base leg to a Base leg of the tetrahedron and with another leg to form the V-shaped support edge are connected to the cross member, the third leg of at least one edge portion for Connection of the folding element with an adjacent folding element is used.

Die Erfindung erbringt den Vorteil, daß die aus einem Faltelement herstellbare Dachlänge nur von der Blechlänge abhängig ist und daß die Starrheit der erfindungsgemäßen Faltelemente größer ist, weil die Anzahl der Faltungen vergleichsweise groß ist. Ferner können die Falten gemäß der Erfindung billig hergestellt werden, weil nur Schneid- und Biegewerkzeuge, dagegen keine Pressen dazu benötigt werden. The invention has the advantage that the roof length which can be produced from a folding element is only from the sheet length is dependent and that the rigidity of the folding elements according to the invention is greater because the Number of folds is comparatively large. Furthermore, the folds according to the invention can be manufactured cheaply because only cutting and bending tools are required, but no presses.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Faltelementes für die Dachkonstruktion aus Blech, welches darin besteht, daß eine Blechplatte längs diagonaler Linien gefaltet wird, die sich von den Ecken an dem einen Rand der Platte zu dem Mittelpunkt des ^: gegenüberliegenden Randes der Platte erstrecken,! die Platte auf einem Teil ihrer Längserstreckung längs der Mittellinie, die rechtwinklig zu dem gegenüberliegenden Rand verläuft mit einem Einschnitt (14) versehen wird, daß dann die Platte längs der Mittellinie in einer Richtung gefaltet wird, die der Richtung der Faltungen, die längs der diagonalen Linien hergestellt sind, entgegengesetzt ist, daß dann die Platte längs Linien gefaltet wird, die sich von dem inneren Ende des Einschnittes zu den Ecken erstrecken, und daß schließlich die durch das Falten entstandenen, sich überlappenden Teile der Platte fest miteinander verbunden werden.The invention further relates to a process for producing a folding member for the roof construction made of sheet metal, which consists in that a metal plate is folded along a diagonal lines on which of the corners of an edge of the plate to the center ^of: extending opposite edge of the plate ,! the panel is provided with an incision (14) on part of its longitudinal extension along the center line which is perpendicular to the opposite edge, so that the panel is then folded along the center line in a direction that corresponds to the direction of the folds, which is along the diagonal Lines are made is the opposite of then folding the panel along lines extending from the inner end of the cut to the corners and finally securing the overlapping portions of the panel resulting from the folding.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigtFurther advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example, namely shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Metallplatte vor dem Falten,Fig. 1 is a plan view of a metal plate before folding,

ίο Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Metallplatte von abgeänderter Ausführung,ίο Fig. 2 is a plan view of a metal plate of modified version,

Fig. 3 eine schaubildliche Draufsicht auf vier zu Faltelementen geformten Metallplatten, die miteinander fest verbunden und frei tragend von einem Querträger abgestützt sind,Fig. 3 is a diagrammatic plan view of four to Folding elements formed metal plates, which are firmly connected to each other and cantilevered from one Cross members are supported,

F i g. 4 eine Stirnansicht von zwei gegenüberliegend angeordneten Faltelemcnten, die längs der Linie D-G-F gemäß F i g. 1 geschnitten sind,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine sich wiederholendeF i g. 4 is a front view of two oppositely arranged folding elements, which are taken along the line DGF according to FIG. 1 are cut,
Fig. 5 is a top plan view of a repetitive

ao Reihe von Faitelementcn, die symmetrisch zueinander angeordnet sind undao series of elements which are symmetrical to one another are arranged and

F i g. 6 eine schematische Seitenansicht eines Querträgers, welcher die Faltelemente starr und frei tragend ähnlich F i g. 3 abstützt.F i g. 6 is a schematic side view of a cross member, which the folding elements are rigid and self-supporting similar to FIG. 3 supports.

