DE4003185A1 - Selbsttragendes bauwerk aus einer mehrzahl von vorgefertigten grundbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Bauwerk aus einer Mehrzahl von vorgefertigten Grundbauteilen, die zusammenleg­ bar sind. - Selbsttragend bedeutet im Rahmen der Erfindung, daß das Bauwerk seine Festigkeit und Stabilität im Sinne der Baustatik selbst generiert und eine besondere Tragkonstruktion, z. B. in Form von Stützen, Bindern, Unterzügen oder Balken, Rahmen und dergleichen, nicht erforderlich ist. Das schließt nicht aus, daß das Bauwerk insgesamt auch aufgehängt werden kann.

Bei dem bekannten selbsttragenden Bauwerk, von dem die Er­ findung ausgeht, sind die Grundbauteile Bahnen nach Art von Zeltbahnen, die zu einem Tragluftbauwerk vereinigt und ent­ sprechend abgedichtet sind. Sie bestehen aus Gummi oder Kunst­ stoff, zumeist mit einer Faser- oder Gewebebewehrung. Ein solches Bauwerk oder seine Grundbauteile sind im zusammenge­ legten Zustand transportierbar. Um als selbsttragendes Bau­ werk zu funktionieren, muß das Bauwerk unter Überdruck mit Tragluft gefüllt werden. Das verlangt entsprechende Einrich­ tungen, Schleusen im Bereich der Türen und Tore sowie den permanenten Anschluß an ein energieverzehrendes Tragluftge­ bläse. Im übrigen stört für viele Verwendungen der Überdruck gegenüber der Atmosphäre im Innenraum des Bauwerkes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk aus einer Mehrzahl von vorgefertigten Grundbauteilen, die zusam­ menlegbar sind, zu schaffen, bei dem die Funktion als selbst­ tragendes Bauwerk aus der Struktur resultiert, ein Füllen mit Tragluft also nicht mehr erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Grund­ bauteile als einen Bauwerkswinkel bildende Zweibahn-Faltwerks­ elemente ausgeführt sind, die zwei Faltwerksbahnen im wesent­ lichen gleicher Faltungsstruktur mit parallelen Faltkanten in phasenverschobener Zuordung aufweisen, daß die Faltwerks­ bahnen komplementäre Verzahnungselemente besitzen, die der Faltungsstruktur entsprechen, und daß die Faltwerksbahnen mit den ineinander fassenden Verzahnungselementen unter Bildung des Bauwerkswinkels vereinigt sowie nach Maßgabe der Faltungs­ struktur zusammenlegbar sind. Im Bauwerk sind die Zweibahn- Faltwerkselemente in Richtung der Faltungstäler und Faltungs­ berge in Verbund gebracht. Es versteht sich, daß außerdem ein Verbund von quer dazu gereihten Zweibahn-Faltwerkselementen und Bauwerkselementen möglich ist. - Erfindungsgemäß wird der Begriff Faltwerk im Sinne der Baustatik verwendet. Das Falt­ werk gehört, wie die Schale, zu den dreidimensionalen Flächen­ tragwerken. Ein klassisches Faltwerk bedarf zur Aussteifung und Stabilisierung regelmäßig zusätzliche Bauteile in Form von Bindern, Zugankern oder dergleichen. Im allgemeinen werden Faltwerke in Stahlbeton ausgeführt und nicht für Bauwerke aus vorgefertigten Grundbauteilen eingerichtet. Die Erfindung nutzt demgegenüber die Erkenntnis, daß vorgefertigte Grund­ bauteile, die ihrerseits als Zweibahn-Faltwerkselemente aus­ geführt und in der beschriebenen Weise mit Phasenverschiebung zwischen den beiden Faltwerksbahnen unter Bildung eines Bau­ werkswinkels vereinigt sind, sich im Bauwerk, insbesondere bei Wechselwirkung mit entsprechenden Zweibahn-Faltwerksele­ menten im Bauwerksverbund, in Richtung der Faltungstäler und Faltungsberge selbst stabilisieren. Dazu werden die Bauwerke erfindungsgemäß vorzugsweise aus zwei Zweibahn-Faltwerksele­ menten oder aus mehr als zwei Zweibahn-Faltwerkselementen aufgebaut. Bauwerkswinkel bezeichnet einen Winkel, den das Bauwerk z. B. im Grundriß oder in einer Ansicht, aufweist. Der Begriff Phasenverschiebung ist der Wellenlehre entlehnt und im Rahmen der Erfindung eindrucksvoll, weil in den Zwei­ bahn-Faltwerkselementen die Faltwerksberge und Faltwerkstäler in den beiden Faltwerksbahnen gegeneinander versetzt sind, d. h. gleichsam mit einer Phasenverschiebung von 180° an­ einander anschließen. Daran ändert sich nichts, wenn die Grundelemente nach Maßgabe der Faltung zusammengelegt oder bei der Errichtung des Bauwerkes unterschiedlich weit aus­ einandergezogen werden. Die Zahl der Faltungen in einem Zwei­ bahn-Faltwerkselement ist beliebig.

