DE4126480A1 - Bauwerk mit zumindest einem stabtragwerk und einer ebenen bauwerkshaut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauwerk mit zumindest einem ebe­ nen oder räumlichen Stabtragwerk aus Stäben, die an Knoten­ punkten vereinigt sind, und einer mit dem Stabtragwerk ver­ bundenen, ebenen Bauwerkshaut. - Tragwerk bezeichnet im Rahmen der Erfindung ein System aus Trägern oder anderen Bauelementen, welches die darauf wirkenden Kräfte oder Lasten auf Auflager überträgt. Stabtragwerk bezeichnet ein Tragwerk, welches aus Bauelementen besteht, die statisch und stabilitätsmäßig als Stäbe zu behandeln und hauptsäch­ lich auf Druck beansprucht sind. Bauwerkshaut bezeichnet eine Dachhaut oder eine Wand, die ohne das zugeordnete Stab­ tragwerk in statischer und stabilitätsmäßiger Hinsicht den Anforderungen nicht genügt.

Bei den aus der Praxis bekannten Bauwerken, von denen die Erfindung ausgeht, besteht das Stabtragwerk aus Profilstahl­ stäben. Die Bauwerkshaut besteht aus einem geeigneten Werk­ stoff, beispielsweise aus Holzwerkstoffplatten, Blechen, Faserzementplatten und dergleichen. Bauwerke dieses grund­ sätzlichen Aufbaus genügen in architektonischer Hinsicht häufig nicht den Anforderungen. Im übrigen kennt die Praxis Bauwerke des Stahlbetonbaus oder des Stahlbaus mit Stabtrag­ werk und Betonplattenausfachung, die eine Bauwerkshaut aus vorgehängten Glasscheiben aufweisen, die eine Schall- und/ oder wärmedämmende Funktion oder auch lediglich eine archi­ tektonische Funktion erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, welches voll­ ständig oder zumindest hauptsächlich aus Glas besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Stäbe als Verbundglasscheiben ausgeführt sind, die mit ihrer Scheibenfläche orthogonal zur Bauwerkshaut angeordnet sind, daß die Verbundglasscheiben an den Knotenpunkten mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen vereinigt sind und daß die Bauwerkshaut aus Glasscheiben zusammengesetzt ist, die unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung von Ab­ standselementen an das Stabtragwerk angeschlossen sind. Nach bevorzugter Ausführungsform weisen die Verbundglas­ scheiben in dem Stabtragwerk eine Länge auf, die ein Viel­ faches der Stabhöhe ausmacht. - Erfindungsgemäß sind die Stäbe des Stabtragwerkes ihrerseits Flächen, deren Flächen­ trägheitsmoment durch die Dicke und die Stabhöhe bestimmt ist. Besondere Flansche, die sich parallel zur Bauwerkshaut erstrecken, sind nicht vorgesehen. Die Stabhöhe und damit das Flächenträgheitsmoment richten sich nach den aufzuneh­ menden Beanspruchungen, die von Bauwerk zu Bauwerk nach Maßgabe unterschiedlicher Funktionen unterschiedlich sind. Dabei können die einzelnen Stäbe in den Stabtragwerken ihrerseits aus mehreren, in Längsrichtung gereihten Verbund­ glasscheiben zusammengesetzt sein. In den Stabtragwerken bestehen die Stäbe regelmäßig aus Verbundglasscheiben, die zumindest zweilagig ausgeführt sind. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Stäbe in dem Stabtragwerk aus mehreren paral­ lel angeordneten Verbundglasscheiben aufzubauen, die ggf. mit Hilfe von Querriegeln vereinigt sind.

Grundsätzlich ist es lange bekannt (DE-PS 8 97 355), Profil­ träger aus Glasstreifen zusammenzusetzen, wobei auch vorge­ schlagen wurde, die Glasstreifen durch Kitten, Verschweißen und dergleichen miteinander zu verbinden. Das hat in die Praxis kaum Eingang gefunden und zur Entwicklung der ein­ gangs beschriebenen Bauwerke nichts beigetragen. Das gilt auch für Fensterkonstruktionen mit Fensterrahmen aus Metall, Kunststoff oder einem anderen Werkstoff und darin einge­ setzten Glasscheiben, wenn in diesem Zusammenhang auch klem­ mende Verbindungsmittel bekannt sind (GB-PS 3 38 388). Im übrigen ist es bekannt, an Bauteile, die aus einer Glas­ scheibe bestehen, andere Bauteile mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen anzuschließen (EP 00 33 868).

