Einfluss fiktiver elastischer Konstanten von textilen Gewebemembranen in der Tragwerksanalyse von Membranstrukturen

Architektonisch anspruchsvolle Leichtbaustrukturen aus räumlich gekrümmten textilen Gewebemembranen werden zunehmend eingesetzt, vor allem wenn große Flächen stützenfrei zu überdachen sind, wie z. B. in Stadien oder großen Hallen. Die räumliche Krümmung gibt der Membrane geometrische Steifigkeit. Trotzdem zeigt sich ein Trend zu immer weniger gekrümmten Membranen. Dadurch nimmt die Bedeutung der geometrischen Steifigkeit für die Spannungen und Verformungen von Membrantragwerken ab, während gleichzeitig die Bedeutung der Materialsteifigkeit zunehmend ins Blickfeld gerät. Das hochgradig nichtlineare anisotrope Materialverhalten beschichteter Gewebemembranen wird bei der Berechnung komplexer Membranstrukturen grob vereinfacht linear-elastisch angenommen. Da einheitliche Regelungen zur Bestimmung fiktiver elastischer Konstanten fehlen, ergibt sich ein großes Spektrum an Werten, das einen erheblichen quantitativen Einfluss auf die rechnerische Beanspruchung der Membrane und der stählernen Primärstruktur haben kann. Ziel dieses Beitrags ist es, diese Problematik beispielhaft an einer typischen Membranstruktur zu verdeutlichen und die Tragwerksplaner dafür zu sensibilisieren.