DE1759924A1 - Aufgehaengte UEberdachung mit doppeltem Seilsystem fuer Bauwerke mit poligonalem,elliptischem Grundriss od.ae. - Google Patents

Description

Dipl. m&. AMTHOR

I¹BANKFtTKT AM MAIN

β γβαιϊκπιβτ α. μ. 20.6.1968

(0611)55 2023 10

Ill/Schm

EOSTSOHUESSFACH 180114 β FItAHKVUBT/MAIN 18

Societa Italiana Grand! Padiglioni S.p.A., Isorelle (Brescia), Italien

Aufgehängte Überdachung mit doppeltem Seilsystem für Bauwerke mit poligonalem, elliptischem Grundriss oder ähnliche

Die Erfindung bezieht sich auf eine aufgehängte, im wesentlichen ringförmige Überdachung für Bauwerke mit poligonalem, elliptischem, insbesondere kreisförmigem Grundriss, die ohne die Verwendung von stützenden Pfeilern überdacht werden sollen. Besagte Überdachung ist im wesentlichen durch einen starren oder halbstarren Ring charakterisiert, sowie durch ein zentrales, konzentrisches Element in Form einer ringförmigen Scheibe, durch zwei miteinander verbundenen Seilsystemen -eines von Tragseilen, eines von Spannseilen - die kegelstumpf förmige Oberflächen bilden, auf die Überdachungselemente in Form von Platten gelegt werden, die mit wenigstens einem der besagten Systeme von gespannten Seilen verankert sind.

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Tn einer Ausführuna wird die T'berdacbuncr aus rvpi ?hrlirhen ■konzentrischen, im wesentlichen starren Pingen gebildet,' die eine vorherbestimmte Höhe haben, iron deren einer Pest Ht dem Tragwerk des Bauwerkes verbunden ist, während der andere an ihm mittels zwei Systemen von gespannten Seilen au-Pgehänat ist, von denen das eine die Tragseile umfaßt, die, vom oberen Teil des Tragringes ausgehend, sich an de.ssen unterem Teil verankern, während die Seile des zweiten Sei !systems in der Nähe de?, unteren Randes des Tragringes, und in Verbindung mit dem oberen Rand des getragenen Ringes verankert sind, Seile, die entsprachen gespannt werden.

Im Falle von Überdchungen für Stadien und ähnliche ist der äußere der tragende, der innere der getragene Ring, der die offene ⁷one über dem Spielfeld abgrenzt, die iedoch ihrerseits auch durch eine letzte, auf den getragenen Fing montierte, feste, entfernbare oder zu öffnende Decke geschlossen werden kann..

Jedes Seil des einen Systems kreuzt sich mit den anliegenden Seilen des anderen Systems, wobei sie sich entweder berühren oder windschief zueinander liegen können.

Tm Falle eines kreisförmigen Grundrisses können die beiden Seilsysteme radial angeordnet sein, oder, im Falle eines elliptischen oder poligonalen Grundrisses so, daß sie im wesentlichen senkrecht zu den vertikalen, den tragenden und getragenen Ringen

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SAD ORIGiNAL

j η den Herührunnspunkten tanqenten Ebenen lieaen.

>-<e: einer anri^ren Varianten können besagte zwei Seilsvsteme so angeordnet verden, daß sie den inneren Ring umschlingen, indem sie an ihm in den Berührungspunkten befestigt sind. Eine solche Lösung hat den Vorteil,dTß die Seile ieden Systems sich untereinander ]creiJ7Pn, vodurch sie in den Kreuzungspunkten miteinander verbunden verden können, und auf diese Weise entsteht ein retzartiges, mehr verkettete? Tragelemen+, b*\ de^m Ipirhtpr dif=¹ 'Deckenverkleidung der MuPereri 'fhprdachum be^e^ti/rt werden kann.

ir^n^ wirr¹ das System von Tragseilen legen^ber dem der Spannseile von e^ner rtröBeren Anzahl von Seilen, um so näher sr>einsndernedr^i^Vte St^⁴"⁷elemente ^ρντ besagte DecVen^erkl f=idung zu erh-^lter.

