DE2815243A1 - Schalentragwerk aus knotenpunktverbindungen und tragwerksstaeben sowie verfahren zur errichtung desselben - Google Patents

Schalentragwerk aus knotenpunktverbindungen und tragwerksstaeben sowie verfahren zur errichtung desselben

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DE2815243A1 DE19782815243 DE2815243A DE2815243A1 DE 2815243 A1 DE2815243 A1 DE 2815243A1 DE 19782815243 DE19782815243 DE 19782815243 DE 2815243 A DE2815243 A DE 2815243A DE 2815243 A1 DE2815243 A1 DE 2815243A1
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Description

  • Schalentragwerk aus Knotenpunktverbindungen und Tragwerks-
  • stäben sowie Verfahren zur Errichtung desselben Bei der Errichtung von Schalentragwerken aus Stabnetzen werden die Tragwerksstäbe so angeordnet, daß sie in den Knotenpunkten starr mit den Verbindungsstücken verbunden sind. Die starren Verbindungsstücke sind innerhalb eines Tragwerks hinsichtlich der Lage der an ihnen befindlichen Bef-stigungsstellen für die Tragwerksstäbe unterschiedlich. Die Herstellung unterschiedlicher Verbindungsstücke dieser Art ist ziemlich aufwendig.
  • Statt starrer Verbindungen würde die Zusammenführung der Tragwerksstäbe in einem Gelenk als Verbindungsstück Vorteile bringen, weil ein und derselbe Typ einer Knotenpunktverbindung in allen Knotenpunkten verwendet werden könnte. Die Aufgabe, brauchbare gelenkige Knotenpunktverbindungen zu konstruieren, ist Jedoch nicht ohne weiteres lösbar. Das Problem der gelenkigen Zusammenführung der Tragwerks stäbe ist dadurch gegeben, daß das Knotenstück erst dann ideal gestaltet ist, wenn die Achsen der anzuschließenden Tragwerksstäbe sich in einem Punkt schneiden und dieser Punkt zugleich der gemeinsame Gelenkpunkt ist. Diese Ubereinstimmung ist aber konstruktiv nur näherungsweise zu verwirklichen. Weder mehrere Kugelgelenke noch mehrere Kardangelenke und schon gar nicht Scharniergelenksysteme, die eine Kugelgelenkfunktion ersetzen, können in einem Gelenk vereinigt werden. Ang-näherte Lösungen, bei denen entsprechend der konstruktiven Unlösbarkeit des idealen Gelenks die Gelenkpunkte der in einem Knotenpunkt zu verbindenden Tragwerks stäbe nicht vereinigt sind, sind bekannt.
  • Diesen angenäherten Lösungen haftet jedoch der Mangel an, daß die gelenkigen Stabanbindungen unter Belastung Verdrehungen der Knotenpunktverbindungsstücke begünstigen, was gleichbedeutend mit der Instabilität von Netzwerken ist, die unter Verwendung solcher Knotenpunktverbindungen errichtet werden. Beispielsweise bei einer Netzkuppel angewendet,würden sich die Knotenpunktverbindungen aus der gewölbten Schalenfliche heraus verkanten bzw innerhalb der SchalenflNche eine nicht unerhebliche achsiale Verdrehung ausführen b$w die Knotenpunktverbindungen würden eine aus beiden Bewegung gen zusammengesetzte Bewegung vollziehen. Solche Knoten, punktverbindungen, wie beispielsweise in der Patentschrft DE-PS 24 21 758 beschrieben, sind also für schalenartige Netzstrukturen ungeeignet.
