TY - THES A1 - Genzel, Elke T1 - Zur Geschichte der Konstruktion und der Bemessung von Tragwerken aus faserverstärkten Kunststoffen 1950-1980 T1 - To the history of construction and calculation of load bearing structures from fiber reeinforced plastics in buildings 1950-1980 N2 - Die Arbeit befasst sich mit der Anwendung faserverstärkter Kunststoffe für Tragwerke des Hochbaus. Es wird ein geschichtlicher Überblick über die Jahre 1950 bis 1980 gegeben und dabei herausgestellt, wie es 1. zur Einführung des bis 1950 unbekannten Werkstoffes im Bauwesen kommen konnte 2. welche Personen und Institute maßgeblich an der Einführung und Entwicklung des Bauens mit FVK beteiligt waren 3. welche Tragwerke verwendet wurden 4. wie die Pioniere diese Tragwerke bemaßen 5. welche konstruktiven Besonderheiten sich mit der Verwendung von FVK in der Tragstruktur ergaben Nach einer Einführung werden im Kapitel 2 die wichtigsten Faktoren der Entwicklung von Tragwerken aus GFK erörtert. Im Kapitel 3 wird die Technik der Fertigung von GFK-Teilen und deren Fügung beschrieben. Im Kapitel 4 werden die Tragwerke beschrieben und einzelne Tragwerkstypen eingehend erörtert. Im Kapitel 5 werden die Bemessungskonzepte und deren Entwicklung erörtert. In der Bilanz werden die Faktoren aufgezählt, die zum Abklingen des Bauens mit FVK in der Tragstruktur geführt haben. Die Arbeit wird ergänzt durch eine ca. 40-seitige Tabelle in der die gebauten Tragwerke in Abhängigkeit von den technischen Parametern Spannweiten und Lasten dargestellt werden. Im Anhang werden 10 exemplarische Bauten detailliert erörtert. N2 - The work is concerned with the application of fiber-reinforced plastics for buildings. The text give an historical overview over the years 1950 to 1980 and put out how it could come 1. how could FRP been discovered in the building market 2. which persons and institutes were considerably in the introduction and development of building with FRP involved 3. which construction they used 4. how the pioneers calculate the buildings 5. which constructional characteristics developed. After an introduction become in chapter 2 are the most important factors of the development of bearing structure from GRP discussed. In chapter 3 the technology of the manufacturing of GRP parts and their connecting is described. In chapter 4 the bearing structures are described and individual wing unit types are discussed in detail. In chapter 5 the calculation concepts and their development are discussed. In the balance the factors are enumerated, which were responsible for the end of building with FVK in the structure. The work supplemental by one approx. 40- lateral table in that the built wing units as a function of the technical parameters spans and loads to be represented. In the appendix 10 exemplary buildings are discussed in detail. KW - Tragwerk KW - Kunststofftechnik KW - Kunststoff-Metall-Verbund KW - Kunststoff KW - Kunststoffbauteil KW - Kunststoffherstellung KW - Kunststoffindustrie KW - Tragkonstruktion KW - Tragwerke KW - FVK KW - Kunststoffbauten KW - Kunststoffhäuser KW - load bearing structure KW - structures KW - fiber reeinforced plastics KW - plastic building Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20070226-8468 ER - TY - THES A1 - Kramer, Roman T1 - Der konstruktive Entwurf von Stabnetzwerken am Beispiel des Naturtheaters Grötzingen T1 - The Design of Gridshells - at the example of the open air theater in Grötzingen N2 - Im Ergebnis dieser Arbeit ist es gelungen, die Form der Überdachung des Frei-lufttheaters in Grötzingen als Stabnetzschale zu generieren und in einer Vorbe-messung konstruktiv