Statische Windwirkungen (nicht schwingungsanfällige Bauwerke)

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1 DK Mai 1993 Belastungsannahmen im Bauwesen Statische Windwirkungen (nicht schwingungsanfällige Bauwerke) ÖNORM B Design loads on structures Static wind loads (non-sway structures) Ersatz für Ausgabe Calcul des charges dans la construction Action statique du vent (bâtiments insensibles aux vibrations) Vorbemerkung Unter statischen Windwirkungen sind Windwirkungen auf nichtschwingungsanfällige Bauwerke zu verstehen. Zur Erleichterung der Anwendung dieser ÖNORM sind im zugehörigen Beiblatt 1 Berechnungsbeispiele angeführt. Inhaltsverzeichnis 1 Anwendungsbereich 2 Meteorologische Grundlagen 3 Rechenwerte der Windbelastung 4 Aerodynamische Beiwerte 5 Gleichzeitige Berücksichtigung von Windbelastungen und anderen Einwirkungen 6 Bezugsnormen und andere Unterlagen 7 Hinweis auf andere Unterlagen Anhang A (informativ): Übersicht über die für die Berechnung der Windwirkungen zu berücksichtigenden maßgeblichen Abschnitte Anhang B (informativ): Erfahrungsgemäß schwingungsanfällige Bauwerke und Bauteile Anhang C (informativ): Dämpfungsdekremente für Baustoffe, Konstruktionen und Gründungen 1 Anwendungsbereich Diese ÖNORM ist für alle Bauwerke anzuwenden, soweit nicht in anderen ÖNORMEN oder sonstigen einschlägigen Vorschriften (z. B. in den Freileitungsvorschriften ÖVE L-1, ÖVE L-11) andere Bestimmungen vorliegen. Sie ist auch für die während des Baues möglichen Windbelastungen heranzuziehen. Bei Anwendung eines semiprobabilistischen Zuverlässigkeitskonzeptes gemäß ÖNORM VORNORM B 4040 sind die Windbelastungen gemäß dieser ÖNORM als charakteristische Werte der Einwirkungen zu betrachten. Für erfahrungsgemäß schwingungsanfällige Bauwerke und Bauteile (Anhang B) ist zusätzlich die ÖNORM B anzuwenden. Bauwerke mit einer Höhe bis zu 40 m sowie offene Fachwerkkonstruktionen gelten im Sinne dieser ÖNORM bezüglich böenerregter Schwingungen als nicht schwingungsanfällig. Dies gilt auch für Bauwerke mit Höhen zwischen 40 m und m, wenn das logarithmische Dämpfungsdekrement G des jeweiligen Bauwerkes der folgenden Ungleichung genügt: f e erste Eigenfrequenz der Biegeschwingung in Windrichtung (in s 1 ) h Bauwerkshöhe über Gelände () l e maßgebliche Bauwerkslänge () normal zur Windrichtung, siehe Bild 1 Nach dieser ÖNORM ist eine Kennzeichnung gemäß 3 Normengesetz 1971 unzulässig. Hinweise auf Normen ohne Ausgabedatum beziehen sich auf die jeweils geltende Fassung. Fachnormenausschuß 176 Belastungsannahmen im Bauwesen (1) Fortsetzung Seiten 2 bis 36 Verkauf von in- und ausländischen Normen und techn. ON 1994 PG 33 Regelwerken durch: Österreichisches Normungsinstitut (ON), Alle Rechte vorbehalten; Nachdruck oder Vervielfältigung, Heinestraße 38, Postfach, A-1021 Wien, Aufnahme auf oder in sonstige Medien oder Datenträger Telefon: , Telefax: nur mit Zustimmung des ON gestattet!

