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Title:
ARRANGEMENT FOR A PREFABRICATED STRUCTURE WITH A SKELETAL CONSTRUCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/027162
Kind Code:
A1
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.

Inventors:
WERNIKE BENJAMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/009434
Publication Date:
March 16, 2006
Filing Date:
September 01, 2005
Export Citation:
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Assignee:
WERNIKE BENJAMIN (DE)
International Classes:
E04B1/19; (IPC1-7): E04B1/19
Foreign References:
CH690927A52001-02-28
US3354591A1967-11-28
GB2256444A1992-12-09
US5505035A1996-04-09
Attorney, Agent or Firm:
LIEDTKE & PARTNER (Erfurt, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Anordnung für eine Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise, gekennzeichnet durch einen einer gegebenen GebäudeKubatur in Form einer Netzkonstruktion (10) angepassten Verband miteinander verbundener und/oder verspannter, aus Grundeiementen modular aufgebauter formvariabier Knotenpunkte (20).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundelemente des formvariablen Knotenpunktes (20) mindestens folgende Teile vorgesehen sind : 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), eine Anordnung, die Druckstäbe auf den ersten und/oder benachbarten Kugelkörper pressende Zugseile (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).
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine um die Längsachse des Druckstabes (40) herumführend angeordnete 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).
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.
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, wobei 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 dem Konstruktions und Planungsmodell eine Gesamtheit von Fertigungstabellen zugeordnet werden.
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 GebäudeKurvatur aufgeformt und in seiner Gestalt angepasst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungstabellen mit den Parametern des Konstruktions und Planungsmodells verknüpft sind und bei Veränderungen am Konstruktions und Planungsmodells fortlaufend aktualisiert werden .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung und/oder Zuordnung des Konstruktions und Planungsmodells Bestandteil einer CADKonstruktions Entwicklungsumgebung ist, wobei die CADKonstruktions Entwicklungsumgebung insbesondere eine Datenbank mit einer Bauteilebibliothek für die Knotenpunkte der Netzkonstruktion aufweist.
Description:
4 Anordnung für eine Fertigbaukonstruktion in Skelettbauweise

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Fertigkonstruktion in Skelett¬ bauweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 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/oder 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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,

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.

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.

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.

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.

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 den Prozess der Planung und Entwicklung des Konstruktionsmodells virtuell auf den modularen Aufbau der einzelnen Knotenpunkte zurückgegriffen.

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.

Es zeigt:

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Skelettkonstruktion in einer Ansicht von vorn,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform in einer Seitenansicht,

Fig. 3 eine Darstellung eines in seine beispielhaften Grundelemente zerlegten Knotenpunktes,

Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigten und zu einem beispielhaften Knotenpunkt verbundenen Grundelemente,

Fig. 4b eine weitere beispielhafte Form eines Knotenpunktes,

Fig. 5a einen beispielhaften Aufsetzkegel nach einer der Figuren 1 bis 3,

Fig. 5b Kegel in kraftschlüssigem Kontakt mit einem Kugelkörper,

Fig. 5c eine in ihre Einzelteile zerlegte beispielhafte Zugseilaufnahme,

Fig. 5d einen in seine Einzelteile zerlegten beispielhaften Punkthalter, Fig. 5e eine beispielhafte in ihre Einzelteile zerlegte Kralle,

Fig . 6 eine Einzelheitansicht einer Zugseilaufnahme mit beispielhaft möglichen Zugseilverläufen,

Fig . 7a eine beispielhafte Befestigungsvorrichtung für Abdeckelemente in einer in ihre Einzelteile zerlegten Darstellung,

Fig . 7b die in Fig. 7a gezeigte Befestigungsvorrichtung im zusammenge- bauten Zustand,

Fig. 8 eine Detailansicht einer beispielhaften Fundamentbefestigung der Skelettkonstruktion,

Fig. 9 eine beispielhafte Darstellung eines virtuellen Planungs- und Konstruktionsmodells auf der Grundlage parametrischer Detailkonstruktionen,

Fig. 10 eine beispielhafte Darstellung einer virtuellen Gebäude-Kubatur mit einem in Form einer Textur virtuell darüber gezogenen Planungs- und Konstruktionsmodell,

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung einer virtuellen Gebäude-Kubatur in Form eines Rasters mit einer das Raster ausfüllenden virtuellen Netzkonstruktion,

Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel mit Membran-Feldern,

Fig. 13 eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 12,

Fig. 14 eine Detaildarstellung eines einzelnen Membranfelds,

Fig. 15 eine Darstellung der Versteifungskonstruktion gemäß Fig. 12 bis 14, jedoch ohne Membran;

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,

Fig. 19 ein Ausführungsbeispiel eines Feldes mit kreuzförmiger Seilver- Spannung und Membran;

