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[Stahlbau 75 (2006), H. 8, S. 643-651, ]

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Seile und Membranen als unbeschichtete oder beschichtete Gewebe und Folien werden nur zugbeansprucht, können nicht ausknicken, sind biegeweich und führen mit hochfesten Werkstoffen zu leichten Konstruktionen. Die Besonderheiten von Seilen und Membranen sind ihre große Kinematik, die durch den Seilaufbau und die Webtextur von Bauteilen besteht, durch die in den Tragwerken große Verformungen unter Last auftreten. Tragwerke mit zugbeanspruchten Bauteilen können als vorgespannte Konstruktion Lasten abtragen, obwohl sie im Aufbau kinematisch sind. Der Umgang mit Bauteilen und Tragwerken, denen eine Kinematik zugrunde liegt, deren Ursache dehnungslose Verformungen oder Starrkörperverschiebungen sind, ist in der Bautechnik ungewöhnlich und erfordert im Vergleich zu üblichen Konstruktionen ein anderes Verständnis im Umgang mit zugbeanspruchten Bauteilen und deren Tragwerke. Die Kinematik lässt sich in den Werkstoffen, in den Bauteilen und in den Tragwerken finden und ist in den Ursachen und Auswirkungen zu verstehen, um dauerhafte Tragwerke zu gewährleisten.

Seilnetze besitzen eine große Flexibilität im Bauen von dreidimensionalen Flächen. Die Vorteile von Seilnetzen aus Stahl sind, dass die Stahlseile einen großen Widerstand gegen Beschädigung und mutwillige Zerstörung besitzen, aufgrund des hohen Anprallwiderstandes als Absturzsicherung oder Absperrung dienen und eine sehr große Transparenz aufweisen. Mit Seilnetzen werden heute weltweit Geländerausfachungen, Absturzsicherungen an Bauten, Fassaden, Tiergehege und Gartenmöbel gebaut. Die Seilnetze finden für die Innenraumgestaltungen bei Messen und Ausstellungen zunehmend Interesse. Dargestellt werden die Eigenschaften der Seilnetze, die Besonderheiten bei der Montage und ihre Lastabtragung. Die Kinematik der Vierecksmaschen ist die Ursache für die freie Formbarkeit der Netze. Für die ingenieurtechnische Erfassung der Netze ist es erforderlich, dass Methoden zur Verfügung gestellt werden, die eine Berechnung der Gleichgewichtsflächen ermöglichen, das Verhalten der Seilnetze unter äußeren Einwirkungen und unter Berücksichtigung der Vorspannung beschreiben und den Prozess des Montageprozesses erfassen.

Folien besitzen, bedingt durch den Herstellungsprozess, ein orthotropes Tragverhalten, das im Allgemeinen bisher nicht berücksichtigt wurde. In diesem Beitrag wird eine Theorie vorgestellt, um die Werkstoffkenngrößen für einen beliebigen ebenen Spannungszustand zu ermitteln und ein experimenteller Weg angegeben, um diese zu verifizieren. Damit wird die Voraussetzung geschaffen, die Lastabtragung in Membranbauten wesentlich genauer vorherzusagen, als dies bisher möglich ist.

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Um ETFE (Ethylen-Tetra-Fluorethylen)-Folien nachhaltig einen Platz im Materialkanon der Baukonstruktionen zu sichern, wie es für das Glas und die textilen Gewebe in den letzten Jahren gelungen ist, ist eine ständige kritische Bestandsaufnahme notwendig. Dieser Aufsatz soll hierzu einen Beitrag leisten, indem aus allen Bereichen des ingeniösen Umgangs mit Folien berichtet wird. Ausgehend von den Materialeigenschaften wird das Tragverhalten pneumatisch und mechanisch vorgespannter Tragwerke beschrieben, deren Bemessung und Konstruktion angesprochen und sinnvolle zukünftige Entwicklungen diskutiert.

Die Parkhauserweiterung für eine zentral gelegene Park-and-Rail-Station in Montreux, Schweiz, durch Luscher Architectes aus Lausanne und mit dem Ingenieurunternehmen Airlight aus Biasca, Schweiz, stellt die erste wichtige architektonische Anwendung des „Tensairity”-Patents dar. Dabei handelt es sich um eine synergetische Kombination aus Stahlelementen und einem pneumatischen Glasfasergewebe-Träger, die die Realisierung von neuen, innovativen, sehr leichten und trotzdem sehr widerstandsfähigen konstruktiven Formen ermöglicht.

