[01] Die Erfindung betrifft ein Tragwerk, insbesondere Sekundärtragwerk, zum Tragen einer durch eine Folie gebildeten Folienhülle mit wenigstens einem ersten Tragwerkelement und einem zweiten Tragwerkelement, welche definiert und zueinander benachbart mit einem Spalt beabstandet sind, wobei die Tragwerkelemente jeweils eine Folienaufnahme zum Befestigen der Folie aufweisen, sodass die Tragwerkelemente bei befestigter Folie mittels der Folie miteinander verbunden sind, sowie ein Bauwerk, welches ein entsprechendes Tragwerk aufweist.

[02] ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolmer)-Folien werden insbesondere mit einer Stärke von 50 bis 350 pm in der Architektur vorwiegend bei Membrankonstruktionen verwendet. Die Folien werden als Überdachung von Schwimmbädern, wie dem Nationalen Schwimmzentrum Peking, und Gewächshäusern oder anderen Gebäuden, wie Tropical Island und Gondwanaland in Deutschland, Eden Project in England, dem Nationalstadion Peking (Vogelnest) und der 150 m hohen Zeltkonstruktion des Khan Shatyr in Kasachstan eingesetzt. Eine wichtige Bedeutung besitzen ETFE-Folien auch in Fussballstadien, wie der Allianz-Arena, der HDI-Arena, PGE Narodowy in Warschau oder des Olympiastadions in Kiew.

[03] Insbesondere werden ETFE-Folien als Folienkissen verwendet. Beispielsweise in Dachkonstruktionen, aber auch bei anderen Bauteilen, werden entsprechende ETFE-Folien mittels Tragwerken gespannt oder angeordnet.

[04] Aufgrund dessen, dass häufig großflächig diese Folienstrukturen eingesetzt werden, führen Kräfte an der Folie zu Bewegungen im Tragwerk, welche wiederum zu einer Dehnung der entsprechenden Folie führt. Diese Dehnungen treten lokal konzentriert auf und können insbesondere bei häufigem Auftreten zu Beschädigungen der Folie durch Materialermüdung führen.

[05] Aus der DE 102014 016999 Al ist ein Leichtbauelement für Gebäude gekannt, bei welchem eine Folie oder ein Gewebe von einem Profil mittels eines Noppen- oder Durchsetzfügung eingefasst ist und ein ein- oder beidseitig oder Mittig der Folie oder des Gewebes angeordnet ist, um mittels an den Stoßdämpfern angebrachten Piezoelementen eine Bewegung der Folie oder des Gewebes in nutzbare Energie umzuwandeln. Dazu wird die Folie von den Stoßdämpfern orthogonal zu einem Rand der Folie elastisch gehalten.

[06] Die DE 2747 913 Al offenbart eine bogenartige Zeltkonstruktion, bei welcher in einem Tragwerk der Zeltkonstruktion Gimmielemente zum Einsatz. Das Tragwerk wird dann mittels Seilen gespannt und damit versteift.

[07] Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern .

[08] Gelöst wird die Aufgabe durch ein Tragwerk, insbesondere Sekundärtragwerk, zum Tragen einer durch eine Folie gebildeten Folienhülle mit wenigstens einem ersten Tragwerkelement und einem zweiten Tragwerkelement, welche definiert und zueinander benachbart mit einem Spalt beabstandet sind, wobei die Tragwerkelemente jeweils eine Folienaufnahme zum Befestigen der Folie aufweisen, sodass die Tragwerkelemente bei befestigter Folie mittels der Folie miteinander verbunden sind, wobei die Tragwerkelemente mittels eines ersten Federelements gekoppelt sind, sodass bei einer Tragwerksbewegung eine Foliendehnung über die Tragwerkelemente verteilt wird.

