DE19808133A1 - Leichtes Tragwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein leichtes Tragwerk zur Bildung von zeltartigen Dachkonstruktionen für Gewächshäuser, Ausstellungspavillons, Überdachungen von Schwimmhallen, Freibädern, Messebauten und dergleichen.

Leichte Tragwerke für Gewächshäuser, Ausstellungspavillons, Überdachungen von Schwimmhallen, Freibädern, Messebauten und dergleichen sind seit einer Vielzahl von Jahren bekannt.

Nachteile der bisher verwendeten Tragwerke bestehen darin, daß einerseits ästhetisch anspruchsvolle Bauten aufwendige, kostenintensive Konstruktionen darstellen, die bloß stationär verwendet werden können, wie das traditionelle Gewächshaus aus Stahl und Glasscheiben oder Schwimmbadüberdachungen aus Holztragwerken und Polycarbonatfolien oder andererseits leicht ab- und aufbaubare Zeltkonstruktionen wie das traditionelle Bierzelt vorliegen, die ästhetisch keine besonderen Reize bieten.

Das überaus bekannte Zirkuszelt ist nur mit großem Aufwand zu errichten. Seine Größe hängt von der Anzahl der Masten ab, die nach dem Aufbau im Inneren stehenbleiben müssen. Ein flexibler Einsatz der Teile und deren Kombination zu unterschiedlichen ästhetisch anspruchs- und phantasievollen Bauten, Dächern und Dachlandschaften ist nicht möglich. Zwischen dem stationären Bau eines Gewächshauses und dem Bierzelt gibt es keine pfiffige technische Lösung als Alternative für einen Bedarf an schnell aufbaubaren schönen und interessant-verblüffend einfachen zeltartigen Dachkonstruktionen. Die Idee des Regen- und Sonnenschirms als das individuelle Schutzdach, das im Freien vor Regen oder Sonnenschein relativ schützt, schnell aufspannbar, leicht zu transportieren und kostengünstig ist, ist bis jetzt nicht auf Dachkonstruktionen übertragen worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bezeichnete Bedarfslücke zu schließen und eine Konstruktion zu schaffen, die einfach und schnell auf- und abbaubar, vielseitig verwendbar, originell und ästhetisch interessant, kostengünstig in der Herstellung und Montage ist und deren Elemente zu unterschiedlichen Baustrukturen zusammengesetzt werden können.

Erreicht ist dieses Ziel dadurch, daß der Grundbaustein aus einem aufspannbaren sonnenschirmähnlichen Schirm besteht, der in aufgespanntem Zustand mit anderen gleichartigen Schirmen zu einer neuen Dachstruktur wie beispielsweise einer Kuppel zusammengesetzt wird. Das entscheidende bei der Errichtung einer freitragenden Konstruktion aus solchen Elementen besteht darin, daß die Mittelstangen der Schirme unterhalb der Spannvorrichtung abgenommen oder teleskopartig oberhalb dieses Punktes zusammengeschoben werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem von vielen möglichen unterschiedlichen Ausführungsbeispiel in der Draufsicht und in Dimetrie dargestellt.

Es handelt sich hierbei um das Beispiel eines freitragenden Kuppeldaches mit einem Durchmesser von ca. neunzehn Metern.

Das leichte Tragwerk besteht aus fünf aufgespannten sechseckigen Schirmen und einem aufgespannten fünfeckigen Schirm. Einer der fünf sechseckigen Schirme ist der Schirm mit den Fußpunkten 1a und 1bb. Mit je einem Stab 2 ist er mit diesen verbunden. Seine Unterseite mit der Aufspannvorrichtung, die aus der Mittel-Stange 7 und dem abnehmbaren Teil 8 derselben, der Spannvorrichtung 6, den Streben 10, die mittels der Gelenke 9 an den Stäben 2 und der Spannvorrichtung verbunden sind, weist zum Inneren der Kuppel, die er mit bildet. Der abnehmbare Teil 8 der Mittelstange wird nach dem Aufspannen bzw. nach der Verbindung von zwei Stäben mit den Fußpunkten und den anschließenden Schirmen abgenommen. Die sechs Stäbe 2, 2, 21, 22, 121, 122 dieses Schirms sind mittels Gelenken an dem zentralen mittleren Knoten 3b, der am oberen Ende der Mittel-Stange 7 befestigt ist, verbunden. Der Stab 21, der wie alle anderen Stäbe an dem freien Ende Verbindungsmöglichkeiten z. B. in Form von Bohrungen, Schraub- und/oder Steckverbindungen enthält, ist nach links mit dem Stab 30 über den Knoten 4e mit dem benachbarten linken Schirm befestigt. Nach rechts ist auf derselben Höhe der Stab 22 mit dem Stab 23 des rechts davon befindlichen Schirms über den Knoten 4a mit diesem befestigt. Mit dem Ende des linken oberen Stabs 121 ist der Schirm über den Knoten 5e mit dem Ende des Stabes 130 des linken Schirms verbunden. Der entsprechende rechte Stab 122 ist mittels des Knotens 5a mit dem Stab 123 des rechten Schirms zusammengeschlossen.

