EP4143396A1 - Complex construction-supporting structures, and use of said complex construction-supporting structures - Google Patents

Complex construction-supporting structures, and use of said complex construction-supporting structures

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EP4143396A1
EP4143396A1 EP20726702.2A EP20726702A EP4143396A1 EP 4143396 A1 EP4143396 A1 EP 4143396A1 EP 20726702 A EP20726702 A EP 20726702A EP 4143396 A1 EP4143396 A1 EP 4143396A1
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EP
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building
complex
support structures
shell
structures according
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Application number
EP20726702.2A
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Bernd Heidenreich
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Definitions

  • the invention relates to a further development of a two-shell surface structure module known from PCT / EP2018 / 000066, in which two-shell surface structures in the form of primary shell structures are formed from individual, assembled modules, which are referred to as primary shell structures for short in the further description and which as a result of the further development to complex structural support structures can be joined together.
  • DE 3 415 344 A1 describes a quick-assembly frame, in particular made of steel, as a supporting structure for the ceiling and wall panels of a building.
  • This solution is known as skeleton construction, which is equipped with special connection solutions for the bar components (supports, bars) for quick assembly of the skeletons.
  • GB 1,175,711 describes crossed, parallel-belted lattice girders for ceiling and roof structures, provided as support structures.
  • planar structure module that basically consists of two secondary shells 1, corner angles 2 and the statically necessary diagonals 3 and with which - due to the reusability of the modules - primary shell structures can be joined together flexibly and with a high degree of prefabrication with detachable connections which, in addition to their static function, can also be used for temporary or permanent, mobile storage of furniture, equipment or storage containers.
  • the object of the solution according to the invention is therefore to propose a solution to these problems which eliminates the disadvantages of the known prior art and extends the application limits of conventional support structures.
  • the present inventive stand-alone solution describes a modified two-tier planar structure module, with which double-shell planar structures in the form of primary-shell structures are to be formed from individual composite planar structure modules of this type, which in turn, plus any additional components such as flat trusses 9, are assembled to form complex structural support structures. This is to be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • Figure 1 Example of a modified surface structure module with detail of the
  • Figure 2 Section from a flat primary shell structure with connecting plates
  • Figure 3 Section from a spatial, complex building support structure with detail of an orthogonal module connection.
  • two-shell surface structure modules consisting of two secondary shell elements 1 that delimit the surface structure module on two opposite sides and statically necessary filler bars, which include the corner angles 2 and the diagonals 3
  • two-shell surface structures in the form of primary shell structures with a two-axis truss load-bearing effect and disk load-bearing effect are combined.
  • Primary shell structures from the known planar structure modules function, as it were, as flanges of oversized double T-beams, with walls being formed from flat frameworks 9 or also from primary shell structures or a combination of these taking over the role of the webs.
  • the two-shell structural planar modules are modified by making the connections to adjacent modules at the module corners not only in both directions parallel to the shell, but also in a direction orthogonal to them are replaced by angle profits, the additional leg of which is arranged parallel to the shell on the outside of the module.
  • planar frameworks 9 which also consist of similar, prefabricated elements or primary shell structures made of two-shell structural panels, can be easily and detachably connected.
  • the number and arrangement of the screws 5.2 can vary. In the simplest case, one screw 5.2 per module corner is sufficient.
  • the drawings show three screws 5.
  • the connecting pockets or connecting straps which are still proposed by the prior art, can also be dispensed with.
  • FIGS. 1 to 3 associated here relate to this exemplary connection solution in the module corners.
  • the connection between orthogonally arranged modules is implemented by appropriately supplemented connection plates 5.3.
  • a nut on a partial thread (not shown) or a split pin 7.1 in a corresponding bore can be used.
  • the diagonal 3 can, if necessary, also be replaced very easily by a closed frame if the diagonal 3 impede particular uses.
  • the connecting plate connection for the transmission of the longitudinal forces in the secondary shell plane and the transverse forces, it appears expedient in the corner angles 2 running perpendicular to the shell plane in the immediate vicinity of the two ends and offset as far as necessary in the direction of the center of the bar, next to the Diagonal connections 7, 7.1 additional holes 6 to be provided.
  • these bores 6 can also be used entirely or in addition for the orthogonal ceiling-wall connection if corresponding bores 5.1 are provided in the secondary shell 1 of the module to be orthogonally connected or are additionally made.
  • the secondary shells 1 can also be made thinner in the area of the surface of the connecting plates 5 by their thickness (plus the screw heads or nuts if no countersunk screws are used) in order to compensate for the elevation of the connecting plate connection (5, 5.1, 5.2) then possibly remaining depressions on the connecting plates 5 in the area outside the screw heads or nuts are decayed or potted with appropriate materials.
  • a second plate plane in each case be erected or attached on the outside, parallel to the secondary shells 1 and in their area size, at an appropriate distance from the secondary shell 1. This can consist of one or more sub-panels.
  • a special application of the complex structural support structures according to the invention can be in buildings with ceilings made of primary shell structures according to PCT / EP2018 / 000066 and simultaneous use of the primary shell structures as walls in appropriate thicknesses, containers in addition to being used for storage also for transporting things through the entire building and later in addition to use.
  • these containers are also moved vertically through the double-shell walls.
  • goods can also be delivered to building users from the street or from a drone landing pad the building roof in this way arrive more or less automatically in the usage unit of the recipient.
  • containers can also be replaced by capsules for transporting people or they can be accommodated in them.
  • the person capsules as well as the normal containers can then first be moved within the building and from there to the roof or to a side opening of the building in order to be picked up by a drone or another flying object and transported further.
  • containers and person capsules can also be coupled or coupled to central transport systems that are likely to be installed in the future and that can run underground, at ground level or elevated.
  • the areas between the secondary shells can be used as a basis for facade greening in areas of building exterior walls.
  • a further advantageous use of the solution according to the invention is that the additional plate planes parallel to the secondary shells or the secondary shells 1 themselves can also be used for cleaning systems. For example, when using appropriately perforated panels and special, permeable textile coverings, dust and dirt from the floor can be sucked into the space in between and filtered out of the air.
  • the joints between the additional panels or the secondary shells 1, which are to be widened in certain areas, could be used to accommodate spray wipers and drainage channels.
  • the spray wipers are moved upwards, cleaning liquid is distributed from integrated spray nozzles and the loosened dirt and dust into the plate with the rod-shaped wipers, which either rotate around a vertical axis or are moved over the surface of the plate by linear drives Wiped drainage channels, which are also located between the plates.
  • the cleaning fluid can be reused after filtering.
  • the cleaning liquid can also be distributed from separate, adjustable nozzles, which can be located in all surfaces surrounding the room.
  • the inventory is dried using air from special nozzles.
  • the floor wipers are flexible and made up of several parts in order to deal with those on the floor
  • the exposure is done by special lamps (e.g. LED), the irrigation can be done manually or automatically.
  • These mini plant factories are preferably moved on or on rails in the levels between the secondary shells of the surface support structure modules, which also results in their expedient area. Access is through openings in the secondary shells through which the containers are directly accessible or can be lifted, lowered or moved horizontally into the usable space.
  • the Mmi plant factories are primarily characterized by extremely high productivity and ecology. The plants grow all year round with little additional energy expenditure, they make extensive use of fertilizers and water - unlike in conventional agriculture - and do not need any pesticides or weed killers. In addition, vegetables and fruits are produced directly at the point of consumption and in accordance with requirements. It also seems conceivable and appropriate to use the space between the secondary dishes for aquariums, terrariums or for keeping small animals.
  • sowing, planting and care can then be carried out from a central service or processing room.
  • the consumer is then only responsible for that
  • Buildings in the construction method proposed here are distinguished in comparison to conventionally manufactured buildings primarily by their extremely high overall stability and local rigidity and - especially with the appropriate choice of material - their very low dead weight.
  • the solution according to the invention can advantageously be used to contribute to solving the three current problems already mentioned, such as poor, inconsistent subsoil conditions, rising sea or groundwater levels and earthquakes.
  • the lower area of the building that is to say the base surface and the rising walls from the base up to an appropriate height, for example by means of an outer coating or cladding, are liquid-tight.
  • this area if necessary, several primary dishes can be arranged one above the other and, as described above, used for plant production, for example.
  • the lowest area there is a larger number of independently infested and emptied liquid tanks or air cushions, which are evenly distributed over the base area.
  • the building is now in a very stable, open top, as well liquid-tight trough, the inner surfaces of which correspond to the corresponding outer surfaces of the building plus an appropriate distance.
  • the trough should also be made from planar structural modules, for example as described in PCT / EP2018 / 000066.
  • flexible fluid or air cushions for example, are fixed in the space between the inner walls of the trough and the outer walls of the building, which can also be filled or emptied independently, or length-adjustable, rod-shaped elements are installed with which the distance between the inner and outer walls of the trough can be regulated can.
  • the trough is filled with water or another suitable liquid to the appropriate level until the building floats.
