Untersuchungen an Kederschienen
Die Arbeit stellt einen Beitrag auf dem Gebiet der Erforschung der Tragfähigkeit von Kederverbindungen im Membranbau dar. Sie beinhaltet zu Beginn eine kurze Einführung in die Grundlagen des Membranbaus. Es werden essentielle Dinge wie die Formfindung umrissen. Spezielle die Verwendung der Kederverbindung im Bauwesen wird beleuchtet.
Trotz der vielfachen Anwendung der Kederverbindung im Bauwesen, vor allem im Bereich der Großzelte, existieren keine Berechnungsvorschriften zu deren Tragfähigkeit.
Anschließend folgt die Vorstellung der durchgeführten Versuche. Wie in den Versuchsergebnissen ersichtlich hängt die Tragfähigkeit einer Kederverbindung von einer Vielzahl von Variablen ab.
Auf der einen Seite werden durch die Wahl der Werkstoffe der Einzelkomponenten die Ergebnisse beeinflusst. Hier ist vor allem das Material des Keders von Bedeutung.
Je größer die Härte des Keders, umso größer die Tragfähigkeit der Verbindung (bei gleichbleibenden Durchmesser).
Auf der anderen Seite kommt es sehr auf die Geometrie der verwendeten Komponenten an, sprich auf den Kederradius im Verhältnis zum Spaltmaß des verwendeten Profils. Allerdings reicht es nicht aus, sich auf diese beiden Werte zu beschränken. Sowohl die Versuchsergebnisse, als auch die im Anschluss durchgeführten Simulationen in Ansys Workbench 15,0 haben gezeigt, dass vielmehr der Querschnitt (Geometrie, Maße, Wandstärken) des Gesamtprofils eine entscheidende Rolle spielen. Das Spaltmaß wird bei Aufbringen der Kräfte auf die Verbindung durch ein Verwinden des gesamten Aluminiumprofils vergrößert.
Überlegungen zu den wirkenden Kräften und Verformungen innerhalb der Verbindung haben gezeigt, dass sich diese nicht durch eine triviale analytische Gleichung beschreiben lässt.
Die Verformung des Aluminiumprofils ließ sich in der Simulation mit Ansys Workbensch sehr gut nachbilden. Die Verformungsbilder aus Versuch und Simulation decken sich zu einem großen Teil. Auch das Ersetzen des Keders ansich durch eine geeignete Ersatzlast bringt sinnvolle Ergebnisse und macht die Simulation ökonomischer. Es wurde jedoch klar, dass das verwendete Materialmodell unzureichend ist und zu Mängeln in der Berechnung führt. Nicht konvergente Lösungen entstehen.