EP2318607A1 - Single surface structure, node for a single surface structure, and method for producing such a node - Google Patents

Single surface structure, node for a single surface structure, and method for producing such a node

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EP2318607A1
EP2318607A1 EP08784931A EP08784931A EP2318607A1 EP 2318607 A1 EP2318607 A1 EP 2318607A1 EP 08784931 A EP08784931 A EP 08784931A EP 08784931 A EP08784931 A EP 08784931A EP 2318607 A1 EP2318607 A1 EP 2318607A1
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EP
European Patent Office
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node
arms
rods
end faces
free end
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EP2318607B1 (en
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Günther Tröster
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Guenther Troster Ek
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Guenther Troster Ek
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B1/2403—Connection details of the elongated load-supporting parts
    • E04B2001/2406—Connection nodes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B2001/3235—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures having a grid frame
    • E04B2001/3241—Frame connection details
    • E04B2001/3247—Nodes

Definitions

  • the invention relates to a single-shell tensile structure for surface elements for forming a roof or facade surface of a building.
  • the wing structure comprises bars and at least one node.
  • the node comprises a central body on which at least three arms are formed. The free end faces of the arms are designed for attachment, in particular fastening, of the rods via their respective end face.
  • Such nodes are also referred to as star nodes.
  • the tensile structure can also be referred to as surface support structure, the front side of the rods as
  • the surface elements may be, for example, covering elements or roof elements for roof structures or facade elements or wall elements for wall structures.
  • covering elements or roof elements for roof structures or facade elements or wall elements for wall structures For this purpose, glass panes as well as metal elements or surface elements made of other materials, for example plastic, come into consideration.
  • the invention relates to a node, in particular a star node, for such a single-shell structure.
  • the node comprises a central body on which at least three arms are formed.
  • the free end faces of the arms are designed for attachment, in particular fastening, of the rods via their respective end face.
  • the invention also relates to a method for producing such a node.
  • Single-shell tensile structures are used, for example, in construction in various designs. Often, in this way, widespread tensioned, lightweight structures for roofs or facades created, for example, from halls.
  • Single-shell tensile structures have a relatively small extent perpendicular to the structural plane in comparison to space frameworks.
  • the desired shape is formed grid-like in the supporting structure only in the plane of the structure (in contrast to the three-dimensional lattice structure of a space framework), i. in two dimensions, wherein the support plane itself may also be curved, may have mutually inclined portions, or may otherwise be formed in three-dimensional space.
  • the structure of the grid is made by bars, which are connected to each other via nodes.
  • the surface elements are placed at their edges on the bars and nodes via seals and fastened.
  • the bars and nodes are loaded in a tensile structure with strong bending moments. Due to the higher bending load, the connection between bars and nodes in a single-shell tensile structure usually can not be approximately punctiform as in space frameworks, but must be carried out flat. In this case, at least a substantial part of the contact surface between the rod and node should be arranged perpendicular to the plane of the surface structure, in order to be able to transmit the occurring bending moments between the rod and the node.
  • the design of the bars and nodes themselves must be adapted to the necessary recording and transmission of bending moments.
  • the present invention has for its object to provide a new single-shell tensile structure of the aforementioned type, in which the above-described disadvantages of the prior art are avoided.
  • the nodes required for the tensile structure should be inexpensive to produce with little manpower, the nodes should have fewer welds compared to the prior art.
  • a corresponding node and a manufacturing method for this node should also be specified.
  • the invention provides that the at least one node (star node) of the tensile structure is made in one piece, i. from scratch, is made.
  • the knot is thus not welded together from numerous individual parts, but made from a workpiece. This allows a cost-effective production without welding of individual parts.
  • the knot is made from solid by machining.
  • the knot is milled from the solid, for example, on an automatically ar- working milling machine.
  • Milling from the solid has the advantages over flame cutting from the solid that the surface does not harden, that all angles are possible, and that everything can be done on one machine, including making an engraving on the node to identify the component.
  • the knot may for example consist of steel, stainless steel, aluminum or other metals.
  • the workpiece from which the knot is made in one piece may also be a cast steel or forged part shaped specifically with respect to the later nodule shape.
  • the arms of the knot are inclined and / or rotated relative to one another in such a way that the knot defines the orientation of the rods attached to the knot and thus the geometry of the surface structure in the region of the knot.
  • the arms of the star node the number of which may be arbitrary and may also differ at different star nodes of a surface structure, are arranged around a center and can have all horizontal, vertical and / or rotational angles to one another.
  • the free end faces of the arms correspond with the respective associated end faces of the bars with respect to their shape, for accurately fitting attachment of the bars to the node.
  • the free end faces of the arms may have abutment surfaces which are at least substantially planar and oriented perpendicular to the orientation of the respective arm at its free end face.
  • the free end faces of the arms may have one or more cutouts in the front side center and / or on or around the front side edge, which correspond to one or more corresponding elevations of the associated end face of the respective bar.
  • the free end faces of the arms can be curved or curved, in particular concave or convex or spherical, be formed.
  • the respective associated end faces of the bars is then hereby positively correspondingly also curved or arched, in particular concave or convex or spherical, formed.
  • the radii of curvature of the end faces should in this case be constant in each case and correspond to one another on corresponding end faces.
  • the arms of the node are formed with a rectangular cross-section.
  • the arms should have an upper side, a lower side opposite the upper side and two sides facing the other arms between the upper side and the lower side, the upper side and / or lower side of the respective arm being designed to arrange a planar element.
  • the tops of the arms may be formed flat.
  • the respective upper side is to be aligned at least in the region towards the free arm side in accordance with the inclination of the surface element attached or attached thereto and thus in accordance with the inclination or curvature of the roof or facade surface formed or to be formed from the surface elements in the area of the respective node.
  • the undersides of the arms may be formed flat.
  • the respective underside should be oriented at least in the region towards the free arm side in accordance with the inclination of the surface element attached or to be attached thereto and thus in accordance with the inclination or curvature of the roof or facade surface formed or to be formed from the surface elements in the area of the respective knot.
  • the underside of the arms is formed according to the intended inclination or curvature of the surface elements to be attached, that is, that of theinstitunumbleagkon- Construction to be supported roof or facade surface may also be attached to the underside of the support structure.
  • both a sole attachment to the bottom as well as a formation of two surfaces, at the top and at the bottom of the support structure possible.
  • the variant can also be provided to form the surface only at the top of the supporting structure.
  • knot and / or the bars of the vault structure have recesses and / or holes for weight saving.
  • the rods of the surface structure are preferably straight, in particular as straight connecting rods between two nodes.
  • the rods may be, for example, hollow profiles or other profiles or weldments made of individual parts.
  • it can be provided in the tensile structure that two nodes (or even several nodes) are arranged one above the other, ie.
  • Each rod is then attached to at least one end face on at least two arms, namely one arm each of the nodes arranged one above the other.
  • the nodes arranged one above the other can hereby be connected to one another, for example welded or fastened to one another via fastening means.
  • the bars may for example consist of or comprise aluminum or steel, in particular stainless steel or hot-dip galvanized steel or stainless steel. They may also consist of fiber composite material, for example made of carbon fiber reinforced plastics (also: CFRP) and / or glass fiber reinforced plastics (also: GRP), or include these.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastics
  • GRP glass fiber reinforced plastics
  • the knot and the bars of the tensile structure can be welded together. However, it may alternatively or additionally be provided that they are connected to one another via fastening devices.
  • the free end faces of the arms and the respective end faces of the rods associated therewith can have mutually corresponding fastening devices for attaching the rods to the node. Suitable for this example, tapped holes and / or through holes and / or slots. Corresponding bolts or screws can then be inserted through the through holes or slots and screwed into the threaded holes.
  • the invention also relates to a node per se.
  • This node is designed and intended for a single-shell structure of nodes and rods for surface elements to form a roof or facade surface of a building, in particular for a surface structure according to the invention according to the above.
  • the node comprises a central body on which at least three arms are formed. Such nodes are also referred to as star nodes.
  • the free end faces of the arms are designed for attachment or attachment of the rods of the surface structure via the respective end face.
  • the node is made in one piece, i. from the solid or a workpiece is made, and not from several individual parts. This allows a cost-effective production without welding of individual parts.
  • the knot is made by machining from the solid.
  • the knot is milled from the solid, for example on an automatic milling machine.
  • the milling from the solid has the advantages over a flame cutting from the solid that the surface does not harden, that all angles are possible and that everything on one machine can be performed, including the production of an engraving on the node to identify the component.
  • the invention further relates to a method for producing the aforementioned knot or a node according to the invention for the aforementioned surface structure according to the invention.
  • the following method step is provided in this method: production of the knot by means of milling from the solid.
  • the node is thus not made of several individual parts, in particular not welded together from individual parts. Rather, we created the node by milling from a workpiece. This allows a cost-effective production of the node without welding of individual parts.
  • the milling from the solid takes place fully automatically in a milling machine, in particular in a maximum of two clamping operations of the workpiece.
  • the exact shapes of the node can be calculated by a computer program based on a 3-D model of the surface structure to be created.
  • the production can take place, for example, on an automatic milling machine, for example a three-dimensional coordinate milling machine.
  • the individual parts of the surface structure in particular the individual bars and nodes, are usually intended for exactly one position in the structure in complex constructed and shaped structures. It therefore makes sense to reliably provide the individual parts, and thus also the nodes, with a clear identification in order to enable or simplify a correct component assignment on site and thus to ensure a correct installation of the parts at the desired position on site.
  • a further development of the method therefore provides an engraving for The milling of the node already during milling from the solid mitzufräsen. It thus eliminates an additional step and the associated additional sources of error.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional representation of an embodiment of a star node according to the invention in a view obliquely from above
  • FIG. 2 shows the star node according to FIG. 1 in a three-dimensional view obliquely from below
  • FIG 3 shows the star node according to FIG in a three-dimensional view from below
  • 5a shows an example of the connection between rod and node of a wing according to the invention
  • FIG. 7 shows a side view of an embodiment of a star node according to the invention
  • 8 shows another example of the connection between rod and
  • FIG. 1 to 3 show in different views (FIG. 1 obliquely from above, FIG. 2 obliquely from below and FIG. 3 from below) an exemplary embodiment of a star node 11 according to the invention.
  • Star node 11 is designed and intended for a single-shell tensile structure, as is by way of example. although with a slightly differently formed node 11, shown in FIG 4 by the reference numeral 10.
  • These surface structures 10 comprise nodes 11 and bars 12 (see FIG. 4), they are intended for supporting surface elements for forming a roof or facade surface of a building (not shown).
  • the node 11 illustrated in FIG. 1 comprises a central body 13 on which six arms 14 are formed, which are rotated and inclined relative to one another at different angles, ie the arms 14 have different angles of rotation and inclinations.
