Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Zwischen aufragenden, tragenden Bauteilen aufgehängtes Gebäude
Anwendungsgebiet Die Erfindung betrifft eine Konstruktion entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I. Zur Definition des Begriffes 'Gebäude': Gebäude sind selbständig benutzbare, überdachte bauliche Anlagen, die von Menschen betreten werden können und geeignet oder bestimmt sind, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen zu dienen. Hierzu gehören zum Beispiel nicht Brücken, Straßen und Staudämme.
Stand der Technik Als Stand der Technik kann das bereits realisierte Projekt „SU-SI" des österreichischen Architekten Johannes Kaufmann angeführt werden. Es handelt sich dabei um eine mobile Gebäudeeinheit in Holzbauweise, die aufgestän ert werden kann (http://www.ikarch.at/system.php?section=3&item=1 ) - das Tragwerk dieser Gebäudeeinheit ist 'auf Druck beansprucht'. Ausführungen von maßgeblich 'auf Zug beanspruchten' Gebäudeaufhängungen sind derzeit nicht bekannt. Es liegen Entwurfsunterlagen in Ideenform vor, die jedoch nicht für eine Realisierung ausgearbeitet worden sind (http://www.treehousesofhawaii.com/competition/finalists/index.htm) und daher nicht die erforderliche Detaillierung aufweisen. Im Brückenbau sind zudem ähnliche Konstruktionsprinzipien bekannt.
Weitere Quellen zum Stand der Technik können aus den nachstehenden Druckschriften entnommen werden:
DE 1534737 B DE 10204898 A1 DE 1609500 A CH 420579 FR 1362650 GB 1104068
Nachteile des Standes der Technik Folgende Nachteile können angeführt werden:
Beschreibung - Der Raum unterhalb solcher Gebäude ist durch die Stützen nur beschränkt nutzbar. Gebäude dieser Art sind in hohem Maße setzungsempfindlich. Die Standsicherheit in Erdbebengebieten ist dadurch beeinträchtigt. - Tragwerk und Boden müssen aufeinander abgestimmt werden. Bauen im Hang erfordert genaue Kenntnis der Örtlichkeit. - Auf Druck beanspruchte Bauteile erfordern konstruktionsbedingt eine größere Dimensionierung als auf Zug beanspruchte Bauteile. - Die Gebäude nach dem Stand der Technik weisen nur eingeschränkte Fähigkeit für schnellen Auf- und Abbaus auf. - Durch fehlende Elementierung und Skalierbarkeit können die Herstellungskosten einer Serienfertigung entgegenstehen. - Die nach dem Stand der Technik bekannten Gebäude können zumeist nicht ohne größeren Aufwand individuell an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden - dies betrifft beispielsweise die gewünschte Höhe des Gebäudes, die Beachtung der Gegebenheiten des Untergrundes.
Beschreibung
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gebäude so aufzuhängen, daß alle auftretenden Kräfte (Eigenlasten, Nutzlasten, Windlasten, Schneelasten) über 'auf Zug beanspruchte Verbindungen' in aufragende, tragende Bauteile eingeleitet werden. Dabei soll ein möglichst schwebender bzw. losgelöster Eindruck des Gebäudes entstehen. Zudem soll die Konstruktion eine minimale Berührungsfläche zum Boden aufweisen.
Die Erfindung kann insbesondere dort eingesetzt werden, wo ein besonderer optischer Effekt durch eine anspruchvolle architektonische Konstruktion erzielt werden soll. Solche Einsatzzwecke sind beispielsweise zu sehen bei sportlichen Events (Ski- und Snowboard-Events bzw. Motorsport-Events), da hier auch der Raum unter dem Gebäude für den eigentlichen Veranstaltungszweck weiter genutzt werden kann. Weiterhin kann das Gebäude auch im Messe- und im Eventbereich zum Einsatz kommen und dabei als exklusiver Empfangs- oder Aufenthaltsbereich fungieren und dabei gleichzeitig auch mit Gastronomie-Einrichtungen ausgestattet werden. Es kann zudem als Ferienhaus am Strand oder Hang für exklusive Nutzung eingesetzt werden. Je nach Verwendungszweck und Einsatzort dabei können einzelne Einheiten auch als Schulungsräume oder Ausstellungsräume ausgestattet werden.