as In Fig. 1 ist als Beispiel in Draufsicht eine Blechplatte 2 wiedergegeben, die Ecken A, B, C, D aufweist und längs einer Linie E-F unterteilt ist. Die Metallplatte 2 soll längs der gestrichelten Linien 4, 6, 8, 10 und der Mittellinie 12 gefaltet werden. Die Platte wird längs der ausgezogenen Linie von E bis G mit einem Einschnitt 14 versehen, um ein Faltelement gemäß der Erfindung nach F i g. 1 herzustellen. Die Platte wird längs der Linien 6 und 10 so gefaltet, daß die Faltungen den Grund von V-förmigen Kanälen darstellen. Die Platte wird weiterhin längs der Linien 4, 8 und der Mittellinie 12 in entgegengesetzter Richtung zu den längs der Linien 6 und 10 hergestellten Faltungen gefaltet, so daß die Faltungen längs der Linien 4, 8 und der Mittellinie 12 die Kanten einer geometrischen Form darstellen und drei Flächen dieser Form bilden, die als Tetraeder bekannt ist, das eine Spitze G hat. Wenn eine Metallplatte längs der in Fig. 1 angedeuteten Linien richtig gefaltet wird, um ein Faltelement gemäß der Erfindung zu erhalten, überlappen sich die ebenen Abschnitte des gefalteten Metalls in der Nähe des Einschnitts 14, und dieser überlappte Teil kann gegebenenfalls entfernt werden oder auch nicht, bevor diese Abschnitte starr miteinander verbunden werden, um einen starren und ebenen dreieckigen Abschnitt A G D zn bilden.As in Fig. 1, a sheet metal plate 2 is shown as an example in plan view, which has corners A, B, C, D and is divided along a line EF . The metal plate 2 is intended to be folded along the dashed lines 4, 6, 8, 10 and the center line 12. The plate is provided with an incision 14 along the solid line from E to G in order to produce a folding element according to the invention according to FIG. 1 to manufacture. The panel is folded along lines 6 and 10 so that the folds form the bottom of V-shaped channels. The panel is further folded along lines 4, 8 and center line 12 in the opposite direction to the folds made along lines 6 and 10 so that the folds along lines 4, 8 and center line 12 represent the edges of a geometric shape and form three faces of this shape known as a tetrahedron that has an apex G. When a metal plate is correctly folded along the lines indicated in Fig. 1 to obtain a folding element according to the invention, the planar portions of the folded metal will overlap in the vicinity of the incision 14 and this overlapped part may or may not be removed before these sections are rigidly joined together to form a rigid and flat triangular section AGD zn .

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher zwischen den Faltungen, die längs der Linien 18, 20 und 24, 26 gemacht werden, ebene Abschnitte im Grund der gebildeten V-förmigen Kanäle vorgesehen werden. Gemäß Fig. 2 wird längs der gestrichelten Linien 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 und 32 gefaltet, und die Platte wird längs der Linie 34 zwischen den Punkten E' und G' eingeschnitten. Die Faltungen werden in der Platte gemäß Fig. 2 in einer Richtung entsprechend der mit Bezug auf F i g. 1 beschriebenen ausgeführt, um ein Faltelement zu schaffen, das ein V-förmig gestaltetes Ende B' F' C gegenüber einem ebenen Ende/T E' D' und dazwischenliegend eine Form hat, die ein Tetraeder mitFig. 2 shows a modified embodiment in which between the folds made along lines 18, 20 and 24, 26, planar sections are provided in the base of the V-shaped channels formed. Referring to Figure 2, it is folded along dashed lines 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 and 32 and the panel is cut along line 34 between points E ' and G'. The folds are made in the plate according to FIG. 2 in a direction corresponding to that with reference to FIG. 1 carried out to create a folding element which has a V-shaped end B 'F' C opposite a flat end / T E 'D' and in between a shape that a tetrahedron with

einer Spitze G' darstellt. Wenn die Platte gemäß F i g. 1 oder 2 in der oben beschriebenen Weise gefaltet wird, wird ein Faltclcmcnt erhalten, das längs einer Kante im wesentlichen eben und längs der gegen-represents a peak G '. When the plate according to FIG. 1 or 2 folded in the manner described above is obtained, a fold is obtained which is essentially flat along one edge and essentially flat along the opposite edge.

überliegenden Kante V-förmig ist und das dazwischen so gestaltet ist, daß die Schenkel A B und D C des geformten Elementes im wesentlichen parallel zueinander gehalten werden.overlying edge is V-shaped and which is designed therebetween so that the legs AB and DC of the shaped element are held substantially parallel to one another.

Fig. 3 zeigt in schaubildlicher Draufsicht eine Mehrzahl geformter Elemente, die aneinander befestigt und frei tragend abgestützt sind. In der schaubildlichen Darstellung gemäß F i g. 3 ist aus Vereinfachungsgründen nur eines der Faltelemente mit Buchstaben und Zahlen, die denen der Fig. 1 entsprechen, versehen. Demgemäß ist die Platte gemäß Fig. 1, die so geformt ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, mit anderen entsprechend geformten Platten in symmetrischer Weise, wie dargestellt, verbunden, um eine aus sich wiederholenden geometrischen Formen bestehende Dachkonstruktion zu bilden, die durch einen Querträger abgestützt ist, welcher Balken oder Streben 40 und 42 aufweist, wie dies mit Bezug auf F i g. 6 näher beschrieben wird.Fig. 3 shows, in perspective top view, a plurality of shaped elements attached to one another and are supported in a cantilevered manner. In the diagrammatic representation according to FIG. 3 is for the sake of simplicity only one of the folding elements with letters and numbers corresponding to those of Fig. 1, Mistake. Accordingly, the plate of FIG. 1, which is shaped as shown in FIG. 3 is connected to other correspondingly shaped plates in a symmetrical manner, as shown, to to form a roof structure made up of repeating geometric shapes through a cross member is supported which has beams or struts 40 and 42, as referring to FIG F i g. 6 is described in more detail.