  • Al Tragwerksstäb. werden nach dem derzeitigen Stand-der Technik zumeist vorgefertigte Bauteile verwendet, die, ibgsehen von Verbindungsvorrichtungen und Formgebungen an ihren beiden Enden, jeweils aus einem einzigen, im Querschnitt: über die Länge hinweg gleichbleibenden Stab, meist eine Rohr "bestehen Es ist bisher unvermeidbar, daß viele verschiedene Typen von Tragwerke stäben für den Bau von Schalen-Tragwerken gebraucht werden. Die benötigten verschiedenen Stabtypen unterscheiden sich in erster Linie hinsichtlich ihrer Länge. Die große Unterschiedlichkeit der Längen ist bei der Vorfertigung von Tragwerksstäben ein bedeutender Kostenfaktor. Die Montage von Schalentragwerken erfolgt derzeit unter Verwendung von Gerüsten und kranartigen Hebezeugen, mit denen das entstehende Bauwerk gehalten wird, solange es noch nicht eigenstabil ist. Auch dies ist entsprechend kostenaufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Knotenpunktverbindungen und Tragwerksstäbe sowie ein Verfahren zu schaffen, um damit Nachteile der bisherigen Konstruktionen zu vermeiden Diese Aufgabe wird gelöst, indem bei der Errichtung von Schalentragwerken aus Stabnetzen ein und derselbe Typ einer Knotenpunktverbindung in fast allen vorkommenden Knotenpunkten verwendet wird. Hauptmerkmal dieser Knotenpunktverbindungen ist die unterschiedliche Gelenkigkeit der Anbindungen der Tragwerksstäbe. Von vorwiegend sechs Stück an eine Knotenpunktverbindung angeschlossenen Tragwerks stäben werden drei sternförmig zueinanderliegende Stäbe in ihrer freien gelenkigen Beweglichkeit behindert. Diese Behinderungen schränken die Anpassungsfähigkeit der Knotenpunktverbindungen an die Erfordernisse der vielen verschiedenen Knotenpunkte im Schalentragwerk nicht ein. Das Vorhandensein der Behinderungs-Vorkehrungen ist Jedoch die Voraussetzung dafür, daß gelenkige Knotenpunktverbindungen im Schalentragwerk angewendet werden können, weil durch diese Vorkehrungen vermieden wird, daß sich die Knotenpunktverbindungen im Bauwerk in unerwUnschter Weise verkanten und verdrehen. Bei den Vorkehrungen zur Behinderung der kugel gelenkigen Beweglichkeit handelt es sich um zwei Maßnahmen. Durch die erste Maßnahme wird eines der Kugelgelenke in den Knotenpunktverbindungen auf die Funktion eines Scharniergelenkes reduziert. Das heißt, daß an dieser Stelle auch ein Scharniergelenk ausreichen würde, falls dies konstruktiv vorteilhaft wäre. Von der zweiten Maßnahme sind zwei weitere Kugelgelenke und zusätzlich das zum Scharniergelenk reduzierte Gelenk betroffen. Sie besteht darin, daß bei drei einbindenden Tragwerks stäben Bewegungen innerhalb eines bestimmten Bereichs nur gegen einen federnden Widerstand durchgesetzt werden können oder nur gemeinsam erfolgen. Durch die erste Maßnahme wird bewirkt, daß ein eingebundener Tragwerksstab nur flächig-gelenkige Bewegungen in einer rechtwinklig zu den Platten der Knotenpunktverbindungen verlaufenden Ebene und somit im Schalentragwerk ebenfalls nur in einer rechtwinklig zur Schalenfläche verlaufenden Ebene ausführen kann. Dadurch werden die Knotenpunktverbindungen im eingebauten Zustand an Drehbewegungen um ihre Mittelachse herum gehindert. Durch die zweite Maßnahme werden die betroffenen Tragwerksstäbe an Bewegungen gehindert, die im Schalentragwerk sich in Ebenen vollziehen werden, die senkrecht zur Unterseite der Schalenfläche zu denken sind. Die zweite Maßnahme wirkt also der Anfälligkeit von gelenkigen Knotenpunktverbindungen entgegen, sich gegenüber der Schalenfläche zu verkanten - oder anders ausgedrückt - es wird verhindert, daß die Mittelachse der Knotenpunktverbindungen geneigt statt senkrecht zur Schalenfläche steht.