EP0007580B1

EP0007580B1 - Seilgetragene Membranhalle

Info

Publication number: EP0007580B1
Application number: EP79102543A
Authority: EP
Inventors: Walter Feilhauer
Original assignee: Feilhauer geb Wiese Ingrid
Current assignee: Feilhauer geb Wiese Ingrid
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-19
Publication date: 1981-09-16
Also published as: DE2832770A1; EP0007580A1; DE2832770C2; ATE232T1

Description

Die Erfindung betrifft eine seilgetragene Membranhalle mit im Raum verankerten Stützpunkten für die Tragseile, die die Querschnittsform der Membranhalle beschreiben und zwischen den Stützpunkten verlaufenden Tragseilen für die Aussenhaut.
Seilgetragene Membranhallen sind in den verschiedenen Ausführungsformen bekannt und sind als eine Weiterentwicklung der bekannten Zelte anzusehen. Wenn Zelte über eine bestimmte Grösse hinaus benötigt werden, müssen die Zeltbahnen durch Seile getragen werden, da sie alleine nicht mehr in der Lage sind, ihr Eigengewicht, den Winddruck, Windsog und eventuelle Schneelasten aufzunehmen.
Die Abstützung der Aussenhaut einer Membranhalle durch Tragseile ist an sich bekannt. Man hat diese Abstützung bisher in der Weise vorgenommen, dass die einteilige Aussenhaut auf die Tragseile aufgelegt wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass infolge der unkontrollierbaren gegenseitigen Bewegung von Tragseil und Aussenhaut letztere im Laufe der Zeit durchgescheuert wird. Ausserdem wird die einteilige Aussenhaut immer unhandlicher, je grösser die Membranhalle sein soll.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Durchscheuerns der Membranhaut an den Seil-Auflagestellen zu vermeiden und gleichzeitig die Unhandlichkeit, die mit einer einteiligen Aussenhaut bei grossen Membranhallen verbunden ist, zu vermindern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Aussenhaut aus einzelnen, zwischen den Tragseilen ausgespannten und an diesen durch Klemmprofile befestigten Membranbahnen besteht, die zur Erzeugung einer Spannung der Aussenhaut die Form eines Rechtecks oder Dreiecks mit an mindestens zwei Bahnseiten konkav tailliertem Zuschnitt oder die Form eines gleichschenkeligen Trapezes aufweisen.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die gesamte Aussenhaut der Membranhalle aus mehreren einzelnen handlichen Membranbahnen besteht, die durch das Metallprofil frei von der Gefahr des Durchscheuerns an den Tragseilen befestigt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Strangpressprofil zur Verbindung und Lagerung von mindestens zwei Membranbahnen, deren Ränder jeweils mit einem Keder versehen sind, die zur Verbindung derMembranbahnen indasStrangpressprofil eingepressten Nuten einziehbar sind, und ein Lager zur Lagerung des Strangpressprofiles und besteht aus einem, mindestens ein Tragseil als Lager umgreifendes zweiteiliges Klemmelprofil, bestehend aus einem im wesentlichen U-förmigen, das Tragseil umgreifendes Seilauflageprofil [mit den in die Aussenseiten der U-Schenkel eingepressten Nuten] und einem mit dem Seilauflageprofil verbundenen, die U-Schenkel des Seilauflageprofils bei Zugbeanspruchung durch die Membranbahnen zusammenhaltendes Verschlussprofil. Durch dieses Strangpressprofil wird erreicht, dass-die aus einzelnen Membranbahnen bestehende Aussenhaut einer Membranhalle nicht auf den Tragseilen aufliegt und ein Durchscheuern damit unmöglich wird.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verschlussprofil ebenfalls eine Nut auf, wodurch es möglich ist, zwei- oder mehrschalige Membranhallen aufzubauen.
Zweckmässige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind beansprucht in den Ansprüchen 2 bis 6 bzw. 9 und 10.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine langgestreckte seilgetragene Membranhalle mit zwei Versionen der endseitigen Befestigung der Tragseile,
Fig. 2 a eine dreischiffige Grundrissform der Membranhalle
Fig. 2 b eine vierschiffige Grundrissform der Membranhalle
Fig. 3 die Seitenansicht einer runden Membranhalle mit zwei Versionen der Dachausbildung
Fig. 4 eine rechteckige taillierte Membranbahn
Fig. 5 eine dreieckige taillierte Membranbahn
Fig. 6 zwei trapezförmige, nicht taillierte Membranbahnen
Fig. 7 eine Membranhalle mit einem Shed- Dach
Fig. 8 eine sandgefüllte Tasche zur Erzeugung der Querspannung der Hallen-Aussenhaut
Fig. 9 ein Klemmprofil zur Verbindung von drei Membranbahnen mit einem Tragseil
Fig. 10 ein Klemmprofil zur Verbindung von zwei Membranbahnen mit zwei Tragseilen
Fig. 11 ein Strangpressprofil zur kreuzenden Verbindung von bis zu vier Membranbahnen
Fig. 12 die Seitenansicht des Endteiles einer Membranhalle mit in den Erdboden eingeschlagenen Breitheringen zur Aufnahme der endseitigen Zugkräfte
Fig. 13 eine Ansicht von zwei Breitheringen
Fig. 14 eine Seitenansicht aus Richtung des Pfeiles XIV von Fig. 15 einer Shed-Dach-Membranhalle nach Fig. 7 und
Fig. 15 einen Schnitt durch eine Shed-Dach-Membranhalle nach der Linie XV-XV von Fig. 14.

