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31. März 2026

Regeneinwirkungen auf mehrfach gekrümmte Flächen - Pfützenbildung

Für Dachflächen – vor allem von Membrantragwerken – ist das Ablaufen von Regenwasser sicherzustellen. Die Last von Wasser mit seiner Wichte von 10 kN/m³ ist hoch im Vergleich zu Schnee- oder Windlasten. Bereits 10 cm Wasser entsprechen einer Flächenlast von 1 kN/m². Es gilt somit zu vermeiden, dass Wassersäcke entstehen, in denen sich das Wasser sammeln kann. Vor allem Bereiche mit einer geringer Krümmung neigen zur Wassersackbildung.

Die Gefahr der Wassersackbildung kann bereits bei der Planung der Dachflächen erkannt werden. Um den Wasserablauf auf einer freigeformten Dachfläche darzustellen, können Falllinien (Umrisslinien / Neigung) auf der gekrümmten Oberfläche eingezeichnet werden. Diese zeigen die Richtungen und Wassermengen an, die bei einer bestimmten Regenmenge auf der Dachfläche anfallen. Es ist möglich, die Geometrie, die Ausrichtung der Seile oder Membran sowie die Vorspannung zu ändern, um Wassersäcke in den gebauten Dachflächen auszuschließen.

Alternativ kann die Wasserlast in den rechnerischen Nachweisen der Tragwerke berücksichtigt werden. Hierzu bieten wir die Lastart Pfützenbildung an. Mit Hilfe der Lastart Pfützenbildung können Sie Regeneinwirkungen auf mehrfach gekrümmte Flächen unter Berücksichtigung der Verschiebungen nach Theorie I, II. und III. Ordnung simulieren. Dieser numerische Regenvorgang untersucht die zugeordnete Flächengeometrie und legt fest, welche Regenanteile abfließen und welche sich in Pfützen (Wassersäcken) auf der Fläche sammeln. Die Pfützengröße ergibt dann für die statische Analyse eine entsprechende Vertikallast und Horizontallast.

Um die Lastart zu verwenden, müssen Sie zuerst die Form Ihrer Membrankonstruktion generieren. In unserem Beispiel wird in der LK1 eine Form 1 erzeugt, welche ein Abfließen von Wasser bewirkt. In der LK3 wird eine Form 2 erzeugt, die ein Ansammeln von Wasser bewirkt. Um diese Formen mit der Lastart Pfützenbildung zu kombinieren, erzeugen wir einfach zwei weitere Lastkombinationen, in denen wir die Last hinzufügen und die Formen als Anfangszustand berücksichtigen. Wie erwartet bildet sich kein Wassersack in der Form 1. Die Form 2 jedoch begünstigt das Ansammeln von Wasser und ermittelt dahingehend die Ergebnisse.


Autor

Herr Hoffmann betreut die Dlubal Anwender im Kundensupport.



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