  • the horizontal position of the building is constantly monitored and regulated by different filling and emptying of the liquid tanks or air cushions in the building as well as the lateral liquid or air cushions or the length adjustment of the rod elements.
  • the height of the building can also be adjusted using the control mechanisms described and changing the liquid level in the trough. In the case of unfavorable subsoil conditions, subsidence and inclinations due to uneven subsidence can be compensated for.

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Abstract

Disclosed are complex construction-supporting structures made up of two-walled, plane load-bearing structural modules which are designed for the production of two-walled, plane load-bearing structures that are made up of individual, assembled, plane load-bearing structural modules and form primary-shell load-bearing systems which in turn are combined, possibly with the additional use of complementary components such as plane truss elements (9), in order to form complex construction-supporting structures which can be used in the presence of rising sea levels or groundwater tables, poor foundation soils, and earthquakes.

Description

Komplexe Bauwerkstragstrukturen und Verwendung dieser komplexenComplex structural support structures and use of these complex ones
Bauwerkstragstrukturen Structural support structures
Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung eines aus der PCT/EP2018/000066 bekannten, zweischaligen Flächentragwerksmoduls, bei dem aus einzelnen, zusammengesetzten Modulen zweischalige Flächentragwerke in Form von Primärschalentragwerken gebildet werden, die in der weiteren Beschreibung verkürzt als Primärschalentragwerke bezeichnet werden und die infolge der Weiterentwicklung zu komplexen Bauwerkstragstrukturen zusammengefügt werden können. The invention relates to a further development of a two-shell surface structure module known from PCT / EP2018 / 000066, in which two-shell surface structures in the form of primary shell structures are formed from individual, assembled modules, which are referred to as primary shell structures for short in the further description and which as a result of the further development to complex structural support structures can be joined together.
Aus der CN 102174858 ist ein vorgefertigtes Gebäudesystem mit Stahl-Gitterstruktur bestehend aus Wandplaten, Deckenplatten und tragenden Stützen bekannt, welches spezielle Aufbauten der Bauteile und Anschlusslösungen zwischen den Bauteilen aufweist. From CN 102174858 a prefabricated building system with a steel lattice structure consisting of wall panels, ceiling panels and load-bearing supports is known, which has special structures of the components and connection solutions between the components.
Die DE 3 415 344 A1 beschreibt ein Schnellbaugerippe, insbesondere aus Stahl, als tragende Konstruktion für Decken- und Wandplatten eines Gebäudes. Diese Lösung ist bekannt als Skelettbau, weicher hier mit speziellen Anschlusslösungen der Stabbauteile (Stützen, Riegel) zur schnellen Montage der Skelette ausgestatet ist. DE 3 415 344 A1 describes a quick-assembly frame, in particular made of steel, as a supporting structure for the ceiling and wall panels of a building. This solution is known as skeleton construction, which is equipped with special connection solutions for the bar components (supports, bars) for quick assembly of the skeletons.
Aus der EP 1 609 924 A1 sind umgedrehte Stahlbetonkassettendecken mit gekreuzten Rippen in 3 Ebenen bekannt Dabei wird die untere Ebene 1 aus einer Stahlbetonplatte, die Ebene 2 aus Rippen und Aussparungen und die Ebene 3 aus auf Kreuzungspunkten der Rippen aufliegenden Platten/Fliesen mit Aufständerung zur Verteilung von klimatisierter Luft oder Installationsleitungen gebildet. Dabei liegen die Deckenelemente an ihren Ecken auf Stützen auf und werden durch spezielle Vorrichtungen miteinander verbunden. From EP 1 609 924 A1 inverted reinforced concrete coffered ceilings with crossed ribs in 3 levels are known Distribution of conditioned air or plumbing formed. The ceiling elements rest on supports at their corners and are connected to one another by special devices.
Die GB 1,175,711 beschreibt gekreuzte, parallelgurtige Fachwerkträger für Decken- und Dachkonstruktionen, vorgesehen als Unterstützungskonstruktion. GB 1,175,711 describes crossed, parallel-belted lattice girders for ceiling and roof structures, provided as support structures.
Bekannt sind aus der US 2009/0282766 A1 vorgefertigte Gittersektionen aus gekreuzten Biegestäben, aufgelegt auf parallel verlaufende, ebene, parallelgurtige Fachwerkträger aus gleichen oder ähnlichen Profilen wie die Gittersektionen, Die Fachwerkträger liegen dabei auf Haupttragelementen des Gebäudes (Träger, Wände) auf und die Gitterwaben werden durch abnehmbare Platten abgedeckt. Aus diesem System gebildete Unterdecken werden an den ebenen Fachwerkträgern oder an Haupttragelementen des Gebäudes abgehängt, damit wird eine annähernd vollflächige Zugänglichkeit zum Zwischenraum zwischen aufliegender Gitterdecke und abgehängter Unterdecke erreicht. Known from US 2009/0282766 A1 are prefabricated lattice sections made of crossed bending bars, placed on parallel, flat, parallel-belted lattice girders made of the same or similar profiles as the lattice sections are covered by removable panels. Suspended ceilings formed from this system are suspended from the level lattice girders or the main supporting elements of the building, so that almost full-area access to the space between the grid ceiling and the suspended ceiling is achieved.
Nachteilig bei allen diesen bekannten Lösungen ist, dass kein Zusammenwirken beabstandeter Flächenelemente hinsichtlich der Platentragwirkung erreicht wird und es sich um verhältnismäßig schwere Lösungen handelt. Außerdem können die flächigen Tragelemente nicht zu räumlichen, komplexen Bauwerkstragstrukturen, bei denen alle Bauteile, die einen Beitrag zur Gesamttragwirkung leisten können, zusammengefügt werden. Aus der PCT/EP2018/000066 ist ein Flächentragwerksmodul bekannt, dass grundsätzlich aus zwei Sekundärschalen 1, Eckwinkeln 2 und den statisch notwendigen Diagonalen 3 besteht und mit dem nachhaltig - infolge der Wiederverwendbarkeit der Module - flexibel und mit hohem Vorfertigungsgrad Primärschalentragwerke mit lösbaren Verbindungen zusammengefügt werden können, die neben ihrer statischen Funktion auch zur temporären oder ständigen, mobilen Aufbewahrung von Möbeln, Ausrüstungen oder Staucontainern nutzbar sind. The disadvantage of all of these known solutions is that no interaction of spaced-apart surface elements is achieved with regard to the plate-carrying effect, and the solutions involved are relatively heavy. In addition, the flat load-bearing elements cannot be combined into three-dimensional, complex structural load-bearing structures in which all components that can contribute to the overall load-bearing effect are joined together. From PCT / EP2018 / 000066 a planar structure module is known that basically consists of two secondary shells 1, corner angles 2 and the statically necessary diagonals 3 and with which - due to the reusability of the modules - primary shell structures can be joined together flexibly and with a high degree of prefabrication with detachable connections which, in addition to their static function, can also be used for temporary or permanent, mobile storage of furniture, equipment or storage containers.
Heute mehr und mehr auftretende Probleme beim Neubau von Gebäuden werden verursacht durch schlechte, uneinheitliche Baugrundverhältnisse, steigende Meer- oder Grundwasserspiegel und Erdbeben. Today more and more problems with the construction of new buildings are caused by poor, inconsistent subsoil conditions, rising sea or groundwater levels and earthquakes.
Die bisher üblichen Bauverfahren und Bauumsetzungen realisieren nachteiligerweise die erforderlichen Eigenschaften von Bauwerken, welche durch die vorstehend benannten Anforderungen gestellt werden, nicht oder nur unzureichend. The construction methods and building implementations customary up to now disadvantageously realize the necessary properties of buildings, which are made by the above-mentioned requirements, or only inadequately.
Aufgabe der erfindungsgemäßen Lösung ist es deshalb, eine Lösung dieser Probleme vorzuschlagen welche die Nachteile des bekannten Standes der Technik behebt sowie die Anwendungsgrenzenüblicher Tragstrukturen erweitert. The object of the solution according to the invention is therefore to propose a solution to these problems which eliminates the disadvantages of the known prior art and extends the application limits of conventional support structures.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäßen komplexen Bauwerkstragstrukturen und Verwendung dieser komplexen Bauwerkstragstrukturen, welche es durch ihre extrem hohe Gesamtstabilität und lokale Steifigkeit sowie - vor allem bei entsprechender Materialwahl - ihr sehr geringes Gewicht ermöglicht, einen Beitrag zur Lösung der aktuellen Probleme wie schlechte, uneinheitliche Baugrundverhältnisse, steigende Meer- oder Grundwasserspiegel und Erdbeben zu leisten sowie die derzeitigen Anwendungsgrenzen üblicher Tragwerksstrukturen deutlich zu erweitern. This object is achieved by the complex structural support structures according to the invention and the use of these complex structural support structures, which, thanks to their extremely high overall stability and local rigidity and - especially with the appropriate choice of material - their very low weight, make a contribution to solving current problems such as poor, inconsistent To cope with subsoil conditions, rising sea or groundwater levels and earthquakes, as well as significantly expanding the current application limits of conventional structural structures.
