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Statische Berechnung - Metallbau Riedel GmbH

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong><br />

Lärchenbergweg 2<br />

02681 Wilthen<br />

Tel. 03592-33349<br />

Fax. 03592-501316<br />

<strong>Riedel</strong>-Wilthen@t-online.de<br />

___________________________________________________________________________________<br />

<strong>Statische</strong> <strong>Berechnung</strong><br />

zur Funkübertragungsstation<br />

- Tragwerksplanung -<br />

___________________________________________________________________________________<br />

Auftraggeber : ......................<br />

......................<br />

.....................<br />

.....................<br />

Auftragnehmer: <strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong><br />

Lärchenbergweg 2<br />

02681 Wilthen<br />

T.: 03592/ 33349<br />

F.: 03592/ 501316<br />

Tragwerksplaner: <strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong><br />

Lärchenbergweg 2<br />

02681 Wilthen<br />

T.: 03592/ 33349<br />

F.: 03592/ 501316<br />

Für die <strong>Berechnung</strong><br />

Wilthen, 10.11.2004: Dipl.-Ing.(BA) A. Faragó<br />

Steuer Nr.<br />

204/114/02372<br />

Sitz der Gesellschaft :Wilthen Volksbank : Registergericht Dresden<br />

Geschäftsführer :Burgmeier ,Jörg BLZ : 85590000 Kto.310143707 HRB 9874


- Tragwerksplanung D1 - Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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INHALTSVERZEICHNIS<br />

Inhalt: Seite:<br />

1. Erläuterungsbericht 3<br />

2. <strong>Statische</strong>s System 3<br />

3. Lastannahmen 4<br />

4. Schnittgrößenermittlung 9<br />

5. Nachweisführung 10<br />

6. Abschließende Bemerkung 17<br />

Anlagen:<br />

Anlage 1 Antennendatenblatt K 736 347 (1 Seite)<br />

Anlage 2 Antennendatenblätter Rifu (3 Seiten)<br />

Anlage 3 Datenblätter Söll-Steigschutzleiter (2 Seiten)<br />

Anlage 4 <strong>Berechnung</strong>sprotokoll Antennentragkonstruktion ( 22 Seiten)<br />

Literatur und Unterlagen:<br />

/1/ <strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong>: Ausführungsplanung D1-Antennenträger zur FuÜst<br />

Unterwürschnitz 1000; Wilthen, 086/ 2004<br />

/2/ DIN 18800 Stahlbauten - Bemessung und Konstruktion (11/90)<br />

/3/ Schneider - Bautabellen 14. Auflage, Werner Verlag, Düsseldorf, 2001<br />

/4/ DIN 1055 - Lastannahmen für Bauten<br />

/5/ DIN 4131 - Antennentragwerke aus Stahl (11/91)<br />

/6/ DIN 1045 – Beton und Stahlbeton – Bemessung und Ausführung (07/88)<br />

/7/ Baugrundbüro Hommel: Geotechnisches Gutachten zur Baugrunduntersuchung für den<br />

Neubau der Mobilfunkstation Unterwürschnitz 1000, Dresden 28.10.2004.<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 2 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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1. Erläuterungsbericht<br />

Es ist geplant, am Funkübertragungsstandort Unterwürschnitz 1000 Funkinfrastruktur des<br />

Mobilfunkbetreibers T-Mobile zu installieren.<br />

Zu diesem Zweck soll ein Masten errichtet werden (Höhe 9,99 m) welcher zur Aufnahme<br />

von zwei D1-Rundstrahlern (K 736 347) und einer Richtfunkantenne der Abmessung 0,6<br />

m dient.<br />

Die <strong>Berechnung</strong> erfolgt auf Grundlage der gültigen technischen Vorschriften, wobei<br />

vorrangig auf DIN 4131 Bezug genommen wird. Die Nachweisführung der<br />

Stahlkonstruktion erfolgt auf Grundlage der DIN 18800.<br />

2. <strong>Statische</strong>s System<br />

Aus der Konstruktion gemäß der zugehörigen Ausführungsplanung (<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong>,<br />

06/2004) wird nachfolgend dargestelltes statisches System zur <strong>Berechnung</strong> herangezogen.<br />