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind bei der Ausführungsform, bei der die einzelnen Stäbe aus mehre­ ren, in Längsrichtung gereihten Verbundglasscheiben oder parallel angeordneten Verbundglasscheiben aufgebaut sind, diese Verbundglasscheiben ebenfalls mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen vereinigt. Darunter wird verstanden, daß Verbundelemente in Form von Schrauben, die passend in Bohrungen der Verbundglasscheiben geführt sind, nach Mög­ lichkeit vermieden werden, weil insoweit an den Lochlaibun­ gen für die Schraubenlöcher für ein Glasbauwerk zu hohe Flächenpressungen auftreten können.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind auch die Glasscheiben, aus denen die Bauwerkshaut zusammengesetzt ist, als Verbundglasscheiben ausgeführt. Die Glasscheiben, aus denen die Bauwerkshaut zusammengesetzt ist, können ihrerseits als Isolierglaseinheiten ausgeführt und für die Schall- und/oder Wärmedämmung eingerichtet sein.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög­ lichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können die Verbundglasscheiben, welche die Stäbe des Stabtragwerkes bilden, an den Knotenpunkten in Grenzen nachgiebig verbunden sein. Auf diese Weise entsteht ein ausreichend gelenkiger Anschluß, so daß an den Knotenpunkten störende Momente nicht auftreten. Man kommt aber auch dann zu überschaubaren und beherrschbaren Beanspruchungen, die ohne Schwierigkeiten von den Verbundglasscheiben aufgenommen werden, wenn die Verbundglasscheiben, welche die Stäbe des Stabtragwerkes bilden, an den Knotenpunkten starr verbunden sind. Die Glas­ scheiben, welche die Bauwerkshaut bilden, sind zweckmäßiger­ weise an den Knotenpunkten an das Stabtragwerk angeschlos­ sen. Im einfachsten Falle werden diese Glasscheiben von dem Stabtragwerk lediglich getragen. Eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung, die sich durch besondere Tragfähig­ keit und Stabilität des Bauwerkes insgesamt in statischer Hinsicht auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben, die die Bauwerkshaut bilden, ihrerseits als Flächentragwerk ausgebildet (zum Beispiel als Platte, Falt­ werk oder Schale gestaltet) und mit dem Stabtragwerk zu einem kombinierten Stab/ Flächen-Tragwerk vereinigt sind.

Die klemmenden Verbindungselemente können im Rahmen der Erfindung sehr unterschiedlich gestaltet sein. Insbesondere kann insoweit mit Hohlprofilabschnitten gearbeitet werden, die einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf­ weisen, wobei an den Querschnittsseiten die anzuschließenden Verbundglasscheiben anliegen, die über entsprechende Klemm­ einrichtungen gegen diese Querschnittsseiten gespannt wer­ den. Durch Einfachheit und Funktionssicherheit ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die klemmenden Verbindungselemente einander gegenüber­ liegende Kraftaufnahmeplatten aufweisen, die beidseits der aufzunehmenden Verbundglasscheiben bzw. Glasscheiben ange­ ordnet und mit Hilfe von Schrauben vereinigt sind, welche durch Bohrungen in den Verbundglasscheiben oder Glasscheiben hindurchgeführt sind, wobei zwischen den Kraftaufnahmeplat­ ten und den Verbundglasscheiben oder Glasscheiben Klemmplat­ ten angeordnet sind.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Verbundglasscheiben in dem Stabtragwerk mit Druckvorspannung anzuordnen und dadurch zur Aufnahme von Biegemomenten einzurichten, die über die Bauwerkshaut eingeleitet werden. Für die Druckvorspannung können Zugmittel angeordnet sein, die, ggf. bogenförmig, in Richtung der Verbundglasscheiben verlaufen. Im übrigen kann insoweit auf die Lehre und auf die Bauelemente der Technik des Vorspannens von Bauwerksteilen im Hochbau zurückgegrif­ fen werden.

Für die bauliche Gestaltung des Bauwerkes insgesamt emp­ fiehlt die Erfindung eine Ausführungsform, die dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß zumindest zwei Stabtragwerke vorge­ sehen sind und diese first- oder kantenbildend aneinander angeschlossen sind. Auf diese Weise wird aus den Stabtrag­ werken mit der Bauwerkshaut ein Tragwerk, welches insgesamt auch als Faltwerk betrachtet werden kann. Das Bauwerk kann aber auch ganz anders gestaltet sein. Beispielsweise kann ein einziges Stabtragwerk oder können zwei Stabtragwerke vorgesehen und als Brücke angeordnet sein, wobei die Bau­ werkshaut die begehbare und/oder befahrbare Brückenfläche bildet.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß erfindungs­ gemäß ein Bauwerk des eingangs beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus vollständig oder praktisch vollständig aus Glas hergestellt werden kann. Vollständig aus Glas ist es herge­ stellt, wenn auch die klemmenden Verbindungselemente und die dazu gehörenden Bauteile, beispielsweise auch die Schrauben, aus Glas bestehen, was in der Glasbautechnik üblich ist. Hauptsächlich aus Glas besteht das Bauwerk, wenn die klemmenden Verbindungselemente und die dazu ge­ hörenden Elemente beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder dergleichen bestehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem erfindungs­ gemäßen Bauwerk,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maß­ stab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegen­ stand nach Fig. 1, darstellend die Einzelheiten eines Knotenpunktes bei dem erfindungsgemäßen Bauwerk,

Fig. 3 entsprechend der Fig. 2 eine andere Gestaltung eines Knotenpunktes bei einem anderen erfindungsgemäßen Bauwerk und

Fig. 4 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauwerkes.

