DE2809503A1

DE2809503A1 - Universal self supporting demountable structure - has braces for regular rigid components stabilised without permanent links using tension forces

Info

Publication number: DE2809503A1
Application number: DE19782809503
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dahlberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1979-09-13

Abstract

The load bearing structure is in the form of a dodecahedron made up from standardised individual components. It can also have a form made from sections of a dodecahedron. Rigid, pressure-resistant components, of equal length, are connected and braced together by equal-length traverses, so that tensions counteract gravitational and internal excess pressure, or external under-pressure, forces. Tensions also act on specially shaped corner points, which are determinators, to fix the elements and stabilise the whole structure so that no durable interconnection of parts is needed.

Description

TRA GWER KR KO NS TR U K TIO N O r4 vielseitiger AnwendbarkeitTRA GWER KR KO NS TR U C TIO N O r4 versatile applicability

Die Erfindung betrifft eine Tragwerkskonstruktion vielseitiger Anwendbarkeit für selbsttragende Bauwerke in dodekaedrischer Form aus normierten Einzelteilen.The invention relates to a supporting structure of versatile applicability for self-supporting structures in dodecahedral form from standardized individual parts.

Die traditionellen Ansätze für die Erstellung von Bauwerken aus industriell mit geringem Kostenaufwand gefertigten Einzelteilen gehen zumeist von statischen Vorstellungen aus. Es wird dabei im allgemeinen nicht an eine mögliche Zerlegbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Einzelteile oder an eine lokale Verschiebung der Bauwerke gedacht. Auch eine optimale Relation zwischen dem Konstruktionsvolumen und dem Materialgewicht bei kleineren und mittelgroßen Bauwerken sowie das Erzielen einer besonders großen Formenvielfalt durch Kombination von konstruktiven Grundelementen wird nicht hinreichend berücksichtigt. Von dem Gesichtspunkt, daß Konstruktionen auch frei sein können von unlösbaren oder auch nur schwer lösbaren Verbindungsteilen wie Schrauben, Nieten etc. wird ebenfalls kaum Gebrauch gemacht.The traditional approaches to building structures from industrial Individual parts manufactured at low cost are mostly static Ideas from. It is generally not considered possible to dismantle it and reusability of the individual parts or a local relocation of the structures thought. Also an optimal relation between the construction volume and the material weight for small and medium-sized structures as well as achieving a particularly large one A variety of forms through the combination of basic structural elements is not sufficient considered. From the point of view that constructions can also be free of non-detachable or difficult to detach connecting parts such as screws, rivets etc. is hardly used either.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragwerkskonstruktion für regelmäßige, selbsttragende Bauwerke zu finden, welche die Form eines Dodekaeders haben oder eine Form haben, die durch Schnitte oder Segmentierungen des Dodekaeders entstenen.The present invention is based on the object of a supporting structure for regular, self-supporting structures that have the shape of a dodecahedron have or have a shape created by cuts or segmentations of the dodecahedron emerge.

Die Tragwerkskonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß gleichlange, steife, druckresistente Einzelteile mit Hilfe gleichlanger elastischer oder unelastischer Züge verbunden und so verspannt sind, daß die Zugspannungen deformativen Gravitations- und Innen-Überdrucks- bzw. Außen-Unterdrucks-Kräften entgegenwirken, und daß die Zugspannungen außerdem auf geeignetgeformte Eckpunkte (Determinatoren) wirken und über eine Fixierung der gleichlangen, steifen, druckresistenten Einzelteile im Zusammengriff mit den gleichlangen elastischen oder unelastischen Zügen eine solche Stabilisierung der Gesamtkonstruktion bewirken, daß sich eine Dauerverbindung der Einzelteile miteinander und mit den Eckpunkten der Konstruktion erübrigt.The supporting structure is characterized by the fact that Rigid, pressure-resistant individual parts with the help of elastic or inelastic ones of the same length Trains are connected and so tensioned that the tensile stresses deformative gravitational and counteract internal overpressure and external negative pressure forces, and that the Tensile stresses also act on suitably shaped corner points (determiners) and by fixing the stiff, pressure-resistant individual parts of the same length together such a stabilization with the elastic or inelastic trains of the same length the overall construction cause a permanent connection of the individual parts with each other and with the corner points of the construction superfluous.

Die Tragwerkskonstruktionen gemäß der Erfindung weisen nicht nur einen großen Formenvorrat auf, sondern sie haben auch einen großen Anwendungsbereich, weil sie durch Anpassen der Länge und Stärke der druckresistenten Einzelteile (wie auch der der Züge) und durch variable Elastizität der Züge technisch der jeweiligen Situation in der Praxis angepasst werden können.The supporting structures according to the invention do not have just one large stock of molds, but they also have a wide range of applications, because by adjusting the length and thickness of the pressure-resistant individual parts (such as also that of the trains) and due to the variable elasticity of the trains technically the respective Situation can be adapted in practice.