2 Seite 2 ÖNORM B Bild 1: Maßgebliche Bauwerkslänge l e X h Stundenmittel der Windgeschwindigkeit in Bauwerkshöhe h ( Â s 1 ) gemäß Tabelle 6 s Größenfaktor gemäß Tabelle 8 h 0 = 0 m G logarithmisches Dämpfungsdekrement Das Dämpfungsdekrement G des Bauwerkes setzt sich aus drei Komponenten zusammen: G = G 1 + G 2 + G 3 (2a) G 1: Baustoff G 2: Konstruktion G 3: Gründung Werte für G 1, G 2 und G 3 können dem Anhang C entnommen werden. Falls die Ungleichung (1) nicht erfüllt ist, darf zusätzlich das aerodynamische Dämpfungsdekrement G a gemäß ÖNORM B (Gleichung 7) zur Beurteilung der Schwingungsanfälligkeit herangezogen werden: G = G 1 + G 2 + G 3 + G a (2b) Bei schlanken Hochhäusern, Fernsehtürmen und ähnlichen Bauwerken aus Stahlbeton darf anstelle einer genauen Ermittlung die Eigenfrequenz f e der Grundschwingung mit folgender Formel abgeschätzt werden: Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß Bauwerke, die nach Formel (1) als nicht schwingungsanfällig bezüglich böenerregter Schwingungen gelten, durch andere Erregungsmechanismen (z. B. Wirbelresonanzschwingungen oder Flatterschwingungen gemäß Anhang B) in Schwingungen versetzt werden können. Für Bauwerke mit einer Höhe h > m oder mit einem Verhältnis h : b 1 > 20 (siehe Anhang B) ist auf jeden Fall zusätzlich ÖNORM B anzuwenden. Bei der Berechnung der Gesamtbelastung können die nach ÖNORM B , Abschnitt 2, ermittelten Werte geringer sein als jene, die sich nach dem vorliegenden Teil 1 ergeben. In diesem Falle dürfen die Ergebnisse nach ÖNORM B der Bemessung zugrundegelegt werden. 2 Meteorologische Grundlagen Das sverzeichnis (Tabelle 1) gibt e der Windgeschwindigkeit als maximales 2-Sekunden-Mittel der Windgeschwindigkeit in einer Höhe von 10 m über dem Boden für Geländeform I gemäß Tabelle 3 an, das im Mittel einmal in 10 Jahren zu erwarten ist. 2.1 Staudruckprofil Zur Ermittlung des für einen Standort maßgebenden Staudruckprofiles ist wie folgt vorzugehen: Im sverzeichnis ist der dem Standort des Bauwerkes geographisch nächstgelegene aufzusuchen und es ist dessen zu entnehmen. (3)

3 ÖNORM B Seite 3 Übersteigt die des Standortes die in der Tabelle 1 beim geographisch nächstgelegenen angegebene um nicht mehr als 250 m, ist der Tabelle 2 der Staudruck q in Abhängigkeit vom aus dem sverzeichnis, von der Höhe h über dem Boden und von der Geländeform des unmittelbar umgebenden Geländes (Tabelle 3) zu entnehmen. Die Staudruckwerte für verschiedene Höhen h können auch mit der Formel für das Staudruckprofil mit den Werten a 2 der Tabelle 4 berechnet werden. q ist der vom der Windgeschwindigkeit und von der Geländeform abhängige Staudruck in m Höhe (Tabelle 2). Vereinfachend können auch von Formel (4) abweichende Profilformen gewählt werden, deren Staudruckwerte aber an keiner Stelle unter jenen, die sich aus der Formel (4) ergeben, liegen dürfen. Insbesondere kann auch mit abschnittsweise konstanten Werten gemäß Tabelle 2 gerechnet werden. Liegt die des Standortes mehr als 250 m über jener des in der Tabelle 1 angegebenen nächstliegenden es, so sind die Staudrücke nach Tabelle 5 anzunehmen, falls nicht ein diesbezügliches Windgutachten (z. B. von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien) vorliegt. 2.2 Windgeschwindigkeitsprofil Für die Beziehung zwischen der Windgeschwindigkeit X und dem Staudruck q gilt die Gleichung (4) (5) Für Werte q (in kn/m² = kpa) gilt: (6a) (6b) Tabelle 1: sverzeichnis mit en der Windgeschwindigkeit Wien Bezirke 10,11,21,22 alle übrigen Bezirke Burgenland Andau Bad Tatzmannsdorf Eisenstadt Güssing Jennersdorf Mattersburg Neusiedl/See Oberpullendorf Oberwart Pinkafeld Rust St. Michael Kärnten Arnoldstein Bad Kleinkirchheim Bleiburg Eisenkappel Feldkirchen Ferlach Friesach Gmünd Gurk Heiligenblut Hermagor Klagenfurt Kötschach Lavamünd Mallnitz Millstatt Naßfeld Oberdrauburg Obervellach Radenthein Rennweg St. Andrä/Lav. St. Lorenzen/Lav. St. Veit/Glan Spittal/Drau Velden Villach Völkermarkt Wolfsberg Fortsetzung siehe Seite 4

