DE20020438U1

DE20020438U1 - Tragsystem

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Publication number: DE20020438U1
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Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2010-12-02
Also published as: DE10113417A1

Description

15309 Dr/ap

Tragsystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tragsystem zur Aufnahme von mindestens einem Nutzungsmodul.

Bisher bekannte Baukonstruktionen sind so konzipiert, dass nach Abschluss des Bauvorhabens weitergehende Änderungen nur mit großem Aufwand vorzunehmen sind. Dies gilt insbesondere für die Statik des zu verändernden bzw. zu erweiternden Baukörpers. Dies gewinnt besonders für die Fälle an Bedeutung, bei denen weiterer Raum in größeren Dimensionen vorgesehen wird, wobei die Erweiterung des Baukörpers in der horizontalen wie auch in der vertikalen Ebene eingeschlossen ist.

Eine Schwierigkeit bei derartigen jederzeit erweiterbaren Baukörpern liegt darin, dass Tragkonstruktionen zugrunde gelegt werden müssen, die aus statischen Gesichtspunkten die beschriebenen Änderungen zulassen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tragkonstruktion bzw. ein Tragsystem zur Verfügung zu stellen, das eine Basis für einen homogene.n, jederzeit erweiterbaren Baukörper in großen Dimensionen bietet.

Diese Aufgabe wird mit einem Tragsystem gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Tragsystems.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tragsystem zur Aufnahme von mindestens einem Nutzungsmodul, das eine an Stützelementen befestigte räumliche Seilkonstruktion aufweist.

Die Figuren dienen dazu, die Erfindung näher zu erläutern. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform des erfin- · dungsgemäßen Tragsystems;

Figur 2 die Seitenansicht der Ausführungsform von Figur 1;

Figur 3 eine Draufsicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tragsystems mit darin integrierten Nutzungsmodulen; und

Figur 4 die Seitenansicht der Ausführungsform von Figur

Das erfindungsgemäße Tragsystem beruht auf dem Prinzip, dass für die Aufnahme von sog. Nutzungsmodulen eine Basis geschaffen wird, mit der homogene, jederzeit erweiterbare Baukörper in großen Dimensionen zur Verfügung gestellt werden. Die dabei zu realisierende Form der Grundrisse der Baukörper ist generell frei wählbar. Mit dem erfindungsgemäßen Tragsystem ist die Umsetzung jeglicher Nutzungsvorgaben für die umschließende Fläche durch die freie Gestaltung organischer Grundrisse möglich.

Im Gegensatz zu bisher bekannten Baukonstruktionen wird die nach der Erstellung der Seilkonstruktion folgende Raumnutzung über Nutzungsmodule umgesetzt. Es ist möglich, in das Tragsystem mehrere Nutzungsmodule, jedoch mindestens ein Nutzungsmodul, zu integrieren. Hierbei werden die eingeleiteten Lasten über die Vorspannung der Seile, ihren Neigungswinkel und ihre Ausrichtung berücksichtigt. Dieses hat den Vorteil, dass die räumliche Ausrichtung der Nutzungsmodule völlig frei wählbar ist.

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Die Nutzungsmodule, die auch als modulare Baukomponenten bezeichnet werden können, befinden sich als modulare Einhängesysteme in und/oder an den Seilen. Dieses hat den Vorteil, dass beliebig viele Nutzungsmodule in und/oder an die Seilkonstruktion eingebracht werden können.

Als Nutzungsmodul kann jede Einheit verwendet werden, die dazu geeignet ist, in irgendeiner Weise Nutzungsfläche und/oder -raum zu schaffen. Beispiele für Nutzungsmodule sind Gebäude oder Teile davon sowie Türme oder Teile davon.

Die Gebäude/Gebäudeteile und Türme/Türmteile sind fest in der Seilkonstruktion verankert oder auf einer vorzusehenden Diagonalstrebe verfahrbar.

Das dem erfindungsgemäßen Tragsystem zugrunde liegende räumliche Seilnetzwerk bietet durch seine Variabilität besonders den energetischen und aerodynamischen Kräften die gewünschte Kompensation und Nutzung. So ist es möglich, dass das Nutzungsmodul bzw. die Nutzungsmodule und/oder die Seilkonstruktion in der horizontalen Ebene als auch, falls gewünscht, in der vertikalen Ebene ausgerichtet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tragsystems handelt es sich um eine uneingedeckte Grundkonstruktion, bei der die Seilkonstruktion lediglich angehängte Elemente aufnimmt. Somit ist ohne Weiteres eine Mehrgeschossigkeit umsetzbar.

