EP0791120B1

EP0791120B1 - Tragwerk für die bautechnik

Info

Publication number: EP0791120B1
Application number: EP95936556A
Authority: EP
Inventors: Axel Thallemer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1999-12-15
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: DE9418076U1; JPH10504362A; JP3038014B2; DE59507445D1; US5743049A; EP0791120A1; ATE187797T1; ES2139947T3; WO1996015344A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Tragwerk für die Bautechnik, insbesondere zur Bildung von Bauwerken wie gebäudeartige Einrichtungen, Messestände, Überdachungen od. dgl., mit mehreren auf einer Unterlage stehenden und zur Lastaufnahme dienenden Stützen, die von luftdicht geschlossenen Hohlkörpern gebildet sind, die eine aus flexiblem Material bestehende Wand aufweisen und zum Erhalt einer steifen Struktur mit Druckluft gefüllt sind, wobei die Stützen zumindest zum Teil als Pfeiler ausgebildet sind, die eine vertikale Stützsäule aufweisen.

Ein derartiges Tragwerk geht aus der EP-A-0 403 981 hervor. Es ist dort Teil einer Konstruktion, die die Wirkungen aus ständigen Lasten, Verkehrs- und/oder Nutzlasten aufnimmt und an eine Unterlage weiterleitet. Bei der Errichtung von gebäudeartigen Einrichtungen, Messeständen oder Überdachungen ist die Unterlage meist von einem Boden gebildet, der sich im Freien oder in einem Gebäude befinden kann. Als Stützen werden Pneumatikkörper verwendet, deren Transport und Aufbewahrung im drucklosen Zustand erfolgen kann, wobei es die flexiblen Wände der Hohlkörper ermöglichen, die Stützen klein zusammenzulegen bzw. zusammenzufalten. Den Stützen kann ihre endgültige Gebrauchsgestalt noch an Ort und Stelle verliehen werden, indem sie dort mit Druckluft gefüllt werden. Sie sind als zylindrische, im Querschnitt kreisförmige Längselemente ausgebildet. Der Innendruck der Hohlkörper gewährleistet eine insgesamt steife Struktur, wobei das Gewicht der einzelnen Stützen insgesamt verhältnismäßig gering ist, so daß sie sich auch im aufgeblasenen Zustand noch handhaben lassen. Zwar wäre es denkbar, die einzelnen Stützen ab Werk mit dem vorgesehenen Druckluftvolumen zu befüllen und die Hohlkörper anschließend hermetisch abzuschließen. Vorzugsweise verfügen die Stützen jedoch über geeignete Befüllöffnungen, die nach Bedarf ein Aufpumpen oder Entlüften ermöglichen, um die Handhabung so flexibel wie möglich zu gestalten. Auch läßt sich in diesem Falle durch bedarfsgemäße Druckbeaufschlagung dem jeweils vorhandenen Belastungsfall Rechnung tragen.

Da die Stützen möglichst druck-, knick- und biegesteif sein sollten, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tragwerk zu schaffen, das unter Beibehaltung einer einfachen Handhabbarkeit höhere Tragkräfte aufnehmen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Stützsäule als konzentrisch ausgebauchtes Längselement ausgebildet ist, dessen Durchmesser von beiden Endbereichen her zur Längsmitte hin zunimmt.

Auf diese Weise liegt ein Tragwerk vor, das aufgrund der besonderen Gestaltung der Stützsäulen besonders druck-, knick- und biegesteif ist und daher hohe Tragkräfte aufnehmen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Zweckmäßigerweise sind sämtliche Stützen als Pfeiler ausgebildet, die vorzugsweise zumindest teilweise eine vertikale Stützsäule aufweisen, deren unteres Ende sich auf einer Unterlage abstützt und an deren oberem Endbereich zwei Kragarme vorgesehen sind, die sich schräg, d.h. seitwärts und zugleich nach oben, erstrecken, zweckmäßigerweise derart, daß der Pfeiler sich im oberen Bereich gabelt und insgesamt eine Y-Gestalt aufweist.

Um der Stütze einen sicheren Stand zu verleihen, steht sie zweckmäßigerweise auf einem Fußteil, das an der Unterlage befestigt sein kann.

Die mit Druckluft gefüllten Stützen nehmen überwiegend Druckkräfte auf. Um auch Zugkräfte aufzunehmen, empfiehlt es sich, die Stützen über flexible Zugelemente wie Zugseile zur Unterlage hin abzuspannen. Auch die eventuell vorhandenen Kragarme eines jeweiligen Pfeilers stehen vorzugsweise über derartige Zugelemente miteinander in Verbindung.

Die Handhabung und Montage ist besonders einfach, wenn ein jeweiliger Pfeiler als zusammenhängendes Bauelement ausgebildet ist und vorzugsweise eine einstückige Baueinheit darstellt. In diesem Falle genügt in der Regel bereits eine Befüllöffnung, um in gewünschtem Maße Druckluft zuführen zu können.

Bei einer universelleren Ausgestaltung, die eine bessere Anpassung an die praktischen Gegebenheiten verspricht, setzt sich eine jeweilige Stütze aus mehreren einzelnen Hohlkörper-Bauteilen zusammen, die sich an Ort und Stelle lösbar zusammensetzen lassen. Aneinander angrenzende Hohlkörper-Längselemente werden hierbei zweckmäßigerweise unter Verwendung von Knotenelementen verbunden, welche über Ausnehmungen verfügen, in die die Längselemente einsteckbar sind. Beim Aufblasen der Hohlkörper-Längselemente ergibt sich hier ein selbsttätiges kraftschlüssiges Verspannen, so daß keine zusätzlichen Verbindungsmittel benötigt werden.