Unelastische Züge werden vor allem dort zum Einsatz gebracht werden müssen, wo große Belastungen statischer Art vorliegen; elastische Züge dagegen kommen in Betracht, wo dynamische Schwankungen von außen oder innen vorliegen. So kann man etwa absolut erdbebenfeste Häuser oder gegen Innen/Außendruck-Unterschiede und -Schwankungen dämpfend wirkende bauliche AnlaZ gen herstellen.Inelastic trains will mainly be used there must where there are large loads of a static nature; elastic trains come against it into consideration where there are dynamic fluctuations from outside or inside. So can for example, houses that are absolutely earthquake-proof or against differences in internal / external pressure and -Establish structural systems with a dampening effect on fluctuations.

Ein besonderer Anwendungsbereich sind auch Gebäudekonstruktionen, die einem ständigen Auf- und Abbau unterworfen sind, wie Zelte zu allen Zwecken. Hierbei wird der statischldynamische Ansatz besonders augenfällig: Auf- und Abbau innerhalb kürzester Zeit bei großer Trägheit gegenüber Formveränderung mit gleichzeitiger dynamischer Ausgleichung von Umgebungsschwankungen (z. B.A special area of application are also building constructions, that are subject to constant assembly and dismantling, like tents for all purposes. The static-dynamic approach is particularly evident here: assembly and dismantling within a very short time with great inertia to change in shape with simultaneous dynamic compensation of environmental fluctuations (e.g.

Wind).Wind).

Aus der großen möglichen Fülle von Anwendungsbeispielen soll ein Zelt- sowie ein Haustyp der gleichen Form zur Darstellung kommen; es sei aber betont, daß im Hinblick auf eine Verknüpfung der Grundstrukturen (wie sie in Fig. l.a., deren Schnitte, wie sie in Fig. l.b. und deren Segmentierungen, wie sie in Fig. I.c. schematisch gezeigt werden) das Konzept sehr variabel iet. Eine besonders interessante Anwendung der Erfindung ergibt sich in Fällen, bei denen die Verschalung lichtdurchlässig sein soll. In diesen Fällen ergibt das Tragwerk durch sein minimales Gewicht im Verhältnis zum Volumen die größte Lichtdurchlässigkeit. Als, Folge seines optimalen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen hat das Tragwerk gemäß der Erfindung auch z. B. optimale Wärmedämmung (Treibhäuser).From the large possible abundance of application examples, a tent as well as a house type of the same shape are shown; but it should be emphasized that with regard to a linkage of the basic structures (as shown in Fig. whose sections, as shown in Fig. l.b. and their segmentations, as shown in Fig. I.c. shown schematically) the concept is very variable. A particularly interesting one Application of the invention arises in cases in which the cladding is translucent should be. In these cases, the minimum weight of the structure results in The greatest light transmission in relation to the volume. As a consequence of its optimal The structure according to the invention also has a surface-to-volume ratio z. B. optimal thermal insulation (greenhouses).

Ausführungsbeispiel 1 Expeditionszelt für zwei Personen mit Gepäck Als Formgrundlage dient ein Halbdodekaeder; dieser wird durch 15 kugelförmige Determinatoren in Fig. 2.a. und 20 Stangen 2 in Fig. Z. b. und 2.c. gebildet. An den Determinatoren 1 befinden sich symmetrisch angeordnete Haltevor-4 richtungen in Fig. 2. a. für 28 Züge 4 in Fig. 2. b. und 2.c., welche die druckresistenten Stangen in elastischer Weise verspannen. Diese tragenden Teile sind zerlegt dargestellt in Fig. 2.b. und zusammengesetzt dargestellt in Fig. 2. c. Die Konstruktion hat eine Höhe von ca. 108 cm und einen Bodenra-2 dius von ca. 110 cm bei einer Länge der Stangen 2 von 80 cm. An den Enden der Züge 4 befinden sich Karabinerhaken 5 die ein Lösen der Züge 4 von den 1 Züge 2 Determinatoren 1 bei Entfernung der Stangen 2 verhindern. Befindet sich nun 2 eine Zeltwand zwischen den Zügen 4 und Stangen , (an den Determinatoren 1 durch Ringösen durchlässig für die Karabinerhaken 5, nicht aber für die Determinatoren 1, welche außerhalb anliegen und nur mit ihrem unteren Teil in das Zeltinnere ragen,) dann wird durch entsprechende Gummidichtungen an den Ösen und durch den Zug der elastischen Züge eine Situation geschaffen, in 1.Embodiment 1 expedition tent for two people with luggage A half-dodecahedron serves as the basis of the form; this is determined by 15 spherical determiners in Fig. 2.a. and 20 rods 2 in Fig. Z. b. and 2.c. educated. At the determiners 1 are symmetrically arranged holding devices 4 directions in Fig. 2. a. for 28 moves 4 in Fig. 2. b. and 2.c., which the pressure-resistant rods in elastic Brace wisely. These load-bearing parts are shown disassembled in Fig. 2.b. and shown assembled in Fig. 2. c. The construction has a height of approx. 108 cm and a floor radius of approx. 110 cm with a length of the rods 2 of 80 cm. At the ends of the trains 4 there are snap hooks 5 which release the Trains 4 of the 1 trains 2 prevent determiners 1 when removing the rods 2. If there is now 2 a tent wall between the pulls 4 and poles, (on the determiners 1 through ring loops for the snap hooks 5, but not for the determiners 1, which lie on the outside and only protrude with their lower part into the inside of the tent,) then by means of appropriate rubber seals on the eyelets and by pulling the elastic trains created a situation in 1.

