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Dachkonstruktion für ein Gebäude Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Dachkontruktion für ein Gebäude, wobei bezweckt wird den zu benützenden Gebäude
innenraum möglichst weitgehend von störenden Elementen der Dachkonstruktion freizuhalten.
Somit ist die Erfindungsaufgabe in der Schaffung einer Dachkonstruktion zu sehen,
welche insbesondere auf eine Innenabstützung auf dem Gebäudeboden verzichtet.
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Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreich-t, dass etwa in der Mitte
des Gebäudegrundrisses ein auf Traufenhöhe angehobenes Haltestück vorgesehen ist,
dessen oberes und unteres Ende je durch einen Satz strahlenförmig verteilter langgestreckter
Spannelemente mit der auf Traufenhöhe liegenden Oberkante des Gebäudes verspannt
ist, wobei die Spannelemente des oberen Satzes nach unten und die Spannelemente
des unteren Satzes nach oben divergieren.
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Zweckmässig ist es dabei, z.B. be-i Zeltbauten, wenn die Spannelemente
mit ihren vom Haltestück entfernteren Enden an einem wenigstens abschnittweise die
Oberkante des Gebäudes bildenden, ebenen und in sich geschlossenen Verankerungsring
verankert
und in diesem derart verspannt sind, dass sich das obere
und untere Ende des Haltestückes ober- bzw. unterhalb der Ebene des Verankerungsringes
befindet.
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Im folgenden werden zur Erläuterung der Erfindung Ausführungsbeispiele
von Dachkonstruktionen sowie eine bevorzugte Anbringungsart einer solchen beschrieben.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 und 2 in vereinfachter, schematischer, schaubildlicher
Darstellung zwei Vorbereitungs-Montagestadien eines mit einer Ausführungsform der
vorliegenden Dachkonstruktion zu versehenden Rundzeltes, Fig. 3 und 4 zwei weitere
Montagestadien des Rundseltes nach Fig. 1 und 2, ebenfalls in tereinfachter9 schematischer
Darstellung, jedoch diesmal im Schnitt durch die Zeltmitte, wobei in diesen beiden
Figuren eine ausführung der Dachkonstruktion sowie deren Montage gezeigt ist, Fig.
5, 6 und 7 verschiedene Ausführungsarten der Dachkonstruktion in schematischer Darstellung.
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Das in den Fig. 1 bis 4 in verschiedenen Montagestadien gezeigte
zerlegbare Rund ze lt kann grundsätzlich als aus zwei Elementengruppen bestehend
betrachtet werden, nämlich einer die Zeltwandung bildenden Gruppe und einer die
Dachkonstruktion des Zeltes bildenden Gruppe. In den F&g. 1 und 2 sind - lediglich
zur Erläuterung der Montage - nur die zur erstgenannten Gruppe gehörenden Elemente
dargestellt9 während in den beiden Schnittansichten der Fig 3 und 4 insbesondere
die Dachkonstruktion gezeigt ist.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist das Zeltdach 1 freitragend, d.h.
dass im Zeltinnern keine Abstützmasten vorgesehen sind. Das Zeltdach 1 wird von
der im vorliegenden Fall kreisrunden Zeltwand 2 getragen und zwar mittels der Dachkonstruktion
3,
welche an der kreisrunden Oberkante der Zeltwand 2 verankert ist und auf welcher
die Dachplache 4 aufliegt. Die Dachplache 4 Uberlappt die Zeltwand 2 rundherum,
um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
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Im folgenden wird der Vollständigkeit und der Reihenfolge halber
zuerst die Konstruktion der Zeltwand 2 nach Fig. 4 anhand der Fig. 1 und 2 sowie
deren Montage näher erläutert. Das Gerippe der Zeltwand 2 besteht aus mittels Fixierpflöcken
6 (Fig. 3,4) im Boden verankerten Tragmasten oder Aussenpfeilern 5, welche an ihrem
oberen Ende mittels kreissegrnentförmigen Verbindungsschienen 7 starr miteinander
verbunden sind, derart, dass die Verbindungsschienen zusammen einen starren Verankerungsring
8 auf den Tragmasten 5 bilden (Fig. 2). Diese starre obere Verbindung der Tragmasten
5 verleiht der Zeltwand 2 bereits ein beträchtliche Stabilitrat. Dieses Wandgerippe
ißt mit Platten, Planen oder Plachen aus einem beliebigen Material verkleidet.
