Seilnetze

Entwicklung und Konstruktion von Seilnetzen mit flexiblen Eindeckungen für die Anwendung in der Architektur

Projektbericht

Seile haben gegenüber Membranen einen Vorteil.

Das den Seilnetzen innewohnende Potential für Anwendungen in der Architektur kann nur durch eine auf theoretischen Grundlagen und experimentellen Nachweisen basierende Pro­duktentwicklung und -verbesserung genutzt werden.

Ziel des Vorhabens ist durch eine Trennung von Lastabtragung (Seilnetz) und funktionalen Anforderungen (Membraneindeckung) wie außer Klimasteuerung z. B. auch Lichteffekte, Beeinflussung von Strahlung und Akustik flexibler und effizienter auf Anwendungen in der Architektur reagieren zu können, als mit reinen Membrankonstruktionen. Seilnetze besitzen eine hohe Kinematik, die sich aus Verformbarkeit der Seile und dem Aufbau der Netze aus Vierecken ergibt. Diese große Kinematik hat den Vorteil, dass Lasten über Verformung abgetragen werden und diese Eigenschaft bei der Verwendung als Absturzsicherung oder als Tiergehege genutzt werden. Für die Verwendung der Seilnetze mit Membran-Eindeckung sind die Verformungen durch die Gebrauchstauglichkeit einzuschränken; es sollten Wasser- bzw. Schneesäcke vermieden werden, die zu einem Versagen des Netzes führen könnten.

Mit dem Vorhaben wurden die Komplexität der Zusammenhänge, die vorwiegend auf der Beweglichkeit der biegeweichen, textilen Werkstoffe und der weichen Seilnetz-Strukturen erfasst und die Grundlagen in der Beschreibung der Werkstoffparameter erarbeitet, genauere Berechnungsmöglichkeiten entwickelt und Verbindungssysteme für diese Konstruktionsweise untersucht.

Seilnetze wie vor mehr als 20 Jahren zunächst für Gartenmöbel und dann für Volieren und Absturzsicherung entwickelt wurden, werden aus parallelen Seilen hergestellt, die alternierend mit Presshülsen verbunden werden und beim Spannen der Netze rautenförmige Maschen entstehen.  Für die Untersuchung dieser Seilnetze hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit wird vereinfachend eine gelenkige Verbindung zwischen den Seilstücken an jedem Knoten angenommen. Diese Annahme ist hinreichend genau, wenn die Seile wie z.B. in Geländer Ausfachungen sehr gespannt werden.       

Abhängig von der Krümmung der Seilnetzfläche, der Maschengröße ,der Orientierung der Seilscharen auf der Fläche und der Höhe der Vorspannung weisen die Seile in den Netzen einen s-förmigen Verlauf auf.

Versuche an einer Masche in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser und Maschenweite zeigten einen Einfluss der Biegesteifigkeit der Seile auf das Verformungsverhalten. Im Versuch wurde eine Masche sowohl in x- als auch in y-Richtung mit derselben Kraft gezogen. Das Nachrechnen dieses Versuches erfolgte mit einer Krümmungsabhängigen Biegesteifigkeit. Die Änderung der Biegesteifigkeit wurde über das kraft-Verschiebungsdiagramm des Versuches ermittelt.  Mit dieser angepassten und krümmungsabhängigen Biegesteifigkeit konnte eine gute Übereinstimmung von Versuch und Berechnung festgestellt werden.    

Die krümmungsabhängige Biegesteifigkeit wurde genutzt um ein Seilnetz mit 3,3 m Breite und 5 m auf dem Gelände der Westhochschule aufzubauen. Das Seilnetz hat eine Maschenlänge von  150 mm und hat Rundlitzen  mit 7x19 und 3 mm Durchmesser. Der Rahmen war gegeben und das Seilnetz wurde zwischen Knoten in 20 einzelne Seilstücke unterteilt.  Für die Berechnung der vorgespannten Seilnetzfläche wurde das Eigengewicht des Netzes vernachlässig und mit einer krümmungsabhängigen Biegesteifigkeit gerechnet. Hierfür wurde ein Programm entwickelt, welches eine Schnittstelle zum Programm EASY beam des  Projektpartners hat.

Auf das Seilnetz wurde im mitterlen Bereich ein Gewebe aufgebracht und die Konstruktion ist seit 3 Jahren im Dauerbewitterungstest.