VSH Turòa nad Bodvou - Nemetschek Scia

Projekt
Die Firma HERMA erweitert Ihren Produktionsstandort in Filderstadt-Bonlanden.
Erweitert wird die Haftpapierproduktion durch
ein kompaktes Produktionssystem mit Hochregallager.
Gesamtanlage
Das Hauptgebäude besteht aus zwei Teilen, welche das Gebäude
längs teilen: das Hochregallager und das Produktionsgebäude.
Dazwischen steht eine Brandwand, welche in ca. 30m hohe Stahlbetonstützen
(b/h 80/100) eingehängt wird. Der obere Abschluss
des Produktionsgebäudes auf der Ebene 8.30m ist die Maschinenhalle,
eine Stahlkonstruktion aus einhüftigen gebogenen Rahmen.
Die Berechnung der Maschinenhalle wurde mit SCIA•ESA PT
vollzogen.
Konstruktion und Austeifung
Die Rahmen stehen im Abstand von 5 m, ebenso wie die Brandwandstützen.
Über die Bauteillänge sind ihre Querschnittshöhen
veränderlich von 40-120 cm. Der Querschnitt ist als geschweißter
Hohlkastenträger konzipiert, dessen Flansche überstehen. Die
Ober- und Unterflansche verlaufen im Bereich des Rahmeneckes
in je 2 unterschiedlichen Radien. Unter einem Lüftergeschossbereich
erreichen die Radien die Horizontale, im gedeckten Bereich
des Daches enden sie in der Dachneigung.
Die Aussteifung der Konstruktion übernimmt ein horizontaler
Dachlängsverband entlang der Brandwand, vier Querverbände,
welche dem Bogen folgend auf der + 8.30 m – Ebene enden.
Außerhalb des Brandwandbereiches wird der Rahmen auf Pendelstützen
in Verlängerung der Brandwand gestellt und horizontal
durch den Dachverband gehalten. Der Dachverband wird an die
Massivwandscheiben an den Stirnseiten des Hochregals angeschlossen
und stützt sich am Hallenende auf Querverbände in den
Giebelwänden.
Die Ebene des Verbandes wurde mit 20 cm unter OK Träger festgelegt.
Dies wurde in SCIA•ESA PT durch die Stabexzentrizitäten
für die Verbandsstäbe modelliert, um den Lastangriff oberhalb der
Systemachse der Rahmen zu realisieren.
Die Aussteifung über die Ebene des gekrümmten Daches wird über
die dreidimensionale Modellierung der Maschinenhalle berechnet
und bemessen.
Berechnung
Die Hallenkonstruktion ab OK +8.30 m wird komplett mit Lüftergeschoss,
Giebelwänden als 3D-Modell in der FEM Software
SCIA•ESA PT abgebildet. Der einhüftige Rahmen liegt einseitig
auf den Brandwandstützen auf. Diese Lagerung ist horizontal
verschieblich, weil die Kragstützen horizontal gewisse Verformungen
zulassen. Es sind zwei Zustände zu berücksichtigen:
Zustand 1 : kein Hochregal, kurzzeitiger Zustand, max. Verformung
Brandwand
Die weiche Feder symbolisiert den möglichen Zustand ‘kein Hochregal’
und ist für die Bemessung des Stahlbaues maßgebend, weil
eine maximale Verformung auf den Stahlbau wirkt.
Mit der horizontalen Auflagerlast aus dem Stahlbau und der horizontalen
Verformung aus der Stahlbetonstützenberechnung,
wurde durch Variation der Biegesteifigkeit der Stütze iterativ eine
Federgröße ermittelt, welche für die Modellberechnung angesetzt
wurde.
Zustand 2: Hochregal in Betrieb, hauptsächlicher Zustand, min.
Verformung Brandwand
Die Brandwandstützen interagieren mit der steifen Konstruktion
des Hochregales.
Die härteren Federn wurden ebenso, iterativ anhand der Stützenberechnung
für diesen Zustand ermittelt und im 3D-Modell daraus
die Verformung ermittelt, welche auf Verträglichkeit untersucht
wurde.
Die härteren Federn waren für die Berechnung und Bemessung
des Stahlbaues nicht relevant.
Die Konstruktion ist nach Theorie II.Ordnung berechnet worden
unter Berücksichtigung der Knickformen.
Ermittlung der Knickformen (Rahmen, Giebelwände, Verbände
und Pendelstützen, ...)
Anhand der Lastfallkombinationen Th. I. Ordnung wird mittels
Stabilitätskombinationen für jede Nichtlineare Kombination eine
Knickform ermittelt, die in der Bemessung nach Th. II. Ordnung
berücksichtigt wird.
In der Darstellung sind die auskragenden Stahlbetonstützen der
Brandwand aus den ersten Berechnungen mit dargestellt.
Außer der Maschinenhalle wurden noch andere Gebäudeteile mit
SCIA•ESA PT berechnet und bemessen :
• Ein ca. 25 m hoher Treppenturm.
• Eine Fördertechnikbrücke als Verbindung zum neuen
Produktionsgebäude.
• Ein Überbau als Fachwerkträgerbrücke über bestehende
Zufahrtsrampen im Betriebszustand.
Maschinenhalle Herma in Filderstadt-Bonlanden
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