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E-Book

Bauen mit Seilen und Membranen

AutorRosemarie Wagner
VerlagBeuth Verlag GmbH
Erscheinungsjahr2016
Seitenanzahl530 Seiten
ISBN9783410223917
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis82,00 EUR
Das Bauen mit Seilen und Membranen ermöglicht es, Bauwerke mit hoher Akzeptanz zu entwerfen. Der Umgang mit diesen vorgespannten Konstruktionen gehört aber bis heute nicht zu den allgemein bekannten Bauweisen. Im vorliegenden Buch werden die Besonderheiten, wie die Kinematik der Tragwerke, die Bestimmung von Formen mit Hilfe von Gleichgewichtsbedingungen, der Zuschnitt, das nichtlineare Verhalten der Tragsysteme und Baustoffe sowie die konstruktive Durchbildung zugbeanspruchter Bauteile umfassend aufbereitet und übersichtlich zusammengestellt. Aus dem Inhalt: Einführung // Gleichgewichtsformen // Analytische und numerische Berechnung und Verformung für Tragsysteme // Zuschnitt und Konfektionierung // Werkstoffe für lineare und flächige Zugelemente // Zugbeanspruchte Bauteile // Konstruktive Details (Verankern, Umlenkung, Klemmen, Nähte, Ränder, Zwickel, Hoch- bzw. Tiefpunkte).

