DE4031663A1 - Fachwerk-dachkonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Konstruktion eines Seilfachwerk-Daches, das durch Spannen seiner Spannglieder in bestimmter Weise verspannt werden kann, so daß es ohne zentrale Verstrebung bzw. Abspannung selbsttragend wird.

Eine der Konstruktionsarten langspanniger Dachkonstruktionen ist eine Seilfachwerk-Dachkonstruktion.

Ein Beispiel einer bekannten Dachkonstruktion dieser Art und dessen Errichtung wird nachstehend anhand der Fig. 5 bis 9 erläutert. Es zeigt:

Fig. 5 einen Vertikalschnitt der bekannten Seilfachwerk- Dachkonstruktion,

Fig. 6 von oben gesehen eine perspektivische Darstellung der Dachkonstruktion der Fig. 5,

Fig. 7 ein Zwischenstadium, bei dem eine Arbeits­ plattform beim Errichten eines Seilbalken- Daches montiert wird,

Fig. 8 ein Zwischenstadium beim Einbau eines Ringträgers und von Querbalken bei der Errichtung des Daches der Fig. 7, und

Fig. 9 das Endstadium des Daches in Fig. 7.

Ein Dach 8 der Konstruktion der Fig. 5 und 6 hat einen Ringträger 1. Der Ringträger 1 besteht aus einem Druckring 2 und einem Spannring 3, die oben bzw. unten im Ringträger angeordnet und durch Streben verbunden sind. In den Druckring 2 ist ein Dachfenster 9 eingesetzt. Um den Ringträger 1 sind radial Querbalken 4 angeordnet und jeweils mit dem Außenumfang verbunden. Balken und Träger sind zwischen den benachbarten Querbalken 4 vorgesehen und mit diesen verbunden, um ein Fachwerkdach zu bilden. Außerdem sind Seilglieder 6 zwischen den äußeren Enden 4a der jeweiligen Querbalken 4 und dem Spannring 3 am unteren Ende des Ringträgers 1 gespannt. Die Seilglieder sind gespannt, um die Dachkonstruktion zu verspannen. Die auf die jeweiligen Seilglieder 6 wirkenden Spannungen erzeugen Kräfte F, die die Querbalken 4 nach oben drücken. Die Kräfte werden über Streben 7 auf die Querbalken 4 übertragen, so daß das Dach 8 selbsttragend ist. Seitenwandabschnitte 5 werden gesondert errichtet, und das Dach 8 wird auf die Seitenwandabschnitte 5 gelegt, wobei sich seine äußeren Enden 4a auf den oberen Endteilen der Seitenwandabschnitte abstützen. In Fig. 5 sind mit 10 Sitzbereiche bezeichnet, die innerhalb der Seitenwandabschnitte vorgesehen sind.

Das Gebäude der Fig. 8 dieser Konstruktion wird z. B. entsprechend den in den Fig. 7 bis 9 gezeigten Verfahren errichtet.

Zunächst werden, wie Fig. 7 zeigt, Stahlrahmen der Seitenwandabschnitte 5 des Gebäudes mit Kränen errichtet, und eine Arbeitsplattform 11 für den Ringträger wird etwa in der Mitte des Gebäudes montiert. Dann wird der Ringträger 1 abgestützt auf der Arbeitsplattform 11 montiert, wie Fig. 8 zeigt. Der Ringträger 1 hat z. B. von oben gesehen Kreisform, und der Spannring 3 befindet sich am unteren Ende des Ringträgers.

Danach wird ein Fachwerkkörper mit armiertem Beton an den Stahlrahmen gebildet. Die Querbalken 4 werden einer nach dem anderen mit Kränen zwischen den oberen Endteilen der Seitenwandabschnitte 5 und dem Ringträger aufgelegt, um von der Seite gesehen in Bogenform und von oben gesehen in Ringform montiert zu werden. Dann werden Balken, Streben usw. eingesetzt, um das Seilfachwerk-Dach zu bilden.

Nach dieser Arbeit werden die Seilglieder 6 zwischen den jeweiligen äußeren Enden 4a der Querbalken 4 und dem Spannring 3 am unteren Ende des Ringträgers 1 eingesetzt, wie Fig. 9 zeigt. Danach werden die Seilglieder 6 gespannt, um die erforderliche Spannung auf das so montierte Fachwerkdach auszuüben, so daß das Fachwerkdach selbsttragend ist. Das Seilfachwerk-Dach 8 ist damit fertiggestellt, und die Arbeitsplattform 11 wird entfernt.