Die hier vorliegende erfinderische eigenständige Lösung beschreibt ein modifiziertes zweischaiig ausgeführtes Flächentragwerksmodul, mit dem aus einzelnen zusammengesetzten Flächentragwerksmodulen dieser Art zweischalige Flächentragwerke in Form von Primärschalentragwerken zu bilden sind, die wiederum zuzüglich eventuell ergänzender Bauteile wie ebene Fachwerke 9 zu komplexen Bauwerkstragstrukturen zusammengefügt werden. Dies soll anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert werden. The present inventive stand-alone solution describes a modified two-tier planar structure module, with which double-shell planar structures in the form of primary-shell structures are to be formed from individual composite planar structure modules of this type, which in turn, plus any additional components such as flat trusses 9, are assembled to form complex structural support structures. This is to be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.
Dabei zeigt It shows
Figur 1: Beispiel eines modifizierten Flächentragwerksmoduls mit Detail desFigure 1: Example of a modified surface structure module with detail of the
Diagonalenanschlusses, Diagonal connection,
Figur 2: Ausschnitt aus einem ebenen Primärschalentragwerk mit Verbindungsplaten, Figure 2: Section from a flat primary shell structure with connecting plates,
Figur 3: Ausschnitt aus einer räumlichen, komplexen Bauwerkstragstruktur mit Detail eines orthogonalen Modulanschlusses. Mit zweischalig ausgeführten Flächentragwerksmodulen, bestehend aus zwei Sekundärschalenelementen 1, die das Flächentragwerksmodul an zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzen und statisch notwendigen Füllstaben, zu denen die Eckwinkel 2 und die Diagonalen 3 gehören, werden zweischalige Flächentragwerke in Form von Primärschalentragwerken mit zweiachsiger Fachwerktragwirkung und Scheibentragwirkung zusammengefügt. Durch Modifikation der Ausführung der Anschlusslösungen in den Ecken der Flächentragwerksmodule wird die Bildung komplexer Bauwerkstragstrukturen ermöglicht, die mit einfachen Mitteln ein räumliches Zusammenwirken unterschiedlicher Bauteile wie z.B. der Decken und Wände eines Gebäudes realisieren. Figure 3: Section from a spatial, complex building support structure with detail of an orthogonal module connection. With two-shell surface structure modules, consisting of two secondary shell elements 1 that delimit the surface structure module on two opposite sides and statically necessary filler bars, which include the corner angles 2 and the diagonals 3, two-shell surface structures in the form of primary shell structures with a two-axis truss load-bearing effect and disk load-bearing effect are combined. By modifying the execution of the connection solutions in the corners of the surface structure modules, the formation of complex structural support structures is made possible, which realize a spatial interaction of different components such as the ceilings and walls of a building with simple means.
Als einfaches Beispiel kann genannt werden, dass übereinander liegende Geschossdecken alsAs a simple example it can be mentioned that floor slabs lying on top of each other are used as
Primärschalentragwerke aus den bekannten Flächentragwerksmodulen gleichsam als Flansche von übergroßen Doppel-T-Trägern funktionieren, wobei Wände gebildet sind aus ebenen Fachwerken 9 oder ebenfalls aus Primärschalentragwerken oder deren Kombination die Aufgabe der Stege übernehmen. Primary shell structures from the known planar structure modules function, as it were, as flanges of oversized double T-beams, with walls being formed from flat frameworks 9 or also from primary shell structures or a combination of these taking over the role of the webs.
Es sind also durch die Herstellung der komplexen Bauwerkstragstrukturen unregelmäßige Bauwerksstrukturen möglich, in denen alle Hauptbauteile unabhängig von ihrer Ausrichtung und Lage und auch über mehrere Geschosse, bei denen dies zweckmäßig ist, an der Ableitung der Lasten beteiligt werden und so eine hohe Effizienz der Tragstruktur entsteht, Damit sind ohne zusätzlichen Aufwand sehr große freie Stützweiten ausführbar. Daraus ergeben sich Möglichkeiten, die mit herkömmlichen Bauweisen und -verfahren nur mit sehr großem Aufwand realisierbar wären. Dazu gehört z.B. das vollständige Überbauen von vorhandenen Gebäuden ohne deren Nutzung einzuschränken oder zu unterbrechen. Ebenso ist es denkbar, Straßen oder kleine Täler zu überbauen oder Gebäude aufzustandern, um die Bereiche unterhalb der Gebäude anderweitig zu nutzen. Für die in Ballungsräumen oft gewünschte Verdichtung der Bausubstanz ist eine perfekte Möglichkeit geschaffen. The production of the complex structural support structures therefore makes it possible to create irregular structural structures in which all main components, regardless of their orientation and location, and also across several floors, where this is appropriate, are involved in the dissipation of the loads, thus creating a high level of efficiency for the supporting structure This means that very large free spans can be implemented without additional effort. This results in possibilities that would only be realizable with conventional construction methods and methods with a great deal of effort. This includes, for example, building over existing buildings completely without restricting or interrupting their use. It is also conceivable to build over streets or small valleys or to upgrade buildings in order to use the areas below the buildings for other purposes. A perfect opportunity has been created for the densification of the building fabric, which is often desired in metropolitan areas.
Außerdem könnte bei Gebäuden mit Decken aus Primärschalentragwerken und gleichzeitiger, zumindest teilweiser Verwendung dieser Primärschalentragwerke als Wände in zweckmäßigen Dicken einfach die Möglichkeit geschaffen werden Installations- oder Verwahrräume im gesamten Gebäude zu schaffen und miteinander zu verbinden und Verwahrcontainer auch zum Transport von Dingen oder Personen durch das gesamte Gebäude und später darüber hinaus zu nutzen. Dazu müssen die Container auch orthogonal durch die zweischaligen Primärschalentragwerke bewegt werden. Für die Zugänglichkeit mehrerer Ebenen sind dann teilweise die Sekundärschalen durch umlaufende Rahmen 4 zu ersetzen. In addition, in buildings with ceilings made of primary shell structures and simultaneous, at least partial use of these primary shell structures as walls in appropriate thicknesses, the possibility could simply be created to create installation or storage rooms throughout the building and to connect them with one another and storage containers also for the transport of things or people through the to use the entire building and later beyond. To do this, the containers also have to be moved orthogonally through the double-shell primary shell structures. In order to make several levels accessible, the secondary shells have to be partially replaced by surrounding frames 4.
Die zweischalig ausgeführten Flächentragwerksmodule werden modifiziert, indem an den Mödulecken die Anschlüsse an benachbarte Moduls nicht nur in beiden schalenparallelen Richtungen, sondern auch in dazu orthogonaler Richtung hergestellt werden, Dies wird dadurch realisiert, dass an den Außenseiten der Verbindungstaschen die nach Stand der Technik verwendeten Flachstäbe durch Winkeiprofite ersetzt werden, deren zusätzlicher Schenkel jeweils an der Modulaußenseite schalenparallel angeordnet ist. Mit entsprechenden Bohrungen in den bei z.B. Deckennutzung horizontal liegenden Winkelschenkeln können dann ebene Fachwerke 9, die ebenfalls aus gleichartigen, vorgefertigten Elementen bestehen oder Primärschalentragwerke aus zweischalig ausgeführten Flächentragwerksmodulen einfach und lösbar angeschlossen werden. The two-shell structural planar modules are modified by making the connections to adjacent modules at the module corners not only in both directions parallel to the shell, but also in a direction orthogonal to them are replaced by angle profits, the additional leg of which is arranged parallel to the shell on the outside of the module. With appropriate bores in the angle legs lying horizontally when using the ceiling, for example, planar frameworks 9, which also consist of similar, prefabricated elements or primary shell structures made of two-shell structural panels, can be easily and detachably connected.
Ebenso kann auch die Übertragung der Längskräfte in den Sekundärschalenebenen sowie der Querkräfte durch parallel zu und außerhalb der Sekundärschalen in den Knoten der Tragstruktur aufliegende Verbindungsplatten 5 zweckmäßiger Form und Größe und mit korrespondierenden Bohrungen 5,1 mit Schrauben einschließlich Scheiben und Muttern 5.2 erfolgen, wodurch die Montage der Tragstrukturen deutlich vereinfacht wird, Likewise, the transmission of the longitudinal forces in the secondary shell levels as well as the transverse forces can take place through connecting plates 5 of appropriate shape and size lying parallel to and outside the secondary shells in the nodes of the supporting structure and with corresponding bores 5.1 with screws including washers and nuts 5.2, whereby the Assembly of the supporting structures is significantly simplified,
Anzahl und Anordnung der Schrauben 5,2 können dabei variieren. Im einfachsten Fall reicht eine Schraube 5.2 pro Modulecke aus. In den Zeichnungen sind drei Schrauben 5.2 pro Modulecke dargestellt, wobei die beiden randnahen Schrauben auch mit den später beschriebenen, zusätzlichen Bohrungen 6 in den Eckwinkeln 2 korrespondieren können. Bei Nutzung derartiger Verbindungsplatten 5 und separatem Anschluss der Diagonalen 3, wodurch die Montage noch weiter vereinfacht wird, kann auch auf die Verbindungstaschen oder Verbindungslaschen, welche noch der Stand der Technik vorschlägt, verzichtet werden. The number and arrangement of the screws 5.2 can vary. In the simplest case, one screw 5.2 per module corner is sufficient. The drawings show three screws 5. When using such connecting plates 5 and separately connecting the diagonals 3, which further simplifies the assembly, the connecting pockets or connecting straps, which are still proposed by the prior art, can also be dispensed with.
