DE1958878A1 - Raumfachwerk - Google Patents

Raumfachwerk

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DE1958878A1 DE19691958878 DE1958878A DE1958878A1 DE 1958878 A1 DE1958878 A1 DE 1958878A1 DE 19691958878 DE19691958878 DE 19691958878 DE 1958878 A DE1958878 A DE 1958878A DE 1958878 A1 DE1958878 A1 DE 1958878A1
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Description

"Raumfachwerk"
Raumfachwerke setzen sich im Hinblick auf ihre konstruktive Leistungsfähigkeit infolge der ihnen anhaftenden Leichtigkeit in Verbindung mit der großen erreichbaren Steifigkeit sowie ihres Gestaltungspotentials in der modernen Architektur in immer größer werdendem Maße durch.
Raumfachwerke bestehen aus im Dreiecksverband über Knoten in geeigneter Weise zusammengefügten Druck- und Zugstäben. Diese in bestimmter Weise geordneten Stäbe bilden ein System, das Kräfte umlenken und weite Räume stützenfrei abtragen kann. Die Kraft-umlenkung geschieht dabei durch eine Aufspaltung der Kräfte mittels zweier oder mehrerer Stäbe in verschiedene Richtungen, in denen sie durch geeignete Gegenkräfte ins Gleichgewicht gesetzt werden.
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Die vorzugsweise als Rundstäbe ausgebildeten Zug- und Druckstäbe sind über Knoten miteinander verbunden. Diese Knoten sowie die Verbindungsteile der Knoten zu den Stützpfeilern sind die wichtigsten Teile des Raumfachwerkes.
Es sind bereits Knoten in den verschiedensten Ausführungen vorgeschlagen worden, die eine Verbindung von in verschiedene Raumrichtungen weisenden Stäben zulassen, jedoch nur wenige der Vorschläge haben sich praktisch bewährt.
Einer der gebräuchlichsten Knoten besteht aus einer stranggepreßten Nabe, in die die Stangenenden eingefügt werden,worauf die Nabe durch Verspannung einem Deformierungsprozeß unterworfen wird, so daß eine innige Verbindung zwischen den Knoten und den in verschiedene Raumrichtungen weisenden Stangen entsteht. Nach einem anderen Vorschlag wird ein etwa kugeliger Knoten mit den Stangen während der Montage verschweißt. Der Knoten nach einer weiteren Ausführung besteht aus mehreren in Richtung der Rundstäbe weisenden, zusammengegossenen oder -geschweißten Hülsen, in die die Rundstäbe mit ihren Enden eingreifen.
Die zuerst genannten Knotenausführungen verlangen durch den Deformierungs- oder Schweißprozeß eine aufwendige Montage, während der dritte Vorschlag für verschiedene Knotenpunkte unterschiedliche Knoten bedingt. Allen diesen Knoten ist der Nachteil gemeinsam, daß zusätzliche Übergangs- und/oder Verbindungsteile an den Punkten, an denen Stützpfeiler den Knoten zuzuordnen sind, notwendig werden.
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Nach vorliegender Erfindung wird ein Raumfachwerk, insbesondere ein ebenes Raumfachwerk aus Tetraedern und Halboktaedern» vorgeschlagen, das die vorgenannten Nachteile vermeidet, in dem eine neue Knotenausführung eine einfache Montage gestattet und verlängert ohne zusätzliche Übergangs- oder Verbindungsteile zu einem Stützpfeiler des Raumfachwerks wird. Eine einfache Verlängerung des Knotens bildet einen Stützpfeiler und somit einen von Übergangs- und Verbindungselementen freien Übergang aus der Horizontalen in die Vertikale oder umgekehrt.
Der Knoten gemäß der Erfindung besteht aus einem Sternprofil, an dessen Profilschenkeln die in die verschiedenen Raumrichtungen weisenden Rundstäbe angeordnet sind.
Zwischen den einzelnen Profilschenkeln sind gleiche Winkelabstände vorgesehen. Als Knotenprofil kann ein einfaches Sternprofil aus sich kreuzenden Profilschenkeln verwendet werden oder mit einem hohlen vieleckigen Kern an dessen Ecken Profilschenkel angreifen.
In Anpassung an ein ebenes Raumfachwerk aus Tetraedern und Halboktaedern besitzt das Sternprofil sechs Profilschenkel, die je einen Winkel von 60° einschließen. Die rohrförmigen oder massiven Stäbe sind an ihren Enden so verformt, daß sie entweder einen oder zwei, einen Winkel von 60° einschließende. Flansche aufweisen, so daß an einem Knoten aus einem sechs-schenkeligen Sternprofil die erforderlichen neun Rundstäbe befestigt sein können, ·
wobei die drei mit zwei Flanschen ausgerüsteten Stäbe zwischen zwei Schenkeln an den einander zugekehrten Seiten angreifen. * em Sternprofil - '
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-A-
während die sechs Rundstäbe mit nur einem Flansch an den freien Schenkelseiten anliegen.
