Elastische Gitterschalen - Stabilisierung durch Gewebemembrane

Elastische Gitterschalen können durch die Anwendung einer biege-elastischen Formgebung in einem schnellen Aufrichtungsprozess ihre räumliche Geometrie aus einem ebenen Ausgangszustand einnehmen. Dieser spezielle Formgebungsprozess bietet das Potenzial einer deutlichen Zeitersparnis in der Montage, da die Gitterstäbe nicht einzeln sondern das gesamte Gitter gebogen wird und alle Verbindungsknoten der übereinander liegenden Stabscharen im ebenen Zustand am Boden hergestellt werden können. Allerdings besteht die Notwendigkeit, nach Abschluss der Formgebung eine ausreichende Schubsteifigkeit der bis dahin beweglichen Struktur durch eine weitere Stabschar oder diagonale Zugstäbe herzustellen. Die Montage dieser Aussteifungselemente erfordert in der Regel einen hohen Zeitaufwand und zusätzliche Hilfsmittel wie Hubsteiger und Rollgerüste. Damit wird ein großer Vorteil der Bauweise - der schnelle Aufbauprozess elastischer Gitterschalen - deutlich eingeschränkt. Zur Lösung dieses Konflikts in der Montage elastischer Gitterschalen schlagen die Verfasser den Einsatz einer Gewebemembran als Aussteifungselement vor, die zugleich die Raumhülle der Gitterschale bildet. In diesem Aufsatz werden grundsätzliche Überlegungen zur Entwicklung elastischer Gitterschalen insbesondere aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) und das Tragverhalten membranversteifter Gitterschalen am Beispiel eines Stabwerks in Form einer Halbkugel vorgestellt. Es werden verschiedene Varianten der Verbindung von Stabwerk und Membran untersucht und die Resultate numerischer Simulationen (FEM) mit den Messergebnissen am physischen Prototyp verglichen.