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Zum Aufstellen der Zeltwand 2 wird zuerst eine der Umrisslinie des
Zeltes entsprechende, im vorliegenden Fall kreisförmige Linie 12 auf dem Boden markiert,
auf welcher dann die Stellen ausgemessen und bezeichnet werden, an welche die Tragmasten
5 zu stehen kommen. An den bezeichneten Stellen werden nun im Abstand dem Durchmesser
der Tragmasten 5 entsprechend, jeweils zwei Fixierpflöcke 6 (Figs ),4) im Boden
verankert. Diese Fixierpflöcke 6 sind an ihren schliesslich aus dem Boden ragenden
Enden mit einer Bohrung versehen, deren Achse tangential zum Kreis 12 verläuft.
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Die Trarnsten 5, welche an ihrem unteren Ende ebenfalls mit einer
Bohrung versehen und bereits sternförmig um den Kreis herum ausgelegt sind, werden
un mit ihrem Ende (immer noch liegend) zwischen den beiden ihnen jeweils zugeordneten
Fixierpflöcken 6 mittels eines Bolzens, der durch die drei Bohrungen hindurchführt,
an diesen angelenkt. Die Tragmasten 5 wären somit bereit, zur Erstellung der Zeltwand
2 aufgerichtet und oben durch den Ring 8 miteinander
starrverbunden
zu werden. Bevor nun dieses Aufrichten der Tragmasten 5 jedoch stattfindet, erfolgt
noch das im folgenden zu beschreibende Bereitstellen und Auslegen der Dachkonstruktion.
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Die Dachkonstruktion 3 besteht im Beispiel nach Fig. 4 erstens aus
einem zylindrischen korbartigen Haltestück 9 und zwei Sätzen 10, 11 strahlenförmig
verteilter, am oberen und unteren Ende desselben befestigter Seile.
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Das Haltestück 9 wird stehend, bei noch liegender sternförmiger Ancrdnung
der Tragmasten 5, in der Mitte des Kreises plaziert (Fig. 3). Die sogenannten Trägerseite
des unteren Seilsatzes 11 werden am unteren Ende des Haltestückes 9 befestigt und
so ausgelegt, dass ihre anderen Ende jeweils auf einer am oberen Ende jedes Tragmastes
5 vorgesehenen Rolle liegen. Die sogenannten Dachseile des oberen Seilsatzes 10
werden am oberen Ende des Haltesttlckes 9 befestigt und parallel zu den Trägerseilen
ausgelegt.
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In diesem Stadium wären nun sowohl das Wandgerippe 2 als auch die
Dachkonstruktion 3 bereit, aufgestellt zu werden. Jedoch ist es aus montagetechnischen
Gründen zweckmässig, im ausgelegten Zustand des Wandgerippes 2 und der Dachkonstruktion
3, die Dachplane 4 über den am Boden liegenden Träger- und Dachseilen 10, 11 auszubreiten
und am oberen Ende des Haltestückes 9 zu befestigen.
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Dabei werden aus transport- und montagetechnischen Gründen vorteilhaft
sektorenförmige Plachenelemente verwendet, die beim Auslegen miteinander verbunden
werden.
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Wenn die am äusseren Rand der gachplache 4 befestigten, nicht dargestellten
Plachen-Zugseile geordnet sind, kann mit dem Aufstellen der Tragmasten 5 begonnen
werden. Diese werden aufgerichtet und stehend provisorisch befestigt, wonach die
unteren Trägerseile 11 und die oberen Dachseile 10 nachgezogen werden. Allfällige
Seitenverstrebungen zwischen den Tragmasten 5 können in diesem Stadium montiert
werden.
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Auf die stehenden Tragmasten 5 wird nun in Form von einzelnen ringsegmentförmigen
Elementen 7 der Verankerungsring 8 fest montiert. Die Elemente 7 werden auf geeignete
Weise starr miteinander verbunden, so dass der resultierende, geschlossene, starre
Verankeru.ngsring 8 die Tragmasten 5 zusammenhält.
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Wenn der Verankerungsring 8 vollständig ist, werden die unteren Trägerseile
11 der Dachkonstruktion 3 nachgezogen und dngespannt, bis das obere Ende des Haltestückes
9 sich auf gleicher Höhe befindet, wie die oberen Enden der Tragmasten 5. Danach
werden die oberen Dachseile 10 nachgezogen, wodurch die Dachplache 4 angehoben wird.
