Statische Berechnung - Metallbau Riedel GmbH
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 />
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />
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 />
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />
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 />
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />
<strong>Metallbau</strong> <strong>Riedel</strong> <strong>GmbH</strong> 9 10.11.2004
- Tragwerksplanung D1 – Antennenträger am FuÜst Unterwürschnitz 1000 -<br />
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />
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