EP0581054A1 - Knotenstück für Zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung - Google Patents

Knotenstück für Zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung Download PDF

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EP0581054A1
EP0581054A1 EP93110675A EP93110675A EP0581054A1 EP 0581054 A1 EP0581054 A1 EP 0581054A1 EP 93110675 A EP93110675 A EP 93110675A EP 93110675 A EP93110675 A EP 93110675A EP 0581054 A1 EP0581054 A1 EP 0581054A1
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EP
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lattice support
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knot
piece
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EP93110675A
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Paul Kraus
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Mero Raumstruktur GmbH and Co
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    • E04B2001/3294—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures with a faceted surface

Definitions

  • the invention relates to a node piece for double-curved lattice support structures, in particular in a single-layer version, consisting of a hollow body with through holes for fastening screws for connecting the bars of the lattice support structure to the node piece, which is provided with flat contact surfaces for the ends of the bars.
  • knot pieces consist of hollow cylinders or pipe pieces, on which the contact surfaces for the ends of the bars, depending on the curvature of the lattice support structure, are machined (milled) at an oblique angle to the elongated main axes of the hollow cylinder .
  • This method leads to the fact that in the area of these contact surfaces the wall thickness of the hollow cylinder, from top to bottom, depending on the curvature of the supporting structure, may decrease considerably, which is unfavorable for the strength of these knot pieces.
  • hollow cylindrical node pieces with large wall thicknesses are required, but what is uneconomical.
  • the knot section which has the contact surfaces for the ends of the rods, consists of a hollow cylinder.
  • the hollow cylinder knots and plate knots are used in single-layer lattice support structures, while the so-called cup knots are designed for two-layer lattice support structures.
  • the invention has for its object to avoid the shortcomings of the above-mentioned node pieces and to propose a more economical solution for double-curved lattice support constructions, which is also particularly suitable for relatively strongly curved support structures.
  • double-curved lattice support structures can also be produced economically with a relatively strong curvature, while at the same time improving the strength of the knot pieces is achieved. This is because the smallest wall thickness of the frustoconical node pieces in the area of the contact surfaces is the same or at least essentially the same over their height.
  • the frustoconical node piece can be provided with a bottom. This further improves the strength of the node piece.
  • the frustoconical node piece can also be designed as a cup knot or as a plate knot.
  • the node pieces according to the invention can consist of metal (preferably as a forged part made of steel) or, if the requirements for the strength of the lattice support structure are lower, also of plastic (e.g. for support structures in the exhibition area).
  • the lattice support structure shown in FIG. 1 for covering elements, not shown, is designed, for example, for a building dome and has frusto-conical node pieces 11, to which, for example, four rods 10 are connected, which consist of square tubes.
  • the node pieces 11 have flat contact surfaces 12 for the ends of the rods 10 which are worked out on their outer circumference.
  • the front ends of the bars 10 are cut perpendicular to the bar axes.
  • the node pieces 11 contain, for example, two symmetrically arranged through bores 13 for fastening screws, not shown in FIG. 1, which extend through bores 14 in bearing plates 15, which are welded into the ends of the rods 10.
  • the arrangement is such that the contact surfaces 12 for the ends of the rods 10 include an angle of inclination ⁇ with the extended main node axis 16, which is only slightly different from the corresponding angle of inclination ⁇ , for example Inner knot wall deviates. Otherwise, the wall thickness D of the truncated cone-shaped node piece 11 (FIG. 4) is the same over its overall height H.
  • the angles of inclination ⁇ of the contact surfaces 12 with respect to the extended main node axis 16 are preferably equal to the angle of inclination ⁇ of, for example, the inner wall 17 of the node piece 11 '. 2 and 3, the same parts are identified by the same reference numbers as in FIG. 1.
  • the fastening screws for connecting the rods 10 to the node piece 11 ' are designated. 1 and 2 also show that the angle of inclination ⁇ of the contact surfaces 12 with respect to the extended main node axis 16 determines the curvature of the lattice support structure.
  • the wall thickness is the same at its weakest points in the area of the contact surfaces 12 over the entire height H.
  • a node piece 11A shown in FIG. 5 has a frustoconical section with the height H corresponding to the exemplary embodiment according to FIG. 4, to which, as described above, rods 10 (indicated by dash-dotted lines in FIG. 5) are connected to contact surfaces 12 can be.
  • this node piece 11A is provided with an outwardly curved base 19 and is therefore also referred to as a cup node.
  • Rods 20 of a lower flange partially indicated in dashed lines, can be connected to the base 19, for example via a screw connection, the threaded bolts of which are screwed into corresponding threaded holes in the base 19.
  • This node piece 11A is therefore suitable for two-layer lattice support structures. Covering elements, not shown, can be supported directly on the rods 10, which form the upper chord.
  • the knot piece 11B shown in FIG. 6 as a further exemplary embodiment also comprises a truncated cone-shaped section with the overall height H, corresponding to the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5, and additionally a flat bottom 21, on which a projection 22 projecting upwards is formed centrally.
  • This node piece 11B also referred to as a plate knot, is designed for single-layer, double-curved lattice support structures and also enables the covering elements to be placed directly on the bars 10. More bars 10 can be connected to this node piece 11B than in the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 (for example 5 to 10 bars), which depends on the structure of the lattice support structure.

