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[ENGLISH]
Structural Detail Description
Single Cube (1 × 1 × 1 m)
1. Geometry and construction
The single cube consists of a closed, orthogonal spatial frame with external dimensions of 1.0 × 1.0 × 1.0 m.
It is composed of 12 linear members forming the cube edges:
-
4 vertical members
-
4 horizontal members (top)
-
4 horizontal members (bottom)
All members are made of aluminium square tubes 25 × 25 × 2.0 mm (EN AW-6060 T6).
2. Node principle (Rietveld nodes)
The members are connected using Cartesian Rietveld nodes, which are structurally based on the principle of orthogonal superposition.
-
At each corner: 3 orthogonally arranged members
-
Connection via 3 × M6 bolts
-
Drilled hole Ø 6.5 mm
-
Steel washers for load distribution
The nodes are:
-
bolted, not welded
-
not moment-resisting
-
to be understood as semi-rigid connections
Rotations and small relative movements are structurally possible and intended.
3. Support / bearing
The cube stands on four point supports at the lower corner points:
-
no surface (area) support
-
no fixed restraint (no clamping)
-
no anchoring assumed
Loads are transferred exclusively vertically into the ground.
No horizontal restraints are assumed.
4. Load assumptions
The structure is not intended for use by people.
Accordingly, the following load assumptions apply:
-
self-weight of the structure (approx. 6 kg)
-
no live load
-
no horizontal loads from leaning or walking
The structural assessment is deliberately limited to:
-
self-weight + geometric stability
5. Structural behaviour
The single cube acts as a closed three-dimensional frame, whose stability results primarily from the closed geometry.
-
Vertical loads generate small axial forces in the vertical members
-
Horizontal members provide shape stabilization
-
Bending moments are very small and not governing
Load distribution occurs through:
-
all 12 members
-
all 8 nodes
-
the overall three-dimensional system action
No single member is load-bearing on its own; each is part of the composite system.
6. Deformation behaviour
Due to:
-
the short member lengths (1 m)
-
the closed geometry
-
the low loads
the following apply:
-
deflections are negligible
-
node rotations are minimal
-
no unstable structural behaviour is expected
The structure exhibits elastic, fault-tolerant behaviour.
7. Structural assessment
-
The single cube is structurally non-critical and clearly over-dimensioned for the assumed loads.
The profiles and fasteners used provide:
-
large safety margins
-
low stresses
-
high durability
8. Limits of use
The single cube is intended as:
-
a spatial, visual element
-
a base module for stacking or combinations
-
a non-interactive object
Not intended for:
-
sitting
-
leaning
-
walking on
-
climbing
9. Classification within the overall system
The single cube serves as:
-
the primary structural base element
-
a reference for scale, material, and the node principle
-
the starting point for bracing, tower, and bridge configuration
[DEUTSCH]
Statische Detailbeschreibung
Einzelner Kubus (1 × 1 × 1 m)
1. Geometrie und Aufbau
Der Einzelkubus besteht aus einer geschlossenen, orthogonalen Raumstruktur mit den Außenabmessungen 1.0 × 1.0 × 1.0 m.
Er setzt sich aus 12 linearen Stäben zusammen, die die Kanten des Kubus bilden:
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4 vertikale Stäbe
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4 horizontale Stäbe (oben)
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4 horizontale Stäbe (unten)
Alle Stäbe bestehen aus Aluminium-Quadratrohren 25 × 25 × 2.0 mm (EN AW-6060 T6).
2. Knotenprinzip (Rietveld Nodes)
Die Verbindung der Stäbe erfolgt über kartesische Rietveld-Knoten, die konstruktiv auf dem Prinzip der orthogonalen Überlagerung basieren.
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je Ecke 3 orthogonal angeordnete Stäbe
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Verbindung über 3 × M6 Schrauben
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Bohrung Ø 6.5 mm
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Zwischenscheiben aus Stahl zur Lastverteilung
Die Knoten sind:
-
geschraubt, nicht verschweißt
-
nicht momentensteif
-
als semi-starre Verbindungen zu verstehen
Rotationen und geringe Relativbewegungen sind konstruktiv möglich und vorgesehen.
3. Lagerung / Auflagerung
Der Kubus steht auf vier Punktauflagerungen an den unteren Eckpunkten:
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keine flächige Auflagerung
-
keine Einspannung
-
keine Verankerung angesetzt
Die Lasten werden ausschließlich vertikal in den Untergrund eingeleitet.
Horizontale Fixierungen werden nicht angenommen.
4. Lastannahmen
Die Struktur ist nicht für Nutzung durch Personen vorgesehen.
Entsprechend werden folgende Lastannahmen angesetzt:
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Eigengewicht der Struktur (ca. 6 kg)
-
keine Nutzlast
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keine Horizontallasten aus Anlehnen oder Begehen
Die statische Bewertung beschränkt sich bewusst auf:
Eigengewicht + geometrische Stabilität
5. Tragwerksverhalten
Der Einzelkubus wirkt als geschlossener räumlicher Rahmen, dessen Stabilität primär aus der geometrischen Schließung resultiert.
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Vertikale Lasten erzeugen geringe Normalkräfte in den vertikalen Stäben
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Horizontale Stäbe wirken formstabilisierend
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Biegemomente sind sehr klein und nicht maßgebend
Die Lastverteilung erfolgt über:
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alle 12 Stäbe
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alle 8 Knoten
-
die räumliche Systemwirkung
Ein einzelner Stab ist nicht tragend für sich, sondern Teil eines Verbundes.
6. Verformungsverhalten
Aufgrund:
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der kurzen Stablängen (1 m)
-
der geschlossenen Geometrie
-
der geringen Lasten
sind:
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Durchbiegungen vernachlässigbar
-
Knotenrotationen minimal
-
kein instabiles Tragverhalten zu erwarten
Die Struktur zeigt ein elastisches, fehlertolerantes Verhalten.
7. Statische Bewertung
Der Einzelkubus ist statisch unkritisch und für die angesetzten Lasten deutlich überdimensioniert.
Die verwendeten Profile und Verbindungsmittel weisen:
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große Sicherheitsreserven
-
geringe Spannungen
-
hohe Dauerhaftigkeit
auf.
8. Einsatzgrenzen
Der Einzelkubus ist vorgesehen als:
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räumliches, visuelles Element
-
Basismodul für Stapelungen oder Kombinationen
-
nicht-interaktives Objekt
Nicht vorgesehen für:
-
Sitzen
-
Anlehnen
-
Begehen
-
Klettern
9. Einordnung im Gesamtsystem
Der Einzelkubus fungiert als:
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primäres strukturelles Basiselement
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Referenz für Maßstab, Material und Knotenprinzip
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Ausgangspunkt für Bracing-, Turm- und Brückenkonfigurationen