Die hier zugehörigen Figuren 1 bis 3 beziehen sich auf diese exemplarische Anschlusslösung in den Modulecken, Die Verbindung zwischen orthogonal angeordneten Modulen wird durch entsprechend ergänzte Verbindungsplatten 5.3 realisiert. The FIGS. 1 to 3 associated here relate to this exemplary connection solution in the module corners. The connection between orthogonally arranged modules is implemented by appropriately supplemented connection plates 5.3.
Beschrieben und dargestellt werden hier nur Möglichkeiten von Anschlusslösungen, Only possibilities of connection solutions are described and shown here,
In Abhängigkeit von den jetzt gewählten oder später neu entwickelten Materialien für die Module können andere Anschlussdetaillösungen zweckmäßig sein. Die erforderlichen Diagonalen werden separat mit Hilfe von kurzen Zylinderstiften 7 an den Enden der Eckwinkel 2 kurz vor der jeweiligen inneren Oberfläche der Sekundärschalen 1 befestigt. Other detailed connection solutions may be appropriate depending on the materials now selected or newly developed later for the modules. The required diagonals are fastened separately with the aid of short cylinder pins 7 at the ends of the corner brackets 2 just before the respective inner surface of the secondary shells 1.
Zur Fixierung der Diagonalen 3, die mit ihren Bohrungen über die Zylinderstifte 7 geschoben werden, kann eine Mutter auf einem Teilgewinde (nicht dargestellt) oder ein Splint 7.1 in entsprechender Bohrung genutzt werden. To fix the diagonals 3, which are pushed with their bores over the cylinder pins 7, a nut on a partial thread (not shown) or a split pin 7.1 in a corresponding bore can be used.
Bei dieser Art der separaten Befestigung kann die Diagonale 3 im Bedarfsfall auch sehr einfach durch einen geschlossenen Rahmen ersetzt werden, wenn die Diagonalen 3 besondere Nutzungen behindern. Zur einfachen, ggf, erforderlichen Verstärkung des Verbindungsplattenanschlusses zur Übertragung der Längskräfte in Sekundärschalenebene sowie der Querkräfte erscheint es zweckmäßig, in den senkrecht zur Schalenebene verlaufenden Eckwinkeln 2 in unmittelbarer Nähe derer beiden Enden und so weit wie nötig jeweils in Richtung der Stabmitte versetzt, neben den Diagonalenanschlüssen 7, 7,1 zusätzliche Bohrungen 6 vorzusehen. Diese Bohrungen 6 können, wie zuvor erwähnt, auch zum orthogonalen Decke-Wand-Anschluss ganz oder zusätzlich genutzt werden, wenn in der Sekundärschale 1 des orthogonal anzuschließenden Moduls entsprechende Bohrungen 5.1 vorgesehen sind oder zusätzlich ausgeführt werden. With this type of separate fastening, the diagonal 3 can, if necessary, also be replaced very easily by a closed frame if the diagonal 3 impede particular uses. For the simple, if necessary, necessary reinforcement of the connecting plate connection for the transmission of the longitudinal forces in the secondary shell plane and the transverse forces, it appears expedient in the corner angles 2 running perpendicular to the shell plane in the immediate vicinity of the two ends and offset as far as necessary in the direction of the center of the bar, next to the Diagonal connections 7, 7.1 additional holes 6 to be provided. As mentioned above, these bores 6 can also be used entirely or in addition for the orthogonal ceiling-wall connection if corresponding bores 5.1 are provided in the secondary shell 1 of the module to be orthogonally connected or are additionally made.
Die Sekundärschalen 1 können auch, um die Erhabenheit des Verbindungsplattenanschlusses (5, 5.1, 5.2) auszugleichen, im Bereich der Fläche der anschließenden Verbindungsplatten 5 um deren Dicke (zuzüglich der Schraubenköpfe oder Muttern, wenn keine Senkschrauben verwendet werden) dünner ausgeführt werden 8. Die dann ggf. verbleibenden Vertiefungen auf den Verbindungsplatten 5 im Bereich außerhalb der Schraubenköpfe oder Muttern werden mit zweckmäßigen Materialien verfallt oder vergossen. The secondary shells 1 can also be made thinner in the area of the surface of the connecting plates 5 by their thickness (plus the screw heads or nuts if no countersunk screws are used) in order to compensate for the elevation of the connecting plate connection (5, 5.1, 5.2) then possibly remaining depressions on the connecting plates 5 in the area outside the screw heads or nuts are decayed or potted with appropriate materials.
Da angestrebt wird, die Flächentragwerksmoduie und die ergänzenden Bauteile in möglichst großer Anzahl jeweils identisch herzustellen, erscheint auch die Entwicklung von Montagerobotern einfach und vielversprechend. Since the aim is to manufacture the planar structure and the supplementary components identically in as large a number as possible, the development of assembly robots also appears to be simple and promising.
Innerhalb der komplexen Bauwerkstragstrukturen ist auch die teilweise Verwendung von herkömmlichen Bauteilen wie Deckenplatten und Wandscheiben aus z.B. bewehrtem Beton möglich. Within the complex structural support structures, it is also possible to partially use conventional components such as ceiling panels and wall panels made of reinforced concrete, for example.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, parallel zu den Sekundärschalen 1 und in deren Flächengröße eine jeweils zweite Platenebene mit zweckmäßigem Abstand zur Sekundärschale 1 jeweils außen aufzuständern bzw. zu befestigen. Diese kann aus einer oder mehreren Teilplatten bestehen. In addition, it is proposed that a second plate plane in each case be erected or attached on the outside, parallel to the secondary shells 1 and in their area size, at an appropriate distance from the secondary shell 1. This can consist of one or more sub-panels.
Diese zusätzlichen Platten sollten möglichst handverlegbar sein und auf oder an federnden Auflageklötzen oder Abhängern bzw. Distanzstücken verlegt oder befestigt werden. Dadurch würden sich zunächst die Schallschutzeigenschaften der Bauteile deutlich verbessern. Ebenfalls kann in Abhängigkeit vom gewählten Material auch die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile erhöht werden. Der sich ergebende Zwischenraum kann aber auch genutzt werden, um die Gebäude zu heizen oder zu kühlen indem dort warme oder kalte Luft zirkuliert. Alle einen Raum umgebenden Flächen können also, soweit sie aus den beschriebenen Flächentragwerksmodulen bestehen, zur Klimatisierung aktiviert werden, wobei Luft als Wärmeenergieträger deutlich einfachere, robustere, wirtschaftlichere und flexiblere Installationen ermöglicht als die bislang meist genutzten Flüssigkeiten. These additional panels should be able to be laid by hand as far as possible and laid or fastened on or on resilient support blocks or hangers or spacers. This would initially significantly improve the sound insulation properties of the components. Depending on the material selected, the fire resistance of the components can also be increased. The resulting space can also be used to heat or cool the building by circulating warm or cold air there. All surfaces surrounding a room can therefore be activated for air conditioning, provided they consist of the surface structure modules described, with air as a heat energy carrier enabling significantly simpler, more robust, more economical and more flexible installations than the fluids most commonly used up to now.
Eine besondere Anwendung der erfindungsgemäßen komplexen Bauwerkstrag Strukturen kann bei Gebäuden mit Decken aus Primärschalentragwerken nach PCT/EP2018/000066 und gleichzeitiger Verwendung der Primärschalentragwerke als Wände in zweckmäßigen Dicken sein, Container neben der Nutzung zur Lagerung auch zum Transport von Dingen durch das gesamte Gebäude und später darüber hinaus zu verwenden. A special application of the complex structural support structures according to the invention can be in buildings with ceilings made of primary shell structures according to PCT / EP2018 / 000066 and simultaneous use of the primary shell structures as walls in appropriate thicknesses, containers in addition to being used for storage also for transporting things through the entire building and later in addition to use.
Dazu werden diese Container auch vertikal durch die zweischaligen Wände bewegt. So können z.B. auch Güterzustellungen an Gebäudenutzer von der Straße oder von einem Drohnenlandeplatz auf dem Gebäudedach auf diesem Wege mehr oder weniger automatisiert in die Nutzungseinheit des Empfängers gelangen. For this purpose, these containers are also moved vertically through the double-shell walls. For example, goods can also be delivered to building users from the street or from a drone landing pad the building roof in this way arrive more or less automatically in the usage unit of the recipient.
