WO2006027162A1 - Arrangement for a prefabricated structure with a skeletal construction - Google Patents

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WO2006027162A1
WO2006027162A1 PCT/EP2005/009434 EP2005009434W WO2006027162A1 WO 2006027162 A1 WO2006027162 A1 WO 2006027162A1 EP 2005009434 W EP2005009434 W EP 2005009434W WO 2006027162 A1 WO2006027162 A1 WO 2006027162A1
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    • E04B2001/3252Covering details

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for a finished construction in skeleton construction according to the preamble of claim 1.
  • Such constructions are a known state of the art and are used in exhibition construction, temporary housing, technical equipment or in the advertising sector.
  • a detachable or non-detachable framework construction is produced using mostly rod-shaped framework elements in combination with connecting elements, such as plug-in and fastening modules.
  • the construction thus constructed is rigid and can by fairing and / or
  • Cover elements are completed.
  • larger glass facades for modern architectures, prefabricated buildings or racks, in particular in exhibition construction, can be manufactured.
  • the skeleton construction allows large bright window fronts with a material-saving, yet static very stable construction.
  • the conventional embodiments of such prefabricated constructions according to the prior art have some serious disadvantages.
  • the elements connected in the skeletal structure are rigidly connected to each other and have only a limited predetermined number of connection possibilities. These specify in particular the extent of the entire skeletal structure, the mutual angular positions of the struts or the frame-forming elements and the number of interconnectable elements and thus limit the design possibilities.
  • This is a limitation of the realizable with a special design contours, in particular the possible building shapes, accompanied. For this reason, a changed architectural design necessitates a sometimes completely new conception of the elements used in the skeletal construction, and accordingly involves a considerable amount of planning and production effort.
  • the prefabricated construction in a skeleton construction is characterized in that a dressing adapted to a given building cubature in the form of a network construction is provided with interconnected and / or braced, modularly constructed, form-variable junctions.
  • the skeleton construction according to the invention is accordingly characterized in that a limited number of fewer basic elements are combined to form nodes whose geometric shape can be changed in any desired manner and which can thereby be adapted to any required contour.
  • the required stability of the construction is achieved by a connection of the basic elements and / or their bracing.
  • a central spherical body For each node, a central spherical body is arranged, wherein a plurality of substantially radically longitudinally seated on the first spherical body and the first spherical body, each with an adjacent spherical body connecting pressure rods are provided.
  • At least one support cone placed on the pressure rod at one end and adapted to the surface of the ball body is provided.
  • the respective pressure rod end thus connects to the spherical body pressing and is with the spherical body only by the exciting effect of the tension cables, i. fastened in particular without additional fasteners, such as screws, bolts and the like.
  • the pressure rod can therefore in principle come in contact with the ball body at any desired point, the mutual position of further pressure rods in principle being able to be performed arbitrarily with respect to one another, and thus the node formed thereby receives a variable geometric shape.
  • a support and Befest Trentsvorrich ⁇ device for cladding and cover elements may be provided.
  • the skeleton construction according to the invention can e.g. Roof or ceiling elements or similar, even functionally active elements, such as collector devices record and carry.
  • the main elements of the nodes may contain, in particular, be provided over the entire network construction distributed measuring devices for static parameters. This makes it possible to monitor a given network construction in terms of their static properties or to save as a model of further planning as a model.
  • a virtual design and planning model is created in advance and / or assigned to a data processing device for the network construction.
  • the virtual design and planning model is assembled from the virtual construction modules assigned to shape-variable nodes.
  • data for presentation, automation and structural calculation programs are generated, and a set of production tables is assigned to the design and planning model.
  • the virtual design and planning model can be shaped in the form of a virtual texture onto a design geometry in the form of a virtually given building curvature and in its. Shape to be adapted.
  • the design and planning model is thus a virtual "reference" over a given "filling" pulled, in conjunction with which the inner location-dependent node structure of the subsequent network design are calculated.
  • the production tables are linked with the parameters of the design and planning model and continuously updated in the event of changes to the design and planning model.
  • the number of necessary nodes can be recalculated and the number of basic elements necessary for this can be changed.
  • This design allows intuitive changes to the design and planning model, without having to go through the entire planning process of manufacturing technology in this planning.
  • the creation and / or assignment of the design and planning model are expediently components of a CAD design development environment, the CAD design development environment in particular having a database with a component library for the nodes of the network construction. This will also for the
  • FIGS. 1 to 10 serve to illustrate the situation.
  • the same reference numerals are used for identical or identically acting parts.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the skeleton construction according to the invention in a front view
  • FIG. 2 shows the embodiment shown in FIG. 1 in a side view
  • FIG. 4 shows the basic elements shown in FIG. 3 and connected to an exemplary node, FIG.
  • Fig. 6 is a detail view of a Switzerlandseilability with exemplary Switzerlandseilvercons,
  • FIG. 7a shows an exemplary fastening device for cover elements in a disassembled view
  • Fig. 7b shows the fastening device shown in FIG. 7a in the assembled state
  • FIG. 10 shows an exemplary representation of a virtual building cubature with a virtual texture drawn over it in the form of a texture
  • 11 is an enlarged view of a virtual building cubature in
  • FIG. 13 is an exploded view of the embodiment of FIG. 12,
  • Fig. 15 is an illustration of the stiffening structure of FIG. 12 to
  • FIG. 16 shows representations of stiffening parts and ball joint, wherein the ball 17 and consists of two halves, Fig. 18 is a view similar to FIG. 16, but with a solid sphere,
  • FIG. 19 shows an exemplary embodiment of a field with a cross-shaped cable tension and membrane
  • Fig. 20 is a detail of the holder according to the embodiment of FIG. 19,
  • FIG. 24 shows an embodiment variant of the freeform system with tension rods, wherein two spaced-apart holders are provided for each tension rod, FIG.
  • Fig. 25 shows an embodiment similar to FIG. 24, however, the vor ⁇ seen outer membranes absorb tensile forces and external tension rods can be omitted,
  • Fig. 26 is a node view with tie rods without membranes
  • Fig. 27 shows an exploded isometric view of the connections for the tension rods
  • Fig. 28 shows an embodiment of the segmentation of the clamping elements for the tension rod variant according to FIG. 27, whereby the ability to adjust makes it possible to mount the knots easily and to disassemble them just as easily,
  • FIG. 29 shows an exemplary embodiment with traction ropes running around the respective node, wherein the traction ropes pass through the pressure rods at the points shown, FIG.
  • FIG. 30 is an exploded isometric view of the embodiment of FIG. 29;
  • FIG. Fig. 31 is a connection of the membrane to a construction according to and FIGS. 29 and 30, by means of two nuts on a
  • FIG. 33 is an illustration of a detail of a complete construction using the elements of FIG. 30;
  • FIG. 34 is a side view of the construction of FIG. 33.
  • Fig. 35 shows a further development of the construction according to FIG. 33 for
  • FIG. 36 is a side view of the embodiment of FIG. 35.
  • FIG. 37 is an enlarged view of the embodiment of FIG. 33.
  • Fig. 38 is a view similar to FIG. 37 with exploded detail of the node connection means with the possibility of fine adjustment via a connector which has an opposite thread and which is actuated by a hexagon by means of commercial tool and
  • FIG. 39 shows an exploded view of the ball detail with frustoconical receiving parts fastened opposite one another in a materially cohesive manner.
  • FIG. 1 shows an exemplary skeleton construction according to the invention in the form of a net structure 10 made up of a total of interconnected nodal points 20 which correspond to a given building cubature, ie. a curved spatial contour is adjusted.
  • the nodes 20 here consist of basic elements described in more detail below and have a shape-variable geometry. In this embodiment, this means that the basic elements of the nodes or the connections between the nodes to each other can assume arbitrary angular positions and are not set from the outset to predetermined directions or angles, as will be explained in more detail below.
  • FIG. 2 shows the network construction shown in FIG. 1 in an exemplary side view.
  • the nodes 20 form a plane E of the net construction with an exemplary inner side I and an outer side A, wherein the outer side and possibly also the inner side I can be lined with covering elements 100.
  • a network construction with only one plane is assumed to be node points 20.
  • the smaller representation in FIG. 2 shows exemplary force directions F in the exemplary network construction.
  • the mesh construction has an internal triangular structure. This prevents parallel shifts of the individual components. Their force parallelograms are directed so that the externally acting forces, in particular tension orpers ⁇ forces, are derived in the interior of the structure or in a foundation or a ander ⁇ wide carrier. The form of the network construction remains intact.
  • FIG. 3 shows, in conjunction with FIG. 4, an exemplary embodiment of the node in a disassembled or assembled representation.
  • the central component of the node is formed by a spherical body 30 in the embodiment shown here.
  • This can be designed as a simple hollow or solid sphere, wherein further superficial Ausfor ⁇ rules, such as threaded or sockets, bolts and der ⁇ same devices for attaching fasteners or Steckele- elements may be provided in individual cases, but in principle completely omitted if the node has a substantially convex shape.
  • FIG. 4b shows an exemplary node in a concave design in which not only pressure but also tensile forces can be transmitted between the pressure rods and the spherical body.
  • the ball body 30 is connected in this case by a number of non-positively connected, especially welded, soldered or glued, 30a cone supplements.
  • a row of pressure rods 40 are directed radially on the spherical body 30 in their longitudinal axis. These sit on their front sides on its surface so that the forces acting in the longitudinal direction of the pressure rods forces are derived centrally on the spherical body 30.
  • a plurality of pressure rods form an inherently abutment for the pressure forces which occur, with the spherical body 30 forming a firm point of application for these forces. Therefore, in this embodiment, the pressure rods can be positively seated without fastening elements on the ball body, whereby the greatest possible simplicity in conjunction with a low-detail disassembly of the entire construction is achieved.
  • the pressure rods have in theschreibs ⁇ examples shown here on a substantially cylindrical shape. However, it is obvious that any cross-sectional profile which is sufficiently resistant to bending or buckling, in particular an X or a double T-profile, can also be used.
  • the pressure rods 40 are fixed in position by a plurality of tension cables 50 and stabilized. These attack in this embodiment in an annular manner around the longitudinal axis of the respective pressure rod guided Buchseilfactn 70 and brace the arrangement of pressure rods 40 and central ball body 30.
  • the convex node 20 illustrated in FIG. 3 in this example is shown in an assembled state in FIG.
  • the figure shows the central spherical body 30 with the positively seated on this pressure rods 40 and the pressure rods in their position fixing traction cables 50 which are passed through the Switzerlandseilfactn 70.
  • the in the figure outwardly facing ends of the push rods 40 have the aforementioned Aufsetzkegel 60 and stand over them each with adjacent spherical bodies 30 in positive contact.
  • the traction cables 50 shown in FIG. 4 are passed through the traction cable sheaves adjacent pressure bars, which are not shown in the figure and belong to adjacent junctions, and thus clamp the basic unit of the network construction with adjacent junctions shown in the FIGURE. As a result, the network construction is built up periodically consecutively.
  • the global shape of the network construction in particular its curvature and its contour is determined by the mutual angular position of the pressure rods on each individual spherical body of the respective nodes 20.
  • the spherical shape of the spherical body allows an arbitrary and only by static requirements limited angular position of the pressure rods with each other, wherein the tension cables 50 clamp the given contour. Both by the tensile forces acting in the tension cables, as well as by the compressive forces acting on the ball bodies via the pressure rods and the thereby produced abutment function of the ball bodies, the entire arrangement is stabilized in itself without further fastening means.
  • FIG. 5a shows some of the basic elements described above in a series of individual views.
  • Fig. 5a an exemplary embodiment of the aforementioned Materialssetzkegels 60 is shown.
  • the Aufsetzkegel a flattened or concave tip 65, whose radius of curvature corresponds to the radius of the surface of the central spherical body 30.
  • the tip 65, or else the entire Aufsetzkegel 60 may be formed of an elastic, but sufficiently strong, in particular compressible in the longitudinal direction of the compression bars material. In this case, the tip 65 adapts to the surface of the spherical body under the impression of the force acting on the pressure rod.
  • FIG. 5b shows an exemplary spherical body 30 with a cone 30a which has been frictionally supplemented and has been mentioned in connection with FIG. 4b.
  • very concave configurations of the node caused by the concave position of the traction cables 50 in one or more pressure rods 40 tensile forces, which are then Tar ⁇ via the frictional Ver ⁇ connection between the spherical body 30 and cone 30a in an abutment.
  • the already mentioned pull cable receptacle 70 is exemplified Take ⁇ in Fig. 5c.
  • the exemplary embodiment illustrated here comprises two clamping rings 71, which surround a central clamping cylinder 72 arranged on the pressure rod 40 and are connected to one another by means of fastening elements 73, in particular screws or screw bolts.
  • fastening elements 73 in particular screws or screw bolts.
  • a rotating steel band or a comparable clamping device is conceivable that braces the clamps with each other and with the push rod.
  • the tension cable 50 guided between the clamp and the clamping cylinder is thereby clamped between the clamping cylinder and the clamp and thus fixed in its position, in particular at its point of application.
  • FIG. 5 d shows individual parts for a point holder 80 for a mounting possibility of a cover element described below.
  • the point holder consists of a threaded ring 81, which is pushed over a point cone 82 with a hinge receptacle 82a for a retaining pin.
  • the point cone 82 is again placed on a point disk 83.
  • a thermal insulation disc 84 is located under the point disc 83 and prevents the formation of a thermal bridge between the cover member 100 and the point disc 83 and the skeleton construction.
  • FIG. 5 e shows a claw 90 in conjunction with nuts 91 which, in combination with the point holder shown in FIG. 5 d, make it possible to fasten the cover element to the network construction.
  • FIG. 6 illustrates, in a detailed representation, exemplary adjustment possibilities for one or more pull ropes 70 in the pull cable receiver 70 described in FIG. 5c.
  • the traction cables allow a fine adjustment in the range of a few centimeters to millimeters.
  • a plurality of traction cables 50 can be attached in a Buchseil technique. The Switzerlandseil technique thus forms a central point of attack and Stabilticians ⁇ for the tensile forces exerted by several traction cables.
  • FIGS. 7a and 7b show an exemplary attachment option for a trim and / or cover element 100 using the elements shown in FIGS. 5d and 5e.
  • the cladding and Abdeck ⁇ element may be a wall element, a roof element, but also a collector device for generating electrical energy or heat energy, a heating or cooling element and the likegnacs ⁇ element, with which the skeleton construction is disguised as required.
  • the rectangular shape of the trim / cover element 100 shown in the figures is exemplary and, if necessary, can be replaced by an arbitrarily shaped, in particular arbitrarily polygonal, shape.
  • Roth ⁇ can be used as trim / cover elements and functional Bau ⁇ groups, especially complete prefabricated windows or doors with frames, hatches and other function openings, for example, for fans or similar assemblies, may be provided.
