CONSTRUKTIONSBERICHT

Allgemeines Verhalten

Für die Beurteilung der vorliegenden Dachkonstruktion
gibt es zwei Methoden.
Nach der konventionellen Methode wird das Dach
als feste Kuppel nach den darauf wirkenden Kräften
bemessen. Dabei werden die Spannungen von Stahlseilen
 aufgenommen, die einen großen Spannungsbereich
 mit hohem E-Modul besitzen.
Nach der 2. Methode (unter Berücksichtigung der
elastisch pneumatischen Wechselbeziehungen) wird ein
Seilmaterial mit einem niedrigen E-Modul aus Polyesterfaser
 wie Trevira verwendet, Man kann das Dach als
gine Haut betrachten, ähnlich der Haut eines Luftballons,
 die zwei Luftmassen mit geringem Druckunterschied
 voneinander trennt.
Da die Volumenänderung klein ist, wird die Membranspannung
 relativ konstant gehalten.

Bei der hier angewendeten Konstruktion würde zur
vollständigen Entspannung der Stahlseile eine
Reduzierung des Gesamtvolumens um 17 % notwendig
sein und erst eine 200 - 300 %ige Volumenvergrößerung
zum Bruch der Polyesterseile führen. Diese großen
Volumenänderungen liegen außerhalb der Möglichkeiten
 des Gebläsesystems und der Luftdruckkontrolle
Bei der konventionellen Methode würde bereits bei
1/3 der Bruchlast und sehr flexiblen Seilen eine
Volumenverminderung von 2,5 - 3 % zum Schlaffwerden
 der Stahlseile ausreichen. Schon eine
Vergrößerung des Volumens von ca. 5% würde einen
Bruch der Stahlseile und hohe Belastungen in den
Fundamenten hervorrufen.
Bei der 2. Methode ermöglicht die Wirksamkeit
der großen Flexibilität von Treviramaterial eine
Konstruktion, deren Stabilität durch die Luftdruckänderungen
 in Verbindung mit geringen Volumenveränderungen
 im Innern kontrolliert wird. Diese
Änderungen korrespondieren mit den atmosphärischen
Schwankungen der Wind- und Schneelasten.
GleichmtBig über die Oberfläche verteilte Be- 2
lastungen (Berstdruck) ksnnen bis zu 300 - 400 kp/m
aufgenommen werden. Wird die Anderung des
Volumen-Druck-Verhilinisses als adiabatische
Expansion oder Kontraktion berechnet, können diese

Belastungen bei einer Volumentinderung von 3 - 4 %
aufgenommen werden,

Es werden also nur geringe Spannungsunterschiede
erzeugt. Wenn das Dach erst einmal hochgeblasen
ist, funktioniert es als eine Haut, die das Innere von
der äußeren Umgebung trennt. Diesem Zweck
entsprechend sollte sie auch ausgebildet werden.
Die Kontrolle der Kräfte und der Stabilität erfolgt
durch die Kontrolle der Luftmasse. Selbst unkontrolliert
ist das gesamte System noch stabil.
Die folgenden drei Punkte müßten intensiver untersucht
werden, es besteht jedoch kein Grund anzunehmen,
daß dies schwierig sei.

1. Ungleichmäßig verteilte Schneelasten
Ungleichmäßige Schneelasten, besonders in Kuppelmitte,
 können zur lokalen Instabilität des Daches
"Uhren. Große örtliche Verformungen können auftreten.
 Es besteht jedoch kein Zweifel, daß die
stets damit verbundene Volumenänderung größere
Verformungen kompensiert. Die Flexibilität der
Trevira-Seile gewährleistet es wiederum, daß die
Spannungen nicht zu groß werden. Es ist sehr
wahrscheinlich, daß mit einem weniger flexiblen
Material als Trevira es schwierig wäre, derartige
Belastungen aufzunehmen.
2. Ungleichmäßige Windlasten
Wie im Abschnitt Windlasten erwähnt, können
gleichmäßige Windströmungen im unteren Randbereich
 der Kuppel Druck erzeugen. Es müssen
eyentuell Ballons oder dergleichen mit hsheren
Innendrücken installiert werden, die dann gleichzeitig
 zum Schutz gegen Schneelasten in diesem
Bereich dienen.
3. Luftaustausch
Der Luftaustausch bzw. das Druckausgleichsystem
wird über Gebläse geregelt, die im statischen
Druckbereich arbeiten. Der jeweilige Maximaldruck
wird variiert.
Aus diesem Grund ist es notwendig, den Innendruck
von der Veränderung des Gesamtvolumens oder von
der Anderung der Seilspannungen zu regeln.
<onstruktive Kriterien

3ei einem Vorspannungsinnendruck von 25 kopf m“

und einem Abstand von 10 m ergibt sich eine Kraft
je Seil von 275 Mp.
Die Bruchlast eines 270 mm Polyesterseiles ist größer
als 3650 Mp, das bedeutet einen Sicherheitsfaktor
gegen Bruch von mindestens 12 unter normalen
Belastungsbedingungen. Bei einem dauernden Einsatz
von weniger als 10 % der Bruchfestigkeit ist kein
Kriechen des Materials zu befürchten.
Wird das Ringfundament mit einem Sicherheitsfaktor
von 1,65 für das Dreifache der ständigen Belastung
berechnet, dann ist eine Vertikalkomponente
von 60 Mp/m oder 600 Mp/Seil und eine Horizontalkomponente
 von 140 Mp/m zu erwarten. Wind- und
Schneelasten sowie weitere äußere Kräfte werden,
wie bereits besprochen, aufgenommen.

Fundierungen

Die Ausbildung der Fundamente ist vom jeweiligen Standort
 abhängig. Da die Kräfte, selbst unter extremen
Bedingungen, im Vergleich zur überdachten Fläche klein
sind, werden keine Schwierigkeiten erwartet,

Windkräfte

Zwei Arten von Windein. luB missen untersucht werden,
|. statische und 2. dynam’sche.

Statische Windkräfte

Es ist wahrscheinlich, daß die Strömungsbedingungen
über einer Kugelkalotte einer Potentialsträmung
gleichen (s. Ziffer 1 +2).
In diesem Fall kann Druck auf der Luvseite und auf der
Leeseite auftreten, Entsprechende Versuche können
zeigen, ob dies durch eine Verwirbelung der Luftströmung
 kompensiert werden kann. Ist dies möglich, dann
würde der Einfluß der Windkräfte nicht ernsthaft sein,
wenn nicht, wären die Windlasten den Schneelasten
ähnlich und müßten gesondert analysiert werden,

Dynamische Windeinflüsse

Zur Prüfung dynamischer Windeinflüsse sind aeroelastische
 Modellversuche erforderlich. Bei Vor-L

 2 (1971)