[09] Hierdurch wird insbesondere die nach dem Stand lokal vorliegende Foliendehnung delokalisiert und somit über mehrere Tragwerkselemente hinweg verteilt. Dies führt zum einen dazu, dass die Folie selbst weniger Bewegung des Tragwerks kompensieren muss. Dabei können sich die Tragwerkelement insbesondere gegeneinander bewegen und damit lokale Spannungen und Dehnungen aus der Folie verteilen. Da diese Bewegung insbesondere parallel zu einer Kante oder einem Rand der Folie erfolgt, werden lokale Überdehnungen der Folie entlang des Tragwerkes vermieden und damit einem Schaden oder Riss vorgebeugt.

[10] Folgendes Begriffliche sei erläutert:

[11] Ein „Tragwerk" ist insbesondere die Bezeichnung für ein statisches Gesamtsystem von Traggliedern, die maßgeblich für die Standsicherheit eines Bauwerks sind. Das Tragwerk eines Gebäudes besteht beispielsweise aus Decken, Balken, Stützen, Wänden und der Gründung. Vorliegend werden jedoch auch Einzelbauteile, wie Deckenbalken und Stützenwände, als Tragwerk bezeichnet. Mithin sind Seiltragwerke, Stabwerke und Flächentragwerke mit umfasst. Durch vorliegende Erfindung kann insbesondere ein adaptives Tragwerk realisiert werden, welches physikalisch sich auf äußere Eigenschaften, wie beispielsweise Windlast und dergleichen, definiert einstellt.

[12] Ein „Sekundärtragwerk" ist insbesondere eine Untereinheit eines eigentlichen Tragwerkes. So kann beispielsweise ein Dachtragwerk als Sekundärtragwerk ein Seiltragwerk aufweisen, welches die eigentlichen Dachelemente bildenden Bauteile, wie beispielsweise Folien, Gewebe oder Membranen, trägt.

[13] Unter einer „Folie" wird vorliegend insbesondere ein sehr dünnes Metall-, Gewebe- und/oder Kunststoffblatt verstanden. Unter den Begriff fallen auch sämtliche Membranen und flexiblen Stoffe, welche beispielsweise gewebt und beschichtet sind. Insbesondere sind somit Kunststofffolien, welche umgangssprachlich auch Plastikfolie genannt werden, umfasst. Dabei handelt es sich meist um ein dünnes (< 1 mm) Blatt aus Kunststoff. Häufig wird dieses zunächst in Endlosbahnen gefertigt, aufgerollt und später in passende Stücke geschnitten. Die Folien für die vorliegenden Tragwerke sind häufig aus ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen- Copolymer) gefertigt. ETFE ist ein fluoriertes Copolymer bestehend aus den Monomeren Tetrafluorethylen und Ethylen. Es kann auch aus PTFE (Polytetrafluorethylen) bestehen, wobei ETFE gegenüber dem PTFE bezüglich der ß- und y-Strahlungen resistenter ist. Grundsätzlich können sämtliche wetterfesten Kunststoffe eingesetzt werden. [14] Eine „Folienhülle" kann durch die Folie einlagig gebildet sein oder es sind auch Folienkissen umfasst, bei denen insbesondere zwei, drei, vier oder mehr Folien einen Hohlraum umschließen.

[15] Das erste und das zweite „Tragwerkelement" sind Bestandteile des Tragwerkes und dienen insbesondere der Befestigung der Folie oder entsprechend der Folienhülle. Beispielsweise kann die Folienhülle durch Klemmen mit dem jeweiligen Tragwerkselement verbunden sein. Wesentlich dabei ist, dass Kräfte, welche auf die Folienhülle wirken, über die Tragwerkselemente in das Tragwerk eingeleitet werden. Beispielsweise können Tragwerkelemente so angeordnet sein, dass diese einen Rahmen zum Spannen der Folienhülle oder entsprechend der Folie bilden. Insbesondere können die Tragwerkelemente zueinander beweglich angeordnet sein, so dass diese beispielsweise entlang des Tragwerks verschieblich gleiten können.

[16] Ein zwischen zwei Tragwerkselementen angeordneter „Spalt" stellt einen Raum zwischen zwei Tragwerkelementen zur Verfügung, welcher aufgrund etwaiger Bewegungen der Tragwerkelemente verkleinert oder entsprechend vergrößert wird.