+11,5 m M itte Ant.<br />

+8,8 m Rifu 0.6<br />

+0,0 m GOK.<br />

1.00<br />

.50<br />

10.00<br />

1x Rifu 0,6<br />

K 736 347<br />

MSH 80x8<br />

Bild 1: statisches System des Antennenträger<br />

0.25<br />

5.00<br />

K 736 347<br />

Montageflansch<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 3 10.11.2004<br />

Ø 323,9x10 Ø 219,1x8<br />

4.00<br />

2.50<br />

3.00<br />

Blockfundament<br />

Magerbeton


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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3. Lastannahmen<br />

3.1 Ständige Lasten:<br />

3.1.1 Ständige Last der Tragkonstruktion<br />

Als ständige Last werden die Eigenlasten der Tragkonstruktion angesetzt.<br />

Rohr 323,9x10: DIN 2448 g = 0,774 kN/m<br />

Rohr 219,1x8: DIN 2448 g = 0,416 kN/m<br />

Rohr 76,1x5: DIN 2448 g = 0,088 kN/m<br />

MSH 80x80x8: DIN 59410 g = 0,192 kN/m<br />

3.1.2. Ständige Last der Antennen und Kabel<br />

Eigenlast einer Antennen K 736 347:<br />

Nach Antennendatenblatt (vgl. Anlage 1): G = 0,08 kN<br />

Zur <strong>Berechnung</strong> der Schnitt- und Verformungsgrößen wird für die Antennen K 736 347<br />

innerhalb des Statikprogramms pcae (Anlage 4) eine Rohr der Abmessung 51x2,6 mm<br />

eingesetzt. Dadurch geht das Eigengewicht des Rohres in die <strong>Berechnung</strong> ein, und die<br />

Antenneneigenlast kann somit entfallen.<br />

Eigenlast einer Richtfunkantenne Drm. 0,60 m (vgl. Anlage 2): G Rifu = 0,15 kN<br />

zzgl. Eigengewicht des Vorsatzrohres +Ausleger: G Halterung = 0,50 kN<br />

Summe Richtfunkantennen und Halterung: G Rifu ges = 0,65 kN<br />

Eigenlast der Kabel (geschätzt): g = 0,10 kN /m<br />

3.1.3 Ständige Last der Ausrüstung<br />

Steigleiter Fabrikat Söll-Y-Baum mit Schellenbefestigung (vgl. Anlage 3):<br />

Leiter: g = 0,05 kN/m (inkl. Schellen)<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 4 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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3.2 Veränderliche Lasten:<br />

3.2.1 Eislast<br />

Gemäß DIN 1055 /9/ ist für Geländehöhen unter 400 m über NN. mit einem allseitigen<br />

Eisansatz von 3 cm zu rechnen. Als Eiswichte sind 7 kN/m 3 anzusetzen.<br />

g = 7,0 kN/m 3 a = 3,0 cm<br />

3.2.1.1 Eislast an der Tragkonstruktion<br />

Rohr 323,9x10: p Eis Rohr 323,9 = 0,324 x π x 0,03 x 7 = 0,213 kN/m<br />

Rohr 219,1x8: p Eis Rohr 219 = 0,219 x π x 0,03 x 7 = 0,145 kN/m<br />

Rohr 76,1x5: p Eis Rohr 76,1 = 0,076x π x 0,03 x 7 = 0,050 kN/m<br />

MSH 80x80x8: p Eis MSH 80x8 = 4 x 0,08 x 0,03 x 7 = 0,067 kN/m<br />

3.2.1.2 Eislast an Antennen und Kabeln<br />

Der Eisansatz an den Kabeln wird vernachlässigt, da sich zusammen mit den Tragrohren<br />

nur ein Eisabsatz aufbaut.<br />

Eislast an einer Antennen K 736 347 (vgl .Anlage 1):<br />

p Eis K 736 347 = 0,051x π x 0,03 x 7 = 0,034 kN/m<br />

Eislast an einer Richtfunkantenne Drm. 0,60 m (vgl. Anlage 2):<br />

2 ⋅π<br />

2<br />

P Eis = ( ⋅ 0,<br />

72 + π ⋅ 0,<br />

72 ⋅ 0,<br />

30)<br />

⋅ 0,<br />

03 ⋅ 7<br />

4<br />

3.2.1.3 Eislast an der Ausrüstung<br />

) = 0,313 kN/m<br />

P Eis Rifuhalterung = 0,3 kN (pauschal)<br />

Summe Eis Rifu: = 0.613 kN<br />

Eislast an Steigleiter Fabrikat Söll-Y-Baum mit Schellenbefestigung (vgl. Anlage 3)<br />

