Diese Forschung zielte darauf ab, die vorgespannten und versteiften Membranstrukturen unter Verwendung eines experimentellen Ansatzes und einer Computersimulation konzeptionell zu entwickeln.
Die physikalische Methode der Formfindung beinhaltete das vorgespannte Gewebe mit dem verleimten Gitter aus den Holzstäben. Die Relaxation der belasteten Membran trug zur Bildung der spezifischen antiklastischen hyparischen Oberfläche durch Energiefreisetzung bei. Der Einfluss der starren Elemente Muster, Intensität und Richtung der Vorspannung auf die Endform wurde untersucht. Auch die Tensegrity-Strukturen wurden nach dem gleichen Formfindungsweg gebaut.
Diese Experimente führten zur Modellierung der resultierenden Proben mit parametrischen Entwurfswerkzeugen, nämlich Rhino und Grasshopper. Die Optimierung der endgültigen Form erfolgte durch Änderung von Parametern wie der Versteifungskonfiguration und der Membranfestigkeit. Dieser digitale Ansatz demonstrierte die erfolgreiche Simulation und Rationalisierung der betrachteten Strukturen. Darüber hinaus können die endgültigen Modelle für weitere Statik und BIM verwendet werden.
Berücksichtigte Membranstrukturen weisen ein sehr effizientes Tragverhalten auf. Sie zeichnen sich durch geringes Gewicht, hohe Lichtdurchlässigkeit und die Möglichkeit aus, große, säulenfreie Nutzräume zu schaffen. Die gefährlichsten Belastungen für Membrankonstruktionen sind Wind und Seewasser.
In der Praxis sind PTFE-beschichtete Glasfasergewebe und PVC-beschichtete Polyestergewebe für vorgespannte und versteifte Membrankonstruktionen am besten geeignet. Die Rolle steifer Elemente können Stahlprofile oder Metallrohre spielen. Die durchschnittliche Zeit für den Bau einer Membrankonstruktion beträgt 6-15 Monate.
Die resultierenden vorgespannten und versteiften Membrankonstruktionen können als Pavillons, Dächer und Markisen verwendet werden. Sie zeichnen sich durch eine spektakuläre architektonische Aussicht und ein sehr effektives Struktursystem aus. Darüber hinaus zeichnen sich Membranzugtragwerke durch eine hohe Ökoeffizienz und Nachhaltigkeit im Vergleich zu anderen Bauweisen aus. / This research aimed to develop conceptually the pretensioned and stiffened membrane structures, using an experimental approach and computer simulation.
The physical method of form finding included the pretensioned fabric with the glued grid made of the wooden sticks. Relaxation of the stressed membrane contributed to forming the specific anticlastic hyparic surface by energy release. The influence of the rigid elements pattern, intensity and direction of pretensioning on the final shape was investigated. The tensegrity structures were also built applying the same form finding way.
These experiments led to the modelling of resulting samples with parametric design tools, namely Rhino and Grasshopper. Optimization of the final shape was carried out by changing parameters such as stiffenings configuration and membrane strength. This digital approach demonstrated successful simulation and rationalization of considered structures. Moreover, the final models can be used for further structural analysis and BIM.
Considered membrane structures have very efficient load-bearing behavior. They are characterized by small weight, high light transmission and the ability to create large usable spaces free from columns. The most dangerous loads for membrane structures are wind and ponding.
In practice, PTFE coated glass-fibre fabric and PVC coated polyester fabric are most suitable for pretensioned and stiffened membrane structures. The role of stiff elements can be played by steel profiles or metal tubes. The average time for the construction of a membrane structure is 6-15 months.
Resulted pretensioned and stiffened membrane structures can be used as pavilions, roofs and awnings. They are distinguished by spectacular architectural view and very effective structural system. In addition, membrane tensile structures are characterized by high eco-efficiency and sustainability compared to other types of construction.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:81993 |
| Date | 04 November 2022 |
| Creators | Krasnopolskaia, Iuliia |
| Contributors | Haller, Peer, Eichenauer, Martin Friedrich, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:conferencePoster, info:eu-repo/semantics/conferencePoster, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-821702, qucosa:82170 |
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