Zur Befestigung zu tragender Lasten verfügen die Stützen zweckmäßigerweise über Befestigungsmittel, die als Usenelemente ausgebildet sein können, so daß sich eine Verknüpfung mittels üblicher Verbindungselemente wie Gurte oder Seile vornehmen läßt.

Eine zu tragende Last kann von einem Dach gebildet sein, das sich aus einzelnen Dachelementen zusammensetzt, die an den Stützen befestigt sind. Hierbei kann es sich insbesondere um flächenhafte Dachelemente handeln, die z.B. eine Dreieckskontur aufweisen. Wie die Stützen sind auch die Dachelemente zweckmäßigerweise als unter einem Innendruck stehende, luftdichte Hohlkörper ausgebildet.

Des weiteren können an dem Tragwerk Wand- oder Bodenelemente vorhanden sein, die eine flächenhafte Ausdehnung besitzen und ebenfalls als mit Druckluft gefüllte, luftdichte Hohlkörper ausgebildet sein können. Mit ihrer Hilfe lassen sich insbesondere vollständig geschlossene Gebäudebauwerke erstellen.

Als Material für die Stützen ist insbesondere flexibles Kunststoffmaterial vorgesehen, das eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Hier empfiehlt sich vor allem faserverstärktes Kunststoffmaterial, beispielsweise Aramidverstärktes Nylon. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung bestehen die Stützen aus einem Kunststoffgewebe, das wenigstens an einer und vorzugsweise an beiden Seiten mit einer gasdichten Beschichtung versehen ist. Für die Dach-, Wand- und Bodenelemente kommt insbesondere ein sogenanntes Zweiwand-Kunststoffgewebe zur Anwendung, bei dem zwei Kunststoffgewebewände über Fäden miteinander verbunden sind, so daß sich ein gewisser Zwischenraum ergibt. Damit lassen sich vor allem solche Hohlkörper verwirklichen, die im unter Druck stehenden Zustand über eine hohe Formentreue verfügen, so daß sich großflächige Decken-, Wand- und Bodenelemente verwirklichen lassen, die über verhältnismäßig ebene Grundflächen verfügen und sich kaum ausbauchen.

Es empfiehlt sich, mehrere der Stützen des Tragwerkes und/ oder der gegebenenfalls vorhandenen Dach-, Wand- und Bodenelenente zu pneumatischen Verbundgruppen zusammenzufassen und fluidisch miteinander zu verbinden. Auf diese Weise läßt sich die Anzahl der Anschlußstellen für Druckluft reduzieren. Zur fluidischen Verbindung können einfache Druckmittelschläuche verwendet werden, die mit an den Hohlkörpern vorgesehenen Kupplungen, insbesondere Steckkupplungen, lösbar verbunden werden.

Stehen die Hohlkörperelemente des Tragwerkes ständig mit einer Druckmittelquelle in Verbindung, empfiehlt sich die Zwischenschaltung eines Druckregulierventils. Auch wäre es möglich, den einzelnen Stützen als Sicherheitsaspekt überdruckventile zuzuordnen, die bei zu hohem Druck Luft abblasen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: einen Teil eines Tragwerkes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, das mit Dach- und Wandelementen als zu tragende Lasten ausgestattet ist wobei strichpunktiert eventuelle zusätzliche Bodenelemente angedeutet sind, und wobei die Stützsäulen abweichend von der erfindungsgemäßen Ausgestaltung zur Vereinfachung der Darstellung mit zylindrischer Außenkontur abgebildet sind,
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1 gemäß Pfeil II im Bereich eines Dachelementes,
Fig. 3: eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1 mit Blick gemäß Pfeil III auf die Stirnseite eines Kragarmes,
Fig. 4: den in Fig. 1 gekennzeichneten Ausschnitt IV einer Stütze im vergrößerten Längsschnitt,
Fig. 5: den in Fig. 4 gekennzeichneten Ausschnitt V der Wandung der Stütze in vergrößerter Darstellung,
Fig. 6: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung, wobei die strichpunktierte Linie I-I der in Fig. 1 gezeigten Ansicht entspricht,
Fig. 7: eine besonders vorteilhafte Bauform einer Stütze eines Tragwerkes,
Fig. 8: wiederum eine andere Bauform einer Stütze des Tragwerkes, bestehend aus mehreren Einzelelementen,
Fig. 9: den in Fig. 8 gekennzeichneten Ausschnitt IX in vergrößerter geschnittener Darstellung,
Fig. 10: eine Draufsicht auf das in Fig. 9 gezeigte Knotenelement mit Blickrichtung gemäß Pfeil X,
Fig. 11: das bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 verwendete Fußteil in vergrößerter Einzeldarstellung,
Fig. 12: eine weitere Anordnung eines Tragwerkes unter Verwendung pyramidenartiger Dachelemente und
Fig. 13: einen Querschnitt durch die Wand eines Dachelementes gemäß Ausschnitt XIII aus Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen ein Bauwerk in Gestalt eines Messestandes, das eine Bauform des erfindungsgemäßen Tragwerkes 1 enthält.