durchzubilden. Im iterativen Prozess der Formfindung bilden Form, Last, Auflager und Tragver-halten eine Einheit, welche die letztendliche Form eines Tragwerks bestimmt. Kommt es auf Effizienz, Leichtigkeit und große Spannweiten an, so ist die Form eines Tragwerks dem gewünschten Beanspruchungszustand anzupassen. Die Form sollte somit die Folge des Sollkraftzustandes sein und nicht umgekehrt. Während der Formfindung in DOMEdesign ist es nicht gelungen, die Schalen-form über ein Netz mit quadratischen Maschen zu erzeugen, da sich die Berech-nung immer an derselben Stelle der Generierung festgefahren hat. Die Ursache hierfür kann durch die Anzahl der Unbekannten je Knoten während Iterations-schritte in der Berechnung erklärt werden. Die genaue Form wurde durch die Verwendung eines Hexagonnetzes realisiert. Vorher musste das Netz jedoch mittels AutoCad in die geneigte Lage gedreht werden. Den entscheidenden Ein-fluss für die entstehende Form haben die Größen der Radien des ebenen Aus-gangsnetzes. Je kleiner der Radius des Randes, desto schlanker und filigraner bildet sich die Form der Schale aus. Als sehr positives Programmtool soll die Im- und Exportfunktion von DOMEdesign erwähnt werden. Mit deren Hilfe kann jede Konstruktion problemlos als dxf-File in CAD - Programmen bearbeitet und wieder importiert werden. Die Überführung der Netztopologie in eine dreieckige Vermaschung ist im Pro-gramm AutoCad durchgeführt worden. Hierzu war es notwendig, jeden zweiten Punkt eines Hexagons zu fangen und durch Verbinden, Dreiecke zu erzeugen. Nach der ersten Vorbemessung schien die Entscheidung sinnvoll, aufgrund der zunehmenden Normalkräfte zum Auflager hin, eine Staffelung der Stabquer-schnitte vorzusehen. Die Querschnitte variieren von 120/70 (in Schalenmitte) bis 180/70 (am Auflager). Am Übergang zweier Stabgrößen werden gevoutete Stäbe angeordnet. Im Rahmen dieser Vorbemessung stellte sich heraus, dass sich eine reine Schalentragwirkung (nur Druckkräfte) in der gefundenen Konstruktion nicht zu 100 % einstellt. Grund dafür ist der Zusammenhang von Netztopologie, Ge-ländeneigung- bzw. Lage der Lagerpunkte und Art der Beanspruchung. Deshalb treten in der Stabnetzschale vereinzelt Zugkräfte auf, welche vom Dreieck hin zum Hexagon abnehmen. Im maßgebenden Lastfall bewegen sich die Beträge der Verformungen in einem tolerierbaren Bereich von bis zu maximal 3,7 cm, welche die Zulässigen von maximal 13,3 cm deutlich unterschreiten. Die Fortschritte durch Computer - orientierte - Verfahren zur Formfindung und Bemessung haben die Formvielfalt beim Bau von doppelt gekrümmten Flächen aus Stahl und Glas erweitert. Die automatisierte Fertigung erlaubt es, sich von den bisher immer geforderten gleichen Stablängen und gleichen Knotenausbil-dungen loszulösen. Um die gefundene Schalenform konstruktiv umzusetzen, ist es notwendig einen Knoten zu finden, welcher den Ansprüchen in Bezug auf Stabverdrehung, Glasauflagerung und Schalenkrümmung genügt. Hierbei gibt es eine Vielzahl an möglichen Konstruktionen. Da an bestimmten Knoten große Un-terschiede zwischen Vertikalwinkeln auftreten, fiel in dieser Arbeit die Entschei-dung zu Gunsten eines Zylinderknotens, dessen lokale Geometrie durch die unterschiedlichen Stabenden realisiert wird. Der Knoten selbst übernimmt nur die Einstellung der Horizontalwinkel. Die Verbindung zwischen Stab und Knoten wird mittels zweier Schrauben, die übereinander und senkrecht zur Knotenachse aus-gerichtet sind, hergestellt. Dazu wird an den Stabenden ein 1 cm starkes Blech angeschweißt, wodurch die Schrauben vom Knoten her vorgespannt werden können. Die Oberkante des Knotens