  • a point holder 80 is fixed by a respective dot-disc 83 is locked in place.
  • a thermal separating disk 84 is inserted between the covering / covering element 100 and the point disk 83.
  • This may in particular be made of neoprene or a comparable thermal insulation material.
  • the point disk 83 can be fastened, for example with fastening elements, in particular screws, bolts and the like, at the points provided for this purpose.
  • the dot wheels 83 can also be connected by means of adhesive bonds with the trim / cover 100. Fasteners are particularly advantageous for heavy trim / cover elements, such as collectors, heaters, fans, and the like, while glued joints may be used for predominantly lightweight glass or plastic covers.
  • the point cone 82 is placed on the point disk and fastened either rigidly or rotatably using the threaded ring 81 on the point disk 83.
  • a retaining pin 92 is then laterally inserted with ball joint 92a and engaged in the joint receptacle 82a.
  • the retaining pin 92 is thus movably mounted in the point cone, the joint receptacle 82a and the joint ball 92a forming an at least in an angular plane adjustable joint.
  • connection between point disk 83 and point cone 82 is likewise adjustable, in particular rotatable about the common longitudinal axis of the point cylinder 83 and the point cone 82, the holding pin 92 can assume any angular positions within a given sector and thus be adjusted as desired.
  • the retaining pin 92 serves to receive the claw 90 shown in Fig. 5e, which is mounted and locked on the retaining pin using the nuts 91.
  • the claw 90 connects the retaining pin 92 with the point holder 80 and thus with the trim / cover 100 on the one hand and a Switzerlandseilability 70 on an adjacent push rod 40 on the other hand, as shown in Fig. 8.
  • FIG. 8 shows the network construction constructed on the basis of the previously described node points 20 in conjunction with cladding / cover elements 100 mounted on this network construction.
  • the FIGURE shows, inter alia, a plurality of already mounted spherical bodies 30, pressure rods 40, traction cables 50, attachment cones 60 and Werseilfactn 70.
  • the claw 90 is used in this figure in a corresponding Buchseilfact and anchored in this.
  • the claw 90 is first applied with its outer side to the clamping cylinder in the interior of the Werseilfact and pressed by means of the already mentioned and placed around the claw around the outside and connected clamps to the clamping cylinder.
  • the pressure rod connected to this pull cable receptacle is pressed by the corresponding pull cables onto a spherical body within the network construction.
  • the clamping cylinder encompassing discs can be inserted between the clamps 71 and the clamping cylinder 72 to at a very one-sided load the Glasseilfact an all-round uniform distance between clamping cylinder 72 and Secure clamp 71.
  • FIG. 8 additionally shows an exemplary foundation anchoring of the network construction.
  • the foundation anchoring consists in this embodiment of varied embodiments of the Glasseilfact or the ball body.
  • the varied Buchseilness is formed in this embodiment in the form of a half-ring 70a and connected on a flat side with the foundation.
  • the half-ring in addition to a pull rope 50, also receives a previously described claw 90 and thus also serves to anchor a trim / cover element 100.
  • the modified embodiment of the ball body consists of a hemisphere 30b with a plane fixed to the base bottom. It serves as the ball body described above as an abutment and anchorage for a push rod 40 on the foundation.
  • the network construction thus consists of a limited assortment of standardized and modular components.
  • the previously described connection and adjustment possibilities ensure a wide range of shape designs.
  • the size of the individual components can in principle be arbitrary and depends on the respective conditions of use. Appropriately, use-specific assortment sets can be provided from each matched components.
  • the entire construction can be dismantled easily and can be easily rebuilt at another location.
  • the basic elements can be produced inexpensively in series. Profiles and traction ropes are merely cut to the required length. Level. Building materials that are to serve as cladding are in the appropriate cut polygonal shape. If necessary, walls and ceilings or parts thereof can be prefabricated from the factory in transportable sizes and transported in the folded state.
  • the skeletal structure can be filled with a bed.
  • especially recyclable materials, such as waste paper are used.
  • the trim / cover elements 100 may optionally contain lighting devices behind an enclosure for an interior or exterior lighting.
  • the space-saving foundation design reduces the floor seal to a minimum.
  • the construction described can be used in home, office, industrial and trade fair construction, as well as in temporary buildings, such as refugee camps or as part of a modeling landscaping in recreational areas or amusement parks. Furthermore, sculptural works of art as well as advertising displays can be manufactured. Suitable materials for the individual parts of the constructions described above are, above all, sufficiently tensile or pressure-resistant and sufficiently tough materials.
  • Fig. 9 shows by way of a simple example, that is to say. on the basis of a roof or wall construction with a parabolic or cylindrical cubature, a simulated network construction, wherein the above-described node points or their individual parts, connections and the one to be attached Cover elements can be seen.
  • the nodes or their elements contained in the simulated mesh construction form parametric detailed constructions, which are lined up and laid like a texture over a given virtual cubature.
  • the design geometry can in this context be imported from any development environment.
  • the parametric detail designs already contain idealizations and routines for determining static characteristics and other properties for all subsequent design phases.
  • the associated data can be read out and passed on to presentation, automation and FEM programs for statics calculation.
  • the parametric detailed constructions ie the nodal points
  • the structure of each detail construction within the global shape of the texture
  • static parameters such as compressive and tensile forces within each parametric detailed design.
  • a production planning or at least a parts list is created either for a partial area of the planned construction or for the entire construction in a simple manner.
  • the detailed constructions thus form elementary building blocks of which the virtual network construction is based.
  • the virtual network design can be extended to a virtual design and planning model.
  • the virtual design and planning model includes not only the virtual network construction but also the organizational and planning aids associated with the future fabrication of the skeleton construction, in particular production plans, parts lists, cost plans or production tables in the form of database structures.
  • Fig. 10 a related example is shown pictorially.
  • the figure shows a virtually generated building cubature with a virtual net construction which has been "pulled over" as a texture over the cubature
  • the starting shape of the cubature is a semicylindrical archway which is formed by several deformations
  • two approaches can be used for planning the network construction corresponding to this cubature.
  • the semi-cylindrical volume is covered with a virtual texture from a virtual mesh construction.
  • a previously stored design and planning model can be used.
  • the cubature is virtually deformed. In the case of the cubature shown in the figure, this happens, for example, in such a way that initially the longitudinal axis of the original cylindrical shape has a certain radius of curvature is curved.
  • the texture resting on the cubature is distorted, whereby the nodal points of the texture are virtually deformed as parametric detail constructions and, if necessary, new nodes are inserted.
  • the designer thus proceeds from a known or given form in this process and intuitively modifies it, while at the same time creating a design in a CAD-like process, an architectural form, and a technological manufacturing plan.
  • the building cubature is first created in detail and then covered with a texture from a virtual network construction.
  • the cubature is broken down into individual surface elements, wherein each surface element substantially corresponds in its size to the extensions of the nodal points, that is to say in particular to the pressure rods arranged around the respective spherical body and pointing outwards.
  • a virtual spherical body is expediently first placed on any position of the surface element, in particular in its middle or edge, and then virtual pressure rods are placed between the spherical bodies.
  • the Traction cables inserted between these objects, in particular the pressure bars.
  • Fig. 11 shows a related example.
  • the cubature is formed in this representation as a virtual three-dimensional grid R whose lines delimit a certain number of cells Z.
  • the size of the cells corresponds to the dimensions of the individual virtual nodes KP contained in the virtual network construction NK.
  • nodes form to a certain extent the "elementary cells" of the network construction NK, while the cells Z of the grid R describe the places or areas to be occupied, into which the building cubature must be divided, so that the virtual network construction fill this cubature and to this
  • the virtual network construction NK follows this grid, whereby the number of basic elements required for each node KP, ie spherical bodies, pressure bars, etc., and the angular positions of the respective basic elements, as well as the dimensions of the cladding / Starting from the raster R of the cubature, each individual node can then be uniquely identified, thus addressed and recorded in a production table or other production planning.
  • two fields of the prefabricated construction arrangement are shown in an embodiment with membranes 1.
  • the areas for the guy guards are reduced here, so that easier assembly in the area of the nodes is given.
  • the membranes are attached to tips 2 by screwing (see also Figs. 30 to 32).
  • the fields formed by the membranes may have a different number of cores.
  • Fig. 13 shows an exploded view of the arrangement according to Fig. 12 with the same elements. The same applies to the detailed illustration according to FIG. 14.
  • FIG. 15 Details of the holder for receiving the ropes 4 with the multi-part holder 5 are shown in FIG. 15. Fig. 15 also makes the tendon 3 become clear.
  • FIG. 16 A pre-assembled field with already screwed holders 5 is shown in FIG. 16, but still without ropes and membrane.
  • FIG. 17 shows the preassembled arrangement with a ball 6, which consists of two halves, which can be fixed to one another via a spring ring / groove connection.
  • FIG. 18 shows a variant similar to FIG. 17, but with a ball 7.
  • a cable bracing variant is shown, which is designed in a cross shape.
  • FIG. 20 shows a detail of the holder 5 with continuous cable for use according to the exemplary embodiment according to FIG. 19.
  • FIGS. 21 to 23 show various possible segmentations of the tension or support rods 8.
  • Fig. 21 is an exemplary way of segmenting the tie rods 8 for the variant with
  • Fig. 22 is an example of the Spannstabaus arrangement for the embodiment variant with membranes and centrally located tendon
  • the tendons of Fig. 21, 22 and 23 comprise a construction with adjusting nut 9, wherein the adjusting nut is connected to two bolts, the each have a counter-rotating thread, which corresponds to a complementary internal thread in the associated section of the tensioning rod 8.
  • Fig. 23 is an embodiment which is suitable for receiving the holder 5.
  • a circumferential return jump 11 is provided.
  • each rod 8 two holders 5 are used.
  • FIG. 25 shows an example analogous to FIG. 24, although due to given low loads, only the outer membranes 1 absorb existing tensile forces or a separate tension rod (see tension rod 12 according to FIG. 24) can be dispensed with.
  • FIG. 26 shows a detail of the solution according to the invention in the region of a knot with a plurality of tension rods, but without a membrane.
  • FIG. 27 shows a detail of the holders 5 for the tension rods 12.
  • FIG. 28 shows tension rods 8, specifically for the variant with tension rods according to FIG. 27 and a recognizable space for accommodating the holders 5 and the likewise provided possibility of adjustment with the aid of the adjusting nut 9.
  • FIG. 29 An example with traction ropes running around the respective knot is shown in FIG. 29. There, the traction ropes 4 pass through the tensioning rods 8 loaded at pressure at end points 13. When using ropes which are adjustable with tendons 3, simplifications are obtained in comparison with the embodiment form with prefabricated bars.
  • FIG. 30 shows an exploded view of the embodiment according to FIG. 29 with the end points 13 receiving the cables.
  • the respective membrane 1 can be fixed according to the illustration of FIG. 31 and 32 at the thread crest 2 by screws.

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Abstract

The invention relates to an arrangement for a prefabricated structure with a skeletal construction. This arrangement is characterized by an assembly, which is adapted to a given building cubature in the form of a network structure (10), of modularly constructed shape-variable junction points (20), which are made of base elements and connected to one another and/or braced. In one embodiment, the base bodies of the shape-variable junction point (20) consist of: a first central spherical body (30) provided for each junction point; a number of compression rods (40), which rest against the first spherical body in an essentially longitudinal direction while radiating therefrom and which connect the first spherical body to an adjacent spherical body, and of; an arrangement of tensioning parts (50) that press the compression rods against the first and/or adjacent spherical bodies. These base bodies form a network structure that is covered by lining/covering elements.

Description

4 4
Anordnung für eine Fertigbaukonstruktion in SkelettbauweiseArrangement for a prefabricated construction in skeleton construction
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Fertigkonstruktion in Skelett¬ bauweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for a finished construction in skeleton construction according to the preamble of claim 1.
Derartige Konstruktionen sind ein bekannter Stand der Technik und werden im Messebau, vorübergehenden Behausungen, technischen Anlagen oder auch im Werbebereich eingesetzt. Bei der Skelettbauweise wird unter Verwendung meist stabförmiger Gerüstelemente in Kombination mit Ver¬ bindungselementen, wie beispielsweise Einsteck- und Befestigungsmodulen, eine lösbare oder unlösbare Gerüstkonstruktion gefertigt. Die dadurch errichtete Konstruktion ist starr und kann durch Verkleidungs- und/oderSuch constructions are a known state of the art and are used in exhibition construction, temporary housing, technical equipment or in the advertising sector. In the skeleton construction, a detachable or non-detachable framework construction is produced using mostly rod-shaped framework elements in combination with connecting elements, such as plug-in and fastening modules. The construction thus constructed is rigid and can by fairing and / or
Abdeckeiemente komplettiert werden. Dadurch können zum Beispiel größere Glasfassaden für moderne Architekturen, Fertigbauten oder Gestelle insbe¬ sondere im Messebau, gefertigt werden. Die Skelettbauweise ermöglicht große helle Fensterfronten bei einer materialsparenden aber dennoch statisch sehr stabilen Konstruktion.Cover elements are completed. As a result, for example, larger glass facades for modern architectures, prefabricated buildings or racks, in particular in exhibition construction, can be manufactured. The skeleton construction allows large bright window fronts with a material-saving, yet static very stable construction.
Die nach dem Stand der Technik gebräuchlichen Ausführungsformen derartiger Fertigkonstruktionen weisen jedoch einige gravierende Nachteile auf. Im Allgemeinen sind die in der Skelettkonstruktion verbundenen Elemente starr miteinander verbunden und weisen nur eine begrenzte vorgegebene Anzahl von Verbindungsmöglichkeiten auf. Diese legen insbesondere die Ausdehnung der gesamten Skelettkonstruktion, die gegenseitigen Winkellagen der Verstrebungen bzw. der gerüstbildenden Elemente und die Anzahl der miteinander verbindbaren Elemente fest und schränken somit die gestalterischen Möglichkeiten ein. Damit geht eine Begrenzung der mit einer speziellen Konstruktion realisierbaren Konturen, insbesondere der damit möglichen Gebäudeformen, einher. Eine veränderte architektonische Gestaltung erfordert aus diesem Grund eine mitunter vollständig neue Konzeption der in der Skelettkonstruktion verwendeten Elemente und zieht demnach einen beträchtlichen Planungs- und Ferti¬ gungsaufwand mit sich. Angefangen von der Planung und Konstruktion der Grundelemente des Skeletts über die baustatische Untersuchung des geplanten Baus bis hin zum tatsächlichen Zusammenbau der Elemente auf der Baustelle müssen für unterschiedliche Konstruktionen teilweise voll- kommen voneinander abweichende Planungs- und Arbeitsgänge ausgeführt werden. Es ist klar, dass damit erhebliche Kosten verbunden sind, die einen umfassenden Einsatz dieser an sich in sehr vieler Hinsicht nützlichen Tech¬ nologie verhindert. Skelettkonstruktionen sind unter den gegenwärtigen Bedingungen entweder preiswert, aber in Verbindung damit nicht sehr ansehnlich und plump oder aber elegant und sehr effektvoll und damit aber auch konstruktiv sehr anspruchsvoll und überaus kostspielig.However, the conventional embodiments of such prefabricated constructions according to the prior art have some serious disadvantages. In general, the elements connected in the skeletal structure are rigidly connected to each other and have only a limited predetermined number of connection possibilities. These specify in particular the extent of the entire skeletal structure, the mutual angular positions of the struts or the frame-forming elements and the number of interconnectable elements and thus limit the design possibilities. This is a limitation of the realizable with a special design contours, in particular the possible building shapes, accompanied. For this reason, a changed architectural design necessitates a sometimes completely new conception of the elements used in the skeletal construction, and accordingly involves a considerable amount of planning and production effort. Starting with the planning and construction of the basic elements of the skeleton and the structural analysis of the planned construction up to the actual assembly of the elements on the construction site, different structures have to be partially fully equipped. come from different planning and operations are executed. It is clear that this involves considerable costs which prevent a comprehensive use of this technology, which in itself is very useful in many respects. Skeleton constructions are either inexpensive under the current conditions, but not very handsome and clumsy, or elegant and very effective, but also very constructive and very costly.