Besagtes Tragwerk 1 umfaßt mehrere Stützen 2, die in vertikaler Ausrichtung nebeneinander auf einer Unterlage 3 aufgestellt sind. Die Unterlage 3 ist vorliegend der Fußboden einer Messehalle. Die räumliche Verteilung der Stützen 2 über die Unterlage 3 gibt am besten die Fig. 6 wieder.

Die Stützen 2 dienen zur Lastaufnahme. Beispielsgemäß sind zwei Arten von Lasten vorhanden, die von den Stützen 2 getragen werden. Die eine Lastart ist ein aus einer Mehrzahl von Dachelementen 4 zusammengesetztes Dach 4', das an den oberen Enden der Stützen 2 aufgehängt ist und sich mit Abstand oberhalb der Unterlage 3 flächenartig über diese erstreckt. In Fig. 6 sind der übersichtlichkeit halber nur einige der Dachelemente 4 gezeigt, die eine flächenartige Gestalt haben und vorliegend dreieckig konturiert sind. Man könnte sie auch als scheibenartige Elemente bezeichnen.

Eine weitere Lastart besteht aus einem oder mehreren Wandelementen 5, die zur Bildung von Trenn- oder Seitenwänden 5' verwendbar sind und zwischen dem oberen Ende der betreffenden Stütze und der Unterlage 3 vertikal verlaufen.

Wesentlich für die Stützen 2 ist, daß sie aus luftdicht geschlossenen Hohlkörpern 6 bestehen, deren Wand 7 (Fig. 4, 5) aus flexiblem Material besteht und die zum Erhalt einer steifen Struktur mit Druckluft gefüllt sind. Jede Stütze 2 ist also ein aufgeblasener flexibler Hohlkörper, der sich bei entlüftetem Innenraum 8 problemlos zusammenfalten, zusammenrollen oder sonstwie zusammenlegen läßt, um ein kleinstmögliches Transport- oder Aufbewahrungsvolumen zu erhalten.

Die beispielsgemäßen Stützen 2 sind als Pfeiler 12 ausgebildet. In bevorzugter Bauform verfügen sie zunächst über eine vertikale Stützsäule 13 linearer Erstreckung, die mit ihrem unteren Ende 14 auf der Unterlage 3 abgestellt ist. Am oberen Endbereich 15 der Stützsäule 13 schließen sich zwei Kragarme 16 von linearer Erstreckung an, die jeweils sowohl seitwärts nach außen als auch zugleich nach oben verlaufen, wobei sie sich mit zunehmender Höhe von der Hochachse 17 der Stützsäule 13 entfernen. Bezüglich dieser Hochachse 17 sind diese schräg verlaufenden Kragarme 16 spiegelsymmetrisch angeordnet, so daß sie sich diametral gegenüberliegen und der Pfeiler 12 insgesamt eine Y-ähnliche Gestalt hat. Der Pfeiler 12 gabelt sich also am oberen Endbereich 15.

Zwischen der Stützsäule 13 und den beiden Kragarmen 16 ist zum Erhalt einer optimalen Verbindung zweckmäßigerweise ein Knotenelement 18 zwischengefügt, das im Falle der Fig. 1 ein horizontal verlaufendes kurzes Querelement ist.

Ein jeweiliger Pfeiler 12 ist insgesamt als unlösbar zusammenhängendes Bauelement ausgebildet. Die von einer jeweiligen Stützsäule 13 und den Kragarmen 16 gebildeten hohlen Längselemente 22 sind vorzugsweise einstückig miteinander verbunden, so daß sie gemeinsam einen sich über sämtliche Längselemente 22 erstreckenden Hohlraum bzw. Innenraum 8 begrenzen. Dieser Innenraum 8 ist luftdicht verschlossen.

An jedem Pfeiler 12 ist eine Befüll- und Entlüftungsöffnung 23 vorgesehen. Sie mündet in den Innenraum 8 und ermöglicht den Anschluß einer z.B. schlauchartigen Druckmittelleitung 24, die mit einer Druckmittelquelle P in Verbindung steht. Letztere kann beispeilsweise ein Kompressor sein. Auf diese Weise können die hohlen Stützen 2 mit unter überdruck stehender Luft vollgepumpt werden. Diese Druckluft sorgt dafür, daß aus den zuvor labilen Elementen steife, zur Aufnahme einer Traglast geeignete Stützen werden.

Nach dem Befüllen der Pfeiler 12 mit Druckluft kann die Druckmittelquelle P entfernt werden. Gleichzeitig werden die Befüll- und Entlüftungsöffnungen 23 verschlossen, so daß ein unbeabsichtigtes Entweichen von Druckluft ausgeschlossen ist. Jede Befüll- und Entlüftungsöffnung 23 ist vorzugsweise mit einem nicht näher dargestellten Rückschlagventil ausgestattet, das bei abgezogener Druckmittelleitung 24 automatisch in die Sperrstellung gelangt, in der die Öffnung verschlossen ist. Zum Abbauen des Tragwerkes 1 können die Rückschlagventile manuell entsperrt werden, so daß die Druckluft entweichen kann.

