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Membranbauwerk, insbesondere für Traglufthallen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Membranbauwerk, insbesondere für Traglufthallen, das eine membranartige
Haut und eine Haut-Stabilisierung aufweist, die zur Abspannung der Haut z.B. am
Boden befestigbar ist.
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Bei bekannten Membranbauwerken dieser Art, insbesondere bei Traglufthallen,
bezieht die Haut aüs einer einstückigen Membran, die mit Luft mit geringFügigem
Überdruck aufblasbar ist. Die Haut-Stabilisierung ist dadurch gegeben, daß die Haut
zumindest an den unteren Ecken oder am unteren Rand am Boden abgespannt ist.
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Ferner ist es bekannt, zur zusätzlichen Haut-Stabilisierung Seile,
z. B. Stahiseile zu verwenden, die entweder über die Haut gelegt werden oder unterhalb
der Haut, also im Traglufthalleninneren, verlaufen und dann über Streifen mit der
Haut verbunden sind. Hierbei leiten die Seile die Hauptkräfte in das Fundament oder
den Boden ab, so daß die mechanische Beanspruchung der Haut gegenüber der erstgenannten
Ausführungsform geringer ist. Derartige Hautstabilisierungen sind jedoch teuer,
z. B. deswegen, weil die Befestigung der Seilenden und die Seilkknoten sehr teuere
Sonderkonstruktionen erfordern
Ferner weisen beide vorgenannten
Ausführungsformen folgenden, schwerwiegenden Nachteil auf: Bei partieller Überbeanspruchung
der Haut oder bei deren Verletzung entstehen Einrisse, die ungehindert weiterreißen
und daher zur Zerstörung der gesamten Haut und damit des Bauwerkes führen, das dann
zusammenfällt.
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Bei einer anderen bekannten Traglufthalle, z. B. zur Überdachung eines
Schwimmbeckens, hat man versucht, diesem Umstand Rechnung zu 'tragen, indem man
über den haubenartigen oberen Teil der Haut in Richtung quer zur Hallenlängserstreckung
in relativ großen Abständen voneinander bandförmige Gurte legt, die mit der Haut
fest, z. B. durch Schweißen, verbunden sind. An den Enden der Gurte greifen dann
zur Stabilisierung Seile an, über die die Abspannung am Boden erfolgt. Auch bei
dieser Haut-Stabilisierung wird die Gefahr des Weiterreißens nicht gebannt; denn
bei partieller Verletzung der Haut im Bereich zwischen zwei Gurten kann die Haut
in Richtung parallel zum Gurtverlauf und/oder quer dazu weiterreißen, so daß das
Bauwerk ebenfalls in sich zusammenfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membranbauwerk, insbesondere
für Traglufthallen, zu schaffen, das auch bei extremer Windbeanspruchung und/oder
partieller Verletzung der Haut nicht einstürzen kann und damit einen hohen Sicherheitswert
besitzt.
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Die Aufgabe ist bei einem Membranbauwerk der eingangs genannten Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Haut gitterfeldartig in einzelne, sich
aneinanderreihende und miteinander verbundene Haut-Einzelfelder aufgeteilt ist,
die jeweils allseitig entlang ihrer Ränder von den Rändern der jeweils angrenzenden
Haut- Einzelfelder
unter Bildung einer Zerreißbremse abgesetzt
sind. Von Vorteil
wenn zur Absetzung der Haut-Einzelfelder netzförmig und allseitig entlang der Ränder
der Haut-Einzelfelder verlaufende bandförmige, etwa streifenförmige Gurte, z.B,
Gewebestreifen, vorgesehen sind.
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Unter den Begriff "Absetzung der Haut-Einzelfelder" füllt einerseits
eine Ausbildung der Haut als im wesentlichen einstückige -Membran, die auf ihrer
gesamten Außen- und/ oder Innenfläche von einem gitterförmigen Netz aus Gurtband
überdeckt ist, das zur Absetzung der Haut.-Einzelfelder voneinander unter Bildung
einer Zerreißbremse zwischen sich aneinanderreihenden Haut-Einzelfeldem auf der
Gurtbandlänge mit der Membran fest verbunden, vorzugsweise vernäht oder verklemmt
ist.
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Der Begriff "einstückige"Membran erfaßt nicht nur solche Membranen,
die aus einer einzigen materialeinheitlichen und ohne Nähte durchgehenden Haut gebildet
sind, sondern auch solche, die wie üblich aus einzelnen Bahnen zusammengesetzt sind.