Bei entsprechender Größe dieser Container und damit einhergehender Vergrößerung des Abstandes zwischen den Sekundärschalen, die eventuell nur bereichsweise ausgeführt wird, können die Container auch ersetzt werden durch Kapseln zum Personentransport oder diese in sich aufnehmen. Die Personenkapseln sowie auch die Normalcontainer können dann zunächst innerhalb des Gebäudes bewegt werden und von dort zum Dach oder zu einer seitlichen Gebäudeöffnung um von einer Drohne oder einem anderen Flugobjekt aufgenommen und weiter transportiert zu werden. Alternativ können Container und Personenkapseln auch an zukünftig wahrscheinlich installierte, zentrale Transportsysteme, die unterirdisch, ebenerdig oder aufgeständert verlaufen können, an- oder eingekoppelt werden. Given the appropriate size of these containers and the associated increase in the distance between the secondary shells, which may only be implemented in certain areas, the containers can also be replaced by capsules for transporting people or they can be accommodated in them. The person capsules as well as the normal containers can then first be moved within the building and from there to the roof or to a side opening of the building in order to be picked up by a drone or another flying object and transported further. Alternatively, containers and person capsules can also be coupled or coupled to central transport systems that are likely to be installed in the future and that can run underground, at ground level or elevated.
Die Bereiche zwischen den Sekundärschalen können in Bereichen von Gebäudeaußenwänden als Basis für Fassadenbegrünungen genutzt werden. The areas between the secondary shells can be used as a basis for facade greening in areas of building exterior walls.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass die zusätzlichen, sekundärschalenparallelen Plattenebenen oder die Sekundärschalen 1 selbst außerdem für Reinigungsanlagen genutzt werden können. So kann z.B. Staub und Schmutz vom Fußboden bei Verwendung zweckmäßig perforierter Platten und spezieller, durchlässiger Textilbeläge in den Zwischenraum gesaugt und aus der Luft ausgefiltert werden. A further advantageous use of the solution according to the invention is that the additional plate planes parallel to the secondary shells or the secondary shells 1 themselves can also be used for cleaning systems. For example, when using appropriately perforated panels and special, permeable textile coverings, dust and dirt from the floor can be sucked into the space in between and filtered out of the air.
Bei Hartböden könnten die bereichsweise zu erweiternden Fugen zwischen den zusätzlichen Platten oder den Sekundärschalen 1 genutzt werden zur Aufnahme von Sprühwischern und Ablaufrinnen. In the case of hard floors, the joints between the additional panels or the secondary shells 1, which are to be widened in certain areas, could be used to accommodate spray wipers and drainage channels.
Bei Inbetriebnahme der Anlage werden die Sprühwischer nach oben bewegt, aus integrierten Sprühdüsen wird Reinigungsflüssigkeit verteilt und mit den stabförmigen Wischern, die sich entweder um eine vertikale Achse drehen oder durch Linearantriebe über die Fläche der Platte bewegt werden, mit dem gelösten Schmutz und Staub in die Ablaufrinnen gewischt, die sich ebenfalls zwischen den Platten befinden. When the system is started up, the spray wipers are moved upwards, cleaning liquid is distributed from integrated spray nozzles and the loosened dirt and dust into the plate with the rod-shaped wipers, which either rotate around a vertical axis or are moved over the surface of the plate by linear drives Wiped drainage channels, which are also located between the plates.
Die Reinigungsflüssigkeit kann nach Filterung wiederverwendet werden. In Nassräumen kann die Reinigungsflüssigkeit auch aus separaten, verstellbaren Düsen, die sich in allen, den Raum umschließenden Flächen befinden können, verteilt werden. The cleaning fluid can be reused after filtering. In wet rooms, the cleaning liquid can also be distributed from separate, adjustable nozzles, which can be located in all surfaces surrounding the room.
Danach wird der gelöste Schmutz und Staub mit geeigneter, versprühter Flüssigkeit abgespült und von den Bodenwischern in die Ablaufrinnen befördert. Then the loosened dirt and dust is rinsed off with a suitable, sprayed liquid and transported by the floor wipers into the drainage channels.
Die Trocknung des Inventars erfolgt durch Luft aus speziellen Düsen. The inventory is dried using air from special nozzles.
Die Bodenwischer sind dabei flexibel und mehrteilig ausgeführt, um auf dem Boden befindlicheThe floor wipers are flexible and made up of several parts in order to deal with those on the floor
Hindernisse wie beispielsweise Möbel zu umgehen. Eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die bereits beschriebenen Container ausgeführt werden als Pflanzbehälter und ats Mini- Pflanzenfabriken zu nutzen sind. Avoid obstacles such as furniture. Another advantageous use of the solution according to the invention is that the containers already described are designed as plant containers and can be used as mini plant factories.
Diese sind in zweckmäßiger Fläche und Wandhöhe ausgeführt, in denen sich Muttererde oder Pflanzsubstrat befindet und so Pflanzen angebaut werden können. These are designed in an appropriate area and wall height, in which there is soil or plant substrate and so plants can be grown.
Die Belichtung erfolgt durch spezielle Lampen (z.B. LED), die Bewässerung kann manuell oder automatisch erfolgen. Diese Mini-Pflanzenfabriken werden vorzugsweise auf oder an Schienen in den Ebenen zwischen den Sekundärschalen der Fläcbentragwerksmodule bewegt, woraus sich auch ihre zweckmäßige Fläche ergibt. Der Zugang erfolgt durch Öffnungen in den Sekundärschalen durch die die Container direkt zugänglich sind oder in den Nutzraum gehoben, abgesenkt oder horizontal herausbewegt werden. Die Mmi-Pflanzenfabriken zeichnen sich vor allem durch eine extrem hohe Produktivität und Ökologie aus. Die Pflanzen wachsen über das ganze Jahr mit geringem zusätzlichen Energieaufwand, sie nutzen Düngemittel und Wasser - anders als in der herkömmlichen Landwirtschaft - hochgradig aus und benötigen keine Schädlings- oder Unkrautvernichtungsmittel. Außerdem werden Gemüse und Früchte unmitelbar am Ort des Verbrauchs und vollkommen bedarfsgerecht erzeugt. Es erscheint auch denkbar und zweckmäßig, den Raum zwischen den Sekundärschalen für Aquarien, Terrarien oder zur Kleintierhaltung zu nutzen. The exposure is done by special lamps (e.g. LED), the irrigation can be done manually or automatically. These mini plant factories are preferably moved on or on rails in the levels between the secondary shells of the surface support structure modules, which also results in their expedient area. Access is through openings in the secondary shells through which the containers are directly accessible or can be lifted, lowered or moved horizontally into the usable space. The Mmi plant factories are primarily characterized by extremely high productivity and ecology. The plants grow all year round with little additional energy expenditure, they make extensive use of fertilizers and water - unlike in conventional agriculture - and do not need any pesticides or weed killers. In addition, vegetables and fruits are produced directly at the point of consumption and in accordance with requirements. It also seems conceivable and appropriate to use the space between the secondary dishes for aquariums, terrariums or for keeping small animals.
Bei den Mini-Pflanzenfabriken kann dann von einem zentralen Service- oder Bearbeitungsraum aus Aussaat, An pflanzen und Pflege bewerkstelligt werden. Dem Verbraucher obliegt dann nur noch dasIn the mini plant factories, sowing, planting and care can then be carried out from a central service or processing room. The consumer is then only responsible for that
Ernten. To harvest.
Auch z,B. Lebensmittelmärkte könnten auf diese Weise ihre Decken-, Wand- und Bodenebenen nutzen. Also e.g. Grocery stores could use their ceiling, wall and floor levels this way.
Gebäude in der hier vorgeschlagenen Bauweise zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Gebäuden vor allem durch ihre extrem hohe Gesamtstabilität und lokale Steifigkeit sowie - vor allem bei entsprechender Materialwahl - ihr sehr geringes Eigengewicht aus. Buildings in the construction method proposed here are distinguished in comparison to conventionally manufactured buildings primarily by their extremely high overall stability and local rigidity and - especially with the appropriate choice of material - their very low dead weight.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Lösung dazu genutzt werden, um einen Beitrag zur Lösung der drei bereits genannten aktuellen Probleme wie schlechte, uneinheitliche Baugrundverhältnisse, steigende Meer- oder Grundwasserspiegel und Erdbeben zu leisten. The solution according to the invention can advantageously be used to contribute to solving the three current problems already mentioned, such as poor, inconsistent subsoil conditions, rising sea or groundwater levels and earthquakes.