Grundsätzlich bleibt das Bodenniveau frei von Aufbauten. Lediglich in Teilbereichen sind lastabtragende oder aussteifende Hilfsseilkonstruktionen erforderlich, wobei sich deren Umfang und Dimension nach der gewünschten Nutzung ausrichtet.

In der Regel besteht die räumliche Seilkonstruktion des erfindungsgemäßen Tragesystems aus Seilelementen, die aus Kohlefaser, Kunststoff und Stahl gewählt sind. Unter diesen Materia-

lien ist die Kohlefaser bevorzugt, da sie erheblich zur Gewichtseinsparung beiträgt. Es sind auch andere Materialien verwendbar, allerdings mit der Maßgabe, dass sie dem Tragesystem die gewünschte Kompensation bieten.

Die Nutzungselemente können aus jedem Material bzw. Kombinationen aus Materialien, bestehen, die dafür geeignet sind, entsprechende Nutzungsmodule zu bilden. Beispielsweise können hier Materialien, wie Stahl, Aluminium, Beton oder Mischungen daraus erwähnt werden.

Das erfindungsgemäße Tragsystem kann auch eine Eindeckung aufweisen. Eine solche Eindeckung, die auch als Dachdeckung bzw. Bewitterungshülle anzusehen ist, ist als solche in ihrer Gestaltung und Auswahl der Materialien den jeweiligen Bedürfnissen des zu realisierenden Baukörpers anpassungsfähig. Die Eindeckung kann, je nach Zweckbestimmung, entweder abgehängt oder aufgeständert sein. Die Verankerungsdetails sind allerdings immer gleich. Die Eindeckung-"kann als zeltförmige Bedeckung oder als stabile Dachkonstruktion vorliegen. Als Beispiele für die als Eindeckung geeigneten Materialien seien hier Folien als Kunststoff oder Leichtmetallen, z. B. Aluminium, genannt. Es können aber auch Solarmodule und/oder Leichtbaueindeckungen sowie pneumatische Eindeckungen für die Eindeckung verwendet werden.

Es ist möglich, bei räumlichen Körperbildungen der Seilverspannungen Orte für haustechnische Nutzungen vorzusehen. So bleiben auch ohne Weiteres Optionen der Geometrie und Bedeckung für bspw. Solarzellen erhalten. Zentrierte Durchdringungspunkte für z. B. Aufwindkraftwerke oder andere eigenständige Bauwerke sind örtlich frei wählbar und auch nachträglich möglich.

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Die für das Tragsystem benötigte Statik lässt sich nach bekannten Verfahren berechnen. Beispielsweise lassen sich derartige Berechnungen computergestützt durchführen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tragsystems. Hierbei wird ein kreisförmiger Grundriss angenommen. In dieser Ausführungsform sind radial und in Viertelsequenzen abgespannte Druckstützen bzw. Gitterträger mit unterschiedlichen Kopfhöhen angeordnet. Die Stützen sind entweder freistehend oder monolithisch eingebunden. Sie sind Befestigungspunkte für die nachfolgende Seilnetzkonstruktion, entweder als externe oder in die Außenhaut integrierte Tragwerke. In dieser Ausführungsform bestimmen achsenversetzte Diagonalverbände die Seilverläufe.

In den Figuren 3 und 4 ist ein Beispiel angegeben, in wieweit eigenständige Baukomponenten in und an der Seilkonstruktion integriert sein können. Es werden hierbei jeweils eine Drauf- bzw. Seitenansicht eines Baukörpers mit modularen Baukomponenten gezeigt. Das erfindungsgemäße Tragsystem enthält integriert an verschiedenen Stellen diverse Türme und Gebäude. Der Grundriss ist wieder kreisförmig gewählt. Es ist natürlich auch jede andere Grundrissanordnung möglich.

Allen Türmen ist das Konstruktionsprinzip der Druckrohre mit Seilverspannung bzw. Seilumlenkung der Kräfte gemeinsam. Dadurch sind Gebäudehöhen von mindestens 850 ra erreichbar.

Die Variante der gekreuzten Stäbe zeigt auf der Diagonalstrebe verfahrbare Turmkanzeln. Der zentrale Soloturm, der ebenfalls abgespannt ist, bindet in die Seilkonstruktion seiner Umgebung ein, ohne seine eigenständige Standfestigkeit aufzugeben.

