Projektarbeit – Statik von Hopfengerüstanlagen · 2012-11-27 · Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Hallertauer Gerüstanlage „In der Hallertau verwüstete

Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen

Projektarbeit –Statik von Hopfengerüstanlagen

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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



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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


Hopfenanbaugebiete in Deutschland

Elbe-Saale

Spalt / Hersbruck

Hallertau

Tettnang

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Typische Hallertauer Gerüstanlage

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Typische Hallertauer Gerüstanlage

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Abspannseil

Randmast

Querseil

Schraubanker

Längsseil



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Ursprüngliche Tettnanger Gerüstanlage

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Überspannung

Zwickelseil

Querseil



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unverschiebliche Verbindungzwischen Querseil und Mastmit Seilklemmen→ kann einen Gesamteinsturz des

Hopfengerüstes verhindern


Ursprüngliche Elbe-Saale Gerüstanlage

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Diagonal-“Seil“



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Projektarbeit HS Regensburg - Statik von Hopfengerüstanlagen Slide 22

Was ist Sofistik?

Was kann Sofistik?

Statische Berechnung



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System Hallertau



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System Hallertau

realitätsgetreueMaterialen, Abmessungen,Querschnitte und Vorspannung

regional unterschiedliche Bodenkennwerte



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Windbelastung nach DIN 1055: q=0,50 kN/m²(gilt für geschlossene Wand → Abminderung um 1/3)

Windgeschwindigkeitsdruck



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Wind

System Hallertau

0m

ax



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System Tettnang



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Wind

System Tettnang

0m

ax



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System Elbe-Saale



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Wind

System Elbe-Saale

0m

ax



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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



Elbe-Saale



Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind quer)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung



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Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 20 40 60 80 100 120 140



Elbe-Saale



Druckkraft in kN

Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)

0 20 40 60 80 100 120 140 160



Elbe-Saale



Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

TettnangHallertau



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Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 20 40 60 80 100 120 140



Elbe-Saale



Druckkraft in kN

Kraft in Randsäule Süd (Wind längs)

0 20 40 60 80 100 120 140 160



Elbe-Saale



Druckkraft in kN

Kraft in Ecksäule Süd-Ost (Wind längs)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung

TettnangHallertau

0 100 200 300 400 500 600



Elbe-Saale



Seildurchhang in mm

Seildurchhang mittiges Querseil Randfeld (ohne Wind)



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Läng

sric

htun

g

Querrichtung

0 100 200 300 400 500 600 700



Elbe-Saale



Seildurchhang in mm

Seildurchhang mittiges Querseil (ohne Wind)

Läng

sric

htun

g

Querrichtung



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3,40 m8,75 m

45°

Änderung derAbspannungsneigung

76°



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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°


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


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


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.)


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

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Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!

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