Dazu wird vorgeschlagen, den unteren Bereich des Gebäudes, also die Sohlfläche und die aufgehenden Wände von der Sohle bis in zweckmäßige Höhe z.B. durch eine äußere Beschichtung oder Verkleidung flüssigkeitsdicht auszuführen. In diesem Bereich können ggf. mehrere Primärschalen übereinander angeordnet und wie zuvor beschrieben z.B. zur Pflanzenproduktion genutzt werden. Im untersten Bereich befinden sich eine größere Anzahl unabhängig zu befallender und zu entleerender Flüssigkeitstanks oder Luftkissen, die gleichmäßig über die Grundfläche verteilt werden. Das Gebäude wird nun in einem sehr stabilen, oben offenen, ebenfalls flüssigkeitsdichten Trog, dessen Innenflächen den jeweils korrespondierenden Außenflächen des Gebäudes zuzüglich eines zweckmäßigen Abstandes entsprechen, errichtet. Der Trog sollte auch aus Flächentragwerksmodulen, beispielsweise wie in der PCT/EP2018/000066 beschrieben, hergestellt werden. Nach Errichtung des Gebäudes werden im Raum zwischen den Innenwänden des Trogs und den Außenwänden des Gebäudes z.B. flexible Flüssigkeits- oder Luftkissen, die ebenfalls unabhängig befällt oder entleert werden können fixiert oder längenverstellbare, stabförmige Elemente eingebaut mit denen der Abstand zwischen Troginnen- und Gebäudeaußenwand geregelt werden kann. Schließlich wird der Trog bis in zweckmäßige Höhe mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt bis das Gebäude schwimmt. Dabei wird die horizontale Lage des Gebäudes ständig überwacht und durch unterschiedliches Befüllen und Entleeren der im Gebäude befindlichen Flüssigkeitstanks oder Luftkissen sowie der seitlichen Flüssigkeits- oder Luftkissen bzw. der Längenversteliung der Stabelemente geregelt. Die Höhenlage des Gebäudes kann durch die beschriebenen Regelmechanismen sowie durch die Änderung des Flüssigkeitsstandes im Trog ebenfalls angepasst werden. Bei ungünstigen Baugrundverhäitnissen können so Setzungen und Schiefstellungen infolge ungleichmäßiger Setzungen kompensiert werden. For this purpose, it is proposed that the lower area of the building, that is to say the base surface and the rising walls from the base up to an appropriate height, for example by means of an outer coating or cladding, are liquid-tight. In this area, if necessary, several primary dishes can be arranged one above the other and, as described above, used for plant production, for example. In the lowest area there is a larger number of independently infested and emptied liquid tanks or air cushions, which are evenly distributed over the base area. The building is now in a very stable, open top, as well liquid-tight trough, the inner surfaces of which correspond to the corresponding outer surfaces of the building plus an appropriate distance. The trough should also be made from planar structural modules, for example as described in PCT / EP2018 / 000066. After the building has been erected, flexible fluid or air cushions, for example, are fixed in the space between the inner walls of the trough and the outer walls of the building, which can also be filled or emptied independently, or length-adjustable, rod-shaped elements are installed with which the distance between the inner and outer walls of the trough can be regulated can. Finally, the trough is filled with water or another suitable liquid to the appropriate level until the building floats. The horizontal position of the building is constantly monitored and regulated by different filling and emptying of the liquid tanks or air cushions in the building as well as the lateral liquid or air cushions or the length adjustment of the rod elements. The height of the building can also be adjusted using the control mechanisms described and changing the liquid level in the trough. In the case of unfavorable subsoil conditions, subsidence and inclinations due to uneven subsidence can be compensated for.
Bei Erdbeben wird davon ausgegangen, dass infolge der Stabilität und der Massenträgheit des Gebäudes sowie der gleichzeitig sehr geringen und dabei regelbaren Gründungseinspannung der Energieeintrag in die Gebäudestruktur ausreichend gering ist, um Schäden zu vermeiden. In the event of an earthquake, it is assumed that due to the stability and inertia of the building as well as the very low and controllable foundation tension, the energy input into the building structure is sufficiently low to avoid damage.
Ordnungszahlen: Ordinal Numbers:
1 Sekundärschalen 1 secondary shells
2 Eckwinkel 2 corner brackets
3 Diagonalen 3 diagonals
4 Rahmen als Ersatz für Sekundärschalen 4 frames to replace secondary shells
5 Verbindungsplatten mit Bohrungen 5,1, Schraubengarnituren 5.2 und Verbindungsplatten mit orthogonaler Ergänzung 5.3 5 connecting plates with bores 5.1, screw sets 5.2 and connecting plates with orthogonal extension 5.3
6 Zusätzliche Bohrungen in den Eckwinkeln 2 6 Additional holes in the corner brackets 2
7 Zylinderstifte für Diagonalen- oder Ersatzrahmenanschlüsse mit Splint 7.1 7 Dowel pins for diagonal or replacement frame connections with split pin 7.1
8 Bereiche mit geringerer Sekundärschalendicke 8 areas with less secondary shell thickness
9 Ebene Fachwerke 9 level trusses

Claims

Patentansprüche Claims
Anspruch 1: Claim 1:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen, gebildet aus zweischalig ausgeführtenComplex structural support structures, formed from double-shell
Flächentragwerksmodulen, mit denen aus einzelnen zusammengesetzten Flächentragwerksmodulen zweischalige Flächentragwerke in Form von Primärschalentragwerken zu bilden sind, welche wiederum zuzüglich eventuell ergänzender Bauteile wie ebene Fachwerke (9) zu komplexen Bauwerkstragstrukturen zusammengefügt sind. Surface structure modules, with which two-shell surface structures in the form of primary shell structures can be formed from individual assembled surface structure modules, which in turn, plus any additional components such as flat frameworks (9), are assembled to form complex structural support structures.
Anspruch 2: Claim 2:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, bei denen aus einzelnen zusammengesetzten Flächentragwerksmodulen, die aus zwei Sekundärschalenelementen (1), die beabstandet zueinander liegen und das Flächentragwerksmodul an zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzen sowie aus statisch notwendigen Füllstäben, zu denen die Eckwinkel (2) und die Diagonalen (3) gehören, zweischalige Flächentragwerke in Form von Primärschalentragwerken mit zweiachsiger Fachwerktragwirkung und Scheibentragwirkung zu bilden sind, aus denen mittels der Ausführung der Anschlusslösungen in den Ecken der Flächentragwerksmodule komplexe Bauwerkstragstrukturen gebildet werden. Complex structural support structures according to claim 1, in which from individually assembled surface structural modules, consisting of two secondary shell elements (1) which are spaced apart from one another and delimit the surface structural module on two opposite sides, and of statically necessary filler bars, to which the corner angles (2) and the diagonals ( 3) include, two-shell surface structures in the form of primary shell structures with a biaxial lattice load-bearing effect and disk load-bearing effect are to be formed, from which complex structural support structures are formed by means of the execution of the connection solutions in the corners of the surface structure modules.
Anspruch 3: Claim 3:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 2, bei welchem übereinander liegende Geschossdecken als Primärschalentragwerke aus den bekannten Flächentragwerksmodulen gleichsam als Flansche von übergroßen Doppel-T-Trägern ausgeführt sind, wobei Wände gebildet sind aus ebenen Fachwerken (9) oder ebenfalls aus Primärschalentragwerken oder deren Kombination die Aufgabe der Stege übernehmen. Complex building support structures according to claim 2, in which superposed storey ceilings are designed as primary shell structures from the known surface structure modules, as it were as flanges of oversized double T-beams, walls being formed from flat frameworks (9) or also from primary shell structures or a combination of these Take over bars.
Anspruch 4: Claim 4:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, welche aus Flächentragwerksmodulen gebildet sind, die Anschlüsse zur Verbindung benachbarter Module aufweisen, welche in beiden schalenparallelen Richtungen sowie in dazu orthogonaler Richtung dadurch realisiert sind, dass an den Außenseiten der Verbindungstaschen die nach Stand der Technik verwendeten Flachstäbe durch Winkelprofile ersetzt werden, deren zusätzlicher Schenkel jeweils an der Modulaußenseite schalenparallel angeordnet ist und in dem sich entsprechende Anschlussbohrungen befinden. Complex building support structures according to claim 1, which are formed from surface structure modules, which have connections for connecting adjacent modules, which are implemented in both directions parallel to the shell and in the orthogonal direction in that the flat bars used according to the prior art are replaced by angle profiles on the outer sides of the connecting pockets whose additional legs are arranged parallel to the shell on the outside of the module and in which there are corresponding connection bores.
Anspruch 5: Claim 5:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen die Übertragung der Längskräfte in den Sekundärschalenebenen sowie der Querkräfte zwischen den Flächentragwerksmodulen durch parallel zu und außerhalb der Sekundärschalen (1) in den Knoten der Tragstruktur aufliegende Verbindungsplatten (5) zweckmäßiger Form und Größe und mit korrespondierenden Bohrungen (5.1) in den Verbindungsplatten (5) und den Sekundärschalen (1) mit Schrauben einschließlich Scheiben und Muttern (5.2) erfolgt wobei die Verbindung zu orthogonal angeordneten Modulen durch entsprechend ergänzte Verbindungsplatten (5.3) realisiert wird. Anspruch 6: Complex building support structures according to one of the preceding claims, in which the transmission of the longitudinal forces in the secondary shell planes and the transverse forces between the surface structure modules by connecting plates (5) of appropriate shape and size lying parallel to and outside of the secondary shells (1) in the nodes of the supporting structure and with corresponding Bores (5.1) in the connecting plates (5) and the secondary shells (1) with screws including washers and nuts (5.2) are made, whereby the connection to orthogonally arranged modules is realized by appropriately supplemented connecting plates (5.3). Claim 6:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen im Flächentragwerksmodulaufbau die Diagonalen (3) separat durch kurze Zylinderstifte (7) mit Splinten (7,1) oder Teilgewinden an den Eckwinkeln (2) angeschlossen werden und ein geschlossener Rahmen die Diagonalen (3) ersetzt, wenn diese Nutzungen des Raumes zwischen den Sekundärschalen (1) behindern. Complex structural support structures according to one of the preceding claims, in which the diagonals (3) are connected separately to the corner brackets (2) by short cylinder pins (7) with split pins (7, 1) or partial threads in the surface structure module structure, and the diagonals (3) are connected to a closed frame. replaced if these hinder usages of the space between the secondary shells (1).