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiter dadurch gelöst, daß bei der Errichtung von Schalentragwerken Tragwerks stäbe zur Anwendung kommen, die hinsichtlich ihrer Länge veränderlich, also verstellbar sind und die dann, wenn sie auf die erforderliche Länge eingestellt sind, in dieser Länge für dauernd oder vorübergehend fixiert werden. Ein wesentliches Merkmal dieser Tragwerks stäbe ist die teleskopartige Ineinanderfügung von zwei oder drei Stabteilen, von denen mindestens eines ein Rohr ist. Das Ineinanderfügen kann geschehen, indem ein dünneres Stabteil in ein dickeres, möglichst genau passendes Rohr eingesteckt wird oder indem zwei Stabteile in die Öffnungen eines mittleren Rohrstückes passend eingeführt werden oder indem ein mittleres Stabteil von beiden Seiten durch ein passendes Rohrteil verschoben wird. Bei diesen drei Ausführungsweisen ergeben sich Uberschiebungsbereiche der Stabteile, innerhalb welcher sich die Fixierung der erforderlichen Tragwerksstablängen anbietet. Diese Fixierung kann auf vielfältige Art, z.B. durch Verschweißen, Verkleben, Verschrauben etc. erfolgen. Das Einstellen der Tragwerksstablängen und die Fixierung kann auf der Baustelle, besser aber dort, wo die Bauteile produziert werden, erfolgen. Bei den erfindungsgemäßen Tragwerksstäben bewirken die Maßnahmen zur Veränderbarkeit der Längen, daß die große Mehrzahl aller benötigten verschieden langen Stäbe - abgesehen von den Verbindungsmitteln - aus zwei unterschiedlichen Typen von Einzelteilen zusammengesetzt werden kann. Das ist möglich, weil bei bestimmten, einfachen Netzgeometrien das Maß des Unterschiedes zwischen kürzester und längster Tragstabserie nicht sehr groß ist. Die industrielle Herstellung kann beispielsweise mittels einer maschinellen Vorrichtung erfolgen, welche die ineinandergesteckten Stabteile nach Eingabe mathematisch ermittelter Werte längenmäßig automatisch einstellt und miteinander verbindet. Die Rationalisierung der Herstellung von Tragwerksstäben mit verschiedenen Längen ist vorteilhafter als die Bemühung um die Verkleinerung der Anzahl von Serien unterschiedlich langer Tragwerksstäbe. Letzteres ist ohnehin nur beschränkt möglich, übt dabei aber große Zwänge auf die Netzgeometrie aus. Wenn kostenmäßig nicht mehr ins Gewicht fällt, ob die Unterschiedlichkeit der Serien von Tragwerksstäben mehr oder minder groß ist, dann können zusammen mit den stabilisierten gelenkigen Knotenpunktverbindungen praktisch alle geometrisch erfaßbaren Netzwerkformen wirtschaftlich vertretbar hergestellt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform längenveränderlicher Tragwerksstäbe wird im Anspruch 7 vorgestellt. Das wesentliche Merkmal dieser Art von Tragwerksstäben besteht darin, daß in den Überschiebungsbereichen der teleekopartig ineinandergefügten Stabteile Langlöcher mit durchgesteckten, verschieblichen Verbindungsmitteln in der Art von Splinten angeordnet sind. Die Langlöcher sind in der Länge so bemessen, daß sich ein für den noch weiter unten zu schildernden Zweck genügend großer Spielraum für Längenänderungen ergibt. Diese Tragwerksstäbe lassen sich also von einer minimal begrenzten Länge bis zu einer maximal begrenzten, vorher festgelegten Länge ausziehen. Darüber hinaus ist eine Vorkehrung, zum Beispiel eine durchgehende Bohrung angeordnet, die es ermöglicht, die Länge dergestalt zu fixieren, daß ein Tragwerksstab, der bis zur maximalen Länge auseinandergezogen ist, sich nicht wieder zusammenschieben läßt, wenn ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Verschraubung durch die Bohrung hindurch geführt worden ist. Mit dem begrenzten Spielraum für Längenänderungen, der durch die Anordnung der Langlöcher ermöglicht wird, wird der Zweck verfolgt, das erfindungsgemäße Montageverfahren nach Anspruch 8 durchführen zu können.