Nach dem Spannen werden Abdeckmaterialien auf dem Seilfachwerk-Dach 8 befestigt, und abschließende Arbeiten wie Abdichtarbeiten u. dgl. werden durchgeführt, um die Gesamtarbeit zu vervollständigen.

Bei dem Seilfachwerk-Dach dieser Konstruktion sind die Seilglieder 6 an den beiden Enden des Ringträgers 1 kontinuierlich, so daß sich jedes über den Ringträger 1 von dem äußeren Ende 4a des Querbalkens 4 zum äußeren Ende 4a eines gegenüberliegenden Querbalkens 4 erstreckt. Im Falle eines Seilfachwerk-Dachs 8 großer Abmessung ist daher jedes Seilglied 6 entsprechend lang, und eine Spanneinrichtung muß daher einen ausreichend langen Hub haben. Aus diesem Grund müssen beim Spannen der Spannglieder 6 Spanneinrichtungen großer Abmessung vorgesehen werden. Eine Verbesserung der Konstruktion in dieser Hinsicht ist daher erwünscht. Da der Spannring 3 am unteren Ende des Ringträgers 1 Kräften ausgesetzt ist, die diesen infolge der Spannung der Seilglieder 6 nach innen drücken, erfordert der Spannring 3 eine Verstärkung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Seilfachwerk- Dachkonstruktion zu schaffen, die mit Spanneinrichtungen relativ kurzen Hubs leicht gespannt werden kann, außerdem soll ein Seilfachwerk-Dach geschaffen werden, dessen Spannring verstärkt ist, jedoch eine geringere Gewichtszunahme erfordert. Weiterhin soll eine Seilfachwerk-Dachkonstruktion geschaffen werden, bei der die auf jedes Seilglied ausgeübte Spannung auf einen entsprechenden Querbalken wirksam übertragen wird, so daß die auf das Seilglied zu übertragende Spannung tatsächlich reduziert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird eine Seilfachwerk-Dachkonstruktion vorgeschlagen, die ein Paar paralleler Träger, außen um die Träger angeordnete und mit diesen verbundene Querbalken, Balken und Streben, die zwischen benachbarten Querbalken angeordnet und mit diesen verbunden sind, um ein Fachwerkdach zu bilden, sowie Seilglieder aufweist, die zwischen den äußeren Enden der jeweiligen Querbalken und den jeweiligen Trägern gespannt sind, um dem Fachwerkdach die erforderliche Spannung zu verleihen. Die Seilglieder sind zwischen den äußeren Enden der jeweiligen Querbalken und einem der damit verbundenen Träger angeordnet und die Enden der Seilglieder, die gegenüberliegend am Träger angeordnet sind, sind durch Verbindungselemente miteinander verbunden.

Bei dieser Konstruktion des Seilfachwerkdachs kann die Länge jedes Seilglieds auf weniger als die Hälfte im Vergleich zu dem kontinuierlichen Seilglied verringert werden, das bisher verwendet wurde. Daher kann der erforderliche Hub einer Einrichtung zum Spannen jedes Seilglieds kurz sein, und eine große Spanneinrichtung ist daher unnötig. Durch die jeweilige Anordnung der Seilglieder an beiden Enden der Träger bzw. aufgrund der Teilung der Seilglieder durch die Träger ist es einfach, das Dach in ausgeglichener Weise durch die Seilglieder zu spannen. Da die Enden der Seilglieder an der Trägerseite durch die Verbindungselemente miteinander verbunden sind, befinden sich die Träger sozusagen in einem durch die Verbindungselemente miteinander verbundenen Zustand. Die auf die Seilglieder ausgeübte Spannung wird daher gleichmäßig und wirksam auf die Träger übertragen, und es ist daher möglich, das Dach in rationeller Weise zu konstruieren.

Weiterhin schafft die Erfindung ein Seilfachwerk-Dach, das aus einem Ringträger, der Druck- und Spannringe, die jeweils oben und unten am Ringträger angeordnet und miteinander durch Streben verbunden sind, radial um den Druckring des Ringträgers angeordneten Querbalken, und Seilgliedern besteht, die jeweils mit einer bestimmten Spannung zwischen den Querbalken und dem Spannring gespannt sind, wobei sich jede Strebe des Ringträgers im wesentlichen über ein Segment einer Linie erstreckt, die den Winkel halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied und eine Ebene gebildet wird, in der der Spannring vorgesehen ist.

