Projektarbeit – Statik von Hopfengerüstanlagen · 2012-11-27 · Projektarbeit HS Regensburg -...

Preview:

Citation preview

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Projektarbeit –Statik von Hopfengerüstanlagen

Slide 1

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

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.“

Slide 2

Vereinigte Hagelversicherung VVaGMeldung vom 13.08.2008

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hallertauer Gerüstanlage

Slide 3

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hallertauer Gerüstanlage

Slide 4

Projektarbeit –Statik von Hopfengerüstanlagen

Slide 5Projektarbeit HS Regensburg - 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

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hopfenanbaugebiete in Deutschland

Elbe-Saale

Spalt / Hersbruck

Hallertau

Tettnang

Slide 6

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Typische Hallertauer Gerüstanlage

Slide 7

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Typische Hallertauer Gerüstanlage

Slide 8

Abspannseil

Randmast

Querseil

Schraubanker

Längsseil

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hallertauer Gerüstanlage

Slide 9

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hallertauer Gerüstanlage

Slide 10

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Hallertauer Gerüstanlage

Slide 11

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

Slide 12

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

Slide 13

Überspannung

Zwickelseil

Querseil

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

Slide 14

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

Slide 15

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

Slide 16

unverschiebliche Verbindungzwischen Querseil und Mastmit Seilklemmen→ kann einen Gesamteinsturz des

Hopfengerüstes verhindern

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

Slide 17

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

Slide 18

Diagonal-“Seil“

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

Slide 19

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

Slide 20

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

Slide 21

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 22

Was ist Sofistik?

Was kann Sofistik?

Statische Berechnung

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 23

System Hallertau

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 24

System Hallertau

realitätsgetreueMaterialen, Abmessungen,Querschnitte und Vorspannung

regional unterschiedliche Bodenkennwerte

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 25

Windbelastung nach DIN 1055: q=0,50 kN/m²(gilt für geschlossene Wand → Abminderung um 1/3)

Windgeschwindigkeitsdruck

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 26

Wind

System Hallertau

0m

ax

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 27

System Tettnang

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 28

Wind

System Tettnang

0m

ax

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 29

System Elbe-Saale

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 30

Wind

System Elbe-Saale

0m

ax

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 31

0 20 40 60 80 100 120

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Randsäule Ost (Wind quer)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind quer)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 32

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 20 40 60 80 100 120 140

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

TettnangHallertau

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 33

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 20 40 60 80 100 120 140

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

TettnangHallertau

0 100 200 300 400 500 600

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Seildurchhang in mm

Seildurchhang mittiges Querseil Randfeld (ohne Wind)

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 34

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 100 200 300 400 500 600 700

Hallertau mit Vorspannung

Hallertau ohne Vorspannung

Elbe-Saale

Tettnang mit Vorspannung

Tettnang ohne Vorspannung

Seildurchhang in mm

Seildurchhang mittiges Querseil (ohne Wind)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 35

3,40 m8,75 m

45°

Änderung derAbspannungsneigung

76°

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Statische Berechnung

Slide 36

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Seil 98

Seil 99

Seil 100

Seil 101

Seil 106

Seil 107

Kraft in Abspannseilen in kN

Neigung 76°

Neigung 45°

0 50 100 150 200 250 300

Säule 1101 (Eckmast)

Säule 4101 (Randmast)

Druckkraft in Rand- bzw. Eckmast in kN

Neigung 76°

Neigung 45°

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

ZusammenfassungSystem Hallertau

Slide 37

• Windlast nach DIN 1055-4 (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

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

LösungsvorschlägeSystem Hallertau

Slide 38

• 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

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ausblick

Slide 39

• 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.)

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Ausblick

Slide 40

• 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

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 41

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!

Recommended