In Figur 1 ist eine langgestreckte Membranhalle 1 wiedergegeben, die von sich in Längsrichtung der Membranhalle 1 erstreckenden Tragseilen 2 getragen wird. Die Tragseile 2 sind zwischen im Raum fixierten und verankerten Stützpunkten P1, P2 ... P9 an dem einen Hallenende und den Stützpunkten P10 ... P18 an dem anderen Hallenende ausgespannt. Für diese Fixierung der Stützpunkte P1 ... P18 sind in Figur 1 zwei Ausführungsbeispiele wiedergegeben: An dem einen Hallenende erfolgt die Fixierung durch auf dem Boden aufstehende Stützmasten 3a ... 3h. Die oberen Enden der Stützmasten 3a ... 3h bilden dann die Stützpunkte P1 ... P9. An dem anderen Hallenende ist als ein zweites Ausführungsbeispiel ein zwischen zwei Tragmasten 4a, 4b ausgespanntes Querseil 5 wiedergegeben, von dem Hängeseile 6a ... 6h herabhängen. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die unteren Enden der Hängeseile 6a ... 6h die im Raum fixierten Stützpunkte P10. . . P18. Ferner werden an jedem Hallenende Abspannseile 7 benötigt, die die in den Tragseilen 2 auftretenden Kräfte über die Stützpunkte P1 ... P18 in den Boden ableiten. Es versteht sich jedoch, dass in der Praxis eine Membranhalle 1 an beiden Hallenenden nur entweder mit dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel für die Fixierung der Stützpunkte P1 ... 18 oder mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gebaut wird und dass in Figur 1 lediglich aus Gründen einer zeichnerisch einfachen Darstellung beide Beispiele an einer Membranhalle 1 zusammengefasst wiedergegeben sind.
In den Figuren 2a und 2b sind zwei mögliche Grundrissformen von Membranhallen dargestellt. Figur 2a zeigt eine dreischiffige und Figur 2b eine vierschiffige Membranhalle.
In Figur 3 sind zwei Versionen einer runden Membranhalle wiedergegeben. Auf der linken Seite ist eine Version mit einem gleichmässig kegelförmigen Dach 31 und auf der rechten Seite eine Version mit einem Sheddach-artigen kegelförmigen Dach 32 wiedergegeben. In beiden Beispielen ist die Stütze im Zentrum länger als die Stützen am Umfang. Ebenso kann die Stütze im Zentrum kürzer als die Stützen am Umfang sein, so dass das Dach 31 bzw. 32 zum Zentrum durchhängt und von aussen unsichtbar ist.
Um bei langgestreckten Membranhallen 1 nach Figur 1 in Querrichtung der Membranhalle 1 eine gleichmässige Spannung der Aussenhaut 10 zu erhalten, müssen die zwischen den Tragseilen 2 ausgespannten und an diesen durch Klemmprofile befestigte, im wesentlichen rechteckige Membranbahnen 40 an den zwei langen Bahnseiten 40a, 40b konkav tailliert ausgebildet sein. In Figur 4 ist eine Membranbahn 40 mit der Grundform eines Rechteckes und in Figur 5 eine Membranbahn 50 mit der Grundform eines Dreieckes wiedergegeben. Die jeweils einander gegenüberliegenden Bahnseiten 40a und 40b bzw. 50a und 50b sind konkav tailliert zugeschnitten.
Bei Hallenkonstruktionen, bei denen mehrere Tragseile 2 einen parallelen Durchhang haben, so wie dieses beispielsweise bei senkrechten Membranwänden der Fall sein kann, ist es aber auch möglich, eine Spannung dadurch zu erzielen, dass die in Figur 6 gezeigten Membranbahnen 60 die Form eines gleichschenkeligen Trapezes besitzen. Werden die Membranbahnen 60 in Richtung der Pfeile Pf gezogen bzw. verschoben, so wird die Breite b verringert und damit eine Membranwand, die aus den Membranbahnen 60 zusammengesetzt ist, gespannt.