Die Ebene, in der der Spannring vorgesehen ist, ist eine Ebene, die einen imaginären Ring einschließt, der durch Verbindungspunkte der jeweiligen Seilglieder definiert ist.

Da bei dieser Dachkonstruktion jede Strebe des Ringträgers längs des Liniensegments vorgesehen ist, das den Winkel halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied und die Ebene gebildet wird, in der der Spannring vorgesehen ist, fällt die Richtung einer resultierenden Kraft der Spannungen, die jeweils auf den Spannring und das Seilglied wirken, mit der Richtung zusammen, in der die Strebe vorgesehen ist. Daher wird bei der Seilfachwerk- Dachkonstruktion dieser Art die auf jedes Seilglied wirkende Spannung wirksam als eine Kraft übertragen, die das Dach zu einem entsprechenden Querbalken nach oben schiebt. Die auf jedes Seilglied aufgebrachte Spannring, die es dem Dach ermöglicht, sich selbst zu tragen, kann daher verringert werden.

Da die Richtung der resultierenden Kraft der Spannungen, die jeweils auf den Spannring und jedes Seilglied wirken, mit der Richtung zusammenfällt, in der eine entsprechende Strebe vorgesehen ist, wirkt die Last auf die Strebe in deren axialer Richtung. Daher wirkt auf die Strebe keine seitliche Last infolge der Spannung, die auf das Seilglied wirkt und die Last an der Strebe kann verringert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einem Querschnitt eines Seilfachwerk-Daches in einer Ausführungsform der Erfindung eine Vergrößerung eines Seilglieds und eines Verbindungselements hiervon,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Daches der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines größeren Teils einer Seilfachwerk-Dachkonstruktion in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 die Richtung einer Kraft, die in dem Dach der Fig. 3 unter der Bedingung erzeugt wird, daß dessen Seilglieder gespannt sind.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Bezugsziffern, die entsprechende oder gleiche Bauelemente wie die des Daches bezeichnen, das anhand der Fig. 5 bis 9 beschrieben wurde, der Kürze halber nicht mehr erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seilfachwerk-Dachkonstruktion in einer Ausführungsform der Erfindung. Wie Fig. 2 zeigt, hat ein Ringträger 1 in dieser Ausführungsform von oben gesehen eine ellyptische Form, und das Dach 8 hat insgesamt ebenfalls eine ellyptische Form. Das Dach dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß jedes Seilglied, das bisher ein kontinuierliches Element war, in zwei Teile geteilt ist, zwischen denen ein Spannring 3 angeordnet ist und damit sind die durch Teilung gebildeten Seilglieder 16 durch den Spannring 3 verbunden. Die Enden der Spannglieder 16, die auf geraden Abschnitten bzw. Trägern des Spannrings 3 liegen, sind durch Stahlverbindungsglieder 20 mit H-Querschnitt miteinander verbunden.

Jedes beliebige Verfahren kann angewandt werden, um die Seilglieder 16 mit dem Spannring 3 zu verbinden. Wenn z. B. das Seilglied 16 aus geradem Material wie einem Draht o. dgl hergestellt ist, kann es an seinem einen Ende mit dem Spannring 3 durch eine Bolzenbefestigungseinrichtung o.dgl. verbunden werden.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann die Länge jedes Seilglieds 16 auf mehr als die Hälfte im Vergleich zu dem Fall verringert werden, bei dem ein kontinuierliches Seilglied wie bei der üblichen Dachkonstruktion verwendet wird. Der erforderliche Hub einer Einrichtung zum Spannen jedes Seilglieds 16 kann daher relativ kurz sein, so daß eine große Spanneinrichtung nicht erforderlich ist. Wenn man die kontinuierlichen Seilglieder 6 wie im Falle der üblichen Dachkonstruktion verwendet, sind auch Lager am Spannring 3 vorgesehen, damit sich die Seilglieder 6 verformen und über den Spannring laufen können. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Reibung an den Auflagern die Spannung, die auf jedes Seilglied an beiden Seiten des Spannrings 3 wirkt, aus dem Gleichgewicht kommt. Im Gegensatz zu dieser üblichen Dachkonstruktion ermöglicht es diese Ausführungsform infolge der auf beiden Seiten des Spannrings 3 geteilten Seilglieder die Dachkonstruktion in sehr ausgeglichener Weise mittels der Seilglieder 16 mit Spannung zu beaufschlagen.