Alle fünf sechseckigen Schirme sind kreisförmig um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet. Im Grunde genommen handelt es sich um Schirmkappen oder Schirm-Oberteile, da die Mittelstangen 8 nach der vollständigen Montage der Konstruktion herausgenommen werden, weil sie sich selbst trägt.

Mit je zwei Stäben steht jeder Schirm, jede Schirmkappe, seitlich auf zwei der Fußpunkte 1a-1j auf. Die obere fünfeckige Lücke zwischen dem Ring aus den fünf seitlich aufgestellten sechsstrahligen Schirmen wird durch den fünfstrahligen, fünfeckigen, Schirm geschlossen. Die noch freien Enden der fünf Stäbe 2a werden mit je einem der fünf Knoten 5a-5e der oberen Reihe verbunden.

Zur Stabilisierung des Systems bei größeren Spannweiten, steilen Wänden oder pyramidenartigen Konstruktionen werden die Enden der Mittelstangen 7 unterhalb der Spannvorrichtungen durch Spannseile, vorzugsweise aus Stahl, untereinander verbunden. Auch können die Mittelstangen über die Bespannung hinaus nach außen verlängert und mittels Druckstangen, die zweckmäßigerweise nicht aus einem nässeempfindlichen Material bestehen, ebenfalls untereinander befestigt werden. Letzteres ist bei Anordnung der Schirme oder gewisser Partien derselben in einer Ebene und für den Fall großer Lasten zweckmäßig.

Die Bespannungen 12 werden mit den Rändern 13, soweit diese keine Dach- oder Bodenabschlußkanten darstellen, mit den Nachbarschirmen in Fließrichtung des Regenwassers überlappend verbunden.

Ein leichtes Tragwerk, das aus aufspannbaren schirmartigen Elementen besteht, ist werkseitig in großen Teilen vorzufertigen, der Transport ist einfach und platzsparend auf kleinstem Raum möglich. Es kann durch Aufspannen der Schirme und deren Befestigung miteinander mittels Knotenverbindungen schnell und kostengünstig errichtet werden. Die Konstruktion ist ästhetisch ansprechend und als technische Lösung des Transfers des Regenschirms auf Bauten verblüffend. Die dafür vorgesehenen Anwendungen im gewerblichen und privaten Bereich stellen eine preisgünstige und flexible Alternative zu herkömmlichen Bausystemen dar.

Derartige Tragwerke sind mit einfacher Bespannung als Sommerbauten oder mit kissenartiger Doppelbespannung auch für den Einsatz während kälterer Jahreszeiten geeignet.

Bauten, die in der Weise aus Schirmen in einer Form und Bemaßung errichtet werden, daß der Innenraum durch die Spannstreben und herausragenden Teile für eine Nutzung beeinträchtigt würde, werden erfindungsgemäß ganz oder in diesen Bereichen mit Schirmen versehen, bei denen die Bespannung sich innen zum Raum hin befindet und die Aufspannvorrichtung nach demselben gerichtet ist (Fig. 3). Dieser Mechanismus befindet sich dadurch nicht mehr innerhalb des Gebäudes und unterhalb des Daches sondern außerhalb. Da er somit der Witterung ausgesetzt ist, dies durch entsprechende Materialwahl wie etwa Aluminium oder Furnierplatten mit wasserfester Beschichtung oder dergleichen berücksichtigt. Fig. 3 zeigt schematisch einen derartigen Schirm. In dem Beispiel ist es ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 137, der mittels seiner Kolbenstange 136 über eine Haltevorrichtung mit Gelenkpunkten 135 die Streben 134 in zwei Richtungen auf und ab 141 bewegt, so daß die schirmbildenden Stäbe 133 in den Drehpunkten 142 nach innen geklappt oder aufgespannt werden 140. Die textile Bespannung 130 ist unterhalb der Spannvorrichtung 134-137 zum Raum hin gewandt, den der Schirm mit bildet, befestigt. Dies geschieht in diesem Beispiel mittels einer Leiste 132, die mit Schrauben 139 oder dergleichen mit dem Stab 133 verbunden ist. Die Spannseile zwischen den Stäben sind hier an die Halteleiste 131 angebracht. Dies hat den Vorzug, daß bei Schirmen mit großem Durchmesser damit Auflageflächen für die textile Bespannung gegeben sind.