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Andererseits fällt unter den vorgenannten Begriff auch die Gestaltung
der Haut aus einzelnen, jeweils selbständigen Haut-Einzelfeldern, z.B. mit Vieleckgestalt,
die zur Bildung der gesamten Haut ran&:seitig auf Stoß oder überlappt aneinandergesetzt
und über die Gurte miteinander randseitig fest, z. B. durch Nähen oder Klemmen,
verbunden sind. Die vorgefertigten selbständigen Haut-Einzelfelder brauchen entlang
ihrer Ränder keinen Gurt aufzuweisen. Vielmehr können die Haut-Einzelfelder zur
Errichtung des Bauwerkes randseitig am gitterförmigen Netz aus Gurtband befestigt
werden, wobei zugleich auch die randseitige Verbindung der Haut-Einzelfelder untereinander
erfolgen kann0 Es ist jedoch gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
auch möglich, daß zumindest ein Teil der selbständigen Haut-Einzelfelder jeweils
randseitig mit Gurten versehen ist,-die z. B. angenäht, angeklemmt oder bei schweißbarem
Material der Haut-Einzelfelder und des Gurtbandes auch angeschweißt sein können.
Für die Bildung der gesamten Haut werden dann die so vorgefertigten, selbständigen
Haut-Einzelfelder über die randseitigen Gurte oder auch über einen zusätzlichen
Gurt untereinander und/oder mit den übrigen Haut-Einzelfeldern fest verbunden.
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Die selbständigen Haut-Einzelfelder können als Zerreißbremse auch
entlang der Ränder verlaufende Randverstärkungen aufweisen, z. B. Verfielfachungen
des Randes, indem die Einzelfelder am Rand saumartige Doppel- oder Mehrfachlagen
aus dem Hautmaterial oder auch aus anderem Material aufweisen. Diese .Randverswrkvngen
'können auch zusätzliche Gurte als Randsaum besitzen
Durch die erfindungsgemäße
Ausbildung wird eine Einsturzsicherhéit des Bauwerkes mit sehr geringem Aufwand
erreicht. Durch die gitterfeldartige Aufteilung der Haut in Haut-Einzelfelder, die
jeweils allseitig entlang ihrer Ränder von den Rändern der jeweils angrenzenden
Haut-Einzelfelder unter Bildung einer Zeneißbremse abgesetzt sind, wird erreicht,
daß bei Auftreten eines Risses in einem Haut-Einzelfeld der die Randverstärker und/oder
Riß lediglich bis zu einem Rand des Haut-Einzelfeldes weiterreißen kann, da/der
Gurtabschnitt am jeweiligen Rand als Zerreißbremse wirksam sind und eine Fortsetzung
des Risses in ein angrenzendes Haut-Einzelfeld unterbinden. Ein derartiger Einriß
in einem Haut-Einzelfeld allein führt nicht zum EinstUrzen des Bauwerkes, da der
dadurch entstehende Luftverlust ohne Schwierigkeiten vom Druckluftaggregat,das zum
Aufblasen des Bauwerkes und Halten in der aufgeblasenen Form dient, ausgeglichen
werden kann. Ferner ist ein solches verletztes Haut-Einzelfeld leicht und schnell
durch ein unbeschädigtes zu ersetzen. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird
durch die Gurte die Haut-Stabilisierung gebildet, so daß die Gurte die Haupttragelemente
darstellen und die Hauptkräfte zum Boden und Fundament ableiten. Die Haut-Einzelfelder
überspannen dabei lediglich den Bereich zwischen den Gitterfeldern, die durch das
Gurtnetzwerk vorgegeben sind0 Dadurch sind die Haut-Einzelfelder auf jedem einzelnen
Gitterfeld wesentlich stärker gekrümmt als die randseitig der Haut-Einzelfelder
verlaufenden Gurte, was formgestalterisch aber auch in festigkeitsmäßiger Hinsicht
von Vorteil. ist0 Ferner wird erreicht, daß sich die Gurte der starken Verformung
und Dehnung der Haut infolge extremer Windbeanspruchung anpassen können, so daß
sie nicht das Zerreißen von Hautteilen bewirken können, wie es bei bekannten Stahiseilen
der Fall ist. Ein wesentlicher Vorteil liegt ferner darin, daß die Haut durch die
erfindungsgemäße Gestaltung nur halb bis ein Fünftel so stark beansprucht ist, wie