Für den Eisansatz an der Steigleiter werden die Herstellerangaben zur <strong>Berechnung</strong><br />

herangezogen:<br />

Leiter: p Eis = 0,122 kN/m<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 5 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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3.2.2 Windlast<br />

3.2.2.1 grundlegende Annahmen<br />

Die Anlage befindet sich in der Gemeinde Hundsgrün bei Plauen. Gemäß DIN 4131 /5/<br />

ist dieses Gebiet der Windlastzone II zuzuordnen. Demnach gilt:<br />

Windlastzone I: q0 = 1,05 kN/m 2<br />

Standort relativ eben: Δ q = 0,0 kN/m 2<br />

Für die <strong>Berechnung</strong> wird der Staudruck in Höhe der Antennen angesetzt. Die<br />

Montagehöhe der Antennen beträgt ca. 12 m (< 50 m) über Gelände. Somit ergibt sich<br />

folgender Staudruck:<br />

h 12<br />

Staudruck: q = 0,75 x (1+ ) x q0 = 0,75 x (1+ ) x 1,05 = 0,882 kN/m<br />

100<br />

100<br />

2<br />

Frequenz des Grundtones: f1 = 1,20 Hz (geschätzt)<br />

T1 = 0,83 s<br />

Böenreaktionsfaktoren: η = 1,0 (h < 50m) / δ = 0,<br />

1<br />

φ B0<br />

= 1 + (0,042 T - 0,0019 T 2 ) x δ B<br />

-0,63 = 1,144<br />

B φ = B0<br />

φ x η = 1,144<br />

Rechenwert des Staudruckes:<br />

qd = B φ x q = 1,144 x 0,882 = 1,01 kN/m2 (entspr.: 145 km/h)<br />

Rechenwert des Staudruckes bei Eisansatz:<br />

qd Eis =0,75 x qd = 0,76 kN/m 2 (entspr.: 126 km/h)<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 6 10.11.2004<br />

B


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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3.2.2.2 Windlast ohne Eisansatz<br />

a.) Windlast auf Rohrmast Drm. 323,9x10:<br />

Streckung: h=10,00 m / b = 0,323 m<br />

h/b =31 / λ = 31 Völligkeitsgrad: ϕ = 1,0 ψ = 0,82<br />

d m<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

d<br />

) c f0 = 0,941<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,941 x 0,82 = 0,77<br />

p Rohr 168 = d x q d x c f = 0,323 x 1,01 x 0,77 = 0,252 kN/m<br />

b.) Windlast auf Aufsatzmast Drm. 219,1x8:<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,953 x 0,82 = 0,78<br />

d m<br />

) c f0 = 0,953<br />

d<br />

p Rohr 168 = d x q d x c f = 0,219 x 1,01 x 0,78 = 0,173 kN/m<br />

c.) Windlast auf Rohr Drm. 76,1x5:<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,982 x 0,82 = 0,78<br />

d m ) c f0 = 0,982<br />

d<br />

p Rohr 168 = d x q d x c f = 0,076 x 1,01 x 0,78 = 0,059 kN/m<br />

d.) Windlast auf Ausleger MSH 80x80x8::<br />

c f0 = 1,9<br />

c f = c f0 x ψ = 1,56<br />

p = d x q d x c f = 0,08 x 1,01 x 1,56 = 0,126 kN/m<br />

e.) Windlast auf Antennen:<br />

Antennen K 736 347 (vgl .Anlage 1): P W = 0,21 kN<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 7 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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Richtfunkantenne Drm. 0,6 m (vgl .Anlage 2):<br />