Lösung der Aufgabe Diese Aufgabe wird durch eine Konstruktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist zu beachten, daß unter einem Mast auch eine Säule, ein Pfeiler oder eine Stütze verstanden werden kann.
Vorteile der Erfindung Folgende Vorteile bietet die Erfindung: - Der Raum unterhalb des Gebäudes ist stützenfrei und damit uneingeschränkt nutzbar. Die Landschaft unterhalb des Gebäudes kann unberührt bleiben - so ist eine Weg- oder Wasserführung unter dem Gebäude denkbar. Es eignet sich somit besonders zur Errichtung auf Grundstücken, an die hohe Ansprüche hinsichtlich der 'Einbindung in die Landschaft' gestellt werden. - Die Konstruktion ist setzungsunempfindlich und daher erdbebensicher. - Durch die geringere Dimensionierung der auf Zug beanspruchten Bauteile entsteht ein losgelöster Eindruck. Diese außergewöhnliche Bauweise eignet sich daher besonders für Projekte, bei denen das Gebäude eine besondere optische Wirkung erzielen soll.
Beschreibung
Darstellung und Erklärung Die Abbildung 1 ist eine Axonometrie und zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anstelle des hier dargestellten und beschriebenen Gebäudes (1), sind auch andere Konstruktionen oder eine offene Plattform denkbar. Das Gebäude (1) ist hier eine flexible Raumentwicklung aus den Materialien Stahl, Holz und textiler Membrane zur Schnellmontage am Boden. Konzipiert zur Aufhängung zwischen Masten (8). Die textile Membrane* überspannt ein Tragwerk aus freigeformten Brettschichtholzrahmen. Diese sind mittels Schlitzblechen biegesteif miteinander verbunden. Die Rahmen (1a) verteilen sich gleichmäßig über zwei unterspannte Träger (2) aus Stahlrundrohren (2a), welche in der Ebene der Rahmen (1a) durch Brettschichtholzbalken (1b) verbunden sind. Die Decke aus Brettstapelelementen (1c) steift die Konstruktion horizontal aus. Die vertikale Aussteifung erfolgt durch variable plazierbare Wandelemente (1f) im Rauminnern. Die aussteifende Wirkung wird durch Druckstäbe (1d) von Rahmen zu Rahmen weitergegeben. Die Grundstruktur des Gebäudes kann durch nichttragende Wände, Fenster und Türelemente ergänzt werden. Auch andere Dachkonstruktionen sind vorstellbar. Es bestehen zahlreiche konventionelle Erschließungsmöglichkeiten*, die von Wendeltreppen über einläufige bis zweiläufige gerade Treppen reichen.
Montageablauf Fundamente Die Fundamentierung der Konstruktion ist von örtlichen Faktoren abhängig und kann nach unterschiedlichen konventionellen Bauarten ausgeführt werden. Bei normalen Bodenverhältnissen empfehlen sich Einzelfundamente (12) unterhalb der Stahlmaste (8) und Ankerplattenfundamente (13,14) zur Aufnahme der Zugkräfte aus den Spiralseilen (4) und (5).
Richten der Mäste Die Mäste (8) werden schon im Werk mit den oberen Aufhängepunkten (7) und den unteren Befestigungspunkten (9) nach Statikerangaben verschweißt. Zum Richten der Mäste ist ein Lastenkran notwendig. Am Ort der Montage werden die Spiralseile (3,4,5) an den Gabelköpfen mit Bolzen am oberen Aufhängepunkt (7) unter Einhaltung der Herstellerangaben des verwendeten Zugseilsystems befestigt. (Fertige Zugseil- bzw. Zugstabsysteme sind auf dem Markt erhältlich.) Anschließend werden an den Gabelspannschlössern der Zugseile (3) Montageseile zur Verlängerung angebunden.