  • Das Montageverfahren nach Anspruch 8 stellt einen weiteren Teil der erfindungsgemäß zu lösenden Aufgabe dar. Dieses Montageverfahren beruht auf der Kombination der erfindungsgemäßen Knotenpunktverbindungen mit der zuletzt beschriebenen Art von Tragwerksstäben. Hierbei wird das Stabnetz des Schalentragwerkes am Boden flachliegend, oberhalb einer aufpumpbaren Blase montiert, wobei die Tragwerksstäbe in zusammengeschobe ner Form verarbeitet werden. Die aufpumpbare Blase besteht aus geeignetem Material wie Kunststoffolie, Gummi oder gummiertem Stoff. Durch Einpumpen eines geeigneten Mediums -beispielsweise von Luft - in die Blase, wölbt diese sich auf und hebt das Netzwerk in die Höhe. Das Netzwerk ist mit seinen Rändern an der Fundamentierung gelenkig befestigt, so daß hier der Kontakt mit dem Boden erhalten bleibt. Während des Aufwölbvorgangs vollziehen sich Bewegungsvorgänge, die nur durch die Kombination der Bauteile ermöglicht werden. Die Bewegungen bestehen in einer Verschiebung der Blase gegenüber dem Stabwerk, im Auseinanderziehen der einzelnen Tragwerksstäbe bis zür vorgegebenen Maximallänge und in der Veränderung der Winkel, die die Tragwerksstäbe zueinander bilden. Die Blasenoberfläche muß durch geeignete Maßnahmen - etwa durch Anwendung von Schmierseife - gleitfähig gemacht werden, um die Verschiebungsfähigkeit der Blase zu erreichen, auf die selbst dann nicht verzichtet werden kann, wenn die Blase aus dehnbarem Material besteht. Nach Abschluß des Aufwölbvorganges werden die Tragwerks stäbe in ihren Maximallängen durch entsprechende Verbindungsmittel, die an den einzelnen Tragwerksstäben anzubringen sind, fixiert. Dadurch wird das Bauwerk stabil. Die Blase kann nun entleert und entfernt werden. Es kann aber auch der obere Teil der Blase mit dem Stabwerk als Bauwerksverkleidung verbunden werden. Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich durch die Vermeidung des Gerüstaufbaus und Gerüstabbaus oder durch Vermeidung von kranartigen Hebezeugen, weiter durch die Möglichkeit, einen Teil der Blase als Bauwerksverkleidung benutzen zu können, durch die Einfachheit und Schnelligkeit der Gebäudeerrichtung, sowie durch die selbstverstKndliche Wiederholbarkeit bei mehrfachem Auf-und Abbau des Tragwerks.
  • In den Zeichnungen ist die Knotenpunktverbindung in einem Ausführungsbeispiel (Fig. 1 - 4) der längenveränderliche Tragwerksstab in drei Ausführungebeispielen (Fig. 5 - 7) dargestellt. Eine weitere Darstellung (Fig. 8 u. 9), betrifft eine Abwandlungsform der Knotenpunktverbindung, die nachstehend auch noch beschrieben ist.
  • Fig. 1 zeigt die Knotenpunktverbindung in der Draufsicht ohne die obere Platte (1). In Fig. 2 ist die Seitenansicht der Knotenpunktverbindung mit beiden Platten (1) u. (2) dargestellt.
  • Eine perspektivische Übersicht über die Knotenpunktverbindung wird durch Fig. 3 ermöglicht. In Fig 4 ist die federnd-biegsame Scheibe (9) in der Draufsicht gezeichnet.
