Freigespannte textile Membrankonstruktionen

Transkript

1 Diether S. Hoppe Freigespannte textile Membrankonstruktionen Geschichtliche, materialtechnische, konstruktive und gegenwartige Entwicklungen Bohlau Verlag Wien Koln Weimar

2 INHALTSVERZEICHNIS 15 1 EINLEITUNG Vorbemerkungen Kurzer AbriB uber die Geschichte textiier Konstruktionen 18 Zeittafel 23 2 MEMBRANKONSTRUKTIONEN Typologie der Membrankonstruktionen Einleitung Geometrie der Membrane Spannungszustand der Membrane Tragfunktion der Membrane Freigespannte textile Membrankonstruktionen Formfindung Empirische Formfindung historischer Konstruktionen Minimalflachen Kombinationen und Additionen Membranauflager Experimentelle Formfindung Analytische Formfindung Konstruktion Belastungen und Formoptimierung Rechenmodelle Konfektionierung Konstruktive Ausbildung von Randern und Auflagern 45 3 MEMBRANMATERIALIEN Typologie der Materialien Entwicklung der Membranmaterialien Produktion - Fasermaterialien - Folien und Beschichtungen Moderne Membranmaterialien Naturliche Materialien Pflanzliche Materialien Tierische Materialien Verarbeitung naturlicher Fasermaterialien Fasern und Gewebe Synthetische Polymere Naturliche Polymere Anorganische Fasern Faserherstellung Garnherstellung

3 Herstellung von textilen Werkstoffen Folien und Beschichtungen Plastomere Elastomere Herstellung der Folien Beschichten der Gewebe Eigenschaften und Verhalten von Membranmaterialien Isotrope Membranmaterialien Anisotrope Membranmaterialien Im Spannungs-Dehnungsverhalten nicht lineare Membranmaterialien Unter Lastwechsel anelastische Membranmaterialien Modelle zur Beschreibung des Gewebeverhaltens Spannungs-Dehnungsverhalten Schubmodul Bruchverhalten WeiterreiBverhalten Materialprufung und Vergleich mit Strukturmodell Priifung von Membranmaterialien Anforderungen an Membranmaterialien Einachsiger Zugversuch Zweiachsiger Kurzzeit-Zugversuch Werkstoffgleichungen fur zweiachsige Kurzzeitzugbeanspruchung Materialkennwerte Prufung der WeiterreiBfestigkeit Langzeit-Zugversuch Kompensation von Formanderungen Prufung der Nahtfestigkeit Prufung der Adhasion Dynamische GroBversuche Umweltversuche Prufung der Wasseraufnahme Brandbestandigkeit Warmedammung Lichtdurchlassigkeit Schalldammung Nahte und Verbindungen Textilnahte SchweiBnahte Kleben und Vulkanisieren Kombinationsnahte Losbare Verbindungen Randanschlusse Seile und Netze Seile aus Naturfasern Seile aus Kunstfasern Drahtseile Seilverbindungen Netze

4 Begriffe und Bezeichnungen Be2eichnung dei Fasei Angabe dei femheit des Gams (lex-system) Anqabe dei Dietiunqsnchtunq Angabe det Zwimfeinheit (Titei) ReiGlanqe 93 4 TECHNISCHE ANWENDUNGEN EinfluG auf sonstige textile Membiankomtruktionon Einleitung ,2 Schiffssegel und ihr EmfluS Textile Fluggerate und ihr EinfluB Windrader und ihr EinfluB Schiffssegel Entwicklungsgeschichte histonscher Schiffssegel DasRahsegel / Agyptische, Phomzische und Etruskische Rahsegel Griechische und Romische Rahsegel Nordische Rahsegel Das Lateinersegel Exotische Einflusse auf die Segeltechnik Fruhe Kombinationen von Rahsegel und Laiemorsegpl Die Segel der schnellen Kreuzet des Mittelmpotos Die Segel der nordischen Kogge Die Besegelung von Vollschiffen Die Besegelung der Karracke Die Besegelung der Galeone Die Besegelung von Fregatten und Linienschiffen Die Besegelung von Schoner und Klipper Dampfschiffe mit Segel Die Besegelung der Windjammer Histonsche Fachbezeichnungen und KonstruMionen Maste Takelung Segel Entwicklungsgeschichte heutiger Schiffssegel Vom Gaffelsegel zum Hochsegel Matenalentwicklung, Formfindung und Zusc^niH heuiigpt Struktur, Bahnenanordnung und Lattung Flugelsegel ,4 Antnebssegel ohne Boote Textile Fluggerate Emteilung und theoretischer Hmtergrund Fliegen mitiels Fiuge! Flugdrachen Fruhe Gleiter und Flugzeuge Neue G^ter Fliegen miitels Schirm