Tn einer ^nd^r^pn ßusfiihnm<Tsart umfaPt die Überdarhuna e^'n ^rprag-

s^^rt?tem, d=a<= i-nrwieaend aus Tr^ispi 1 en in netzartiger Anordnung besteh··-, di'^a "-o" rin^ecteiT? e-i-non¹ Tragring aetr=.Ten werden und so annebrach+ "^^^. d^P sie die Oberfläche, die die Überdachung bilden- soll j P^of ^:t ieren, und weii-erh">'n starr aemacht werden, und von einer :'νρ·> ten System von Spannseilen, d^s iiber dem ersten liegt, in Sf.-'inuna gebracht werden, wobei d^'ese letztgenannten Seile int ι. ΐ"·..π>*>·η pi nrr und ρ^γρπι anderen, /¹Or¹⁷¹IaSWr-I ce am Roden befind! i fh<=>n wir;·!, v^ranl'ert sind,-

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Indem man eine günstige Länge der Tragseile und der Spannseile
wählt, hat man verschiedene Möglichkeiten, das Oberflächenprofil
der Überdachung zu verändern. Vorzugsweise werden die Tragseile
in Form eines Drahtgitters angeordnet, in einigen Fällen können
sie jedoch auch radial angeordnet werden, während die Spannseile ,

über dem System der Tragseile immer netzartig angeordnet sind,
um Druck nach unten auf das System der Tragseile auszuüben, und
es in Spannung zu setzen, und um möglicherweise in Zusammenwir- _%
kung mit diesen der Überdachung das gewünschte Profil zu verleihen. ■ . i

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Diese Ausführungsart ist besonders für Überdachungen von· Bauwerken
mit kreisförmigem Grundriss geeignet, die an den Seiten große Zugänge haben müssen, wie zum Beispiel Lagerhallen für Waren, Schup- '.

ί pen für Fahrzeuge, Flugzeughallen oder ähnliche. ' ,

In einem solchen Falle wird das Spannseilsystem mit einem peri- J

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pheren äußeren Ring, und in der zentralen Zone mit dem Boden, ver-

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ankert sein. Die Oberfläche der Überdachung wird dann eine Form \

haben, die im wesentlichen der von zwei Kegelstumpfen mit gleicher {

Achse, aber verschiedenem Öffnungswinkel und gemeinsamer Basis \

ähnelt. Dieselbe Idee kann bei der Verwirklichung einer vollstän- /

digen Überdachung verwendet werden, die eine dem vorhergehenden entgegengesetztes Profil hat, wenn die Tragseile zwischen einem zentra- _K len Pfeil und einem peripheren Ring von verschiedener Höhe gespannt
werden, während das Spannsei]system aus einem ringförmigen, über

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den Tragseilen gelegenen Netz aus Seilen besteht, wobei die Spann- · seile an den äußersten Punkten mit dem peripheren Ring verankert sind. '■■-.-.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen als hinweisendes, nicht einschränkendes Beispiel einige Ausführungsarten der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt A-A einer ersten Ausführungsart einer ringförmigen Überdachung von einem Bauwerk mit elliptischem Grundriss, wobei die beiden Seilsysteme im wesentlichen radial angeordnet sind. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht lediglich auf das Tragseilsystem. Fig» 3 zeigt dieselbe Ansicht, in der nur die Spannseile dargestellt sind.

Fig. 4 gibti entsprechend einer Varianten der Ausführung, eine Draufsicht auf das Tragseilsystem, bei der die Spannseile noch im wesentlichen radial angeordnet sind, während die Tragseile so angeordnet sind, daß sie den inneren Ring, der die offene oder mit einer behelfsmäßigen Decke tiberdachte Zone abgrenzt, umschlingen. Fig. 5 zeigt einen Teil des Schnittes B-B von Fig. 4 _f auf dem, um der Deutlichkeit willen, nur die von den Punkten a, b, c, £, e ausgehende Seile eingetragen sind.