  • the free end faces 15 of these arms are designed and fixed for attachment or attachment of the rods 12 of the surface structure.
  • an end face 16 of the respective rod 12 is applied to the corresponding free end face 15 of the knot 11 and fastened there.
  • the free end faces 15 of the arms 14 essentially form planar contact surfaces which are oriented perpendicular to the alignment of the respective arm 14.
  • two threaded bores 25 for fixing the rods 12 by means of threaded bolts or threaded screws are provided in each case.
  • the illustrated node 11 is not composed of individual parts, but consists of one piece, without welds or similar compounds.
  • the knot 11 is milled from the solid, it was made by means of an automatic milling machine from a workpiece.
  • the arms 14 of the knot 11 shown in FIG. 1 to FIG. 3 have a rectangular cross-section.
  • the viewer is confronted by the respective upper side 19 of the arms 14, in FIG. 2 and FIG. 3 by the underside 20 of the arms 14.
  • Between the upper side 19 and lower side 20, intermediate sides 21 of the respective arms can be seen.
  • the upper sides 19 of the arms 14, together with the upper side of the central body 13, form an upper side of the knot 11,
  • the undersides 20 of the arms 14, together with the underside of the central body 13, form a lower side of the knot 11.
  • tops 19 and bottoms 20 of the arms 14 are planar, i. it can be attached to the top 19 and on the bottom 20 surface elements.
  • the inclination of the surfaces on top 19 and bottom 20 corresponds at least in the area to the free end face 15 of the arm 14 toward the intended inclination of the surface element to be attached and thus the intended inclination or curvature of the surface elements to be formed roof or facade surface in the region of the respective node.
  • a recess specifically a receiving bore 26, can be seen centrally on the underside of the knot 11.
  • additional parts such as seals or brackets for ropes or other items can be inserted.
  • the receiving bore 26 can also be used to support the node 11.
  • a larger recess 22 in FIG. 2 is shown schematically in FIG.
  • Knot 11 for weight reduction specifically a cutout 22, indicated by dashed lines.
  • This recess 22 may complement the optionally deeper receiving bore 26 on the underside of the node 11th be provided, but it can also be provided alternatively or additively at the top, or be formed continuously. As indicated in FIG. 2, this recess 22 may be provided for weight reduction in the area of the central body 13 and / or in the arms 14.
  • FIG 1 to FIG 3 Further recesses, holes, grooves and webs for attachment of additional parts such as sealing bands, support parts or support bands or for fastening tension cables are not shown in FIG 1 to FIG 3, but can of course be provided, in particular on the top and / or bottom of the Node 11.
  • FIG 4 shows a detail of an embodiment of a surface structure 10 according to the invention in a plan view.
  • the star node 11 which corresponds largely to the node of FIG 1 to FIG 3) with its central body 12 and six arms 14.
  • a rod 12 is attached via its end face 16, and though by means of screwing.
  • the rods 12 are straight, as connecting rods between two nodes 11.
  • the rods 12 are rectangular tubes.
  • the rods 12 openings 27, are introduced by the screws with which the rods 12 are screwed to the node 11, for example by the screws on top plates 28 of the rods 12 (FIGS. not shown in FIG 4, see FIG 5a / b and FIG 6) in threaded holes 25 (see FIG 1 to FIG 3) are screwed into the node 11. This gland is not visible from outside.
  • the openings 27 for introducing and tightening the screws are located in FIG 4 on the side of the rods 12, on which the surface elements are arranged on the surface structure 10. After the surface elements have been assembled, the opening 27 is thus covered by the surface elements and are no longer visible, so that nothing is visible in the entire structure of the screw connection and the associated openings in the finished structure.
  • the arms 14 of the knot 11 are inclined and / or rotated to each other such that the node 11 defines the orientation of the nodes attached to the bar 12 and thus the geometry of the surface support 10 in the region of the node 11 ,
  • FIG 4 are also schematically (and only partially indicated) mounting bolts 29 and retaining plates 30 for the surface elements to be mounted, such as glass to recognize, which are provided here on the outside of the rods 12.
  • a groove 23 in the node 11 and in two rods 12 which is intended for attachment of additional parts, specifically for receiving and fixing seals or support parts for the surface elements (see also FIG 9a-d).
  • a protruding rib can also be provided, onto which additional parts can be plugged (see FIG. 9a).
  • FIG 5a and 5b show an example of the attachment of a rod 12 to the node 11 of a surface structure according to the invention.
  • the connection area between the rod 12 and node 11 is shown in side view
  • FIG 5b the associated end face 16 of the rod 12.
  • the rod 12 is a rectangular cross-section hollow profile, at the end face 16, a top plate 28 is welded.
  • the welds 34 are shown in FIG 5a.
  • an elevation 18 is formed, which fits positively into a cutout 17 in the free end face 15 of the associated arm 14 of the knot 11, for accurately fitting the Stabe 12 at the knot 11.
  • This shaping of the contact areas has Advantage that significantly greater forces can be transmitted in comparison to a continuous flat connection surface.
  • a screw connection is provided, ie a hexagon socket screw 37 is screwed through a hole 38 in the top plate 28 in a threaded bore 25 in the free end face 15 of the arm 14.
  • a hexagon socket screw 37 is screwed through a hole 38 in the top plate 28 in a threaded bore 25 in the free end face 15 of the arm 14.
  • several screw connections per rod-node connection can be provided, which are arranged side by side and / or one above the other.
  • 6 shows another example of the connection between rod 12 and node 11 of a surface structure according to the invention.
  • the top plate 28 is slightly set back in the hollow profile of the rod 12 is welded.
  • the rod 12 is in turn frictionally bolted via a plugged through a hole in the top plate 28 screw 37 with the node 11 by the screw 37 into a threaded bore 25 in the free end face 15 of the associated arm 14 of the Knot 11 is screwed.
  • screw connections per rod-node connection can also be provided here, which are arranged side by side and / or one above the other.
  • FIG. 7 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a star node 11 according to the invention, in which the screw connection between node 11 and rod 12 is produced starting from node 11.
  • recesses 39 are milled into the knot, via which screws 37 can be screwed through corresponding bores 40 in the arms 14 of the knot 11 into threads in the rods 12 (not shown).
  • FIG. 8 shows another example of the connection between bar 12 and node 11 of a surface structure according to the invention, in which the mutually associated end faces 15, 16 of rod 12 and arm 14 of the node 11 are formed crowned, in the example shown, the free end face 15 of Poor 14 is convexly curved and the end face 16 of the rod 12 is hereby concave concave with respect to the shape, with at least substantially the same radius of curvature as the convex curvature. A reverse curvature of the two end faces 15, 16 is also possible.
  • the advantage of this embodiment of the connection is, in particular, that small angular errors can be compensated between rod 12 and node 11 due to the curved connection during assembly.
  • the bore 40, through which the fastening screw 37 is passed is made larger than the relevant screw diameter and / or as a slot. This is shown by way of example in FIG. 8 for a screw connection for bore 40 outgoing from node 11 in the node. Similarly, in a screw starting from the rod 12, the hole 38 should be formed in the top plate 28.
  • the washers 41 used in these cases must be adapted accordingly in terms of their dimensions and / or shape.
  • FIG. 9a-d each show in cross-section through a rod 12 or an arm 14 (the arms 14 of the knot 11 and the rods 12 may be analogous in cross-section) variants for the already mentioned attachment of seals 32 and support members 33, for example support rubbers 33, for the surface elements on a surface structure according to the invention.
  • two parallel ribs 31 (also: webs) are formed on the rod 12, onto which the support part 33 is slipped.
  • comparable ribs 31 are formed on the edge of the outside of the bar 12, and here too a supporting part 33 is attached to the ribs 31.
  • FIG. 9 c two parallel grooves 23 are provided in the rod 12, into which seals 32 are inserted.
  • FIG. 9 d shows a variant in which the support part 33 is mounted on the flat outer side of the rod 12, without special design of the outer side of the rod 12 and the support part 33, ie both are planar and planar in the contact area.
  • the fixation can be done by gluing, for example, by applying or applying an adhesive or an adhesive tape between the two components.

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Abstract

The invention relates to a single surface structure (10) for surface elements for forming a roof or façade surface of a building. The surface structure (10) comprises bars (12) and at least one node (11). The node (11) comprises a central body (13) on which at least three arms (14) are formed. The free front sides (15) of the arms are designed for applying the bars (12) by means of each of their front sides (16). According to the invention, the node (11) is made of one piece. The invention further relates to a node (11) for such a single surface structure (10). The node (11) comprises a central body (13) on which at least three arms (14) are formed. The free front sides (15) of the arms are designed for applying the bars (12) by means of each of their front sides (16). According to the invention, the node (11) is made of a single piece. Finally, the invention further relates to a method for producing such a node (H), comprising the following steps: producing the node (11) by means of machining from a single block.

Description

EINSCHALIGES FLÄCHENTRA GWERK, KNOTEN FÜR EIN EINSCHALIGES FLÄCHENTRA GWERK UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES DERARTIGEN KNOTENS SINGLE SURFACE AREA, KNOTS FOR A SINGLE SURFACE PLANT, AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A KNUCKLE
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein einschaliges Flächentragwerk für Flächenelemente zur Ausbildung einer Dach- oder Fassadenfläche eines Gebäudes. Das Flä- chentragwerk umfasst Stäbe und mindestens einen Knoten. Der Knoten um- fasst einen Zentralkörper, an dem mindestens drei Arme ausgebildet sind. Die freien Stirnseiten der Arme sind zur Anbringung, insbesondere Befestigung, der Stäbe über deren jeweilige Stirnseite ausgebildet. Derartige Knoten werden auch als Sternknoten bezeichnet. Das Flächentragwerk kann auch als Flächentragkonstruktion bezeichnet werden, die Stirnseite der Stäbe alsThe invention relates to a single-shell tensile structure for surface elements for forming a roof or facade surface of a building. The wing structure comprises bars and at least one node. The node comprises a central body on which at least three arms are formed. The free end faces of the arms are designed for attachment, in particular fastening, of the rods via their respective end face. Such nodes are also referred to as star nodes. The tensile structure can also be referred to as surface support structure, the front side of the rods as
Längsende. Bei den Flächenelementen kann es sich beispielsweise um Eindeckelemente oder Dachelemente für Dachkonstruktionen oder um Fassadenelemente oder Wandelemente für Wandkonstruktionen handeln. In Betracht kommen hierfür Glasscheiben ebenso wie Metallelemente oder Flä- chenelemente aus anderen Materialien, beispielsweise aus Kunststoff.Longitudinal end. The surface elements may be, for example, covering elements or roof elements for roof structures or facade elements or wall elements for wall structures. For this purpose, glass panes as well as metal elements or surface elements made of other materials, for example plastic, come into consideration.
