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Hiccup Kopfbahnhof

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Inhaltsverzeichnis

Idee

Die Idee für den hiccup Kopfbahnhof, ein Flächentragwerk aus Holz zu entwerfen, ist nach Besichtigung der Firma Huter und Söhne entstanden. Wir haben uns für ein Faltwerk aus Holz entschlossen, um eine räumliche Struktur zu entwickeln.
Die Natur wendet das Prinzip der Faltung in vielen Varianten an, womit stabile Flächen mit minimalem Materialaufwand möglich werden.
Bei der Formfindung haben wir uns der Origami Falttechnik bedient, um vielseitige, selbsttragende Formen und komplexe Geometrien zu entwickeln. Einfachheit, Materialhomogenität, Biegsamkeit und Formenvielfalt sowie ökonomischer Materialaufwand sind charakteristische Merkmale von Origami.

Entwurf

hiccup will die Eigenschaften von der Faltung auf die Konstruktion mit Holzwerkstoffen übertragen. Großformatige Holzplatten und computergesteuerte Abbundanlagen ermöglichen den Bau von Faltwerken mit anspruchsvollen Formen.

Hiccup erster Entwurf: Flughafen


Tragsystem und Material

Ein gefaltetes Holzflächentragwerk ist eine selbstbildende Form, die selbsttragend ist und somit keine weiteren Konstruktionssysteme benötigt. Die Holzflächen können alle auftretenden Kräfte ableiten. Die konstruktiven Schwierigkeiten treten an den Kanten und den Knotenpunkten auf. Die Konstruktion wird mit einem relativ neuen Holzwerkstoff, dem sogenannten Brettsperrholz gefertigt.


Brettsperrholz

Brettsperrholz wird auch als Dickholz oder Kreuzlagenholz bezeichnet. Es ist der Überbegriff für im Bauwesen verwendete Massivholztafeln, die aus mehreren über Kreuz flach aufeinanderliegenden Brettlagen bestehen. Dieser Aufbau unterscheidet sie von Brettschichtholz, bei dem die Lagen längs zur Faser angeordnet sind.

Die Dimensionen von Brettsperrholz sind grösser als die von Drei- und Fünfschichtplatten: Sie werden in maximalen Massen von 24 m Länge und 4,8 m Breite hergestellt. Die Anzahl der kreuzweise verleimten Schichten ist ungerade, so dass die Bretter der beiden Deckschichten parallel liegen. Die meisten Brettsperrholzplatten werden aus Seitenware hergestellt. Wegen der starken Verformungen sind diese am Rand des Stammes gelegenen Bretter von der Industrie nicht geschätzt. Dieser Nachteil ist in kreuzweise verleimten Platten unwichtig. Im Gegenteil, die Randfasern des Stammes weisen bessere Festigkeitswerte aus als die im Zentrum. Verwendete Holzarten sind Fichte, Kiefer, Lärche und Tanne.

Maschinen

Um Faltwerke aus Holzwerkstoffplatten herzustellen braucht es eine 5-achsige Portalmaschine, so dass grossformatige Platten in beliebigen Geometrien zugeschnitten werden können. Drei Hersteller produzieren solche Maschinen:
-Hundegger in Deutschland
-Le Creneau Industriel in Frankreich
-CMS in Italien

Sprühfolie

Um eine wasserdichte Oberfläche zu erhalten wird das gesammte Tragwerk mit Sprühfolie überzogen. Die Sprühfolie kann kantenfrei aufgetragen werden und braucht keinen weiteren Schutz vor UV-Strahlung usw.
Durch die nahtlose Sprühfolie wird keine spezielle Enwässerungsvorrichtung benötigt und das Faltwerk behält auch von Außen seine Form und sieht genauso ansprechend aus wie Innen.


Kantenverbindung

Die Entwicklung von hiccup hat sich am Anfang auf die Kantenverbindungen konzentriert. In den Kantenverbindungen entstehen Schubkräfte, daher müssen die Kanten schubfest miteinander verbunden sein.

Die Kantenkraft, wird parallel oder senkrecht zur Kante zerlegt. Senkrecht zur Kante wirkende Kräfte üben auf diese eine Druck- oder Zugbelastung aus. Die Falt-Wirkung kommt zustande, wenn diese Kräfte aufgenommen werden.

Mögliche Ansätze

Es gibt die starre Kantenverbindung mit gekantetem Blech, die flexible Kantenverbindung mit Scharnier oder die textile Fuge. Letztere ermöglicht einen „echten Faltprozess“ und kann das Anliefern der zusammengeklappten Holzwerkstoffplatten auf die Baustelle begünstigen und somit die Montage vereinfachen. Auch die Scharnierverbindung hat ihre Vorteile durch die flexiblen Fugen, jedoch stellt das bei der Größe unserer Konstruktion viele Probleme dar und wir haben neue Verbindungslösungen gesucht.

Die Nagelplatte besteht aus 1-3 mm verzinkten Edelstahlplatten und könnte in den gewünschten Winkel gebogen werden. Die Holzplatten werden zugeschnitten zur Baustelle geliefert und beidseitig eingepresste, gefalzte Nagelplatten bilden die Anschlüsse. Die Nägel werden so im Holz verankert, ohne dass die Holzstruktur geschwächt wird.

Mögliche Kantenverbindungen


Umsetzungslösung

Die Nagelplatte ist ein Holzverbinder aus nicht rostendem oder feuerverzinktem Stahl mit ausgestanzten Spitzen. Die Nagelplattenbauweise ist ein Holzverbindungssystem, welches stumpf und passgenau aneinander gefügte Holzbauteile kraftschlüssig miteinander verbindet. Dazu werden Nagelplatten verschiedenster Größen an genau errechneten Punkten beidseitig in die zu verbindenden Hölzer eingepresst. Die Nagelplattentechnik kam Anfang der 70-er Jahre auf und revolutionierte den Hallenbau. Seine größte Verbreitung besitzt diese Bauweise im Binderbau und in der Tafel- und Rahmenbauweise.

Kantenverbindung mit Nagelplatte


Zeichnungen und Details


Plakate Endabgabe

Attribute

Bosch Martine| Leiter Claudia| Gruber Hans-Peter| HBM| weitgespannte Konstruktionen 09WS| Datei:Hiccup-kopfbahnhof.jpg

Fakten zu Hiccup KopfbahnhofRDF-Feed
BetreuerGruber Hans-Peter  +
ImageHiccup-kopfbahnhof.jpg  +
LVHBM  +
Semester09WS  +
Themaweitgespannte Konstruktionen  +
VerfasserBosch Martine  + und Leiter Claudia  +
Persönliche Werkzeuge