Es ergibt sich vor dem Hintergrund der genannten Probleme somit die Aufgabe, eine Anordnung für eine Fertigkonstruktion in Skelettbauweise anzugeben, die die genannten Probleme vermeidet und insbesondere eine kostengünstige, flexibel einsetzbare, d.h. formenreiche und in ihrer Planung und Konstruktion einfache Anwendung bzw. Bauausführung ermöglicht.Thus, in view of the above-mentioned problems, it is the object to provide an arrangement for a prefabricated construction in skeleton construction, which avoids the problems mentioned and in particular a cost-effective, flexibly usable, i. rich in shape and in their planning and construction simple application or construction.
Die Aufgabe wird mit einer Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche min¬ destens zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausführungsformen des Haupt¬ anspruchs beinhalten.The object is achieved with a prefabricated construction in skeleton construction with the features of claim 1, wherein the subclaims contain at least expedient or advantageous embodiments of the main claim.
Erfindungsgemäß ist die Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise dadurch gekennzeichnet, dass ein an eine vorgegebene Gebäudekubatur in Form einer Netzkonstruktion angepasster Verband miteinander verbundener und/oder verspannter, aus Grundelementen modular aufgebauter formvariabler Knotenpunkte vorgesehen ist.According to the invention, the prefabricated construction in a skeleton construction is characterized in that a dressing adapted to a given building cubature in the form of a network construction is provided with interconnected and / or braced, modularly constructed, form-variable junctions.
Die erfindungsgemäße Skelettbauweise zeichnet sich demnach dadurch aus, dass eine begrenze Anzahl weniger Grundelemente zu Knotenpunkten zusammengefasst werden, deren geometrische Gestalt in an sich beliebiger Weise veränderbar ist und die dadurch an jede geforderte Kontur angepasst werden kann. Die erforderliche Stabilität der Konstruktion wird durch eine Verbindung der Grundelemente und/oder deren Verspannung erreicht. Damit ist ein System für eine Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise gegeben, das mit einigen wenigen grundlegenden Elementen geplant werden kann, in Verbindung damit ein großes Anwendungsgebiet erschließt und somit kostengünstig zu planen bzw. zu errichten ist. Als Grundelemente sind folgende Teile vorgesehen. Je Knotenpunkt ist ein zentraler Kugelkörper angeordnet, wobei mehrere im wesentlichen in Längsrichtung strahlenförmig auf dem ersten Kugelkörper aufsitzende und den ersten Kugelkörper mit je einem benachbarten Kugelkörper verbindende Druckstäbe vorgesehen sind. Eine Anordnung die Druckstäbe auf den ersten und/oder zweiten benachbarten Kugelkörper pressen, das Zugseile stabili¬ siert die so gegebene Anordnung aus Kugelkörper und Druckstäben und bildet in Verbindung mit benachbarten Kugelkörpern und Druckstäben eine stabile Netzkonstruktion aus.The skeleton construction according to the invention is accordingly characterized in that a limited number of fewer basic elements are combined to form nodes whose geometric shape can be changed in any desired manner and which can thereby be adapted to any required contour. The required stability of the construction is achieved by a connection of the basic elements and / or their bracing. Thus, a system for a prefabricated construction in skeleton construction is given, which can be planned with a few basic elements, in conjunction with it opens up a large area of application and is therefore inexpensive to plan or to build. The following parts are provided as basic elements. For each node, a central spherical body is arranged, wherein a plurality of substantially radically longitudinally seated on the first spherical body and the first spherical body, each with an adjacent spherical body connecting pressure rods are provided. An arrangement pressing the pressure rods on the first and / or second adjacent ball body, the tension cables stabili¬ siert the given arrangement of ball body and pressure bars and forms in conjunction with adjacent spherical bodies and pressure bars a stable network construction.
Zur besseren Verbindung zwischen dem jeweiligen Druckstab und dem Kugelkörper ist mindestens je ein einendig auf den Druckstab aufgesetzter und auf die Oberfläche den Kugelkörpers angepasster Aufsetzkegel vorge¬ sehen. Das jeweilige Druckstabende schließt somit an den Kugelkörper pressend an und ist mit dem Kugelkörper nur durch die spannende Wirkung das Zugseile, d.h. insbesondere ohne zusätzliche Befestigungselemente, wie Schrauben, Bolzen und dergleichen befestigt. Der Druckstab kann somit prinzipiell an jedem beliebigen Punkt mit dem Kugelkörper in Kontakt treten, wobei die gegenseitige Lage weiterer Druckstäbe prinzipiell beliebig zueinander ausgeführt sein kann und somit der dadurch gebildete Knoten¬ punkt eine variable geometrische Form erhält.For a better connection between the respective pressure rod and the spherical body, at least one support cone placed on the pressure rod at one end and adapted to the surface of the ball body is provided. The respective pressure rod end thus connects to the spherical body pressing and is with the spherical body only by the exciting effect of the tension cables, i. fastened in particular without additional fasteners, such as screws, bolts and the like. The pressure rod can therefore in principle come in contact with the ball body at any desired point, the mutual position of further pressure rods in principle being able to be performed arbitrarily with respect to one another, and thus the node formed thereby receives a variable geometric shape.
Als Angriffspunkt das Zugseile ist eine je Druckstab angeordnete ringartige Zugseilaufnahme vorgesehen. Die Zugseile können somit bezüglich der Längsachse des Druckstabes in prinzipiell jede beliebige Richtung angreifen und mit benachbarten Druckstäben verbunden werden. Dadurch erhält die Gesamtkonstruktion weitere zusätzliche Verbindungsfreiheitsgrade und kann beliebig stark stabilisiert werden,As a point of attack the traction ropes a per pressure rod arranged ring-like Zugseilaufnahme is provided. The traction cables can thus attack with respect to the longitudinal axis of the pressure rod in principle any direction and be connected to adjacent pressure bars. This gives the overall construction additional additional freedom of connection and can be stabilized as much as desired,
Auf wahlweisen Druckstäben kann eine Auflage- und Befestigungsvorrich¬ tung für Verkleidungs- und Abdeckelemente vorgesehen sein. Dadurch kann die erfindungsgemäße Skelettkonstruktion z.B. Dach- oder Deckenelemente oder vergleichbare, auch funktionell aktive Elemente, beispielsweise Kollektoreinrichtungen, aufnehmen und tragen.On optional pressure bars, a support and Befestigungsvorrich¬ device for cladding and cover elements may be provided. Thereby, the skeleton construction according to the invention can e.g. Roof or ceiling elements or similar, even functionally active elements, such as collector devices record and carry.
Für eine baustatische Überwachung oder für zukünftige planerische Zwecke können an den Grundelementen der Knotenpunkte angeordnete, insbe- sondere über die gesamte Netzkonstruktion verteilte Messeinrichtungen für statische Parameter vorgesehen sein. Damit ist es möglich, eine gegebene Netzkonstruktion hinsichtlich ihrer statischen Eigenschaften zu überwachen oder als Grundlage weiterer Planungen als Modell zu speichern.For structural-technical monitoring or for future planning purposes, the main elements of the nodes may contain, in particular, be provided over the entire network construction distributed measuring devices for static parameters. This makes it possible to monitor a given network construction in terms of their static properties or to save as a model of further planning as a model.
Bei einem Verfahren zur Konstruktion einer vorhergehend genannten Anordnung wird in einer Datenverarbeitungseinrichtung für die Netz¬ konstruktion ein virtuelles Konstruktions- und Planungsmodell vorab erstellt und/oder dieser zugeordnet. Dabei wird das virtuelle Konstruktions- und Planungsmodell aus den formvariablen Knotenpunkten zugeordneten virtuellen Konstruktionsmodulen zusammengefügt. Anhand dieses Konstruk¬ tions- und Planungsmodells werden Daten für Darstellungs-, Automatisie- rungs- und Statikberechnungsprogramme erzeugt und dem Konstruktions¬ und Planungsmodell eine Gesamtheit von Fertigungstabellen zugeordnet. Dadurch kann sowohl die Netzkonstruktion detailliert hinsichtlich ihrer Form, der notwendigen Grundelemente, der vorliegenden Statik und der auszuführenden Fertigungsschritte vorgeplant werden.In a method for constructing a previously mentioned arrangement, a virtual design and planning model is created in advance and / or assigned to a data processing device for the network construction. In the process, the virtual design and planning model is assembled from the virtual construction modules assigned to shape-variable nodes. On the basis of this design and planning model, data for presentation, automation and structural calculation programs are generated, and a set of production tables is assigned to the design and planning model. As a result, it is possible to pre-plan the net structure in detail with regard to its shape, the necessary basic elements, the existing statics and the production steps to be carried out.
Insbesondere kann das virtuelle Konstruktions- und Planungsmodell in Form einer virtuellen Textur auf eine Entwurfsgeometrie in Form einer virtuell gegebenen Gebäude-Kurvatur aufgeformt und in seiner. Gestalt angepasst werden. Das Konstruktions- und Planungsmodell wird somit ein virtueller "Bezug" über eine vorgegebene "Füllung" gezogen, wobei in Verbindung damit die inneren ortsabhängigen Knotenpunktstruktur der späteren Netzkonstruktion errechnet werden.In particular, the virtual design and planning model can be shaped in the form of a virtual texture onto a design geometry in the form of a virtually given building curvature and in its. Shape to be adapted. The design and planning model is thus a virtual "reference" over a given "filling" pulled, in conjunction with which the inner location-dependent node structure of the subsequent network design are calculated.
Die Fertigungstabellen werden mit den Parametern des Konstruktions- und Planungsmodells verknüpft und bei Veränderungen am Konstruktions- und Planungsmodell fortlaufend aktualisiert. So kann insbesondere bei einer Erweiterung oder eine Änderung an der Form des Modells z.B. die Zahl der notwendigen Knotenpunkte neu errechnet und die daraus notwendige Zahl der Grundelemente geändert werden. Diese Ausgestaltung erlaubt intuitive Veränderungen am Konstruktions- und Planungsmodell, ohne dass bei dieser Planung der gesamte Planungsablauf der Fertigungstechnologie neu durchlaufen werden muss. Zweckmäßigerweise sind die Erstellung und/oder Zuordnung des Kon- struktions- und Planungsmodells Bestandteile einer CAD-Konstruktions- Entwicklungsumgebung, wobei die CAD-Konstruktions-Entwicklungsum- gebung insbesondere eine Datenbank mit einer Bauteilebibliothek für die Knotenpunkte der Netzkonstruktion aufweist. Damit wird auch für denThe production tables are linked with the parameters of the design and planning model and continuously updated in the event of changes to the design and planning model. Thus, in particular in the case of an extension or a change to the shape of the model, for example, the number of necessary nodes can be recalculated and the number of basic elements necessary for this can be changed. This design allows intuitive changes to the design and planning model, without having to go through the entire planning process of manufacturing technology in this planning. The creation and / or assignment of the design and planning model are expediently components of a CAD design development environment, the CAD design development environment in particular having a database with a component library for the nodes of the network construction. This will also for the
Prozess der Planung und Entwicklung des Konstruktionsmodells virtuell auf den modularen Aufbau der einzelnen Knotenpunkte zurückgegriffen.Process of planning and development of the design model virtually resorted to the modular structure of the individual nodes.
Die erfindungsgemäße Skelettkonstruktion bzw. grundlegende Verfahrens- schritte zur Konstruktion und Planung der Anordnung sollen im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Zur Veran¬ schaulichung dienen die Figuren 1 bis 10. Es werden für gleiche bzw. gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet.The skeleton construction according to the invention or fundamental process steps for the construction and planning of the arrangement will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. FIGS. 1 to 10 serve to illustrate the situation. The same reference numerals are used for identical or identically acting parts.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Skelettkonstruktion in einer Ansicht von vorn,1 shows an exemplary embodiment of the skeleton construction according to the invention in a front view,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform in einer Seitenansicht,2 shows the embodiment shown in FIG. 1 in a side view,
Fig. 3 eine Darstellung eines in seine beispielhaften Grundelemente zerlegten Knotenpunktes,3 is an illustration of a decomposed into its exemplary basic elements node,
Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigten und zu einem beispielhaften Knotenpunkt verbundenen Grundelemente,4 shows the basic elements shown in FIG. 3 and connected to an exemplary node, FIG.
Fig. 4b eine weitere beispielhafte Form eines Knotenpunktes,4b shows another exemplary form of a node,
Fig. 5a einen beispielhaften Aufsetzkegel nach einer der Figuren 1 bis 3,5a an exemplary Aufsetzkegel according to one of the figures 1 to 3,
Fig. 5b Kegel in kraftschlüssigem Kontakt mit einem Kugelkörper,5b cone in frictional contact with a spherical body,
Fig. 5c eine in ihre Einzelteile zerlegte beispielhafte Zugseilaufnahme,5c is a broken down into their parts exemplary Zugseilaufnahme,
Fig. 5d einen in seine Einzelteile zerlegten beispielhaften Punkthalter, Fig. 5e eine beispielhafte in ihre Einzelteile zerlegte Kralle,5d an exemplary point holder disassembled into its individual parts, 5e an exemplary fragmented claw,
Fig . 6 eine Einzelheitansicht einer Zugseilaufnahme mit beispielhaft möglichen Zugseilverläufen,Fig. 6 is a detail view of a Zugseilaufnahme with exemplary Zugseilverläufen,
Fig . 7a eine beispielhafte Befestigungsvorrichtung für Abdeckelemente in einer in ihre Einzelteile zerlegten Darstellung,Fig. FIG. 7a shows an exemplary fastening device for cover elements in a disassembled view, FIG.
