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Projektbeschreibung Für den Neubau des Hardenberg Gymnasiums wurde vom Architekten eigens ein Treppengeländer entworfen. Diese Konstruktion galt es nachzuweisen, und, aufgrund der beengten Platzverhältnisse, die Anschlusspunkte zu optimieren. Die architektonische Gestaltung des Gesamtkonzepts ließ nicht viel Spielraum, um die Struktur zu verändern. Berechnungsvorgang: Nach anfänglicher „ebener“ Überschlagsberechnung konnte mit den vorgeschlagenen Querschnitten des Entwurfs keine ausreichende Tragfähigkeit nachgewiesen werden. Außerdem war die Befestigung des Geländers am Treppenlauf nicht in wirtschaftlichem Maße realisierbar. Deshalb wurde beschlossen das Stahlgeländer mit Finiten Elementen räumlich zu berechnen, und so verschiedene Varianten der Anschlusspunkte mit geringem Zeitaufwand zu vergleichen. Es ergab sich so die Möglichkeit, bei maximaler Ausnutzung der Profile die minimale Anzahl an Anschlussplatten zu ermitteln. Wegen der ungleichmäßigen Befestigung des Geländers musste besonderes Augenmerk auf die Steifigkeit des Geländers im Allgemeinen und des Wangenblechs im Besonderen gelegt werden. Dabei wurden 3 Varianten der Treppengeländer untersucht: • Befestigung am Treppenlauf und den beiden Treppenpodesten oben und unten • Treppenlauf und Podest nur unten • Und das Treppengeländer am Treppenauge nur am Lauf befestigt. Handrail for stairway of Hardenberg Gymnasium For the Hardenberg Gymnasium, the architect designed a handrail for a stairway . There was very few space to connect the railing to the stairs, so an economical solution had to be found. The problem was to minimize the number of connection-points. After considering a few different variants, we could reduce the necessary steel material by 25%. This was only possible by considering the whole construction in the 3D-load demolition. Ergebnisse Die räumliche Berechnung der Varianten führte zu dem Schluss, eine Befestigung des Geländers mit vertikal stehenden Anschlussplatten an den Setzstufen des Treppenlaufs und eine zusätzliche Befestigung auf den Podesten mit horizontalen Anschlussplatten auszuführen. Die direkte Befestigung des Geländers an der Wange des Treppenlaufs konnte nicht realisiert werden. Die Anzahl der Anschlussplatten wurde räumlich verteilt auf das notwendige Minimum reduziert. Durch die räumliche Beanspruchung und das Zusammenwirken aller Konstruktionselemente konnten die vom Architekten vorgegebenen Querschnitte minimiert werden, was zu einer Stahlersparnis von 25% führte!! Technische Daten Treppenlauf: Horizontale Länge: 3,08 m; Höhe 1,75 m (Geschosshöhe 3,50 m) Treppenpodestlänge: 1,36 m Anschlussplatten je Lauf: 7 (bei 11 Steigungen) Anschlussplatten je Podest: 2 Belastung: 1kN/m in Handlaufhöhe Minimale Blechdicke: 5 mm Stahlgewicht eines Geländers (am Treppenauge): 295 kg Es kommen insgesamt 20 Geländer zur Ausführung. Anzahl der Finiten Elemente (Kantenlänge 1 cm): 37 800 Treppengeländer für Hardenberg Gymnasium 207
5 CAE Special Projects Jaroslav Pražan – plastic structures Address Podlomni 4 • 636 00 Brno (CZ) Telephone +420 548539654 Fax +420 548539654 Contact Pan Jaroslav Pražan Email prazan.jaroslav@seznam.cz Firma Jaroslav Pražan pùsobí již 16 let v oboru projektování a výpoètù konstrukcí z plastù. Firma byla založena v roce 1991. Jakožto specialista v oboru mám za svoji misi “Jen bezpeèné konstrukce z plastù”. Moje vize je rozvoj projektování termoplastických konstrukcí prostøednictvím poèítaèové analýzy za použití komplexního modelování konstrukcí metodou koneèných prvkù, které pøispìje k bezpeènému chování tìchto konstrukcí v prùbìhu celého životního cyklu. Takto komplexní analýza je v souèasnosti pøi navrhování nádrží, zásobníkù, èistíren, jímek, bazénù a ostatních konstrukcí z termoplastù používána jen velmi zøídka. Organizaèní struktura je velmi jednoduchá, jsem samostatnì podnikající osoba. Hlavní obory èinnosti: • Zaøízení na úpravy vody • Zaøízení na èištìní vody • Odluèovaèe oleje a lapáky tuku • Flotaèní jednotky • Protipovodòové bariéry • Septiky, šachty a jímky • Nádrže a zásobníky všech typù • Bazény • Potrubí z plastù Vybavení • hardware – 2 PC poèítaèe • software - SCIA•ESA PT, ESA-Prima Win, Autocad Used software • SCIA•ESA PT, ESA-Prima Win Reference • 100 m3 polypropylenová nádrž na kyselinu sírovou - Procter & Gamble, závod na výrobu pracích prostøedkù • 5 - 20 m3 polypropylenové nádrže pro odpadní vody – ASIO s.r.o. • 10 - 50m3 dvoupláš�ové polypropylénové nádrže èistíren sloužící jako ztracené bednìní pro – ASIO s.r.o. • Lapaèe tukù a odluèovaèe oleje - ASIO s.r.o. • Parshall žlab, mìøení prùtoku vod – JMVAK • Èistièka plynù – ASIO s.r.o. • Bazény – AMM Otáhal s.r.o., PATRIA Kobylí a.s. 208 SCIA User Contest 2007 • Category 5 • CAE Special Projects Anchored Polypropylene Swimming Pool
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Die Realisierung des Zentralen Omni
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