Bauen mit Seilen und Membranen

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Seile und Membrane

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Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Kinematik von Seilen und Membranen

1.2 Geometrie und Last

1.3 Versteifung kinematischer Tragsysteme

1.3.1 Zusammenhang Last und Verformung

1.4 Numerische Berechnungsverfahren

1.4.1 Vorgehensweise für die Tragwerksanalyse

1.4.2 Praktisches Vorgehen am Beispiel

1.4.3 Anwendung der Ausgleichungsrechnung auf Seil- und Membrantragwerke

1.5 Geometrie

1.5.1 Grundlagen der Differentialgeometrie

1.5.2 Geodätische Linien

1.6 Vorspannung

1.6.1 Höhe der Vorspannung

1.7 Vorbelastung

1.7.1 Thermodynamische Zustände

1.7.2 Auftrieb

1.8 Eigenlast

1.9 Einwirkungen infolge Niederschlags

1.9.1 Interaktion Innendruck – Schnee

1.9.2 Regen

1.9.3 Tauwasser

1.9.4 Hagel

1.9.5 Eislasten

1.10 Windeinwirkungen

1.10.1 Staudruck und Widerstandsbeiwerte

1.10.2 Interaktion Innendruck und Wind

1.11 Temperatur

1.12 Auflagerbewegungen

1.13 Bauzustände

2 Gleichgewichtsformen

2.1 Gleichgewichtsformen von Hängebändern

2.1.1 Seil unter einer Einzellast

2.1.2 Seil mit mehreren Einzellasten

2.1.3 Seil unter Linienlast

2.1.4 Vergleich der Seilkräfte zwischen konstanter Gleichlast und radialer Belastung

2.1.5 Seil mit Auflagerverschiebung

2.1.6 Seil mit konstanter Belastung und unterschiedlichen Auflagerhöhen

2.1.7 Seil unter beliebiger Belastung

2.2 Gleichgewichtsformen ebener Tragsysteme

2.2.1 Analytische Berechnung von Seilbindern

2.3 Gleichgewichtsformen von Seilnetzen

2.3.1 Analytische Berechnung von Seilnetzen

2.3.2 Numerische Berechnung von Seilnetzen

2.3.3 Maschengeometrien für Netze

2.3.4 Analytische Berechnung von Netzen unter Innendruck

2.3.5 Numerische Lösung mit zusätzlicher Belastung

2.3.6 Numerische Lösung für die Berechnung der Kraftdichten

2.4 Gleichgewichtsflächen für Membranen

2.4.1 Analytische Berechnung von Membranen

2.4.2 Gleichgewichtgeometrie von Sattelflächen

2.4.3 Gleichgewichtsgeometrie von Hoch- bzw. Tiefpunktmembran

2.4.4 Membranen infolge Innendruck

2.4.5 Minimalflächen

2.4.6 Numerische Berechnungsmethoden für Membranen

3 Tragsysteme

3.1 Lineare Zugelemente

3.1.1 Tragverhalten

3.1.2 Analytische Berechnung von linearen Zugelementen

3.2 Seilbinder

3.2.1 Tragverhalten

3.2.2 Analytische Berechnung von Seilbindern

3.3 Seilnetze

3.3.1 Tragverhalten von Seilnetzen mit biegesteifer Berandung

3.3.2 Tragverhalten von Seilnetzen bei nachgiebiger Berandung

3.3.3 Tragverhalten an Girlandenrändern, Grat- und Kehlseilen und Zwickeln

3.3.4 Analytische Berechnung von Seilnetzen

3.3.5 Flexibilitätsellipsoide

3.3.6 Netzarten

3.3.7 Netzarten für Rotationssymmetrische Netze

3.4 Membranen

3.4.1 Tragverhalten mechanisch vorgespannter Membranen

3.4.2 Tragverhalten vorbelasteter Membranen

3.4.3 Analytische Berechnung von mechanisch vorgespannten Membranen

3.4.4 Analytische Berechnung von durch Innendruck gestützten Membranen

3.4.5 Biegeweiche und geschlossene Volumen

4 Zuschnitt

4.1 Methoden der Abwicklung

4.2 Zuschnitt von Seilnetzen

4.2.1 Genauigkeit

4.3 Zuschnitt von schubweichen Membranen

4.3.1 Genauigkeit im Zuschnitt

4.4 Zuschnitt von schubsteifen Membranen

5 Werkstoffe

5.1 Eisen-Legierungen

5.1.1 Spannungs-Dehnungs-Verhalten

5.1.2 Korrosion

5.2 Polymere

5.2.1 Mechanische Eigenschaften

5.2.2 Technische Eigenschaften

5.2.3 Gebrauchseigenschaften

5.3 Kohlenstoff

5.4 Mineralische Werkstoffe

6 Zugbeanspruchte Bauteile

6.1 Lineare Zugelemente aus Eisen-Legierungen

6.1.1 Geometrische Größen für Rundseile

6.1.2 Relativbewegungen im Seil

6.1.3 Werkstoffkennwerte von Rundseilen

6.1.4 Biegesteifigkeit

6.1.5 Zugfestigkeit

6.1.6 Grenzzustand der Tragfähigkeit

6.1.7 Ermüdung

6.1.8 Korrosionsschutz

6.2 Gewebe

6.2.1 Geometrische Größen im Gewebe

6.2.2 Relativbewegungen im Gewebe

6.2.3 Werkstoffkennwerte von Geweben

6.2.4 Dehnungsverhalten von Geweben

6.2.5 Interaktion von Normal- und Schubspannung

6.2.6 Zugfestigkeit

6.2.7 Weiterreißverhalten

6.2.8 Knickbeständigkeit

6.2.9 Alterungsverhalten

6.2.10 Grenzzustand der Tragfähigkeit

6.3 Folien

6.3.1 Werkstoffkennwerte von Folien

6.3.2 Dehnungs-Verhalten von Folien

6.3.3 Zugfestigkeit

6.3.4 Weiterreißverhalten

6.3.5 Knickbeständigkeit

6.3.6 Alterungsverhalten

6.3.7 Grenzzustand der Tragfähigkeit

Abbildungsnachweis

Bildverzeichnis

Literatur

Sachwortverzeichnis

Nachwort