[17] Die „Folienaufnahme" kann die Folie oder die Folienhülle direkt aufnehmen und beispielsweise durch Klemmen befestigen oder auch eine Aufnahme für ein separates Befestigungselement, welches insbesondere an der Kante einer Folie angeordnet ist, dienen. So kann beispielsweise wiederum dieses Befestigungselement durch Klemmen oder Schrauben mit dem jeweiligen Tragwerkelement befestigt sein.

[18] Das die zwei Tragwerkelemente koppelnde „erste Federelement" ist insbesondere ein elastisches Element, welches die Bewegung zweier nebeneinander angeordneter Tragwerkelemente dämpft. In einer sehr einfachen Ausgestaltung kann dies beispielsweise ein Hartgummielement sein, welches in dem Spalt zwischen dem ersten Tragwerkelement und dem zweiten Tragwerkelement angeordnet ist. Durch dieses erste Federelement wird somit direkt die Dehnung verringert, welche sonst durch die Folie oder die Folienhülle kompensiert werden müsste.

[19] Somit besteht der Kern der Erfindung insbesondere darin, dass durch das federnde koppelnde Tragwerkelement die Dehnung, welche nach dem Stand der Technik durch die Folie kompensiert oder entsprechend nachgegeben wird oder durch externe Federelemente nur orthogonal oder annähernd orthogonal zu einem Rand der Folie aufgefangen wird, durch Federelemente insbesondere in Richtung entlang der Kanten oder Ränder der Folie verringert wird. Dies erhöht die Lebensdauer der Folien erheblich.

[20] In einer weiteren Ausführungsform weist das Tragwerk eines drittes Tragwerkelement, ein viertes Tragwerkelement, ein fünftes Tragwerkelement und/oder weitere Tragwerkelemente auf, welche jeweils mit einem Spalt zu einem benachbarten Tragwerkelement angeordnet mittels eines zweiten Federelements, eine dritten Federelements, eines vierten Federelements und/oder mittels weiterer Federelemente gekoppelt sind, sodass bei einer Tragwerksbewegung die Foliendehnung über mehrere Tragwerkelemente verteilt wird.

[21] Durch die weiteren Tragwerkelemente und weiteren Federelemente können somit insbesondere Bewegungen des Tragwerkes über mehrere Tragwerkelemente hinweg kompensiert oder entsprechend gedämpft werden. Dies führt wiederum dazu, dass die Belastung auf die Folie oder entsprechend die Folienhülle ebenfalls verteilt wird. Die jeweiligen Tragwerkelemente wie auch die Federelemente können wie die zuvor beschriebenen Tragwerkelemente und Federelemente ausgestaltet sein.

[22] Um Tragwerksbewegungen gerichtet mittels der Tragwerkselemente zu führen, kann das Tragwerk eine Bewegungsaufnahme, insbesondere Schiene, aufweisen, in welcher die Tragwerkselemente beweglich angeordnet sind.

[23] In einer weiteren Ausführungsform sind zwei oder mehr Federelemente miteinander mechanisch gekoppelt. Insbesondere durch dieses mechanische Koppeln kann die Tragwerksbewegung gleichmäßiger auf die einzelnen Tragwerkselemente verteilt werden. Um dieses Verteilen von Bewegungen noch besser und homogener aufzuteilen, können zueinander benachbart angeordnete Tragwerkelemente mittels einer Kopplungseinrichtung mechanisch verbunden sein, wobei der jeweiligen Kopplungseinrichtung jeweils das koppelnde Federelement zugeordnet ist.

[24] Die „Kopplungseinrichtung" kann beispielsweise mit einem der Tragwerkselemente fest verbunden und jeweils bei dem anderen Tragwerkselement mit dem zugehörigen Federelement mechanisch verbunden sein.