Fig. 6 zeigen eine Draufsicht auf die Anordnung der Tragseile und 7

bzM, der Spannseile bei einer zweiten Ausführungsart, die die Überdachung für einen ringdörmigen Raum vorsieht.

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Fig. 8 zeigt bei besagter zweiten Ausführungsart in einer Draufsicht das Tragseilsystem, das durch ein Netzwerk von Spannseilen vervollständigt ist.

Fig. 9 zeigt einen Vertikalschnitt des Tragwerkes der Überdachung der Fig. 6 und 8.

Fig. 10 zeigt, schematisch dargestellt, eine Variante besagter zweiten Ausführungsart, und zwar zur Konstruktion einer vollständigen Überdachung für einen Raum mit - im wesentlichen kreisförmigem Grundriß, und mit einer Überdachung, die die Form einer doppelkegeligen Kuppel hat;' auf der einen Hälfte besagter Fig. sind die Tragseile dargestellt, auf der anderen Hälfte beide Seilsysteme zusammen.

Fig. 11 zeigt einen Axialschnitt des Bauwerkes entsprechend seiner Varianten in Fig. 10.

Bezugnehmend auf die Ausführungsform von Fig. 1 - 3, ist mit 1 im allgemeinen das Tragwerk des Bauwerkes, insbesondere eines Stadions oder einer ähnlichen Konstruktion bezeichnet, die allein in Verbindung mit einem peripher angeordneten Ring oder einer aufgehängten Überdachung überdacht ist, ohne daß Stützpunkte im Innern benutzt werden.

Besagtes Tragwerk 1 ist nicht dargestellt worden, da es konventionell ist und von der Decke lediglich in vertikaler Richtung beansprucht wird.

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Die Überdachung besteht aus einem peripheren, äußeren Ring, der vorzugsweise aus der Kombination der beiden auseinanderliegenden und mit geeigneten Stücken 2c verbundenen Eingen 2a und 2b gebildet wird, um so einen elliptischen Ring zu bilden, der eine geeignete Höhe hat, und den äußeren Ring bildet, der in Fig. 2 und 3 im allgemeinen mit 2 bezeichnet wird.

Die Verbindung zwischen den äußeren Ringen 2a und 2b wird Vorzugs- M

weise mit Hilfe der fachwerkartigen Elemente 2c erhalten; sie wird so kalkuliert, daß auch der Notwendigkeit, daß nämlich besagtes Fachwerk durch den Wind entstehende horizontale oder subhorizontale Stoßkräfte auffangen muß, Rechnung getragen wird*

Es ist selbstverständlich, daß der Ring 2a auch aus einem einzigen Element von günstiger Höhe gebildet werden kann, der aber vom finanziellen Standpunkt aus weniger vorteilhaft ist. Der innere Ring 3 hingegen wird aus einem einzigen Element von geeigneter Höhe gebildet. Mit 4 lind 5 sind die Seile der beiden Systeme bezeichnet, wobei die mit 4 bezeichneten Seile die Tragseile sind, während die mit 5 bezeichneten Seile die Spannseile sind. Auf diese Weise entsteht eine ringförmige, statisch bestimmte aufgehängte Überdachung von - im wesentlichen - starrer Struktur, die - sei es dem eigenen Gewicht, dem des Wassers, Schnees o.ä», sei es der Kraft der Zugluft, die auch von unten nach oben strömen kann, Widerstand bieten kann.

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Bei besagtem Überdachungssystem arbeiten die Ringe 2& undmft die durch die Elemente 2c starr miteinander verbunden sind, auf Druck, während der innere Ring 3 auf Zug arbeitet.

Die Variante der Fig. 4 und 5 ist im wesentlichen ähnlich. In diesem Fall sind zwei äußere Ringe 2a und 2b vorhanden, die miteinander durch Verbindungselemente 2c und einen inneren Ring 3 verbunden sind.

Besagte Elemente sind mit denselben Zahlen bezeichnet, da sie gleich sind und auf ähnliche Weise arbeiten. Auch die Spannungsseile 5 haben dieselbe radiale Anordnung wie in der vorhergehenden Ausführungsart, die in Fig. 3 dargestellt wurde. Wegen der Deutlichkeit sind in Fig. 4 nur einige der Seile 5 bezeichnet worden.

Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Tragseile 4a so angeordnet sind, daß sie den inneren Ring 3 einhüllen, und daß deshalb ihre senkrechten Projektionen auf den Grundriß den Kegelschnitt, der die Projektionen des Ringes 3 darstellt, einhüllen, wobei diese Seile in den Berührungspunkten an diesem Ring 3 festgemacht sind.

Die Deckenverkleidung kann in den beiden dargestellten Ausführungsarten z.B. mit Hilfe von dünnen Folioplatten aus Blech, Kunststoff, Asbestzement o.a. hergestellt werden.

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Besagte Deckenverkleidung, wie auch die zum Auffangen des Regenwassers bestimmten Rinnen 6 können an den Tragseilen 4 oder 4a befestigt sein; zu diesem Zweck ist ihre Anzahl in oder auf Fig, 1 — 3 gezeigten Ausführungsart größer als die der Seile 5.

Nichts steht jedoch im Wege, daß die Decke ganz oder teilweise von den getragenen oder Spannungsseilen 5 gestützt wird.

Die Ringe 2a und 2b, ebenso der Ring 3 werden vorzugsweise aus Fertigteilen, am besten aus Stahl, hergestellt, die dann an Ort und Stelle miteinander durch Bolzen oder auch Schweißen verbunden werden. '

Wie schon gesagt wurde, kann auf dem getragenen Ring 3 auch irgendeine festgemachte, zu Öffnende oder entfernbare Überdachung angebracht werden. .

Selbstverständlich kann der getragene Ring auch der äußere sein; in diesem Fall müßte die Überdachung die Form eines Pilzes haben, und eine ringförmig nach außen vorspringende Zone.

Bezugnehmend auf die zweite Ausftthrungsart auf den Fig. 6-9 für ein Bauwerk mit kreisförmigen Grundriß, besteht das Tragwerk dieses Bauwerkes aus einer großen Anzahl von peripher angeordneten Pfeilern 11, die einen Ring 12 (Fig. 9) tragen.

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Die Tragseile 13 sind so angeordnet, daß sie eine kreisförmige Zone 14 (Fig. 6) umschlingen, die einen inneren Raum 17 umgibt; diese kann offen sein oder auch, z.B. durch einen Turm ausgefüllt werden, der nach konventioneller Bauart und unabhängig vom Tragsystem 11 gebaut wird. Die Länge der Seile 13 oder besser der Pfeil, den sie haben können, wenn sie gespannt sein werden, hängt davon ab, welche Wölbung man aus ästhetischen Gründen möglicherweise der ringförmigen Verbindungszone zwischen Überdachung und innerer Wand des auf diese Weise verschönerten ringförmigen Raumes geben wird.

Will man eine im wesentlichen ebene Fläche haben, so werden die Seile 13 zu Beginn in horizontaler Anordnung befestigt.

Die Seile 13 werden überkreuz angeordnet, so daß ,sie ein erstes Seilnetz bilden, das die Überdachung tragen soll.

Mit 15 sind die Seile des zweiten Seilsystems bezeichnet,¹ "die am Boden mit einem inneren Kreis 16, der die gleiche Achse wie Kreis 14 hat, verankert; Kreis 14 ist von den Seilen 13 des ersten Seilsystems umschlungen, die mit dem peripheren Kreis 12 verankert werden. Besagte Teile 15 bilden ein zweites Netzwerk, das von oben auf das von den Tragseilen 13 gebildete Netzwerk einen Druck ausübt, um letzteres in Spannung zu setzen, und so das Tragsystem der Überdachung starr zu machen, an dem somit eine beliebige Deckenverkleidung angebracht werden kann.