Es versteht sich, daß erfindungsgemäß die Faltwerksbahnen aus den verschiedensten Werkstoffen gefertigt werden können. Vor­ aussetzung für die Verwendung im Rahmen der Erfindung ist lediglich die beschriebene Faltbarkeit. Insbesondere kann mit Blech und Kunststoff in Form von Folien, bewehrten Folien oder Platten, kunststoffbeschichteten Textilien, gearbeitet werden. Die Faltungen werden bei der Vorfertigung hergestellt. Die Faltkanten sind permanent vorgeformt. Der Winkel der Faltungen ist bei der Errichtung des Bauwerkes veränderbar, er ist im übrigen veränderbar, um das Zusammenlegen zu be­ wirken. Dabei sind im Rahmen der Erfindung stets sowohl die Zweibahn-Faltwerkselemente als auch die vollständigen Bau­ werke zusammenlegbar. In diesem Zusammenhang ist eine bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen im Bereich der Faltkanten, d. h. der Faltungskämme sowie der Faltungstäler, Gelenkausbildungen, z. B. in Form von Filmgelenken, aufweisen. In diesem Zusammen­ hang ist ein weiterer bevorzugter Vorschlag der Erfindung da­ durch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen im Bereich zwischen den Faltkanten versteifte Faltwerksfelder aufweisen.

Im Rahmen der Erfindung bestehen verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können die Ver­ zahnungselemente der Faltwerksbahnen in den Zweibahn-Falt­ werkselementen miteinander verklebt sein. Dazu können die Verzahnungselemente mit Klebefahnen versehen und über die Klebefahnen vereinigt sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Faltwerksbahnen in den Zweibahn-Faltwerkselementen auch auf andere Weise miteinander zu vereinigen. Es versteht sich, daß die Zweibahn-Faltwerkselemente ebenfalls auf verschiedene Weise aneinander angeschlossen werden können, wozu die Bau­ kunst eine Mehrzahl von Möglichkeiten zur Verfügung stellt. Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß die Faltwerksbahnen, die beim Verbund von Zweibahn-Faltwerkselementen stoßen, ein einheitliches Bauteil bilden und entsprechend vorgefertigt sind.

Wie bereits erwähnt, ist ein erfindungsgemäßes selbsttragen­ des Bauwerk aus zumindest zwei Zweibahn-Faltwerkselementen zusammengesetzt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß das Bauwerk zusätzlich zumindest eine Faltwerksbahn mit in bezug auf die parallelen Faltkanten der Grundbauteile diagonalen Faltkanten aufweist.

Das erfindungsgemäße selbsttragende Bauwerk, welches also zumindest zwei Zweibahn-Faltwerkselemente aufweist, kann ins­ gesamt fabrikmäßig vorgefertigt und transportiert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, lediglich die Zweibahn- Faltwerkselemente fabrikmäßig vorzufertigen und zu transpor­ tieren, wobei die Montage des selbsttragenden Bauwerkes am Verwendungsort erfolgt. Es versteht sich, daß ein erfindungs­ gemäßes Bauwerk, wie andere, an Fundamente angeschlossen werden kann. Auch besteht die Möglichkeit, in Querrichtung zu den Faltungstälern und Faltungsbergen stabilisierende Hilfselemente vorzusehen, beispielsweise in Form von Zug­ ankern. Außerdem können die Faltwerksbahnen und die Zweibahn- Faltwerkselemente nach Maßgabe der Verwendung eingerichtet sein, beispielsweise auch mehrfarbig und durchscheinend ge­ staltet oder wärmedämmend ausgebildet sein. Wegen der Fal­ tungen ist das erfindungsgemäße Bauwerk von vornherein in schalldämpfungstechnischer Hinsicht vorteilhaft.

Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei einem er­ findungsgemäßen Bauwerk in architektonischer Hinsicht eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten bestehen. Zu den ge­ stalterischen Freiheitsgraden gehören die Tiefe der Faltungs­ struktur, der Winkel mit dem die Faltungen im aufgestellten Bauwerk zueinander stehen, aber auch der Bauwerkswinkel, der zu den Zweibahn-Faltwerkselementen gehört. Zu den Gestaltungs­ elementen gehört fernerhin die Anzahl der Zweibahn-Faltwerks­ elemente, die zu einem erfindungsgemäßen Bauwerk zusammen­ gesetzt werden. Dabei kann stets auch mit verschiedenen Farben gearbeitet werden. Trotz dieser Vielzahl von Gestaltungsmög­ lichkeiten genügt das erfindungsgemäße Bauwerk in bezug auf Gestaltfestigkeit und Stabilität hohen Anforderungen. Unter Berücksichtigung der aufzunehmenden Beanspruchungen werden die Gestaltfestigkeit und die Stabilität nach den Regeln der Baukunst eingerichtet, auch erfolgt eine entsprechende Werk­ stoffauswahl.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er­ läutert. Es zeigt, zumeist perspektivisch,

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Werkstoffbahn, die zur Herstellung eines Zweibahn-Faltwerkselementes vorbe­ reitet ist,

Fig. 2 zwei vorbereitete Faltwerksbahnen aus der Werkstoff­ bahn der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Zweibahn-Faltwerkselement für ein erfindungsge­ mäßes Bauwerk,

Fig. 5 ein Bauwerk aus zwei Zweibahn-Faltwerkselementen,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 5,

Fig. 7 ein Bauwerk aus drei Zweibahn-Faltwerkselementen,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauwerkes,

Fig. 9 mit den Teilfiguren 9a, 9b und 9c, erfindungsgemäße Bauwerke für verschiedene Anwendungsfälle und

Fig. 10 mit den Teilfiguren 10a und 10b, weitere Anwendungs­ fälle eines erfindungsgemäßen Bauwerkes.

In der Fig. 1 erkennt man einen Ausschnitt aus einer Werk­ stoffbahn 1 mit einer Mehrzahl von parallelen Strichen 2, die später einzurichtende Faltkanten darstellen, und mit einer zickzackförmig verlaufenden Linie 3. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 entnimmt man, daß aus der Werkstoffbahn 1 der Fig. 1 zwei Faltwerksbahnen 4 im wesent­ lichen gleicher Faltungsstruktur mit parallelen Faltkanten 5 in phasenverschobener Zuordnung entstehen. In der Fig. 2 sind die Berge 6 und Täler 7 der Faltwerksbahnen 4 bereits angedeutet. Man erkennt, daß einem Berg 6 in der einen Falt­ werksbahn 4 ein Tal 7 in der anderen Faltwerksbahn 4 gegen­ überliegt und umgekehrt. Aus der zickzackförmig verlaufenden Linie 3 in Fig. 1 sind komplementäre Verzahnungselemente 8 der Faltwerksbahnen 4 geworden, die der Faltungsstruktur ent­ sprechen. Aus der Fig. 4 entnimmt man, daß die Faltwerks­ bahnen 4 mit den ineinander fassenden Verzahnungselementen 8 unter Bildung eines Bauwerkswinkels 9 vereinigt sind. Es ver­ steht sich, daß dieses einen Bauwerkswinkel 9 bildende Zwei­ bahn-Faltwerkselement 10 nach Maßgabe der Faltungsstruktur zusammenlegbar, d. h. zusammendrückbar und auch unterschied­ lich weit auseinanderziehbar ist. Die Faltwerksbahnen 4 können im Bereich der Faltkanten 5, d. h. der Faltungskämme und der Faltungstäler, Gelenkausbildungen 11 in Form von Film­ gelenken aufweisen. Sie können im Bereich zwischen den Falt­ kanten 5 mit versteiften Faltwerksfeldern 12 ausgerüstet sein. Bezüglich der werkstoffmäßigen Ausgestaltung wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen. Die Verzahnungs­ elemente 8 mögen im Ausführungsbeispiel miteinander verklebt sein. Dazu besitzen sie Klebefahnen 13, wie diese in der Fig. 3 angedeutet worden sind.

