DE202008005962U1

DE202008005962U1 - Flächentragwerk

Info

Publication number: DE202008005962U1
Application number: DE200820005962
Authority: DE
Original assignee: Frener & Reifer Metall Bau Gmb; Frener & Reifer Metall-Bau GmbH
Current assignee: FRENER & REIFER GMBH/SRL, IT
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: WO2009133148A3; EP2288766A2; WO2009133148A2

Abstract

Flächentragwerk, umfassend mindestens ein Verbindungselement (1) und mehrere Träger (2), wobei das Verbindungselement (1) die Form eines Sterns mit mehreren in einer Ebene angeordneten Armen hat, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm des mindestens einen Verbindungselements (1) so in jeweils einen Träger (2) hinein geschoben ist, dass alle mit einem Verbindungselement (1) verbundenen Träger (2) sich an einem gemeinsamen Punkt berühren und das Verbindungselement (1) vollständig überdecken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flächentragwerk. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein knotenfreies Flächentragwerk mit mindestens einem sternförmigen Verbindungselement.
Stand der Technik
Flächentragwerke oder Raumfachwerke kommen insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, im Bauwesen in vielfältigen Ausführungen und Formen zum Einsatz. Häufig werden auf diese Weise weitgespannte, jedoch leichte Tragwerke für Dächer, Fassaden, Säle, Kuppeln und dergleichen mehr erstellt.
Gattungsgemäße Tragwerke, insbesondere einschalige Flächentragwerke aus Trägern und Knoten, sind beispielsweise aus der Druckschrift DE 42 24 663 C2 bekannt. Einschalige Flächentragwerke, wie beispielsweise eine einschalig aufgebaute Kuppel oder dergleichen, weisen im Vergleich zu Raumfachwerken eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung senkrecht zur Ebene des Tragwerks auf. Zudem erfolgt bei einschaligen Flächentragwerken keine vollständige Auflösung der Struktur in Form eines räumlichen Gitters, dessen Träger idealerweise lediglich noch auf Zug und/oder Druck beansprucht werden.
Die gitterartige Auflösung der Tragstruktur erfolgt bei einem einschaligen Flächentragwerk vielmehr im Wesentlichen lediglich innerhalb der Ebene des Tragwerks, weshalb die Träger und Knoten des einschaligen Flächentragwerks im Unterschied zu den als räumliches Gitter aufgebauten Raumfachwerken auch durch Biegemomente belastet werden, deren Biegeachsen im Wesentlichen in der Ebene des Flächentragwerks liegen.
Aus diesem Grund kann auch die Verbindung zwischen Trägern und Knoten eines einschaligen Flächentragwerks häufig nicht mehr annähernd punktförmig wie bei bestimmten Raumfachwerken ausfallen, sondern muss vielmehr linienförmig bzw. flächig ausgeführt werden, wobei die Hauptachse der flächigen bzw. im Wesentlichen linienförmigen Verbindung zwischen Träger und Knoten senkrecht zur Ebene des Flächentragwerks angeordnet ist, um die genannten Biegemomente zwischen Trägern und Knoten übertragen zu können. Auch die Ausführung der Trägern und Knoten selbst muss an die notwendige Aufnahme und Übertragung der Biegemomente dergestalt angepasst werden, dass die Träger und Knoten vergrößerte Abmessungen vor allem senkrecht zur Ebene des Flächentragwerks erhalten, mit anderen Worten eine vergrößerte Profilhöhe aufweisen.
Die Verwendung von Knoten in Flächentragwerken erscheint dem Betrachter allerdings optisch als nicht ansprechend. Dies gilt umso mehr, je größer der Knoten ist. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flächentragwerk zu schaffen, dessen Gesamteindruck dem Betrachter knotenfrei erscheint.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Flächentragwerk gelöst, welches mindestens ein Verbindungselement und mehrere Träger umfasst, wobei das Verbindungselement die Form eines Sterns mit mehreren in einer Ebene angeordneten Armen hat, und jeder Arm des mindestens einen Verbindungselements so in jeweils einen Träger hinein geschoben ist, dass alle mit einem Verbindungselement verbundenen Träger sich an einem gemeinsamen Punkt berühren und das Verbindungselement vollständig überdecken. Der Gesamteindruck des Flächentragwerkes wird auf diese Weise knotenfrei. Optisch entstehen nur Verbindungspunkte aus dem reinen Aufeinandertreffen der einzelnen, in einem Punkt zusammengeführten Träger.
Das erfindungsgemäße Flächentragwerk ist nicht nur ein reines Tragwerk für Flächen, sondern auch für die Ausbildung von geschossübergreifenden Fassadenelementen mit Freiformgeometrien geeignet. Es ist somit von den Deckenverläufen des Gebäudes abhängig. Aus diesem Grund können die technischen Eigenschaften des triangulierten Flächentragwerks in die Systematik der Elementfassade integriert werden.
Das Verbindungselement fungiert als stabilisierendes Element, so dass keine weiteren Stabilisierungselemente benötigt werden. Aus statischen Gründen schließt jedes Paar benachbarter Arme bevorzugt einen Winkel von weniger als 90° ein. Weiterhin schließt jedes Paar benachbarter Arme bevorzugt einen Winkel von mindestens 30° ein.
