Flächentragwerke

Tonnen, Kuppeln, Hyparflächen und andere freie Schalenformen mit Breiten um 20 m und Längen um 50 m sollen künftig stützenlos aus Holzwerkstoffen hergestellt werden können - davon geht man am Institut für Tragwerkslehre und Ingenieurholzbau an der TU Wien aus.Günstige Fertigung. Während freie Flächentragwerke bisher nur mit großem Zeit- und Geldaufwand realisiert werden konnten, will man nun der zeitgenössischen Architektur einfache Systeme zur Verwirklichung derartiger Bauteile zur Verfügung stellen. Holzwerkstoffverbund. Ausgangsmaterial dafür ist ein Werkstoffverbund aus Dreischicht-, Sperrholz- oder Sandwichplatten, die auf textile Trägergewebe aufgeklebt werden. Der Formfindungsprozess richtet sich nach der Art der zu erzielenden Form und Spannungsanalogien für Membranflächen. Statische Berechnungen und Spannungsanalysen mittels eines FEM-Schalenprogrammes geben Aufschluss darüber. Flächenebener Zuschnitt. Mit handelsüblichen Halbzeugen kann das Tragwerk flächeneben hergestellt werden. Mittels eines Geometrieprogramms erfolgt die Abwicklung der Flächen in die Ebene und die Zerlegung in Einzelstreifen. Die Flächenteile können dadurch auf CNC-Maschinen einfach zugeschnitten werden. Nach der flächenebenen Verklebung mit dem textilen Trägermaterial können die einzelnen Bahnen zur Baustelle transportiert, mit Kränen gehoben und in die Auflager montiert werden.
Die gewünschte räumliche Form stellt sich damit ohne Un-terstützung ein. Durch Fugenschluss stabilisiert sich das System, durch Einspannen der Auflagerpunkte sowie das Einbringen einer Vorspannkraft ergibt sich die Biegesteifigkeit. Selbsttragende Konstruktion. Da die Konstruktion selbsttragend ist, kann die Schale mit einer Deckschicht aus Holz oder Stahlbeton versehen und damit als verlorene oder wiederverwendbare Schalung schubsteif verbunden werden.Weitere Untersuchungen. Die bisherigen Untersuchungen wurden an Prototypen mit Breiten von 0,5 m aus Dreischichtplatten (26,2 mm), durch zweikomponentigen Klebstoff mit Gewebe aus Polyester und Glasfasern verbunden, durchgeführt. Belastungs- und Verformungsverhalten des Systems wurden überprüft.
Die ersten Versuche verliefen bei einem Spannweitenverhältnis von L/150 (Länge/Dicke) positiv, so dass man optimistisch an weitere Arbeiten herangeht.