Die Fig. 5 und 6 zeigen erfindungsgemäße selbsttragende Bauwerke aus jeweils zwei Zweibahn-Faltwerkselementen 10. Einige weitere, vorstehend schon erläuterte Bezugszeichen wurden eingetragen. Durch unterschiedliche Ausbildung der Verzahnungselemente 8 läßt sich der Bauwerkswinkel 9 verändern, mit dem in diesem Ausführungsbeispiel die Seitenwände gleich­ sam zur Dachkonstruktion stehen. Es versteht sich, daß bei den dargestellten Bauwerken die Bereiche, die die Dachkonstruk­ tion bilden, einteilig ausgeführt sein können. Sie können jedoch auch miteinander verklebt sein. Das hängt im einzelnen davon ab, ob die beiden Zweibahn-Faltwerkselemente 10 ferti­ gungsmäßig bereits vereinigt wurden, oder in einer Vorferti­ gung als getrennte Elemente hergestellt worden sind. In der Fig. 7 erkennt man eine Ausführungsform aus drei Zweibahn- Faltwerkselementen 10. Die Fig. 8 macht deutlich, daß zu­ sätzlich eine Faltwerksbahn 14 mit in bezug auf die parallelen Faltkanten 5 der Grundbauteile diagonalen Faltkanten 15 ange­ ordnet sein können. Die beiden oder die drei Zweibahn-Falt­ werkselemente 10 können auch jeweils einen Bauwerksabschnitt bilden und in Längsrichtung gereiht sein.

Die Fig. 9 und 10 sprechen für sich. Auch hier wurden schon erläuterte Bezugszeichen eingetragen. In der Fig. 9a erkennt man ein langgestrecktes zeltartiges Bauwerk, welches in Längsrichtung zusammendrückbar ist und beispielsweise als Messebauwerk eingesetzt werden kann. Dabei ist es, wie die Fig. 9b zeigt, keinesfalls erforderlich, das Bauwerk linear langgestreckt zu errichten. Es kann auch bogenförmig geführt sein, wie es in der Fig. 9b dargestellt wurde. Darüber hinaus kann das Bauwerk igluförmig gestaltet werden, wie es die Fig. 9c erläutert. Nicht erforderlich ist es, das Bauwerk so aufzustellen, wie es die Teilfiguren der Fig. 9 erläutern. Man kann das Bauwerk auch gleichsam aufhängen. Dazu wird auf die Fig. 10a verwiesen, die beispielsweise ein Partyzelt oder einen Gartenpavillon darstellt. Die Fig. 10b zeigt dem­ gegenüber beispielsweise ein Strandzelt oder eine Umkleide­ kabine.

Claims (10)

1. Selbsttragendes Bauwerk aus einer Mehrzahl von vorgefer­ tigten Grundbauteilen, die zusammenlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbauteile als einen Bauwerkswinkel (9) bildende Zweibahn-Faltwerkselemente (10) ausgeführt sind,
die zwei Faltwerksbahnen (4) im wesentlichen gleicher Faltungsstruktur mit parallelen Faltkanten (5) in phasen­ verschobener Zuordnung aufweisen,
daß die Faltwerksbahnen (4) komplementäre Verzahnungselemente (8) besitzen, die der Faltungsstruktur entsprechen, und daß die Faltwerksbahnen (4) mit den ineinander fassenden Ver­ zahnungselementen (8) unter Bildung des Bauwerkswinkels (9) vereinigt sowie nach Maßgabe der Faltungsstruktur zusammen­ legbar sind.

2. Selbsttragendes Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es aus zwei Zweibahn-Faltwerkselementen (10) zusammengesetzt ist.

3. Selbsttragendes Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es aus mehr als zwei Zweibahn-Faltwerkselementen (10) zusammengesetzt ist.

4. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen (4) im Bereich der Faltkanten (5) Gelenkausbildungen (11), z. B. in Form von Filmgelenken, aufweisen.

5. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen (4) im Be­ reich zwischen den Faltkanten (5) versteifte Faltwerksfelder (12) aufweisen.

6. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen (4) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

7. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerksbahnen (4) aus unter­ schiedlichen Werkstoffen bestehen.

8. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungselemente (8) mit­ einander verklebt sind.

9. Selbsttragendes Bauwerk nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzahnungselemente (8) mit Klebefahnen (13) versehen und über die Klebefahnen miteinander verklebt sind.

10. Selbsttragendes Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest eine zusätzliche Faltwerksbahn (14) mit in bezug auf die parallelen Faltkanten (5) der Grundbauteile diagonalen Faltkanten (15) aufweist.