Es versteht sich, daß auch voneinander getrennte Befüll- und Entlüftungsöffnungen möglich sind. Ferner kann vorgesehen sein, daß die Druckmittelquelle P ständig an den Innenraum 8 der Pfeiler 12 angeschlossen bleibt, um eine etwaige Leckage auszugleichen. In diesem Falle empfiehlt sich jedoch die Zwischenschaltung von sogenannten Druckminderern bzw. Druckregelventilen. Denkbar wäre es ferner, lediglich eine oder mehrere ausgewählte Pfeiler 12 direkt an die Druckmittelquelle P anzuschließen und die restlichen Pfeiler über solche Druckmittelleitungen zu versorgen, die an diejenigen Pfeiler angeschlossen sind, welche direkt mit der Druckmittelquelle P kommunizieren.

Um den einzelnen Pfeilern 12 einen stabilen Halt zu geben, sind sie beim Ausführungsbeispiel zur Unterlage 3 hin abgespannt. Flexible Zugelemente 25, vorzugsweise Zugseile, sind in einem oberen Bereich eines jeweiligen Pfeilers 12 angebunden, schräg nach unten geführt und mit ihrem unteren Ende an der Unterlage 3 befestigt. Zur Befestigung dienen beidenends Befestigungsmittel 26 in Gestalt von Ösenelementen, die sowohl am Pfeiler 12 als auch an der Unterlage 3 angebracht sind. Beispielsgemäß ist jeder Pfeiler 12 mit vier Zugelementen 25 abgespannt, die pfeilerseitig im Bereich des Knotenelementes 18 angebracht sind.

Um zu verhindern, daß sich der gabelartige obere Endbereich der Pfeiler 12 unter Last aufweitet, sind die beiden Kragarme 16 eines jeweiligen Pfeilers 12 über ein horizontal verlaufendes flexibles Zugelement 27 zusammengehalten. Wiederum handelt es sich zweckmäßigerweise um Zugseile. Auch sie sind an insbesondere ösenförmigen Befestigungsmitteln 28 angebracht, die sich in diesem Falle im Bereich des freien Endes der Kragarme 16 befinden.

Bei einem Bauwerk, das aus einer größeren Anzahl von Pfeilern 12 besteht, kann ein System von Zugelementen 27 vorgesehen sein, bei dem einzelne durchgehende Zugelemente 27 zum gleichzeitigen Verspannen der Kragarme 16 mehrerer Pfeiler 12 verwendet werden. Bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung umfaßt das Zugelementensystem zwei Sätze von parallel zueinander verlaufenden Zugelementen 27', 27", die sich kreuzen, und die endseitig zweckmäßigerweise an einem externen Halter fixiert sind, der sich beispielsweise an der Hallenwand befindet oder in sonstiger Weise mit der Unterlage 3 verbunden ist. Ein derartiges Zugseilsystem verleiht dem Tragwerk eine höhere Querstabilität verglichen mit Anordnungen, bei denen getrennte, jedem Pfeiler 12 separat zugeordnete Zugelemente 27 vorhanden sind.

Die Fig. 6 zeigt in Draufsicht eine bevorzugte Verteilung der Stützen 2 bzw. Pfeiler 12 für den Aufbau eines überdachten Messestandes. Es sind jeweils mehrere Pfeiler 12 in zueinander parallelen Reihen 32 angeordnet, wobei die Pfeiler 12 innerhalb einer jeweiligen Reihe 32 aufeinanderfolgend abwechselnd um 90° um die Hochachse 17 verdreht angeordnet sind, und zwar derart, daß die von den beiden Kragarmen 16 eines jeweiligen Pfeilers 12 aufgespannte Ebene abwechselnd parallel und im rechten Winkel zur betreffenden Reihenrichtung verläuft. Die Anordnung ist ferner so getroffen, daß benachbarte Pfeiler 12 benachbarter Reihen 32 ebenfalls um 90° versetzt angeordnet sind, so daß beispielsweise einem längs ausgerichteten Pfeiler 12 einer ersten Reihe ein quer ausgerichteter Pfeiler 12 einer benachbarten Reihe gegenüberliegt. Bei einer solchen Anordnung ergibt sich eine optimale Position der obenliegenden freien Endbereiche 33 der Kragarme 16, um dreieckförmig konturierte Dachelemente 4 zu befestigen, wobei die einzelnen freien Endbereiche 33 gleichzeitig zur Befestigung mehrerer Dachelemente 4 herangezogen werden können.

In Fig. 2 ist ein solches Dachelement 4 in Draufsicht gezeigt. Es hat eine im wesentlichen flächenhafte Ausdehnung mit dreieckförmigem Umriß, zweckmäßigerweise in Gestalt eines gleichschenkeligen Dreieckes. Die drei Eckenbereiche bilden Befestigungsstellen, an denen z.B. ösenförmige Befestigungsmittel 29 angebracht sind. über Verbindungsglieder 34, z.B. Gurte, Seile oder Ketten, ist das Dachelement 4 mit jeder Befestigungsstelle an einem freien Endbereich 33 eines Kragarmes 16 befestigt. Die Verbindungsglieder greifen dabei einerseits an den Befestigungsmitteln 29 und andererseits an den schon erwähnten Befestigungsmitteln 28 der Kragarme 16 an. Gemäß Fig. 3 verfügt jeder Kragarm 16 an seinem freien Endbereich 33 und dort insbesondere an seinem stirnseitigen Wandabschnitt 35 über eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 28, die z.B. auf einem Kreisbogen angeordnet sind, und die je nach Bedarf zur Befestigung von Verbindungsgliedern 34 oder Zugelementen 27, 27', 27" verwendbar sind.