bei bekannten Traglufthallen ohne Gurt. Aus diesem Grund kann die Haut aus dünnerem
und billigerem Material bestehen0 Dies wirkt sich einerseits kostensenkend aus und
führt andererseits dazu, daß die Haut noch elastischer und leichter wird, so daß
sie besser verarbeitbar und transportierbar ist. Ein weiterer Vorteil ist durch
die einfache Verbindungsrnöglichkeit der Gurte untereinander und/ Verschnüren oder
mit der Haut durch Nähen, Klemmen mittels doppelter Klemmprofile, Klammern, und
bei schweißbaren Werkstoffen auch durch Schweißen gegeben. Da bandförmige Gurte
flächig, und zwar breit aber dünn gestaltet sind, können die Gurte mit der Haut
zusammengerollt werden, was Transport und Montage der Haut vereinfacht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Gurte
aus einem Material, das etwa die gleiche Elastizität wie das Hautmaterial besitzt,
z. B. aus Kunstfaser, vorzugsweise aus Polyester-Gewebe. Ferner können die Gurte
in Mehrfach lagen übereinander angeordnet sein, wodurch auch sehr großen Kräften
im Bedarfsfall ohne großen Mehraufwand Rechnung getragen werden kann. Dabei ist
es möglich, daß die oberen Gurtlagen nachträglich aufgesetzt werden und nicht auf
der ganzen Länge mit den untersten, als Zerreißbremse dienenden Randverstärkungen
und/oder Gurten verbunden sind sondern lediglich an wenigen Stellen gegen Verrutschen
gesichert sind. Anstelle der unteren Gurtlagen oder auch zusätzlich zu diesen können
zur Bildung der Zerreißbremse Randverstärkungen durch Verfielfachung des Hautrandes,
z. B. durch Umsäumen mit Hautmateriai oder anderem Material vorgesehen sein.
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Die selbständigen Haut-Einzelfelder können Vieleckgestalt, z. B. die
Gestalt Aleinere R eines Dreiecks, Viereck oder Sechsecks, aufweisen. Selbständige/Haut-Einzelfelder
haben grundsätzlich den Vorteil, daß sie in großen Stückzahlen wirtschaftlich zu
fertigen, leicht zu verarbeiten, z. B. randseitig mit Gurt zu versehen sind, sowie
einfach und leicht transportabel und auswechselbarsind. Sie ermöglichen ferner auch
später noch, etwa baukastenartig, eine Vergrößewng eines bereits errichteten Bauwerkes.
Damit sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß bereits bestehende Bauwerke
noch nachträglich an sich ändernde Gegebenheiten angepaßt werden können. Die Haut-Einzelfelder
können in ihrer Form so gestaltet werden, daß aus wenigen vorgefertigten Standardelementen
baukastenartig verschiedenste Bauwerkformen zusammensetzbar sind.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert, Es zeigen Fig0 1 eine Seitenansicht
eines Membranbauwerkes in Form einer Traglufthalle gemäß der Erfindung, Fig. 2a-2f
jeweils einen vergrößerten Querschnitt eines Teiles einer Traglufthal le im Verbindungsbereich
einzelner Haut-Einzel felder gemäß verschiedenen AusführungsbeispielenO
In
Fig. 1 ist eine Traglufthalle im errichteten Zustand gezeigt, deren Haut 10 gitterfeldartig
in einzelne sich aneinanderreihende und miteinander verbundene ist Haut-Einzelfelder
11 aufgeteilt,>die jeweils Vieleckgestalt, z. B. wie gezeigt die Gestalt eines
Sechseckes, aufweisen. Die Haut-Einzelfelder 11 sind jeweils entlang ihrer Ränder
12 von den Rändern der jeweils angrenzenden Haut-Einzelfelder unter Bildung einer
Zerreißbremse dadurch abgesetzt, daß netzförmig und allseitig entlang der Ränder
12 der Haut-Einzelfelder 11 verlaufende, bandförmige Gurte 13 vorgesehen sind. Die
Gurte 13 können aus einzelnen Gurtabschnitten bestehen, die --andenEcen der Haut-Einzelfelder
11 miteinander fest verbunden sind. Auch können die Gurte 13, was vorteilhafter
ist, aus durchgehenden Bändern bestehen, die im Eckbereich der Haut-Einzelfelder
11 umgeknickt sind und übereinander verlaufen.
