Raumfachwerk

Raumfachwerk aus Tetraedern

Raumfachwerke unterscheiden sich von räumlichen Stabwerken dadurch, dass sie auch ohne biegefeste Verbindungen der Stäbe untereinander stabil sind. Sie erfüllen damit das „Bildungsgesetz für räumliche Fachwerke“^[1]. Die Räumlichkeit der Fachwerke kann entweder durch Anordnung der Stäbe in mehreren Lagen (Untergurt, Diagonalen, Obergurt), oder/ und durch Anordnung der Stäbe im Raum erfolgen. Im ersten Fall erzeugt man ein ebenes Raumfachwerk,im zweiten Fall ein gestuftes oder gekrümmtes Raumfachwerk, das im Sonderfall (z. B. bei einer Kuppel) auch einlagig sein kann.

Die Verbindung der Stäbe erfolgt im Allgemeinen mit Knotenteilen, die massiv (Kugeln, Zylinder) oder aufgelöst (Scheiben) ausgeführt werden können.

Geometrie

Damit ist klar, dass die Geometrie eine wesentliche Rolle beim Entwurf von Raumfachwerken spielt. Die ebenen und gestuften Raumfachwerke lassen sich aus einer Kombination (Komposition^[2]) von Tetraeder und (Halb-) Oktaeder ableiten, seltener aus dem Hexaeder (Kubus). Die Raumfachwerke für Kuppeln können aus dem Dodekaeder und Ikosaeder abgeleitet werden ^[3]. Die fünf genannten Polyeder bilden die Platonischen Körper.

Die Geometrie von Raumfachwerken auf Freiformflächen, in Sonderheit solche auf NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) - Flächen, erfordert den Einsatz von CAD-Spezialprogrammen, die die Netzgenerierung auf diesen Flächen zulassen ^[4].

Planung und Fertigung

Durch die von Computern unterstützte Planung und Fertigung können beliebige Konfigurationen realisiert werden. Trotzdem stellt die Orientierung der Verbindungsknoten ein besonderes Problem dar, um Knotengrösse und Fräsarbeit insbesondere bei Freiformflächen mit direkt aufliegender Glaseindeckung, zu minimieren.

Material

Als Material stehen Rohre (runde und rechteckige), aber auch Profilträger aus Stahl, Aluminium, Edelstahl und in Sonderkonstruktionen auch aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff oder Holz zur Auswahl. Für die Knoten kommen Schmiede- und Gussteile aus Stahl, sowie Drehteile aus Aluminium oder Edelstahl zum Einsatz.

Anwendungsbereich

Bauwesen

Der Anwendungsbereich erstreckt sich von Vordächern, Fassaden, über Kuppeln bis zu ebenen, gestuften und gekrümmten Raumfachwerken mit mittleren und großen Spannweiten. Die systembedingte relative Kleinteiligkeit der Raumfachwerke, mit praktisch handhabbaren Stäben von maximal 6 m Länge, begrenzt den Anwendungsbereich bei großen Spannweiten nicht aus technischen, aber möglicherweise aus ästhetischen Gründen.

Automobilbau

Fahrgestelle werden in der Form von Gitterrahmen aus räumlichen Fachwerken gebaut.

Bilder

• 

  Computergrafik eines Mero-Raumfachwerkknotens.

• 

  Blick in das RFW von Air Shard Daniel Libeskind's Imperial War Museum North.

• 

  Raumfachwerk am Flughafen Stansted Airport.

• 

  Unregelmäßiges Raumfachwerk des Water Cube in Peking

Literaturnachweis

1. ↑ August Föppl: Das Fachwerk im Raume. Teubner Leipzig. 1892.
2. ↑ Max Mengeringhausen: Raumfachwerke aus Knoten und Stäben. Bauverlag Berlin. 1975.
3. ↑ Robert Marks: The Dymaxion World of Bucky Fuller. Reinhold N.Y. 1960.
4. ↑ Sören Stephan et al.: Stabwerke auf Freiformflächen. Stahlbau 73(2004). Heft 8.

Weblinks

 Commons: Raumfachwerke – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Raumfachwerke mit Referenzobjekten. In: archINFORM.
• Baulexikon online - Definition Raumfachwerk