Tower with Bridge – Vertical–Horizontal Composite Structure

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[ENGLISH]

Static Detail Description

Tower with Bridge – Vertical–Horizontal Composite Structure (Model_F)

1. Model Description

The Tower with Bridge model consists of a vertical tower structure built from stacked cubic base modules, combined with a horizontally projecting and/or connecting bridge element at an upper level.

The purpose of the model is to examine the interaction between vertical load transfer (tower) and horizontal extension (bridge) within a modular system, without assuming any use by persons.

2. Geometry and Assembly

• Base elements: cubic modules, 1.0 × 1.0 × 1.0 m

• Tower: vertical stacking of multiple cubes

• Bridge: horizontally oriented module, connected laterally to the tower

• Modularity: identical profiles and node logic as in the other OSM models

All members are made of aluminium square hollow sections 25 × 25 × 2.0 mm (EN AW-6060 T6).

3. Nodes and Connections

• Cartesian Rietveld Nodes

• Bolted connections

• M6 bolts (steel S235)

• Ø 6.5 mm drilled holes with steel washers

The connections are:

• not moment-resisting

• to be understood as semi-rigid joints

Overall stability is generated by the global geometry, not by individual joints.

4. Supports / Bearings

• Point supports at the base of the tower

• no horizontal fixity assumed

• no additional bracing of the bridge assumed

The bridge is not supported separately; it is entirely carried by the tower.

5. Load Assumptions

The model is not intended for use by persons.

Applied loads:

• self-weight of the tower

• self-weight of the bridge

Not applied:

• live loads

• horizontal loads from leaning or walking

• dynamic or traffic-related loads

The static evaluation is limited to self-weight and constructive stability.

6. Structural Behaviour

The load-bearing behaviour is hierarchically organised:

Tower (vertical)

• acts as the primary structural system

• carries:

  • self-weight of all stacked modules above

  • self-weight of the bridge

• internal forces mainly:

  • axial forces

  • minor bending moments

Bridge (horizontal)

• acts as a secondary element

• is:

  • non-walkable

  • not independently load-bearing

• induces:

  • local bending moments at the connection zone

  • additional demand on the tower

7. Deformation and Stability Behaviour

• Global stability is governed by the tower

• The bridge introduces:

  • an eccentric load

  • limited additional deformation

• Given the low load level:

  • deflections remain small

  • no critical tipping or torsional mechanisms are expected

The system behaves in a controlled elastic manner.

8. Static Assessment

The combined tower-and-bridge arrangement is structurally plausible under self-weight and for temporary use without person loads.

The construction:

• provides clear load paths

• is systemically stable

• avoids unnecessary over-stiffening

The tower, not the bridge, is the governing component for structural capacity.

9. Limits of Use

Suitable for:

• spatial markers

• modular high structures with a horizontal accent

• temporary, non-interactive installations

Not intended for:

• walking or sitting on the bridge

• larger cantilevers without additional bracing

• permanent structural use

10. System Context

The Tower with Bridge model functions as:

• an extension of vertical cube-based structures

• a link between high structures and spatial “reach” elements

• a reference model for hierarchical structural logic within the OSM system

 

 

[DEUTSCH]

Statische Detailbeschreibung

Tower with Bridge – Vertical–Horizontal Composite Structure

(Model_F)

1. Modellbeschreibung

Das Modell Tower with Bridge besteht aus einer vertikalen Turmstruktur, die aus gestapelten kubischen Basismodulen aufgebaut ist, sowie einem horizontal auskragenden bzw. verbindenden Brückenelement auf einer oberen Ebene.

Ziel des Modells ist es, das Zusammenspiel vertikaler Lastabtragung (Tower) und horizontaler Ausdehnung (Bridge) innerhalb eines modularen Systems zu untersuchen, ohne eine Nutzung durch Personen vorzusehen.

2. Geometrie und Aufbau

• Basiselemente: kubische Module 1.0 × 1.0 × 1.0 m

• Tower: vertikale Stapelung mehrerer Kuben

• Bridge: horizontal orientiertes Modul, seitlich an den Tower angebunden

• Modularität: identische Profile und Knoten wie bei den übrigen OSM-Modellen

Alle Stäbe 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, mit Stahl-Zwischenscheiben

Die Verbindungen sind:

• nicht momentensteif

• als semi-starre Knoten zu verstehen

Die strukturelle Stabilität entsteht aus der Gesamtgeometrie, nicht aus einzelnen Knoten.

4. Lagerung / Auflager

• Punktauflager am Fuß des Towers

• keine horizontale Einspannung

• keine zusätzliche Abspannung der Bridge angenommen

Die Bridge ist nicht separat gelagert, sondern vollständig vom Tower getragen.

5. Lastannahmen

Das Modell ist nicht für Nutzung durch Personen vorgesehen.

Angesetzte Lasten:

• Eigengewicht des Towers

• Eigengewicht der Bridge

Nicht angesetzt:

• Nutzlasten

• Horizontallasten aus Anlehnen oder Begehen

• dynamische oder verkehrsbedingte Lasten

Die statische Bewertung beschränkt sich auf:

Eigengewicht und konstruktive Stabilität

6. Tragwerksverhalten

Das Tragverhalten ist hierarchisch organisiert:

Tower (vertikal)

• wirkt als primäres Tragwerk

• übernimmt:

  • Eigengewicht aller darüberliegenden Module

  • Eigengewicht der Bridge

• Beanspruchung überwiegend:

  • Normalkräfte

  • geringe Biegemomente

Bridge (horizontal)

• wirkt als sekundäres Bauteil

• ist:

  • nicht begehbar

  • nicht eigenständig tragend

• erzeugt:

  • lokale Biegemomente im Anschlussbereich

  • zusätzliche Beanspruchung des Towers

7. Verformungs- und Stabilitätsverhalten

• Die Stabilität des Gesamtsystems wird durch den Tower bestimmt

• Die Bridge verursacht:

  • eine exzentrische Last

  • geringe zusätzliche Verformung

• Aufgrund der geringen Lasten:

  • bleiben Durchbiegungen klein

  • treten keine kritischen Kipp- oder Torsionsmechanismen auf

Das System verhält sich kontrolliert elastisch.

8. Statische Bewertung

Die Kombination aus Tower und Bridge ist statisch plausibel für Eigengewicht und temporäre Nutzung ohne Personenlast.

Die Konstruktion:

• weist klare Lastpfade auf

• ist systemisch stabil

• vermeidet unnötige Übersteifung

Die Bridge ist nicht maßgebend für die Tragfähigkeit, sondern der Tower.

9. Einsatzgrenzen

Geeignet für:

• räumliche Marker

• modulare Hochstrukturen mit horizontalem Akzent

• temporäre, nicht-interaktive Installationen

Nicht vorgesehen für:

• Begehen oder Sitzen auf der Bridge

• größere Auskragungen ohne zusätzliche Abspannung

• dauerhafte Bauwerksnutzung

10. Einordnung im Gesamtsystem

Das Modell Tower with Bridge fungiert als:

• Erweiterung der vertikalen Kubusstrukturen

• Verbindung zwischen Hochstruktur und Raumgreifer

• Referenz für hierarchische Tragwerkslogik im OSM-System