Fig . 7b die in Fig. 7a gezeigte Befestigungsvorrichtung im zusammenge- bauten Zustand,Fig. 7b shows the fastening device shown in FIG. 7a in the assembled state,
Fig. 8 eine Detailansicht einer beispielhaften Fundamentbefestigung der Skelettkonstruktion,8 shows a detailed view of an exemplary foundation attachment of the skeleton construction,
Fig. 9 eine beispielhafte Darstellung eines virtuellen Planungs- und Konstruktionsmodells auf der Grundlage parametrischer Detailkonstruktionen,9 shows an exemplary representation of a virtual planning and construction model on the basis of parametric detailed constructions,
Fig. 10 eine beispielhafte Darstellung einer virtuellen Gebäude-Kubatur mit einem in Form einer Textur virtuell darüber gezogenen10 shows an exemplary representation of a virtual building cubature with a virtual texture drawn over it in the form of a texture
Planungs- und Konstruktionsmodell,Planning and design model,
Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung einer virtuellen Gebäude-Kubatur in11 is an enlarged view of a virtual building cubature in
Form eines Rasters mit einer das Raster ausfüllenden virtuellen Netzkonstruktion,Form of a grid with a grid-filling virtual mesh construction,
Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel mit Membran-Feldern,12 an embodiment with membrane fields,
Fig. 13 eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 12,13 is an exploded view of the embodiment of FIG. 12,
Fig. 14 eine Detaildarstellung eines einzelnen Membranfelds,14 is a detailed view of a single membrane field,
Fig. 15 eine Darstellung der Versteifungskonstruktion gemäß Fig. 12 bisFig. 15 is an illustration of the stiffening structure of FIG. 12 to
14, jedoch ohne Membran;14, but without membrane;
Fig. 16 Darstellungen von Versteifungsteilen und Kugelgelenk, wobei die und 17 Kugel aus zwei Kugelhälften besteht, Fig . 18 eine Darstellung ähnlich der Fig . 16, jedoch mit einer Vol lkugel,16 shows representations of stiffening parts and ball joint, wherein the ball 17 and consists of two halves, Fig. 18 is a view similar to FIG. 16, but with a solid sphere,
Fig. 19 ein Ausführungsbeispiel eines Feldes mit kreuzförmiger Seilver- Spannung und Membran;FIG. 19 shows an exemplary embodiment of a field with a cross-shaped cable tension and membrane; FIG.
Fig . 20 ein Detail der Halterung gemäß der Ausführungsform nach Fig. 19,Fig. 20 is a detail of the holder according to the embodiment of FIG. 19,
Fig . 21 Beispiele der Segmentierung der Verbindungsstäbe mit ver- bis 23 schiedener Ausführung des Spannglieds und Elementen zum Befestigen der Seile oder Ringe gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen,Fig. 21 examples of the segmentation of the connecting rods with up to 23 different design of the tendon and elements for attaching the cables or rings according to the preceding embodiments,
Fig . 24 eine Ausführungsvariante des Freiformsystems mit Zugstäben, wobei je Zugstab zwei beabstandete Halter vorgesehen sind,Fig. FIG. 24 shows an embodiment variant of the freeform system with tension rods, wherein two spaced-apart holders are provided for each tension rod, FIG.
Fig . 25 eine Ausführungsform ähnlich Fig . 24, wobei jedoch die vor¬ gesehenen äußeren Membranen Zugkräfte aufnehmen und äußere Zugstäbe in Fortfall kommen können,Fig. 25 shows an embodiment similar to FIG. 24, however, the vor¬ seen outer membranes absorb tensile forces and external tension rods can be omitted,
Fig . 26 eine Knotenansicht mit Zugstäben ohne Membranen,Fig. 26 is a node view with tie rods without membranes,
Fig . 27 eine Explosionsisometrie der Anschlüsse für die Zugstäbe,Fig. 27 shows an exploded isometric view of the connections for the tension rods,
Fig . 28 ein Ausführungsbeispiel der Segmentierung der Spannelemente für die Zugstabvariante nach Fig . 27, wobei durch die Verstel l¬ barkeit ein einfaches Montieren der Knoten und eine ebenso einfachere Demontage möglich wird,Fig. 28 shows an embodiment of the segmentation of the clamping elements for the tension rod variant according to FIG. 27, whereby the ability to adjust makes it possible to mount the knots easily and to disassemble them just as easily,
Fig . 29 ein Ausführungsbeispiel mit um den jeweiligen Knoten laufenden Zugseilen, wobei die Zugseile die Druckstäbe an den gezeigten Stellen durchlaufen,Fig. FIG. 29 shows an exemplary embodiment with traction ropes running around the respective node, wherein the traction ropes pass through the pressure rods at the points shown, FIG.
Fig. 30 eine Explosionsisometrie der Ausführungsform nach Fig. 29, Fig. 31 einen Anschluss der Membran an eine Konstruktion gemäß den und 32 Fig. 29 und 30, und zwar mit Hilfe zweier Muttern auf einenFIG. 30 is an exploded isometric view of the embodiment of FIG. 29; FIG. Fig. 31 is a connection of the membrane to a construction according to and FIGS. 29 and 30, by means of two nuts on a
Schraubbolzen als Verlängerung einer Kappe sowie mit erkenn¬ barer Ausbildung der durchlaufenden Zugseile,Bolt as an extension of a cap as well as with recognizable training of the continuous traction cables,
Fig. 33 eine Darstellung eines Ausschnitts einer Komplettkonstruktion unter Verwendung der Elemente nach Fig. 30,33 is an illustration of a detail of a complete construction using the elements of FIG. 30;
Fig. 34 eine Seitenansicht der Konstruktion nach Fig. 33,34 is a side view of the construction of FIG. 33,
Fig. 35 eine Weiterentwicklung der Konstruktion gemäß Fig. 33 zumFig. 35 shows a further development of the construction according to FIG. 33 for
Abtragen stärkerer Lasten, wobei horizontale Zugkräfte über zusätzliche Seile aufgenommen werden,Removal of heavier loads, whereby horizontal tensile forces are absorbed by additional ropes,
Fig. 36 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 35,36 is a side view of the embodiment of FIG. 35,
Fig. 37 eine vergrößerte Darstellung der Ausführungsform nach Fig. 33,37 is an enlarged view of the embodiment of FIG. 33,
Fig. 38 eine Darstellung ähnlich Fig. 37 mit Explosions-Detail der Knotenverbindungsmittel mit Möglichkeit der Feineinstellung über ein Verbindungsstück, welches ein gegenläufiges Gewinde aufweist und das über einen Sechskant mittels handelsüblichem Werkzeug betätigbar ist undFig. 38 is a view similar to FIG. 37 with exploded detail of the node connection means with the possibility of fine adjustment via a connector which has an opposite thread and which is actuated by a hexagon by means of commercial tool and
Fig. 39 eine Explosivdarstellung des Kugeldetails mit gegenüberliegend stoffschlüssig befestigten kegelstumpfförmigen Aufnahmeteilen.FIG. 39 shows an exploded view of the ball detail with frustoconical receiving parts fastened opposite one another in a materially cohesive manner. FIG.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Skelettkonstruktion in Form einer Netzkonstruktion 10 aus einer Gesamtheit miteinander verbun- dener Knotenpunkte 20, die an eine gegebene Gebäude-Kubatur, d.h . eine gekrümmte räumliche Kontur angepasst ist. Die Knotenpunkte 20 bestehen hierbei aus im folgenden näher beschriebenen Grundelementen und weisen eine formvariable Geometrie auf. Bei dieser Ausführungsform heißt dies, dass die Grundelemente der Knotenpunkte bzw. die Verbindungen zwischen den Knotenpunkten zueinander an sich beliebige Winkellagen einnehmen können und nicht von vornherein auf vorgegebene Richtungen oder Winkel festgelegt sind, wie im folgenden näher erläutert wird. Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Netzkonstruktion in einer beispiel¬ haften Seitenansicht. Die Knotenpunkte 20 bilden eine Ebene E der Netz¬ konstruktion mit einer beispielhaften Innenseite I und einer Außenseite A aus, wobei die Außenseite und gegebenenfalls auch die Innenseite I mit Abdeckelementen 100 ausgekleidet sein können. Prinzipiell ist es möglich, mehrere Ebenen E der Netzkonstruktion auszubilden und miteinander zu verbinden, wodurch die Stabilität der Gesamtkonstruktion erhöht wird. Im Folgenden wird aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit von einer Netzkonstruktion mit nur einer Ebene aus Knotenpunkten 20 ausgegangen.FIG. 1 shows an exemplary skeleton construction according to the invention in the form of a net structure 10 made up of a total of interconnected nodal points 20 which correspond to a given building cubature, ie. a curved spatial contour is adjusted. The nodes 20 here consist of basic elements described in more detail below and have a shape-variable geometry. In this embodiment, this means that the basic elements of the nodes or the connections between the nodes to each other can assume arbitrary angular positions and are not set from the outset to predetermined directions or angles, as will be explained in more detail below. FIG. 2 shows the network construction shown in FIG. 1 in an exemplary side view. The nodes 20 form a plane E of the net construction with an exemplary inner side I and an outer side A, wherein the outer side and possibly also the inner side I can be lined with covering elements 100. In principle, it is possible to form and connect several levels E of the network construction, whereby the stability of the overall construction is increased. In the following, for reasons of better clarity, a network construction with only one plane is assumed to be node points 20.
Die kleinere Darstellung in Fig. 2 zeigt beispielhafte Kraftrichtungen F in der beispielhaften Netzkonstruktion. Die Netzkonstruktion weist eine innere trianguläre Struktur auf. Diese verhindert Parallelverschiebungen der ein- zelnen Komponenten. Deren Kräfteparallelogramme sind so gerichtet, dass die von außen einwirkenden Kräfte, insbesondere Spann- bzw. Gewichts¬ kräfte, in das Innere der Struktur bzw. in ein Fundament oder einen ander¬ weitigen Träger abgeleitet werden. Dabei bleibt die Form der Netzkon¬ struktion erhalten.The smaller representation in FIG. 2 shows exemplary force directions F in the exemplary network construction. The mesh construction has an internal triangular structure. This prevents parallel shifts of the individual components. Their force parallelograms are directed so that the externally acting forces, in particular tension or Gewichts¬ forces, are derived in the interior of the structure or in a foundation or a ander¬ wide carrier. The form of the network construction remains intact.
Die konstruktive Grundeinheit der Netzkonstruktion wird von dem erwähnten formvariablen Knotenpunkt 20 gebildet. Fig. 3 zeigt in Verbin¬ dung mit Fig. 4 eine beispielhafte Ausführungsform des Knotenpunktes in einer zerlegten bzw. zusammengefügten Darstellung. Die zentrale Kompo- nente des Knotenpunktes wird bei der hier dargestellten Ausführungsform durch einen Kugelkörper 30 gebildet. Dieser kann als eine einfache Hohl¬ oder Vollkugel ausgebildet sein, wobei weitere oberflächliche Ausfor¬ mungen, beispielsweise Gewinde- oder Steckbuchsen, Bolzen und der¬ gleichen Vorrichtungen zum Anbringen von Befestigungs- oder Steckele- menten in Einzelfällen vorgesehen sein können, aber im Prinzip vollständig entfallen, sofern der Knotenpunkt eine im wesentlichen konvexe Form aufweist.The constructive basic unit of the network construction is formed by the aforementioned variable-shape node 20. FIG. 3 shows, in conjunction with FIG. 4, an exemplary embodiment of the node in a disassembled or assembled representation. The central component of the node is formed by a spherical body 30 in the embodiment shown here. This can be designed as a simple hollow or solid sphere, wherein further superficial Ausfor¬ rules, such as threaded or sockets, bolts and der¬ same devices for attaching fasteners or Steckele- elements may be provided in individual cases, but in principle completely omitted if the node has a substantially convex shape.
Fig. 4b zeigt einen beispielhafte Knotenpunkt in einer konkaven Aus¬ führung, bei der nicht nur Druck- sondern auch Zugkräfte zwischen den Druckstäben und dem Kugelkörper übertragen werden können. Der Kugel¬ körper 30 ist in diesem Fall um eine Reihe kraftschlüssig angeschlossener, insbesondere angeschweißter, angelöteter oder aufgeklebter, Kegel 30a ergänzt.4b shows an exemplary node in a concave design in which not only pressure but also tensile forces can be transmitted between the pressure rods and the spherical body. The ball body 30 is connected in this case by a number of non-positively connected, especially welded, soldered or glued, 30a cone supplements.
In der In Fig. 4 gezeigten konvexen Ausführungsform des Knotenpunktes sitzt ist eine Reihe von Druckstäben 40 sind in ihrer Längsachse strahlen¬ förmig auf den Kugelkörper 30 gerichtet. Diese sitzen an ihren Stirnseiten auf dessen Oberfläche so auf, dass die in Längsrichtung der Druckstäbe wirkenden Kräfte auf den Kugelkörper 30 zentral abgeleitet werden . Mehrere Druckstäbe bilden hierbei ein in sich wirkendes Widerlager für die auftretenden Druckkräfte aus, wobei der Kugelkörper 30 einen festen Angriffspunkt für diese Kräfte bildet. Daher können die Druckstäbe bei dieser Ausführungsform formschlüssig ohne Befestigungselemente auf dem Kugelkörper aufsitzen, wodurch eine größtmögliche Einfachheit in Verbin¬ dung mit einer umstandsarmen Zerlegbarkeit der gesamten Konstruktion erreicht wird. Die Druckstäbe weisen in den hier dargestellten Ausführungs¬ beispielen eine im wesentlichen zylindrische Form auf. Es ist jedoch ein¬ sichtig, dass jedes hinreichend gegen Verbiegungen oder Knickungen widerstandsfähige Querschnittsprofil, insbesondere ein X- oder ein Doppel- T-Profil, ebenfalls angewendet werden kann.In the convex embodiment of the nodal point shown in FIG. 4, a row of pressure rods 40 are directed radially on the spherical body 30 in their longitudinal axis. These sit on their front sides on its surface so that the forces acting in the longitudinal direction of the pressure rods forces are derived centrally on the spherical body 30. In this case, a plurality of pressure rods form an inherently abutment for the pressure forces which occur, with the spherical body 30 forming a firm point of application for these forces. Therefore, in this embodiment, the pressure rods can be positively seated without fastening elements on the ball body, whereby the greatest possible simplicity in conjunction with a low-detail disassembly of the entire construction is achieved. The pressure rods have in the Ausführungs¬ examples shown here on a substantially cylindrical shape. However, it is obvious that any cross-sectional profile which is sufficiently resistant to bending or buckling, in particular an X or a double T-profile, can also be used.