  • Die Xnotenpunktverbinduñg ist s t mit secns ängeschlossenen Tragwerksstäben dargestellt. Dies ist der häufigst vDrkommende Fall. Im unteren Randbereich eines Schalentragwerke, gemäß vorliegender Erfindung, also dort, wo das Bauwerk Lasten in die Fundamentierung einleitet, kommen Knotenpunktverbindungen vor, in welche weniger als sechs, zum Beispiel nur zwei oder drei Tragwerksstäbe einbinden. Für diese Knotenpunktverbindungen sind ohnehin Abwandlungen der allgemeinen Knotenpunktverbindungen als Sondertypen notwendig Die Platten (i) u. (2) sind mit kugelkalottenförmigen Vertiefungen (3) versehen, die der Aufnahme der Kugelkopfschrauben dienen. Die beiden Platten (1) u. (2) sind durch die Schraubverbindung (5), die durch das zylindrisch geformte Abstandhalterstück (6) mittig hindurchgeht, miteinander verbunden. Das Abstandhalterstück (6) ist so bemessen, daß die Kugelkopfschrauben (4) mit ihrem kugelig geformten Teil nicht zu stark eingeklemmt werden und diese sich somit noch gut bewegen lassen. Der Durchmesser des Abstandhalterstücks (6) ist so gewählt, daß die radial angeordneten Kugelkopfechrauben (4) das Abstandhalterstück aus Gründen guter Druckkraftübertragung berühren. Am Rande beider Platten (1) u. (2) sind Je zwei einander gegenüberliegende Ausformungen als Führungsnocken (7) derart angeordnet, daß der gewindefreie Schaft einer hier eingelegten Kugelkopfschraube gleitend zwischen ihnen geführt wird. Damit wird bewirkt, daß ein an dieser Kugelkopfschraube befestigter Tragwerksstab (8) keine räumlich-gelenkigen Schwenkbewegungen wie die übrigen Tragwerksstäbe vollführen kann, sondern, daß nur flächig-gelenkige Bewegungen innerhalb einer gedachten Ebene ausgeführt werden können, die rechtwinklig zur Ebene der Platten (1) und (2) verläuft. Durch die Verhinderung räumlich-gelenkiger Bewegungen bei einem der meist sechs Stück in die Knotenpunktverbindung einbindenden Tragwerksstäbe wird im eingebauten Zustand eine Verdrehung der Knotenpunktverbindung innerhalb der Schalenfläche unterbunden. An der Platte (2) ist auf der Unterseite eine federnd-biegsame Scheibe (9) angebracht, die sternförmig drei Ausläufer aufweist, die mit Aufkantungen (io) enden. Die Scheibe (9(> ist so angeordnet, daß den drei Ausläufen drei Tragwerksstäbe zugeordnet sind, von denen einer der schon erwähnte, nur flächig-gelenkige Tragw-rkastab (8) ist. Wenn die 3 Tragwerksstäbe (8), (11) u. (12) in Richtung auf die Scheibe (9) bewegt werden, drücken diese gegen die Aufkantungen (wo). Die Bewegung kann nur gegen den federnden Wiederstand der Scheibe (9) durchgesetzt werden. Bei der Montage eines Schalentragwerke , gleichgültig, ob diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder in herkömmlicher Weise geschieht, nehmen die in eine Knotenpunktverbindung einbindenden Tragwerk.stäbe eine Lage ein, die dem Verlauf der vom Scheitelpunkt zur Basis führenden Kanten einer sehr flachen Pyramide entspricht Dabei liegen die Tragwerksstäbe (8), (11), 2) auf den Aufkantungen (io) auf. Die Ausläufer der Scheibe t9) und damit auch die Aufkantungen losind so breit bemessen, daß die Tragwerks stäbe (8), 11,(12) trotz der im Schalentragwerk zwischen ihnen möglichen Winkelunterschiede stets auf den Aufkantungen (10) aufliegen. Mit der Anordnung der federnd-biegsamen Scheibe (9) an den Knotenpunktverbindungen werden im Schalentragwerk aus der Schalenfläche heraus gerichtete Verkantungen der Knotenpunktverbindungen verhindert Die Knotenpunktverbindungen werden also gewissermaßen am Stabwerk abgestützt.