Ferner betrifft die Erfindung einen Knoten, insbesondere einen Sternknoten, für ein derartiges einschaliges Flächentragwerk. Der Knoten umfasst einen Zentralkörper, an dem mindestens drei Arme ausgebildet sind. Die freien Stirnseiten der Arme sind zur Anbringung, insbesondere Befestigung, der Stäbe über deren jeweilige Stirnseite ausgebildet.Furthermore, the invention relates to a node, in particular a star node, for such a single-shell structure. The node comprises a central body on which at least three arms are formed. The free end faces of the arms are designed for attachment, in particular fastening, of the rods via their respective end face.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Knotens.Finally, the invention also relates to a method for producing such a node.
Einschalige Flächentragwerke kommen beispielsweise im Bauwesen in vielfältigen Ausführungen zum Einsatz. Häufig werden auf diese Weise weitge- spannte, leichte Tragwerke für Dächer oder Fassaden erstellt, beispielsweise von Hallen.Single-shell tensile structures are used, for example, in construction in various designs. Often, in this way, widespread tensioned, lightweight structures for roofs or facades created, for example, from halls.
Einschalige Flächentragwerke weisen im Vergleich zu Raumfachwerken eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung senkrecht zur Tragwerkebene auf. Die gewünschte Form wird beim Flächentragwerk gitterartig nur in der Ebene des Tragwerks ausgebildet (im Unterschied zur dreidimensionalen Gitterstruktur eines Raumfachwerks), d.h. in zwei Dimensionen, wobei die Tragwerkebene selbst auch gewölbt sein kann, zueinander geneigte Abschnitte aufweisen kann, oder in sonstiger Weise im dreidimensionalen Raum geformt sein kann. Der Aufbau des Gitters erfolgt durch Stäbe, die über Knoten miteinander verbunden sind.Single-shell tensile structures have a relatively small extent perpendicular to the structural plane in comparison to space frameworks. The desired shape is formed grid-like in the supporting structure only in the plane of the structure (in contrast to the three-dimensional lattice structure of a space framework), i. in two dimensions, wherein the support plane itself may also be curved, may have mutually inclined portions, or may otherwise be formed in three-dimensional space. The structure of the grid is made by bars, which are connected to each other via nodes.
In der Regel werden die Flächenelemente an ihren Rändern auf den Stäben und Knoten über Dichtungen aufgelegt und befestigt.In general, the surface elements are placed at their edges on the bars and nodes via seals and fastened.
Anders als bei Raumfachwerken werden die Stäbe und Knoten in einem Flächentragwerk mit starken Biegemomenten belastet. Aufgrund der höheren Biegebelastung kann die Verbindung zwischen Stäben und Knoten bei einem einschaligen Flächentragwerk in der Regel nicht annähernd punktförmig wie bei Raumfachwerken ausfallen, sondern muss flächig ausgeführt werden. Hierbei sollte zumindest ein wesentlicher Teil der Anlagefläche zwischen Stab und Knoten senkrecht zur Ebene des Flächentragwerks angeordnet sein, um die auftretenden Biegemomente zwischen Stab und Knoten übertra- gen zu können. Auch die Ausführung der Stäbe und Knoten selbst muss an die notwendige Aufnahme und Übertragung der Biegemomente angepasst sein.Unlike with space frameworks, the bars and nodes are loaded in a tensile structure with strong bending moments. Due to the higher bending load, the connection between bars and nodes in a single-shell tensile structure usually can not be approximately punctiform as in space frameworks, but must be carried out flat. In this case, at least a substantial part of the contact surface between the rod and node should be arranged perpendicular to the plane of the surface structure, in order to be able to transmit the occurring bending moments between the rod and the node. The design of the bars and nodes themselves must be adapted to the necessary recording and transmission of bending moments.
Aus DE 20 2006 000 418 Ul und DE 20 2006 018 652 Ul sind einschalige Flächentragwerke bekannt, bei denen die Knoten aus Formteilen aufgebaut sind, die aus Flachmaterialien und Profilstäben ausgeschnitten werden. Hierzu werden die Formteile zusammengelegt und anschließend verschweißt. Dabei entsteht ein Knoten, der bereits alle räumlichen Winkel seiner einzel- nen Arme beinhaltet und somit die Geometrie der späteren Gesamtkonstruktion erzeugt. Der Zusammenbau der Knoten aus zahlreichen Einzelteilen ist aufwändig und kostenintensiv, ferner sind die vielen Verbindungsstellen zwischen den Einzelteilen, beispielsweise die Schweißnähte, potentielle Fehler- stellen.From DE 20 2006 000 418 Ul and DE 20 2006 018 652 Ul single-shell tensile structures are known in which the nodes are constructed of molded parts, which are cut out of flat materials and profile bars. For this purpose, the moldings are folded together and then welded. This creates a node that already has all the spatial angles of its individual NEN arms and thus generates the geometry of the subsequent overall construction. The assembly of the nodes from numerous individual parts is complex and cost-intensive, furthermore, the many joints between the individual parts, such as the welds, potential defects.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues einschaliges Flächentragwerk der vorgenannten Art bereitzustellen, bei dem die vorbeschriebenen Nachteile beim Stand der Technik vermieden werden. Insbe- sondere sollen die für das Flächentragwerk benötigten Knoten mit wenig Personalaufwand kostengünstig herstellbar sein, die Knoten sollen im Vergleich zum Stand der Technik weniger Schweißnähte aufweisen. Es soll auch ein entsprechender Knoten und ein Herstellungsverfahren für diesen Knoten angegeben werden.The present invention has for its object to provide a new single-shell tensile structure of the aforementioned type, in which the above-described disadvantages of the prior art are avoided. In particular, the nodes required for the tensile structure should be inexpensive to produce with little manpower, the nodes should have fewer welds compared to the prior art. A corresponding node and a manufacturing method for this node should also be specified.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des einschaligen Flächentragwerks gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 , hinsichtlich des Knotens durch die Merkmale des Anspruchs 15 und hinsichtlich des Herstellungsverfahrens für diesen Knoten durch die Merkmale des Anspruchs 27. Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen.This object is achieved in terms of the single-shell structure by the features of claim 1, with respect to the node by the features of claim 15 and with respect to the manufacturing process for this node by the features of claim 27. Embodiments and further developments will become apparent from the respective dependent claims.
Hinsichtlich eines eingangs genannten einschaligen Flächentragwerks sieht die Erfindung vor, dass der mindestens eine Knoten (Sternknoten) des Flächentragwerks aus einem Stück, d.h. aus dem Vollen, hergestellt ist. Der Knoten ist somit nicht aus zahlreichen Einzelteilen zusammengeschweißt, sondern aus einem Werkstück hergestellt. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung ohne Verschweißen von Einzelteilen.With regard to a single-shell tensile structure mentioned at the outset, the invention provides that the at least one node (star node) of the tensile structure is made in one piece, i. from scratch, is made. The knot is thus not welded together from numerous individual parts, but made from a workpiece. This allows a cost-effective production without welding of individual parts.
Es kommt beispielsweise in Betracht, das der Knoten mittels spanender Be- arbeitung aus dem Vollen hergestellt ist.For example, it may be considered that the knot is made from solid by machining.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Knoten aus dem Vollen gefräst ist, beispielsweise auf einer automatisch ar- beitenden Fräsmaschine. Das Fräsen aus dem Vollen hat gegenüber einen Brennschneiden aus dem Vollen die Vorteile, dass die Oberfläche nicht aufhärtet, dass sämtliche Winkel möglich sind und dass alles auf einer Maschine ausgeführt werden kann, einschließlich der Herstellung einer Gravur auf dem Knoten zur Kennzeichnung des Bauteils.According to a particularly preferred development it is provided that the knot is milled from the solid, for example, on an automatically ar- working milling machine. Milling from the solid has the advantages over flame cutting from the solid that the surface does not harden, that all angles are possible, and that everything can be done on one machine, including making an engraving on the node to identify the component.
Der Knoten kann beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder auch aus anderen Metallen bestehen. Das Werkstück, aus dem der Knoten aus einem Stück hergestellt wird, kann auch ein speziell im Hinblick auf die späte- re Knotenform geformtes Stahlguss- oder Schmiedeteil sein.The knot may for example consist of steel, stainless steel, aluminum or other metals. The workpiece from which the knot is made in one piece may also be a cast steel or forged part shaped specifically with respect to the later nodule shape.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, das die Arme des Knotens derart zueinander geneigt und/oder gedreht sind, dass der Knoten die Ausrichtung der am Knoten angebrachten Stäbe und damit die Geometrie des Flächen- tragwerks im Bereich des Knotens definiert. Mit anderen Worten: Die Arme des Sternknotens, deren Anzahl beliebig sein kann und sich auch bei verschiedenen Sternknoten eines Flächentragwerks unterscheiden kann, sind um ein Zentrum angeordnet und können sämtliche horizontale, vertikale und/oder Drehwinkel zueinander aufweisen.According to a further development, it is provided that the arms of the knot are inclined and / or rotated relative to one another in such a way that the knot defines the orientation of the rods attached to the knot and thus the geometry of the surface structure in the region of the knot. In other words, the arms of the star node, the number of which may be arbitrary and may also differ at different star nodes of a surface structure, are arranged around a center and can have all horizontal, vertical and / or rotational angles to one another.
Gemäß einer Weiterbildung korrespondieren die freien Stirnseiten der Arme mit den jeweils zugeordneten Stirnseiten der Stäbe hinsichtlich ihrer Formgebung, zur passgenauen Anbringung der Stäbe an den Knoten.According to a development, the free end faces of the arms correspond with the respective associated end faces of the bars with respect to their shape, for accurately fitting attachment of the bars to the node.
Die freien Stirnseiten der Arme können Anlageflächen aufweisen, die zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet sind und senkrecht zur Ausrichtung des jeweiligen Arms an seiner freien Stirnseite orientiert sind.The free end faces of the arms may have abutment surfaces which are at least substantially planar and oriented perpendicular to the orientation of the respective arm at its free end face.