Die Druckstäbe 40 werden in ihrer Lage durch mehrere Zugseile 50 fixiert und stabilisiert. Diese greifen an in diesem Ausführungsbeispiel ringförmig um die Längsachse des jeweiligen Druckstabes geführten Zugseilaufnahmen 70 an und verspannen die Anordnung aus Druckstäben 40 und zentralem Kugelkörper 30. Für eine effektive Kraftübertragung bzw. Lagerung zwischen Druckstab und Kugelkörper weisen die Druckstäbe an ihren Stirn¬ seiten Aufsetzkegel 60 auf, die ein seitliches Verrutschen des Druckstabes aus seiner Orientierung verhindern und den jeweiligen Druckstab in die strahlenförmige Richtung zentrieren.The pressure rods 40 are fixed in position by a plurality of tension cables 50 and stabilized. These attack in this embodiment in an annular manner around the longitudinal axis of the respective pressure rod guided Zugseilaufnahmen 70 and brace the arrangement of pressure rods 40 and central ball body 30. For effective force transmission or storage between the pressure rod and spherical body, the pressure rods on their Stirn¬ pages Aufsetzkegel 60th on, prevent lateral slippage of the push rod from its orientation and center the respective push rod in the radial direction.
Der in Fig. 3 zerlegt dargestellte in diesem Beispiel konvexe Knotenpunkt 20 ist in Fig. 4 in einem zusammengebauten Zustand gezeigt. Die Figur zeigt den zentralen Kugelkörper 30 mit den formschlüssig auf diesem aufsitzenden Druckstäben 40 und die die Druckstäbe in ihrer Lage fixierenden Zugseile 50, die durch die Zugseilaufnahmen 70 hindurchgeführt sind. Die in der Figur nach außen zeigenden Enden der Druckstäbe 40 weisen die bereits erwähnten Aufsetzkegel 60 auf und stehen über diese jeweils mit benachbarten Kugelkörpern 30 in formschlüssigem Kontakt. Die in Fig. 4 gezeigten Zugseile 50 sind durch die Zugseilaufnahmen benach¬ barter und in der Figur nicht dargestellter zu benachbarten Knotenpunkten gehörender Druckstäbe hindurchgeführt und verspannen somit die in der Figur dargestellte Grundeinheit der Netzkonstruktion mit benachbarten Knotenpunkten. Dadurch wird die Netzkonstruktion periodisch fortlaufend aufgebaut. Die globale Form der Netzkonstruktion, insbesondere ihre Krümmung und ihre Kontur wird durch die gegenseitige Winkellage der Druckstäbe an jedem einzelnen Kugelkörper der jeweiligen Knotenpunkte 20 bestimmt. Dabei ermöglicht die sphärische Form der Kugelkörper eine an sich beliebige und nur durch statische Anforderungen beschränkte Winkel¬ lage der Druckstäbe untereinander, wobei die Zugseile 50 die so gegebene Kontur verspannen. Sowohl durch die in den Zugseilen wirkenden Zug¬ kräfte, als auch durch die auf die Kugelkörper über die Druckstäbe einwirkenden Druckkräfte und die dabei hervorgerufene Widerlagerfunktion der Kugelkörper, wird die gesamte Anordnung ohne weitere Befestigungs¬ mittel in sich stabilisiert. Zur Feinjustierung der Winkellage der Druckstäbe 40 sowie einer Regulierung der innerhalb das Zugseile 50 wirkenden Zugkraft weisen diese jeweils mindestens ein Spannglied 51 auf, das zweckmäßigerweise eine sechseckige, von einem Schraubenschlüssel oder dergleichen Werkzeug erfassbare und drehbare Außenform aufweist.The convex node 20 illustrated in FIG. 3 in this example is shown in an assembled state in FIG. The figure shows the central spherical body 30 with the positively seated on this pressure rods 40 and the pressure rods in their position fixing traction cables 50 which are passed through the Zugseilaufnahmen 70. The in the figure outwardly facing ends of the push rods 40 have the aforementioned Aufsetzkegel 60 and stand over them each with adjacent spherical bodies 30 in positive contact. The traction cables 50 shown in FIG. 4 are passed through the traction cable sheaves adjacent pressure bars, which are not shown in the figure and belong to adjacent junctions, and thus clamp the basic unit of the network construction with adjacent junctions shown in the FIGURE. As a result, the network construction is built up periodically consecutively. The global shape of the network construction, in particular its curvature and its contour is determined by the mutual angular position of the pressure rods on each individual spherical body of the respective nodes 20. In this case, the spherical shape of the spherical body allows an arbitrary and only by static requirements limited angular position of the pressure rods with each other, wherein the tension cables 50 clamp the given contour. Both by the tensile forces acting in the tension cables, as well as by the compressive forces acting on the ball bodies via the pressure rods and the thereby produced abutment function of the ball bodies, the entire arrangement is stabilized in itself without further fastening means. For fine adjustment of the angular position of the pressure rods 40 and a regulation of the tensile forces acting within the traction ropes 50, these each have at least one tendon 51, which expediently has a hexagonal, rotatable outer form detectable by a wrench or similar tool.
Die Figuren 5a bis 5e zeigen einige der vorhergehend beschriebenen Grundelemente in einer Reihe von Einzelansichten. In Fig. 5a ist eine beispielhafte Ausführungsform des vorhergehend erwähnten Aufsetzkegels 60 dargestellt. Wie aus der Figur zu entnehmen ist, weist der Aufsetzkegel eine abgeplattete bzw. konkave Spitze 65 auf, deren Krümmungsradius dem Radius der Oberfläche des zentralen Kugelkörpers 30 entspricht. Die Spitze 65, oder auch der gesamte Aufsetzkegel 60 können aus einem elastischen, aber hinreichend festen, insbesondere in Längsrichtung der Druckstäbe komprimierbaren Material ausgebildet sein. Dabei passt sich die Spitze 65 unter dem Eindruck der über den Druckstab einwirkenden Kraft an die Oberfläche des Kugelkörpers an. Somit kann zum einen die Position des jeweiligen Druckstabes in seiner Längsrichtung in begrenztem Umfang feinjustiert werden. Zum anderen wird durch die sich an die Kugelober¬ fläche anpassende Spitze eine die Position des Druckstabes stabilisierende Haftreibung und eine Zentrierung des Druckstabes hervorgerufen. Fig. 5b zeigt einen beispielhaften Kugelkörper 30 mit einem kraftschlüssig ergänzten, in Verbindung mit Fig. 4b vorhergehend erwähnten Kegel 30a. Bei extrem spitzen, d.h. sehr konkaven Ausbildungen des Knotenpunktes entstehen durch die konkave Lage der Zugseile 50 in einem oder in mehreren Druckstäben 40 Zugkräfte, die dann über die kraftschlüssige Ver¬ bindung zwischen Kugelkörper 30 und Kegel 30a in ein Widerlager abge¬ leitet werden.Figures 5a to 5e show some of the basic elements described above in a series of individual views. In Fig. 5a, an exemplary embodiment of the aforementioned Aufsetzkegels 60 is shown. As can be seen from the figure, the Aufsetzkegel a flattened or concave tip 65, whose radius of curvature corresponds to the radius of the surface of the central spherical body 30. The tip 65, or else the entire Aufsetzkegel 60 may be formed of an elastic, but sufficiently strong, in particular compressible in the longitudinal direction of the compression bars material. In this case, the tip 65 adapts to the surface of the spherical body under the impression of the force acting on the pressure rod. Thus, on the one hand, the position of the respective pressure rod can be finely adjusted in its longitudinal direction to a limited extent. On the other hand, a friction which stabilizes the position of the pressure rod and centering of the pressure rod is caused by the tip which adapts to the spherical surface. FIG. 5b shows an exemplary spherical body 30 with a cone 30a which has been frictionally supplemented and has been mentioned in connection with FIG. 4b. In extremely acute, ie very concave configurations of the node caused by the concave position of the traction cables 50 in one or more pressure rods 40 tensile forces, which are then abge¬ via the frictional Ver¬ connection between the spherical body 30 and cone 30a in an abutment.
Die bereits erwähnte Zugseilaufnahme 70 ist beispielhaft in Fig. 5c abge¬ bildet. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst zwei Klemm¬ schellen 71, die einen zentralen, auf dem Druckstab 40 angeordneten Klemmzylinder 72 umgreifen und mittels Befestigungselementen 73, insbe¬ sondere Schrauben bzw. Schraubbolzen, miteinander verbunden werden. Zur Verbindung der Klemmschellen ist aber auch ein umlaufendes Stahlband oder eine vergleichbare Spanneinrichtung denkbar, die die Klemmschellen untereinander und mit dem Druckstab verspannt. Das zwischen Klemm¬ schelle und Klemmzylinder hindurchgeführte Zugseil 50 wird dabei zwischen Klemmzylinder und Klemmschelle eingeklemmt und somit in seiner Lage, insbesondere an dessen Angriffspunkt, fixiert.The already mentioned pull cable receptacle 70 is exemplified abge¬ in Fig. 5c. The exemplary embodiment illustrated here comprises two clamping rings 71, which surround a central clamping cylinder 72 arranged on the pressure rod 40 and are connected to one another by means of fastening elements 73, in particular screws or screw bolts. For connecting the clamps but also a rotating steel band or a comparable clamping device is conceivable that braces the clamps with each other and with the push rod. The tension cable 50 guided between the clamp and the clamping cylinder is thereby clamped between the clamping cylinder and the clamp and thus fixed in its position, in particular at its point of application.
Fig. 5d zeigt Einzelteile für einen Punkthalter 80 für eine weiter unten beschriebene Montiermöglichkeit eines Abdeckelementes. Der Punkthalter besteht aus einem Gewindering 81, die über einen Punktkonus 82 mit einer Gelenkaufnahme 82a für einen Haltestift geschoben wird. Der Punktkonus 82 wird wiederum auf eine Punktscheibe 83 aufgesetzt. Eine thermische Isolationsscheibe 84 befindet sich unter der Punktscheibe 83 und verhindert die Bildung einer Wärmebrücke zwischen dem Abdeckelement 100 und der Punktscheibe 83 bzw. der Skelettkonstruktion.FIG. 5 d shows individual parts for a point holder 80 for a mounting possibility of a cover element described below. The point holder consists of a threaded ring 81, which is pushed over a point cone 82 with a hinge receptacle 82a for a retaining pin. The point cone 82 is again placed on a point disk 83. A thermal insulation disc 84 is located under the point disc 83 and prevents the formation of a thermal bridge between the cover member 100 and the point disc 83 and the skeleton construction.
Fig. 5e zeigt eine Kralle 90 in Verbindung mit Muttern 91, die in Kombi¬ nation mit dem in Fig. 5d gezeigten Punkthalter eine Befestigung des Abdeckelementes auf der Netzkonstruktion ermöglichen.FIG. 5 e shows a claw 90 in conjunction with nuts 91 which, in combination with the point holder shown in FIG. 5 d, make it possible to fasten the cover element to the network construction.
Fig. 6 illustriert in einer detaillierten Darstellung beispielhafte Justiermög¬ lichkeiten für ein oder mehrere Zugseile 70 in der in Fig. 5c beschriebenen Zugseilaufnahme 70. Aus der Figur ist ersichtlich, dass bei einer im groben festgelegten Position des Zugseiles präzise Variationen des Angriffspunktes des Zugseiles innerhalb das Zugseilaufnahme, insbesondere der Klemm¬ schelle, vorgenommen werden können. Dazu werden die Befestigungs¬ elemente der Klemmschellen gelockert, das hindurchgeführte Zugseil verschoben und einjustiert, die Befestigungselemente sodann wieder ange¬ zogen und das Zugseil somit in seiner neuen Lage wieder festgeklemmt. Die Zugseilaufnahmen erlauben eine Feinjustierung im Bereich von einigen Zentimetern bis Millimetern. Wie aus der Darstellung in Fig. 6 hervorgeht, können in einer Zugseilaufnahme mehrere Zugseile 50 befestigt werden. Die Zugseilaufnahme bildet somit einen zentralen Angriffs- und Stabilisierungs¬ punkt für die von mehreren Zugseilen ausgeübten Zugkräfte.FIG. 6 illustrates, in a detailed representation, exemplary adjustment possibilities for one or more pull ropes 70 in the pull cable receiver 70 described in FIG. 5c. It can be seen from FIG fixed position of the traction cable precise variations of the point of the traction cable within the Zugseilaufnahme, in particular the Klemm¬ clamp, can be made. For this purpose, the fastening elements of the clamps are loosened, the tensioning cable guided is moved and adjusted, the fastening elements are then retracted again and the tensioning cable is thus clamped again in its new position. The traction cables allow a fine adjustment in the range of a few centimeters to millimeters. As is apparent from the illustration in Fig. 6, a plurality of traction cables 50 can be attached in a Zugseilaufnahme. The Zugseilaufnahme thus forms a central point of attack and Stabilisierungs¬ for the tensile forces exerted by several traction cables.
Die Figuren 7a und 7b zeigen eine beispielhafte Befestigungsmöglichkeit für ein Verkleidungs- und/oder Abdeckelement 100 unter Verwendung der in den Figuren 5d und 5e gezeigten Elemente. Das Verkleidungs- und Abdeck¬ element kann je nach Erfordernis ein Wandelement, ein Dachelement, aber auch eine Kollektoreinrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie oder Wärmeenergie, ein Heiz- oder Kühlelement und dergleichen Funktions¬ element sein, mit der die Skelettkonstruktion verkleidet wird. Die in den Figuren gezeigte rechteckige Form des Verkleidungs-/ Abdeckelementes 100 ist beispielhaft und kann falls erforderlich durch eine an sich beliebig geformte, insbesondere beliebig polygonale Form, ersetzt werden . Weiter¬ hin können als Verkleidungs-/Abdeckelemente auch funktionelle Bau¬ gruppen, insbesondere komplette Fertigfenster oder -türen mit Rahmen, Luken und sonstige Funktionsöffnungen, zum Beispiel für Ventilatoren oder ähnliche Baugruppen, vorgesehen sein.FIGS. 7a and 7b show an exemplary attachment option for a trim and / or cover element 100 using the elements shown in FIGS. 5d and 5e. The cladding and Abdeck¬ element may be a wall element, a roof element, but also a collector device for generating electrical energy or heat energy, a heating or cooling element and the like Funktions¬ element, with which the skeleton construction is disguised as required. The rectangular shape of the trim / cover element 100 shown in the figures is exemplary and, if necessary, can be replaced by an arbitrarily shaped, in particular arbitrarily polygonal, shape. Weiter¬ can be used as trim / cover elements and functional Bau¬ groups, especially complete prefabricated windows or doors with frames, hatches and other function openings, for example, for fans or similar assemblies, may be provided.