Am äusseren Ende der oberen Dachseile 10 befindliche Befestigungsringe werden nun
in am Verankerungsring 8 extra vorgesehene Befestigungshaken eingehakt, wonach die
Dachplache 4 mit den erwähnten, nicht dargestellten Zugseilen nachgezogen und ebenfalls
am Ver2nkerungsring 8 befestigt wird. Schliesslich werden die unteren Trägerseile
11 der Dachkonstruktion 3 angezogen, bis die oberen Dachseile 10 straff gespannt
sind, und dann an den Tragmasten 5 oder am Boden verankert. Nach dem Anbringen der
Wandverkleidung zwischen den Tragmasten 5, welche,wie bereits erwähnt, ebenfalls
aus Plachen oder einem geeigneten anderen Material bestehen kann, können, falls
überhaupt erforderlich, vier bis sechs Sturmseile in einem Winkel von etwa 450 von
den oberen Enden der Tragmasten 5 nach aussen am Boden verspannt werden.
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Das Halte stück 9 wurde im vorliegenden Ausführungsbeispiel vor allem
der Einfachheit halber mit einer zylindrischen Form dargestellt, was jedoch keineswegs
zwingend ist. Gemäss einer anderen, in vielen Fällen zweckmässige Ausführungsart,
welche in Fig. 5 gezeigt ist, ist das Haltestück 9 kegelstumpfförmig. Der Vorteil
dieses kegelstumpfförmigen Haltestückes 9, welches übrigens wie das in den Fig.
3 und 4 gezeigte korbartig ausgebildet ist, besteht im relativ geringen Ausmass
des oberen flachen Abschnittes 13, was bei der Anbringung und Abdichtung der Bedachung
gewisse Vereinfachungen bietet.
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Die in Fig. 6 gezeigte, alternative Ausführungsform des Haltestückes
9 ist ebenfalls mit beträchtlichen Vorteilen ver--bunden, Dieses Haltestück 9 besteht
aus zwei gegeneinander konkaven Seiltellern 14,15, welche durch ein jeweils in ihrer
Mitte abgestütztes Rohrstück 16 miteinander verbunden sind. Entlang des Randes des
oberen 14 und unteren 15 Seiltellers sind der obere Satz Dachseile 10 bzw. der untere
Satz Trägerseile 11 strahlenförmig von den Tellern 14,15 wegstrebend befestigt.
Vorteilhaft bei dieser Ausführung sind erstens deren geringe Ausmasse, während zweitens
die Möglichkeit besteht, ein in seiner Länge veränderbares Rohrstück 16 zu verwenden
oder aber das Rohrstück 16 überhaupt gegen ein längeres oder kürzeres austauschbar
vorzusehen. Durch ein solches Verändern der Höhe des Haltestückes 9 kann bei Zeltn
z.B. in Gegenden, in denen Schneefall zu erwarten ist, ein steileres Dach vorgesehen
werden, um ein besseres Abrutschen des Schnees zu ermöglichen.
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Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform des Haltestückes 9, welche
einen bezüglich des Gesamtdurchmessers des Gebäudes grossen Durchmesser des Haltestückes
9 vorsieht, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in der Gebäudekuppel grosse
Installationen anzubringen sind, z.B. Beleuchtungskörper oder akkustische Anlagen.
Dieses relativ grosse, ebenfalls korbartige Haltestück 9 ist in einem solchen Fall
- unter anderem wegen seiner zentrale Lage im Gebäude - bestens dazu geeignet, als
Träger für Lampen und Lautsprecher zu dienen.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des Zeltes ist der Verankerungsring
8 aus Kreissegmenten 7 gebildet9 was jedoch keinesfalls zwingend ist. Der Verankerungsring
kann bei einem Rundzelt z.B. als Polygon ausgebildet sein, wobei dann anstelle der
Ringsegmente 7 in Fig. 2 gerade Schienenstücke die Tragmasten 5 verbinden würden.