A w = 0, 408 m 2 c f = 1,4<br />

P W = AW x q d x c f = 0,408 x 1,01 x 1,4 = 0,58 kN<br />

f.) Windlast auf Söll-Leiter (vgl. Anlage 3):<br />

A w = 0,096 m 2 / m c f = 1,6<br />

p w = q x A w x c f = 0,155 kN/ m<br />

3.2.2.3 Windlast mit Eisansatz<br />

a.) Windlast mit Eisansatz auf Rohrmast Drm. 323,9x10:<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

c f0 = 0,91- 0,065 log<br />

d m<br />

d 0<br />

für d > 0,1 m mit d0 = 1 m<br />

c f0 = 0,937 ψ = 0,79 (bei d =383 mm)<br />

c f = c f0 x ψ = 0,937 x 0,79 = 0,74<br />

p Eis = d x q d x c f = 0,383 x 0,76 x 0,74 = 0,216 kN/m<br />

b.) Wind mit Eis auf Aufsatzmast Drm. 219,1x8:<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,946 x 0,79 = 0,75<br />

d m ) c f0 = 0,946<br />

d<br />

p Rohr 168 = d x q d x c f = 0,279 x 0,76 x 0,75 = 0,159 kN/m<br />

c.) Windlast mit Eis auf Rohr Drm. 76,1x5:<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

d m ) c f0 = 0,966<br />

d<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,966 x 0,79 = 0,76<br />

p Rohr 168 = d x q d x c f = 0,136 x 0,76 x 0,76 = 0,078 kN/m<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 8 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

d.) Windlast mit Eis auf Ausleger MSH 80x80x8::<br />

c f0 = 1,9<br />

c f = c f0 x ψ = 1,51<br />

p = d x q d x c f = 0,14 x 0,76 x 1,51 = 0,160 kN/m<br />

e.) Windlast mit Eis auf Antennen:<br />

Antennen K 736 347 (vgl .Anlage 1): - Außendurchmesser 51 mm, demnach Windlast –<br />

ermittlung wie Rohr:<br />

c f0 = 0,91 –0,065 log (<br />

0<br />

c f = c f0 x ψ = 0,972 x 0,79 = 0,77<br />

d m ) c f0 = 0,972<br />

d<br />

p Rohr 51 = d x q d x c f = 0,111 x 0,76 x 0,77 = 0,064 kN/m<br />

Richtfunkantenne Drm. 0,6 m (vgl .Anlage 2):<br />

A w = 0, 479 m 2 c f = 1,4<br />

P W = AW x q d x c f = 0,479 x 0,76 x 1,4 = 0,51 kN<br />

g.) Windlast auf Söll-Leiter (vgl. Anlage 4):<br />

A w = 0,209 m 2 / m c f = 1,6<br />

p w Eis = q x A w x c f = 0,254 kN<br />

4. Schnittgrößenermittlung<br />

Die Ermittlung der Schnittgrößen erfolgt unter Nutzung des Programms PCAE (DTE 2.1)<br />

als räumliches Stabtragwerk. Wie aus der Anlage 1 (<strong>Berechnung</strong>sprotokoll) ersichtlich<br />

wird, werden die Lastfälle einzeln eingegeben und zu den jeweiligen Lastkollektiven,<br />

unter Einrechnung der Teilsicherheitsfaktoren, überlagert. Es wird der vollständige<br />

Schnittgrößen- und Verformungszustand für diese Lastgruppen nach Theorie 2. Ordnung<br />

ermittelt.<br />

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<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 9 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

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Anmerkung: Zur Schnittgrößen und Verformungsermittlung wurde für die Antennen ein<br />

Rohrquerschnitt der Dimension Drm. 51 mm eingesetzt.<br />

5. Nachweisführung<br />

Werkstoff: S 235 JR :<br />

Die Grenznormalspannung σ R,d für S 235 JR :<br />

Die Grenzschubspannung τ R,d für S 235 JR :<br />

2<br />

f y , k = 240N / mm und γ M = 1,<br />

1<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 10 10.11.2004<br />

σ<br />

τ<br />

R , d<br />

R , d<br />

218N / mm<br />

=<br />

126N / mm<br />

=<br />

N<br />

207<br />

mm<br />

Grenzschweißnahtspannung σ WR, d für S 235 JR: σ W = R,<br />

d<br />

2<br />

Die Nachweise werden nach dem Verfahren „ elastisch/ elastisch “ geführt !<br />

5.1. Nachweis des Rohrquerschnittes Drm. 323,9x10:<br />

Maßgebende Schnittgrößen (Lastkollektiv 6) : Stab 1 /Knoten 1 (vgl. Anlage 4):<br />

