Beanspruchungsoptimierte Faltungen aus Stahl für selbsttragende Raumfaltwerke

Der Einsatz von Faltungen beschränkt sich im Bauwesen auf Longitudinalfaltungen (Trapezbleche) und regelmäßige Faltungen. Raumfaltwerke und Faltleichtbauplatten, räumlich gekrümmte und dreidimensionale Flächentragwerke sind Desiderate eines Leichtbaus mit Stahlblechen. Raumfaltwerke bestehen vorwiegend aus regelmäßigen Faltmustern, die auf Tesselierung mit Primitivflächen (Drei- und Vierecke) basieren. Um die Effizienz dieser Leichtbaustrukturen zu verbessern, liegt es nahe, statt regelmäßige und auf geometrischen Prinzipien basierende Faltmuster umzusetzen, Faltmuster nach Maßgabe der Beanspruchungen bzw. der Beanspruchungsverteilung anzuwenden. Hierzu ist ein Formfindungsprozess zu entwickeln, der auf der Generierung eines Trajektoriennetzes basiert, das aus dem maßgeblichen Lastfall (formgebenden Lastfall) abgeleitet wird. Der Vergleich des Masseneinsatzes und der Traglast der Faltungen, die auf geometrischer Basis erzeugt wurden, mit einer auf Basis des Trajektoriennetzes entwickelten Faltung zeigt die Veränderung der Effizienz.

Stress adapted steel folding's for self-supporting spatial structures
The use of folds in civil engineering is limited to longitudinal folds (trapezoidal sheets) and regular folds. Spatial folding structure and foldcoreplates, spatially curved and three-dimensional shell structures are desiderata of lightweight construction with steel sheets. Spatial fold structures consist mainly of regular folding patterns based on tessellation with primitive faces (triangles and squares). In order to improve the efficiency of these lightweight structures, it makes sense to use folding patterns in accordance with the stresses or stress distribution instead of regular folding patterns based on geometric principles. For this purpose a form finding process has to be developed, which is based on the generation of a trajectory mesh, which is derived from the formative load case. The comparison of the mass input and the load bearing capacity of the folds, which were generated on a geometric basis, with a fold developed on the basis of the trajectory mesh shows the change in efficiency.