Die freien Stirnseiten der Arme können eine oder mehrere Ausfräsungen in der Stirnseitenmitte und/oder am oder um den Stirnseitenrand aufweisen, die mit einer oder mehreren entsprechenden Erhöhungen der zugeordneten Stirnseite des jeweiligen Stabes korrespondieren. Die freien Stirnseiten der Arme können gekrümmt oder gewölbt, insbesondere konkav oder konvex oder ballig, ausgebildet sein. Die jeweils zugeordneten Stirnseiten der Stäbe ist dann hiermit formschlüssig korrespondierend ebenfalls gekrümmt oder gewölbt, insbesondere konkav oder konvex oder ballig, ausgebildet. Dadurch können kleine Winkelfehler zwischen den Teilen des Flächentragwerks ausgeglichen werden. Die Krümmungsradien der Stirnseiten sollten hierbei jeweils konstant sein und bei korrespondierenden Stirnseiten einander entsprechen.The free end faces of the arms may have one or more cutouts in the front side center and / or on or around the front side edge, which correspond to one or more corresponding elevations of the associated end face of the respective bar. The free end faces of the arms can be curved or curved, in particular concave or convex or spherical, be formed. The respective associated end faces of the bars is then hereby positively correspondingly also curved or arched, in particular concave or convex or spherical, formed. As a result, small angular errors between the parts of the surface structure can be compensated. The radii of curvature of the end faces should in this case be constant in each case and correspond to one another on corresponding end faces.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flächentragwerks ist vorgesehen, dass die Arme des Knotens mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind. Dabei sollen die Arme eine Oberseite, einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite und zwischen Oberseite und Unterseite zwei den anderen Armen zu- oder abgewandte Seiten aufweisen, wobei Oberseite und/oder Unterseite des jeweiligen Armes zur Anordnung eines Flächenelements ausgebildet sind.According to a development of the surface structure according to the invention it is provided that the arms of the node are formed with a rectangular cross-section. In this case, the arms should have an upper side, a lower side opposite the upper side and two sides facing the other arms between the upper side and the lower side, the upper side and / or lower side of the respective arm being designed to arrange a planar element.
Hierbei können die Oberseiten der Arme flächig ausgebildet sein. In diesem Fall soll die jeweilige Oberseite zumindest im Bereich zur freien Armseite hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens ausgerichtet sein.Here, the tops of the arms may be formed flat. In this case, the respective upper side is to be aligned at least in the region towards the free arm side in accordance with the inclination of the surface element attached or attached thereto and thus in accordance with the inclination or curvature of the roof or facade surface formed or to be formed from the surface elements in the area of the respective node.
Alternativ oder additiv kann auch die Unterseiten der Arme flächig ausgebildet sein. In diesem Fall soll die jeweilige Unterseite zumindest im Bereich zur freien Armseite hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens ausgerichtet sein. Das besondere an dieser Weiterbildung ist, dass die Unterseite der Arme entsprechend der vorgesehenen Neigung bzw. Krümmung der anzubringenden Flächenelemente ausgebildet ist, d.h. die von der Flächentragkon- struktion zu tragende Dach- bzw. Fassadenfläche kann auch an der Unterseite der Tragkonstruktion angebracht sein. Hierbei ist sowohl eine alleinige Anbringung an der Unterseite als auch eine Ausbildung von zwei Flächen, an der Oberseite und an der Unterseite der Tragkonstruktion, möglich. Selbst- verständlich kann auch weiterhin die Variante vorgesehen sein, die Fläche nur an der Oberseite der Tragkonstruktion auszubilden.Alternatively or additionally, the undersides of the arms may be formed flat. In this case, the respective underside should be oriented at least in the region towards the free arm side in accordance with the inclination of the surface element attached or to be attached thereto and thus in accordance with the inclination or curvature of the roof or facade surface formed or to be formed from the surface elements in the area of the respective knot. The special feature of this development is that the underside of the arms is formed according to the intended inclination or curvature of the surface elements to be attached, that is, that of the Flächenächagkon- Construction to be supported roof or facade surface may also be attached to the underside of the support structure. Here, both a sole attachment to the bottom as well as a formation of two surfaces, at the top and at the bottom of the support structure, possible. Of course, the variant can also be provided to form the surface only at the top of the supporting structure.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Knoten und/oder die Stäbe des Flä- chentragwerks Ausnehmungen und/oder Löcher zur Gewichtseinsparung aufweisen. Alternativ oder additiv können am Knoten und/oder an den Stäben Ausnehmungen und/oder Löcher und/oder Nuten und/oder Stege und/oder Rippen zur Anbringung und/oder Fixierung von Zusatzteilen, beispielsweise Dichtungen und/oder Auflageteilen und/oder Auflagebändern für die anzubringenden Flächenelemente, oder zur Befestigung von Spannseilen vorgesehen sein.A further development provides that the knot and / or the bars of the vault structure have recesses and / or holes for weight saving. Alternatively or additionally, at the node and / or on the rods recesses and / or holes and / or grooves and / or webs and / or ribs for attachment and / or fixation of additional parts, such as seals and / or support parts and / or support bands for the be attached surface elements, or provided for the attachment of tension cables.
Die Stäbe des Flächentragwerks sind vorzugsweise gerade ausgebildet, insbesondere als gerade Verbindungsstäbe zwischen zwei Knoten. Bei den Stäben kann es sich beispielsweise um Hohlprofile oder sonstige Profile oder um Schweißkonstruktionen aus Einzelteilen handeln. Bei hohen Profilen kann im Flächentragwerk vorgesehen sein, dass zwei Knoten (oder auch mehrere Knoten) übereinander angeordnet sind, d.h. jeder Stab ist dann an zumindest einer Stirnseite an mindestens zwei Armen, nämlich je einem Arm der übereinander angeordneten Knoten, angebracht. Die übereinander angeordneten Knoten können hierbei miteinander verbunden sein, beispielsweise verschweißt oder über Befestigungsmittel aneinander befestigt.The rods of the surface structure are preferably straight, in particular as straight connecting rods between two nodes. The rods may be, for example, hollow profiles or other profiles or weldments made of individual parts. In the case of high profiles, it can be provided in the tensile structure that two nodes (or even several nodes) are arranged one above the other, ie. Each rod is then attached to at least one end face on at least two arms, namely one arm each of the nodes arranged one above the other. The nodes arranged one above the other can hereby be connected to one another, for example welded or fastened to one another via fastening means.
Die Stäbe können beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, insbesondere Edelstahl oder feuerverzinktem Stahl oder rostfreiem Stahl, bestehen bzw. diese Materialien umfassen. Sie können ferner auch aus Faserverbundwerkstoff, beispielsweise aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (auch: CFK) und/oder aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (auch: GFK), bestehen bzw. diese umfassen. Der Knoten und die Stäbe des Flächentragwerks können miteinander verschweißt sein. Es kann aber alternativ oder additiv auch vorgesehen sein, dass sie über Befestigungseinrichtungen miteinander verbunden sind. Beispielsweise können die freien Stirnseiten der Arme und die diesen jeweils zugeordneten Stirnseiten der Stäbe miteinander korrespondierende Befestigungseinrichtungen zur Anbringung der Stäbe am Knoten aufweisen. In Betracht kommen hierfür beispielsweise Gewindebohrungen und/oder Durchgangsbohrungen und/oder Langlöcher. Entsprechende Bolzen oder Schrauben können dann durch die Durchgangsbohrungen bzw. Langlöcher gesteckt und in die Gewindebohrungen eingedreht werden.The bars may for example consist of or comprise aluminum or steel, in particular stainless steel or hot-dip galvanized steel or stainless steel. They may also consist of fiber composite material, for example made of carbon fiber reinforced plastics (also: CFRP) and / or glass fiber reinforced plastics (also: GRP), or include these. The knot and the bars of the tensile structure can be welded together. However, it may alternatively or additionally be provided that they are connected to one another via fastening devices. For example, the free end faces of the arms and the respective end faces of the rods associated therewith can have mutually corresponding fastening devices for attaching the rods to the node. Suitable for this example, tapped holes and / or through holes and / or slots. Corresponding bolts or screws can then be inserted through the through holes or slots and screwed into the threaded holes.
Die Erfindung betrifft auch einen Knoten an sich. Dieser Knoten ist ausgebildet und bestimmt für ein einschaliges Flächentragwerk aus Knoten und Stäben für Flächenelemente zur Ausbildung einer Dach- oder Fassadenfläche eines Gebäudes, insbesondere für ein erfindungsgemäßes Flächentragwerk entsprechend den vorstehenden Ausführungen. Der Knoten umfasst einen Zentralkörper, an dem mindestens drei Arme ausgebildet sind. Derartige Knoten werden auch als Sternknoten bezeichnet. Die freien Stirnseiten der Arme sind zur Anbringung bzw. Befestigung der Stäbe des Flächentragwerks über deren jeweilige Stirnseite ausgebildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Knoten aus einem Stück, d.h. aus dem Vollen bzw. aus einem Werkstück, hergestellt ist, und nicht aus mehreren Einzelteilen. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung ohne Verschweißen von Einzelteilen.The invention also relates to a node per se. This node is designed and intended for a single-shell structure of nodes and rods for surface elements to form a roof or facade surface of a building, in particular for a surface structure according to the invention according to the above. The node comprises a central body on which at least three arms are formed. Such nodes are also referred to as star nodes. The free end faces of the arms are designed for attachment or attachment of the rods of the surface structure via the respective end face. According to the invention, it is provided that the node is made in one piece, i. from the solid or a workpiece is made, and not from several individual parts. This allows a cost-effective production without welding of individual parts.
Es kommt beispielsweise in Betracht, das der Knoten mittels spanender Bearbeitung aus dem Vollen hergestellt ist.For example, it is considered that the knot is made by machining from the solid.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Knoten aus dem Vollen gefräst ist, beispielsweise auf einer automatisch ar- beitenden Fräsmaschine. Das Fräsen aus dem Vollen hat gegenüber einen Brennschneiden aus dem Vollen die Vorteile, dass die Oberfläche nicht aufhärtet, dass sämtliche Winkel möglich sind und dass alles auf einer Maschine ausgeführt werden kann, einschließlich der Herstellung einer Gravur auf dem Knoten zur Kennzeichnung des Bauteils.According to a particularly preferred development it is provided that the knot is milled from the solid, for example on an automatic milling machine. The milling from the solid has the advantages over a flame cutting from the solid that the surface does not harden, that all angles are possible and that everything on one machine can be performed, including the production of an engraving on the node to identify the component.
Hinsichtlich der in den weiteren abhängigen Ansprüchen enthaltenden Merkmale des Knotens sei ergänzend auf die vorstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit dem Flächentragwerk verwiesen.With regard to the features of the node contained in the further dependent claims, reference should be made in addition to the above explanations in connection with the surface structure.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen des vorgenannten erfindungsgemäßen Knotens bzw. eines Knotens für das vorgenannte erfindungsgemäße Flächentragwerk. Erfindungsgemäß ist bei diesem Verfahren folgender Verfahrensschritt vorgesehen: Herstellen des Knotens mittels Fräsen aus dem Vollen. Der Knoten wird somit nicht aus mehreren Einzelteilen hergestellt, insbesondere nicht aus Einzelteilen zusammengeschweißt. Vielmehr wir der Knoten mittels Fräsung aus einem Werkstück erzeugt. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Knotens ohne Verschweißen von Einzelteilen.The invention further relates to a method for producing the aforementioned knot or a node according to the invention for the aforementioned surface structure according to the invention. According to the invention, the following method step is provided in this method: production of the knot by means of milling from the solid. The node is thus not made of several individual parts, in particular not welded together from individual parts. Rather, we created the node by milling from a workpiece. This allows a cost-effective production of the node without welding of individual parts.