welcher die Determinatoren 1 im aufgebauten, entfalteten Zustand des Zeltes an die Ösen gepresst sind. Das Zelt schließt deshalb trotz der Ösen dicht.which the determiners 1 in the built, unfolded state of the Tent are pressed against the eyelets. The tent therefore closes tightly despite the eyelets.

Werden von außen die Stangen entfernt; was wegen der Elastizität der Züge gelingt, dann werden die Determinatoren 1 durch die Zelthülle, die sich nicht lösenden Karabinerhaken 5 und letztlich durch die Verspannung der Züge topologisch an ihrem Ort gehalten, auch wenn man das Zelt zusammenfaltet.If the rods are removed from the outside; what because of the elasticity of the If moves succeed, then the determiners 1 through the tent shell, which are not releasing snap hook 5 and ultimately topologically by the tensioning of the trains held in place even when the tent is folded up.

Der Wiederaufbau geschieht dann in der Weise, daß a) das Zelt ausgebreitet, b) die fünf unteren Determinatoren 1 mittels schmaler Häringe am Bodenfixiert und c) die Stangen 2 von außen zwischen die Determinatoren 1 gesetzt werden. Der Einstieg erfolgt von der Seite, indem durch Wegnahme zweier Züge und entsprechende Vorrichtungen an der Zelthülle eine Öffnung gelassen wird.The reconstruction then takes place in such a way that a) the tent is spread out, b) the five lower determiners 1 fixed to the ground by means of narrow pegs and c) the rods 2 are placed between the determiners 1 from the outside. The beginning takes place from the side by removing two trains and corresponding devices leaving an opening in the tent shell.

Formbeständigkeit, Robustheit, Schnelligkeit des Auf- und Abbaus sind Merkmale dieses Zelttyps.Dimensional stability, robustness, speed of assembly and dismantling are Features of this type of tent.

Ausführungsbeis piel 2 A) Appartment-Einheit für 1-2 Personen Der Typ wendet die gleichen Formprinzipien an wie das vorstehend beschriebene Zelt. Der Unterschied besteht in der Größe und in einer entsprechenden Verstärkung der tragenden Elemente. Die Konstruktion wird zu einem Drittel im Boden versenkt, dies hat klimatechnische Bedeutung und gestattet es, mehrere Konstruktionseinheiten kettenförmig zu verbinden (Fig. 3.A. 1., 3.A.4.).Example 2 A) Apartment unit for 1-2 people The Type uses the same design principles as the tent described above. The difference lies in the size and in a corresponding gain of the load-bearing elements. The construction is sunk to a third in the ground, this has a climatic significance and allows several construction units to be formed in a chain to be connected (Fig. 3.A. 1., 3.A.4.).

