projektarbeit – statik von hopfengerüstanlagen · 2012-11-27 · projektarbeit hs regensburg -...
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Projektarbeit –Statik von Hopfengerüstanlagen
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
„In der Hallertau verwüstete ein verheerendes Unwetter mit
tornadoartigem Sturm in der Nacht vom 07. zum 08. August 2008
zwischen Wolnzach und Volkenschwand über 200 ha Gerüstanlagen
und Vollertragshopfen. Vielerorts sind die Hopfenreben durch
Sturmeinwirkung vom Hopfengerüst gefallen, gebietsweise die
Hopfengerüste völlig zusammengebrochen.“
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Vereinigte Hagelversicherung VVaGMeldung vom 13.08.2008
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit –Statik von Hopfengerüstanlagen
Slide 5Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Gliederung:
1. Vorstellung der untersuchten Systeme- Hallertauer System
- Tettnanger System
- Elbe-Saale-System
2. Statische Berechnung und Ergebnisse
3. Zusammenfassung und Ausblick
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hopfenanbaugebiete in Deutschland
Elbe-Saale
Spalt / Hersbruck
Hallertau
Tettnang
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Typische Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Typische Hallertauer Gerüstanlage
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Abspannseil
Randmast
Querseil
Schraubanker
Längsseil
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Hallertauer Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage
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Überspannung
Zwickelseil
Querseil
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage
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unverschiebliche Verbindungzwischen Querseil und Mastmit Seilklemmen→ kann einen Gesamteinsturz des
Hopfengerüstes verhindern
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage
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Diagonal-“Seil“
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage
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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 22
Was ist Sofistik?
Was kann Sofistik?
Statische Berechnung
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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System Hallertau
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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System Hallertau
realitätsgetreueMaterialen, Abmessungen,Querschnitte und Vorspannung
regional unterschiedliche Bodenkennwerte
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Windbelastung nach DIN 1055: q=0,50 kN/m²(gilt für geschlossene Wand → Abminderung um 1/3)
Windgeschwindigkeitsdruck
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Wind
System Hallertau
0m
ax
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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System Tettnang
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Wind
System Tettnang
0m
ax
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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System Elbe-Saale
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Wind
System Elbe-Saale
0m
ax
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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0 20 40 60 80 100 120
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Randsäule Ost (Wind quer)
Läng
sric
htun
g
Querrichtung
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind quer)
Läng
sric
htun
g
Querrichtung
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Läng
sric
htun
g
Querrichtung
0 20 40 60 80 100 120 140
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)
Läng
sric
htun
g
Querrichtung
TettnangHallertau
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Läng
sric
htun
g
Querrichtung
0 20 40 60 80 100 120 140
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Druckkraft in kN
Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)
Läng
sric
htun
g
Querrichtung
TettnangHallertau
0 100 200 300 400 500 600
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Seildurchhang in mm
Seildurchhang mittiges Querseil Randfeld (ohne Wind)
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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Läng
sric
htun
g
Querrichtung
0 100 200 300 400 500 600 700
Hallertau mit Vorspannung
Hallertau ohne Vorspannung
Elbe-Saale
Tettnang mit Vorspannung
Tettnang ohne Vorspannung
Seildurchhang in mm
Seildurchhang mittiges Querseil (ohne Wind)
Läng
sric
htun
g
Querrichtung
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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3,40 m8,75 m
45°
Änderung derAbspannungsneigung
76°
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Statische Berechnung
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0 10 20 30 40 50 60 70 80
Seil 98
Seil 99
Seil 100
Seil 101
Seil 106
Seil 107
Kraft in Abspannseilen in kN
Neigung 76°
Neigung 45°
0 50 100 150 200 250 300
Säule 1101 (Eckmast)
Säule 4101 (Randmast)
Druckkraft in Rand- bzw. Eckmast in kN
Neigung 76°
Neigung 45°
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
ZusammenfassungSystem Hallertau
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• Windlast nach DIN 1055-4 (statistische Wiederkehrperiode: 50 Jahre)
• Die Abtragung der Windkräfte erfolgt größtenteils quer zur Windrichtung
• Hohe Belastungen treten erwartungsgemäß am Randbereich auf
→ Beanspruchung der Eckbereiche sehr hoch
• Alle Schnittgrößen der untersuchten Bauteile liegen nahe an deren
Bruchlasten
• Abspannungen bei Hallertauer Gerüst sehr steil
→ Hohe Zugkraft auf Anker, hohe Druckkraft auf Rand- bzw. Eckmasten
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
LösungsvorschlägeSystem Hallertau
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• Anzahl der Abspannungen an den Ecken erhöhen
(Anker in Kraftrichtung)
• Winkel der Abspannung flacher wählen und evtl. Vorgelege einführen
(horizontale Kraftabtragung, vgl. Elbe-Saale-System)
• Betonmasten an Ecken verwenden
• Betonerdanker verwenden; Seildurchmesser für Abspannseile erhöhen
• Bei Erhöhung der Anzahl der Schraubanker:
Mindestabstände beachten;
Ausbruchkegel
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ausblick
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• Berechnung der Systeme unter der Berücksichtigung, dass die Seile
nicht gekoppelt sind (evtl. Reibung durch Federn simulieren)
• Erdanker als Zugfeder simulieren
• Verhalten bei Mastbruch untersuchen
• Dynamische Betrachtung (Windböen, Schwingungsanfälligkeit,
Berücksichtigung der Aerodynamik, etc.)
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen
Ausblick
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• Berücksichtigung der Topographie
• Berücksichtigung der Feldform (z.B. spitzes Eck, stumpfes Eck)
• Einspanngrad der Holzmasten genauer untersuchen
• Bodenabhängiges Setzungsverhalten der Holzmasten ermitteln
• Auswirkung von Rost auf Seile bzw. Fäulnis auf Holzmasten
Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 41
Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!
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