Nördlich von Siegen wurde in den letzten Jahren ein weiterer Abschnitt der Autobahn A 4 und der B 54n, Hüttentalstraße (HTS), fertiggestellt. Im Rahmen der Baumaßnahme wurde im Zuge der A 4 die Talbrücke Elben als 432 m lange Stahlverbundbrücke mit einem einteiligen Querschnitt errichtet. Da in den letzten Jahren etwa 10 solcher Bauwerke entstanden sind und weitere Brücken mit diesem Querschnitt geplant sind, soll in diesem Aufsatz über die bisherigen Erfahrungen im Allgemeinen und über die Talbrücke Elben im Speziellen berichtet werden. Darüber hinaus erfolgt ein Ausblick auf den weiteren möglichen Anwendungsbereich dieses Brückensystems.

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[Stahlbau 76 (2007), H. 1, S. 34-46, ]

In Laasow ca. 20 km westlich von Cottbus wurde die höchste Windenergieanlage der Welt aufgestellt. Sie hat eine Nabenhöhe von 160 m und mißt bis zur obere Flügelspitze bis 205 m. Der Stahlgitterturm der Fa. SeeBa trägt eine 2,5-MW-Maschine FL2500 der Fa. Fuhrländer (Bilder 1 und 2). Mit einem prognostizierten Ertrag von gut 7 Mio. kWh Strom im Jahr kann diese Anlage den Jahresverbrauch von 1800 Vier-Personen-Haushalten abdecken.
Durch den Vorstoß in diese Höhen werden an die Planer, Statiker, Lieferanten und Monteure besondere Ansprüche gestellt. Hier soll ein kurzer Überblick über die besonderen Anforderungen bei der Statik dieses Turmes erfolgen. Auch die Unterschiede des für das Tragwerk gewählten Gittermastes im Vergleich zu den bisher üblichen Rohrmasten werden herausgestellt.

Im Zuge einer Optimierung des Antennensystems der Langwellen-Sendeanlage Europe 1 waren umfangreiche Sanierungs- und Verstärkungsmaßnahmen an einem 280 m hohen abgespannten Sendemast erforderlich. Durch den geplanten Umbau und die damit verbundene höhere Belastung des Tragwerks mußten die Eckstiele von drei Schüssen ausgetauscht werden. Dazu wurde der Mast mit Hilfe einer hydraulischen Hebeeinrichtung und einer Gerüstkonstruktion angehoben. Die Gerüstkonstruktion wurde ohne eine direkte Schraubverbindung mit Rohrschellen gleitfest an den Mast geklemmt. Im überbrückten Bereich konnten so die betroffenen Eckstiele ausgebaut und durch stärkere Profile ersetzt werden. Zusätzlich wurde ein neues Isolationskonzept nach dem Fail-Safe-Prinzip realisiert. Hierzu wurde eine numerische Simulation durchgeführt, um zu zeigen, welche Auswirkung ein Isolatorbruch auf die Seilkräfte hat.

In zunehmendem Maße müssen Arbeiter und Monteure aufgrund von komplizierten Gebäudegeometrien schwierigste Montagesituationen unter ständiger Absturzgefahr meistern. Sicherheit hat dabei höchste Priorität! Ob Architekt, Konstrukteur, Fassadenbauer, Anlagenbetreiber, Bauherr oder Bauleiter - wird die Arbeitsaufgabe unter Absturzgefahr zu diffizil, greift man auf seilunterstützte Arbeitsverfahren zurück.
Unter seilunterstützten Arbeitsverfahren versteht man den Einsatz von Arbeitnehmern, die sich mit persönlicher Schutzausrüstung (Auffanggurt, Verbindungsmittel, Bandfalldämpfer) gegen Absturz an geeigneten Anschlagpunkten sichern bis hin zu Höhenarbeitern, die am Seil frei hängend besondere Montagen in großer Höhe ausführen. Die Höhenarbeiter können unter Anwendung von Seiltechnik an vertikalen, hohen oder stark geneigten Fassaden, Bauten und Strukturen für den Unterhalt, Kontrollarbeiten, kleine Renovierungen, Montagen und Installationen eingesetzt werden.
Seilunterstützte Arbeitsverfahren müssen nach der Deutschen Betriebssicherheitsverordnung (BetriebSichV) mit zwei voneinander unabhängigen Seilen durchgeführt werden. Das heißt, man benötigt ein Zugangs- und ein Positionierungsseil. Somit entsteht eine redundante Sicherung, die bei sicherheitsgerechter Anwendung ein Abstürzen unmöglich macht.