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Die Gurte 13 bilden die Haut-Stabilisierung und sind zur Abspannung
der Haut am Boden 14 oder vorgesehenen Fundament befestigt. Die Gurte 13 bestehen
aus einem Material, das etwa die gleiche Elastizität wie das Hautmaterial besitzt,
z. B. aus Kunstfaser, vorzugsweise aus thermisch nachbehandel tem Polyester-Gewebe,
welches nicht allzu elastisch ist. Wie in Fig. 1 nicht weiter gezeigt ist, können
die Gurte auch in Mehrfachlage übereinander angeordnet sein. Ferner können die gezeigten
Haut-Einzelfelder 11 auch noch netzartig von weiteren Gurtnetzen überzogen sein,
wodurch die Einzelfelder z. B. in noch kleinere Einzelfelder unterteilt werden.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Haut 10 aus
einer einstückigen Membran gebildet, die auf ihrer gesamten Außenfläche von einem
gitterförmigen Netz aus dem bandförmigen Gurt 13 überdeckt ist, wobei das Netz zur
Absetzung der Haut-Einzelfelder 11 voneinander unter Bildung einer Zerreißbremse
zwischen sich aneinanderreihenden Haut-Einzelfeldern 11 auf der Gurtbandlänge mit
der Membran fest verbunden, vorzugsweise vernäht oder verklemmt, ist.
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Statt-dessen ist es auch möglich, daß die Haut 10 aus jeweils selbständigen
Haut-Einzelfeldern 11 gebildet ist, die vorgefertigt sind und die z. Bot wie gezeigt,
FiJnfeckqestalt Sechseck-und esitzen0 Hierbei können die Gurte 13 auf ihrer die
Haut-Einzelfelder randseitig rahmenden Länge mit der Haut fest verbunden, vorzugsweise
vernäht
oder verklemmt, sein. Ausführungsbeispiele dieser Art zeigen
Fig. 2a - 2f.
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Bei dem in Fig. 2a gezeigten Ausführúngsbeispiel sind die vorgefertigten
Haut-Einzelfelder 11 z.B. auf Sechseckgestalt zugeschnitten. Zur Herstellung der
Haut 10 werden die Haut-Einzelfelder 11 - randseitig Uberlappt übereinandergelegt
und sodann über Gurte 13, die allseitig entlang der Ränder der Haut-Einzelfelder
11 verlaufen, miteinander randseitig fest und im wesentlichen luftdicht verbunden.
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Die Verbindung erfolgt beispielsweise durch Nähen.
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Wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 so bilden auch hier
die Gurte 13 die Haupttragelemente, die die Hauptkräfte zum Boden 14 oder Fundament
ableiten. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Haut-Einzelfelder im Feldbereich zwischen dem
Gitternetz der Gurte 13 wesentlich stärker gekrümmt als die Gurte 13.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b sind die Haut-Einzelfelder
10 so vorgefertigt, daß allseitig entlang ihrer Ränder Gurte 13 befestigt, z. B.
angenäht sind. Die Haut 10 wird dann aus derartigen Haut-Einzelfeldern 11 dadurch
zusammengesetzt, daß die Haut-Einzelfelder 11 entlang ihrer Ränder überlappt übereinandergelegt
und miteinander befestigt werden. Die Befestigung kann auch hier durch Nähen erfolgen.
Es kann jedoch ausreichend sein, wenn eine Befestigung nur an einzelnen Stellen
der Ränder der Haut-Einzelfelder, z. Be durch Klammern oder dergl erfolgt.
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Insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b ist ein
späterer Austausch einzelner Haut-Einzelfelder 11 z.B* bei Beschädigung, leicht
möglich. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b verlaufen die Gurte 13 jeweils
auf der Außenfläche der Haut-Einzelfelder 11.
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Das weitere Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2c unterscheidet sich von
demjenigen gemäß Fig. 2b dadurch, daß die Gurte 13 bei dem links dargestellten Haut-Einzelfeld
11 auf der nach innen gewandten Fläche und bei dem rechts dargestellten Haut-Einzelfeld
11 auf der nach außen gewandten Fläche befestigt sind, und ferner dadurch,
daß
die Haut-Einzelfelder 11 mit ihren einander zugewandten Flächen aufeinanderliegen.