Eine Weiterentwicklung einer solchen Bauart bestünde darin, den Verankerungsring
aus zwei &&JQE aufeinanderliegenden und zueinander um einen Winkel verdrehten
Polygonen zu bilden, wobei die die Seiten des einen Polygones d2rstellenden geraden
Schienenstücke
jeweils nicht einen Tragmasten 5 mit seinem benachbarten, sondern mit seinem übernächsten
Tragmasten 5 verbinden würden. Die jeweils übersprungenen Tragmasten 5 wären entsprechenderweise
dem zweiten, um einen Winkel verschobenen Polygon zugeordnet. Im gleichen Sinne
ist es natürlich möglich, sogar mehr als zwei Polygone zur Bildung des Verankerungsringes
heranzuziehen.
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Im Verlaufe der bisherigen Beschreibung wurde stets von einem Gebäude
mit praktisch kreisrundem Grundriss ausgegangen, was jedoch keinesfalls bindend
ist. Die vorliegende Dachkonstruktion kann ohne weiteres für esin Gebäude mit einem
ovalen, elliptischen, eiförmigen, polygonalen, rechteckigen oder quadratischen Grundriss
vorgesehen werden, wobei z.B. in den beiden letztgenannten Fällen der Verankerungsring
jeweils in der mitte der Seiten der rechteckigen oder quadratischen Oberkante des
Gebäudes aufliegen würde, während die freigeführten Abschnitte des Verankerungsringes
durch Stützen mit den Gebäudeecken verstrebt wären. Die oberen Dachseile würden
in einem solchen Fall direkt zu den mit dem Verankerungsring verstrebten Aussenwänden
des Gebäudes geführt.
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Als Alternative zu der beschriebenen Verwendung der vorliegenden
Dachkonstruktion im Zeltbau kann deren Verwendung zur Bedachung von Festgebäuden
wie Stadien und Arenen betrachtet werden. Vorausgesetzt dass die Wände, in diesem
Fall die Mauern, gegen innen verstrebt sind, kann auf den Verankerungsring an der
Oberkante verzichtet werden, da die Spannseile des Haltestückes, welche beispielsweise
auch durch Spannstäbe ersetzt sein können, direkt an den Mauern oder Pfeilern verankert
werden können.
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Unter normalen Bedingungen beträgt die Höhe des Haltestückes zweckmässig
mindestens den doppelten Wert desjenigen Masses, welches sich bei zehnprozentiger
Steigung der unteren Tragseile der Dachkonstruktion ergibt.
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Bei Konstruktionen mit relativ grossem Durchmesser können zwischen
den oberen Dachseilen und den unteren Tragseilen Streben
vorgesehen
werden, um ein Durchhängen der Dachseile und somit der Dachplane zu verringern.
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Die wesentlichen Vorteile der im Verlaufe dieser Beschreibung vorgestellten
Dachkonstruktion ohne Innenabstützung liegen einerseits in der äusserst guten Transportfähigkeit,
welche daraus resultiert, dass relativ kleine Elemente verwendet werden können,
die z.B. bis zu einem Gebäudedurchmesser von 50 m sogar per Helikopter transportierbar
sind. Andererseits kann die Montage bezw.
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Demontage mit einem äusserst geringen Aufwand an Personal und Zeit
erfolgen, und was ebenso wichtig ist, ohne Verwendung von Kranen und grossen Winden.
Zudem ist das Gewicht der Dachkonstruktion minimal, dies nicht zuletzt infolge der
fehlenden Innenmasten.
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Anstatt das Haltestück 9 - wie im Zusammenhang mit den Fig. 3 und
4 beschrieben - mittels der unteren Trägerseile 11 zuerst hochzuheben und dann die
ganze Dachkonstruktion 3 durch Nachziehen der oberen Dachseile 10 am bereits auf
den Tragmasten 5 montierten Verankerungsring 8 zu verspannen, ist es natürlich möglich,
eine Konstruktion vorzusehen, bei der die unteren Trägerseile 11 und die oberen
Dachseile 10 bereits an Boden im Verankerungsring 8 verspannt und nachher die im
Verankerungsring 8 bereits verspannte Dachkonstruktion 3 auf Traufenhöhe am oberen
Ende der Tragmasten 5 hochgehoben wird. Dazu ist es lediglich notwendig, den Verankerungsring
8 an den Tragmasten 5 mittels entlang denselben gleitbeweglich angebrachten Verbindungsstücken
zu befestigen, derart, dass die fertig verspannte Einheit Dachkonstruktion 3-Verankerungsring
8 auf diesen gleitbeweglichen Verbindungsstcken, z.B. mittels Zugseilen schlittenartig
an den Tragmasten 5 hochgezogen und an deren oberen Enden fixiert werden kann.