Figur 7 zeigt eine Membranhalle 20 mit einem Shed-Dach 21. Mit dieser Dachkonstruktion können Membranhallen 20 mit jedem beliebigen rechteckigen Grundriss hergestellt werden. Das Shed-Dach 21 einer derartigen Membranhalle 20 besteht aus taillierten rechteckigen Membranbahnen 40 nach Figur 4, die zwischen Tragseilen 24a, 24b ausgespannt sind, während die senkrechten Membranwände 22 aus Membranbahnen 60 nach Figur 6 zusammengesetzt sind.
Um in der Aussenhaut 10 einer langgestreckten Membranhalle 1 nach Figur 1 eine Querspannung oder in den senkrechten Seitenwänden anderer Hallenkonstruktionen, z.B. der Membranhalle 20 nach Figur 7 eine Spannung zeitlich konstanter Grösse zu erzeugen, ist es das Zweckmässigste, an der bodennahen Kante 13 nach Figur 1 und der Kante 23 nach Figur 7 Gewichte einzuhängen. Eine zweckmässige Ausgestaltung eines derartigen Gewichtes ist in Figur 8 wiedergegeben. Das Gewicht besteht aus einer Tasche 81 mit Schlitzen 82, in die Sand 83 als Gewicht einfüllbar ist. Hierdurch ist es möglich, das Gewicht am Aufstellungsort der Membranhalle 1 bzw. 20 erst herzustellen und es muss nicht, wie dieses bei vorgefertigten Gewichten der Fall wäre, zum Aufstellungsort transportiert werden. Das untere Ende einer Membranbahn 80 wird mit der Tasche 81 durch ein Strangpressprofil 110 verbunden, welches ausserden die Möglichkeit bietet, eine Wetterschürze 84 anzubringen, so dass das Gewicht im Halleninneren zu liegen kommt und damit den Einflüssen der äusseren Atmosphäre entzogen ist.
In Figur 9 ist ein Strangpressprofil zur Verbindung und Lagerung von mindestens zwei Membranbahnen 91 a, 91 b wiedergegeben. Die Ränder der Membranbahnen 91a, 91b sind jeweils mit einem eingeklebten, eingeformten oder eingeschweissten Kender 92a, 92b versehen. Die Keder 92a, 92b sind in das Strangpressprofil eingepresste Nuten 93a, 93b einziehbar. Das Strangpressprofil besteht aus einem mindestens ein Tragseil 94 als Lager umgreifendes zweiteiliges Klemmprofil 90, bestehend aus einem im wesentlichen U-förmigen, das Tragseil 94 umgreifendes Seilauflageprofil 95, einem mit dem Seilauflageprofil 95 verbundenes und die U-Schenkel 97a, 97b des Seilauflageprofils 95 bei Zugbeanspruchung durch die Membranbahnen 91a, 91 b zusammenhaltendes Verschlussprofil 96 und in die Aussenseiten der U-Schenkel 97a, 97b eingepresste Nuten 93a, 93b zum Einziehen des Keders 92a, 92b jeweils einer Membranbahn 91a, 91b. Der Zusammenhalt des Seilauflageprofils 95 mit dem Verschlussprofil 96 erfolgt vorzugsweise durch Schrauben 98, von denen bei dem in Figur 9 angegebenen Beispiel zwei Schrauben 98a, 98b verwendet werden. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, das Seilauflageprofil 95 mit dem Verschlussprofil 96 zu verbinden, wie z.B. durch Nieten, durch Verrasten usw.
Es besteht nun die Möglichkeit,am Verschlussprofil 96 ebenfalls eine dritte Nut 93c anzuformen, in die der Keder 92c einer dritten Membranbahn 91c eingezogen werden kann. Diese dritte Nut 93c muss aber nicht vorhanden sein. Sie wird nur dann benötigt, wenn die Membranhalle 1 zwei- oder mehrschalig ausgebildet werden soll. Damit das Tragseil 94 noch Verbindung mit der Luft hat, was zum Feuchtigkeitsausgleich notwendig ist, besitzt das Verschlussprofil 96 Schlitze 99.
Um eine elastische Lagerung des Klemmprofils 90 an dem Tragseil 94 zu ermöglichen, ist zwischen beiden ein Zwischenprofil 100 aus Kunststoff oder Gummi angeordnet. Das Zwischenprofil 100 ermöglicht auch ein Verschieben von Klemmprofil 90 zum Tragseil 94 in Seillängsrichtung bei verschiedener Längenausdehnung durch Temperatureinwirkung.