Der Querträger, mit welchem die Faltelemente verbunden werden und von welchem sie frei tragend abgestützt werden, kann aus beliebigen Materialien, einschließlich Metall, Holz oder bewehrtem Beton, welche die erforderliche strukturelle Festigkeit der zusammengesetzten Einheit liefern, hergestellt werden. So kann der Querträger ein I-Balken aus Metall, Holz oder bewehrtem Beton sein, der entweder in flacher oder in dreieckiger Form hergestellt ist, oder der Querträger kann zwei parallele Träger aufweisen, die im Abstand voneinander liegend durch zweckentsprechende Strebenteile, welche in Dreieckform angeordnet sind, starr miteinander verbunden sind.The cross member to which the folding elements are connected and from which they are freely supported can be made from any material including metal, wood, or reinforced concrete, which provide the required structural strength of the assembled unit. The crossbeam can be an I-beam made of metal, wood or reinforced concrete, which is either in is made flat or triangular, or the cross member can have two parallel beams, which are at a distance from each other by appropriate strut parts, which are arranged in a triangle shape are rigidly connected to each other.

Die Anordnung gemäß F i g. 3 veranschaulicht eindeutig die Starrheit der Dachkonstruktion, die dadurch erreicht wird, daß die Faltelemente an ihren V-förmigen Enden und längs der Schenkel A-B bzw. C-D miteinander verbunden sind, um eine sich wiederholende Kombination von Faltelementen zu schaffen, die entsprechend miteinander verbunden, zufolge ihrer Formgebung an Festigkeit gewinnen. Das strukturell starre Gebilde, das durch die starre Verbindung der Faltelemente gemäß der Erfindung erhalten wird, kann für die verschiedensten Kombinationen und Zwecke, wie Wandungen für ein Gebäude und/oder einen Dachaufbau für Gebäude, oder bei verschiedenen Schutzdachkonstruktionen verwendet werden, die sich von einer Wand eines Bauwerks erstrecken oder durch eine oder mehrere Säulen oder Tragpylone abgestützt sind.The arrangement according to FIG. Figure 3 clearly illustrates the rigidity of the roof structure achieved by connecting the folding elements at their V-shaped ends and along the legs AB and CD, respectively, to create a repetitive combination of folding elements which are correspondingly connected to one another their shape gain in strength. The structurally rigid structure that is obtained by the rigid connection of the folding elements according to the invention can be used for a wide variety of combinations and purposes, such as walls for a building and / or a roof structure for buildings, or in various protective roof structures that differ from one Extend the wall of a structure or are supported by one or more columns or support pylons.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Anordnung gemäß Fig. 3 in einer Mehrzahl von sich wiederholenden Abschnitten verwendet, um ein baldachinartiges Schutzdach zu schaffen, das mit einem Querträger starr verbunden ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Zum besseren Verständnis der Fig. 5 ist eines der mittleren Faltelemente, die nach dem Plan gemäß Fig. 1 geformt sind, vollständig und ein Endelement teilweise mit Bezugszeichen versehen.In a particular embodiment of the invention, the arrangement shown in FIG. 3 is in a Multiple repetitive sections used to form a canopy canopy create, which is rigidly connected to a cross member, as shown in FIG. For the better Understanding FIG. 5 is one of the middle folding elements formed according to the plan shown in FIG. 1 are, completely and one end element partially provided with reference numerals.

F i g. 4 ist eine Stirnansicht der Dachkonstruktion gemäß Fig. 5, und sie zeigt, daß die sich gegenüberliegenden Abschnitte D-F-G der Endelemente Schwingengestalt haben. Um die Festigkeit dieser Schwingengestalt zu erhöhen, ist vorgesehen, eine Verbindungsstange hineinzufügen, welche den Punkt G mit der Firstlinie D C verbindet. Verstärkende Verbindungsstangen können auch in jedem vollständigen Elementabschnitt zwischen der Spitze G des Tetraeders und den Randpunkten C und B verwendet werden, falls dies als notwendig angesehen werden sollte.F i g. Fig. 4 is an end view of the roof structure of Fig. 5 and shows that the opposing portions DFG of the end members have a rocker shape. In order to increase the strength of this swing shape, it is provided that a connecting rod is added, which connects the point G with the ridge line DC. Reinforcing tie rods can also be used in any complete element section between the apex G of the tetrahedron and the edge points C and B , if this should be deemed necessary.

