Cube with Cross Bracing

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[ENGLISH]

Structural Detail Description
 Braced Module – Cube with Cross Bracing

1. Model description

The Braced Module is based on one or more cubic base modules with external dimensions of 1.0 × 1.0 × 1.0 m, combined into a vertically oriented structure.
The modules are interconnected by diagonally arranged cross members (bracing).

The aim of the model is to increase structural stability during vertical stacking through geometric stiffening (bracing).

2. Geometry and construction

  • Base module: closed cube (see Base Module)

  • Stacking: vertical, axis-aligned

  • Bracing: diagonal between opposing nodes

  • Bracing plane:

    • on one side or both sides

    • in one or multiple planes

All linear elements are made of aluminium square tubes 25 × 25 × 2.0 mm (EN AW-6060 T6).

3. Nodes and connections

  • Cartesian Rietveld nodes

  • Bolted connections

  • M6 bolts (steel S235)

  • Drilled hole Ø 6.5 mm

  • Steel washers for load distribution

The connections are:

  • not moment-resisting

  • to be understood as semi-rigid joints

Structural stiffness does not arise in the joint itself, but in the overall system.

4. Support / bearings

  • Point supports at the lower cubes

  • no surface (area) support

  • no fixed restraint (no clamping)

  • no horizontal fixation assumed

The structure is conceived as a free-standing, temporary object.

5. Load assumptions

The Braced Module is not intended for use by people.

Applied loads:

  • self-weight of the modules

  • self-weight of the bracing elements

Not applied:

  • live loads

  • horizontal loads from leaning

  • dynamic loads

The structural assessment is deliberately limited to:

  • self-weight and constructive stability

6. Structural behaviour

The diagonal bracing elements create a triangulated structure:

  • horizontal displacements are prevented

  • shear deformations are minimized

  • bending moments in vertical members are reduced

Load transfer occurs primarily through:

  • tension and compression forces in the diagonals

  • axial forces in the vertical members

The system shows stable, fault-tolerant behaviour, even under asymmetric loading from self-weight.

7. Deformation behaviour

Due to the triangulated geometry:

  • low lateral deflection

  • controlled node rotation

  • no progressive instability

The structure remains shape-stable, even with multiple stacked modules.

8. Structural assessment

  • The Braced Module exhibits high geometric stability.

  • The diagonal stiffening prevents unstable mechanisms that would occur with pure stacking.

The profile cross-sections and fasteners are adequately dimensioned for the assumed loads.

9. Limits of use

Suitable for:

  • vertically oriented, non-interactive installations

  • modular structures with increased height

  • temporary assemblies

Not intended for:

  • sitting, leaning, or walking on the structure

  • stacking without bracing

  • permanent building use

10. Classification within the overall system

The Braced Module serves as:

  • a structural extension of the Base Module

  • a reference for vertical stabilization

  • a basis for tower and bridge configurations

     

[DEUTSCH]

Statische Detailbeschreibung

Braced Module – Cube with Cross Bracing

1. Modellbeschreibung

Das Braced Module basiert auf einem oder mehreren kubischen Basismodulen mit den Außenabmessungen 1.0 × 1.0 × 1.0 m, die zu einer vertikal orientierten Struktur kombiniert werden.
Die Module werden durch diagonal angeordnete Kreuzstangen (Bracing) miteinander verbunden.

Ziel des Modells ist es, die strukturelle Stabilität bei vertikaler Stapelung durch geometrische Aussteifung zu erhöhen.

2. Geometrie und Aufbau

  • Grundmodul: geschlossener Kubus (siehe Base Module)

  • Stapelung: vertikal, achsparallel

  • Bracing: diagonal zwischen gegenüberliegenden Knoten

  • Bracing-Ebene:

    • einseitig oder beidseitig

    • in einer oder mehreren Ebenen

Alle linearen Elemente bestehen aus Aluminium-Quadratrohren 25 × 25 × 2.0 mm (EN AW-6060 T6).

3. Knoten und Verbindungen

  • Kartesische Rietveld Nodes

  • Geschraubte Verbindungen

  • M6 Schrauben (Stahl S235)

  • Bohrung Ø 6.5 mm

  • Stahl-Zwischenscheiben zur Lastverteilung

Die Verbindungen sind:

  • nicht momentensteif

  • als semi-starre Knoten zu verstehen

Die strukturelle Steifigkeit entsteht nicht im Knoten, sondern im Gesamtsystem.

4. Lagerung / Auflager

  • Punktauflager an den unteren Kuben

  • keine flächige Auflagerung

  • keine feste Einspannung

  • keine horizontale Fixierung angenommen

Die Struktur ist als frei stehendes, temporäres Objekt konzipiert.

5. Lastannahmen

Das Braced Module ist nicht für Nutzung durch Personen vorgesehen.

Angesetzte Lasten:

  • Eigengewicht der Module

  • Eigengewicht der Bracing-Elemente

Nicht angesetzt:

  • Nutzlasten

  • Horizontallasten aus Anlehnen

  • dynamische Lasten

Die statische Betrachtung beschränkt sich bewusst auf:

Eigengewicht und konstruktive Stabilität

6. Tragwerksverhalten

Durch die diagonalen Bracing-Elemente entsteht ein trianguliertes Tragwerk:

  • Horizontale Verschiebungen werden verhindert

  • Schubverformungen werden minimiert

  • Biegemomente in vertikalen Stäben werden reduziert

Die Lastabtragung erfolgt primär über:

  • Zug- und Druckkräfte in den Diagonalen

  • Normalkräfte in den vertikalen Stäben

Das System zeigt ein stabiles, fehlertolerantes Verhalten, selbst bei asymmetrischer Belastung durch Eigengewicht.

7. Verformungsverhalten

Aufgrund der triangulierten Geometrie:

  • geringe seitliche Auslenkung

  • kontrollierte Knotenrotation

  • keine progressive Instabilität

Die Struktur bleibt auch bei mehreren gestapelten Modulen formstabil.

8. Statische Bewertung

Das Braced Module weist eine hohe geometrische Stabilität auf.
Die diagonale Aussteifung verhindert instabile Mechanismen, die bei reiner Stapelung auftreten würden.

Die Profilquerschnitte und Verbindungsmittel sind für die angesetzten Lasten ausreichend dimensioniert.

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9. Einsatzgrenzen

Geeignet für:

  • vertikal orientierte, nicht-interaktive Installationen

  • modulare Strukturen mit erhöhter Höhe

  • temporäre Aufbauten

Nicht vorgesehen für:

  • Sitzen, Anlehnen oder Begehen

  • Stapelung ohne Bracing

  • dauerhafte Bauwerksnutzung

10. Einordnung im Gesamtsystem

Das Braced Module dient als:

  • strukturelle Erweiterung des Base Module

  • Referenz für vertikale Stabilisierung

  • Grundlage für Tower- und Bridge-Konfigurationen