In Figur 10 ist ein Klemmprofil zur Lagerung auf zwei Tragseilen 94a, 94b wiedergegeben. Zwei Tragseile 94a, 94b werden dann benötigt, wenn höhere Belastbarkeiten für die Aussenhaut 10 gefordert werden. Von den zwei Tragseilen 94a, 94b abgesehen, stimmen die beiden in den in Figuren 9 und 10 wiedergegebenen Klemmprofile bis auf den einen Unterschied völlig überein, der darin besteht, dass das Klemmprofil nach Figur 10 nur mit einer Schraube 98 zusammengehalten wird, während bei dem Klemmprofil 90 nach Figur 9 hierfür zwei Schrauben 98a, 98b vorgesehen wird.
In Figur 11 ist ein weiteres Strangpressprofil 110 zur kreuzenden Verbindung von Membranbahnen 91c, 91e, 91f angegeben, deren Ränder mit den Kedern 92d, 92e, 92f versehen sind. Wie aus der Figur 11 zu ersehen ist, könnte auch noch eine vierte, zeichnerisch in der Figur 11 nicht dargestellte Membranbahnen eingezogen werden. Von Bedeutung ist auch, dass das Strangpressprofil 110 als Hohlprofil ausgebildet sein kann, wodurch mehrere gleichartige Profillängen durch Zusammenstecken verbunden werden können. Strangpressprofile 110 nach Figur 11 werden für die Erstellung von zwei- oder mehrschaligen Membranhallen benötigt.
Bei einer langgestreckten Membranhalle 1 nach Figur 1, aber auch bei den Membranhallen 20 nach Figur 3 oder Figur 7 besteht die Aufgabe, die endseitigen, bei der Straffung der Aussenhaut 10 auftretenden Kräfte abzufangen. Hierzu gehen von jedem Tragseil 2 endseitig zwei Abspannseile 7a, 7b ab, die an in den Erdboden eingeschlagenen Breitheringen 122 befestigt sind. Die Breitheringe 122 werden bei einer langgestreckten Membranhalle 1 bzw. 20 in Form eines Kreisabschnittes, vorzugsweise in Form eines Halbkreises, in den Boden eingeschlagen. Wie in Figur 13 gezeigt ist, haben die Breitheringe 122 mindestens eine Rippe 131, durch die die Breitheringe 122 biegesteif sind. In Figur 13 sind beispielsweise zwei Breitheringe 122 mit jeweils zwei Rippen 131a,131b wiedergegeben. Die Breitheringe 122, die endseitig bei einer langgestreckten Membranhalle 1 nach Figur 1 verwendet werden sollen, bilden zweckmässigerweise einen Kegelmantelabschnitt und werden unter dem Winkel a des Kegelmantels in den Boden eingeschlagen.
Als ein erfindungswesentliches Merkmal der vorstehend beschriebenen Verankerung durch Breitheringe 122 ist anzusehen, dass diese an ihren Rändern miteinander verrastbar sind. Hierzu besitzen die Breitheringe 122, wie aus Figur 13 ersichtlich ist, an ihren Rändern komplementäre Verrastrillen 132a, 132b. Figur 13 zeigt zwei konische Breitheringe 122, die in der Mitte mit ihren Rillen 132b, a miteinander verrastet sind.
Bei einer Verankerung einer langgestreckten Membranhalle 1 nach Figur 12 ist es nun zusätzlich noch möglich, die durch die Abspannseile 7a, 7b gebildeten Dreiecke durch dreieckige Membranbahnen 50 nach Figur 5 auszufachen und so zusätzlich überdachten Raum zu gewinnen.
In Figur 14 ist die Seitenansicht einer Membranhalle 20 mit einem Shed-Dach 21 nach Figur 7 aus Richtung der Pfeile XIV von Figur 7 und Figur 15 wiedergegeben. Da in diesem Fall eine sehr breite Stirnfläche einer Membranhalle 20 abgespannt werden muss, ist es nicht möglich, Breitheringe 122 in Form eines kreisabschnittsförmigen Kegelmantelabschnittes in den Boden einzuschlagen. In diesem Falle werden seitenparallele Breitheringe 142 in Form einer Spundwand unter einem Winkel β, oder auch senkrecht in den Boden eingeschlagen. Auch hier sind die Breitheringe 142 an ihren Rändern miteinander verrastet, so dass sie im Boden eine zusammenhängende Spundwand bilden. In Figur 15 ist ein Schnitt durch eine Membranhalle nach der Linie XV-XV von Figur 14 wiedergegeben. Die Tragseile 24a und 24b der Membranhalle 20 sind wiederum über Abspannseile 141 a, 141 b mit den Breitheringen 142 der Spundwand verbunden.

