Membrankonstruktionen
Mit Vorspannung oder Vorkrümmung
Sich ableitend vom archaischem Zeltbau hat die Architektur spätestens seit Frei Otto die Möglichkeiten von textilen Konstruktionen für sich erkannt. Abgesehen von den gestalterischen Möglichkeiten bieten Membrankonstruktionen aus Spezialgeweben weitere Vorteile gegenüber sogenannten steifen Tragwerken.
Bild: Baunetz (yk), Berlin
Bild: Planex, Ludwigshafen
Bild: Baunetz (yk), Berlin
Membrankonstruktionen ermöglichen
- große stützenfreie Räume zu errichten
- kurze Bauzeit und schnelle Montage
- meist eine natürliche Belichtung über Lichtdurchlässigkeit der Membrane
- die schnelle Einsetzbarkeit in Krisenregionen bei gewährleistetem Hitzeschutz und Erdbebensicherheit
Da Membrane nur Zugspannungen aufnehmen können, müssen verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, um sie als Tragwerke brauchbar zu machen:
- Vorspannung, d.h. das in der Membrane bereits im unbelasteten Zustand Zugspannungen vorherrschen, so dass im Lastfall große Verformungen vermieden werden
- Vorkrümmung: die Membrane erhalten eine Flächenkrümmung, um als Tragwerk Lasten abtragen zu können. Hierbei muss jedoch bedacht werden, dass Textilien und Folien unterschiedlich auf Zugkräfte reagieren
Membrankonstruktionen werden in der Regel abgespannt, hierfür kommen Vollstäbe oder Seile zum Einsatz. Man unterscheidet die Stützungen je nach Konstruktionsart in punkt-, flächenartige und linienförmige Stützungen. Als Mischform findet man Seiltragwerke mit Membranbespannung.
Als Material für textile Konstruktionen kommen beschichtete Gewebe, unbeschichtete Gewebe und Folien zum Einsatz. Großen Einfluss auf die statischen Eigenschaften von Memrankonstruktionen besitzen neben dem verwendeten Material die Randausbildung sowie die Art der Stützung.
Grundtypen von Membrantragwerken unterscheiden sich in antiklastische und synklastische Formen:
- antiklastische Formen sind Vierpunktflächen, Segel, Wellenflächen, Bogenflächen und Hochpunkt- oder Buckelflächen
- synklastische Formen, sind in der Regel luftgetragene Konstruktionen (Pneus), definieren sich weitgehend geometrisch und unterscheiden sich in Kugelformen, Zylinderformen und Torusformen.