Claims (15)

1. Leichtes Tragwerk zur Bildung von zeltartigen Dachkonstruktionen für Gewächshäuser, Ausstellungspavillons, Überdachungen von Schwimmhallen, Freibädern, Messebauten und dergleichen aus aufspannbaren Schirmen bestehend aus Stäben, die mit einem Ende seitlich an der Spitze einer Mittel-Stange mittels scharnierartigen Gelenken befestigt und optional mit einer oben aufliegenden Bespannung versehen sind, Streben, welche je an einem Ende mit je einem der Stäbe an deren unteren Längsseite und dem anderen Ende mit einem Schiebeteil, das Auf- und Abwärtsbewegungen zuläßt, arretierbar ist sowie Streben, die ihrerseits mit den schirmbildenden Stäben und dem Schiebeteil kraftübertragend beweglich verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Stäbe der einzelnen Schirme Anschlüsse zur Befestigung eines Schirmes mit einem weiteren enthalten und mehrere Schirme direkt oder mittels Knotenverbindungen zu einer Dach- und/oder Wandkonstruktion aneinandergefügt werden.

2. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fünf sechseckige Schirme und ein fünfeckiger Schirm in geöffnetem Zustand zu einer freitragenden Dachkonstruktion in der Weise miteinander verbunden sind, daß die sechseckigen Schirme kreisförmig um einen Mittelpunkt angeordnet sind, die Öffnungen und die Mittelstäbe zu einem imaginären Mittelpunkt einer imaginären Kugel weisen, auf deren Oberfläche die imaginären Schnitt-Punkte des Liniennetzes der verbundenen Schirmstäbe liegen, wobei die Schirme mit je zwei Stäben auf dem Boden, bzw. auf Verankerungen stehen, mit denen sie befestigt werden, die Flächen zwischen den aufstehenden Stäben zur Bodenfläche in Richtung Kreismittelpunkt einen Neigungswinkel von ca. 54° bilden, jeder weitere der vier anderen Stäbe paarweise links und rechts mit je einem seitlich freien Stabende des benachbarten Schirms verbunden ist, der fünfeckige Schirm oben in der Mitte die Öffnung schließt indem je ein Stabende mit einem der paarweisen Verbindungen des oberen Knotenbereichs verbunden ist.

3. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bespannung aus durchsichtiger und/oder transparenter und/oder undurchsichtiger wasserdichter Folie, Textilien und/oder deren Kombination besteht.

4. Leichtes Tragwerk nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bespannung doppelwandig ist und die Zwischenräume mit Luft gefüllt sind, so daß pralle Kissen gebildet werden.

5. Leichtes Tragwerk nach den Ansprüchen 1 und 2 und entsprechenden anderen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdichtigkeit an den Verbindungsstellen zwischen den Schirmen gemäß der üblichen Dachbedeckungen dadurch erzielt wird, daß die oberhalb gelegenen Flächen mit ihren überstehenden Rändern in Richtung der Fließrichtung des Regenwassers die unterhalb liegenden Flächen überlappen, während seitlich aneinanderstoßende Flächen mittels taschenartig ausgebildeten Falzverbindungen mit übergreifenden Laschen regendicht miteinander verbunden sind.

6. Leichtes Tragwerk nach den Ansprüchen 1 und 5 und entsprechenden anderen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regendichtigkeit mittels Klemm- oder sonstigen Profilen und/oder Klebestreifen, Dichtungsmassen wie Silikon, rinnenartigen Systemen oder dergleichen unterstützt oder erreicht wird.

7. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2) elastisch biegsam sind und/oder zwischen den Stäben (2, 2a, 21-30, 121-130) unterhalb der Bespannung (12) Spannseile oder Spanngurte netzartig angebracht sind, die mit dieser unverbunden, stellenweise oder ganz verbunden sind.

8. Leichtes Tragwerk nach den Ansprüchen 1 und 7 und entsprechenden anderen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände und Struktur der netzartig angebrachten Spannseile oder Spanngurte der aufliegenden Folie oder Plane sowie der Konstruktion und der Fließrichtung des Regenwassers derart entspricht, daß keine Wassersäcke gebildet werden.

9. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für das Tragwerk Holz und/oder Sperrholz, Furnierplatten, Stahl, Aluminium, Kunststoffe, Glas-/Kohlefaser-Epoxidharze oder dergleichen verwendet werden.

10. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Bauten in Form von Kugeln, Kuppeln, Pyramiden, und dergleichen gebildet werden.

11. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtungen mittels Pneumatik- oder Hydraulikzylindern verbunden sind und mittels dieser betätigt werden.

12. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Stäbe an entsprechenden Bodenverankerungen Pfeiler-, oder Mauerauflagen befestigt sind.

13. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufspannvorrichtung außen und die Bespannung innen unterhalb der Stäbe, die bei Einbau in Kuppeln oder anderen gewölbten Konstruktionen einen Winkel <180° bilden, befindet (Fig. 3).

14. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm eine Mittelstange hat und diese außerhalb des Befestigungsbereichs der Streben abnehmbar ist oder von unten bis zu diesem Punkt teleskopartig zusammengeschoben wird.

15. Leichtes Tragwerk nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben aus zwei Teilen bestehen, die mit einem Gelenk miteinander verbunden sind, so daß sie sich auf kleinem Raum zusammenfalten können, wobei die Spann- und Haltekraft in dem Gelenk ansetzt.