  • In Fig. 5 - 7 sind Ausführungsformen der erfindungsgemaßen Tragwerksstäbe dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform bei der zwei Stabteile (13) in ein mittleres Rohrteil (14) eingesteckt sind. In den tberschiebungsbereichen (15) findet nach der Einstellung der erforderlichen Gesamtstablänge die Befestigung der drei Teile aneinander statt. Als Befestigungsarten kommen beispielsweise Verschweißen oder Verkleben in Frage. Aber auch Verschrauben oder Verbolzen ist denkbar, wobei dies natürlich die Anordnung von quer durch die Stabteile geführten Bohrlöchern voraussetzt. In Fig. 6 ist das dünnere Stabteil (16) in das dickere rohrförmige Stabteil (17) eingeführt. Im Uberschiebungsbereich (18) erfolgt die Längenfixierung des Geststabes wie zuvor beschrieben. Der in Fig. 7 dargestellte Tragwerks stab unterscheidet sich insofern von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, als daß die Stabteile, aus denen er besteht, zwischen einer minimal und einer maximal begrenzten Länge gegeneinander verschieblich sind. Die minimal und maximal begrenzte Längenverschiebung wird durch die Langlöcher (20) mit den in sie eingesteckten Splinten (21) bewirkt. Diese Langlöcher sind im Uberschiebungsbereich (19) angeordnet. Ebenfalls innerhalb dieses Bereichs wird mit Verbindungsmitteln verhindert, daß sich die Tragwerksstäbe wieder zusammenschieben. Die Anwendung dieser Längenarretierung erfolgt erst im eingebauten Zustand der Tragwerks stäbe während eines bestimmten Errichtungsstadiums des Schalentragwerks werks gemäß dem durch Anspruch 8 ausgewiesenen Montageverfahren.
  • Mit der Darstellung einer Abwandlungsform der erfindungsgemäßen Knotenpunktverbindung in Fig. 8 u. 9 soll deutlich gemacht werden, daß die Stabilisierung der gelenkigen Knotenpunktverbindungen gegen Verkanten im fertigen Bauwerk bzw.
  • während der Montage desselben sich durch unterschiedliche Maßnahiisn verwirklichen läßt. Im darzustellenden Fall erfolgt die Stabilisierung gegen Verkanten dadurch, daß bei drei sternförmig zueinander liegenden Stäben (von insgesamt sechs Stäben) eine gemeinsame Bewegungsabhängigkeit erzwungen wird.
  • Statt der fed-rnd-biegsamen Scheibe ist eine Vorrichtung anzuwenden, bei der die Abstützung der Knotenpunktverbindung über gelenkig an drei Tragwerkstäben (8),(11),(12) angebrachte Streben (24) erfolgt. Die drei Streben sind etwa je ein FEnftel einer Tragwerksstablänge lang und ungefähr in einem Winkel von 45° derart zu den Tragwerkstäben schräggestellt, daß sie sich an einem hülsenartigen Verbindungsteil (25) treffen. Die Streben sind sowohl an dem hülsenartigen Verbindungsteil als auch an den Tragwerksstäben flächig-gelenkig in der Art einfachster, grobe Toleranzen erlaubender Scharniergelenke (26) angeschlossen. Die Anschlußstellen (27) auf den Tragwerksstäben sind als vom Mittelpunkt der Knotenpunktverbindung gleichweit entfernt aufzufassen. Durch das hülsenartige Verbindungsteil hindurch verläuft ein Führungsstab (28), der einer Verlängerung des Schraubenbolzens (5) entspricht.
  • Der Führungsstab endet wenige Zentimeter oberhalb des Verbindungsteils. Wenn die mit den Streben verbundenen Tragwerkstäbe Schwenkbewegungen ausführen, die sich in gemeinsamen Ebenen der Tragwerksstäbe und des Führungsstabes vollziehen, so bewegt sich das hülsenartige Verbindungsteil am Führungsstab auf und ab. Dies besagt nichts anderes, als daß der Führungsstab und damit die Knotenpunktverbindung zu jedem der drei Tragwerks stäbe stets die gleiche Stellung einnimmt und somit auf letzteren abgestützt ist. Einer der drei Tragwerksstäbe wird wieder, in der weiter vor schon beschriebenen Weise, an seitlichen Bewegungen gehindert. Die beiden anderen Tragwerksstäbe können dagegen die notwendigen seitlichen Bewegungen, die den Winkelunterschieden im Stabwerk eines Schalentragwerks entsprechen, infolge der Toleranzen in den Strebenscharniergelenken ausführen.
  • Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile sind je nach Kombination der Erfindungsgegenstände mit bisher bekannten Bauteilen unterschiedlich groß. Die erfindungsgemäßen Knotenpunktverbindungen bringen beispielsweise auch dann Vorteile, wenn sie mit herkömmlichen Tragwerksstäben zusammen angewendet werden. Die Anwendung erfindungsgemäßer Tragwerkstäbe nach den Ansprüchen 4, 5 und 6 kann auch zusammen mit bisher üblichen Knotenpunktverbindungen erfolgen. Das erfindungsgemäße Montageverfahren ist jedoch nur durchführbar, wenn erfindungsgemäße Knotenpunktverbindungen mit erfindungsgemäßen Tragwerksstäben nach Anspruch 7 kombiniert werden.