An zweckmäßigen Befestigungspunkten des Verkleidungs- /Abdeckelementes 100 wird zunächst je ein Punkthalter 80 befestigt, indem je eine Punkt- Scheibe 83 auf der entsprechende Stelle arretiert wird. Zwischen dem Ver- kleidungs-/Abdeckelement 100 und der Punktscheibe 83 wird eine thermi¬ sche Trennscheibe 84 eingefügt. Diese kann insbesondere aus Neopren oder einem vergleichbaren thermischen Isolationsmaterial ausgeführt sein. In Abhängigkeit von der konkreten Gestaltung des Verkleidungs-/Abdeck- elementes 100 kann die Punktscheibe 83 zum Beispiel mit Befestigungsele¬ menten, insbesondere Schrauben, Schraubenbolzen und dergleichen, an den dafür vorgesehenen Stellen befestigt werden. Die Punktscheiben 83 können auch mittels Klebverbindungen mit dem Verkleidungs-/Abdeckelement 100 verbunden werden. Befestigungselemente sind insbesondere bei schweren Verkleidungs-/Abdeckelementen, z.B. bei Kollektoren, Heizeinrichtungen, Ventilatoren und dergleichen von Vorteil, während Klebverbindungen bei vorwiegend leichten Glas- oder Kunststoffabdeckungen zur Anwendung kommen können.At appropriate attachment points of the trim / Abdeckelementes 100 is first ever a point holder 80 is fixed by a respective dot-disc 83 is locked in place. Between the covering / covering element 100 and the point disk 83, a thermal separating disk 84 is inserted. This may in particular be made of neoprene or a comparable thermal insulation material. Depending on the specific design of the covering / covering element 100, the point disk 83 can be fastened, for example with fastening elements, in particular screws, bolts and the like, at the points provided for this purpose. The dot wheels 83 can also be connected by means of adhesive bonds with the trim / cover 100. Fasteners are particularly advantageous for heavy trim / cover elements, such as collectors, heaters, fans, and the like, while glued joints may be used for predominantly lightweight glass or plastic covers.
Auf die Punktscheibe wird der Punktkonus 82 aufgesetzt und unter Verwen¬ dung des Gewinderings 81 auf der Punktscheibe 83 entweder starr oder drehbar befestigt. In die Gelenkaufnahme 82a des Punktkonus 82 wird sodann ein Haltestift 92 mit Gelenkkugel 92a seitlich eingeschoben und in die Gelenkaufnahme 82a eingerastet. Der Haltestift 92 ist somit in dem Punktkonus beweglich gelagert, wobei die Gelenkaufnahme 82a und die Gelenkkugel 92a ein zumindest in einer Winkelebene verstellbares Gelenk bilden. Ist die Verbindung zwischen Punktscheibe 83 und Punktkonus 82 ebenfalls verstellbar, insbesondere um die gemeinsame Längsachse des Punktzylinders 83 und des Punktkonus 82 drehbar, kann der Haltestift 92 beliebige Winkellagen innerhalb eines vorgegebenen Sektors einnehmen und somit beliebig verstellt werden,The point cone 82 is placed on the point disk and fastened either rigidly or rotatably using the threaded ring 81 on the point disk 83. In the joint receptacle 82a of the point cone 82, a retaining pin 92 is then laterally inserted with ball joint 92a and engaged in the joint receptacle 82a. The retaining pin 92 is thus movably mounted in the point cone, the joint receptacle 82a and the joint ball 92a forming an at least in an angular plane adjustable joint. If the connection between point disk 83 and point cone 82 is likewise adjustable, in particular rotatable about the common longitudinal axis of the point cylinder 83 and the point cone 82, the holding pin 92 can assume any angular positions within a given sector and thus be adjusted as desired.
Der Haltestift 92 dient zur Aufnahme der in Fig. 5e gezeigten Kralle 90, die unter Verwendung der Muttern 91 auf dem Haltestift montiert und arretiert wird. Die Kralle 90 verbindet den Haltestift 92 mit dem Punkthalter 80 und damit mit dem Verkleidungs-/Abdeckelement 100 einerseits und einer Zugseilaufnahme 70 auf einem benachbarten Druckstab 40 andererseits, wie in Fig. 8 dargestellt.The retaining pin 92 serves to receive the claw 90 shown in Fig. 5e, which is mounted and locked on the retaining pin using the nuts 91. The claw 90 connects the retaining pin 92 with the point holder 80 and thus with the trim / cover 100 on the one hand and a Zugseilaufnahme 70 on an adjacent push rod 40 on the other hand, as shown in Fig. 8.
Fig. 8 zeigt die auf der Grundlage der vorhergehend beschriebenen Knoten¬ punkte 20 aufgebaute Netzkonstruktion in Verbindung mit auf dieser Netz- konstruktion montierten Verkleidungs-/Abdeckelementen 100. Die Figur zeigt unter anderem mehrere bereits montierte Kugelkörper 30, Druckstäbe 40, Zugseile 50, Aufsetzkegel 60 und Zugseilaufnahmen 70. Die Kralle 90 ist bei dieser Figur in eine entsprechende Zugseilaufnahme eingesetzt und in dieser verankert. Dazu wird die Kralle 90 zunächst mit ihrer Außenseite an den Klemmzylinder im Inneren das Zugseilaufnahme angelegt und mittels der bereits erwähnten und von außen um die Kralle herum gelegten und verbundenen Klemmschellen an den Klemmzylinder angepresst. Der mit dieser Zugseilaufnahme verbundene Druckstab wird wie beschrieben von den entsprechenden Zugseilen auf einen Kugelkörper innerhalb der Netz¬ konstruktion gedrückt. Neben den Zugseilen 50 und den Krallen 90 können zwischen die Klemmschellen 71 und den Klemmzylinder 72 auch andere Distanzhalter, insbesondere abschnittsweise ausgebildete, sektoriell den Klemmzylinder umgreifende Scheiben, eingefügt werden, um bei einer sehr einseitigen Belastung der Zugseilaufnahme einen allseitig gleichmäßigen Abstand zwischen Klemmzylinder 72 und Klemmschelle 71 zu sichern.8 shows the network construction constructed on the basis of the previously described node points 20 in conjunction with cladding / cover elements 100 mounted on this network construction. The FIGURE shows, inter alia, a plurality of already mounted spherical bodies 30, pressure rods 40, traction cables 50, attachment cones 60 and Zugseilaufnahmen 70. The claw 90 is used in this figure in a corresponding Zugseilaufnahme and anchored in this. For this purpose, the claw 90 is first applied with its outer side to the clamping cylinder in the interior of the Zugseilaufnahme and pressed by means of the already mentioned and placed around the claw around the outside and connected clamps to the clamping cylinder. The one with As described, the pressure rod connected to this pull cable receptacle is pressed by the corresponding pull cables onto a spherical body within the network construction. In addition to the traction cables 50 and the claws 90, other spacers, in particular sections formed, sectorally the clamping cylinder encompassing discs can be inserted between the clamps 71 and the clamping cylinder 72 to at a very one-sided load the Zugseilaufnahme an all-round uniform distance between clamping cylinder 72 and Secure clamp 71.
In Fig. 8 ist zusätzlich eine beispielhafte Fundamentverankerung der Netz¬ konstruktion dargestellt. Die Fundamentverankerung besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus variierten Ausführungsformen der Zugseilaufnahme bzw. des Kugelkörpers. Die variierte Zugseilaufnahme ist bei diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Halbringes 70a ausgebildet und auf einer planen Seite mit dem Fundament verbunden. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt der Halbring zusätzlich zu einem Zugseil 50 auch eine vorhergehend beschriebene Kralle 90 auf und dient somit auch zur Verankerung eines Verkleidungs-/Abdeckelementes 100.FIG. 8 additionally shows an exemplary foundation anchoring of the network construction. The foundation anchoring consists in this embodiment of varied embodiments of the Zugseilaufnahme or the ball body. The varied Zugseilaufnahme is formed in this embodiment in the form of a half-ring 70a and connected on a flat side with the foundation. In the embodiment shown in FIG. 8, the half-ring, in addition to a pull rope 50, also receives a previously described claw 90 and thus also serves to anchor a trim / cover element 100.
Die modifizierte Ausführungsform des Kugelkörpers besteht aus einer Halbkugel 30b mit einer planen auf dem Fundament befestigten Unterseite. Sie dient wie der vorhergehend beschriebene Kugelkörper als Widerlager und Verankerung für einen Druckstab 40 auf dem Fundament.The modified embodiment of the ball body consists of a hemisphere 30b with a plane fixed to the base bottom. It serves as the ball body described above as an abutment and anchorage for a push rod 40 on the foundation.
Die Netzkonstruktion besteht somit aus einem begrenzten Sortiment stan¬ dardisierter und modularer Bauelemente. Dabei gewährleisten die vorher¬ gehend beschriebenen Verbindungs- und Justiermöglichkeiten eine große Bandbreite von Formgestaltungen. Die Größe der einzelnen Komponenten kann prinzipiell beliebig sein und richtet sich nach den jeweiligen Einsatz- bedingungen. Zweckmäßigerweise können einsatzspezifische Sortimentsätze aus jeweils aufeinander abgestimmten Bauteilen vorgesehen sein.The network construction thus consists of a limited assortment of standardized and modular components. In this case, the previously described connection and adjustment possibilities ensure a wide range of shape designs. The size of the individual components can in principle be arbitrary and depends on the respective conditions of use. Appropriately, use-specific assortment sets can be provided from each matched components.
Die gesamte Konstruktion ist ohne großen Aufwand zerlegbar und kann an einem anderen Ort problemlos wieder neu aufgebaut werden. Die Grundele- mente können preisgünstig in Serie produziert werden. Profile und Zugseile werden lediglich auf die jeweils erforderliche Länge zugeschnitten. Ebene. Baustoffe, die als Verkleidung dienen sollen, werden in die entsprechende polygonale Form geschnitten. Gegebenenfalls können Wände und Decken oder Teile davon ab Werk in transportablen Größen vorgefertigt sein und im zusammengeklappten Zustand transportiert werden.The entire construction can be dismantled easily and can be easily rebuilt at another location. The basic elements can be produced inexpensively in series. Profiles and traction ropes are merely cut to the required length. Level. Building materials that are to serve as cladding are in the appropriate cut polygonal shape. If necessary, walls and ceilings or parts thereof can be prefabricated from the factory in transportable sizes and transported in the folded state.
Zur Dämmung kann die Skelettkonstruktion mit einer Schüttung verfüllt werden. Dazu kommen insbesondere recyclingfähige Materialien, wie Altpapier zur Anwendung. Die Verkleidungs-/Abdeckelemente 100 können gegebenenfalls hinter Verkleidungen angebrachte Beleuchtungseinrich¬ tungen für einen Innenraum oder eine Außenbeleuchtung enthalten. Durch die platzsparende Fundamentgestaltung wird die Bodenversiegelung auf ein Mindestmaß reduziert.For insulation, the skeletal structure can be filled with a bed. In addition, especially recyclable materials, such as waste paper are used. The trim / cover elements 100 may optionally contain lighting devices behind an enclosure for an interior or exterior lighting. The space-saving foundation design reduces the floor seal to a minimum.
Die beschriebene Konstruktion ist im Wohnungs-, Büro-, Industrie- und Messebau ebenso einsetzbar, wie bei temporären Bauten, wie Flüchtlings- camps oder auch im Rahmen einer modellierenden Landschaftsgestaltung in Erholungsgebieten oder Freizeitparks. Weiterhin können skulpturale Kunst¬ werke ebenso wie Werbeaufsteller gefertigt werden. Als Material für die Einzelteile der vorhergehend beschriebenen Kon¬ struktion kommen vor allem ausreichend zug- bzw. druckfeste und hin- reichend zähe Werkstoffe in Betracht.The construction described can be used in home, office, industrial and trade fair construction, as well as in temporary buildings, such as refugee camps or as part of a modeling landscaping in recreational areas or amusement parks. Furthermore, sculptural works of art as well as advertising displays can be manufactured. Suitable materials for the individual parts of the constructions described above are, above all, sufficiently tensile or pressure-resistant and sufficiently tough materials.
Zweckmäßigerweise wird vor allem auf Stahlwerkstoffe oder Leichtmetall¬ legierungen, insbesondere auf Profile bzw. Seile aus derartigen Werkstoffen zurückgegriffen. Für nur leicht belastete Konstruktionen können gegebenen- falls Kunststoffe, aber auch Holzwerkstoffe bzw. Fasern verwendet werden.Expediently, use is made of steel materials or light metal alloys, in particular profiles or ropes made of such materials. If necessary, plastics, but also wood-based materials or fibers can be used for only lightly loaded constructions.
Da die jeweils benötigten Grundelemente aus einem Sortiment standar¬ disierter, in ihren Maßen bekannter und in ihrer Verschiedenheit begrenzter Teile entnommen und nach einem genau festgelegten Muster zusammenge- fügt werden, wird die Planung einer Netzkonstruktion für eine vorgegebene Kubatur eines zu errichtenden Gebäudes oder einer sonstigen Form stark vereinfacht. Dies soll im Folgenden beispielhaft näher erläutert werden.Since the basic elements needed in each case are taken from an assortment of standardized components known in their dimensions and limited in their diversity and assembled according to a precisely defined pattern, the planning of a network construction for a given cubature of a building to be constructed or another Form greatly simplified. This will be explained in more detail below by way of example.
Fig. 9 zeigt anhand eines einfachen Beispiels, d .h. anhand einer Dach- oder Wandkonstruktion mit einer parabolischen oder zylindrischen Kubatur, eine simulierte Netzkonstruktion, wobei die vorhergehend beschriebenen Knoten¬ punkte bzw. deren Einzelteile, Verbindungen und die anzufügenden Abdeckelemente zu erkennen sind. Die in der simulierten Netzkonstruktion enthaltenen Knotenpunkte bzw. deren Elemente bilden parametrische Detailkonstruktionen, die aneinander gereiht und wie eine Textur über eine gegebene virtuelle Kubatur gelegt werden. Die Entwurfsgeometrie kann in diesem Zusammenhang aus an sich beliebigen Entwicklungsumgebungen importiert werden. Die parametrischen Detailkonstruktionen enthalten bereits Idealisierungen und Routinen zum Bestimmen statischer Kenngrößen und anderer Eigenschaften für alle nachfolgenden Konstruktionsphasen. Die damit verbundenen Daten können ausgelesen und an Darstellungs-, Auto- matisierungs- und FEM-Programme zur Statik-Berechnung weitergegeben werden. Da die parametrischen Detailkonstruktionen, d.h. die Knoten¬ punkte, eine genau definierte Struktur aus den gegebenen Einzelteilen, insbesondere Anzahl und Länge der Druckstäbe bzw. das Zugseile, auf¬ weisen, ist es möglich, sowohl die Struktur jeder Detailkonstruktion innerhalb der globalen Gestalt der Textur der Netzkonstruktion zu errechnen und ebenso statische Parameter, wie Druck- und Zugkräfte innerhalb jeder parametrischen Detailkonstruktion zu bestimmen. Ebenso wird in einfacher Weise eine Fertigungsplanung oder zumindest eine Einzelteilliste entweder für einen Teilbereich der geplanten Konstruktion oder für die gesamte Konstruktion erstellt. Die Detailkonstruktionen bilden somit elementare Bausteine, aus denen die virtuelle Netzkonstruktion aufgebaut ist.Fig. 9 shows by way of a simple example, that is to say. on the basis of a roof or wall construction with a parabolic or cylindrical cubature, a simulated network construction, wherein the above-described node points or their individual parts, connections and the one to be attached Cover elements can be seen. The nodes or their elements contained in the simulated mesh construction form parametric detailed constructions, which are lined up and laid like a texture over a given virtual cubature. The design geometry can in this context be imported from any development environment. The parametric detail designs already contain idealizations and routines for determining static characteristics and other properties for all subsequent design phases. The associated data can be read out and passed on to presentation, automation and FEM programs for statics calculation. Since the parametric detailed constructions, ie the nodal points, have a precisely defined structure from the given individual parts, in particular the number and length of the compression bars or the tension cables, it is possible to have both the structure of each detail construction within the global shape of the texture To calculate the network design and also to determine static parameters, such as compressive and tensile forces within each parametric detailed design. Likewise, a production planning or at least a parts list is created either for a partial area of the planned construction or for the entire construction in a simple manner. The detailed constructions thus form elementary building blocks of which the virtual network construction is based.