Der Eingang wird durch eine nach außen und nach oben schwingende Tür gebildet, der Eintritt erfolgt über eine kleine Treppe (Fig. 3.A.2., 3.A.3.). Das Zentrum des Daches trägt einen Lichteinlaß, an dem Entlüftungsöffnungen angebracht sind (Fig. 3. A. 2.), in Verbindung mit entsprechenden Belüftungsöffnungen in Höhe des Terrainniveaus und einer vorzugsweise durch Aluminiumverschalung gebildeten Außenwand entwickelt sich ein den jeweiligen Umgebungsbedingungen entgegenwirkender Luftstrom. Bei Verkettung von derartigen Einheiten werden 1-2 der Boden-Determinatoren weggelassen, was eine Verbindung an den zwei darüberliegende Determinatoren 1 ermöglicht. Eine Innengestaltung für eine verkettete Einheit wird aus Fig. 3. A. 3. ersichtlich.The entrance is through a door that swings outwards and upwards The entrance is via a small staircase (Fig. 3.A.2., 3.A.3.). That Center of the roof carries a light inlet, attached to the vents (Fig. 3. A. 2.), in connection with corresponding ventilation openings at height of the terrain level and one preferably formed by aluminum cladding The outer wall develops in a way that counteracts the respective environmental conditions Airflow. When such units are chained together, 1-2 of the floor determiners omitted, which enables a connection to the two overlying determiners 1. An interior design for a linked unit is shown in Fig. 3. A. 3..

Das gleiche Konstruktionsprinzip bei gleicher Versenkung und Größe (Kanten länge 200 cm) bietet sich für Gewächshaus anlagen an; die Verschalung wäre in diesem Falle bis auf den unteren Teil lichtdurchlässig zu gestalten.The same construction principle with the same recess and size (Edge length 200 cm) is ideal for greenhouse systems; the casing would be in this case to make translucent except for the lower part.

B) Einfamilien-Wohnhaus für beliebiges Gelände Die gleichen Formprinzipien wie vorstehend werden angewandt; unelastische Züge 4 und eine Kantenlänge von 400 cm sowie die Tatsache, daß sich die Wohnfläche auf der Höhe der mittleren Determinatoren 1 befindet (s. Fig. Z.c.) sind besondere Kennzeichen dieses Anwendungsfalls. Durch dieses letzte Merkmal wird erreicht, daß das Gebäude gewissermaßen auf fünf Stelzen steht und damit in beliebigem Gelände errichtbar ist. Sämtliche Versorgungseinrichtungen können in einem runden Pylon konzentriert werden, der sich in der Mitte unter der Wohnfläche befindet. Läßt es das Gelände zu, kann der Bereich unter der Wohnfläche ebenfalls verschalt werden und bietet bei einer Höhe von 220 cm weitere Raummöglichkeiten.B) Single-family house for any terrain The same design principles as above are applied; Inelastic trains 4 and an edge length of 400 cm as well as the fact that the living space is at the level of the mean determiners 1 (see Fig. Z.c.) are special features of this application. By this last feature is achieved that the building is, as it were, on five stilts and can therefore be built in any terrain. All utilities can be concentrated in a round pylon, which is in the middle under the Living space is located. If the terrain permits, the area below the living space can be used can also be boarded and offers more space at a height of 220 cm.

Claims

Patent claims support structure for regular self-supporting Structures in the form of a dodecahedron or a shape created by cuts or segmentations of the dodecahedron arises, as a result of the fact that the same length, Rigid, pressure-resistant individual parts with the help of elastic or non-liner of the same length elastic trains are connected and so braced that the tensile stresses are deformative Counteract gravitational and internal overpressure or external negative pressure forces, and that the tensile stresses are also applied to suitably shaped corner points (determiners) act and by fixing the stiff, pressure-resistant individual parts of the same length in combination with the elastic or inelastic trains of the same length Such stabilization of the overall construction cause a permanent connection of the individual parts with each other and with the corner points of the construction.

2. Structural structure for regular self-supporting structures according to claim 1, characterized in that the corner points by spherical or icosahedron-shaped Determinators are formed, and that the latter in each area center a device for holding a pressure-resistant part or a tensile part exhibit.

3. Structural construction for regular self-supporting structures according to one of the preceding claims, characterized in that with the aid of the icosahedron-shaped determiners an accumulation of further dodecahedra, dodecahedron cuts or segmentation is made possible on already existing structures of this type, so that branched, spiral, circular, but also chain-shaped, multi-link Constructions arise.

4. Structural design for regular self-supporting structures according to one of the preceding claims, characterized in that the cladding the structure by a foldable or collapsible material such. B. formed tent cloth that this material between the pressure-resistant parts and the trains is stored by either the cables outside and the pressure-resistant individual parts come to lie inside or vice versa, and that this collapsible cladding material is fixed to the determiners by suitably attached eyelets by the pulling brackets Reaching through these eyelets, press them against the determiners, so that a Collapse or unfold such a structure by simply adding it or removing the pressure-resistant items can be done, provided the trains over have a certain elasticity.

5. Structural structure according to one of the preceding claims, characterized in that they are used for the construction of tents, greenhouses or FreiZ is used in time houses.