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22. August 2026

Steifigkeitstyp „Membran" und „Membranzugfrei"

Was ist der Unterschied zwischen den Flächen-Steifigkeitstypen „Membran" und „Membranzugfrei" in RFEM 6?


Antwort:

Die beiden Namen klingen ähnlich, das Tragverhalten ist gegensätzlich. Beide wählen Sie im Dialog Fläche im Register Basis in der Liste Steifigkeitstyp.

Membran: Die Fläche hat eine gleichförmige Steifigkeit in alle Richtungen, überträgt aber nur Membrankräfte im Zugzustand (n_x, n_y) und Membran-Schubkräfte (n_xy). Bei Druck- und Querkräften sowie bei Momenten fallen die betroffenen Flächenelemente aus. Typischer Anwendungsfall ist eine Folie oder ein Zeltdach, das nur gespannt tragen kann.

Membranzugfrei: Genau umgekehrt. Es werden nur Momente und Membrankräfte im Druckzustand übertragen. Sobald Membrankräfte Zug verursachen, fallen die betroffenen Flächenelemente aus. Typischer Anwendungsfall ist die Lochleibung, also die Modellierung von Scher-Lochleibungs-Verbindungen, bei denen sich Blech und Bolzen nur über Druck berühren.

Technischer Hintergrund zu „Membranzugfrei": die Plattensteifigkeit einschließlich der Schubsteifigkeit senkrecht zur Flächenebene ist linear elastisch, die Scheibensteifigkeit in der Flächenebene nichtlinear elastisch mit dem Materialmodell nach Drucker-Prager. Die Fließzugspannung f_y,t geht bei kleinem Verfestigungsmodul E_p gegen null, die Druckfließspannung f_y,c ist hoch angesetzt, so dass Druck praktisch unverändert linear elastisch übertragen wird. Weil der Typ die Scheibenfreiheitsgrade verändert, steht er nur für die Modelltypen 3D, 2D - XZ und 2D - XY zur Verfügung. Der Name hat sich einmal geändert: in RFEM 5.06.1103 vom 04.02.2016 wurde „Zugfrei" in „Membranzugfrei" umbenannt.


Autor

Georg Dlubal ist Gründer und Geschäftsführer der Dlubal Software GmbH. Er leitet insbesondere die Bereiche Produktentwicklung und Qualitätssicherung.



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