Anspruch 7: Claim 7:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen zur bedarflichen Verstärkung des Verbindungsplattenanschlusses zur Übertragung der Längskräfte in Sekundärschalenebene sowie der Querkräfte zwischen den Flächentragwerksmodulen, in den senkrecht zur Schalenebene verlaufenden Eckwinkeln (2) in unmittelbarer Nähe derer beiden Enden und so weit wie nötig jeweils in Richtung der Stabmitte versetzt, neben den Diagonalenanschlüssen (7, 7,1) zusätzliche Bohrungen (6) angeordnet sind, die auch zum orthogonalen Decke-Wand-Anschluss ganz oder zusätzlich genutzt werden können, wenn in der Sekundärschale (1) des orthogonal anzuschließenden Flächentragwerksmoduls entsprechende Bohrungen (5,1) vorgesehen sind oder zusätzlich ausgeführt werden. Complex structural support structures according to one of the preceding claims, in which for the necessary reinforcement of the connecting plate connection for the transmission of the longitudinal forces in the secondary shell plane and the transverse forces between the surface support structure modules, in the corner angles (2) running perpendicular to the shell plane in the immediate vicinity of both ends and as far as necessary offset in the direction of the center of the bar, next to the diagonal connections (7, 7,1) additional bores (6) are arranged, which can also be used completely or additionally for the orthogonal ceiling-wall connection if in the secondary shell (1) of the orthogonal to be connected Corresponding bores (5,1) are provided or are carried out additionally.
Anspruch 8: Claim 8:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen Sekundärschalen (1), um die Erhabenheit des Verbindungsplattenanschlusses (5, 5.1, 5.2) auszugleichen, im Bereich der Fläche der anschließenden Verbindungsplatten (5) um deren Dicke, zuzüglich der Schraubenköpfe oder Muttem, wenn keine Senkschrauben verwendet werden, dünner ausgeführt sind (8). Complex building support structures according to one of the preceding claims, in which secondary shells (1), in order to compensate for the elevation of the connecting plate connection (5, 5.1, 5.2), in the area of the surface of the connecting plates (5) by their thickness, plus the screw heads or nuts, if no countersunk screws are used, are made thinner (8).
Anspruch 9: Claim 9:
Komplexe Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen parallel zu den Sekundärschalen (1) und in deren Flächengröße eine jeweils zweite Plattenebene, gebildet aus einer oder mehreren Teilplaten, mit zweckmäßigem Abstand zur Sekundärschale (1) jeweils außen aufzuständern bzw. zu befestigen ist. Complex building support structures according to one of the preceding claims, in which, parallel to the secondary shells (1) and in their area size, a respective second plate plane, formed from one or more sub-plates, is to be erected or fixed on the outside at an appropriate distance from the secondary shell (1).
Anspruch 10: Claim 10:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1 zur Bildung unregelmäßiger Bauwerksstrukturen, in denen alle Hauptbauteile unabhängig von ihrer Ausrichtung und Lage und auch über mehrere Geschosse, bei denen dies zweckmäßig ist, an der Ableitung der Lasten beteiligt sind und so eine hohe Effizienz der Tragstruktur entsteht. Use of complex building support structures according to claim 1 for the formation of irregular building structures in which all main components, regardless of their orientation and position and also across several floors, where this is appropriate, are involved in the dissipation of the loads and thus a high efficiency of the support structure is created.
Anspruch 11: Claim 11:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1 zum Aufständern von Gebäuden, vollständigen Überbauen von vorhandenen Gebäuden, Straßen, kleinen Tälern und Ähnlichem, ohne deren Nutzung einzuschränken oder zu unterbrechen. Anspruch 12: Use of complex building support structures according to claim 1 for erecting buildings, completely covering existing buildings, roads, small valleys and the like without restricting or interrupting their use. Claim 12:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1 mit Primärschalentragwerken als Deckenkonstruktionen und gleichzeitiger, zumindest teilweiser Verwendung dieser Primärschalentragwerke als Wände in zweckmäßigen Dicken zur Schaffung und Verbindung von Installations- oder Verwahrräumen im gesamten Gebäude und Nutzung dieser Räume für die Aufbewahrung von Verwahrcontainern und/oder zum Transport von Dingen oder Personen durch das gesamte Gebäude wobei die Sekundärschalen (1) dann teilweise durch umlaufende Rahmen (4) zu ersetzen sind. Use of complex building support structures according to claim 1 with primary shell structures as ceiling structures and simultaneous, at least partial use of these primary shell structures as walls in appropriate thicknesses for creating and connecting installation or storage rooms throughout the building and use of these rooms for the storage of storage containers and / or for transporting Things or people through the entire building, the secondary shells (1) then having to be partially replaced by surrounding frames (4).
Anspruch 13: Claim 13:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem Container horizontal und vertikal durch die zweischaligen Winde bewegt werden. Use of complex building support structures according to one of the preceding claims, in which containers are moved horizontally and vertically by the double-shell winch.
Anspruch 14: Claim 14:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welchem Container in entsprechender Größe und damit einhergehender Vergrößerung des Abstandes zwischen den Sekundärschalen, die eventuell nur bereichsweise ausgeführt wird, als kapseln zum Personentransport ausgeführt sind, wobei diese Kapseln zum Personentransport als auch die Normalcontainer zunächst innerhalb des Gebäudes zu bewegen sind. Use of complex building support structures according to a preceding claim, in which containers of the appropriate size and the associated increase in the distance between the secondary shells, which may only be implemented in areas, are designed as capsules for passenger transport, these capsules for passenger transport as well as the normal container initially within the Building are to be moved.
Anspruch 15: Claim 15:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem Kapseln zum Personentransport als auch die Normalcontainer im Gebäude zum Dach oder zu einer seitlichen Gebäudeöffnung zu transportieren sind, um von einer Drohne oder einem anderen Fiugobjekt aufgenommen und weiter transportiert zu werden. Use of complex building support structures according to the preceding claim, in which capsules for passenger transport as well as the normal containers are to be transported in the building to the roof or to a side building opening in order to be picked up by a drone or another flying object and transported further.
Anspruch 16: Claim 16:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem Kapseln zum Personentransport als auch die Normalcontainer an zentrale Transportsysteme außerhalb der Gebäude, die unterirdisch, ebenerdig oder aufgeständert verlaufen können, an- oder einzukoppeln sind. Use of complex building support structures according to the preceding claim, in which capsules for passenger transport as well as the normal containers are to be coupled or coupled to central transport systems outside the building, which can run underground, at ground level or elevated.
Anspruch 17: Claim 17:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher Güterzustellungen an Gebäudenutzer von der Straße oder von einem Drohnenlandeplatz auf dem Gebäudedach mehr oder weniger automatisiert in die Nutzungseinheit des Empfängers gelangen. Use of complex building support structures according to one of the preceding claims, in which deliveries of goods to building users from the street or from a drone landing pad on the building roof arrive more or less automatically in the recipient's usage unit.
Anspruch 18: Claim 18:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 9, bei weicher die sich ergebenden Zwischenräume zwischen den Sekundärschalen und der jeweils zweiten Platenebene zur Heizung und/ oder Kühlung und/oder Lüftung der Gebäude genutzt werden, wobei entsprechend der Witterung und den Ansprüchen der Nutzer warme oder kalte Luft zirkuliert. Anspruch 19: Use of complex building support structures according to claim 9, in which the resulting gaps between the secondary shells and the respective second plate level are used for heating and / or cooling and / or ventilation of the building, with warm or cold air circulating according to the weather and the demands of the users . Claim 19:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, bei welcher die zusätzlichen, sekundärschalenparallelen Platenebenen oder die Sekundärschalen (l) selbst für die Installation von Reinigungsanlagen zu nutzen ist. Use of complex building support structures according to Claim 1, in which the additional, secondary-shell-parallel plate levels or the secondary shells (1) themselves are to be used for the installation of cleaning systems.
Anspruch 20: Claim 20:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach Anspruch 19, mittels welcher Staub und Schmutz vom Fußboden bei Verwendung zweckmäßig perforierter Platten und spezieller, durchlässiger Textilbeläge in den Zwischenraum gesaugt und aus der Luft ausgefiltert werden. Cleaning device according to claim 19 integrated into a complex building support structure, by means of which dust and dirt from the floor are sucked into the space and filtered out of the air when using appropriately perforated plates and special, permeable textile coverings.