Vorzugsweise erfolgt das Fräsen aus dem Vollen vollautomatisch in einer Fräsmaschine, insbesondere in maximal zwei Aufspannungen des Werk- Stücks. Beispielsweise können die genauen Formen des Knotens mittels eines Computerprogramms errechnet werden, auf der Grundlage eines 3-D- Modells des zu erstellenden Flächentragwerks. Die Herstellung kann beispielsweise auf einer automatisch arbeitenden Fräsmaschine, beispielsweise einer dreidimensionalen Koordinatenfräsmaschine, erfolgen.Preferably, the milling from the solid takes place fully automatically in a milling machine, in particular in a maximum of two clamping operations of the workpiece. For example, the exact shapes of the node can be calculated by a computer program based on a 3-D model of the surface structure to be created. The production can take place, for example, on an automatic milling machine, for example a three-dimensional coordinate milling machine.
Die einzelnen Teile des Flächentragwerks, insbesondere die einzelnen Stäbe und Knoten, sind bei komplex aufgebauten und geformten Tragwerken in der Regel für genau eine Position im Tragwerk bestimmt. Es ist daher sinnvoll, die einzelnen Teile, und damit auch die Knoten, zuverlässig mit einer eindeutigen Kennzeichnung zu versehen, um eine korrekte Bauteilzuordnung vor Ort zu ermöglichen bzw. zu vereinfachen und damit einen korrekten Einbau der Teile an der gewünschten Position vor Ort sicherzustellen. Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht daher vor, eine Gravur zur Kennzeich- nung des Knotens bereits beim Fräsen aus dem Vollen mitzufräsen. Es entfallen somit ein zusätzlicher Arbeitsschritt und die damit verbundenen zusätzlichen Fehlerquellen.The individual parts of the surface structure, in particular the individual bars and nodes, are usually intended for exactly one position in the structure in complex constructed and shaped structures. It therefore makes sense to reliably provide the individual parts, and thus also the nodes, with a clear identification in order to enable or simplify a correct component assignment on site and thus to ensure a correct installation of the parts at the desired position on site. A further development of the method therefore provides an engraving for The milling of the node already during milling from the solid mitzufräsen. It thus eliminates an additional step and the associated additional sources of error.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the description of embodiments and with reference to the accompanying schematic drawings. Show it:
FIG 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sternknotens in einer Ansicht von schräg oben,1 shows a three-dimensional representation of an embodiment of a star node according to the invention in a view obliquely from above,
FIG 2 den Sternknoten nach FIG 1 in einer dreidimensionalen Ansicht von schräg unten,2 shows the star node according to FIG. 1 in a three-dimensional view obliquely from below,
FIG 3 den Sternknoten nach FIGl in einer dreidimensionalen Ansicht von unten,3 shows the star node according to FIG in a three-dimensional view from below,
FIG 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flächentrag- werks in einer Draufsicht,4 shows an embodiment of a surface support according to the invention in a plan view,
FIG 5a ein Beispiel für die Anbindung zwischen Stab und Knoten eines erfindungsgemäßen Flächen tragwerks,5a shows an example of the connection between rod and node of a wing according to the invention,
FIG 5b die Ausbildung der Stirnseite des Stabes für die Anbindung gemäß FIG 5a,5b, the formation of the end face of the rod for the connection according to FIG 5a,
FIG 6 ein weiteres Beispiel für die Anbindung zwischen Stab und6 shows another example of the connection between rod and
Knoten eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks,Node of a tensile structure according to the invention,
FIG 7 in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sternknotens, FIG 8 ein weiteres Beispiel für die Anbindung zwischen Stab und7 shows a side view of an embodiment of a star node according to the invention, 8 shows another example of the connection between rod and
Knoten eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks, undNode of a tensile structure according to the invention, and
FIG 9a-d jeweils im Querschnitt durch einen Stab oder Arm des Knotens Ausführungsvarianten für die Anbringung von Dichtungen und9a-d respectively in cross section through a rod or arm of the node design variants for the attachment of seals and
Auflagegummis für die Flächenelemente an einem erfindungsgemäßen Flächentragwerk.Support rubbers for the surface elements on a surface structure according to the invention.
Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Corresponding parts and components are designated in the figures with the same reference numerals.
FIG 1 bis FIG 3 zeigen in verschiedenen Ansichten (FIG 1 von schräg oben, FIG 2 von schräg unten und FIG 3 von unten) ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sternknotens 11. Der Sternknoten 11 ist ausgebildet und bestimmt für ein einschaliges Flächentragwerk, wie es beispielhaft, wenn auch mit einem etwas anders ausgebildeten Knoten 11 , in FIG 4 mit dem Bezugszeichen 10 gezeigt ist. Diese Flächentragwerke 10 umfassen Knoten 11 und Stäbe 12 (siehe FIG 4), sie sind bestimmt zum Tragen von Flächenelementen zur Ausbildung einer Dach- oder Fassadenfläche eines Gebäudes (nicht dargestellt).1 to 3 show in different views (FIG. 1 obliquely from above, FIG. 2 obliquely from below and FIG. 3 from below) an exemplary embodiment of a star node 11 according to the invention. Star node 11 is designed and intended for a single-shell tensile structure, as is by way of example. although with a slightly differently formed node 11, shown in FIG 4 by the reference numeral 10. These surface structures 10 comprise nodes 11 and bars 12 (see FIG. 4), they are intended for supporting surface elements for forming a roof or facade surface of a building (not shown).
Der in FIG 1 bis FIG 3 dargestellte Knoten 11 umfasst einen Zentralkörper 13, an dem sechs Arme 14 ausgebildet sind, die zueinander um verschiedene Winkel gedreht und geneigt sind, d.h. die Arme 14 weisen verschiedene Drehwinkel und Neigungen auf. Die freien Stirnseiten 15 dieser Arme sind zur Anbringung bzw. Befestigung der Stäbe 12 des Flächentragwerks ausgebildet und bestimmt. Hierzu wird eine Stirnseite 16 des jeweiligen Stabes 12 an die entsprechende freie Stirnseite 15 des Knotens 11 angelegt und dort befestigt. Die freien Stirnseiten 15 der Arme 14 bilden im hier gezeigten Bei- spiel im Wesentliche ebene Anlageflächen, die senkrecht zur Ausrichtung des jeweiligen Arms 14 ausgerichtet sind. An den freien Stirnseiten 15 der Arme 14 sind jeweils zwei Gewindebohrungen 25 zur Befestigung der Stäbe 12 mittels Gewindebolzen bzw. Gewindeschrauben vorgesehen. Aus FIG 1 bis FIG 3 ist ersichtlich, dass der dargestellte Knoten 11 nicht aus Einzelteilen zusammengesetzt ist, sondern aus einem Stück besteht, ohne Schweißnähte oder ähnliche Verbindungen. Der Knoten 11 ist aus dem Vollen gefräst, er wurde mittels einer automatischen Fräsmaschine aus einem Werkstück hergestellt.The node 11 illustrated in FIG. 1 comprises a central body 13 on which six arms 14 are formed, which are rotated and inclined relative to one another at different angles, ie the arms 14 have different angles of rotation and inclinations. The free end faces 15 of these arms are designed and fixed for attachment or attachment of the rods 12 of the surface structure. For this purpose, an end face 16 of the respective rod 12 is applied to the corresponding free end face 15 of the knot 11 and fastened there. In the example shown here, the free end faces 15 of the arms 14 essentially form planar contact surfaces which are oriented perpendicular to the alignment of the respective arm 14. At the free end faces 15 of the arms 14 two threaded bores 25 for fixing the rods 12 by means of threaded bolts or threaded screws are provided in each case. From FIG 1 to FIG 3 it can be seen that the illustrated node 11 is not composed of individual parts, but consists of one piece, without welds or similar compounds. The knot 11 is milled from the solid, it was made by means of an automatic milling machine from a workpiece.
Die Arme 14 des in FIG 1 bis FIG 3 dargestellten Knotens 11 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. In FIG 1 ist dem Betrachter die jeweilige O- berseite 19 der Arme 14 zugewandt, in FIG 2 und FIG 3 die Unterseite 20 der Arme 14. Zwischen Oberseite 19 und Unterseite 20 sind Zwischenseiten 21 der jeweiligen Arme zu erkennen. Die Oberseiten 19 der Arme 14 bilden zusammen mit der Oberseite des Zentralkörpers 13 eine Oberseite des Knotens 11 , die Unterseiten 20 der Arme 14 bilden zusammen mit der Unterseite des Zentralkörpers 13 eine Unterseite des Knotens 11.The arms 14 of the knot 11 shown in FIG. 1 to FIG. 3 have a rectangular cross-section. In FIG. 1, the viewer is confronted by the respective upper side 19 of the arms 14, in FIG. 2 and FIG. 3 by the underside 20 of the arms 14. Between the upper side 19 and lower side 20, intermediate sides 21 of the respective arms can be seen. The upper sides 19 of the arms 14, together with the upper side of the central body 13, form an upper side of the knot 11, the undersides 20 of the arms 14, together with the underside of the central body 13, form a lower side of the knot 11.
Die Oberseiten 19 und die Unterseiten 20 der Arme 14 sind flächig ausgebildet, d.h. es können an der Oberseite 19 und an der Unterseite 20 Flächenelemente angebracht werden. Die Neigung der Flächen an Oberseite 19 und Unterseite 20 entspricht zumindest im Bereich zur freien Stirnseite 15 des Armes 14 hin der vorgesehenen Neigung des daran anzubringenden Flächenelements und damit der vorgesehenen Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen zu bildenden Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens.The tops 19 and bottoms 20 of the arms 14 are planar, i. it can be attached to the top 19 and on the bottom 20 surface elements. The inclination of the surfaces on top 19 and bottom 20 corresponds at least in the area to the free end face 15 of the arm 14 toward the intended inclination of the surface element to be attached and thus the intended inclination or curvature of the surface elements to be formed roof or facade surface in the region of the respective node.