Außerdem sind bei der beschriebenen Ausführungsform die Enden der Seilglieder 16 am Spannring 3 durch die Verbindungsglieder 20 verbunden, d. h., die geraden Abschnitte des Spannrings 3 befinden sich in einem Zustand, in dem sie durch die Verbindungsglieder 20 miteinander verbunden sind. Selbst wenn daher die geraden Abschnitte des Spannrings 3 Kräften ausgesetzt sind, die sie infolge der Spannung der Seilglieder 16 nach innen drücken, dienen die Verbindungsglieder 20 der Verstärkung des Spannrings 3 und ermöglichen es, die auf einen der geraden Abschnitte wirkenden Kräfte gleichmäßig auf den anderen geraden Abschnitt zu übertragen. Damit wird die auf die Seilglieder 16 aufgebrachte Spannung auf den Spannring 3 gleichmäßig und wirksam übertragen, so daß ein rationaler Entwurf der Dachkonstruktion möglich wird.

Fig. 3 zeigt einen größeren Abschnitt eines Seilfachwerk- Dachs in einer weiteren Ausführungsform, die im Hinblick auf ein weiteres Problem bei dem üblichen Seilfachwerk-Dach entwickelt wurde.

Bei der üblichen Seilfachwerk-Dachkonstruktion wie in Fig. 5 erstreckt sich jede Strebe 7 des Ringträgers 1 vertikal bezüglich einer Ebene A, die durch den Spannring 3 definiert wird. Diese Konstruktion erfordert jedoch, daß eine große Spannung auf jedes Seilglied aufgebracht wird, damit das Dach 8 selbsttragend sein kann, und ist daher insoweit nicht zufriedenstellend als die Seilglieder einer großen Last ausgesetzt sind.

Die Dachkonstruktion in Fig. 3 befindet sich in einem Zustand, in dem sie selbsttragend ist. Ein Ringträger 21, wie der Ringträger 1 der ersten Ausführungsform besteht aus einem Druckring 22 und einem Spannring 23, die oben und unten im Ringträger angeordnet und durch Streben 27 miteinander verbunden sind. Der Spannring 23 des Ringträgers 21 dieser Ausführungsform ist jedoch etwas größer in der Abmessung als der Druckring 22. Jede Strebe 27 des Ringträgers 21 ist längs eines Segments D einer Linie vorgesehen, die den Winkel C halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied 16 und die Ebene A gebildet wird. Die Ebene A enthält einen imaginären Ring, der durch Verbinden der Verbindungspunkte 24 des Spannrings 23 und der jeweiligen Seilglieder 16 definiert wird, und wird in der folgenden Beschreibung als diejenige Ebene bezeichnet, in der der Spannring 23 vorgesehen ist.

Um den Druckring 22 des Ringträgers 21 sind radial Querbalken 4 vorgesehen. Jeder Querbalken 4 ist ein Gitterträger, der aus einem oberen Seilglied 25, einem unteren Seilglied 26 und Gitterelementen 28 besteht. Benachbarte Querbalken 4 sind durch Streben und Balken (nicht gezeigt) verbunden. Ein Ende jedes Seilglieds 16 ist mit einem entsprechenden Querbalken 4 an dessen äußeren Ende 4a durch einen Befestigungsarm 29 verbunden. Das andere Ende des Seilglieds 16 ist mit dem Spannring 23 verbunden.

Bei der Seilfachwerk-Dachkonstruktion dieser Ausführungsform ist jede Strebe 27 des Ringträgers 21 längs des Liniensegments D vorgesehen, das den Winkel C halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied 16 und die Ebene A gebildet wird, in der der Spannring 23 vorgesehen ist. Wie Fig. 4 zeigt, fällt die Richtung einer resultierenden Kraft F der Spannungen P1 und P2, die jeweils auf den Spannring 23 und das Seilglied 16 wirken, mit der Richtung zusammen, in der die Strebe 27 vorgesehen ist. Aus diesem Grund wird entsprechend der Seilfachwerk-Dachkonstruktion die Spannung, die auf jedes Seilglied aufgebracht wird, wirksam als Schubkraft F auf einen entsprechenden Querbalken 4 übertragen. Daher kann bei dieser Seilfachwerk- Dachkonstruktion die auf jedes Seilglied aufzubringende Spannung, aufgrund der das Dach selbsttragend wird, verringert werden.