Die Dachelemente 4 sind im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 6 wie die Stützen 2 von luftdichten Hohlkörpern 36 gebildet, die eine flexible, luftundurchlässige Wand besitzen und mit Druckluft gefüllt sind. Damit trotz des Innendruckes die gewünschte flächenhafte Ausdehnung beibehalten bleibt und die beiden sich gegenüberliegenden großflächigen Wandabschnitte 37 einen im wesentlichen ebenen Verlauf besitzen, verwendet man als Wandmaterial der Dachelemente 4 zweckmäßigerweise ein Zweiwand-Kunststoffgewebe. Ein beispielsgemäßer Wandaufbau dieser Art ist in Fig. 13 abgebildet.

Das in Fig. 13 gezeigte Zweiwand-Kunststoffgewebe 42 umfaßt zwei zueinander parallele und mit Abstand zueinander angeordnete Gewebewände 43, 43' aus gewebten Kunststofffäden, wobei die beiden Gewebewände 43, 43' über eingewebte Verbindungsfäden 44 miteinander verbunden sind. Die Gewebewände 43, 43' und die Verbindungsfäden 44 sind zweckmäßigerweise eine einzige Kunststoff-Gewebeeinheit. Die Außenflächen der beiden Gewebewände 43, 43' können eine Beschichtung 45, 45' aufweisen, um besonders luftdichte Eigenschaften herbeizuführen. Möglich wäre eine Folienlaminierung und/oder eine Gummierung. Der von den Verbindungsfäden 44 durchquerte Zwischenraum 46 zwischen den beiden Gewebewänden 43, 43' kann bei Bedarf mit einem beliebigen Medium gefüllt sein, beispielsweise mit Feststoffen oder aushärtenden Massen.

Soweit Wandelemente 5 vorhanden sind, die zur Bildung von Seitenwänden und/oder von Zwischenwänden herangezogen werden, verfügen diese zweckmäßigerweise über den gleichen Aufbau wie die Dachelemente 4, wobei lediglich die Umrißgestaltung eine andere sein kann, um dem jeweiligen Bedarf zu entsprechen.

Die Wandelemente 5 werden bevorzugt, wie auch die Dachelemente 4, an den oberen Befestigungsmitteln 28 der Kragarme 16 festgelegt. Wie am linken Rand der Fig. 1 dargestellt, werden die Wandelemente 5 vorzugsweise so ausgerichtet, daß ihre Ausdehnungsebene vertikal verläuft, wobei am Umfangsrand vorgesehene, z.B. ösenartige Befestigungsmittel 47 verwendet werden, um über Verbindungsglieder 34 der geschilderten Art die Anbindung an die Befestigungsmittel 28 der Kragarme 16 vorzunehmen. Auf diese Weise hängen die Wandelemente 5 an den Pfeilern 12, wobei sie zweckmäßigerweise auch an der Unterlage 30 geführt sind, was wiederum über ösenartige Befestigungsmittel 26 und flexible Verbindungsglieder 34 geschehen kann.

Die Unterlage 3 des Ausführungsbeispiels ist ein Feststoffboden. Bei Bedarf kann sie aber auch von einem oder mehreren Pneumatikkörpern gebildet sein. In Fig. 1 ist strichpunktiert ein Bodenelement 48 angedeutet, dessen Aufbau im Prinzip demjenigen der Dachelemente 4 und Wandelemente 5 entspricht, und bei dem es sich ebenfalls um einen unter Innendruck stehenden flexiblen Hohlkörper handelt. Es können mehrere derartige Bodenelemente 48 in einer Ebene nebeneinanderliegend angeordnet sein, die unter Verwendung von Befestigungs- und Verbindungsmitteln miteinander verknüpft sind, um eine Unterlage 3 beliebiger Ausdehnung zusammenzusetzen.

Die erwähnten Dach-, Wand- und Bodenelemente 4, 5, 48 verfügen zweckmäßigerweise jeweils über mindestens eine Befüll- und Entlüftungsöffnung 23', über die die notwendige Druckluft zur Gewährleistung einer steifen Einheit zugeführt wird und die eine Entlüftung ermöglicht, wenn die einzelnen Elemente bei Nichtgebrauch platzsparend zusammengelegt bzw. zusammengerollt werden sollen. Jedes Element 4, 5, 48 kann direkt mit einer Druckmittelquelle verbunden sein. Einfacher ist jedoch die beispielsgemäße Ausgestaltung, bei der die mit der Druckmittelquelle P in Verbindung stehenden Stützen 2 über insbesondere schlauchartige Druckmittelleitungen 49 fluidisch mit besagten Elementen 4, 5, 48 verbunden sind, so daß sich ein pneumatischer Verbund ergibt, wobei die genannten Elemente 4, 5, 48 von den Stützen 2 mit Druckluft gespeist werden. Die Stützen 2 verfügen daher an geeigneter Stelle über Verbindungsanschlüsse 53, an die sich jeweils eine oder mehrere Druckmittelleitungen 49 anschließen lassen, die andererseits an die Befüll- und Entlüftungsöffnung 23' eines benachbarten Elementes 4, 5, 48 angeschlossen sind. Bevorzugt sind die Verbindungsanschlüsse 53 und die Befüll- und Entlüftungsöffnungen 23, 23' mit Steckkupplungseinrichtungen ausgestattet, die ein rasches Anschließen und Lösen der Druckmittelleitungen 49 ermöglichen, Wand-, Dach- und/oder Bodenelemente können auch untereinander pneumatisch über Leitungen 49 verbunden werden.

