用于支撑由膜片形成的膜片罩的承重结构以及包括这种承重结构的建筑结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于支撑由膜片形成的膜片罩的承重结构，特别是二级承重结构，其包括至少一个第一承重结构元件和至少一个第二承重结构元件，这些承重结构元件定义地并且彼此相邻地被间隙隔开，其中承重结构元件分别具有用于固定膜片的膜片容纳部，使得在膜片被固定的情况下，承重结构元件借助于膜片相互连接；并且涉及一种包括对应的承重结构的建筑结构。


背景技术：

2.etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜片特别地以50至350μm的厚度，在建筑学中主要用在薄膜构造中。膜片用作游泳池的顶棚，诸如北京国家游泳中心，和温室或其它建筑物的顶棚，诸如德国的“热带岛屿”(tropical island)和“冈瓦纳大陆”(gondwanaland)、英格兰的“伊甸园计划”(eden project)、北京的国家体育场(鸟巢)以及哈萨克斯坦的“大汗帐篷”(khan shatyr)的150米高的帐篷构造。etfe膜片在足球场中也具有重要意义，例如安联竞技场、hdi竞技场、华沙的国家体育场(pge narodowy)或者基辅的奥林匹克体育场。
3.特别地，etfe膜片被用作膜片垫。例如在屋顶构造中，但也在其它建筑构件中，借助于承重结构张紧或者布置对应的etfe膜片。
4.由于通常大面积地使用这种膜片结构，膜片上的力导致承重结构中的移动，这又导致对应的膜片的应变。这些应变局部集中地出现，并且特别是在频繁出现的情况下，会由于材料疲劳而导致膜片受损。
5.根据de 10 2014 016999 a1，已知了一种用于建筑物的轻质建筑元件，其中借助于咬口接合(或压接，durchsetzf
ü
gung)或者结节接合(noppenf
ü
gung)，用型材对膜片或者织物进行镶边，并且布置在膜片或者织物的一侧或者两侧上或者布置在其中心，以便借助于安装在减震器上的压电元件，将膜片或者织物的运动转化成有用的能量。为此，由正交于膜片边缘的减震器弹性地保持膜片。
6.de 27 47 913 a1公开了一种拱形的帐篷构造，其中在帐篷构造的承重结构中使用了橡胶元件。随后，借助于拉索将承重结构张紧并且由此加固。