Außerdem fällt bei der Seilfachwerk-Dachkonstruktion dieser Ausführungsform, wie zuvor beschrieben wurde, die Richtung der resultierenden Kraft F der Spannung P1 und P2, die auf den Spannring 23 und das Seilglied 16 wirken, mit der Richtung zusammen, in der eine entsprechende Strebe 27 vorgesehen ist. Dies bedeutet, daß die Last auf die Strebe 27 in deren axialer Richtung wirkt. Entsprechend dieser Seilfachwerk-Dachkonstruktion wirkt daher keine seitliche Last, die durch die Spannung hervorgerufen wird, die auf jedes Seilglied aufgebracht wird, auf eine entsprechende Strebe 27, und die Last auf die Strebe 27 kann verringert werden.

In Abweichung von den beschriebenen Ausführungsformen, die ein von der Seite gesehen, bogenförmiges Dach haben, kann die Erfindung auch auf ein Giebeldach angewandt werden. Außerdem verbinden bei der ersten Ausführungsform die Stahlverbindungselemente mit H-Querschnitt die Enden der Seilglieder miteinander, die auf den geraden Abschnitten des Spannrings 3 gegeneinander gerichtet sind. Es ist jedoch auch möglich, daß die Verbindungselemente 20 wie Streben bezüglich der geraden Abschnitte des Spannrings schräg angeordnet sind. Anstelle der Verbindungselemente 20 können auch andere bekannte Elemente verwendet werden. Statt der beschriebenen ellyptischen Dachform ist die Erfindung auch auf jede Dachform z. B. eine rechteckige Form etc. anwendbar.

Claims (11)

1. Seilfachwerk-Dachkonstruktion bestehend aus einem Paar paralleler Träger, außerhalb der Träger angeordneten und mit diesen verbundenen Querbalken, Balken und Streben, die die Querbalken verbinden, um ein Fachwerkdach zu bilden, und Seilgliedern, die zwischen den äußeren Enden der jeweiligen Querbalken und den jeweiligen Trägern gespannt sind, um die erforderliche Spannung auf das Fachwerkdach aufzubringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilglieder zwischen den äußeren Enden der jeweiligen Querbalken und einen der damit verbundenen Träger angeordnet sind, und daß die Enden der Seilglieder, die auf der Trägerseite gegenüberliegend angeordnet sind, durch Verbindungselemente miteinander verbunden sind.

2. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungselement aus einem H-Träger besteht.

3. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger aus einem oberen Druckelement, das mit den Querbalken verbunden ist, und einem unteren Druckelement, das mit den Seilgliedern verbunden ist, besteht und daß das Druckelement und das Spannelement durch Streben miteinander verbunden sind.

4. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Träger durch Formelemente so verbunden sind, daß sie von oben gesehen in ellyptischer Form montierbar sind, und daß die Dachkonstruktion insgesamt von oben gesehen ebenfalls eine im wesentlichen ellyptische Form hat.

5. Dachkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger aus einem oberen Druckelement besteht, das mit den Querbalken verbunden ist und einem unteren Spannelement, das mit den Seilgliedern verbunden ist, und daß das Druckelement und das Spannelement durch Streben miteinander verbunden sind.

6. Dachkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich jede Strebe im wesentlichen längs eines Segments einer Linie erstreckt, die den Winkel halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied und diejenige Ebene gebildet wird, in der die Spannelemente vorgesehen sind.

7. Seilfachwerk-Dachkonstruktion, gekennzeichnet durch einen Ringträger, der Druck- und Spannringe hat, die oben und unten im Ringträger angeordnet und mit diesem durch Streben verbunden sind, radial um den Druckring des Ringträgers angeordnete Querbalken und Seilglieder, die mit einer bestimmten Spannung zwischen den Querbalken und dem Spannring gespannt sind, wobei sich jede Strebe längs eines Segments einer Linie erstreckt, die den Winkel halbiert, der durch ein entsprechendes Seilglied und diejenige Ebene halbiert wird, in der der Spannring vorgesehen ist.

8. Dachkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, der Spannring eine größere Abmessung als der Druckring hat, so daß die Streben bezüglich der Ebene, in der der Spannring vorgesehen ist, geneigt ist.

9. Dachkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger von oben gesehen ellyptische Form hat, und daß die Dachkonstruktion insgesamt von oben gesehen ebenfalls im wesentlichen ellyptische Form hat.

10. Dachkonstruktion nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Verbindungselemente, die zwischen dem geraden Abschnitt des Spannrings ellyptischer Form angeordnet sind, und daß die Verbindungselemente gegenüberliegende Seilglieder verbinden, die mit den jeweiligen geraden Abschnitten des Spannrings verbunden sind.

11. Dachkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement aus Stahl besteht und einen H-Querschnitt hat.