darf dabei nicht über die Staboberseiten herausragen, da sonst keine durchgehende Auflage der Glasscheiben möglich ist. KW - Gitterschale KW - Stabnetzschale KW - Freiformflächen KW - Stabnetzwerk KW - Formfindung KW - gridshell Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6397 N1 - Der Volltext-Zugang wurde im Zusammenhang mit der Klärung urheberrechtlicher Fragen mit sofortiger Wirkung gesperrt. ER - TY - THES A1 - Wolkowicz, Christian T1 - Ein Beitrag zur Evolution des Tensegrity-Konzeptes - Zur Erhöhung der Steifigkeit von Seil-Stab-Systemen T1 - A contribution to the evolution of the Tensegriy-concept - About the increase of the stiffness of cable-strut-systems N2 - In der vorliegenden Arbeit werden auf Basis des Tensegrity-Konzeptes Strukturen entwickelt und vorgestellt, welche durch einen signifikanten Steifigkeitszuwachs in der Lage sind, die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit von Tragwerken zu erfüllen. Selbstverankerte Strukturen mit aufgelösten Druckstäben werden als Seil-Stab-Systeme bezeichnet und sind alleiniger Gegenstand aller angestellten Betrachtungen. Tensegrity-Strukturen sollen eine Untergruppe der Seil-Stab-Systeme darstellen, deren symptomatische Eigenschaft eine sich im Tensegrity-Zustand befindliche Geometrie ist. Einer Definition des Tensegrity-Zustandes folgt ein Überblick über die zur Untersuchung von Seil-Stab-Systemen notwendigen Berechnungsalgorithmen. Der Kern der Arbeit beschäftigt sich zunächst mit dem Einfluss der Geometrie auf die Empfindlichkeit von Seil-Stab-Systemen gegenüber unvermeidlichen Herstellungstoleranzen sowie dem Einfluss von Topologie, Vorspannung, lokaler Steifigkeit der Elemente und Geometrie auf die Steifigkeit dieser Systeme. Darauf aufbauend wird eine Möglichkeit gezeigt, die Steifigkeit von beweglichen Seil- Stab-Systemen merklich zu erhöhen, ohne die Strukturen durch zusätzliche Elemente oder Verbindungen optisch zu verändern. Der zu erzielende Steifigkeitszuwachs wird mittels Vergleichrechnungen und durchgeführten Belastungsversuchen verifiziert. N2 - In the here presented document structures, based on the Tensegrity concept, are developed and introduced which are able to fulfil the demands towards the service state of a load bearing structure due to a significant increase of its stiffness. Self anchored structures with dissolved compression struts are named cable-strut-systems and are the exclusive topic of considerations carried out. Tensegrity structures shall be a sub division of the cable strut systems with a geometry in the Tensegrity state as the determining characteristic. After a definition of the Tensegrity state an overview about the calculation algorithms necessary for the examination of cable-strut-systems is given. The main part initially deals with the influence of geometry on the sensitivity of cable-strut systems against unavoidable manufacturing tolerances as well as with the influence of topology, pre-stress, local stiffness of the elements and the geometry on the stiffness of those systems. Based on these considerations an opportunity to increase the stiffness of kinematic cable-strut systems significantly without changing the visual effects by adding elements is presented. Comparative calculations and mock-up tests were used to verify the achievable increase of the stiffness. T3 - Konstruktion und Gestalt - 2008/01 KW - Tensegrity KW - Steifigkeit KW - Vorspannung KW - Seiltragwerk KW - Fuller, Richard Buckminster KW - Tensegrity KW - cable-strut-systems KW - pre-stress KW - mechanism KW - stiffness Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20090417-14659 ER -