Sowohl die Stützen als auch die Dach-, Wand- und Bodenelemente 4, 5, 48 können gleichzeitig mehrere Befüll- und/oder Entlüftungsöffnungen 23, 23' und/oder Verbindungsanschlüsse 53 aufweisen, um möglichst flexible Anschlüsse vornehmen zu können. So verfügen beispielsweise die dreieckförmigen Dachelemente 4 des Ausführungsbeispiels an jedem Eckenbereich über eine Befüll- und Entlüftungsöffnung 23', die bei Bedarf als Verbindungsanschlüsse 53 verwendbar sind. Im übrigen genügt es hier, lediglich eine der öffnungen als Entlüftungsöffnung zu gestalten, die über ein manuell entsperrbares Absperrorgan verfügt. Alle anderen öffnungen sind jedoch vorzugsweise mit nicht näher dargestellten Rückschlagventileinrichtungen ausgestattet, die eine Zufuhr von Druckluft gestatten, ein Ausströmen jedoch verhindern.

Die Wand 7 der pfeilerartigen Stützen 2 des Ausführungsbeispiels besteht aus biegsamem flexiblem Kunststoffmaterial. Bevorzugt kommt faserverstärktes Kunststoffmaterial zu Anwendung. Als empfehlenswert hat sich der in Fig. 4 und 5 gezeigte Aufbau erwiesen, wonach die Wand 7 aus einem Kunststoffgewebe besteht, das eine aus Kunststoffäden gewebte Gewebewand 54 umfaßt, die zweckmäßigerweise beidseits mit einer luftdichten Beschichtung 55, 55' versehen sein kann. Die Gewebewand 54 ist in üblicher Webetechnik hergestellt.

Die Stützen 2 sind so ausgebildet, daß sich eine statisch günstige Lösung ergibt, die hohe Tragkräfte aufnehmen kann. Hierzu verfügen bei der in Fig. 7 abgebildeten Bauform die hohlen Längselemente 22 des dort abgebildeten Pfeilers 12 über eine konzentrisch ausgebauchte Wand, so daß sich der kreisförmige Durchmesser eines jeweiligen Längselementes 22 ausgehend vom jeweiligen Endbereich zur Mitte der Länge hin kontinuierlich vergrößert. Im Falle der Bauformen gemäß Fig. 1 bis 6 verfügen die Stützsäulen 13 über eine vergleichbare Ausgestaltung (in der Zeichnung nicht dargestellt), während die beiden Kragarme 16 eine zylindrische Außenkontur mit zumindest annähernd gleichem Durchmesser über die gesamte Länge aufweisen und daher als zylindrische Längselemente 22 bezeichnet werden können.

Das in Fig. 8 bis 11 gezeigte Tragwerk 1' unterscheidet sich von dem bisher beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die einzelnen Pfeiler 12 unter Verwendung mehrerer, lösbar zusammengesetzter Hohlkörper-Bauteile 56 aufgebaut sind. Die Stützsäule 13 und die Kragarme 16 sind in Gestalt derartiger länggestreckter Hohlkörper-Bauelemente ausgeführt, die jeweils in sich luftdicht abgeschlossen sind und sich separat einzeln handhaben lassen. Die Verknüpfung dieser beim Ausführungsbeispiel drei Stück von Hohlkörper-Bauteilen 56 erfolgt zweckmäßigerweise über ein Knotenelement 18, das in Fig. 9 und 10 genauer gezeigt ist. Bei diesem Knotenelement handelt es sich um einen insbesondere aus Kunststoffmaterial bestehenden Vollmaterialkörper von insbesondere zylindrischer Gestalt, der über seinen Umfang verteilt eine der Anzahl der Hohlkörper-Bauteile 56 entsprechende Anzahl von Ausnehmungen 57 besitzt. Die winkelmäßige Verteilung der Ausnehmungen 57 entspricht derjenigen der Hohlkörper-Bauteile 56. Ein jeweiliges Hohlkörper-Bauteil 56 ist nun mit dem einen Endbereich 58 in die zugeordnete Ausnehmung 57 eingesteckt, so daß die Stützsäule 13 nach unten und die beiden Kragarme 16 schräg nach oben weisen.

Beim Ausführungsbeispiel liegt eine einfache kraftschlüssige Fixierung zwischen dem Knotenelement 18 und den eingesteckten Hohlkörper-Bauteilen 56 vor, die aus dem in den Innenräumen 8 der Hohlkörper-Bauteile 56 herrschenden Innendruck herrührt. Zweckmäßigerweise steckt man die Hohlkörper-Bauteile 56 bei reduziertem Innendruck in die Ausnehmungen 57 ein und vergrößert den Innendruck anschließend, so daß sich die Hohlkörper-Bauteile 56 in den Ausnehmungen 57 kraftschlüssig verspannen.

Zur Druckluftzufuhr könnten prinzipiell sämtliche Hohlkörper-Bauteile 56 unabhängig voneinander an eine Druckmittelquelle P angeschlossen sein. Einfacher ist jedoch die in Fig. 8 und 9 gezeigte Bauform, bei der lediglich ein Hohlkörper-Bauteil 56, hier: die Stützsäule 13, über eine Leitung 24 an die Druckmittelquelle P angeschlossen ist, während die beiden anderen Hohlkörper-Bauteile 56 mit der Stützsäule 13 pneumatisch verbunden sind und somit über diese mit der Druckluft beaufschlagt werden.