5 Der klassische Fallschirm Neue Lenkschirme (sog. Paragleiter) Fliegen mittels Pneu Ballone Luftschiffe Windrader Einleitung, Einteilung und Bezeichnung Entwicklungsgeschichte der klassischen Windmuhlen Die orientalischen Vertikalachsen-Windrader Die europaischen Horizontalachsen-Windrader Die deutschen Bockwindmuhlen Die Turmwindmuhlen der Mittelmeerlander Die,,Hollander Muhlen" ,3 Entwicklungsgeschichte heutiger Windkraftanlagen 181 5SCHUTZDACHER Typologie und Entwicklung Vela und Velarekonstruktionen Einleitung und Begriffsbestimmung Klassische Vela Velarekonstruktionen Neue Velakonstruktionen 194 Beispiel: Wandelbares Dach fur Stiftsruine Bad Hersfeld, Deutschland Textile StraBen- und Hofuberdachungen Einleitung und Begriffsbestimmung Toldos Neue textile StraBen- und Hofuberdachungen 204 Beispiel: Hofuberdachung des Imagination Center - Staffordshire House, London, England Baldachine und Markisen Einleitung und Begriffsbestimmung Entwicklungsgeschichte der Baldachine und Markisen Neue Baldachine und Markisen 216 Beispiel. Haj Terminal des Jeddah International Airport, Saudi Arabien Schirme Einleitung und Begriffsbestimmung Entwicklungsgeschichte des Klassischen Schirmes Neue Schirme als Schutzdacher 228 Beispiel: Wandelbare Hofuberdachung der GroBen Moschee in Medina, Saudi Arabien ZELTE Typologie und Entwicklung Nomadische Zelte Einleitung und Begriffsbestimmung Das,,Schwarze Zelt" Die Arabischen,,Schwarzen Zelte" Die Persischen,,Schwarzen Zelte" Das Hautzelt der Tuareg

6 Die Yurte Zelte im Polarkreis Das Lappenzelt Das Eskimozelt Die Zelte der Nordamerikanischen Taiga Das Tipi Neue Nomadenzelte Kleinzelte Einleitung und Begriffsbestimmung Militar- und Prunkzelte Reisezelte Zeltstadte und Lager Neue Kleinzelte GroBzelte Einleitung und Begriffsbestimmung Das Zirkuszelt oder das Klassische GroBzelt Entwicklungsgeschichte - Anfange Das Rundzelt mit einem Zentralmast Die Reihenmastzelte Das Chapiteau Konstruktionsvergleich Reihenmastzelt und Chapiteau Der,,Australische Typ" (,,cupola" or,,hatchtop" type) Windproblematik und Neigung der Zirkuszelte Gegenwartige konstruktive Losungen Die Seilnetzkonstruktionen von Suchov - ein Exkurs Zelthallen Punktunterstutzte Zelthallen Rahmenunterstutzte Zelthallen Neue GroSzelte SCHLUSSBEMERKUNGEN - ZUSAMMENFASSUNG 321 ANHANG - EIGENE ARBEITEN 363 QUELLENANGABEN 363 Abbildungsverzeichnis 370 Literaturverzeichnis