Anspruch 21: Claim 21:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach Anspruch 19, bei welcher bei installierten Hartböden die bereichsweise zu erweiternden Fugen zwischen den zusätzlichen Platten oder den Sekundärschalen (1) zur Aufnahme von Sprühwischern und Ablaufrinnen ausgeführt sind. Cleaning device according to claim 19 integrated into a complex building support structure, in which, when hard floors are installed, the joints between the additional panels or the secondary shells (1) to be widened in areas are designed to accommodate spray wipers and drainage channels.
Anspruch 22: Claim 22:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach Anspruch 19, bei welcher bei installierten Hartböden bei Inbetriebnahme der Reinigungsanlage installierte stabförmige Sprühwischer nach oben bewegt werden, aus integrierten Sprühdüsen Reinigungsflüssigkeit verteilt wird und mit den Wischern, die sich entweder um eine vertikale Achse drehen oder durch Linearantriebe über die Fläche der zu reinigenden Platte bewegt werden, der gelöste Schmutz und Staub in Ablaufrinnen gewischt wird, welche ebenfalls zwischen den Platten angeordnet sind. A cleaning device integrated into a complex building support structure according to claim 19, in which, in the case of installed hard floors, rod-shaped spray wipers are moved upwards when the cleaning system is put into operation, cleaning liquid is distributed from integrated spray nozzles and with the wipers, which either rotate around a vertical axis or via linear drives the surface of the panel to be cleaned is moved, the loosened dirt and dust is wiped in drainage channels, which are also arranged between the panels.
Anspruch 23: Claim 23:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach Anspruch 22, bei weicher in Nassräumen die Reinigungsflüssigkeit und später die Spülflüssigkeit aus separaten, verstellbaren Düsen, die sich in allen den Raum umschließenden Flächen befinden können, verteilt werden und danach in die Ablaufrinnen gewischt werden. Cleaning device integrated in a complex building support structure according to claim 22, in the case of softer in wet rooms the cleaning liquid and later the rinsing liquid from separate, adjustable nozzles, which can be located in all surfaces surrounding the room, are distributed and then wiped into the drainage channels.
Anspruch 24: Claim 24:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 23, bei welcher die Trocknung des Inventars von Restflüssigkeiten mittels einzublasender Luft aus speziellen Düsen erfolgt. Cleaning device according to one of the preceding claims 19 to 23, integrated into a complex building support structure, in which the inventory of residual liquids is dried by means of air to be blown from special nozzles.
Anspruch 25: Claim 25:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei weicher Installierte Bodenwischer flexibel und mehrteilig ausgeführt sind, wodurch auf dem Boden befindliche Hindernisse, wie beispielsweise Möbel, zu umgehen sind. Anspruch 26: Cleaning device integrated in a complex building support structure according to one of the preceding claims, with soft installed floor wipers being designed to be flexible and multi-part, as a result of which obstacles located on the floor, such as furniture, can be bypassed. Claim 26:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, bei welcher die Bereiche zwischen den Sekundärschalen in Bereichen von Gebäudeaußenwänden als Basis für Fassadenbegrünungen zu nutzen sind. Use of complex building support structures according to Claim 1, in which the areas between the secondary shells in areas of building exterior walls are to be used as the basis for greening facades.
Anspruch 27: Claim 27:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, bei welcher die Container als Pflanzbehälter für eine Nutzung als Pflanzenfabrik ausgeführt sind und in zweckmäßiger Fläche und Wandhöhe so ausgeführt sind, dass sich in ihnen Muttererde oder Pflanzsubstrat zum Pflanzenanbau befindet. Use of complex building support structures according to claim 1, in which the containers are designed as plant containers for use as a plant factory and are designed in an appropriate area and wall height so that they contain mother earth or plant substrate for plant cultivation.
Anspruch 28: Claim 28:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Pflanzenfabrik, bei welcher eine künstliche Belichtung erfolgt und die Bewässerung manuell oder automatisch erfolgt. Plant factory integrated into a complex structural support structure, in which artificial lighting takes place and irrigation takes place manually or automatically.
Anspruch 29: Claim 29:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Pflanzenfabrik, bei welcher die Pflanzcontainer vorzugsweise auf oder an Schienen in der Ebene zwischen den Sekundärschalen der Flächentragwerksmodule bewegt werden und der Zugang durch Öffnungen in den Sekundärschalen direkt erfolgt oder durch die die Container In den Nutzraum gehoben, abgesenkt oder horizontal herausbewegt werden. Plant factory integrated into a complex structural support structure, in which the plant containers are preferably moved on or on rails in the plane between the secondary shells of the surface structure modules and access is made directly through openings in the secondary shells or through which the containers are lifted, lowered or moved horizontally into the usable space will.
Anspruch 30: Claim 30:
In eine komplexe Bauwerkstragstruktur integrierte Pflanzenfabrik, bei welcher von einem zentralen Service- oder Bearbeitungsraum aus Aussaat, Anpflanzen und Pflege zu bewerkstelligen sind. Plant factory integrated into a complex structural support structure, in which sowing, planting and care can be carried out from a central service or processing room.
Anspruch 31: Claim 31:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1, bei welcher der Raum zwischen den Sekundärschalen für Aquarien, Terrarien oder zur Kleintierhaltung genutzt wird. Use of complex building support structures according to claim 1, in which the space between the secondary shells is used for aquariums, terrariums or for keeping small animals.
Anspruch 32: Claim 32:
Verwendung komplexer Bauwerkstragstrukturen nach Anspruch 1 zum Einsatz bei steigendem Meer- oder Grundwasserspiegel, schlechtem Baugrund und Erdbeben, wobei der untere Bereich des zu erstellenden Gebäudes, also die Sohlfläche und die aufgehenden Wände von der Sohle bis ln zweckmäßige Höhe z.B. durch eine äußere Beschichtung oder Verkleidung flüssigkeitsdicht ausgeführt ist und in diesem Bereich mehrere Primärschalen übereinander angeordnet werden können und in dem untersten Bereich des zu erstellenden Gebäudes eine größere Anzahl unabhängig zu befallender und zu entleerender Flüssigkeitstanks oder Luftkissen angeordnet sind, welche gleichmäßig über die Grundfläche verteilt sind und das Gebäude in einem sehr stabilen, oben offenen, ebenfalls flüssigkeitsdichten Trog, dessen Innenflächen den jeweils korrespondierenden Außenflächen des Gebäudes zuzüglich eines zweckmäßigen Abstandes entsprechen, aus Flächentragwerksmodulen errichtet wird und nach Errichtung des Gebäudes im Raum zwischen den Innenwänden des Trogs und den Außenwänden des Gebäudes z.B. flexible Flüssigkeits- oder Luftkissen, die ebenfalls unabhängig befüllt oder entleert werden können fixiert oder längenverstellbare, stabförmige Elemente eingebaut werden, mit denen der Abstand zwischen Troginnen- und Gebäudeaußenwand zu regeln ist und in einem nächsten Schritt der Trog bis in zweckmäßige Höhe mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit so aufgefüllt wird, dass das Gebäude schwimmt und dabei die horizontale Lage des Gebäudes ständig überwacht und durch unterschiedliches Befüllen und Entleeren der im Gebäude befindlichen Flüssigkeitstanks oder Luftkissen sowie der seitlichen Flüssigkeits- oder Luftkissen bzw, der Längenverstellung der Stabelemente geregelt wird, wobei die Höhenlage des Gebäudes durch die beschriebenen Regelmechanismen sowie durch die Änderung des Flüssigkeitsstandes im Trog ebenfalls angepasst werden kann. Use of complex structural support structures according to claim 1 for use with rising sea or groundwater levels, poor subsoil and earthquakes, whereby the lower area of the building to be constructed, i.e. the base area and the rising walls from the base to an appropriate height, e.g. by an outer coating or cladding is made liquid-tight and in this area several primary shells can be arranged one above the other and in the lowest area of the building to be created a larger number of independently infested and emptied liquid tanks or air cushions are arranged, which are evenly distributed over the base and the building in a very stable, open at the top, also liquid-tight trough, the inner surfaces of which correspond to the corresponding outer surfaces of the building plus an appropriate distance, is built from structural modules and after the building is erected in Space between the inner walls of the trough and the outer walls of the building, e.g. flexible fluid or air cushions, which can also be filled or emptied independently, or rod-shaped elements adjustable in length can be installed, with which the distance between the inner and outer walls of the trough can be regulated and all in one In the next step, the trough is filled to the appropriate height with water or another suitable liquid in such a way that the building floats and the horizontal position of the building is constantly monitored and by different filling and emptying of the liquid tanks or air cushions located in the building as well as the lateral liquid or air cushions or the length adjustment of the rod elements is regulated, whereby the height of the building can also be adjusted by the control mechanisms described and by changing the liquid level in the trough.
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