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E-Book

Bauen mit Seilen und Membranen

Autor	Rosemarie Wagner
Verlag	Beuth Verlag GmbH
Erscheinungsjahr	2016
Seitenanzahl	530 Seiten
ISBN	9783410223917
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	82,00 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

Volltextsuche	1
Seile und Membrane	1
Impressum / Copyright	5
Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	8
1 Einführung	12
1.1 Kinematik von Seilen und Membranen	17
1.2 Geometrie und Last	19
1.3 Versteifung kinematischer Tragsysteme	21
1.3.1 Zusammenhang Last und Verformung	33
1.4 Numerische Berechnungsverfahren	39
1.4.1 Vorgehensweise für die Tragwerksanalyse	40
1.4.2 Praktisches Vorgehen am Beispiel	42
1.4.3 Anwendung der Ausgleichungsrechnung auf Seil- und Membrantragwerke	49
1.5 Geometrie	56
1.5.1 Grundlagen der Differentialgeometrie	62
1.5.2 Geodätische Linien	68
1.6 Vorspannung	69
1.6.1 Höhe der Vorspannung	75
1.7 Vorbelastung	77
1.7.1 Thermodynamische Zustände	81
1.7.2 Auftrieb	82
1.8 Eigenlast	83
1.9 Einwirkungen infolge Niederschlags	85
1.9.1 Interaktion Innendruck – Schnee	87
1.9.2 Regen	89
1.9.3 Tauwasser	91
1.9.4 Hagel	91
1.9.5 Eislasten	91
1.10 Windeinwirkungen	92
1.10.1 Staudruck und Widerstandsbeiwerte	97
1.10.2 Interaktion Innendruck und Wind	98
1.11 Temperatur	99
1.12 Auflagerbewegungen	101
1.13 Bauzustände	101
2 Gleichgewichtsformen	102
2.1 Gleichgewichtsformen von Hängebändern	108
2.1.1 Seil unter einer Einzellast	109
2.1.2 Seil mit mehreren Einzellasten	111
2.1.3 Seil unter Linienlast	114
2.1.4 Vergleich der Seilkräfte zwischen konstanter Gleichlast und radialer Belastung	120
2.1.5 Seil mit Auflagerverschiebung	121
2.1.6 Seil mit konstanter Belastung und unterschiedlichen Auflagerhöhen	122
2.1.7 Seil unter beliebiger Belastung	123
2.2 Gleichgewichtsformen ebener Tragsysteme	124
2.2.1 Analytische Berechnung von Seilbindern	126
2.3 Gleichgewichtsformen von Seilnetzen	128
2.3.1 Analytische Berechnung von Seilnetzen	140
2.3.2 Numerische Berechnung von Seilnetzen	141
2.3.3 Maschengeometrien für Netze	147
2.3.4 Analytische Berechnung von Netzen unter Innendruck	150
2.3.5 Numerische Lösung mit zusätzlicher Belastung	152
2.3.6 Numerische Lösung für die Berechnung der Kraftdichten	154
2.4 Gleichgewichtsflächen für Membranen	157
2.4.1 Analytische Berechnung von Membranen	174
2.4.2 Gleichgewichtgeometrie von Sattelflächen	176
2.4.3 Gleichgewichtsgeometrie von Hoch- bzw. Tiefpunktmembran	180
2.4.4 Membranen infolge Innendruck	183
2.4.5 Minimalflächen	186
2.4.6 Numerische Berechnungsmethoden für Membranen	188
3 Tragsysteme	196
3.1 Lineare Zugelemente	204
3.1.1 Tragverhalten	212
3.1.2 Analytische Berechnung von linearen Zugelementen	216
3.2 Seilbinder	230
3.2.1 Tragverhalten	238
3.2.2 Analytische Berechnung von Seilbindern	246
3.3 Seilnetze	251
3.3.1 Tragverhalten von Seilnetzen mit biegesteifer Berandung	262
3.3.2 Tragverhalten von Seilnetzen bei nachgiebiger Berandung	267
3.3.3 Tragverhalten an Girlandenrändern, Grat- und Kehlseilen und Zwickeln	271
3.3.4 Analytische Berechnung von Seilnetzen	275
3.3.5 Flexibilitätsellipsoide	279
3.3.6 Netzarten	283
3.3.7 Netzarten für Rotationssymmetrische Netze	293
3.4 Membranen	297
3.4.1 Tragverhalten mechanisch vorgespannter Membranen	310
3.4.2 Tragverhalten vorbelasteter Membranen	321
3.4.3 Analytische Berechnung von mechanisch vorgespannten Membranen	330
3.4.4 Analytische Berechnung von durch Innendruck gestützten Membranen	339
3.4.5 Biegeweiche und geschlossene Volumen	347
4 Zuschnitt	352
4.1 Methoden der Abwicklung	356
4.2 Zuschnitt von Seilnetzen	361
4.2.1 Genauigkeit	364
4.3 Zuschnitt von schubweichen Membranen	365
4.3.1 Genauigkeit im Zuschnitt	373
4.4 Zuschnitt von schubsteifen Membranen	374
5 Werkstoffe	378
5.1 Eisen-Legierungen	383
5.1.1 Spannungs-Dehnungs-Verhalten	390
5.1.2 Korrosion	392
5.2 Polymere	394
5.2.1 Mechanische Eigenschaften	398
5.2.2 Technische Eigenschaften	401
5.2.3 Gebrauchseigenschaften	406
5.3 Kohlenstoff	417
5.4 Mineralische Werkstoffe	419
6 Zugbeanspruchte Bauteile	426
6.1 Lineare Zugelemente aus Eisen-Legierungen	432
6.1.1 Geometrische Größen für Rundseile	438
6.1.2 Relativbewegungen im Seil	440
6.1.3 Werkstoffkennwerte von Rundseilen	442
6.1.4 Biegesteifigkeit	446
6.1.5 Zugfestigkeit	447
6.1.6 Grenzzustand der Tragfähigkeit	449
6.1.7 Ermüdung	454
6.1.8 Korrosionsschutz	455
6.2 Gewebe	459
6.2.1 Geometrische Größen im Gewebe	464
6.2.2 Relativbewegungen im Gewebe	464
6.2.3 Werkstoffkennwerte von Geweben	465
6.2.4 Dehnungsverhalten von Geweben	467
6.2.5 Interaktion von Normal- und Schubspannung	477
6.2.6 Zugfestigkeit	479
6.2.7 Weiterreißverhalten	482
6.2.8 Knickbeständigkeit	483
6.2.9 Alterungsverhalten	484
6.2.10 Grenzzustand der Tragfähigkeit	485
6.3 Folien	489
6.3.1 Werkstoffkennwerte von Folien	492
6.3.2 Dehnungs-Verhalten von Folien	495
6.3.3 Zugfestigkeit	498
6.3.4 Weiterreißverhalten	499
6.3.5 Knickbeständigkeit	500
6.3.6 Alterungsverhalten	500
6.3.7 Grenzzustand der Tragfähigkeit	500
Abbildungsnachweis	504
Bildverzeichnis	507
Literatur	510
Sachwortverzeichnis	524
Nachwort	528

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