Die virtuelle Netzkonstruktion ist zu einem virtuellen Konstruktions- und Planungsmodell erweiterbar. Das virtuelle Konstruktions- und Planungs¬ modell umfasst neben der virtuellen Netzkonstruktion auch die mit der zukünftigen Fertigung der Skelettkonstruktion verbundenen organisato¬ rischen und planerischen Hilfsmittel, insbesondere Fertigungspläne, Teilelisten, Kostenpläne bzw. Fertigungstabellen in Form von Datenbank- Strukturen.The virtual network design can be extended to a virtual design and planning model. The virtual design and planning model includes not only the virtual network construction but also the organizational and planning aids associated with the future fabrication of the skeleton construction, in particular production plans, parts lists, cost plans or production tables in the form of database structures.
Für besonders einfache oder standardisierte Kubaturen, beispielsweise eine flache Gebäudefassade oder einen halbzylindrischen Bogengang mit ein¬ deutig bekannten und fest vorgegebenen Abmessungen, wird nicht nur die virtuelle Netzkonstruktion in Verbindung mit dem virtuellen Konstruktions¬ und Planungsmodell automatisch erstellt. Aufbauend auf den parame¬ trischen Detailkonstruktionen, d.h. den virtuellen Knotenpunkten im Modell, generiert das virtuelle Konstruktions- und Planungsmodell automatisch Fertigungspläne, Teilelisten, Kostenpläne, technologische Fertigungs¬ tabellen und andere Angaben als Komplettlösung. Dadurch wird nach einer einmalig auszuführenden Planung eine „Serienfertigung" gewisser Gebäude- Kubaturen, das heißt ein Speichern kompletter Konstruktions- undFor particularly simple or standardized cubatures, for example a flat building façade or a semicylindrical archway with uniquely known and fixed dimensions, not only the virtual network construction in connection with the virtual design and planning model is automatically created. Based on the parametric detailed constructions, ie the virtual nodes in the model, The virtual design and planning model automatically generates production plans, parts lists, cost plans, technological production tables and other information as a complete solution. As a result, after a one-off planning to be carried out a "mass production" of certain building cubes, that is a store complete design and
Planungsmodelle in einer Datenbank und die Realisierung eines bestehen¬ den Komplettsystems möglich.Planning models in a database and the realization of an existing complete system possible.
Alternativ dazu ist jedoch auch ein „intuitiver" Ablauf der Planung möglich, bei dem die Abmessungen der Netzkonstruktion bzw. des gesamten Skelett¬ systems erst während des Ablaufs des Planungsprozesses insbesondere durch Manipulationen an der virtuellen Netzkonstruktion bzw. am Konstruk¬ tions- und Planungsmodell erstellt werden. Dabei wird beispielsweise von einer Grundkubatur, beispielsweise einem halbzylindrischen Gebäude, ausgegangen und diese Form fortschreitend verändert, indem beispiels¬ weise Nebenräume angefügt, die gesamte Form des Gebäudes oder die Statik des Gebäudes verändert werden. Bei dieser Planung wird eine intuitive Planungsarbeit mit der Erstellung der technologischen Fertigungs¬ unterlagen verknüpft, indem die vorhergehend erwähnten Fertigungs- tabellen quasi im Hintergrund fortlaufend aktualisiert werden.Alternatively, however, an "intuitive" planning process is possible, in which the dimensions of the network construction or of the entire skeleton system are created only during the course of the planning process, in particular by manipulations on the virtual network construction or on the construction and planning model In this case, for example, a basic cubature, for example a semi-cylindrical building, is assumed and this form is progressively changed, for example by adding adjoining rooms, changing the entire form of the building or the statics of the building Creating the technological Fertigungs¬ linked documents by the previously mentioned production tables are updated almost continuously in the background.
In Fig. 10 ist ein diesbezügliches Beispiel bildhaft dargestellt. Die Figur zeigt eine virtuell erzeugte Gebäude-Kubatur mit einer virtuellen Netz¬ konstruktion, die als Textur über die Kubatur „übergezogen" worden ist. Wie aus der Figur zu erkennen ist, wird als Ausgangsform der Kubatur ein halbzylindrischer Bogengang gewählt, der durch mehrere Verformungen und Ausgestaltungen zu der in der Figur gezeigten Form verändert worden ist. Für die Planung der dieser Kubatur entsprechenden Netzkonstruktion können prinzipiell zwei Vorgehensweisen angewendet werden.In Fig. 10 a related example is shown pictorially. The figure shows a virtually generated building cubature with a virtual net construction which has been "pulled over" as a texture over the cubature As can be seen from the figure, the starting shape of the cubature is a semicylindrical archway which is formed by several deformations In principle, two approaches can be used for planning the network construction corresponding to this cubature.
Bei einer ersten Vorgehensweise wird die halbzylindrische Kubatur mit einer virtuellen Textur aus einer virtuellen Netzkonstruktion überdeckt. Dazu kann entsprechend der vorherigen Ausführungen, auf ein vorab gespeicher¬ tes Konstruktions- und Planungsmodell zurückgegriffen werden. An- schließend wird die Kubatur virtuell verformt. Dies geschieht bei der in der Figur gezeigten Kubatur beispielsweise so, dass zunächst die Längsachse der ursprünglichen Zylinderform mit einem gewissen Krümmungsradius gekrümmt wird. Die auf der Kubatur aufliegende Textur wird dadurch verzerrt, wobei die Knotenpunkte der Textur als parametrische Detail¬ konstruktionen virtuell verformt und falls erforderlich neue Knotenpunkte eingefügt werden.In a first approach, the semi-cylindrical volume is covered with a virtual texture from a virtual mesh construction. For this purpose, according to the previous statements, a previously stored design and planning model can be used. Subsequently, the cubature is virtually deformed. In the case of the cubature shown in the figure, this happens, for example, in such a way that initially the longitudinal axis of the original cylindrical shape has a certain radius of curvature is curved. As a result, the texture resting on the cubature is distorted, whereby the nodal points of the texture are virtually deformed as parametric detail constructions and, if necessary, new nodes are inserted.
Bei dieser ersten Kubaturveränderung werden insbesondere die Positionen der vorhergehend beschriebenen Fundamentverankerungen, die Positionen der Punktbefestigungen der Abdeckelemente auf der Netzkonstruktion und die Formen der Abdeckelemente neu berechnet. Damit einhergehende Veränderungen in den Fertigungstabellen bzw. den Stück- bzw. Kostenlisten werden ermittelt und gespeichert. In einem nächsten Schritt wird die so verformte Kubatur stellenweise ausgeschnitten, wobei die in der Figur erkennbare Struktur aus Säulen bzw. seitlichen Bögen erzeugt wird. Bei diesem Schritt werden alle Knotenpunkte in den ausgeschnittenen Bereichen entfernt und die Positionen der Fundamentverankerungen neu bestimmt. Damit geht eine Verringerung der Zahl der Knotenpunkte und eine ent¬ sprechende Reduktion der notwendigen Einzelteile einher, die in den Fertigungslisten berücksichtigt wird. Gleichzeitig werden die Formen, Größen und Anzahlen der Abdeckelemente bzw. der Punktbefestigungen neu ermittelt und entsprechend gespeichert.In this first change in cubature, in particular, the positions of the above-described foundation anchors, the positions of the point attachments of the cover elements on the net structure and the shapes of the cover elements are recalculated. Concomitant changes in the production tables or the unit or cost lists are determined and stored. In a next step, the thus deformed cubature is cut out in places, wherein the recognizable in the figure structure is made of columns or lateral arches. In this step, all nodes in the cut-out areas are removed and the positions of the foundation anchors are redetermined. This is accompanied by a reduction in the number of nodes and a corresponding reduction of the necessary individual parts, which is taken into account in the production lists. At the same time, the shapes, sizes and numbers of the cover elements or point fasteners are redetermined and stored accordingly.
Der Konstrukteur geht bei diesem Arbeitsablauf somit von einer bekannten oder gegebenen Form aus und verändert diese in intuitiver Weise, wobei er gleichzeitig eine Konstruktion in einem CAD-ähnlichen Verfahren, eine architektonische Form und einen technologischen Fertigungsplan erstellt.The designer thus proceeds from a known or given form in this process and intuitively modifies it, while at the same time creating a design in a CAD-like process, an architectural form, and a technological manufacturing plan.
Bei einer weiteren, ebenfalls möglichen Vorgehensweise wird zuerst die Gebäude-Kubatur in allen Einzelheiten erstellt und dann mit einer Textur aus einer virtuellen Netzkonstruktion überdeckt. Dazu wird die Kubatur in einzelne Oberflächenelemente zerlegt, wobei jedes Oberflächenelement in seiner Größe im wesentlichen den Ausdehnungen der Knotenpunkte, also insbesondere den um den jeweiligen Kugelkörper herum angeordneten und nach außen weisenden Druckstäben entspricht. Bei diesem Ausfüllen der virtuellen Oberflächenelemente wird zweckmäßigerweise zunächst ein virtueller Kugelkörper an irgendeine Position des Oberflächenelements, insbesondere in dessen Mitte oder Rand gesetzt und danach virtuelle Druckstäbe zwischen den Kugelkörpern platziert. Schließlich werden die Zugseile zwischen diesen Objekten, insbesondere den Druckstäben eingefügt. Für die so gebildete Netzkonstruktion kann die Position jedes Einzelteiles genau bestimmt und in einer Reihe vonIn another, likewise possible procedure, the building cubature is first created in detail and then covered with a texture from a virtual network construction. For this purpose, the cubature is broken down into individual surface elements, wherein each surface element substantially corresponds in its size to the extensions of the nodal points, that is to say in particular to the pressure rods arranged around the respective spherical body and pointing outwards. In this filling of the virtual surface elements, a virtual spherical body is expediently first placed on any position of the surface element, in particular in its middle or edge, and then virtual pressure rods are placed between the spherical bodies. Finally, the Traction cables inserted between these objects, in particular the pressure bars. For the network construction thus formed, the position of each item can be determined accurately and in a series of
Konstruktionszeichnungen ausgegeben werden . Bei dieser Vorgehensweise wird somit erst die Kubatur gestaltet und dann texturiert und somit in eine Netzkonstruktion umgesetzt.Design drawings are issued. With this procedure, the cubature is first designed and then textured and thus converted into a network construction.
Fig. 11 zeigt ein diesbezügliches Beispiel. Die Kubatur ist in dieser Darstellung als ein virtuelles dreidimensionales Raster R ausgebildet, dessen Linien eine gewisse Anzahl von Zellen Z eingrenzen. Die Größe der Zellen entspricht den Abmessungen der in der virtuellen Netzkonstruktion NK enthaltenen einzelnen virtuellen Knotenpunkte KP. Diese Knotenpunkte bilden gewissermaßen die „Elementarzellen" der Netzkonstruktion NK, während die Zellen Z des Rasters R die zu besetzenden Plätze bzw. Raum- bereiche beschreiben, in die die Gebäude-Kubatur abgeteilt werden muss, damit die virtuelle Netzkonstruktion diese Kubatur ausfüllen und an diese angepasst werden kann. Wie aus der Figur hervorgeht, folgt die virtuelle Netzkonstruktion NK diesem Raster, wobei je Knotenpunkt KP die Zahl der dazu erforderlichen Grundelemente, d.h. Kugelkörper, Druckstäbe usw. und die Winkellagen der jeweiligen Grundelemente, wie auch die Abmessungen der Verkleidungs- /Abdeckelemente bestimmt werden. Ausgehend von dem Raster R der Kubatur kann dann jeder einzelne Knotenpunkt eindeutig bezeichnet, somit adressiert und in einer Fertigungstabelle oder einer sonstigen Fertigungsplanung verzeichnet werden.Fig. 11 shows a related example. The cubature is formed in this representation as a virtual three-dimensional grid R whose lines delimit a certain number of cells Z. The size of the cells corresponds to the dimensions of the individual virtual nodes KP contained in the virtual network construction NK. These nodes form to a certain extent the "elementary cells" of the network construction NK, while the cells Z of the grid R describe the places or areas to be occupied, into which the building cubature must be divided, so that the virtual network construction fill this cubature and to this As can be seen from the figure, the virtual network construction NK follows this grid, whereby the number of basic elements required for each node KP, ie spherical bodies, pressure bars, etc., and the angular positions of the respective basic elements, as well as the dimensions of the cladding / Starting from the raster R of the cubature, each individual node can then be uniquely identified, thus addressed and recorded in a production table or other production planning.
Gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind zwei Felder der Fertigbau- konstruktions-Anordnung in einer Ausführungsform mit Membranen 1 gezeigt. Die Flächen für die Abspannungen sind hier reduziert, so dass eine leichtere Montage im Bereich der Knotenpunkte gegeben ist.According to the exemplary embodiment according to FIG. 12, two fields of the prefabricated construction arrangement are shown in an embodiment with membranes 1. The areas for the guy guards are reduced here, so that easier assembly in the area of the nodes is given.
Die Membranen sind an Spitzen 2 durch Verschrauben befestigt (siehe hierzu auch Fig. 30 bis 32).The membranes are attached to tips 2 by screwing (see also Figs. 30 to 32).
Die Abspannung der Membranen 1 erfolgt über Spannglieder 3, wobei die Seile 4 spezielle Halter 5 durchlaufen. Die durch die Membranen gebildeten Felder können eine unterschiedliche Eckenzahl aufweisen.The bracing of the membranes 1 via tendons 3, wherein the ropes 4 special holder 5 go through. The fields formed by the membranes may have a different number of cores.