  • Zur Abwandlungsfähigkeit der Erfindung ist noch auszuführen, daß das Grundprinzip der Längenveränderbarkeit der Tragwerksatäbe und das Prinzip der Anwendung von pumpbaren Medien beim Montageverfahren noch andere Möglichkeiten der Verwirklichung beinhaltet. Beispielsweise ist das teleskopartige Ineinanderfügen der Stabteile in Form von Rohren nicht die einzige Möglichkeit, um die Längenveränderbarkeit zu bewerkstelligen. Diese Lösung it zwar sehr zweckmäßig, aber der gewünschte Effekt kann auch erzielt werden, wenn die Stabteile aneinander angelagert sind und dann verbunden werden. Es ist auch denkbar, daß die Stabteile mit Schraubgewinden ineinandergefügt werden und die Längenänderung durch Heraus- oder Hineinschrauben eines Stabteils erfolgt. Ebenso kann man sich vorstellen, daß die Tragwerksstäbe in Standardlängen vorgehalten werden und mit Gewindestangenteilen an den Enden die Feinregulierung der Längen vorgenommen wird.
  • Für das erfindungsgemäße Montageverfahren sind allerdings konstruktive Lösungen in der Art der letzten beiden Beispiele ungeeignet. Das Montageverfahren, das auf der Kombination längenveränderlicher Tragwerks stäbe mit stabilisierten gelenkigen Knotenpunktverbindungen beruht, ist sicherlich in der Zukunft einmal so weit abwandelbar, daß die aufpumpbare Blase entfallen kann. Es ist nämlich denkbar, daß in die Hohlräume der Teleskop-Tragwerkstäbe ein Medium gepumpt wird, das die Tragwerksstäbe in der Länge auseinanderdrückt.und somit eine Selbstaufrichtung des am Boden liegend montiertem Bauwerks bewirkt.
  • Leerseite

Claims (8)

  1. Patentansprüche i.Schalentragwerk aus einem Stabnetz, bestehend aus gelenkig verbundenen Tragwerksstäben mit veränderlicher, aber fixierbarer Länge und aus Knotenpunktverbindungen, die so ausgebildet sind, daß die Beweglichkeit Jeweils eines der gewöhnlich sechs Stück gelenkig einbindenden Tragwerks stäbe innerhalb der Schalenfläche verhindert und die Beweglichkeit von gewöhnlich drei Tragwerksstäben aus der Schalenfläche heraus behindert wird.
  2. 2. Knotonpunktverbindung für das Schalentragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit Vorrichtungen versehen ist, deren eine bewirkt, daß einer der Tragwerksstäbe während der Errichtung oder nach Fertigstellung eines Schalentragwerks nur flächig-gelenkige Bewegungen aus der Schalenfläche nach unten heraus vollführen kann und deren zweite bewirkt, daß von den übrigen, räumlich-gelenkig angebrachten Tragwerksstäben zwei weitere und der vorerwähnte Tragwerks stab oder drei weitere Tragwerksstäbe in den nach unten aus der Schalentläche heraus gerichteten Bewegungsbereich in ihrer Beweglichkeit behindert werden.
