Themenwelt

Konstruktionsprinzipien

© Marcus Bredt
 24.08.2015
Die Masche mit der Masche

Das herkömmliche Küchensieb stand Pate für die Konstruktionsweise der Gitternetzschalen: Das quadratische Maschennetz kann durch Verrautung der Maschen einer beliebigen Flächengeometrie angepasst werden. Kombiniert mit diagonalen Seilen wird das Netz zur idealen Membranschale und zu einer Alternative zur Flächenstruktur mit dreieckigen Maschen. In beiden Fällen verschmelzen Trag- und Glasebene, da die Glasscheiben direkt auf den Netzstäben aufliegen.

Mit elegantem Schwung

Schmale, filigrane Fußgängerstege schmiegen sich in die Landschaft oder sind aus ihr heraus modelliert. Ihre ästhetische Qualität wird erlebbar, wenn man sie betritt und begreift. Sie schwingen leicht unter der Last oder setzen sich kraftvoll in Bewegung, um sich zu öffnen oder zu schließen. Sie zeigen unsere ganze Freude am Konstruieren: Jede Fußgängerbrücke ist mehr als eine reine Dienstleistung, jeder lieblos entworfene ‚Prügel‘ wäre eine vertane Chance.

Kreuz und quer

Seilnetze sind raumbildende sowie tragende Strukturen, deren vielfältige Formen nicht primär auf den reinen Gestaltungswillen zurückzuführen sind. Ihre Formfindung gehorcht streng physikalischen Gesetzmäßigkeiten.

Fest, weil verspannt

Das Speichenrad des Fahrrads besteht aus einer dünnen Felge, den Speichen und der mittigen Nabe. Die weiche Felge würde unter der geringsten Belastung zum Oval werden – durch Verspannung mit dünnen Speichen wird sie in ihrer Ebene und quer dazu überraschend steif. Damit die Speichen niemals schlaff werden sind sie vorgespannt.

 

Positiver Nebeneffekt: Die Felge wird dabei zum Druckring, was die Stabilität insgesamt erhöht. Ein so verspanntes System lässt sich in vielen Bauaufgaben zur Stabilisierung von Tragsystemen einsetzen.

In sich geschlossen

Das Ringseildach ist die Transformation des primär in seiner Ebene beanspruchten Speichenrades zur vertikalen Lastabtragung. Es kombiniert die Eigenschaften der Seil- und der Membrankonstruktion: Zwischen in sich geschlossenen, selbstverankerten Zug- und Druckringen befindet sich ein weitmaschiges Primärtragwerk aus Seilen mit einer dazwischen verspannten Membran als Sekundärtragwerk. 

Spannend vernetzt

Ein vertikales Seilnetz mit viereckigen Maschen, in einen Rahmen gespannt wie bei einem Tennisschläger, kann beliebig hohe horizontale Windlasten tragen. Je stärker das Netz vorgespannt wird, desto kleiner die Verformungen und desto größer die Seilkräfte.
Diese Konstruktion eignet sich perfekt für nahezu nahtlose transparente Glasfassaden.

Falte und Naht

Textile Membrandächer spannen weit, sind leicht und transluzent, dynamisch und anpassungsfähig, sie eignen sich auch für wandelbare Dächer. Maste und Abspannungen bilden Hoch- und Tiefpunkte und sorgen so für die erforderliche Flächenkrümmung. Aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeit von äußerer Form und inneren Kräften kann man Membranbauten nicht nach „Lust und Laune“ entwerfen, sondern sucht und findet ihre Form als Gleichgewichtsfigur.

Luftig und leicht

Leichter geht‘s nicht: Der Reiz der tragenden Luft, des luftig leichten und doch Geschützten liegt in der eleganten Erscheinung der pneumatischen Kissen und in ihrer Wirtschaftlichkeit dank geringen Flächengewichts. Letzteres ermöglicht auch die einfache Beweglichkeit: saisonal oder nach Witterungslage.

Krumm und kopfüber

Ein im Grundriss gekrümmter Träger – der Kreisringträger – braucht nur entlang einer Linie gelenkig gelagert zu werden um nicht herunterzuklappen. Ist er am Innenrand gelagert bewirkt die Linienlast einen Ringzug an der Oberseite und einen Ringdruck an der Unterseite der Platte. Die effiziente Form eines in der Ansicht gekrümmten Bogens wird mit dem Prinzip der Umkehrung gefunden: So wie das Seil hängt, steht der Bogen.

In Form gegossen

Schwungvoll ausgerundete Formen, ähnlich der Ausrundung einer Astgabel, sind charakteristisch für Bauteile aus Stahlguss. Die fließenden Formen vermeiden ungünstige Spannungskonzentrationen. Stahlguss erlaubt die Herstellung komplizierter, individueller Knoten und somit eine optimale Anpassung an den Kraftfluss.

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