M z<br />

= 47,<br />

2kNm<br />

N = 19,<br />

1kN<br />

Q = 8,<br />

06kN<br />

Querschnittswerte für Rohr 323,9x10:<br />

/a/ Spannungsnachweis:<br />

A =<br />

98, 6cm<br />

M z<br />

Vorhandene Normalspannung: σ vorh = +<br />

W<br />

2<br />

z<br />

2<br />

2<br />

3<br />

Wel = 751cm<br />

47,<br />

2kNm<br />

19,<br />

1kN<br />

N<br />

N<br />

σ vorh = + σ<br />

3<br />

2<br />

vorh = 64,<br />

8 < σ 2 R,<br />

d = 218 2<br />

751cm<br />

98,<br />

6cm<br />

mm<br />

mm<br />

σ<br />

vorh<br />

Ein Vergleichspannungsnachweis kann entfallen, da < 0,<br />

5.<br />

σ<br />

R,<br />

d<br />

N<br />

A


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

/b/ Beulnachweis (vereinfacht, grenz d/t):<br />

Bedingung:<br />

σ N =<br />

⎛ d ⎞ ⎛ σ<br />

grenz⎜<br />

⎟ =<br />

t ⎜<br />

⎜90<br />

− 20<br />

⎝ ⎠ ⎝ σ<br />

N 2<br />

= 1, 22N<br />

/ mm σ 1 =<br />

A<br />

N<br />

A<br />

N<br />

1<br />

+<br />

⎞ 240<br />

⎟ ∗<br />

⎠ σ 1 ∗γ<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 11 10.11.2004<br />

M<br />

W<br />

⎛ d ⎞<br />

d<br />

grenz ⎜ ⎟ = 295 > 32,<br />

4 = Nachweis erfüllt!<br />

⎝ t ⎠<br />

t<br />

5.2. Nachweis des Rohrquerschnittes Drm. 219,1x8:<br />

M<br />

≥<br />

d<br />

t<br />

= 64, 8N<br />

/ mm<br />

Maßgebende Schnittgrößen (Lastkollektiv 6) : Stab 2 / Knoten 2 (vgl. Anlage 4):<br />

M z<br />

= 15,<br />

5kNm<br />

N = 10,<br />

3kN<br />

Q = 4,<br />

59kN<br />

Querschnittswerte für Rohr 219,1x8:<br />

/a/ Spannungsnachweis:<br />

A =<br />

53, 1cm<br />

2<br />

2<br />

3<br />

Wel = 270cm<br />

M z<br />

Vorhandene Normalspannung: σ vorh = +<br />

W<br />

15,<br />

5kNm<br />

10,<br />

3kN<br />

N<br />

N<br />

σ vorh = + σ<br />

3<br />

2<br />

vorh = 59,<br />

3 < σ 2 R,<br />

d = 218 2<br />

270m<br />

53,<br />

1cm<br />

mm<br />

mm<br />

σ vorh<br />

Ein Vergleichspannungsnachweis kann entfallen, da < 0,<br />

5.<br />

σ<br />

/b/ Beulnachweis (vereinfacht, grenz d/t):<br />

Bedingung:<br />

σ N =<br />

⎛ d ⎞ ⎛ σ<br />

grenz⎜<br />

⎟ =<br />

t ⎜<br />

⎜90<br />

− 20<br />

⎝ ⎠ ⎝ σ<br />

N 2<br />

= 1, 94N<br />

/ mm σ 1 =<br />

A<br />

N<br />

A<br />

N<br />

1<br />

+<br />

⎞ 240<br />

⎟ ∗<br />

⎠ σ 1 ∗γ<br />

M<br />

W<br />

⎛ d ⎞<br />

d<br />

grenz ⎜ ⎟ = 328 > 27,<br />

4 = Nachweis erfüllt!<br />

⎝ t ⎠<br />

t<br />

R,<br />

d<br />

M<br />

≥<br />

d<br />

t<br />

= 59, 3N<br />

/ mm<br />

2<br />

z<br />

N<br />

A


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

5.3. Nachweis des Querschnittes MSH 80x80x8:<br />

Maßgebende Schnittgrößen (Lastkollektiv 6) : Stab 5 / Knoten 4 (vgl. Anlage 4):<br />