Die pneumatische Verbindung kann direkt zwischen einem jeweiligen Kragarm 16 und der Stützsäule 13 hergestellt werden, indem geeignete Verbindungseinrichtungen 62 vorgesehen sind, bei denen es sich insbesondere um Steckverbindungseinrichtungen handelt. So könnten die Kragarme 16 endseitig über stutzenartige Einsteckfortsätze 63 verfügen, die in komplementäre Einstecköffnungen 64 am oberen Ende der Stützsäule 13 eingreifen, wenn die einzelnen Bauteile zusammengesteckt werden. Möglich wäre es aber auch, separate Verbindungen über Druckmittelleitungen herzustellen, wie dies bei der Herstellung des pneumatischen Verbundes bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 6 der Fall ist.

Im übrigen wäre es möglich, an die hohlen separaten Kragarme 16 wiederum weitere Hohlkörperelemente anzuschließen, wie dies in Fig. 1 bis 6 geschildert ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis 11 ist die Traglast von Dachelementen 4 gebildet, die einfache Festkörperplatten sind. Ihre Befestigung an den Kragarmen 16 erfolgt unter Zwischenschaltung von insbesondere plattenförmigen Auflagerelementen 64, die auf die oberen Endbereiche der Kragarme 16 aufgesetzt sind, wobei die Kragarme 16 mit ihrem oberen Endbereich 33 in eine Ausnehmung 65 des Auflagerteils 64 eingesteckt sind. Die Auflagerteile 64 sind insbesondere kraftschlüssig an den Kragarmen 16 festgelegt, beispielsweise nach Art der Klemmverbindung zwischen den Hohlkörper-Bauteilen 56 und dem verdickten Knotenelement 18. Zur Fixierung der Dachelemente 4 sind zwischen selbigen und einem jeweiligen Auflagerteil 64 Befestigungseinrichtungen 66 vorgesehen, beispielsweise nach Art einer sogenannten Klettenverbindungseinrichtung, so daß eine lösbare Befestigung möglich ist.

Zur sicheren Fixierung eines Pfeilers 12 bezüglich der Unterlage 3 ist es möglich, den betreffenden Pfeiler 12 mit seinem unteren Endbereich 14 in einem Fußteil 66 zu fixieren. Ein solches Fußteil 66 geht aus Fig. 8 und 11 hervor. Es verfügt über Mittel 67 zur Befestigung an der Unterlage 3, beispielsweise mit Hilfe einer Schrauben-Dübel-Verbindung 68. Das beispielsgemäße Fußteil 66 ist köcherartig ausgebildet und verfügt an der Oberseite über eine Vertiefung 69, in die das untere Ende 14 des Pfeilers 12 lösbar eingesteckt und somit seitlich abgestützt ist.

Bevorzugt ist das Fußteil 66 ein mit Druckluft gefüllter Hohlkörper, dessen Wand 72 zumindest teilweise flexibel ist. Er verfügt beim Ausführungsbeispiel über eine relativ steife bzw. starre Bodenwand 72, die von einer kreisförmigen Scheibe gebildet sein kann, und an die sich nach oben hin eine kegelstumpfförmige Partie 73 anschließt, in deren obere Abschlußwand 74 die Vertiefung 69 eingeformt ist. Im Inneren dieses Gebildes befindet sich ein Innenraum 75, der über eine geeignete Öffnung 76 mit Druckluft befüllt werden kann. Zumindest die kegelige Seitenwand ist biegeflexibel, so daß im Belastungsfall eine Ausbauchung möglich ist, wie sie in Fig. 11 bei 77 strichpunktiert angedeutet ist.

Aus Fig. 12 geht eine weitere Tragwerksanordnung schematisch hervor. Sie umfaßt mehrere parallele Pfeilerreihen 32, wobei die Pfeiler innerhalb einer jeweiligen Reihe 32 die identische Ausrichtung aufweisen, wobei allerdings die Ausrichtungen zwischen benachbarten Reihen um 90° versetzt sind, so daß jeweils eine Reihe 32 eine Längsausrichtung und die benachbarte Reihe eine Querausrichtung hat. Bei dieser Anordnung kommt ferner ein anderer Typ von Dachelementen 4" zum Einsatz, welche in Gestalt insbesondere vierseitiger Pyramiden ausgebildet sind. Bei diesen pyramidenförmigen Dachelementen 4" kann es sich um hohle Festkörper handeln oder aber um Hohlkörper mit flexibler Wand, die entsprechend den oben erläuterten Dachelementen 4 mit Druckluft zu ihrer Endform aufgeblasen sind.

Mit dem beispielsgemäßen Tragwerk lassen sich Bauwerke mit vielfältiger Gestaltung herstellen. Es kann sich dabei um Freiland-Bauwerke handeln oder um Bauwerke, die in Gebäuden aufgestellt werden. Es läßt sich quasi ein Baukasten zur Verfügung stellen, der eine beliebige Anzahl von Stützen, Dachelementen, Wandelementen und Bodenelementen enthält, und aus denen nach Bedarf das gewünschte Bauwerk zusammengestellt wird. Die nicht benötigten Elemente werden nicht aufgeblasen, sondern bleiben in ihrer platzsparenden zusammengelegten Form.

