DE2119045C3 - Verfahren zur Herstellung einer zweiseitig gegensinnig gekrümmten Dachfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zweiseitig gegensinnig gekrümmten Dachfläche aus über gekrümmten Stützbögen gespannten Planen aus beschichteten Geweben, Folien od. dgl.

Die moderne Architektur versucht seit längerer Zeit, Leichtbau-Dachkonstruktionen als zweiseitig gegensinnig (d. h. in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen entgegengesetzt) gekrümmte Flächen auszuführen. Derartige zu den zugbeanspruchten Flächentragwerken zählende Dachkonstruktionen werden auch als sattelförmig oder antiklastisch gekrümmt oder als Flächen negativer Gaußscher Krümmung bezeichnet, vergleiche beispielsweise CONRAD ROLAND »Frei Otto-Spannweiten«, Verlag Ullstein, Berlin, Frankfurt/ Main, Wien, Seite 8, rechte Spalte, 2d. Auf Seite 10, linke Spalte, letzter Absatz des gleichen Buches wird ausgeführt: »Eine gekrümmte kontinuierliche Sattelfläche ist an jedem Punkt antiklastisch, d. h. in entgegengesetzter Richtung gekrümmt und dadurch im Raum elastisch festgehalten...«. Damit ist zugleich das fundamentale Problem der sattelförmig ausgeführten Dachbespannung mit Planen aus beschichteten Geweben od. dgl. formuliert: Die Planen müssen so gespannt sein, daß in jedem Punkt der Dachfläche die zweiseitig-gegensinnige Krümmung gegeben ist. Erreicht man diesen Idealzustand, so werden an jedem Punkt die Belastungen aus Eigengewicht, Schnee und Wind in der nach unten gekrümmten Tragrichtung und die negativen Belastungen durch Windsog in der nach oben gekrümmten Spannrichtung aufgenommen, durch Spannungserhöhung in der einen und gleichzeitige Spannungsverminderung in der anderen Richtung.

Die in beiden Richtungen wirkende Belastung durch die Vorspannung muß nach ROLAND, Seite 10, mittlere Spalte, so groß sein, daß unter positiver und negativer Höchstbelastung trotz der Verformung durch elastische Dehnung jeweils in der der Belastungsrichtung entgegengesetzten Krümmungsrichtung noch ausreichende Vorspannung vorhanden ist, denn sonst treten in den sehr dünnen, nicht steifen Planen Falten oder schlaffe Stellen auf, die unter Windbelastung zu Schwingungserscheinungen in schwach gekrümmten Bereichen und zu gefährlichen Wassersäcken an schwach geneigten Stellen infolge starker Verformung führen können.

Bisher war es zur Erzielung einer zweiseitig gegensinnig gekrümmten Dachfläche erforderlich, die Dachplane vor dem Bespannen eines vorgegebenen Dachfeldes aus Einzelstücken zusammenzusetzen, welche einen besonderen Zuschnitt aufweisen mußten, damit die Ränder der Plane — im gespannten Zustand — mit den Randlinien des zu überdachenden Gebäudes abschlossen. Aus diesen Einzelstücken wurde bisher s eine Fläche zusammengesetzt, die nicht mehr faltenfrei in einer Ebene ausgelegt werden konnte. Diese als »räumlicher Zuschnitt« bezeichnete Konfektionierung der Dachhaut stellte bisher stets den wesentlichen Kostenfaktor der Dachhaut dar. Sie erfordert nämlich to nicht nur die exakte Vorausberechnung der wahren Flächen und des Verlaufs der Planenränder, sondern auch langwierige Arbeit beim Zuschneiden und Verbinden der Planenteile. Daß beim Zuschnitt der Planenteile ein hoher Prozentsatz an Abfall entstand, sei ι s zur Ergänzung der Problemstellung erwähnt