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Abstract

Um Knotenstücke für zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, in vorzugsweise einlagiger Ausführung hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften zu verbessern, mit geringerem Gewicht herzustellen und gleichwohl auch relativ starke Krümmungen der Gittertragkonstruktionen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die Knotenstücke (11) wenigstens zum größten Teil kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Ihre planen Anlageflächen (12) für die Stirnenden der Stäbe (10) der Gittertragkonstruktion schließen den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Neigungswinkel (α) mit der verlängerten Knotenhauptachse (16) ein wie der restliche Teil der Knotenwand. Der Neigungswinkel (α) der Anlageflächen (12) zur verlängerten Knotenhauptachse (16) ist maßgebend für die Krümmung der Gittertragkonstruktion. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wanddicke des kegelstumpfförmigen Knotenstücks (11) an ihren schwächsten Stellen im Bereich der Anlageflächen (12) über die gesamte Bauhöhe H gleich. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenstück für zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung, bestehtend aus einem Hohlkörper mit Durchtrittsbohrungen für Befestigungsschrauben zum Anschluß der Stäbe der Gittertragkonstruktion an das Knotenstück, welches mit planen Anlageflächen für die Stirnenden der Stäbe versehen ist.
  • Bekannte derartige Knotenstücke (vgl. MERO-Prospekt D-852/1.89) bestehen aus Hohlzylinder bzw. Rohrstücken, an welchen die Anlageflächen für die Stirnenden der Stäbe, je nach Krümmung der Gittertragkonstruktion, entsprechend schiefwinkelig zur verlängerten Hauptachsen des Hohlzylinders ausgearbeitet (ausgefräst) sind. Diese Methode führt dazu, daß im Bereich dieser Anlageflächen die Wanddicke des Hohlzylinders, von oben nach unten, je nach Krümmung der Tragkonstruktion, u.U. beträchtlich abnimmt, was für die Festigkeit dieser Knotenstücke ungünstig ist. Für relativ stark gekrümmte Gittertragkontruktionen sind deshalb auch hohlzylindrische Knotenstücke mit großen Wanddicken erforderlich, was aber unwirtschaftlich ist. Schließlich weisen diese Knotenstücke ein entsprechend hohes Gewicht auf und erschweren die Montage. Die oben erläuterten Nachteile gelten in gleicher Weise auch für sogenannte Napfknoten und Tellerknoten. Denn auch bei diesen Knotenvarianten besteht der die Anlageflächen für die Stirnenden der Stäbe aufweisende Knotenabschnitt aus einem Hohlzylinder. Die Hohlzylinderknoten und Tellerknoten finden bekanntlich Anwendung bei einlagigen Gittertragkonstruktionen, während die sogenannten Napfknoten für zweilagige Gittertragkonstruktionen konzipiert sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der oben erläuterten Knotenstücke zu vermeiden und für zweifach gekrümmte Gittertragkontruktionen eine wirtschaftlichere Lösung vorzuschlagen, die speziell auch für relativ stark gekrümmte Tragkonstruktionen geeignet ist.
  • Gemäß der Erfindung wird obige Aufgabe dadurch gelöst, daß
    • a) das Knotenstück wenigstens zum größten Teil kegelstumpfförmig ausgebildet ist und
    • b) die Anlageflächen für die Stirnenden der Stäbe den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Neigungswinkel mit der verlängerten Knotenhauptachse einschließen wie der restliche Teil der Knotenwand, wobei der Neigungswinkel der Anlageflächen zur verlängerten Knotenhauptachse die Krümmung der Gittertragkonstruktion bestimmt.
  • Mit derartigen Knotenstücken können auf wirtschaftliche Weise zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen auch mit relativ starker Krümmung hergestellt werden, wobei zugleich eine Verbesserung der Festigkeit der Knotenstücke erzielt wird. Denn die geringste Wanddicke der kegelstumpfförmigen Knotenstücke im Bereich der Anlageflächen ist über deren Höhe gleich oder mindestens im wesentlichen gleich.
  • Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So kann das kegelstumpfförmige Knotenstück mit einem Boden versehen sein. Dadurch wird die Festigkeit des Knotenstücks weiter verbessert.
  • Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann das kegelstumpfförmige Knotenstück auch als Napfknoten oder als Tellerknoten ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäßen Knotenstücke können aus Metall (vorzugsweise als Schmiedeteil aus Stahl) oder bei geringeren Anforderungen an die Festigkeit der Gittertragkonstruktion auch aus Kunststoff bestehen (z.B. für Trag-Konstruktionen im Ausstellungsbereich).
  • Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen :
    • Fig. 1
    einen Auschnitt aus einer einlagigen, zweifach gekrümmten Gittertragkonstruktion mit kegelstumpfförmigen Knotenstücken gemäß der Erfindung im Schnitt;
    Fig. 2
    ein den Knotenstücken der Fig. 1 ähnliches Knotenstück im Schnitt sowie im vergrößerten Maßstab, an dem beispielsweise ein Stab einer Gittertragkonstruktion ähnlich Fig. 1 angeschlossen ist;
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf das Knotenstück der Fig. 2 mit beispielsweise zwei angeschlossenen Stäben;
    Fig. 4
    eine weitere Schnittansicht des kegelstumpfförmigen Knotenstücks der Fig. 2 und 3;
    Fig. 5
    eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Knotenstücks in Form eines Napfknotens und
    Fig. 6
    eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Knotenstücks als Tellerknoten.
  • Die anhand eines Ausschnitts in Fig. 1 gezeigte Gittertragkonstruktion für nicht gezeigte Eindeckungselemente ist beispielsweise für eine Gebäudekuppel konzipiert und weist kegelstumpfförmige Knotenstücke 11 auf, an welche beispielsweise jeweils vier Stäbe 10 angeschlossen sind, welche aus Vierkantrohre bestehen. Die Knotenstücke 11 weisen zu diesem Zweck an ihrem Außenumfang ausgearbeitete plane Anlageflächen 12 für die Stirnenden der Stäbe 10 auf. Die Stirnenden der Stäbe 10 sind rechtwicklig zu den Stabachsen zugeschnitten.
  • Im Bereich jeder Anlagefläche 12 enthalten die Knotenstücke 11 beispielsweise zwei symmetrisch angeordnete Durchtrittsbohrungen 13 für in Fig. 1 nicht gezeigte Befestigungsschrauben, welche sich durch Bohrungen 14 in Lagerplatten 15 erstrecken, die in die Enden der Stäbe 10 eingeschweißt sind.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Anordnung so getroffen, daß die Anlageflächen 12 für die Stirnenden der Stäbe 10 einen Neigungswinkel α mit der verlängerten Knotenhauptachse 16 einschließen, der nur geringfügig vom entsprechenden Neigungswinkel β zum Beispiel der Knoteninnenwand abweicht. Im übrigen ist die Wanddicke D des kegelstumpfförmigen Knotenstücks 11 (Fig. 4) über dessen Bauhöhe H gleich. Wie Fig. 2 zeigt, sind vorzugsweise die Neigungswinkel α der Anlageflächen 12 zur verlängerten Knotenhauptachse 16 gleich dem Neigungswinkel α von beispielsweise der Knoten-Innenwand 17 des Knotenstücks 11'. Im übrigen sind in den Fig. 2 und 3 gleiche Teile mit den selben Bezugszahlen wie in Fig. 1 gekennzeichnet. Mit den Bezugszahlen 18 sind die Befestigungsschrauben für den Anschluß der Stäbe 10 an das Knotenstück 11' bezeichnet. Aus Fig. 1 und 2 geht auch hervor, daß der Neigungswinkel α der Anlageflächen 12 zur verlängerten Knotenhauptachse 16 die Krümmung der Gittertragkonstruktion bestimmt. Beim Knotenstück 11' ist die Wanddicke an ihren schwächsten Stellen im Bereich der Anlageflächen 12 über die gesamte Bauhöhe H gleich.
  • Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform eines Knotenstücks 11A weist einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit der Höhe H entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 auf, an dem, wie vorstehend beschrieben, Stäbe 10 (in Fig. 5 durch stichpunktierte Linien angedeutet) an Anlageflächen 12 angeschlossen werden können. Zusätzlich ist dieses Knotenstück 11A mit einem nach außen gewölbten Boden 19 versehen und es wird deshalb auch als Napfknoten bezeichnet. An dem Boden 19 können in gestrichelte Linien teilweise angedeutete Stäbe 20 eines Untergurts angeschlossen werden, und zwar zum Beispiel über eine Schraubverbindung, deren Gewindebolzen in entsprechende Gewindebohrungen im Boden 19 eingedreht werden. Dieses Knotenstück 11A ist daher für zweilagige Gittertragkonstruktionen geeignet. Nicht gezeigte Eindeckungselemente können direkt auf die Stäbe 10 aufgelagert werden, welche den Obergurt bilden.
  • Das in Fig. 6 als weiteres Ausführungsbeispiel gezeigte Knotenstück 11B umfaßt auch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit der Bauhöhe H, entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 sowie zusätzlich einen flachen Boden 21, an dem zentral ein nach oben ragender Vorsprung 22 angeformt ist. Dieses auch als Tellerknoten bezeichnete Knotenstück 11B ist für einlagige zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen konzipiert und ermöglicht gleichfalls eine Direktauflage der Eindeckungselemente auf den Stäben 10. An diesem Knotenstück 11B können mehr Stäbe 10 als bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 angeschlossen werden (beispielsweise 5 bis 10 Stäbe), was von der jeweiligen Struktur der Gittertragkonstruktion abhängig ist.

