Materialeinsatz und Konfektionierung von Membranwerkstoffen: Fid-Bau Portal

Materialeinsatz und Konfektionierung von Membranwerkstoffen

Moritz, K.

Membrane sind ausschließlich auf Zug beanspruchbar und nehmen zur Lastabtragung eine im Raum doppelt gekrümmte und in jedem Punkt zweiachsig vorgespannte Fläche ein. Die zwischen 0,05 mm und 2,00 mm dünnen Membranen bestehen aus hochfesten Geweben oder Folien und liegen als ebene, auf Rollen gewickelte Bahnen mit maximal 6 m Breite und 2000 m Länge vor. Die Konfektionierung einer Membrane umfaßt alle rechnerischen, versuchstechnischen und handwerklichen Einzelschritte, um diese Bahnen in die vorgespannte und räumlich gekrümmte Fläche zu bringen. Dieser Beitrag beschreibt die mechanischen Eigenschaften marktüblicher Materialien sowie dei Abläufe Formfindung, Verebnung, Kompensation, Zuschnittsermittlung und Fügetechnik. Die mechanischen Eigenschaften der Gewebemembranen hängen von einer Vielzahl an Parametern ab. Kennzeichnend ist ein nichtlineares, anisotropes, viskoelastisches und teilweise temperaturabhängiges Spannungs-Dehnungsverhalten. Bei der Berechnung mittels Finite-Elemente-Methode besteht die im Formfindungsprozeß definierte Gleichgewichtsform aus einem bestimmten Typ finiter Elemente, von denen mehrere jeweils einen gedachten Membranstreifen bilden. Diese müssen unter der Bedingung minimaler Verzerrungen mit Hilfe einew FE-Programms verebnet werden. Da Formfindung und Verebnung von einem mechanischen Modell im Vorspannungszustand ausgehen, ist für die Zuschnittermittlung eine Korrektur der verebneten Geometrie, die Kompensation, erforderlich. Die mittels rechnergesteuerten Cuttern oder von Hand zugeschnittenen Teilstücke werden weitgehend im Werk im Hochfrequenzverfahren verschweißt.