Die Bogenkonstruktion, welche teleskop- bzw. helixförmig ausgebildet ist, unterstützt die strenge axiale Ausrichtung der abgehängten Nutzungsmodule. Auch hier hat die Peripherie des umgebenden Gebäudes keine Einwirkung auf das Bauprinzip. Die Bogenkonstruktion umfasst mindestens einen Bogen, jedoch sind mehrere Bögen bevorzugt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bogenkonstruktion aus vier Bögen zusammengesetzt. Ein Bogen wird aus Modulen/Segmenten gefertigt, wobei bspw. wie folgt zusammengeführt wird:

a) über die konventionelle Kran-Fertigteilmontage für gestreckte Teile, oder

b) über teleskopförmige Ausfahrung im freien Vorbau, wenn das Basiselement den halben Bogen enthält.

Die Seilabspannungen erfolgen in Abhängigkeit der Dimensionen, eine freitragende Lösung ist-'durchaus bei kleineren Abmessungen möglich. In den Hohlkörpern der Module verläuft die gesamte Haustechnik, so dass sich die helix-förmige Statik bevorzugt anwenden lässt. Eine gegenläufige Doppelwendelung aus z. B. Kohlefasersträngen mit zusätzlicher Netzstruktur ist ebenfalls als Bogenkonstruktion geeignet.

Das erfindungsgemäße Tragsystem ermöglicht eine Gestaltungsfreiheit, die bisher noch nicht erreicht worden ist. Es können konstruktiv autarke Zellen geschaffen werden, die von ihrer Umgebung unabhängig sind. Es können große Flächen in Leichtbauweise und Netzwerkkonstruktion modular überspannt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Tragsystem können witterungswidrige Gebiete, wie Wüsten, Eisregionen und fremde Planeten, erschlossen und urbar gemacht werden. Es werden somit witte-

rungsunabhängige und eigenständige Flächen und Räume zur Verfügung gestellt.

Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Tragsystem möglich, geschlossene Nutzungsflächen zu erstellen. Dazu zählen bspw.
Freizeitanlagen, Städtebau, Produktionsstätten, Wirtschaftsregionen, Dienstleistungszentren, Häfen, Sportanlagen jeglicher Art, zu schützende Freiflächen, Deponien, Kraftwerke für alternative
und ökologische Energiegewinnung, Forschungseinrichtungen und Anbauflächen.

Claims

1. Tragsystem zur Aufnahme von mindestens einem Nutzungsmodul, das eine an Stützelementen befestigte räumliche Seilkonstruktion aufweist.

2. Tragsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Ausrichtung des Nutzungsmoduls frei wählbar ist.

3. Tragsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung über die Vorspannung der Seite und ihre Neigungswinkel gesteuert ist.

4. Tragsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzungsmodul in und/oder an den Seilen der Seilkonstruktion eingehängt ist.

5. Tragsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Nutzungsmodul Gebäude oder Teile davon und Türme oder Teile davon vorgesehen sind.

6. Tragsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebäude/Gebäudeteile und Türme/Turmteile verfahrbar sind.

7. Tragsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzungsmodul und/oder die Seilkonstruktion in der horizontalen Ebene ausgerichtet sind.

8. Tragsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenniveau frei von Aufbauten ist.

9. Tragsystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilkonstruktion aus Seilelementen besteht, die aus Kohlefasern, Kunststoff oder Stahl gewählt sind.

10. Tragsystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzungsmodul ein Element darstellt, das aus Stahl, Aluminium, Beton oder Mischungen daraus gebildet ist.

11. Tragsystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Eindeckung aufweist.

12. Tragsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindeckung aus Materialen besteht, die aus Kunststoff oder Leichtmetallen gewählt ist.

13. Tragsystem nach mindestens einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Seilkonstruktion Druckstützen und/oder Gitterträger mit unterschiedlichen Kopfhöhen radial und in Viertelsequenzen vorhanden sind.

14. Tragsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstützen und/oder Gitterträger freistehend oder monolithisch sind.

15. Baukörper mit einem Tragsystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, in dem eigenständige Nutzungsmodule in und an der Seilkonstruktion integriert sind.

16. Baukörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Nutzungsmodule ein Turm, Gebäude, Gebäudeteile, eine Bogenkonstruktion oder Kombinationen daraus integriert sind.

17. Baukörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkonstruktion mindestens einen Bogen aufweist.

18. Baukörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkonstruktion vier Bögen aufweist.