Fig . 20 ein Detail der Halterung gemäß der Ausführungsform nach 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 . 24 eine Ausführungsvariante des Freiformsystems mit Zugstäben, wobei je Zugstab zwei beabstandete Halter vorgesehen sind,

Fig . 25 eine Ausführungsform ähnlich Fig . 24, wobei jedoch die vor¬ gesehenen äußeren Membranen Zugkräfte aufnehmen und äußere Zugstäbe in Fortfall kommen können,

Fig . 26 eine Knotenansicht mit Zugstäben ohne Membranen,

Fig . 27 eine Explosionsisometrie der Anschlüsse für die Zugstäbe,

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 . 29 ein Ausführungsbeispiel mit um den jeweiligen Knoten laufenden Zugseilen, wobei die Zugseile die Druckstäbe an den gezeigten Stellen durchlaufen,

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 einen Schraubbolzen als Verlängerung einer Kappe sowie mit erkenn¬ barer Ausbildung der durchlaufenden Zugseile,

Fig. 33 eine Darstellung eines Ausschnitts einer Komplettkonstruktion unter Verwendung der Elemente nach Fig. 30,

Fig. 34 eine Seitenansicht der Konstruktion nach Fig. 33,

Fig. 35 eine Weiterentwicklung der Konstruktion gemäß Fig. 33 zum Abtragen stärkerer Lasten, wobei horizontale Zugkräfte über zusätzliche Seile aufgenommen werden,

Fig. 36 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 35,

Fig. 37 eine vergrößerte Darstellung der Ausführungsform nach 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 und

Fig. 39 eine Explosivdarstellung des Kugeldetails mit gegenüberliegend stoffschlüssig befestigten kegelstumpfförmigen Aufnahmeteilen.

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.

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 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. 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.

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.

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.

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,

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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- und Planungsmodelle in einer Datenbank und die Realisierung eines bestehen¬ den Komplettsystems möglich.

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.

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.

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.

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.

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.

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 von Konstruktionszeichnungen ausgegeben werden . Bei dieser Vorgehensweise wird somit erst die Kubatur gestaltet und dann texturiert und somit in eine Netzkonstruktion umgesetzt.

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.

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.

Die Membranen sind an Spitzen 2 durch Verschrauben befestigt (siehe hierzu auch Fig. 30 bis 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.

Fig. 13 zeigt eine Explosionsdarstellung der Anordnung nach Fig. 12 mit denselben Elementen. Gleiches gilt für die Detaildarstellung nach 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.

Ein vormontiertes Feld mit bereits angeschraubten Haltern 5 zeigt Fig. 16, allerdings noch ohne Seile und Membran.

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.

Eine ähnliche Variante wie in Fig. 17 zeigt Fig. 18, jedoch mit einer VoII- kugel 7.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 ist eine Seilverspannungsvariante dargestellt, welche kreuzförmig ausgeführt ist.

Fig. 20 zeigt ein Detail der Halterung 5 mit durchlaufendem Seil für eine Verwendung gemäß Ausführungsbeispiel nach 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 mit Befestigungsringen, wobei die Spannvorrichtung selbst mit Verstellmöglich¬ keit außermittig befindlich ist.

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.

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.

Gemäß dem Beispiel nach Fig. 24 ist eine Variante des Systems mit Zug- Stäben vorgestellt, wobei je Stab 8 zwei Halter 5 Anwendung finden.

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. 26 zeigt ein Detail der erfindungsgemäßen Lösung im Bereich eines Knotens mit mehreren Zugstäben, jedoch ohne Membran.

Fig. 27 zeigt ein Detail der Halter 5 für die Zugstäbe 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.

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.

Fig. 30 zeigt eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 29 mit den die Seile aufnehmenden Endpunkten 13.

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.

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.

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.

Bezugszeichenliste

1 Membran 2 Spitzen 3 Spannglieder 4 Seile 5 Halter 6 zweiteilige Kugel 7 Vollkugel 8 Spannstab 9 Verstellmutter 10 Netzkonstruktion 11 umlaufender Rücksprung 12 Zugstab 13 Endpunkt 14 kegelstumpfartiger Halter 20 Knotenpunkt 30 Kugelkörper 30a kraftschlüssiger Kegel 30b Halbkugel 40 Druckstab 50 Zugseil 51 Spannglied 60 Aufsetzkegel 65 Spitze, konkav 70 Zugseilaufnahme 70a Halbring 72 Klemmzylinder 73 Befestigungselement 80 Punkthalter 81 Gewindering 82 Punktkonus 82a Gelenkaufnahme 83 Punktscheibe 90 Kralle 91 Mutter 92 Haltestift 100 Verkleidungs- /Abdeckelement A Außenseite E Ebene I Innenseite KP virtueller Knotenpunkt NK virtuelle Netzkonstruktion R Kubaturraster Z Kubaturzelle