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung bestand darin, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die zweiseitig gegensinnige Krümmung der Dachfläche an allen Punkten ohne »räumlichen Zuschnitt« der Dachhaut zu erreichen, also durch einen ebenen, zweidimensionalen Zuschnitt, und auch keinen speziell geformten Zuschnitt der Planenränder anfertigen zu müssen, sondern die Ränder der Plane im wesentlichen parallel zu dem Verlauf der Begrenzungslinien der Dachfläche schneiden zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß eine mit der Form der Grundrißprojektion der Dachfläche übereinstimmende Plane über die Stützbögen gelegt, an den Stirnseiten vorgespannt und an den Planenrändern in Form einer im wesentlichen vertikalen Girlande verspannt wird, weiche der zwischen den Scheitelpunkten der Stützbögen bei Querverspannung sich selbsttätig einstellenden girlandenartigen Verformung des Planenscheitels im wesent-.15 liehen parallel verläuft.

Hierdurch entfällt die Notwendigkeit der Vorausberechnung deF Verlaufs der Planenränder, und es wird auch der Arbeitsaufwand für das Zuschneiden und Verbinden der Planenteile sowie der anfallende Abfall erheblich verringert.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 bis F i g. 4 schematische Ausschnitte aus einer sich in Längsrichtung beidseitig fortsetzenden Hallenkonstruktion,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine aus drei Dachfeldern bestehende, auf Längsbindern gestützte Dachkonstruktion,

F i g. 6 die Seitenansicht des Mittelfeldes der in F i g. 5 gezeigten Konstruktion,

Fig.7 die Draufsicht auf ein Dachfeld, welches gemäß der Erfindung hergestellt ist,

F i g. 8 die schematische Darstellung einer über zwei Bögen gespannten Dachfläche mit vertikaler Verspannung der Seitenränder,

F i g. 9 eine zwischen zwei Bögen gespannte Dachfläche mit außerhalb des Dachfeldes liegenden Spannelementen und

Fig. 10 eine weitere Möglichkeit, die Ränder der Dachhaut erfindungsgemäß zu verspannen.

Unter »Dachfeld« soll die senkrechte Parallelprojektion der Dachfläche auf die Ebene verstanden werden.

Eine Dachkonstruktion mit zweiseitig gegensinnig gekrümmten Flächen ist in Fig. 1 zur Erläuterung es dargestellt. Über Stützbögen 1 ist die aus mehreren zusammengesetzten Bahnen konfektionierte Dachhaut 2 gespannt, wobei es darauf ankommt, bis zum Rand 3 hin überall die zweiseitig gegensinnige Krümmung zu

verwirklichen. F i g. 2 zeigt die Stirnansicht in Richtung II (Fig. 1), Fig. 3 die Seitenansicht der Konstruktion in Richtung IH (F ig. 1).

Die girlandenartige Verformung des Planenscheitels ist in F i g. 3 gut zu erkennen. Der Planenscheitel 4 stellt sich bei Querverspannung der längs Ober die Stützbögen 1 gespannten Plane ein. Der Rand 3 der Plane soll erfindurigsgemäß also in etwa dem Verlauf des Planenscheitels 4 folgen.

Ein Dachfeld ist in F i g. 7 ausschnittsweise dargestellt Die Dachhaut 2, welche aus mehreren miteinander verbundenen Bahnen 2' besteht, deren Breite B beispielsweise 1,50 Meter beträgt, ist über Stützbögen 1 gespannt, welche, wie aus F i g. 5 und F i g. 6 ersichtlich, auf Längsbindern 5 gelagert sind. Die Längsbinder 5 können eingelassene Regenrinnen 6 aufweisen, vergleiche Fig.5. Selbstverständlich können anstelle der Längsbinder 5 auch andere Stützkonstruktionen verwendet werden, beispielsweise Rohrkonstruktionen, an welchen die Stützbögen 1 befestigt sind, oder aber die Stützbögen 1 selbst werden bis- zum Fundament heruntergezogen, wie in Fig. 1 bis Fig.3 schematisch dargestellt.