Claims

1. Seilgetragene Membranhalle (1) mit im Raum verankerten Stützpunkten (P1 ... P18), die die Querschnittsform der Membranhalle (1, 20) beschreiben und zwischen den Stützpunkten (P1 ... P18) verlaufende Tragseile (2) für die Aussenhaut (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhaut (10) aus einzelnen, zwischen den Tragseilen (2, 24a, 24b) ausgespannten und an diesen durch Klemmprofile (90) befestigte Membranbahnen (40, 50, 60, 80) besteht, die zur Erzeugung einer Spannung der Aussenhaut (10) die Form eines Rechtecks oder Dreiecks mit an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Bahnseiten (40a, 40b, 50a, 50b) konkav tailliertem Zuschnitt oder die Form eines gleichschenkeligen Trapezes aufweisen.

2. Membranhalle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an der bodennahen Kante (13, 23) der Membranbahn (80) eingehängte, aus einer sandgefüllten Tasche (81, 83) bestehende Gewichte zur Erzeugung der Querspannung der Aussenhaut (10).

3. Membranhalle nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei langgestreckten Membranhallen (1, 20) die in Hallenlängsrichtung auftretenden Kräfte durch unter einem Winkel (a, β) oder senkrecht in den Boden eingeschlagene, biegesteife Breitheringe (122, 142) aufgenommen werden, an denen stirnseitige Abspannseile (7a, 7b; 141a, 141b) befestigt sind.

4. Membranhalle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitheringe (122) die Form eines halbkreisförmigen Kegelmantelabschnittes bilden und an ihren Seitenkanten (132a, 132b) miteinander verrastet sind.

5. Membranhalle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranhalle (1, 20) zwei- oder mehrschalig ausgebildet ist und mindestens eine Innenhaut (91e, 91f) aufweist.

6. Membranhalle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppel- oder Mehrfachhaut der Membranhalle (1, 20) als Luft-Sonnenkollektor ausgebildet ist.

7. Strangpressprofil zur Verbindung und Lagerung von mindestens zwei Membranbahnen (91 a, 91 b), deren Ränder jeweils mit einem Keder (92a, 92b) versehen sind, die zur Verbindung der Membranbahnen (91a, 91b) in das Strangpressprofil eingepresste Nuten (93a, 93b) einziehbar sind, und ein Lager zur Lagerung des Strangpressprofiles für eine seilgetragene Membranhalle (1, 20) nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein, mindestens ein Tragseil (94) als Lager umgreifendes zweiteiliges Klemmprofil (90), bestehend aus einem im wesentlichen U-förmigen, das Tragseil (94) umgreifendes Seilauflageprofil (95) [mit den in die Aussenseiten der U-Schenkel (97a, 97b) eingepressten Nuten (93a, 93b)] und einem mit dem Seilauflageprofil (95) verbundenen, die U-Schenkel (97a, 97b) des Seilauflageprofils (95) bei Zugbeanspruchung durch die Membranbahnen (91a, 91b) zusammenhaltendes Verschlussprofil (96).

8. Strangpressprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussprofil (96) ebenfalls eine Nut (93c) aufweist.

9. Strangpressprofil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Klemmprofil (90) und dem Tragseil (94) ein Zwischenprofil (100) aus Kunststoff oder Gummi angeordnet ist.

10. Strangpressprofil zur Verbindung von Membranbahnen, deren Ränder jeweils mit einem Keder versehen sind, insbesondere für eine seilgetragene Membranhalle nach den Ansprüchen 5, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur kreuzenden Verbindung von mindestens drei Membranbahnen (91c, 91e, 91f) in ein Hohlprofil (110) eine der Anzahl der Membranbahnen (91c, 91e, 91f) entsprechende Anzahl von Nuten eingepresst sind.