Projektarbeit Statik von Hopfengerüstanlagen
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- Reinhardt Winkler
- vor 8 Jahren
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Transkript
1 Projektarbeit Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 1
2 Hallertauer Gerüstanlage In der Hallertau verwüstete ein verheerendes Unwetter mit tornadoartigem Sturm in der Nacht vom 07. zum 08. August 2008 zwischen Wolnzach und Volkenschwand über 200 ha Gerüstanlagen und Vollertragshopfen. Vielerorts sind die Hopfenreben durch Sturmeinwirkung vom Hopfengerüst gefallen, gebietsweise die Hopfengerüste völlig zusammengebrochen. Vereinigte Hagelversicherung VVaG Meldung vom Slide 2
3 Hallertauer Gerüstanlage Slide 3
4 Hallertauer Gerüstanlage Slide 4
5 Projektarbeit Statik von Hopfengerüstanlagen Gliederung: 1. Vorstellung der untersuchten Systeme - Hallertauer System - Tettnanger System - Elbe-Saale-System 2. Statische Berechnung und Ergebnisse 3. Zusammenfassung und Ausblick Slide 5
6 Hopfenanbaugebiete in Deutschland Elbe-Saale Spalt / Hersbruck Hallertau Tettnang Slide 6
7 Typische Hallertauer Gerüstanlage Slide 7
8 Typische Hallertauer Gerüstanlage Längsseil Querseil Randmast Abspannseil Schraubanker Slide 8
9 Hallertauer Gerüstanlage Slide 9
10 Hallertauer Gerüstanlage Slide 10
11 Hallertauer Gerüstanlage Slide 11
12 Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage Slide 12
13 Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage Zwickelseil Überspannung Querseil Slide 13
14 Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage Slide 14
15 Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage Slide 15
16 Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage unverschiebliche Verbindung zwischen Querseil und Mast mit Seilklemmen kann einen Gesamteinsturz des Hopfengerüstes verhindern Slide 16
17 Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage Slide 17
18 Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage Diagonal- Seil Slide 18
19 Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage Slide 19
20 Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage Slide 20
21 Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage Slide 21
22 Statische Berechnung Was ist Sofistik? Was kann Sofistik? Slide 22
23 Statische Berechnung System Hallertau Slide 23
24 Statische Berechnung System Hallertau realitätsgetreue Materialen, Abmessungen, Querschnitte und Vorspannung regional unterschiedliche Bodenkennwerte Slide 24
25 Statische Berechnung Windgeschwindigkeitsdruck Windbelastung nach DIN 1055: q=0,50 kn/m² (gilt für geschlossene Wand Abminderung um 1/3) Slide 25
26 max Statische Berechnung Wind System Hallertau Slide 26
27 Statische Berechnung System Tettnang Slide 27
28 max Statische Berechnung Wind System Tettnang Slide 28
29 Statische Berechnung System Elbe-Saale Slide 29
30 max Statische Berechnung Wind System Elbe-Saale Slide 30
31 Statische Berechnung Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind quer) Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Hallertau mit Vorspannung Längsrichtung Querrichtung Druckkraft in kn Kraft in Randsäule Ost (Wind quer) Längsrichtung Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Querrichtung Hallertau mit Vorspannung Druckkraft in kn Slide 31
32 Statische Berechnung Kraft in Randsäule Süd (Wind längs) Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Hallertau mit Vorspannung Längsrichtung Querrichtung Druckkraft in kn Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs) Längsrichtung Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Querrichtung Hallertau mit Vorspannung Tettnang Druckkraft in kn Hallertau Slide 32
33 Statische Berechnung Kraft in Randsäule Süd (Wind längs) Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Hallertau mit Vorspannung Längsrichtung Querrichtung Druckkraft in kn Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs) Längsrichtung Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Querrichtung Hallertau mit Vorspannung Tettnang Druckkraft in kn Hallertau Slide 33
34 Statische Berechnung Seildurchhang mittiges Querseil Randfeld (ohne Wind) Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Hallertau mit Vorspannung Längsrichtung Querrichtung Seildurchhang in mm Seildurchhang mittiges Querseil (ohne Wind) Längsrichtung Tettnang ohne Vorspannung Tettnang mit Vorspannung Elbe-Saale Hallertau ohne Vorspannung Querrichtung Hallertau mit Vorspannung Seildurchhang in mm Slide 34
35 Statische Berechnung 76 3,40 m 45 Änderung der Abspannungsneigung 8,75 m Slide 35
36 Statische Berechnung Kraft in Abspannseilen in kn Seil 98 Seil 99 Seil 100 Seil 101 Neigung 76 Neigung 45 Seil 106 Seil 107 Druckkraft in Rand- bzw. Eckmast in kn Säule 1101 (Eckmast) Säule 4101 (Randmast) Neigung 76 Neigung 45 Slide 36
37 Zusammenfassung System Hallertau Windlast nach DIN (statistische Wiederkehrperiode: 50 Jahre) Die Abtragung der Windkräfte erfolgt größtenteils quer zur Windrichtung Hohe Belastungen treten erwartungsgemäß am Randbereich auf Beanspruchung der Eckbereiche sehr hoch Alle Schnittgrößen der untersuchten Bauteile liegen nahe an deren Bruchlasten Abspannungen bei Hallertauer Gerüst sehr steil Hohe Zugkraft auf Anker, hohe Druckkraft auf Rand- bzw. Eckmasten Slide 37
38 Lösungsvorschläge System Hallertau Anzahl der Abspannungen an den Ecken erhöhen (Anker in Kraftrichtung) Winkel der Abspannung flacher wählen und evtl. Vorgelege einführen (horizontale Kraftabtragung, vgl. Elbe-Saale-System) Betonmasten an Ecken verwenden Betonerdanker verwenden; Seildurchmesser für Abspannseile erhöhen Bei Erhöhung der Anzahl der Schraubanker: Mindestabstände beachten; Ausbruchkegel Slide 38
39 Ausblick Berechnung der Systeme unter der Berücksichtigung, dass die Seile nicht gekoppelt sind (evtl. Reibung durch Federn simulieren) Erdanker als Zugfeder simulieren Verhalten bei Mastbruch untersuchen Dynamische Betrachtung (Windböen, Schwingungsanfälligkeit, Berücksichtigung der Aerodynamik, etc.) Slide 39
40 Ausblick Berücksichtigung der Topographie Berücksichtigung der Feldform (z.b. spitzes Eck, stumpfes Eck) Einspanngrad der Holzmasten genauer untersuchen Bodenabhängiges Setzungsverhalten der Holzmasten ermitteln Auswirkung von Rost auf Seile bzw. Fäulnis auf Holzmasten Slide 40
41 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Slide 41
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