Fig. 13 zeigt eine Explosionsdarstellung der Anordnung nach Fig. 12 mit denselben Elementen. Gleiches gilt für die Detaildarstellung nach Fig. 14.Fig. 13 shows an exploded view of the arrangement according to Fig. 12 with the same elements. The same applies to the detailed illustration according to FIG. 14.
Einzelheiten der Halterung zur Aufnahme der Seile 4 mit dem mehrteiligen Halter 5 sind der Fig. 15 zu entnehmen. Fig. 15 lässt auch das Spannglied 3 deutlich werden.Details of the holder for receiving the ropes 4 with the multi-part holder 5 are shown in FIG. 15. Fig. 15 also makes the tendon 3 become clear.
Ein vormontiertes Feld mit bereits angeschraubten Haltern 5 zeigt Fig. 16, allerdings noch ohne Seile und Membran.A pre-assembled field with already screwed holders 5 is shown in FIG. 16, but still without ropes and membrane.
Analog der Darstellung nach Fig. 16, allerdings in Explosionsdarstellung, zeigt Fig. 17 die vormontierte Anordnung mit einer Kugel 6, welche aus zwei Hälften besteht, die über eine Federring/Nutverbindung zueinander fixiert werden können.Analogous to the illustration of FIG. 16, but in an exploded view, FIG. 17 shows the preassembled arrangement with a ball 6, which consists of two halves, which can be fixed to one another via a spring ring / groove connection.
Eine ähnliche Variante wie in Fig. 17 zeigt Fig. 18, jedoch mit einer VoII- kugel 7.FIG. 18 shows a variant similar to FIG. 17, but with a ball 7.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 ist eine Seilverspannungsvariante dargestellt, welche kreuzförmig ausgeführt ist.In the embodiment of FIG. 19, a cable bracing variant is shown, which is designed in a cross shape.
Fig. 20 zeigt ein Detail der Halterung 5 mit durchlaufendem Seil für eine Verwendung gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 19.FIG. 20 shows a detail of the holder 5 with continuous cable for use according to the exemplary embodiment according to FIG. 19.
In den Fig. 21 bis 23 werden verschiedene mögliche Segmentierungen der Spann- oder Stützstäbe 8 dargestellt. Fig. 21 ist eine beispielhafte Möglichkeit des Segmentierens der Spannstäbe 8 für die Variante mitFIGS. 21 to 23 show various possible segmentations of the tension or support rods 8. Fig. 21 is an exemplary way of segmenting the tie rods 8 for the variant with
Befestigungsringen, wobei die Spannvorrichtung selbst mit Verstellmöglich¬ keit außermittig befindlich ist.Fixing rings, wherein the tensioning device itself is off-center with Verstellmöglich¬.
Fig. 22 ist ein Beispiel der Spannstabausführung für die Ausführungs- Variante mit Membranen und mittig befindlichem Spannglied, wobei die Spannglieder nach Fig. 21, 22 und 23 eine Konstruktion mit Verstellmutter 9 umfassen, wobei die Verstellmutter mit zwei Bolzen verbunden ist, die jeweils ein gegenläufiges Gewinde aufweisen, das mit einem komplemen¬ tären Innengewinde im zugehörigen Abschnitt des Spannstabs 8 korre¬ spondiert.Fig. 22 is an example of the Spannstabausführung for the embodiment variant with membranes and centrally located tendon, the tendons of Fig. 21, 22 and 23 comprise a construction with adjusting nut 9, wherein the adjusting nut is connected to two bolts, the each have a counter-rotating thread, which corresponds to a complementary internal thread in the associated section of the tensioning rod 8.
Bei der Lösung nach Fig. 23 handelt es sich um eine Ausführungsform, die zur Aufnahme der Halter 5 geeignet ist. Hierfür ist ein umlaufender Rück¬ sprung 11 vorgesehen.In the solution of Fig. 23 is an embodiment which is suitable for receiving the holder 5. For this purpose, a circumferential return jump 11 is provided.
Gemäß dem Beispiel nach Fig. 24 ist eine Variante des Systems mit Zug- Stäben vorgestellt, wobei je Stab 8 zwei Halter 5 Anwendung finden.According to the example of FIG. 24, a variant of the system with tension rods is presented, wherein each rod 8 two holders 5 are used.
Fig. 25 zeigt ein Beispiel analog der Fig. 24, wobei allerdings aufgrund gegebener niedriger Belastungen allein die äußeren Membranen 1 vorhan¬ dene Zugkräfte aufnehmen oder ein separater Zugstab (siehe Zugstab 12 gemäß Fig. 24) entfallen kann.FIG. 25 shows an example analogous to FIG. 24, although due to given low loads, only the outer membranes 1 absorb existing tensile forces or a separate tension rod (see tension rod 12 according to FIG. 24) can be dispensed with.
Fig. 26 zeigt ein Detail der erfindungsgemäßen Lösung im Bereich eines Knotens mit mehreren Zugstäben, jedoch ohne Membran.FIG. 26 shows a detail of the solution according to the invention in the region of a knot with a plurality of tension rods, but without a membrane.
Fig. 27 zeigt ein Detail der Halter 5 für die Zugstäbe 12.FIG. 27 shows a detail of the holders 5 for the tension rods 12.
Fig. 28 stellt Spannstäbe 8 dar, und zwar für die Variante mit Zugstäben gemäß Fig. 27 und erkennbarem Raum zur Aufnahme der Halter 5 und der ebenfalls vorgesehenen Möglichkeit des Verstellens mit Hilfe der Verstell- mutter 9.FIG. 28 shows tension rods 8, specifically for the variant with tension rods according to FIG. 27 and a recognizable space for accommodating the holders 5 and the likewise provided possibility of adjustment with the aid of the adjusting nut 9.
Ein Beispiel mit um den jeweiligen Knoten laufenden Zugseilen zeigt Fig. 29. Dort durchlaufen die Zugseile 4 die auf Druck belasteten Spannstäbe 8 an Endpunkten 13. Bei der Verwendung von Seilen, die mit Spanngliedern 3 einstellbar sind, ergeben sich Vereinfachungen im Vergleich zur Ausfüh¬ rungsform mit vorgefertigten Stäben.An example with traction ropes running around the respective knot is shown in FIG. 29. There, the traction ropes 4 pass through the tensioning rods 8 loaded at pressure at end points 13. When using ropes which are adjustable with tendons 3, simplifications are obtained in comparison with the embodiment form with prefabricated bars.
Fig. 30 zeigt eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 29 mit den die Seile aufnehmenden Endpunkten 13.FIG. 30 shows an exploded view of the embodiment according to FIG. 29 with the end points 13 receiving the cables.
Die jeweilige Membran 1 kann gemäß der Darstellung nach Fig. 31 und 32 an der Gewindespitze 2 durch Schrauben fixiert werden. Verschiedene Konstruktionsbeispiele in verschiedenen Ansichten, auch im Detail, sind den Fig. 33 bis 38 entnehmbar.The respective membrane 1 can be fixed according to the illustration of FIG. 31 and 32 at the thread crest 2 by screws. Various construction examples in different views, also in detail, are shown in FIGS. 33 to 38 can be removed.
Zur Fig. 28 ist anzumerken, dass es sich dort um ein Detail der Vollkugel 7 als Knotenelement handelt, wobei an der Vollkugel kegelstumpfartige Halter 14 zur Aufnahme der entsprechenden Spannstäbe 8, bevorzugt stoff¬ schlüssig, angebracht sind.To Fig. 28 it should be noted that there is a detail of the solid ball 7 as a node element, wherein on the solid ball truncated cone-like holder 14 for receiving the corresponding tie rods 8, preferably stoff¬ conclusively, are attached.
Die vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können im Rahmen fachmännischen Handelns modifiziert werden, insbesondere können Hinzu¬ fügungen oder Weglassungen einzelner oder mehrerer Teile bzw. Ver¬ fahrensschritten erfolgen, ohne den erfindungsgemäßen Grundgedanken zu verlassen. Alle in den Figuren dargestellten Details sind als erfindungs- wesentlich offenbart anzusehen.The exemplary embodiments described above can be modified within the scope of expert action; in particular, additions or omissions of individual or several parts or method steps can be carried out without departing from the basic idea according to the invention. All details shown in the figures are to be regarded as essential to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Membran1 membrane
2 Spitzen2 tips
3 Spannglieder3 tendons
4 Seile4 ropes
5 Halter 6 zweiteilige Kugel5 holders 6 two-piece ball
7 Vollkugel7 full ball
8 Spannstab8 tension rod
9 Verstellmutter9 adjusting nut
10 Netzkonstruktion 11 umlaufender Rücksprung10 Net construction 11 circumferential return
12 Zugstab12 tie rod
13 Endpunkt13 endpoint
14 kegelstumpfartiger Halter14 frustoconical holder
20 Knotenpunkt 30 Kugelkörper20 node 30 spherical body
30a kraftschlüssiger Kegel30a non-positive cone
30b Halbkugel 40 Druckstab30b hemisphere 40 push rod
50 Zugseil50 pull rope
51 Spannglied51 tendon
60 Aufsetzkegel60 Aufsetzkegel
65 Spitze, konkav65 point, concave
70 Zugseilaufnahme70 pull rope intake
70a Halbring70a half ring
72 Klemmzylinder72 clamping cylinder
73 Befestigungselement73 fastener
80 Punkthalter80 point holder
81 Gewindering81 threaded ring
82 Punktkonus82 point cone
82a Gelenkaufnahme82a joint recording
83 Punktscheibe83 point disk
90 Kralle90 claw
91 Mutter91 mother
92 Haltestift92 retaining pin
100 Verkleidungs- /Abdeckelement100 trim / cover element
A AußenseiteA outside
E EbeneE level
I InnenseiteI inside
KP virtueller KnotenpunktKP virtual node
NK virtuelle NetzkonstruktionNK virtual network construction
R KubaturrasterR cubic grid
Z Kubaturzelle Z cubature cell

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung für eine Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise, gekennzeichnet durch einen einer gegebenen Gebäude-Kubatur in Form einer1. Arrangement of a prefabricated construction in skeleton construction, characterized by a given building cubature in the form of a
Netzkonstruktion (10) angepassten Verband miteinander verbundener und/oder verspannter, aus Grundeiementen modular aufgebauter formvariabier Knotenpunkte (20).Mesh construction (10) adapted association of interconnected and / or strained, from Grundeiementen modularly constructed formvariabier nodal points (20).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundelemente des formvariablen Knotenpunktes (20) mindestens folgende Teile vorgesehen sind :2. Arrangement according to claim 1, characterized in that as basic elements of the shape-variable node (20) at least the following parts are provided:
- ein erster zentraler Kugelkörper (30) je Knotenpunkt - mehrere im wesentlichen in Längsrichtung strahlenförmig auf dem ersten Kugelkörper aufsitzende, den ersten Kugelkörper mit je einem benachbarten Kugelkörper verbindende Druckstäbe (40),- a first central spherical body (30) per node - a plurality of substantially radially in the longitudinal direction mounted on the first spherical body, the first spherical body with each an adjacent spherical body connecting pressure rods (40),
- eine Anordnung, die Druckstäbe auf den ersten und/oder benachbarten Kugelkörper pressende Zugseile (50).- An arrangement, the pressure bars on the first and / or adjacent spherical body pressing tension cables (50).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen mindestens einendig auf den Druckstab (40) aufgesetzten, der Oberfläche des Kugelkörpers angepassten Aufsetzkegel (60).3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized by a at least one end of the push rod (40) patch, the surface of the spherical body adapted Aufsetzkegel (60).
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine um die Längsachse des Druckstabes (40) herumführend angeordnete Zugseilaufnahme (70).4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by at least one around the longitudinal axis of the push rod (40) herumführend arranged Zugseilaufnahme (70).
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit wahlweisen Druckstäben (40) angeordnete Auflage- und Befestigungseinrichtung (80,90) für Verkleidungs- und/oder Abdeckelemente (100).5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a with optional pressure bars (40) arranged support and fastening means (80,90) for cladding and / or covering (100).
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an wahlweisen Grundelementen der formvariablen Knotenpun kte (20) angeordnete, insbesondere über die gesamte Netzkonstruktion (10) verteilte Messeinrichtungen für statische Belastungsparameter.6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by at optional basic elements of the formvariable Knotenpun kte (20) arranged, in particular over the entire network construction (10) distributed measuring devices for static load parameters.
7. Verfahren zur Konstruktion einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in einer Datenverarbeitungseinrichtung ein virtuelles Konstruktions- und Planungsmodell für die Netzkonstruktion vorab erstellt und/oder dieser zugeordnet wird, wobei7. A method for constructing an arrangement according to one of the preceding claims, characterized by in a data processing device, a virtual design and planning model for the network construction is created in advance and / or assigned to it, wherein
- das virtuelle Konstruktions- und Planungsmodell aus den formvariablen Knotenpunkten zugeordneten virtuellen Konstruktionsmodulen zusammengefügt wird und - anhand des virtuellen Konstruktions- und Planungsmodells Daten für Darstell ungs-, Automatisierungs- und Statikberechnungsprogramme erzeugt werden und- the virtual design and planning model is assembled from the virtual design modules associated with shape-variable nodes; and - data for presentation, automation and structural calculation programs is generated using the virtual design and planning model, and
- dem Konstruktions- und Planungsmodell eine Gesamtheit von Fertigungstabellen zugeordnet werden.- Assign a set of production tables to the design and planning model.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktions- und Planungsmodell in Form einer virtuellen Textur auf eine Entwurfsgeometrie in Form einer virtuell gegebenen Gebäude-Kurvatur aufgeformt und in seiner Gestalt angepasst wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the design and planning model is formed in the form of a virtual texture on a design geometry in the form of a virtually given building curvature and adapted in shape.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungstabellen mit den Parametern des Konstruktions- und Planungsmodells verknüpft sind und bei Veränderungen am9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the production tables are linked to the parameters of the design and planning model and changes in the
Konstruktions- und Planungsmodells fortlaufend aktualisiert werden .Design and planning model are continuously updated.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung und/oder Zuordnung des Konstruktions- und10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the creation and / or assignment of the construction and
Planungsmodells Bestandteil einer CAD-Konstruktions- Entwicklungsumgebung ist, wobei die CAD-Konstruktions- Entwicklungsumgebung insbesondere eine Datenbank mit einer Bauteilebibliothek für die Knotenpunkte der Netzkonstruktion aufweist. Planning model is part of a CAD design development environment, whereby the CAD design Development environment in particular a database with a component library for the nodes of the network construction has.
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CH690927A5 (en) * 1996-04-12 2001-02-28 Mauro Pedretti Base module for spatial structure comprises six rigid bars with tips linked by pre-tensioned cables to form polyhedron with triangular faces

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