Das Verbindungselement umfasst bevorzugt mehrere Teilverbindungselemente, wobei die Teilverbindungselemente parallel angeordnet sind und mittels mindestens eines Säulenelements miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zur Verwendung eines massiven Verbindungselements führt dies zu einem geringeren Gewicht des Verbindungselements bei gleichzeitiger einfacher Fertigung.
Die Träger weisen bevorzugt einen zumindest teilweise ovalen Querschnitt auf. Diese Form der Träger gewährleistet, dass auch bei einem nicht ebenen Flächentragwerk keine Klaffungen an den Verschnitten benachbarter Verbindungselemente auftreten, wie zum Beispiel bei Rechteckprofilen, bei denen es in solchen Fällen notwendig würde, durch Teile des Verbindungselementes diese Klaffungen zu überdecken. Beim zumindest teilweise ovalen Trägerquerschnitt kann das Profil hingegen an der Innenseite an einem Punkt zusammengeführt werden.
Die Träger können bevorzugt mindestens eine Nut aufweisen, die entlang ihrer Längsrichtung verläuft. Eine Nut dient dazu, eine plane Fläche für die fachgerechte raumseitige Verschraubung zu erhalten und die Verschraubung falls gewünscht durch ein Klipsprofil zu überdecken Bevorzugt ist jeder Träger jeweils mittels mindestens eines Befestigungselements mit jedem Arm eines Verbindungselements verbunden, welcher in den Träger hinein geschoben ist, wobei die Befestigungselemente im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Verbindungselements angeordnet sind. Bei den Befestigungselementen kann es sich beispielsweise um Schrauben handeln. Grundsätzlich sind aber auch andere Arten der Befestigung, wie beispielsweise Verschweißen, denkbar.
Das mindestens eine Verbindungselement besteht bevorzugt aus Stahl, um diesem eine gute Stabilität zu verleihen. Um das Gesamtgewicht des Flächentragwerks dennoch niedrig zu halten, bestehen die Träger hingegen bevorzugt aus Aluminium. Das Gewicht des Flächentragwerks kann noch weiter verringert werden, indem die Träger als Rohre ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform und mit Hilfe der begleitenden Zeichnungen detaillierter beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Flächentragwerks gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht eines Verbindungselements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches erst mit drei Trägern versehen wurde.
3 ist eine Querschnittansicht eines Trägers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Flächentragwerk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt einen Ausschnitt eines Flächentragwerks gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, auf dem eine Glasscheibe befestigt ist.
Beispiel
Ein Flächentragwerk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verbindungselement 1 aus Stahl und mehrere Träger 2 aus Aluminium. Das Verbindungselement 1 hat die Form eines Sterns mit sieben in einer Ebene angeordneten Armen. Jeder Arm des Verbindungselements 1 ist so in jeweils einen Träger 2 hinein geschoben ist, dass alle mit dem Verbindungselement 1 verbundenen Träger 2 sich an einem gemeinsamen Punkt berühren und das Verbindungselement 1 vollständig überdecken.
1 ist eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Flächentragwerks. Sie zeigt, wie alle Träger 2 sich in einem gemeinsamen Punkt berühren. Das Verbindungselement ist folglich nicht zu sehen. Jeder Träger ist mittels vier Schrauben 21 mit dem Arm des Verbindungselement 1 verbunden, welcher in den Träger hinein geschoben ist. Die Schrauben 21 sind senkrecht zur Ebene des Verbindungselements 1 angeordnet.
Die sieben Winkel zwischen den Armen des Verbindungselements 1 und damit auch zwischen den Armen 2 betragen α = 35,9°, β = 48,7°, γ = 38,1°, δ = 75,3°, ε = 75,3°, ζ = 38,1° und η = 48,7°.
2 ist eine Ansicht eines Verbindungselements 1, welches erst mit drei Trägern 2 versehen wurde. Das Verbindungselement 1 besteht aus zwei Teilverbindungselementen 111 und 112, wobei die Teilverbindungselemente parallel angeordnet sind und mittels vierzehn Säulenelementen 12 miteinander verbunden sind. Jeder Arm des Verbindungselements 1 umfasst dabei zwei Säulenelemente 12.
3 ist eine Querschnittansicht eines Trägers 2. Bei dem Träger handelt es sich um ein Rohr mit einem teilweise ovalen Querschnitt. Er hat eine Höhe von 200 mm, an seiner breitesten Stelle eine Breite von 80 mm und an seiner schmalsten Stelle eine Breite von 38 mm. Der Träger 2 weist eine Nut 22 auf, die entlang seiner Längsrichtung verläuft. Die Nut hat eine Breite von 16 mm. Auf der der Nut gegenüberliegenden Seite ist der Träger ausgebildet, um die Befestigung eines Flächenelements, wie beispielsweise einer Glasscheibe 3, zu ermöglichen.
4 zeigt ein Flächentragwerk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses umfasst zwei Verbindungselemente 1, die jedoch unter den Trägern 2 nicht zu sehen sind. 5 zeigt einen Ausschnitt eines Flächentragwerks gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, auf dem eine Glasscheibe 3 befestigt ist. Dies veranschaulicht beispielhaft, wie Flächenelemente auf dem erfindungsgemäßen Flächentragwerk befestigt werden können.