F i g. 6 zeigt einen besonderen Querträger, der dazu verwendet werden kann, die gemäß F i g. 1 geformten Faltelemente frei tragend abzustützten, wie dies in F i g. 4 und 5 dargestellt ist, d. h. die Querbalken 40 und 42 sind im Abstand voneinander angeordnet und miteinander durch eine Mehrzahl von abwechselndF i g. FIG. 6 shows a special cross member which can be used for the construction according to FIG. 1 molded Support folding elements in a self-supporting manner, as shown in FIG. 4 and 5, i.e. H. the crossbars 40 and 42 are spaced from one another and alternate with one another by a plurality of

ίο schräg verlaufenden stegbildenden Streben fest verbunden, die mit Bezug aufeinander in solchem Abstand angeordnet sind, daß sie dem V-förmigen Ende der gemäß F i g. 1 geformten Elemente entsprechen, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Der Querträger gemaß Fig. 6 ist durch eine Säule 44 oberhalb des Bodens 46 von einem Fundament oder Fuß 48 abgestützt. ίο inclined web-forming struts firmly connected, which are arranged with respect to each other at such a distance that they have the V-shaped end according to FIG. 1 correspond to shaped elements, as shown in FIG. 3 is shown. The cross member according to 6 is supported on a foundation or foot 48 by a column 44 above the floor 46.

Es ist weiterhin möglich, die Oberseite der vereinigten Faltelemente, wenn sie als Dachaufbau verwendet werden, abzudecken, um eine im wesentlichen glatte obere Fläche zu schaffen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Platte gemäß Fig. 1 so geschnitten oder das Faltelement so abgeändert werden, daß der Winkel zwischen den Kanten A-B und B-F bzw. F-C und C-D mehr oder weniger als 90° beträgt, um zu ermöglichen, daß die äußere Kante A-D des Faltelementes oberhalb bzw. unterhalb einer Linie liegt, die durch die Kante C-B des Faltelementes hindurchgeht. Es sei bemerkt, daß die Linie A-D gegebenenfalls auch gekrümmt sein kann.It is also possible to cover the top of the combined pleats when used as a roof structure to provide a substantially smooth top surface. In another embodiment, the plate according to FIG. 1 can be cut or the folding element modified so that the angle between the edges AB and BF or FC and CD is more or less than 90 ° in order to enable the outer edge AD of the folding element lies above or below a line which passes through the edge CB of the folding element. It should be noted that the line AD can also be curved if necessary.

Claims

Patent claims:

1. Cantilever roof structure with a number of interconnected and supported on a cross member similar folding elements, in which the edge supported by the cross member is V-shaped and in which extend from this support edge triangular sections to the outer edge of the roof structure, characterized in that the Folding elements - as known per se - are made of sheet metal, so that each folding element has three triangular sections (AGD, AGF, DGF) , which represent the three surfaces of a tetrahedron (AFDG) with an open base, with a base leg (DA) the free outside forms the edge of the folding element and the base corner (F) opposite this extends up to the cross member, and on the other hand is provided with two triangular, inclined edge sections (ABF, DCF) , each of which has its base leg (AF, DF) on a base leg (AF, DF) of the tetrahedron and with another leg (BF, CF) to form the V-shaped support edge s are connected to the cross member, the third leg (AB, CD) of at least one edge section being used to connect the folding element to an adjacent folding element.

2. Roof structure according to claim 1, characterized in that the triangular edge sections (ABF, DCF) are right triangles.

3. Roof structure according to claim 1 or 2, characterized in that the two triangular sections representing two of the tetrahedral surfaces (AGF and DGF), which are attached to the three

Adjacent corner-shaped edge sections (ABF and CDF) are obtuse triangles.

4. Roof construction according to one of claims 1 to 3, characterized in that the section (AGD) adjoining the free outer edge of each folding element and representing a tetrahedral surface has two side lengths of equal size (AG and DG) .

5. Roof construction according to one of claims 1 to 4, characterized in that the base leg (AD) of the tetrahedron forming the free outer edge of the folding element has a kinked or curved course.

6. Roof structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the folding elements extend on both sides of the cross member.

7. A method for producing a folding element for the roof structure according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that a sheet metal plate (2) along diagonal lines (6, 10) extending from the corners on one edge of the panel to the center point of the opposite edge of the plate, that then the plate on part of it Longitudinal extension along the center line (12) which is perpendicular to the opposite edge runs, is provided with an incision (14) that then the plate along the center line (12) in is folded in a direction that is the direction of the folds along the diagonal lines (6, 10) are made, is opposite in that the plate is then folded along lines (4, 8), which extend from the inner end of the incision (14) to the corners, and that finally the through The overlapping parts of the plate resulting from the folding are firmly connected to one another will.

1 sheet of drawings