Das in den Figuren dargestellte Bauwerk besitzt zumindest ein ebenes Stabtragwerk 1 aus Stäben 2, die an Knotenpunkten 3 vereinigt sind. Im übrigen gehört zum Bauwerk eine ebene, mit dem Stabtragwerk 1 verbundene Bauwerkshaut 4.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 entnimmt man, daß die Stäbe als streifenförmige Verbundglasscheiben 2 ausgeführt sind, die mit ihrer Schei­ benfläche orthogonal zur Bauwerkshaut 4 angeordnet sind. Die Verbundglasscheiben 2 sind an den Knotenpunkten 3 mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen 5 vereinigt. Die Bauwerkshaut 4 bildet eine Wand oder, im Ausführungsbei­ spiel, eine Dachhaut. Sie ist ebenfalls aus Glasscheiben zusammengesetzt. Diese sind unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung von Abstandselementen 6 an das Stabtrag­ werk 1 angeschlossen. Die Verbundglasscheiben 2 in dem Stab­ tragwerk weisen eine Länge auf, die ein Vielfaches der Stab­ höhe ausmacht. Nur angedeutet wurde, daß die einzelnen Stäbe in dem Stabtragwerk 1 aus mehreren, in Längsrichtung gereih­ ten Verbundglasscheiben 2, die miteinander vereinigt sind, aufgebaut sein können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Stäbe in dem Stabtragwerk aus mehreren parallel angeord­ neten Verbundglasscheiben aufzubauen, die ggf. mit Hilfe von Querriegeln vereinigt sind. In beiden Fällen sind die Verbundglasscheiben mit Hilfe von klemmenden Verbindungsele­ menten vereinigt.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind auch die Glasscheiben, aus denen die Bauwerkshaut 4 zusammengesetzt ist, als Verbundglasscheiben ausgeführt. Vorzugsweise wird insoweit mit Isolierglasein­ heiten gearbeitet.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Verbundglasscheiben 2, welche die Stäbe des Stabtragwerkes 1 bilden, an den Knotenpunkten 3 in Grenzen nachgiebig verbunden, nämlich gleichsam gelen­ kig angeschlossen, so daß störende Momente nicht auftreten. Der Anschluß der Glasscheiben, die die Bauwerkshaut 4 bil­ den, erfolgt im Ausführungsbeispiel in den Knotenpunkten 3 des Stabtragwerkes 1. Dabei können die Glasscheiben, wel­ che die Bauwerkshaut 4 bilden, von dem Stabtragwerk 1 ledig­ lich getragen sein. Sie können aber auch ihrerseits als Flächentragwerk ausgebildet und mit dem Stabtragwerk 1 zu einem Stab/Flächen-Tragwerk vereinigt sein.

Wie die klemmenden Verbindungselemente 5 vorzugsweise aus­ gebildet sind, ergibt sich aus den Fig. 2 und 3. Die klem­ menden Verbindungselemente 5 besitzen einander gegenüberlie­ gende Kraftaufnahmeplatten 7, welche beidseits der aufzuneh­ menden Verbundglasscheiben 2 angeordnet und mit Hilfe von Schrauben 8 vereinigt sind. Die Schrauben 8 sind durch ver­ hältnismäßig große Bohrungen 9 der Verbundglasscheiben 2 hindurchgeführt. Die Anordnung ist so getroffen, daß inso­ weit Lasten, die die Stäbe des Stabtragwerkes 1 aufzunehmen haben, nicht übertragen werden. Diese Kraftübertragung oder Lastübertragung erfolgt über eine Klemmverbindung. Dazu sind zwischen den Kraftaufnahmeplatten 7 und den Verbund­ glasscheiben 2 Klemmplatten 10 angeordnet. Die Klemmplatten 10 besitzen eine nachgiebige Auflage 11, die zu den Verbund­ glasscheiben 2 hin angeordnet sind. In die Kraftaufnahme­ platten 7 sind Abstützschrauben 12 eingesetzt, die die Klemmplatten 10 beaufschlagen.