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Nachdem die Spannseile 15 mit Hilfe von konventionellen oder nichtkonventionellen Spannvorrichtungen, die auf dem Ring 12 angebracht sind, gespannt worden sind, sieht das Überdachungssystem, vorläufig noch ohne Verkleidung, wie in Fig. 9 gezeigt, aus: ein ringförmiger, fast flacher, leicht gegen die Achse des Bauwerkes geneigter oder auch der Form einer Rotationshyperbel ähnlicher Deckenteil, der aus zwei Seilsystemen 13 und 15 gebildet wird, während in demjenigen Teil, der den kreisförmigen Bereich 17 umgibt, nur die Spannseile 15 am Boden auf der Peripherie eines Ringes 16 verankert sind.

Wenn man die Seile 13 bei der Montage nicht spannt, sieht der ringförmige Raum zusammen mit der Decke und der inneren Wand ungefähr so aus, als bestünde er aus zwei kegelstumpfförmigen Oberflächen mit gemeinsamer Basis, die von geraden Rundkegeln mit dem Scheitelpunkt nach unten gebildet werden, und von denen derjenige, der die Decke bildet, einen Öffnungswinkel von annähernd 90 hat, während der untere eine wesentlich kleinere Öffnung hat und sich fast mit einem Zylinder vergleichen läßt.

Wenn der Pfeil größer wird, so nimmt der Axialschnitt durch die Oberflächej die aus besagten Wänden gebildet wird, die Form einer runden Oberfläche an mit einem Querschnitt in der Form einer Semihyperbel.

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Bei der Varianten in den Fig. 10 und 11 ist die vollständige
Überdachung eines Raumes vorgesehen, der von einer großen Anzahl von peripher angeordneten Pfeilern 1 oder einer fortlaufenden
Wand, die einen Ring 12a tragen, abgegrenzt wird, und in dessen
Mitte eine starke Säule 18 steht.

Tn den Fig. 10 und 11 ist der Durchmesser der Säule 18 vergrößert worden, und es sind um der Deutlichkeit willen nur einige Seile
eingezeichnet worden.

Die Tragseile 13a werden zwischen dem oberen Rand der Säule 18
und dem Ring 12a, und zwar vorzugsweise in netzartiger Anordnung, gespannt.

Um die vorgesehene Funktion zu erfüllen, ist das netzartige System der Spannseile 15a in diesem Falle so angeordnet, daß im Grundriß besagte Seile Sehnen bilden, die zu einem mehr oder weniger großen je nachdem, welche Form man der Überdachung geben will - Kreis 19 tangent sind; besagte Seile 15a sind derart angebracht, daß sie so verankert werden können, daß sie die Tragseile nach unten spannen können. Deshalb wird die Überdachung, nachdem sie montiert worden ist, ein der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsart entgegengesetztes Profil haben. Das heißt, die Überdachung kann auch ein oberes

zentrales Element mit kleiner Öffnung einschließen, das sich auf )

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der Höhe der Basis 19 mit einem anderen unteren kegelförmigen EIe- ' \ ment mit größerer Öffnung verbindet, wobei besagte Öffnungswinkel

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mit den Scheitelpunkten oben, je nach dem ersten Pfeil der Tragseile 13a verschieden groß sein können, so daß, je größer besagter Pfeil sein wird, der Öffnungswinkel der kegelförmigen Oberfläche, die den ringförmigen, peripheren Teil der Überdachung, deren Form sich einer horizontalen flachen Oberfläche annähern wird, begrenzt, umso größer sein wird, und der Öffnungswinkel des oberen Kegels umso kleiner sein wird.

Um verschiedene ästhetische Effekte zu erzielen, kann selbstverständlich auch der Durchmesser des Kreises geändert werden.

Die Ringe 12 und 12a können auch aus Stahlbeton oder aus Stahl hergestellt werden. In dem Fall können sie in Form von Fertigteilen benutzt werden, da sie beim Bau dann durch geeignete Stücke miteinander verbunden werden.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Aufgehängte Überdachung für Bauwerke mit poligonalem, elliptischem, insbesondere kreisförmigem Grundriß, für die keine zusätzlichen Stützen vorgesehen sind, die auf mindestens einem starren Tragwerk ruht, und aus der Kombination eines starren oder halbstarren, auf besagtem Tragwerk ruhenden Ring mit einem im wesentlichen axialen zentralen Element oder Ring besteht, sowie aus zwei zwischen besagten Elementen gespannten Seilsystemen - einem Tragseilsystem und einem Spannseilsystem die kegelstumpfförmige Oberflächen bilden, auf die Bestandteile der Überdachung - vorzugsweise dünne Platten - montiert werden*