In FIG 2 und FIG 3 ist eine Ausnehmung, konkret eine Aufnahmebohrung 26, mittig an der Unterseite des Knotens 11 zu erkennen. In diese Aufnahmebohrung 26 können Zusatzteile, beispielsweise Dichtungen oder Halterungen für Seile oder sonstige Gegenstände, eingesteckt werden. Die Aufnahmebohrung 26 kann aber auch zum Abstützen des Knotens 11 verwendet werden. Ferner ist in FIG 2 schematisch eine größere Ausnehmung 22 imIn FIG. 2 and FIG. 3, a recess, specifically a receiving bore 26, can be seen centrally on the underside of the knot 11. In this receiving bore 26 additional parts, such as seals or brackets for ropes or other items can be inserted. However, the receiving bore 26 can also be used to support the node 11. Furthermore, a larger recess 22 in FIG. 2 is shown schematically in FIG
Knoten 11 zur Gewichtsreduzierung, konkret eine Ausfräsung 22, mit gestrichelten Linien angedeutet. Diese Ausnehmung 22 kann ergänzend zur gegebenenfalls tieferen Aufnahmebohrung 26 an der Unterseite des Knotens 11 vorgesehen sein, sie kann aber auch alternativ oder additiv an der Oberseite vorgesehen sein, oder durchgehend ausgebildet sein. Wie in FIG 2 angedeutet, kann diese Ausnehmung 22 zur Gewichtsreduzierung im Bereich des Zentralkörpers 13 und/oder in den Armen 14 vorgesehen sein.Knot 11 for weight reduction, specifically a cutout 22, indicated by dashed lines. This recess 22 may complement the optionally deeper receiving bore 26 on the underside of the node 11th be provided, but it can also be provided alternatively or additively at the top, or be formed continuously. As indicated in FIG. 2, this recess 22 may be provided for weight reduction in the area of the central body 13 and / or in the arms 14.
Weitere Ausnehmungen, Löcher, Nuten und Stege zur Anbringung von Zusatzteilen wie Dichtungsbändern, Auflageteilen oder Auflagebändern oder zur Befestigung von Spannseilen sind in FIG 1 bis FIG 3 nicht dargestellt, können aber selbstverständlich vorgesehen sein, insbesondere an der Ober- seite und/oder Unterseite des Knotens 11.Further recesses, holes, grooves and webs for attachment of additional parts such as sealing bands, support parts or support bands or for fastening tension cables are not shown in FIG 1 to FIG 3, but can of course be provided, in particular on the top and / or bottom of the Node 11.
FIG 4 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks 10 in einer Draufsicht. Zu erkennen sind der Sternknoten 11 (der weitestgehend dem Knoten aus FIG 1 bis FIG 3 ent- spricht) mit seinem Zentralkörper 12 und sechs Armen 14. An den freien Stirnseiten 15 der Arme 14 ist jeweils ein Stab 12 über seine Stirnseite 16 befestigt, und zwar mittels Verschraubung. Die Stäbe 12 sind gerade ausgebildet, als Verbindungsstäbe zwischen zwei Knoten 11. Bei den Stäbe 12 handelt es sich um Rechteckrohre. Für die Ausbildung der Schraubverbin- düng zwischen Stäben 12 und Knoten 11 weisen die Stäbe 12 Öffnungen 27 auf, durch die Schrauben eingebracht werden, mit denen die Stäbe 12 mit dem Knoten 11 verschraubt werden, beispielsweise indem die Schrauben über Kopfplatten 28 der Stäbe 12 (in FIG 4 nicht dargestellt, siehe FIG 5a/b und FIG 6) in Gewindebohrungen 25 (siehe FIG 1 bis FIG 3) im Knoten 11 eingeschraubt werden. Diese Verschraubung ist von außer nicht sichtbar.4 shows a detail of an embodiment of a surface structure 10 according to the invention in a plan view. Evident are the star node 11 (which corresponds largely to the node of FIG 1 to FIG 3) with its central body 12 and six arms 14. At the free end faces 15 of the arms 14, a rod 12 is attached via its end face 16, and though by means of screwing. The rods 12 are straight, as connecting rods between two nodes 11. The rods 12 are rectangular tubes. For the formation of Schraubverbin- fertil between bars 12 and node 11, the rods 12 openings 27, are introduced by the screws with which the rods 12 are screwed to the node 11, for example by the screws on top plates 28 of the rods 12 (FIGS. not shown in FIG 4, see FIG 5a / b and FIG 6) in threaded holes 25 (see FIG 1 to FIG 3) are screwed into the node 11. This gland is not visible from outside.
Die Öffnungen 27 zum Einbringen und Festdrehen der Schrauben befinden sich in FIG 4 an der Seite der Stäbe 12, an der die Flächenelemente an dem Flächentragwerk 10 angeordnet werden. Nach der Montage der Flächenele- mente werden die Öffnung 27 somit von den Flächenelementen überdeckt und sind nicht mehr sichtbar, so dass insgesamt von der Verschraubung und den dazugehörigen Öffnungen am fertigen Bauwerk nichts zu sehen ist. In FIG 4 wird deutlich, dass die Arme 14 des Knotens 11 derart zueinander geneigt und/oder gedreht sind, dass der Knoten 11 die Ausrichtung der am Knoten angebrachten Stäbe 12 und damit die Geometrie des Flächen trag- werks 10 im Bereich des Knotens 11 definiert.The openings 27 for introducing and tightening the screws are located in FIG 4 on the side of the rods 12, on which the surface elements are arranged on the surface structure 10. After the surface elements have been assembled, the opening 27 is thus covered by the surface elements and are no longer visible, so that nothing is visible in the entire structure of the screw connection and the associated openings in the finished structure. In FIG 4 it is clear that the arms 14 of the knot 11 are inclined and / or rotated to each other such that the node 11 defines the orientation of the nodes attached to the bar 12 and thus the geometry of the surface support 10 in the region of the node 11 ,
In FIG 4 sind ferner schematisch (und nur teilweise angedeutet) Befestigungsbolzen 29 und Haltebleche 30 für die anzubringenden Flächenelemente, beispielsweise Glasscheiben, zu erkennen, die hier an der Außenseite der Stäbe 12 vorgesehen sind. Angedeutet ist in FIG 4 ferner eine Nut 23 im Knoten 11 und in zwei Stäben 12, die bestimmt ist zur Anbringung von Zusatzteilen, und zwar konkret zur Aufnahme und Fixierung von Dichtungen oder Auflageteilen für die Flächenelemente (siehe hierzu auch FIG 9a-d). Alternativ zur Nut 23 kann auch eine hervorstehende Rippe vorgesehen sein, auf die Zusatzteile aufgesteckt werden können (siehe FIG 9a).In FIG 4 are also schematically (and only partially indicated) mounting bolts 29 and retaining plates 30 for the surface elements to be mounted, such as glass to recognize, which are provided here on the outside of the rods 12. Also indicated in FIG 4, a groove 23 in the node 11 and in two rods 12 which is intended for attachment of additional parts, specifically for receiving and fixing seals or support parts for the surface elements (see also FIG 9a-d). As an alternative to the groove 23, a protruding rib can also be provided, onto which additional parts can be plugged (see FIG. 9a).
FIG 5a und FIG 5b zeigen ein Beispiel für die Anbringung eines Stabes 12 an den Knoten 11 eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks. In FIG 5a ist der Anschlussbereich zwischen Stab 12 und Knoten 11 in Seitenansicht dargestellt, in FIG 5b die dazugehörige Stirnseite 16 des Stabes 12. Der Stab 12 ist ein im Querschnitt rechteckiges Hohlprofil, an dessen Stirnseite 16 eine Kopfplatte 28 eingeschweißt ist. Die Schweißnähte 34 sind in FIG 5a dargestellt. In der Mitte der Kopfplatte 28 ist eine Erhöhung 18 ausgebildet, die formschlüssig in eine Ausfräsung 17 in der freien Stirnseite 15 des zugeordneten Armes 14 des Knotens 11 passt, zur passgenauen Anbringung des Sta- bes 12 am Knoten 11. Diese Formgebung der Anlagebereiche hat den Vorteil, dass sich im Vergleich zu einer durchgehend ebenen Anschlussfläche deutlich größere Kräfte übertragen lassen. Für die kraftschlüssige Befestigung ist eine Schraubverbindung vorgesehen, d.h. eine Innensechskantschraube 37 wird durch ein Loch 38 in der Kopfplatte 28 in eine Gewinde- bohrung 25 in der freien Stirnseite 15 des Armes 14 eingedreht. Hierfür können selbstverständlich auch mehrere Schraubverbindungen pro Stab- Knoten-Anbindung vorgesehen sein, die neben- und/oder übereinander angeordnet sind. FIG 6 zeigt ein weiteres Beispiel für die Anbindung zwischen Stab 12 und Knoten 11 eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks. In diesem Beispiel ist die Kopfplatte 28 etwas zurückversetzt im Hohlprofil des Stabes 12 eingeschweißt. Eine spezielle Formgebung ist hier nicht vorgesehen, der Stab 12 wird wiederum über eine durch ein Loch in der Kopfplatte 28 gesteckte Schraube 37 kraftschlüssig mit dem Knoten 11 verschraubt, indem die Schraube 37 in eine Gewindebohrung 25 in der freien Stirnseite 15 des zugeordneten Armes 14 des Knotens 11 eingedreht wird. Selbstverständlich können auch hier mehrere Schraubverbindungen pro Stab-Knoten-Anbindung vorgesehen sein, die neben- und/oder übereinander angeordnet sind.5a and 5b show an example of the attachment of a rod 12 to the node 11 of a surface structure according to the invention. In FIG 5a, the connection area between the rod 12 and node 11 is shown in side view, in FIG 5b, the associated end face 16 of the rod 12. The rod 12 is a rectangular cross-section hollow profile, at the end face 16, a top plate 28 is welded. The welds 34 are shown in FIG 5a. In the middle of the top plate 28, an elevation 18 is formed, which fits positively into a cutout 17 in the free end face 15 of the associated arm 14 of the knot 11, for accurately fitting the Stabe 12 at the knot 11. This shaping of the contact areas has Advantage that significantly greater forces can be transmitted in comparison to a continuous flat connection surface. For the non-positive fastening a screw connection is provided, ie a hexagon socket screw 37 is screwed through a hole 38 in the top plate 28 in a threaded bore 25 in the free end face 15 of the arm 14. For this purpose, of course, several screw connections per rod-node connection can be provided, which are arranged side by side and / or one above the other. 6 shows another example of the connection between rod 12 and node 11 of a surface structure according to the invention. In this example, the top plate 28 is slightly set back in the hollow profile of the rod 12 is welded. A special shape is not provided here, the rod 12 is in turn frictionally bolted via a plugged through a hole in the top plate 28 screw 37 with the node 11 by the screw 37 into a threaded bore 25 in the free end face 15 of the associated arm 14 of the Knot 11 is screwed. Of course, several screw connections per rod-node connection can also be provided here, which are arranged side by side and / or one above the other.
Um einen formschlüssigen Anschluss zu erhalten, könnte im Beispiel nach FIG 6 ergänzend eine um die freie Stirnseite 15 des Armes 14 des Knotens 11 umlaufende Ausfräsung vorgesehen werden, und zwar derart, dass das über die Kopfplatte 34 überstehende Hohlprofil des Stabes 12 passgenau zumindest etwas über die freie Stirnseite 15 des Arms 14 geschoben werden kann.In order to obtain a positive connection, could be provided in the example of FIG 6 in addition to the free end face 15 of the arm 14 of the knot 11 recesses, in such a way that over the top plate 34 protruding hollow profile of the rod 12 fit exactly over at least the free end face 15 of the arm 14 can be pushed.