4 Seite 4 ÖNORM B Fortsetzung Tabelle 1 von Seite 3 Niederösterreich Amstetten Baden Bad Vöslau Deutsch-Wagram Fischamend Gänserndorf Gmünd Großenzersdorf Gumpoldskirchen Hainburg Hollabrunn Horn Klosterneuburg Korneuburg Krems Langenlois Marchegg Melk/Donau Mistelbach Mödling Mönichkirchen Neunkirchen Perchtoldsdorf Pottenstein Poysdorf Purkersdorf Retz St. Pölten Scheibbs Schwechat Semmering Sollenau Stockerau Ternitz Traiskirchen TulIn Waidhofen/Thaya Waidhofen/Ybbs Wr. Neustadt Wilhelmsburg Wolkersdorf Zistersdorf Zwettl Oberösterreich Aigen Bad Goisern Bad lschl Bad Leonfelden Braunau Ebensee Eferding Enns Freistadt Gmunden Gosau Grein Grieskirchen Grünau Hallstatt Hinterstoder Kremsmünster Linz Mattighofen Mondsee Obertraun Reichersberg/lnn Ried/lnnkreis Rohrbach/Mühlv. St. Wolfgang Schärding Schwanenstadt Spital/Pyhrn Steyr Traun Vöcklabruck Wels Weyer Windischgarsten Salzburg Abtenau Bad Gastein Bad Hofgastein Bischofshofen Fuschl/See Golling Hallein Kaprun Krimml Lofer Mattsee Mauterndorf Mittersil Mühlbach am Hochkönig Oberndorf Obertauern Fortsetzung siehe Seite 5

5 ÖNORM B Seite 5 Fortsetzung Tabelle 1 von Seite 4 Radstadt Rauris Saalbach Saalfelden Salzburg St. Johann/Pongau Strobl Tamsweg Unken Wagrain Werfen Zell/See Steiermark Admont Bad Aussee Bad Gleichenberg Bad Mitterndorf Birkfeld Bruck/Mur Deutschlandsberg Eibiswald Eisenerz Feldbach Fohnsdorf Friedberg Frohnleiten Fürstenfeld Gleisdorf Graz Gröbming Hartberg Hieflau Judenburg Kapfenberg Knittelfeld Köflach Leibnitz Leoben Liezen Mariazell Murau Mureck Mürzzuschlag Radkersburg St. Nikolai i. S. Schladming Seckau Stainz Trieben Voitsberg Wald/Schoberpaß Weiz Wildon Zeltweg Tirol Ehrwald Fulpmes Hall in Tirol Hintertux Holzgau lmst Innsbruck lschgl Jenbach Kitzbühel Kufstein Landeck Lienz Matrei in Osttirol Mayrhofen Obergurgl Obertilliach Pertisau Reutte St. Anton/Arlberg St. Christoph/Arlberg St. Jakob i. D. St. Johann St. Leonhard/Pitztal Schwaz Seefeld Serfaus Sillian Sölden Steinach am Brenner Tannheim Telfs Virgen Wörgl Zell/Ziller Vorarlberg Bezau Bludenz Bregenz Dornbirn Egg Feldkirch Gargellen Götzis Hohenems Langen Lech Lustenau Mittelberg Partenen Schruns Warth Zürs