Betrachtet man die Fig. 4, so erkennt man, daß das beschrie­ bene Grundprinzip auch hier verwirklicht ist, wenn auch in den Knotenpunkten 3 Abschnitte von Hohlprofilen 13 ange­ ordnet sind, die im Ausführungsbeispiel einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Hier bildet eine Seitenfläche 14 dieser Hohlprofile 13 jeweils eine Kraftaufnahmeplatte.

Betrachtet man die Fig. 1 und 4, so erkennt man, daß ohne weiteres die Möglichkeit besteht, die Verbundglasscheiben 2 in dem Stabtragwerk 1 mit Druckvorspannung anzuordnen und dadurch zur Aufnahme von Biegemomenten einzurichten, die über die Bauwerkshaut 4 eingeleitet werden. Dazu werden nicht gezeichnete Zugmittel angeordnet. Im Ergebnis kann ein solches Bauwerk sogar als Brücke eingesetzt werden.

Claims (20)

1. Bauwerk mit zumindest einem ebenen oder räumlichen Stab­ tragwerk aus Stäben, die an Knotenpunkten vereinigt sind, und einer mit dem Stabtragwerk verbundenen ebenen Bauwerks­ haut, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stäbe als Verbundglasscheiben ausgeführt sind, die mit ihrer Scheibenfläche orthogonal zur Bauwerkshaut ange­ ordnet sind,
daß die Verbundglasscheiben an den Knotenpunkten mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen vereinigt sind,
und daß die Bauwerkshaut aus Glasscheiben zusammengesetzt ist, die unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung von Abstandselementen an das Stabtragwerk angeschlossen sind.

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundglasscheiben in dem Stabtragwerk eine Länge auf­ weisen, die ein Vielfaches der Stabhöhe ausmacht.

3. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Stäbe in dem Stabtragwerk aus mehreren, in Längsrichtung gereihten Verbundglasscheiben vereinigt sind.

4. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe in dem Stabtragwerk aus mehreren, parallel angeordneten Verbundglasscheiben aufgebaut sind, die ggf. mit Hilfe von Querriegeln vereinigt sind.

5. Bauwerk nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbundglasscheiben mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen vereinigt sind.

6. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Glasscheiben, aus denen die Bauwerkshaut zusammengesetzt ist, als Verbundglasscheiben ausgeführt sind.

7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Glasscheiben, aus denen die Bauwerkshaut zusammengesetzt ist, als Isolierglaseinheiten ausgeführt sind.

8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundglasscheiben, welche die Stäbe des Stabtragwerkes bilden, an den Knotenpunkten in Grenzen nachgiebig verbunden sind.

9. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbundglasscheiben, welche die Stäbe des Stabtragwerkes bilden, an den Knotenpunkten starr ver­ bunden sind.

10. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben, die die Bauwerkshaut bilden, in den Knotenpunkten an das Stabtragwerk ange­ schlossen sind.

11. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben, die die Bauwerkshaut bilden, von dem Stabtragwerk lediglich getragen sind.

12. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Glasscheiben, die die Bauwerkshaut bilden, ihrerseits als Fächertragwerk ausgebildet und als aussteifendes Element mit dem Stabtragwerk zu einem kombi­ nierten Stab/Flächentragwerk vereinigt sind.

13. Bauwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben, die die Bauwerkshaut bilden, mit Hilfe von klemmenden Verbindungselementen zu dem Flächentragwerk vereinigt sind.

14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die klemmenden Verbindungselemente ein­ andergegenüberliegende Kraftaufnahmeplatten aufweisen, die beidseits der aufzunehmenden Verbundglasscheiben bzw. Glas­ scheiben angeordnet und mit Hilfe von Schrauben vereinigt sind, welche durch Bohrungen der Verbundglasscheiben oder Glasscheiben hindurchgeführt sind, und daß zwischen den Kraftaufnahmeplatten und den Verbundglasscheiben bzw. Glas­ scheiben Klemmplatten angeordnet sind.

15. Bauwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatten eine nachgiebige Auflage aufweisen, die zu den Verbundglasscheiben oder Glasscheiben hin angeordnet sind.

16. Bauwerk nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kraftaufnahmeplatten Abstütz­ schrauben eingesetzt sind, die die Klemmplatten beaufschla­ gen.

17. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbundglasscheiben in dem Stabtrag­ werk mit Druckvorspannung angeordnet und dadurch zur Auf­ nahme von Biegemomenten eingerichtet sind, die über die Bauwerkshaut eingeleitet werden.

18. Bauwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druckvorspannung Zugmittel angeordnet sind, die, ggf. bogenförmig, in Richtung der Verbundglasscheiben ver­ laufen.

19. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest zwei Stabtragwerke vorgesehen und diese first- oder kantenbildend aneinander angeschlossen sind.

20. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest zwei Stabtragwerke vorgesehen sind und diese als Brücke angeordnet sind, wobei die Bau­ werkshaut die begehbare und/oder befahrbare Brückenfläche bildet.