Ein solches Dachfeld, welches in F i g. 7 nur ausschnittsweise dargestellt ist und an sich beliebige Formen aufweisen kann oder wie in F i g. 4 rechtwinklig begrenzt sein kann, wird durch die Stützbögen 1 in Teilfelder aufgeteilt, die beispielsweise Trapez-, Rechteck- oder Dreiecksformen aufweisen können. Die Ränder 3 der Dachhaut 2 verlaufen im vorliegenden Falle zwischen je zwei Stützbögen 1 geradlinig; sie können selbstverständlich auch einen gekrümmten Verlauf besitzen, wenn nämlich die Ränder 3 des zu bedeckenden Dachfeldes gekrümmt sind. Es kommt nur darauf an, daß die Ränder 3 der Dachplane parallel zum Verlauf der Begrenzungslinie des Dachfeldes zugeschnitten werden. Die Maßstabsfaktoren sind dabei aufgrund der sich durch die Vorspannung ergebenden Dehnung bestimmbar.

In Fig.6 ist zu erkennen, daß der Rand 3 der Dachhaut 2 zwischen den Stützbögen 1 in Form einer Girlande verspannt ist die wie in F i g. 7 zu erkennen ist, vertikal verläuft und damit zu geradlinigen Feldbegrenzungen führt. Beim Stand der Technik verlaufen diese Feldbegrenzungen meist in Form einer horizontalen Girlande.

Die Verspannung der Ränder 3 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es möglich, wie in F i g. i und F i g. 3 schematisch dargestellt, die Stützbögen 1 durch Rohrbogen zu verbinden, welche einen dem Verlauf des gespannten Randes angepaßte Krümmung aufweisen. Diese Lösung würde aber wieder die Vorausberechnung der Krümmung erfordern. Einfacher ist es, vergleiche Fig.8, den Rand 3 der Dachhaut 2 an einer aus Elementen unterschiedlicher Länge bestehenden Wand zu verspannen, die ihrerseits bei 7 verankert ist. Eine ähnliche Lösung zeigt auch F i g. 6. Man kann aber auch außerhalb des Dachfeldes Spannelemente 9 anordnen, gegen die die Ränder 3 verspannt werden. Die Spannseile 8 sind dabei planenseitig mit ösen befestigt, die entweder direkt in die Plane eingearbeitet sind, vergleiche Fig.8, oder aber in eine auf der Plane befestigten ösenleiste 10 eingelassen sind. Schließlich ist es auch möglich, die Stützbögen 1 auf die Höchstpunkie einer selbst girlandenförmig verlaufenden Rohrkonstruktion 11 (vergleiche Fig. 10) aufzusetzen und die Ränder 3 der Dachhaut 2 gegen die Rohrkonstruktion 11 zu verspannen.

Die Stützbögen 1 können, wie in Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, Kreisabschnitte darsteilen, ebensogut aber auch Ausschnitte aus Parabeln, Hyperbeln oder aus anderen gekrümmten Kurvenzügen bestehen. Vorzugsweise weisen sie an den seitlichen Enden einen kleineren Krümmungsradius auf als in ihrem Mittelteil. Dadurch wird ein guter Übergang in die meist am Rand der Plane notwendige Regenrinne geschaffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer zweiseitig gegensinnig gekrümmten Dachfläche aus über gekrümmten Stützbögen gespannten Planen aus beschichteten Geweben, Folien oddgL, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Form der Grundrißprojektion der Dachfläche übereinstimmende Plane über die Stützbögen (1) gelegt, an den Stirnseiten vorgespannt und an den Planenrändern (3) in Form einer im wesentlichen vertikalen Girlande verspannt wird, welche der zwischen den Scheitelpunkten der Stützbögen (1) bei Querverspannung sich selbsttätig einstellenden girlandenartigen Verformung des Planenscheitels (4) im wesentlichen parallel verläuft