[25] Um das zulässige Spiel eines Tragwerkelements einzustellen, kann die Kopplungseinrichtung ein Begrenzungselement aufweisen, welches insbesondere als Langloch ausgestaltet ist. Im Fall des Langlochs dient die Kopplungseinrichtung als ein Führungselement, welches zulässige Bewegungen der Tragwerkelemente einstellt, und als Begrenzung . [26] In einer weiteren Ausführungsform weist das Tragwerk die Folienhülle auf, wobei die die Folienhülle bildende Folie mit den Tragwerkselementen verbunden ist.

[27] Somit kann ein System bereitgestellt werden, welches als Bauelement, wie beispielsweise eine Dachkonstruktion, in einem Bauwerk eingesetzt werden kann.

[28] In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Bauwerk, welches ein zuvor beschriebenes Tragwerk aufweist.

[29] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine stark schematische Seitenansicht eines Tragwerkes mit mehreren

Befestigungsprofilen, welche mittels

Spalten zueinander beabstandet sind, und Figur 2 eine stark schematische Seitenansicht eines Tragwerks mit zwei zueinander beabstandeten Befestigungsprofilen.

[30] Ein Tragwerk 101 weist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Befestigungsprofilen 105 auf, welche jeweils mit einem Spalt 121 beabstandet sind. In den jeweiligen Spalten 121 sind Gummifedern 107 angeordnet. Die Befestigungsprofile 105 sind auf einer Profilschiene 103 verschiebbar in und entgegen einer Dehnungsrichtung 111 angeordnet. Die jeweiligen Befestigungsprofile 105 befestigen klemmend eine ETFE-Folie 109. Somit tragen die Befestigungsprofile 105 die gesamte ETFE-Folie 109.

[31] Wird nun aufgrund von Wind in das Tragwerk 101 eine Kraft in Dehnungsrichtung 111 eingeleitet, führt dies dazu, dass sich die Befestigungsprofile 105 in der Profilschiene 103 in Richtung der Dehnungsrichtung 111 bewegen. Dies führt zu einer Dehnung der ETFE-Folie 109, welche jedoch durch die Gummifedern 107 verringert wird.

[32] Ein alternatives Tragwerk 201 weist Befestigungsprofile 205 auf. Diese Befestigungsprofile 205 sind in einer Profilschiene 203 beweglich in Dehnungsrichtung 211 gelagert. Zusätzlich sind die Befestigungsprofile 205 klemmend mit der ETFE-Folie 209 verbunden.

[33] Eine Verbindungsstange 213 ist mit einem Befestigungsprofil 205 mittels Verbindungsbolzen 217 fest verbunden. Die Verbindung mit dem anderen Befestigungsprofil 205 ist aufgrund des Langlochs 215 und dem zugehörigen Führungsbolzen 217 beweglich gelagert. Der Verbindungsstange 213 direkt folgend ist eine Federstange 219 angeordnet, welche mit einer weiteren Verbindungsstange mit einer Spiralfeder 217 gekoppelt ist.

[34] Wird nun eine Kraft in Dehnungsrichtung 211 in das Tragwerk 201 eingeleitet, führt dies dazu, dass die Feder 207 verlängert wird. Diese Verlängerung ist durch das Langloch 215 begrenzt und führt dazu, dass die weitere Dehnung durch die übrigen Befestigungsprofile 205 kompensiert werden muss. Somit wird durch diese Begrenzung die Trägheit der Federelemente überwunden und die

Dehnungskraft in Dehnungsrichtung 2111 im Tragwerk 201 verteilt.

Bezugszeichenliste 101 Tragwerk 103 Profilschiene 105 Befestigungsprofil 107 Gummifeder

109 ETFE-Folie 111 Dehnungsrichtung 121 Spalt

201 alternatives Tragwerk 203 Profilschienen

205 Befestigungsprofil 207 Spiralfeder 209 ETFE-Folie 211 Dehnungsrichtung 213 Verbindungsstange

215 Langloch 217 Verbindungsbolzen 219 Federstange 221 Spalt