1: Verbindungselement
111: Teilverbindungselement
112: Teilverbindungselement
12: Säulenelement
2: Träger
21: Befestigungselement
22: Nut
3: Glasscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4224663 C2 [0003]

Claims

Flächentragwerk, umfassend mindestens ein Verbindungselement (1) und mehrere Träger (2), wobei das Verbindungselement (1) die Form eines Sterns mit mehreren in einer Ebene angeordneten Armen hat, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm des mindestens einen Verbindungselements (1) so in jeweils einen Träger (2) hinein geschoben ist, dass alle mit einem Verbindungselement (1) verbundenen Träger (2) sich an einem gemeinsamen Punkt berühren und das Verbindungselement (1) vollständig überdecken.
Flächentragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paar benachbarter Arme einen Winkel von weniger als 90° einschließt.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paar benachbarter Arme einen Winkel von mindestens 30° einschließt.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement mehrere Teilverbindungselemente (111, 112) umfasst, wobei die Teilverbindungselemente (111, 112) parallel angeordnet sind und mittels mindestens eines Säulenelements (12) miteinander verbunden sind.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (2) einen zumindest teilweise ovalen Querschnitt aufweisen.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (2) mindestens eine Nut (22) aufweisen, die entlang ihrer Längsrichtung verläuft.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Träger (2) jeweils mittels mindestens eines Befestigungselements (22) mit jedem Arm eines Verbindungselements (1) verbunden ist, welcher in den Träger (2) hinein geschoben ist, wobei die Befestigungselemente (21) im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Verbindungselements (1) angeordnet sind.
Flächentragwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Befestigungselementen (21) um Schrauben handelt.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (1) aus Stahl besteht.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (2) aus Aluminium bestehen.
Flächentragwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Trägern (2) um Rohre handelt.