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Volltextsuche1
Seile und Membrane1
Impressum / Copyright5
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
1 Einführung12
1.1 Kinematik von Seilen und Membranen17
1.2 Geometrie und Last19
1.3 Versteifung kinematischer Tragsysteme21
1.3.1 Zusammenhang Last und Verformung33
1.4 Numerische Berechnungsverfahren39
1.4.1 Vorgehensweise für die Tragwerksanalyse40
1.4.2 Praktisches Vorgehen am Beispiel42
1.4.3 Anwendung der Ausgleichungsrechnung auf Seil- und Membrantragwerke49
1.5 Geometrie56
1.5.1 Grundlagen der Differentialgeometrie62
1.5.2 Geodätische Linien68
1.6 Vorspannung69
1.6.1 Höhe der Vorspannung75
1.7 Vorbelastung77
1.7.1 Thermodynamische Zustände81
1.7.2 Auftrieb82
1.8 Eigenlast83
1.9 Einwirkungen infolge Niederschlags85
1.9.1 Interaktion Innendruck – Schnee87
1.9.2 Regen89
1.9.3 Tauwasser91
1.9.4 Hagel91
1.9.5 Eislasten91
1.10 Windeinwirkungen92
1.10.1 Staudruck und Widerstandsbeiwerte97
1.10.2 Interaktion Innendruck und Wind98
1.11 Temperatur99
1.12 Auflagerbewegungen101
1.13 Bauzustände101
2 Gleichgewichtsformen102
2.1 Gleichgewichtsformen von Hängebändern108
2.1.1 Seil unter einer Einzellast109
2.1.2 Seil mit mehreren Einzellasten111
2.1.3 Seil unter Linienlast114
2.1.4 Vergleich der Seilkräfte zwischen konstanter Gleichlast und radialer Belastung120
2.1.5 Seil mit Auflagerverschiebung121
2.1.6 Seil mit konstanter Belastung und unterschiedlichen Auflagerhöhen122
2.1.7 Seil unter beliebiger Belastung123
2.2 Gleichgewichtsformen ebener Tragsysteme124
2.2.1 Analytische Berechnung von Seilbindern126
2.3 Gleichgewichtsformen von Seilnetzen128
2.3.1 Analytische Berechnung von Seilnetzen140
2.3.2 Numerische Berechnung von Seilnetzen141
2.3.3 Maschengeometrien für Netze147
2.3.4 Analytische Berechnung von Netzen unter Innendruck150
2.3.5 Numerische Lösung mit zusätzlicher Belastung152
2.3.6 Numerische Lösung für die Berechnung der Kraftdichten154
2.4 Gleichgewichtsflächen für Membranen157
2.4.1 Analytische Berechnung von Membranen174
2.4.2 Gleichgewichtgeometrie von Sattelflächen176
2.4.3 Gleichgewichtsgeometrie von Hoch- bzw. Tiefpunktmembran180
2.4.4 Membranen infolge Innendruck183
2.4.5 Minimalflächen186
2.4.6 Numerische Berechnungsmethoden für Membranen188
3 Tragsysteme196
3.1 Lineare Zugelemente204
3.1.1 Tragverhalten212
3.1.2 Analytische Berechnung von linearen Zugelementen216
3.2 Seilbinder230
3.2.1 Tragverhalten238
3.2.2 Analytische Berechnung von Seilbindern246
3.3 Seilnetze251
3.3.1 Tragverhalten von Seilnetzen mit biegesteifer Berandung262
3.3.2 Tragverhalten von Seilnetzen bei nachgiebiger Berandung267
3.3.3 Tragverhalten an Girlandenrändern, Grat- und Kehlseilen und Zwickeln271
3.3.4 Analytische Berechnung von Seilnetzen275
3.3.5 Flexibilitätsellipsoide279
3.3.6 Netzarten283
3.3.7 Netzarten für Rotationssymmetrische Netze293
3.4 Membranen297
3.4.1 Tragverhalten mechanisch vorgespannter Membranen310
3.4.2 Tragverhalten vorbelasteter Membranen321
3.4.3 Analytische Berechnung von mechanisch vorgespannten Membranen330
3.4.4 Analytische Berechnung von durch Innendruck gestützten Membranen339
3.4.5 Biegeweiche und geschlossene Volumen347
4 Zuschnitt352
4.1 Methoden der Abwicklung356
4.2 Zuschnitt von Seilnetzen361
4.2.1 Genauigkeit364
4.3 Zuschnitt von schubweichen Membranen365
4.3.1 Genauigkeit im Zuschnitt373
4.4 Zuschnitt von schubsteifen Membranen374
5 Werkstoffe378
5.1 Eisen-Legierungen383
5.1.1 Spannungs-Dehnungs-Verhalten390
5.1.2 Korrosion392
5.2 Polymere394
5.2.1 Mechanische Eigenschaften398
5.2.2 Technische Eigenschaften401
5.2.3 Gebrauchseigenschaften406
5.3 Kohlenstoff417
5.4 Mineralische Werkstoffe419
6 Zugbeanspruchte Bauteile426
6.1 Lineare Zugelemente aus Eisen-Legierungen432
6.1.1 Geometrische Größen für Rundseile438
6.1.2 Relativbewegungen im Seil440
6.1.3 Werkstoffkennwerte von Rundseilen442
6.1.4 Biegesteifigkeit446
6.1.5 Zugfestigkeit447
6.1.6 Grenzzustand der Tragfähigkeit449
6.1.7 Ermüdung454
6.1.8 Korrosionsschutz455
6.2 Gewebe459
6.2.1 Geometrische Größen im Gewebe464
6.2.2 Relativbewegungen im Gewebe464
6.2.3 Werkstoffkennwerte von Geweben465
6.2.4 Dehnungsverhalten von Geweben467
6.2.5 Interaktion von Normal- und Schubspannung477
6.2.6 Zugfestigkeit479
6.2.7 Weiterreißverhalten482
6.2.8 Knickbeständigkeit483
6.2.9 Alterungsverhalten484
6.2.10 Grenzzustand der Tragfähigkeit485
6.3 Folien489
6.3.1 Werkstoffkennwerte von Folien492
6.3.2 Dehnungs-Verhalten von Folien495
6.3.3 Zugfestigkeit498
6.3.4 Weiterreißverhalten499
6.3.5 Knickbeständigkeit500
6.3.6 Alterungsverhalten500
6.3.7 Grenzzustand der Tragfähigkeit500
Abbildungsnachweis504
Bildverzeichnis507
Literatur510
Sachwortverzeichnis524
Nachwort528

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