Claims (4)

  1. Knotenstück für zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung, bestehend aus einem Hohlkörper mit Durchtrittsbohrungen für Befestigungsschrauben zum Anschluß der Stäbe der Gittertragkonstruktion an das Knotenstück, welches mit planen Anlageflächen für die Stirnenden der Stäbe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) das Knotenstück (11) wenigstens zum größten Teil kegelstumpfförmig ausgebildet ist und
    b) die Anlageflächen (12) für die Stirnenden der Stäbe (10) den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Neigungswinkel mit der verlängerten Knotenhauptachse (16) einschließen wie der restliche Teil der Knotenwand, wobei der Neigungswinkel der Anlageflächen (12) zur verlängerten Knotenhauptachse (16) die Krümmung der Gittertragkonstruktion bestimmt.
  2. Knotenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Knotenstück (11A, 11B) mit einem Boden (19, 21) versehen ist.
  3. Knotenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Knotenstück (11A) als Napfknoten ausgebildet ist.
  4. Knotenstück nach Anpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Knotenstück (11B) als Tellerknoten ausgebildet ist.
EP93110675A 1992-07-25 1993-07-05 Knotenstück für Zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung Withdrawn EP0581054A1 (de)

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DE4224663A DE4224663C2 (de) 1992-07-25 1992-07-25 Knotenstück für zweifach gekrümmte Gittertragkonstruktionen, insbesondere in einlagiger Ausführung

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