Claims

Tragwerk für die Bautechnik, insbesondere zur Bildung von Bauwerken wie gebäudeartige Einrichtungen, Messestände, Überdachungen oder dergleichen, mit mehreren auf einer Unterlage stehenden und zur Lastaufnahme dienenden stützen (2), die von luftdicht geschlossenen Hohlkörpern (6) gebildet sind, die eine aus flexiblem Material bestehende Wand (7) aufweisen und zum Erhalt einer steifen Struktur mit Druckluft gefüllt sind, wobei die Stützen (2) zumindest zum Teil als Pfeiler (12) ausgebildet sind, die eine vertikale Stützsäule (13) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützsäule (13) als konzentrisch ausgebauchtes Längselement ausgebildet ist, dessen Durchmesser von beiden Endbereichen her zur Längsmitte hin zunimmt.
Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler (12) zumindest zum Teil eine vertikale Stützsäule (13) aufweisen, von deren oberem Endbereich (15) mindestens zwei Kragarme (16) seitwärts und zugleich nach oben schräg auskragen, wobei sowohl die Stützsäule (13) als auch die Kragarme (16) als konzentrisch ausgebauchte Längselemente ausgebildet sind.
Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler (12) im Übergangsbereich zwischen der Stützsäule (13) und den Kragarmen (16) eine knotenartige Verdickung (18) aurweisen.
Tragwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler (12) über zwei bezüglich der Hochachse (17) der Stützsäule (13) spiegelsymmetrisch angeordnete und sich diametral gegenüberliegende Kragarme (16) verfügen.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragarme (16) eines jeweiligen Pfeilers (12) über insbesondere horizontal verlaufende flexible Zugelemente (27), z.B. Zugseile, miteinander verspannt sind, wobei mehrere nebeneinanderstehende Pfeiler (12) gemeinsam mit durchgehenden Zugelementen (27', 27") verbunden sein können.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler (12) über flexible Zugelemente (25) wie Zugseile oder dergleichen zur Unterlage (3) hin abgespannt sind.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Pfeiler (12) als unlösbar zusammenhängendes Bauelement ausgebildet ist.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Pfeiler (12) aus mehreren, lösbar zusammengesetzten Baueilen besteht, die zumindest teilweise als unter Innendruck stehende Hohlkörper-Bauteile (56) ausgebildet sind.
Tragwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützsäule (13) und die Kragarme (16) als separate geschlossene Hohlkörper-Bauteile (56) ausgebildet sind, die über ein dazwischengefügtes Knotenelement (18) miteinander verknüpft sind.
Tragwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper-Bauteile (56) mit ihrem jeweiligen einen Endabschnitt (58) in eine Ausnetnung (57) des insbesondere aus Vollmaterial bestehenden Knotenelementes (18) eingesteckt und dort aufgrund der von ihrem Innendruck hervorgerufenen Druckkraft kraftschlüssig verspannt sind.
Tragwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das insbesondere zylindrisch ausgebildete Knotenelement (18) eine der Anzahl der zu verknüpfenden Hohlkörper-Bauteile (56) entsprechende Anzahl von Ausnehmungen (57) aufweist.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeiler (12) mit ihrem unteren Endbereich (14) auf einem z.B. köcherartigen Fußteil (66) stehen.
Tragwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (66) ein mit Druckluft gefüllter Hohlkörper mit einer zumindest zum Teil flexible Eigenschaften aufweisenden Wand ist.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Pfeilern (12) Befestigungsmittel (28, 64) vorgesehen sind, die die Befestigung von zu tragenden Lasten (4, 5) ermöglichen und die sich insbesondere an den oberen Endbereichen (33) der Pfeiler (12) befinden.
Tragwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel (28) Ösenelemente an den Pfeilern (12) vorgesehen sind.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daβ eine zu tragende Last von einem aus einzelnen Dachelementen (4, 4") zusammengesetzten Dach (4') gebildet ist.
Tragwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Dach (4') aus flächenhaften Dachelementen (4) zusammensetzt, die jeweils gleichzeitig an mehreren benachbarten Pfeilern (12) befestigt sein können.
Tragwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachelemente (4) zumindest teilweise scheibenförmig ausgebildet sind und z.B. eine Dreieckskontur haben.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß flächenhafte Wand- und/oder Bodenelemente (7, 48) vorhanden sind.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daβ die Dach- und/oder Wand- und/oder Bodenelemente (4, 5, 48) von mit Druckluft gefüllten, luftdichten Hohlkörpern (36) gebildet sind.
Tragwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (36), insbesondere bei flächenhafter Ausgestaltung, aus Zweiwand-Kunststoffgewebe (43, 43', 44) bestehen.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (7) der Stützen (2) aus insbesondere verstärktem Kunststoffmaterial besteht.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (7) der Stützen (2) aus einem insbesondere beidseits beschichteten Kunststoffgewebe (54) besteht.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Druckluft gefüllten Hohlkörper (6, 36) mindestens eine Öffnung (23, 23') für Druckluftzufuhr und/oder Druckluftabfuhr aufweisen, die zwecmmäβigerweise mit einem manuell entsperrbaren Rückschlagventil versehen ist.
Tragwerk nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Hohlkörper (6, 36, 56) pneumatisch verbunden sind, z.B. über schlauchartige Druckmittelleitungen (49), wobei zweckmäßigerweise wenigstens einer der Hohlkörper dieses Verbundes ständig an eine Druckmittelquelle (P) angeschlossen ist.