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Bei dem weiteren,in Fig. 2d gezeigten Ausführungsbeispiel sind die
selbständigen Haut-Einzelfelder 11 im vorgefertigten Zustand randseitlg nicht mit
Gurten versehen.Zur Bildung der Haut 10 werden die Haut-Einzelfelder 11 randseitig
auf Stoß aneinandergesetzt und über einen relativ breiten, im Stoßbereich beide
Haut-Einzelfelder 11 überdeckenden Gurt 13 miteinander befestigt, wobei zugleich
die Befestigung des Gurtes an den Haut-Einzelfeldern 11 erfolgt. Die Gurte 13 können
aber auch schon bei der Vorfertigung der selbständigen Haut-Einzelfelder 11 jeweils
an einem Einzelfeld 11 befestigt, z. B. angenäht werden, wie dies in Fig. 2d fur
das linke Haut-Einzelfeld 11 angedeutet ist. Zur Bildung der Haut 10 wird. dann
das sich jeweils an das linke Haut-Einzelfeld 11 anschließende Einzelfeld so angelegt,
daß der Gurt 13 letzteres randseitig Uberdeci<t, und hiernach das Einzelfeld
11 mit dem Gurt 13 fest verbunden, beispielsweise vernäht.
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Bei dem in Fig. 2e gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel sind die
vorgefertigtan selbständigen Haut-Einzelfelder jeweils randseitig von vornherein
mit Guten 13 versehen, etwa so wie bei dem Ausfuhwngsbeispiel gemäß Fig. 2c, jedoch
mit dem Unterschied, daß die Gurte 13 jeweils auf der zum Inneren der Traglufthalle
weisenden Fläche der Einzelfelder 11 befestigt sind. Zur Bildung der Haut werden
dann die Einzelfelder 11 im Randbereich auf Stoß aneinandergelegt und über einen
relativ breiten zweiten Gurt 13a, etwa entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig.2d, miteinander verbunden. Hierbei wird der Gurt 13a mit den randseitig aneinanderstoßenden
Einzelfeldern 11 und deren Gurt 13 fest verbunden, z. B. vernäht. Die Verbindung
kann jedoch hier auch durch Klammern erfolgen.
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Bei dem in Fig. 2f gezeigten Ausführungsbeispiel sind die vorgefertigten
Haut-Einzelfelder 11 im wesentlichen so gestaltet, wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2c. Zur Bildung der Haut werden die Einzelfelder 11 jedoch randseitig
so überlappt aneinandergesetzt, daß die Gurte 13 des einen Einzelfeldes 11 mit ihrer
freien Außenfläche an der zugewandten Fläche des benachbarten anderen Einzelfeldes
11 zur Anlage kommen. Auch hier ist ein relativ breiter, die benachbarten Einzelfelder
11 im Randbereich überdeckender Gurt 13auf der Außenfläche vorgesehen, der im Randbereich
mit allen aneinandergrenzenden Einzelfeldem 11 und deren Gurt fest verbunden, beispielsweise
vernäht wird.
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Bei allen Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2a - 2f wurde der besseren
Übersicht wegen die Krümmung vernachlässigt Ferner kann bei weiteren, nicht gezeigten
Ausführungsbeispielen jedes Einzelfeld 11 auch eine andere, randseitige Randverstärkung,
mit oder ohne zusätzlichen Randgurten 13 besitzen. Im einfachsten Fall kann beispielsweise
jedes Haut-Einzelfeld am Rand saumartig umgeschlagen sein, wobei diese zweite Hartlage
am Einzelfeld beispielsweise durch Nähen, Kleben, Klammern oder dergl. befestigt
wird. Diese Randverstärkung kann -auch mehrlagig sein, indem das Material des Einzelfeldes
randseitig mehrmals umgeschlagen ist.
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Im Inneren oder zumindest auf einer Außenseite einer so gebildeten
Randverstärkung kann ein Gurt 13 oder eine andere streifenförmige oder auch keilartige
Verstärkung vorgesehen sein. Diese zusätzliche Verstärkung besteht zweckmäßigerweise
so wie die Gurte aus einem Fasermaterial, beispielsweise Gewebe. Ferner können Membran
bauwerke, die aus derartigen-selbständigen Haut-Einzelfeldern 11 zusammengesetzt
sind, ein weiteres, über das Membranbauwerk gelegtes Gurtnetz aufweisen, wobei die
Gurte des Gurtnetzes entweder entlang den Rändern der Einzelfelder 11 verlaufen
oder aber quer dazu, so daß im letzteren Fall die Einzelfelder 11 in weitere, kleinere
Einzelfelder unterteilt werden.