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Membrankonstruktionen - Form und Detail

Göppert, Knut

Bei Membrankonstruktionen sind Geometrie, Vorspannzustand, Materialeigenschaften, Tragverhalten unter äußeren Einwirkungen und Zuschnitt sehr eng miteinander verknüpft. Da die zweisinnige Krümmung zum Lastabtrag mit Membrankräften unabdingbar ist, haben sich folgende Grundformen der Membranfläche etabliert: das hyperbolische Paraboloid, die Sattelfläche und die Hochpunktfläche. Im Vorspannzustand entsteht die Geometrie des gesamten Membrantragwerks als gewichtsloser Gleichgewichtszustand. Die Form des Tragwerks kann deshalb nicht allein geometrisch (zeichnerisch) gewonnen werden, sondern muß rechnerisch-numerisch, im allgemeinen durch nichtlineare FE-Berechnungen, ermittelt werden. Besonders schwierig ist die Berechnung des tatsächlichen Tragverhaltens, da sich dem orthogonal anisotropen Tragverhalten des Gewebes die durch die Beschichtung erzeugte Schubsteifigkeit überlagert. Beim Zuschnitt ist es von größter Bedeutung, die Geweberichtungen an die Richtungen des Lastabtrags anzupassen. An den Beispielen Schwimmbadüberdachung Kuala Lumpur/Malaysia (8000 m² an einem Mast mit 12 Punkten), Wolfgang-Meyer-Sportanlage Hamburg (70 m x 120 m mit 12 Hochpunkten), Marschwegstadion Oldenburg (14 Membrantiefpunktflächen in Reihe), Munhak Stadion Incheon/Südkorea (24 große Hochpunktmembranfelder), Vordach Bundeskanzleramt Berlin, Pusan Dome, Südkorea und Carportüberdachung München (8400 m²) werden Aspekte der Gestaltung, des Kraftflusses, der Lastabtragung, des Zuschnitts, der Materialauswahl, der Wirkungsweise des Tragwerks sowie Detaillösungen zu Randgestaltung und Entwässerung im einzelnen erläutert.