Statik von Raumnetzen

Raumnetze erhalten erst durch Stützkonstruktionen und Vorspannung ihre Formstabilität. Diese beiden Faktoren bestimmen zusammen mit der Netzkonstruktion die Statik des gesamten Systems und geben die äußere Form vor.

Echt spannend: Was Raumnetze zusammenhält

Ein Konstruktionselement gilt als vorgespannt, wenn im unbelasteten Zustand, also ohne Belastung durch das Eigengewicht oder äußere Kräfte, Spannungen im System vorhanden sind. Ein Beispiel für ein vorgespanntes Flächennetz bietet die Bespannung eines Tennisschlägers. In der praktischen Ausführung von Spiel-Raumnetzen werden an den Eckpunkten der Konstruktion Elemente wie Spannschlösser und Spanngurte eingebaut, um am Ende der Montage einen Vorspannungszustand herstellen zu können.

Fundamental: Tragwerke aus verschiedenen Materialien

Die durch die Vorspannung entstehenden Kräfte werden durch Stützkonstruktionen aufgenommen und teilweise in Fundamente abgeleitet. Zu diesen Konstruktionen zählen vor allem Masten, Stützen, Druckstäbe, Bögen und Rahmen. Als Materialien für die Stützkonstruktion eigen sich alle biegesteifen Baumaterialien wie Beton, Holz, Stahl und Kunststoff. Bestimmend für die Materialauswahl sind neben der gewünschten ästhetischen Wirkung die vorhandenen statischen Belastungen.

Variabel: Seile, Membranen und Ketten ermöglichen Vielfalt

Das eigentliche Raumnetz dagegen besteht aus Materialien mit einer geringen Eigensteifigkeit: In erster Linie sind dies Seile, aber auch Ketten und Membranen. Ihre Verformung ist abhängig vom Verhältnis zwischen Vorspannung und eingebrachten Verkehrslasten. Dabei gilt: Je größer die Vorspannung im System ist, desto geringer wird die Verschiebung der einzelnen Punkte unter Verkehrslasten ausfallen.

Definition: Erst unter der vorgesehenen Belastung spannt sich das Raumnetz

Die Netzstruktur wird wegen ihrer besonderen statischen Eigenschaften nicht im herkömmlichen Sinne als ‚starre’ Form entworfen. Denn es sind keine biegesteifen Elemente vorhanden, die eine gewisse Freiheit der Form zulassen. So besteht die Herausforderung des Entwurfsprozesses in der Arbeit mit unsteifen Elementen, die unter definierten Belastungen eine bestimmte Form annehmen.