2. Überdachung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus der Kombination zweier ähnliche?, im wesentlichen konzentrischer Ringe - einem tragenden und eisern getragenen - besteht, die untereinander durch ein erstes System von Tragseilen verbunden sind, die am Tragring in der Nahes seines oberen Randes und am getragenen Ring in der Nähe seines un-

teren Randes befestigt sind, sowie durch ein zweites System" von sogenannten Spannteilen, die sich in der Nähe der unteren Randes des getragenen und in der Nähe des oberen Randes des tragfenden Ringes verankern, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um besagte Seile in Spannung zu setzen.

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3. Überdachung gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring der äußere Ring ist und durch die Kombination der beiden im wesentlichen gleichen, auseinanderliegenden, und mittels eines vorzugsweise fachwerkartigen Verbindungsringes miteinander verbundenen Ringen, gebildet wird. ■. _v

4. Überdachung gemäß Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch g e kennzei ch η e t , daß die Seile der beiden Seilsysteme radial angeordnet sind, d.h. praktisch senkrecht zu dem tragenden und getragenen Ring in den Verankerungspunkten,

5. Überdachung gemäß Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Tragseile größer ist als die der Spannseile, so daß eine größere Stützung für die Bestandteile der äußeren Deckenverkleidung vorzugsweise in Form von Folioplatten der Überdachung gewährleistet wird.

6. Überdachung gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragseile die Wand des inneren Ringes umschlingen, wo sie mit letzteren verankert sind, während die Spannseile im wesentlichen radial angeordnet sind.

7. Überdachung gemäß Anspruch !,gekennzeichnet durch die Kombination eines peripheren, von dem Tragwerk getragenen Ringes mit einem ersten System von Tragseilen, die

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netzartig über den zu überdachenden Raum gespannt sind, und an einem Ende mit besagtem peripheren Ring, und am anderen entweder mit dem Ring oder mit einem, innerhalb des von besagtem Ring eingeschlossenen Raumes befindlichen Tragpfeiler verankert sind, wobei besagtes erstes System durch ein zweites System von Spannseilen, das über diesem ersten liegt, in Spannung gesetzt wird, welchen von oben einen Druck.auf die Tragseile ausüben sollen, um ihnen die vorgesehene Spannung zu geben, und damit sie das geforderte Profil annehmen, wobei besagte Spannseile vorgesehen sind, um der Überdachung eine starre Struktur zu verleihen, ins-

der
besondere in/Richtung, in der das Gewicht der Überdachung und

der anderen Beanspruchungen sich auswirken.

8. Überdachung gemäß Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß die Seile des Tragseilsystems an beiden Enden mit dem äußeren Ring verankert sind, und so montiert werden, daß besagte Seile einen inneren Kreis beschreiben, indem die ihn umschlingen, während die Spannseile am einen Ende mit dem äußeren Ring, am anderen mit einem Ring mit kleineren¹ Radius als der des äußeren Ringes am Boden verankert sind, wobei die Tragseile und die Spannseile so angebracht sind, daß sie netzartige Gebilde, vorzugsweise mit windschiefen Maschen formen.

9. Überdachung gemäß Ansprüchen 1 - 7_f dadurch gekenn ζ ei chnet , daß die Tragseile am einen Ende mit einem peripheren Ring und am anderen mit der Spitze einer im besaaten Ring befindlichen Säule verankert sind und vorzugsweise

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nichtaxial verlaufen, während die Spannseile an beiden Enden mit besagtem Ring verankert sind und so angeordnet sind, daß sie einen Kreis von einem größeren Durchmesser als dem der ■ inneren Säule, aber einem kleineren als dem des äußeren Ringes umschlingen, wobei sie auf einer solchen Höhe angebracht sind, daß sie über den Tragseilen liegen, und sie nach unten ziehen.

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