6 Tabelle 2: Staudruckwerte q (2-Sekunden-Mittel in kpa = kn/m²) in Abhändigkeit vom aus dem sverzeichnis (Tabelle 1), von der Höhe über dem Boden und von der Geländeform gemäß Tabelle 3 Seite 6 ÖNORM B () Geländeform I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 300 0,60 0,59 0,59 0,67 0,67 0,66 0,75 0,74 0,74 0,83 0,82 0,82 0,92 0,91 0, 1,01 0,99 0,99 1,10 1,09 1,08 1,20 1,18 1,18 1,30 1,28 1,28 1,40 1,39 1,38 1,51 1,50 1, ,56 0,54 0,52 0,63 0,60 0,58 0,70 0,67 0,65 0,78 0,75 0,72 0,86 0,82 0,79 0,94 0, 0,87 1,03 0,99 0, 1,12 1,07 1,04 1,22 1,16 1,12 1,32 1,26 1,22 1,42 1,36 1,31 Zurückziehung: Aktuelles Dokument im Austrian Höhe Standards über Boden Webshop (in anzeigen m) 150 0,54 0,50 0,47 0,60 0,56 0,53 0,67 0,63 0,59 0,74 0,70 0,66 0,82 0,77 0,72 0, 0,84 0,79 0,98 0,92 0,87 1,07 1,00 0,94 1,16 1,09 1,02 1,27 1,18 1,11 1,36 1,27 1,20 0,50 0,46 0,42 0,56 0,51 0,47 0,63 0,57 0,52 0,70 0,63 0,58 0,77 0,70 0,64 0,84 0,76 0,70 0,92 0,83 0,76 1,00 0,91 0,83 1,09 0,99 0, 1,18 1,07 0,97 1,27 1,15 1, ,48 0,43 0,38 0,54 0,48 0,43 0,60 0,53 0,47 0,67 0,59 0,53 0,73 0,65 0,58 0,81 0,71 0,64 0,88 0,78 0,69 0,96 0, 0,76 1,04 0,92 0,82 1,12 1,00 0,89 1,21 1,07 0, ,45 0,39 0,33 0,51 0,43 0,37 0,56 0,48 0,42 0,62 0,53 0,46 0,69 0,59 0,51 0,75 0,65 0,56 0,82 0,71 0,61 0, 0,77 0,66 0,97 0,83 0,72 1,05 0, 0,78 1,14 0,97 0, ,40 0,33 0,27 0,45 0,37 0,30 0,50 0,41 0,33 0,56 0,45 0,37 0,62 0,50 0,41 0,68 0,55 0,45 0,74 0,60 0,49 0,80 0,65 0,53 0,87 0,71 0,58 0,94 0,76 0,62 1,02 0,82 0, ,37 0,29 0,23 0,42 0,32 0,25 0,46 0,36 0,28 0,51 0,40 0,31 0,57 0,44 0,35 0,62 0,48 0,38 0,68 0,53 0,42 0,74 0,58 0,45 0,80 0,63 0,49 0,87 0,68 0,53 0,94 0,73 0, ,35 0,26 0,23 0,39 0,29 0,25 0,44 0,33 0,28 0,48 0,36 0,31 0,53 0,40 0,35 0,58 0,44 0,38 0,64 0,48 0,42 0,69 0,52 0,45 0,75 0,57 0,49 0,81 0,61 0,53 0,88 0,66 0,57 6 0,32 0,26 0,23 0,36 0,29 0,25 0,40 0,33 0,28 0,44 0,36 0,31 0,49 0,40 0,35 0,54 0,44 0,38 0,59 0,48 0,42 0,64 0,52 0,45 0,69 0,57 0,49 0,75 0,61 0,53 0,81 0,66 0,57

7 ÖNORM B Seite 7 Tabelle 3: Geländeformen Geländeform I II III Typische Geländebeispiele Ebenes und hügeliges Gelände, frei oder vereinzelt mit Häusern, Bäumen, Dämmen oder dergleichen bestanden; Seeufer; ausgesetzte Lagen in hügeligem Gelände. Gelände mit zahlreichen Hindernissen für den Wind. Darunter fallen Städte, Waldgebiete und mit Waldgruppen bestandenes Gelände, geschützte Lagen in hügeligem, bergigem Gelände. Die mittlere Höhe der Hindernisse (mittlere Dachhöhe) sollte mindestens 10 m betragen. Gelände, das von zahlreichen, großen Hindernissen für den Wind bestanden ist, deren mittlere Höhe (mittlere Dachhöhe) mindestens 25 m beträgt. Diese Geländeform tritt nur in Zentren von größeren Städten auf, wo die Gebäude nicht nur sehr hoch sind, sondern es sich auch um eine sehr dichte Bebauung handelt. Da sich das für die größere Bodenrauhigkeit geltende Staudruckprofil beim Übergang von einer Geländeform in eine andere nur allmählich ausbildet, ist eine Übergangszone von jeweils ca. 800 m noch der ungünstigeren Geländeform zuzurechnen. In Zweifelsfällen ist jedenfalls mit der ungünstigeren Form zu rechnen. Tabelle 4: Exponenten a 2 (für 2-Sekunden-Mittel) und Gültigkeitsbereich von Formel (4) Geländeform a 2 Grenzhöhe I II III 0,08 0,12 0,16 6 m 10 m 15 m Unterhalb der Grenzhöhe sind die Staudruckwerte der Grenzhöhe anzusetzen. Tabelle 5: Staudruckwerte q (in kn/m² = kpa) für windexponierte Lagen Höhe über dem Boden () () 300 1, , ,36 1, , , , , ,88 6 0, Zwischenwerte dürfen linear interpoliert werden. 1,65 2,13