M y<br />

= 1,<br />

8kNm<br />

= 1,<br />

2kNm<br />

M z<br />

Querschnittswerte für MSH 80x80x8:<br />

/a/ Spannungsnachweis:<br />

A =<br />

22, 4cm<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 12 10.11.2004<br />

2<br />

W el =<br />

M y M<br />

Vorhandene Normalspannung: σ vorh = +<br />

W W<br />

1,<br />

8kNm<br />

1,<br />

2kNm<br />

N<br />

N<br />

σ vorh = + σ<br />

3<br />

3<br />

vorh = 63,<br />

4 < σ 2 R,<br />

d = 218 2<br />

47,<br />

3m<br />

47,<br />

3cm<br />

mm<br />

mm<br />

5.4. Nachweis des Rohrquerschnittes Drm. 76,1x5:<br />

y<br />

z<br />

z<br />

47, 3cm<br />

Maßgebende Schnittgrößen (Lastkollektiv 4) : Stab 6 / Knoten 6 (vgl. Anlage 4):<br />

M z<br />

= 0,<br />

6kNm<br />

N = 0,<br />

2kN<br />

Querschnittswerte für Rohr 219,1x8:<br />

/a/ Spannungsnachweis:<br />

A = 11, 2cm<br />

2<br />

Wel = 18, 6cm<br />

M z Vorhandene Normalspannung: σ vorh = +<br />

W<br />

0,<br />

6kNm<br />

0,<br />

2kN<br />

N<br />

N<br />

σ vorh = + σ<br />

3<br />

2<br />

vorh = 32,<br />

4 < σ 2 R,<br />

d = 218 2<br />

18,<br />

6m<br />

11,<br />

2cm<br />

mm<br />

mm<br />

σ<br />

vorh<br />

Ein Vergleichspannungsnachweis kann entfallen, da < 0,<br />

5.<br />

σ<br />

R,<br />

d<br />

z<br />

N<br />

A<br />

3<br />

3


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

5.5. Nachweis Flansch Drm. 219/323:<br />

Ausbildung des Flansches: Außendurchmesser 445 mm/Lochkreisdurchmesser 400 mm<br />

Flanschdicke: t = 25 m<br />

12 x M16 8.8 (N R,d = 91,3 kN)<br />

Aussteifung mit 6 Knotenblechen t =10 mm<br />

Maßgebende Schnittgröße für Verbindung (Lastkollektiv 6) : Stab 2 /Knoten 2 (vgl.<br />

Anlage 4):<br />

M z<br />

= 15,<br />

5kNm<br />

N = 10,<br />

3kN<br />

Q = 4,<br />

59kN<br />

/a/ Nachweis Verschraubung:<br />

Auf eine Schraube entfallende Zugkraft infolge des Momentes:<br />

2 ∗ M 2∗15,<br />

5kNm<br />

F Z = =<br />

= 12,9kN


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

5.6. Nachweis Fußflansch:<br />

Ausbildung des Flansches: Außendurchmesser 500 mm/Lochkreisdurchmesser 410 mm<br />

Flanschdicke: t = 25 m<br />

8 x M20 8.8 (N R,d = 143 kN)<br />

Aussteifung mit 8 Knotenblechen t =10 mm<br />

Maßgebende Schnittgröße für Verbindung (Lastkollektiv 6) : Stab 1 /Knoten 1 (vgl.<br />