FIG 7 zeigt in schematischer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sternknotens 11 , bei dem die Schraubverbindung zwischen Knoten 11 und Stab 12 ausgehend vom Knoten 11 hergestellt wird. Hierzu sind in den Knoten 11 Ausnehmungen 39 eingefräst, über die Schrauben 37 durch entsprechende Bohrungen 40 in den Armen 14 des Knoten 11 in Gewinde in den Stäben 12 (nicht dargestellt) einschraubbar sind.7 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a star node 11 according to the invention, in which the screw connection between node 11 and rod 12 is produced starting from node 11. For this purpose, recesses 39 are milled into the knot, via which screws 37 can be screwed through corresponding bores 40 in the arms 14 of the knot 11 into threads in the rods 12 (not shown).
FIG 8 zeigt ein weiteres Beispiel für die Anbindung zwischen Stab 12 und Knoten 11 eines erfindungsgemäßen Flächentragwerks, bei der die einander zugeordneten Stirnseiten 15, 16 von Stab 12 und Arm 14 des Knotens 11 ballig ausgebildet sind, wobei im gezeigten Beispiel die freie Stirnseite 15 des Armes 14 konvex gewölbt ist und die Stirnseite 16 des Stabes 12 hiermit hinsichtlich der Formgebung korrespondierend konkav gewölbt ist, mit zumindest im Wesentlichen gleichem Krümmungsradius wie die konvexe Wölbung. Eine umgekehrte Wölbung der beiden Stirnseiten 15, 16 ist ebenso möglich. Der Vorteil dieser Ausbildung der Anbindung liegt insbesondere darin, dass sich kleine Winkelfehler zwischen Stab 12 und Knoten 11 aufgrund der gewölbten Anbindung bei der Montage ausgleichen lassen. Hierzu muss ergänzend noch vorgesehen werden, dass die Bohrung 40, durch die die Befesti- gungsschraube 37 hindurchgeführt wird, größer als der relevante Schraubendurchmesser und/oder als Langloch ausgeführt ist. Dies ist in FIG 8 beispielhaft für eine vom Knoten 11 ausgehende Verschraubung für die Bohrung 40 im Knoten gezeigt. Analog müsste bei einer Verschraubung ausgehend vom Stab 12 das Loch 38 in der Kopfplatte 28 ausgebildet werden. Die verwendeten Unterlegscheiben 41 müssen in diesen Fällen hinsichtlich ihrer Abmessungen und/oder Formgebung entsprechend angepasst sein.8 shows another example of the connection between bar 12 and node 11 of a surface structure according to the invention, in which the mutually associated end faces 15, 16 of rod 12 and arm 14 of the node 11 are formed crowned, in the example shown, the free end face 15 of Poor 14 is convexly curved and the end face 16 of the rod 12 is hereby concave concave with respect to the shape, with at least substantially the same radius of curvature as the convex curvature. A reverse curvature of the two end faces 15, 16 is also possible. The advantage of this embodiment of the connection is, in particular, that small angular errors can be compensated between rod 12 and node 11 due to the curved connection during assembly. For this purpose, it must additionally be provided that the bore 40, through which the fastening screw 37 is passed, is made larger than the relevant screw diameter and / or as a slot. This is shown by way of example in FIG. 8 for a screw connection for bore 40 outgoing from node 11 in the node. Similarly, in a screw starting from the rod 12, the hole 38 should be formed in the top plate 28. The washers 41 used in these cases must be adapted accordingly in terms of their dimensions and / or shape.
FIG 9a-d zeigen jeweils im Querschnitt durch einen Stab 12 oder einen Arm 14 (die Arme 14 des Knotens 11 und die Stäbe 12 können hinsichtlich Ihres Querschnitts analog ausgebildet sein) Ausführungsvarianten für die bereits angesprochene Anbringung von Dichtungen 32 und Auflageteilen 33, beispielsweise Auflagegummis 33, für die Flächenelemente an einem erfindungsgemäßen Flächentragwerk. In FIG 9a sind zwei parallel verlaufende Rippen 31 (auch: Stege) am Stab 12 ausgebildet, auf die das Auflageteil 33 aufgesteckt ist. In FIG 9b sind vergleichbare Rippen 31 am Rand der Außenseite des Stabes 12 ausgebildet, auch hier ist ein Auflageteil 33 auf die Rippen 31 aufgesteckt. In FIG 9c sind im Stab 12 zwei parallel verlaufende Nuten 23 vorgesehen, in die Dichtungen 32 eingesteckt sind. Es könnten auch beispielsweise im Querschnitt kreisförmige Löcher im Stab 12 vorgesehen sein, in die entsprechend geformte Dichtungen eingesteckt werden. FIG 9d schließlich zeigt eine Variante, bei der das Auflageteil 33 auf der ebenen Außenseite des Stabes 12 angebracht ist, ohne besondere Gestaltung der Außenseite des Stabe 12 und des Auflageteils 33, d.h. beide sind im Anlagebereich flächig und eben ausgebildet. Die Fixierung kann beispielsweise mittels Verklebung erfolgen, indem ein Kleber oder ein Klebeband zwischen den beiden Komponenten aufgebracht bzw. angebracht ist. Bezugszeichenliste9a-d each show in cross-section through a rod 12 or an arm 14 (the arms 14 of the knot 11 and the rods 12 may be analogous in cross-section) variants for the already mentioned attachment of seals 32 and support members 33, for example support rubbers 33, for the surface elements on a surface structure according to the invention. In FIG. 9a, two parallel ribs 31 (also: webs) are formed on the rod 12, onto which the support part 33 is slipped. In FIG. 9b, comparable ribs 31 are formed on the edge of the outside of the bar 12, and here too a supporting part 33 is attached to the ribs 31. In FIG. 9 c, two parallel grooves 23 are provided in the rod 12, into which seals 32 are inserted. It could also be provided for example in cross-section circular holes in the rod 12, are inserted into the correspondingly shaped seals. Finally, FIG. 9 d shows a variant in which the support part 33 is mounted on the flat outer side of the rod 12, without special design of the outer side of the rod 12 and the support part 33, ie both are planar and planar in the contact area. The fixation can be done by gluing, for example, by applying or applying an adhesive or an adhesive tape between the two components. LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Flächentragwerk10 tensile structure
11 Knoten, Sternknoten11 knots, star node
12 Stab12 staff
13 Zentralkörper des Knotens 1113 central body of the node 11
14 Arm des Knotens 1114 arm of the knot 11
15 freie Stirnseite der Arme 14 des Knotens 1115 free end of the arms 14 of the node 11th
16 Stirnseite des Stabes 1216 front side of the rod 12th
17 Ausfräsung17 milling out
18 Erhöhung18 increase
19 Oberseite des Armes 14 des Knotens 1119 top of arm 14 of node 11
20 Unterseite des Armes 14 des Knotens 1120 underside of the arm 14 of the knot 11
21 Zwischenseiten des Armes 14 des Knotens 1121 intermediate sides of the arm 14 of the node 11
22 Ausnehmung im Knoten 11 zur Gewichtseinsparung22 recess in the node 11 to save weight
23 Nut zur Anbringung von Zusatzteilen23 Groove for attaching additional parts
25 Gewindebohrung25 threaded hole
26 Aufnahmebohrung26 receiving bore
27 Öffnung im Stab 1227 opening in the bar 12
28 Kopfplatte28 top plate
29 Befestigungsbolzen29 fastening bolts
30 Haltebleche für Flächenelemente30 holding plates for surface elements
31 Rippe zur Anbringung von Zusatzteilen31 rib for attachment of additional parts
32 Dichtung32 seal
33 Auflageteil, Auflagegummi33 support part, support rubber
34 Schweißnaht34 weld
37 Schraube, Befestigungsschraube37 screw, fixing screw
38 Loch in der Kopfplatte 2838 hole in the top plate 28
39 Ausnehmung im Knoten 1139 recess in the node 11
40 Bohrung im Knoten 1140 hole in node 11
41 Unterlegscheibe 41 Washer

Claims

Patentansprüche claims
1. Einschaliges Flächentragwerk (10) für Flächenelemente zur Ausbildung einer Dach- oder Fassadenfläche eines Gebäudes, umfassend Stäbe (12) und mindestens einen Knoten (H), insbesondere einen Sternknoten, wobei der Knoten (1 1) einen Zentralkörper (13) umfasst, an dem mindestens drei Arme (14) ausgebildet sind, wobei die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) zur Anbringung der Stäbe über deren jeweilige Stirnseite (16) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) aus einem Stück hergestellt ist.1. Single-shell tensile structure (10) for surface elements for forming a roof or facade surface of a building, comprising bars (12) and at least one node (H), in particular a star node, wherein the node (1 1) comprises a central body (13), on which at least three arms (14) are formed, wherein the free end faces (15) of the arms (14) are designed for attachment of the rods via their respective end face (16), characterized in that the node (11) made of one piece is.
2. Flächentragwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) mittels spanender Bearbeitung aus dem Vollen hergestellt ist.2. Tensile structure according to claim 1, characterized in that the node (11) is made by machining from the solid.
3. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) aus dem Vollen gefräst ist.3. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the node (11) is milled from the solid.
4. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (14) des Knotens (11) derart zueinander geneigt und/oder gedreht sind, dass der Knoten (1 1) die Ausrichtung der am Knoten (11) angebrachten Stäbe (12) und damit die Geometrie des Flächentragwerks (10) im Bereich des Knotens (11) definiert.4. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (14) of the node (11) are inclined and / or rotated to each other such that the node (1 1) the orientation of the node (11) attached rods (11). 12) and thus the geometry of the surface structure (10) defined in the region of the node (11).
5. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) mit den jeweils zugeordneten Stirnseiten (16) der Stäbe (12) hinsichtlich ihrer Formgebung korres- pondieren, zur passgenauen Anbringung der Stäbe (12) am Knoten (11).5. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) with the respectively associated end faces (16) of the rods (12) with respect to their shape korres- ponding, for accurately fitting the rods (12) on the node (11).
6. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) Anlageflächen aufweisen, die zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet sind und senkrecht zur Ausrichtung des jeweiligen Arms (14) an seiner freien Stirnseite (15) o- rientiert sind.6. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) have contact surfaces which are at least substantially planar and perpendicular to the orientation of the respective arm (14) at its free end face (15th ) o- oriented.
7. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) eine oder mehrere Ausfräsun- gen (17) in der Stirnseitenmitte und/oder am oder um den Stirnseiten- rand aufweisen, die mit einer oder mehreren entsprechenden Erhöhungen (18) der zugeordneten Stirnseite (16) des jeweiligen Stabes (15) korrespondieren.7. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) have one or more Ausfräsun- conditions (17) in the front side center and / or on or around the end side edge, with one or more corresponding elevations (18) of the associated end face (16) of the respective rod (15) correspond.
8. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) gekrümmt oder gewölbt, insbesondere konkav oder konvex oder ballig, ausgebildet sind und die jeweils zugeordneten Stirnseiten (16) der Stäbe (12) hiermit formschlüssig korrespondierend ebenfalls gekrümmt oder gewölbt ausgebildet sind.8. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) curved or curved, in particular concave or convex or spherical, are formed and the respective associated end faces (16) of the rods (12). Hereby form-fitting correspondingly also curved or arched are formed.
9. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (14) mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind und eine Oberseite (19), einer der Oberseite (19) gegenüberliegenden Unterseite (20) und zwischen Oberseite (19) und Unterseite (20) zwei den anderen Armen zu- oder abgewandte Seiten (21) aufweisen, wobei O- berseite (19) und/oder Unterseite (20) des jeweiligen Armes (14) zur Anordnung eines Flächenelements ausgebildet sind.9. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (14) are formed with a rectangular cross-section and an upper side (19), one of the upper side (19) opposite bottom (20) and between the upper side (19) and underside (20) have two sides facing the other arms (21), wherein O- Berber side (19) and / or bottom (20) of the respective arm (14) are designed for the arrangement of a surface element.
10. Flächentragwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseiten (19) der Arme (14) flächig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Oberseite (19) zumindest im Bereich zur freien Armseite (15) hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden10. Tensile structure according to claim 9, characterized in that the upper sides (19) of the arms (14) are formed flat, wherein the respective upper side (19) at least in the region of the free arm side (15) down according to the inclination of the attached or to be attached Surface element and thus according to the inclination or curvature of the surface elements formed or to be formed
Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens (11) ausgerichtet ist.Roof or facade surface in the region of the respective node (11) is aligned.
1 1. Flächentragwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseiten (20) der Arme (14) flächig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Unterseite (20) zumindest im Bereich zur freien Armseite (15) hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden1 1. A tensile structure according to claim 9 or 10, characterized in that the undersides (20) of the arms (14) are formed flat, wherein the respective bottom (20) at least in the area to the free arm side (15) down according to the inclination of it attached or to be attached surface element and thus according to the inclination or curvature of the surface elements formed or to be formed
Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens (1 1) ausgerichtet ist.Roof or facade surface in the region of the respective node (1 1) is aligned.
12. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) und/oder die Stäbe (12) Ausnehmungen (22) und/oder Löcher zur Gewichtseinsparung, und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher und/oder Nuten (23) und/oder Stege und/oder Rippen (31) zur Anbringung und/oder Fixierung von Zusatzteilen, insbesondere Dich- tungen (32) und/oder Auflageteilen (33) und/oder Auflagebändern, o- der zur Befestigung von Spannseilen aufweisen. 12. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the node (11) and / or the rods (12) recesses (22) and / or holes for weight saving, and / or recesses and / or holes and / or grooves ( 23) and / or webs and / or ribs (31) for attachment and / or fixation of additional parts, in particular seals (32) and / or support parts (33) and / or support bands, o- for attachment of tension cables.
13. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (12) gerade ausgebildet sind, insbesondere als gerade Verbindungsstäbe zwischen zwei Knoten (11).13. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the rods (12) are straight, in particular as straight connecting rods between two nodes (11).
14. Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) und die diesen jeweils zugeordneten Stirnseiten (16) der Stäbe (12) miteinander korrespondierende Befestigungseinrichtungen (37, 25) zur Anbringung der Stäbe (12) am14. Tensile structure according to one of the preceding claims, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) and their respective end faces (16) of the rods (12) mutually corresponding fastening means (37, 25) for attachment of the rods (12) am
Knoten (11) aufweisen, insbesondere Gewindebohrungen (25) und/oder Durchgangsbohrungen (38, 49) und/oder Langlöcher.Node (11), in particular threaded holes (25) and / or through holes (38, 49) and / or slots.
15. Knoten (H), insbesondere Sternknoten, für ein einschaliges Flächen- tragwerk (10) aus Knoten (11) und Stäben (12) für Flächenelemente zur15. Node (H), in particular star node, for a single-shell surface structure (10) of nodes (11) and bars (12) for surface elements for
Ausbildung einer Dach- oder Fassadenfläche eines Gebäudes, insbesondere für ein Flächentragwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Knoten (1 1) einen Zentralkörper (13) umfasst, an dem min- destens drei Arme (14) ausgebildet sind, wobei die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) zur Anbringung der Stäbe (12) über deren jeweilige Stirnseite (16) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) aus einem Stück hergestellt ist.Forming a roof or facade surface of a building, in particular for a surface structure (10) according to one of the preceding claims, wherein the node (1 1) comprises a central body (13) on which at least three arms (14) are formed the free end faces (15) of the arms (14) are designed for attachment of the rods (12) via their respective end face (16), characterized in that the node (11) is made in one piece.
16. Knoten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) mittels spanender Bearbeitung aus dem Vollen hergestellt ist.16. A node according to claim 15, characterized in that the node (11) is made by machining from the solid.
17. Knoten nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (11) aus dem Vollen gefräst ist. 17. Node according to claim 15 or 16, characterized in that the node (11) is milled from the solid.
18. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (14) des Knotens (11) derart zueinander geneigt und/oder gedreht sind, dass der Knoten (11) die Ausrichtung der am Knoten (11) angebrachten oder anzubringenden Stäbe (12) und damit die Geometrie des Flächentragwerks (10) im Bereich des Knotens (11) definiert.18. A node according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the arms (14) of the node (11) are inclined and / or rotated relative to each other such that the node (11) the orientation of the node (11) attached or to be attached rods (12) and thus the geometry of the surface structure (10) defined in the region of the node (11).
19. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) als Passfläche zur passgenauen19. A node according to any one of claims 15 to 18, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) as a mating surface for accurately fitting
Anbringung der Stäbe (12) am Knoten (11) ausgebildet sind.Attachment of the rods (12) on the node (11) are formed.
20. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) Anlageflächen aufweisen, die zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet sind und senkrecht zur Ausrichtung des jeweiligen Arms (14) an seiner freien Stirnseite (15) o- rientiert sind.20. node according to one of claims 15 to 19, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) contact surfaces, which are at least substantially planar and perpendicular to the orientation of the respective arm (14) at its free end face (15) are oriented.
21. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) eine oder mehrere Ausfräsun- gen (17) in der Stirnseitenmitte und/oder am oder um den Stirnseitenrand zur passgenauen Anbindung der Stäbe (12) aufweisen.21. A node according to any one of claims 15 to 20, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) one or more Ausfräsun- gen (17) in the front side center and / or on or around the front edge for precise connection of the Having rods (12).
22. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnseiten (15) der Arme (14) gekrümmt oder gewölbt, insbesondere konkav oder konvex oder ballig, ausgebildet sind.22. node according to one of claims 15 to 21, characterized in that the free end faces (15) of the arms (14) curved or curved, in particular concave or convex or spherical, are formed.
23. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (14) mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind und eine Oberseite (19), einer der Oberseite (19) gegenüberliegenden Unterseite (20) und zwischen Oberseite (19) und Unterseite (20) zwei den anderen Armen (14) zu- oder abgewandte Seiten (21) aufweisen, wobei Oberseite (19) und/oder Unterseite (20) des jeweiligen Armes (14) zur23. Node according to one of claims 15 to 22, characterized in that the arms (14) are formed with a rectangular cross-section and a top (19), one of the top (19) opposite underside (20) and between the top (19) and bottom (20) two of the other arms (14) or facing away from sides (21), wherein the top (19) and / or bottom (20) of the respective arm (14) for
Anordnung eines Flächenelements ausgebildet sind.Arrangement of a surface element are formed.
24. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseiten (19) der Arme (14) flächig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Oberseite (19) zumindest im Bereich zur freien Armseite (15) hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens (11) ausgerichtet ist.24. The node according to claim 15, characterized in that the upper sides (19) of the arms (14) are designed to be flat, wherein the respective upper side (19) at least in the region towards the free arm side (15) according to the inclination of attached thereto or to be attached surface element and thus according to the inclination or curvature of the surface elements formed or formed from the roof or facade surface in the region of the respective node (11) is aligned.
25. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseiten (20) der Arme (14) flächig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Unterseite (20) zumindest im Bereich zur freien Armseite hin entsprechend der Neigung des daran angebrachten oder anzubringenden Flächenelements und damit entsprechend der Neigung oder Krümmung der aus den Flächenelementen gebildeten oder zu bildenden Dach- oder Fassadenfläche im Bereich des jeweiligen Knotens (11) ausgerichtet ist.25. node according to one of claims 15 to 24, characterized in that the undersides (20) of the arms (14) are formed flat, wherein the respective bottom (20) at least in the area towards the free arm side according to the inclination of the attached thereto or to be attached surface element and thus according to the inclination or curvature of the surface elements formed or formed from the roof or facade surface in the region of the respective node (11) is aligned.
26. Knoten nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Knoten (1 1) Ausnehmungen (22) und/oder Löcher zur Gewichtseinsparung, und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher und/oder Nuten (23) und/oder Stege und/oder Rippen (31) zur Anbringung und/oder Fixierung von Zusatzteilen (32, 33), insbesondere Dichtungen (32) und/oder Auflageteilen (33) und/oder Auflagebändern, oder zur Befestigung von Spannseilen aufweist.26. A node according to any one of claims 15 to 25, characterized in that the node (1 1) recesses (22) and / or holes for weight saving, and / or recesses and / or holes and / or grooves (23) and / or Webs and / or ribs (31) for attachment and / or fixation of additional parts (32, 33), in particular Seals (32) and / or support members (33) and / or support bands, or for attachment of tension cables.
27. Verfahren zum Herstellen eines Knotens (11) nach einem der Ansprü- che 15 bis 26 oder eines Knotens (11) für ein Flächentragwerk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Herstellen des Knotens (11) mittels Fräsen aus dem Vollen.27. A method of manufacturing a knot (11) according to any one of claims 15 to 26 or a knot (11) for a tensile structure (10) according to any one of claims 1 to 14, characterized by the following step: producing the knot (11) by means of Milling from the solid.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräsen aus dem Vollen vollautomatisch in einer Fräsmaschine ausgeführt wird, in maximal zwei Aufspannungen des Werkstücks.28. The method according to claim 27, characterized in that the milling is carried out from the full fully automatic in a milling machine, in a maximum of two fixtures of the workpiece.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine Gravur zur Kennzeichnung des Knotens (11) beim Fräsen aus dem Vollen mitgefräst wird. 29. The method according to claim 27 or 28, characterized in that also an engraving for the identification of the node (11) is milled during milling from the solid.
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