  3. 3. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 2 bestehend aus zwei massiven kreisförmigen Platten(1) u.(2), die mit radial im gleichen abstand untereinander und zum Plattenmittelpunkt angeordneten Vertiefungen (3) als Gelenkpfannen versehen sind, in die Kugelkopfschrauben (4) mit ihren kugeligen Teil eingefügt sind, wobei die Platten durch ein AbstandhalterstUck (6) in der Weise voneinander entfernt gehalten werden, daß die Kugelkopfschrauben mit ihren Kugelköpfen beim Verbinden der beiden Platten mittels einer Schraubverbindung (3) in den Vertiefungen und somit zwischen den beiden Platten, das Abstandhalterstück berührend, so eingeklennt werden, daß, bis auf eine Kugelkopfschraube, die Kugelkopfschrauben mit ihren Schäften räumlich-gelenkige, durch die Kanten der Platten begrenzt Bewegungen ausführen können, und wobei an beiden Platten am Rande Je zwei FuhrungJnock-n (7) deckungsgleich einander berührend und ein Vertiefungspaar flankierend angeformt sind und ihr seitlicher Abstand zueinander bo bemessen ist, daß der gewindefreie Bereich des Schaftes einer hier eingelegten Kugelkopfschraube gleitend zwischen den Nocken geführt wird und dieser somit einschließlich eines daran zu befestigenden Tragwerksstabes (8) nur senkrecht zur ebene der Platten verlaufende flächig-gelenkige Schwenkbewegungen vollführen kann, und wobei auf einer der äußeren Plattenflächen eine federnd biegsame, dreiarmig-sternförmige Scheibe (9) mit einen aufgekanteten Rand (lo) befestigt ist, deren äußerste Begrenzung auf einer gedachten Kreislinie liegt, deren Durchmesser etwa drei bis fünfmal größer ist als die Platten und mit ihrem Kreismittelpunkt über dem der Platten liegt, wobei die drei Arme unter Dreien der an den KugelkoPfschrauben zu befestigenden Tragwerksstäbe (8), (11) u. (12) angeordnet sind und wobei die Endungen der Ausläufer der Scheibe und die an diesen Stellen angeordneten Aufkantungen eine Breite haben, die größer ist als die Sektoren, die durch die jeweils auftretenden, maximal möglichen Schwenkbewegungen der drei Tragwerksstäbe gebildet werden.
  4. 4. Tragwerksstab für das Schalentragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in seiner Länge variabel ausgestaltet ist und mit einer Vorrichtung zur Fixierung der gewünschen Länge versehen ist oder die Fixierung durch geeignete Verbindungsmittel erfolgt.
  5. 5. Tragwerksstab nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragwerksstab aus zwei gleichen Stabteilen (13) besteht, die in ein mittleres Rohrstück (14) von beiden Seiten teleskopartig eingesteckt sind und entsprechend auseinandergezogen oder zusammengeschoben werden können und daß nach Einstellung der erforderlichen Länge im Bereich der Uberschiebung (1S) der Stabteile die Länge durch geeignete Verbindungsmittel fixiert werden kann.
  6. 6. Tragwerksstab nach Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragwerksstab aus zwei unterschiedlichen Stabteilen besteht, wobei das dünnere Teil (16) teleskopartig in das dickere Teil (17) in Form eines Rohres eingeführt ist und nach Einstellung der erforderlichen Länge letztere im Bereich der Uberschiebung (18) der Stabteile durch geeignete Verbindungsmittel fixiert werden kann.
  7. 7. Tragwerkßstab nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gegen -zeichnet, daß im Bereich der Uberschiebun tal9) der Stabteile eine Vorrichtung in Form von Langlöchern (20) mit einer Verbindung in der Art eines verschieblichen Splintes (21) angeordnet ist und damit die maximal erforderliche Längenänderung des Tragwerksstabes begrenzt ist und daß eine durchgehende Bohrung (22) im Überschiebungsbereich angeordnet ist, die der Fixierung der maximal möglichen Längenänderung dient, indem durch die Bohrung das Verbindungsmittel (23) gesteckt wird.
  8. 8. Montageverfahren zur Errichtung von Schalentragwerken aus Stabnetzen unter Verwendung von Knotenpunktverbindungen mit gelenkiger Anbindung der Tragwerksstäbe gemäß Anspruch 2 sowie von Tragwerksstäben mit veränderlicher, aber fixierbarer Länge gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Stabnetz am Boden flachliegend oberhalb einer aufpumpbaren Blase montiert und die Blase aufpumpt, wobei die sich aufblähende Blase das Netzwerk so weit hochwölbt, bis die Trrgwerksetäbe bis auf ein vorbestimmtes, maximales Längenmaß ausgezogen sind, und daß man die an den Tragwerks stäben hierfür vorbereiteten Fixierungen der Längen durchführt und dadurch das Bauwerk eigenstabil macht.
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