技术实现要素：

7.本公开的目的在于改进现有技术。
8.该目的通过一种用于支撑由膜片形成的膜片罩的承重结构，特别是二级承重结构得以实现，其中该承重结构包括至少一个第一承重结构元件和至少一个第二承重结构元件，这些承重结构元件定义地并且彼此相邻地被间隙隔开，其中承重结构元件分别具有用于固定膜片的膜片容纳部，使得在膜片被固定的情况下，承重结构元件借助于膜片相互连接，其中承重结构元件借助于第一弹簧元件耦接，使得在承重结构移动过程中，膜片应变分布在承重结构元件上。
9.由此，特别地，根据现有技术局部存在的膜片应变不被限于局部并且由此分布在多个承重结构元件上。这一方面引起膜片本身只用补偿更少量的承重结构运动。在这种情况下，承重结构元件可以特别地相向移动，并且由此分担来自膜片的局部应力和应变。因为该运动特别地平行于膜片的边沿或者边缘进行，所以避免了膜片沿着承重结构的局部过度应变并且由此预防损坏或者撕裂。
10.应对以下术语进行解释：
[0011]“承重结构”特别地是承重构件的整个静态系统的名称，这些承重构件对于建筑结构的稳定性有决定性作用。建筑物的承重结构例如由顶板、梁、支柱、墙壁和地基构成。然而，在当前情况下，诸如楼板梁和支柱壁等单个建筑构件也被称为承重结构。因此，一同涵盖了拉索承重结构、杆件结构和面承重结构。通过本发明，可以特别地实现适应性的承重结构，其物理上定义地适应于诸如风荷载等外部特性。
[0012]“二级承重结构”特别地是原本的承重结构的子单元。因此，例如屋顶承重结构可以具有拉索承重结构作为二级承重结构，其支撑形成原本的屋顶元件的建筑构件，诸如膜片、织物或者薄膜。
[0013]
在当前情况下，“膜片”特别地理解为非常薄的金属片、织物片和/或塑料片。该术语还包括例如编织和涂覆的所有薄膜和柔性物质。因此，特别地包括塑料薄片，其口语上也被称为塑料箔。在此主要指的是由塑料制成的薄片(《1mm)。通常，首先在连续带中制造、卷绕该塑料薄片，并且稍后将其切割成合适的块。用于当前承重结构的膜片通常由etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)制成。etfe是由四氟乙烯和乙烯单体构成的氟化共聚物。其还可以由ptfe(聚四氟乙烯)构成，其中与ptfe相比，etfe更耐β辐射和γ辐射。原则上，可以使用所有不受天气影响的塑料。
[0014]“膜片罩”可以由膜片单层地形成，或者也包括了膜片垫，其中特别地，两个、三个、四个或更多个膜片围出空腔。
[0015]
第一和第二“承重结构元件”是承重结构的组成部分，并且特别地用于固定膜片或者对应地固定膜片罩。举例而言，膜片罩可以通过夹紧而与相应的承重结构元件相连。在这种情况下，重要的是：作用在膜片罩上的力通过承重结构元件，被引入到承重结构中。例如，可以布置承重结构元件，使得其形成用于张紧膜片罩或者对应地张紧膜片的框架。特别地，承重结构元件可以被布置为可相对彼此移动，使得其例如能够沿着承重结构移位地滑动。
[0016]
布置在两个承重结构元件之间的“间隙”在两个承重结构元件之间提供空间，该空间由于承重结构元件的可能的运动而被缩小或者对应地扩大。
[0017]“膜片容纳部”可以直接容纳并且例如通过夹紧来固定膜片或者膜片罩，或者也可以用作用于特别地布置在膜片的边沿上的单独的固定元件的容纳部。因此，例如，又可以通过夹紧或者与相应的承重结构元件螺接，来对该固定元件进行固定。
[0018]
特别地，耦接两个承重结构元件的“第一弹簧元件”是抑制两个并排布置的承重结构元件的运动的弹性元件。在一种非常简单的设计方案中，其例如可以是硬橡胶元件，其被布置在第一承重结构元件与第二承重结构元件之间的间隙中。因此，通过该第一弹簧元件，直接降低了应变，否则必须通过膜片或者膜片罩来补偿该应变。
[0019]
因此，本发明的核心特别地在于，由于弹性的、起耦接作用的承重结构元件，通过弹簧元件，特别地在沿着膜片边沿或者边缘的方向上降低应变，其中根据现有技术，通过膜
片补偿该应变或者对应地屈从于该应变，或者通过只正交于或者几乎正交于膜片边缘的外部弹簧元件承受该应变。这样显著提高了膜片的使用寿命。
[0020]
在另一实施方案中，承重结构包括第三承重结构元件、第四承重结构元件、第五承重结构元件和/或另外的承重结构元件，这些承重结构元件分别相对于相邻的承重结构元件布置出间隙，借助于第二弹簧元件、第三弹簧元件、第四弹簧元件和/或借助于另外的弹簧元件耦接，使得在承重结构移动过程中，膜片应变分布在多个承重结构元件上。
[0021]
因此，通过另外的承重结构元件和另外的弹簧元件，可以特别地通过多个承重结构元件补偿或者对应地抑制承重结构的移动。这又引起负荷同样分布在膜片上或者对应地分布在膜片罩上。可以如之前描述的承重结构元件和弹簧元件一样，设计相应的承重结构元件和弹簧元件。
[0022]
为了定向地借助于承重结构元件引导承重结构运动，承重结构可以具有运动容纳部，特别是导轨，承重结构元件可移动地布置在其中。
[0023]
在另一实施方案中，两个或更多个弹簧元件相互之间机械耦接。特别地，通过该机械耦接，承重结构运动可以更均匀地分布在单个承重结构元件上。为了进一步更好地并且更均匀地细分运动的这一分布，彼此相邻布置的承重结构元件可以借助于耦接装置机械地相连，其中为相应的耦接装置分别分配有起耦接作用的弹簧元件。
[0024]“耦接装置”可以例如与其中一个承重结构元件固定连接，并且分别在另一承重结构元件中与附属的弹簧元件机械地相连。
[0025]
为了设定承重结构元件的允许的空隙，耦接装置可以具有限位元件，该限位元件特别地被设计为长孔。在长孔的情况下，耦接装置用作设定允许的承重结构元件运动的导向元件并且用作限位件。
[0026]
在另一实施方案中，承重结构具有膜片罩，其中形成膜片罩的膜片与承重结构元件相连。
[0027]
由此，可以提供能够作为诸如屋顶构造等建筑元件用在建筑结构中的系统。
[0028]
在另一方面中，该目的通过一种包括之前描述的承重结构的建筑结构得以实现。
附图说明
[0029]
另外，根据实施方案，详细阐述本发明。在附图中：
[0030]
图1示出了包括多个借助于间隙彼此相隔的固定型材的承重结构的非常示意性的侧视图，并且
[0031]
图2示出了包括两个彼此相隔的固定型材的承重结构的非常示意性的侧视图。
具体实施方式
[0032]
承重结构101包括多个并排布置的固定型材105，其分别通过间隙121隔开。在各个间隙121中布置有橡胶弹簧107。固定型材105被可朝着和逆着应变方向移位地布置在型材导轨103上。各个固定型材105夹紧地固定etfe膜片109。固定型材105由此支撑整个etfe膜片109。
[0033]
如果此时由于风而向承重结构101中引入应变方向111上的力，则这引起固定型材105在型材导轨103中朝向应变方向111的方向移动。这引起etfe膜片109的应变，然而该应
变会被橡胶弹簧107降低。
[0034]
替代的承重结构201包括固定型材205。这些固定型材205被在应变方向211上可移动地安置在型材导轨203中。额外地，固定型材205夹紧地与etfe膜片209相连。
[0035]
连接杆213借助于连接销217，与一个固定型材205固定连接。由于长孔215和附属的导向销217，可移动地安置与另一固定型材205的连接。直接在连接杆213之后布置了弹簧杆219，其通过螺旋弹簧217与另外的连接杆耦接。
[0036]
如果此时将应变方向211上的力引入到承重结构201中，则这引起弹簧207被延长。这一延长受到长孔215的限制并且引起必须通过其余固定型材205来补偿进一步的应变。因此，通过这一限制，克服了弹簧元件的惯性，并且应变方向2111上的应变力分布在承重结构201中。
[0037]
附图标记列表
[0038]
101
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承重结构
[0039]
103
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型材导轨
[0040]
105
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固定型材
[0041]
107
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橡胶弹簧
[0042]
109
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etfe膜片
[0043]
111
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应变方向
[0044]
121
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间隙
[0045]
201
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替代的承重结构
[0046]
203
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型材导轨
[0047]
205
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固定型材
[0048]
207
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螺旋弹簧
[0049]
209
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etfe膜片
[0050]
211
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应变方向
[0051]
213
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连接杆
[0052]
215
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长孔
[0053]
217
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连接销
[0054]
219
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弹簧杆
[0055]
221
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间隙。