Holztürme Brück Statische Analyse und Berechnungen am Holzturm III

Präsentation zum Thema: "Holztürme Brück Statische Analyse und Berechnungen am Holzturm III"—  Präsentation transkript:

1 Holztürme Brück Statische Analyse und Berechnungen am Holzturm III
Niko Retzlaff - Adrian Grabara - Ermin Grbo - Björn Rosin - Renan Gondim

2 Gliederung: Analyse und Auswertung der Originalstatik
- Belastungen auf das System Vergleichsberechnung mit EDV an 2D und 3D Systemen - Kräfte und Verformungen der Türme Abgleich der Ergebnisse mit Originalstatik Bemessung der maßgebenden Bauteile nach heutiger Norm

3 Systemidealisierung Originalberechnung:

4 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

5 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

6 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

7 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

8 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

9 Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel)
Einwirkungen: Eigenlast (Brücke) Eigenlast (Turmgerüst) Eigenlast (Treppe) Eigenlast (Spiegel) Wind in x Wind in x (Treppe) Wind in x (Spiegel) Wind in y Wind in y (Treppe) Wind in y (Spiegel) Antennenlast (oberer Knoten) Antennenlast (unterer Knoten) Verkehrslast (Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Kragarm) Schneelast (Brücke Feld) Schneelast (Brücke Zwischenpodest) Schneelast (Brücke Treppe)

10 Vergleichsberechnungen:
- Brücke: 3D-Modell Brückenträger

11 Statisches System (2D) - Längsträger Brücke:
Idealisierung für Wind - Queranströmung auf Schmalseite: Träger 1: Träger 2:

12 Superposition Teilsysteme Gesamtsystem:
+

13 Originalberechnung: Originalberechnung:

14 „Denkmalschutz“

15 Schnittgrößenermittlung:
- Türme: 3D Modell - Türme

16 Originalberechnung: Originalberechnung:

17 Statisches System (2D) Turm – Träger I und III : Idealisierung für Wind – QA auf Schmalseite: Träger I1 und III1 Träger I2 und III2

18 Träger I1 und III1 - Schnittgrößen N [KN]:

19 Originalberechnung: Originalberechnung:

20 Originalberechnung: Originalberechnung:

21 Superposition Teilsysteme Gesamtsystem:
+

22 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 22

23 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 23

24 Stabkrafttabelle – Liste Nr. 6
24

25 25

26 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 26

27 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 27

28 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 28

29 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 29

30 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 30

31 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 31

32 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Lastfallkombination am Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung Verlauf der Normalkräfte 32

33 Stabkrafttabelle – Liste Nr. 6
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35 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Verformung des Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung max u = 0,536cm 35

36 Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung
Verformung des Gesamtmodell: Eigenlast Wind in x Wind in y Wind Schräganströmung Schneelast Eigenlast und Schräganströmung Eigenlast, Schnee und Schräganströmung max u = 10,868cm 36

37 Interpretation der Verformungen:
Max vertikale Durchbiegung des Gesamtsystems bei Lastfallkombination 1 (gges) max u = 0,536cm zul l/300 = 2202/300 = 7,34cm Ausnutzung: 0,536/7,34 = 0,073 → 7,3%

38 Interpretation der Verformungen:
Max horizontale Verschiebung des Gesamtsystems bei Lastfallkombination 7 (g+s+wschräg) max u = 10,828cm zul l/150 = 5269/150 = 35,13cm Ausnutzung: 10,828/35,13 = 0,308 → 30,8% Schwingungsanalyse erforderlich

39 Bemessung nach DIN 1052, Aug. 2004:
Bemessung der Stützen S1: Nachweis auf Zug und Biegung nach DIN 1052: ; Abschn : Material: Originalstatik: Nadelholz – GK I, σz = 8,75 N/mm² (GSK) Vergleichsmaterial: Nadelholz C30, ft,0,k = 18 N/mm² (TSK) Maßgebende LFK: Maximale Stabkraft (Nk) Bemessungswert (Nd) Eigengewicht (Spiegel, Brücke, Turm, Treppe) Wind Schräganströmung max. S1 = ,5 KN ~ 105 t (105 Pkw) 1048,5 x 1,4 = ,9 KN + Schneelast + Wind Schräganströmung min. S1 = ,5 KN ~ 139 t (139 Pkw) 1396,5 x 1,4 = ,1 KN sk = 5,65 m (Länge der Stütze) 39

40 105 Tonnen über die Stütze (DRUCK)

41 139 Tonnen ziehen die Stütze (ZUG)

42 Vergleich Originalstatik:
Querschnittsfläche: A = 4 x 4 x 9 x 9 = 1296 cm² Nachweis: 1,17 0,02 NW nicht erbracht ! Vergleich Originalstatik: NW erbracht (92,6%)

43 Nachweis auf Druck (Knicken) und Biegung
nach DIN 1052: ; Abschn : Querschnittsfläche: A = 4 x 24 x 24 cm² = 2304 cm²

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45 NW erbracht NW erbracht

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!