* hier nicht dargestellt
Beschreibung
Anheben des Masts mit Hilfsseil am oberen Aufhängepunkt (7) und Anschrauben des unteren Befestigungspunktes (9) an Gewindestangen, die in dem Fundament (12) einbetoniert sind. Jetzt werden die Gabelspannschlösser der am Mast herunterhängenden Spiralseile (4) und (5) an den Befestigungspunkten (10) und (11) angeschlossen. Um ein Umkippen der Mäste zu verhindern, können die oberen Mastenden provisorisch mit einem Seil verbunden werden. Nach der Aufhängung des Gebäudes (1) kann die Seilverbindung wieder entfernt werden.
Gebäude (1) Die beiden Stahlträger (2) werden im Werk vorgefertigt sowie feuerverzinkt und bestehen aus: Stahlrundrohren (2a), Druckstäben (2b), Zugseilen (2c), angeschweißten Anschlußplatten (2d,2e,2f) und kreisrunden Rohrabschlüssen (2g). Die Stahlträger (2) werden am Boden aufgebockt. Anschrauben der im Werk vorgefertigten Brettschichtholzbalken (1b) an angeschweißte Anschlußplatten (2d). Die Balken (1b) weisen Bohrungen auf, durch die jetzt die Sanitär- und Elektroinstallation (1g) geführt werden kann. Die Installation sollte durch Edelstahlblenden - an den Balken (1 b) mit Holzschrauben befestigt - von unten verdeckt werden. Es folgt das Verlegen und Befestigen der Brettstapelelemente (1c) an Balken (1 b) mittels Schrauben. Anschrauben der Brettschichtholzrahmen (1a) an Anschlußplatten (2d). Anschrauben der Druckstäbe (1d) an vorgebohrten Löchern in den Rahmen (1a). Jetzt, nachdem die Grundstruktur aufgebaut ist, können die Trennwände (1e) und (1f) in das Rahmenwerk eingesetzt werden und mit Schraubverbindungen befestigt werden. Es folgt die etwaige Montage von Fenstern, Türen, Brüstungen, Sanitärobjekten, sowie leichten Trennwänden. Nach Abschluß des Innenausbaus wird die textile Membrane von einem fachkundigen Montageteam an den Rahmen (1a) befestigt.
Aufhängung des Gebäudes (1) Zuvor sollten sperrige Einrichtungsgegenstände aufgestellt und vor Bewegung gesichert werden. Das Gebäude wird an vier Punkten mit einem Lastenkran angehoben. Gleichzeitig ziehen im Gebäude befindliche Monteure die zur Verlängerung der Spiralseile (3) angebundenen Montageseile zu sich. Das Gebäude (1 ) wird soweit angehoben, daß die Monteure die Gabelspannschlösser der Spiralseile (3) lose an den Anschlußplatten (2e) befestigen können. Nachdem dies erfolgt ist, wird das Gebäude langsam herabgelassen, bis sich die Spiralseile (3) spannen. Jetzt können die Vorspannseile (6) mit Gabelköpfen an den Anschlußplatten (2f) und mit Gabelspannschlössern an den Anschlußplatten des unteren Befestigungspunktes (9) befestigt werden. Darauf kann die Justierung an sämtlichen Spannschlössern vorgenommen werden. Es folgt die Überprüfung sämtlicher Befestigungspunkte sowie eventueller Belastungstests, bevor die Hebevorrichtung des Lastenkrans entfernt wird.
Zeichnungen
Abbildungserklärung: Abbildung 1 zeigt eine Axonometrie der Erfindung Abbildung 2 zeigt Vergrößerungen aus Abbildung 1 Abbildung 3 zeigt eine Ansicht der Konstruktion Abbildung 4 zeigt das Grundrißschema der Konstruktion Abbildung 5 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittführungslinien A-A aus Abbildung 4 Abbildung 6 zeigt eine Draufsicht geometrischer Anordnungsbeispiele