Die sechs Stäbe mit einem Flansch verlaufen hierbei in einer-Ebene, während die übrigen nach oben oder unten weisen und einen Winkel von 60° gegenüber den sechs in gleicher Ebene liegenden Schenkeln einschließen. Die nach oben oder unten weisenden Stäbe sind an den Enden der Flansche um den entsprechenden Neigungswinkel, hier 60°, abgekröpft. Sofern Stäbe nach oben oder unten erforderlich sind, lassen sich zwischen je zwei mit nur einem Flansch ausgestattete Stäbe weitere drei Zweiflanschstäbe einsetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand dieser beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein ebenes Raumfachwerk aus Tetraedern von unten,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Raumfachwerkes gemäß Fig. 1 mit eingezeichneten Stützpfeilern,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Raumfachwerkes, Fig. 4 ein Knotenpunkt des Fachwerkes in Draufsicht, Fig. 5,6 eine perspektivische Darstellung zweier Stabenden
und
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Verbindungspunktes.
In Fig. 1 ist ein aus Tetraedern und Halboktaedern zusammengesetztes Raumfachwerk in Draufsicht von unten gezeigt und in Fig. 2 dessen Seitenansicht. Das untere Dreiecksraster in Form
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gleichseitiger Dreiecke, dessen Teile durch ausgezogene Linien dargestellt sind, ist in den Zeichnungen durch 1 gekennzeichnet, während das obere Raster durch strichpunktierte Linien 2 wiedergegeben ist. Diese beiden Raster sind über gestrichelt dargestellte Verstrebungen 3, die sowohl zu den Stäben des oberen Rasters 2, als auch des unteren Rasters 1 in einem Winkel von 60° verlaufen, verbunden, so daß ein geordnetes ebenes Raumfachwerk aus Tetraedern und Halboktaedern gebildet ist. Die an den Knotenpunkten der Stäbe angreifenden Stützpfeiler 4 sind chematisch in die Zeichnung eingetragen.
An jedem Knotenpunkt des Raumfachwerkes, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, treffen neun Stäbe zusammen, wie aus der perspektivischen Darstellung des Raumfachwerkes in Fig. 3 deutlich zu ersehen ist.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Verbindungspunkt entsprechend Punkt A der Fig. 3 der aus den Knoten 5 und den daran angeschraubten Druck- oder Zugstäben, die je nach Ausbildung der Flansche mit 6 oder 7 bezeichnet sind, besteht.
Der Knoten 5 besteht aus einem Sternprofil mit sechs Profilschenkeln 8, die gleiche Winkel einschließen. Der dargestellte Knoten 5 hat einen hohlen Kern, könnte jedoch auch aus einem einfachen Sternprofil mit gekreuzten Schenkeln bestehen.
Die Stäbe 6 und 7, vergl. Fig. 5 und 6, sind meistens rohrförmig ausgeführt, können aber auch massiv sein. Die Enden der Stäbe
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—ο—
6 sind zu einem Flansch 9 geformt, der mit Löchern 10 zum Durchstecken der Schraubbolzen 11 ausgebildet ist. Die Stäbe 7 hingegen sind mit zwei Flanschen 12 ausgestattet, die einen Winkel von 60° einschließen entsprechend dem Winkel zwischen den benachbarten Profilschenkeln 8 des Knotens 5. Die Löcher für die Schraubbolzen tragen das Bezugszeichen 10'.
Die Enden der Stäbe 7 greifen zwischen zwei benachbarte Schenkel des Knotensternprofils ein und liegen an den einen gegenüberstehenden Seiten der Schenkel 8 an. Die Stäbe 6 hingegen sind an der freien Schehkelseite angeordnet. Die an den beiden Seiten eines Schenkels anliegenden Flansche benachbart angreifender Stäbe sind gemeinsam verschraubt. Wie aus Fig. deutlich ersichtlich,wechselt sich bei der beschriebenen Ausführung ein Stab 7 mit Doppelflansch mit zwei Stäben 6 mit Einzelflansch ab. Wie die Stäbe so sind auch die Knoten von vornherein mit Durchstecklöchern für die Schraubbolzen versehen.
Die Höhe der Knoten ist von den statischen Gegebenheiten sowie der Stabstärke abhängig. Die Stäbe 6 der Fig. 4 liegen alle in einer Ebene, während die Stäbe 7 in einem Winkel von 60 nach oben verlaufen. Um diese Neigung zu erreichen, sind die Stabenden mit den Flanschen gegenüber den Stäben entsprechend abgekröpft. Diese Stäbe 7 entsprechen den Verstrebungen 3 der Fig. 1-3.
In Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Punktes B gemäß Fig. 3 gezeigt, die eine Verbindungsstelle von Stäben 6 und 7 über
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einen zu einem Stützpfeiler 4 verlängerten Knoten darstellt. Am oberen Ende des. Stützpfeilers 4 sind entsprechend Fig. 4 sechs Stäbe 6 in einer Ebene verlaufend angeordnet, von denen nur drei sichtbar sind. Die übrigen drei Stäbe 7 verlaufen in einem Winkel von 60° nach oben und bilden Teile der Verstrebungen 3» Die Länge des Pfeilers 4 ist den jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
Im Falle der Einfügung von Wänden können anstelle der Stäbe entsprechend dem Verlauf der.Wände auch C-oder L-förmige Träger verwendet werden. Durch diesen Austausch ergeben sich zusammen mit den Profilschenkeln der Pfeiler rechtwinklige horizontale und vertikale Anschläge und damit bei Raumfachwerken bisher nicht bekannte Rahmen, die die Anordnung vorgefertigter Wandelemente ohne zusätzliche Halterungsteile möglich machen.
Die mit hohlem Kern ausgebildeten Stützpfeiler können an das Wassernetz angeschlossen werden, und zwar entweder in der Form, daß Wasser in den Pfeilerhohlraum eingelassen oder Rohrleitungen in dem Pfeiler angeordnet sind. Durch den erforderlichenfalls möglichen Einlaß von Wasser werden die Tragpfeiler bei Bränden gekühlt,und es tritt kein Verlust an Tragfähigkeit ein. Beispielsweise können die Stützen am oberen Ende zum Wasseraustritt perforiert sein. Die Regelung des Wassereintritts in den Pfeiler kann beispielsweise durch Temperaturfühler vorgenommen werden.
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Durch Verbindung der Pfeilerhohlräume oder der Leitungen am oberen und unteren Ende durch zusätzlich angeordnete Rohrleitungen kann physikalisch ein Umlaufsystem erreicht werden, welches bei Wärmeeinwirkung nach den Gesetzen der Schwerkraftheizung als kühlende Einrichtung wirkt. Diese Möglichkeiten bei dem Raumfachwerk nach der Erfindung in Verbindung mit den praktischen Erfahrungen beim Raumfachwerken, wonach diese bei ungleichmäßigen Beschädigungen nicht zusammenstürzen, sondern lediglich Lücken entstehen, die innerhalb der Konstruktion durch die vielen Tragrichtungen ausgeglichen werden, bieten große Vorteile im Falle eines Brandes.
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Claims (1)

Patentansprüche
1.) Raumfachwerk aus Druck- und Zugstäben, diese verbindende Knoten sowie Stützpfeilern, insbesondere ebenes Raumfachwerk aus Tetraedern und Halboktaedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Knoten (5) aus einem Sternprofil bestehen, an dessen ProfilschenkeIn (8) die in verschiedene Raumrichtungen weisenden Stäbe (6,7) angeordnet sind.
2. Raumfachwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein einfaches Sternprofil aus sich kreuzenden Profilschenkeln.
3. Raumfachwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Sternprofil mit hohlem vieleckigen Kern mit an den Ecken angeformten Schenkeln.
4. Raumfachwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch gleiche Winkel zwischen benachbarten Profilschenkeln des Knotens.
5. Raumfachwerk nach Anspruch 1,2 oder 3 und 4, gekennzeichnet durch ein Knotensternprofil mit sechs Schenkeln, die zwischen sich je einen Winkel von belassen.
6. Raumfachwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Verformung der Rundstabenden
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daß diese in einem oder zwei Flanschen auslaufen, wobei letztere einen dem Winkel zwischen den Profilschenkeln entsprechenden Winkel einschließen.
7. Raumfachwerk nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Knoten (5) zu Stützpfeilern (4) verlängert sind.
8. Raumfachwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet ,. daß anstelle der an den Stützpfeilern angeschlossenen Rundstäbe ein ebenes Dreiecksraster oder L-förmige Träger vorgesehen sind, die zusammen mit den Stützpfeilern (4) Rahmen eines Rahmenfachwerks bilden.
9. Raumfachwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler einen hohlen Kern aufweisen und dieser Hohlraum direkt an das Wassernetz angeschlossen ist oder aber zur Durchführung von an das Wassernetz angeschlossenen Leitungen dient.
10. Raumfachwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Pfeiler am oberen Ende perforiert sind.
11. Raumfachwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Pfeilerhohlräume oben und unten durch Rohrleitungen verbunden sind.
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12. Raumfachwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzufluß durch einen Temperaturfühler gesteuert wird.
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