Anlage 4):<br />

M z<br />

= 47,<br />

17kNm<br />

N = 19,<br />

1kN<br />

Q = 8,<br />

06kN<br />

Auf eine Spille entfallende Zugkraft infolge des Momentes:<br />

2 ∗ M 2∗<br />

47,<br />

17kNm<br />

F Z = =<br />

= 57,3 kN 800 mm<br />

Ankerkorb unten: Ringblech (Flansch t = 25 mm)<br />

Der Ankerkorb ist in die Fundamentbewehrung<br />

einzubinden (wie in Ausführungsplanung dargestellt).<br />

Nachweis der Schweißnaht um Rohr 323,9x10:<br />

Querschnittswerte für umlaufende Kehlnaht (a = 6 mm) um Rohr 323,9x10:<br />

2<br />

A = 62cm<br />

Spannungsnachweis:<br />

3<br />

Wel = 501cm<br />

47,<br />

17kNm<br />

19,<br />

1N<br />

N<br />

N<br />

σ vorh = + σ<br />

3<br />

2<br />

vorh = 94,<br />

5 < σ 2 W , R,<br />

d = 207 2<br />

501cm<br />

62cm<br />

mm<br />

mm<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 14 10.11.2004


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

5.7 Nachweis Fundament:<br />

Die Ausführung des Fundamentes erfolgt wie in der zugehörigen Ausführungsplanung /1/<br />

dargestellt.<br />

Die maßgebend an das Fundament angreifenden Belastungen betragen (Anlage 4,<br />

Lastkollektiv 6):<br />

Mit Teilsicherheitsfaktoren: Ohne Teilsicherheitsfaktoren:<br />

M z = 47,<br />

17kNm<br />

M z = 33,<br />

21kNm<br />

N = 19,<br />

1kN<br />

N = 13,<br />

45kN<br />

Q = 8,<br />

06kN<br />

Q = 5,<br />

7kN<br />

Fundamentgeometrie: Länge = Breite = 2,50 x 2,50 m<br />

Tiefe 1,50 m<br />

Eigenlast Fundament: V = 9,375 m 3<br />

G = 225 kN<br />

Beton 24kN / m = γ<br />

Resultierende Schnittgrößen in Bodenfuge (Normwerte):<br />

M z<br />

= 41,<br />

76kNm<br />

N = 238kN<br />

Ausmitte der Resultierenden: e = M/N = 41,76 kNm / 238 kN = 0,175 m<br />

b<br />

1. Kernweite des Sohlquerschnittes: k = 0,<br />

416m<br />

6 =<br />

b<br />

2. Kernweite des Sohlquerschnittes: k = 0,<br />

833m<br />

3 =<br />

Die Resultierenden liegt innerhalb der 1 Kernweite.<br />

Ermittlung der Randspannung:<br />

e e x y<br />

e x = e y = 0,124 m = = 0,<br />

05m<br />

μ ≈ 1,<br />

7<br />

b b<br />

σ max<br />

b b<br />

∗ N<br />

=<br />

∗<br />

μ<br />

x<br />

y<br />

=<br />

1,<br />

7 ∗ 238kN<br />

=64 2<br />

2,<br />

5∗<br />

2,<br />

5 m<br />

σ zul . . . 350 kN/m 2 laut Bodengutachten /7/<br />

kN<br />

64 350<br />

2 zul 2 = < = σ<br />

σ<br />

Aufgrund der geringen Belastungen ist eine rechnerischer Nachweis der Bewehrung, bei<br />

Ausführung wie in zugehöriger Ausführungsplanung, nicht erforderlich.<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 15 10.11.2004<br />

3<br />

kN<br />

m<br />

kN<br />

m


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

5.8 Verformungsnachweis:<br />

/a/ Maximalverformung:<br />

Die maximale Verformung des Mastes tritt am Knoten 8 auf und beträgt:<br />

u r = 79,4, mm (siehe Anlage 4, Lastkombination 6)<br />

Verformung ohne Teilsicherheitsbeiwerte: a = u r / 1,42<br />

Freie Kraglänge beträgt: 10,40 m (=l).<br />

a 5,<br />

59cm<br />

Verdrehungswinkel: tanα<br />

= = = 0,<br />

3°<br />

l 1040cm<br />

α = 5 =<br />

0 , 30°<br />


- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

6. Abschließende Bemerkungen<br />

Die Sektorantennenhalterung wurde für die vorgegebenen Belegungen nachgewiesen.<br />

Eine spätere Änderung der Antennenkonfiguration ist möglich, da noch Tragreserven<br />

vorhanden sind.<br />

Aufgestellt: Wilthen, 10.11.2004<br />

Dipl.-Ing. (BA) Faragó<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 17 10.11.2004

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