Windbelastung einer freistehenden Wand

Hallo zusammen,

Ich bin zwar kein Bauingenieur, sehe mich aber mit der Notwendigkeit konfrontiert fuer eine Art mobile Anzeigetafel jene Windgeschwindigkeit zu berechnen, bei der die Tafel gerade noch stehen bleibt (nicht umkippt). Die Wand kann nicht im Boden verankert werden weshalb sie an jedem Ende einen Standfuss hat (je 60 cm lang) auf dem sie mittig fixiert ist.

Laut DIN muss, aufgrund des sehr geringen Bodenabstandes (ungefaehr 30 cm), die ganze Sache als freistehende Wand behandelt weren. Die Sache ist nur, bei allem was ich bisher gefunden habe wird fuer den Aerodynamischen Beiwert die Wand in Segmente unterteilt und anscheinend immer ein Anstroemwinkel von 45 Grad zur Wandflaeche angenommen.

Meine Ueberlegungen gingen aber in die Richtung, dass die Windbelastung bei einer senkrechten Anstoemung maximal sein muesste.
Weiter betrachte ich nur die Momentenbilanz um die jeweiligen Enden der Fuesse der Anzeigetafel, die Punkte um die die Konstruktion kippen kann.
Das gibt mir zwei Momente, eines durch die Gewichtskraft und das andere durch die resultierende Windkraft. Wobei ich die Windkraft wie folgend berechne:

Fw = A*cP*ρ/2*v^2

den Druckkoeffizienten cP nehme ich fuer den maximal auftretenden Lastfall mit 1 an.

Kann ich in den Fall so vorgehen oder ist es zwingend Erforderlich die Flaeche der Tafel in einzelne Segmente zu unterteilen und zusaetzlich mit dem aerodynamischen Beiwert zu rechnen?

Auf die Anzeigetafel selber habe ich keinen Einfluss, ich moechte nur wissen, bei welcher Windgeschwindigkeit das Ding gerade noch stehen bleibt.

Hallo Florian,

1. Sie setzen den falschen Winddruck an. Sie müssen q(z) ansetzen. Siehe DIN 1055-4 Kap. 10.3
2. cP = 1,0 ist ZU WENIG. Siehe Kap. 12.3.1 Tab. 9
3. Die Anströmbeiwerte gelten für eine Anströmrichtung von +-45° und decken die rechtwinklige Anströmung mit ab.
4. Die resultierende Windlast hat eine Außermittigkeit, die die Last auf einen der beiden Füße erhöht.
5. Den teilsicherheitsbeiwert haben Sie vergessen
6. Wenn Sie die Füße nicht verankern, wie tragen Sie die Horizontallast ab? Nur weil die Anzeigetafel nicht umkippt, heißt das nicht, dass sie nicht weggeschoben wird.

Fazit: Vielleicht sollten Sie es doch einem Statiker überlassen bevor jemand von Ihrer Anzeigentafel erschlagen wird. (Nicht böse gemeint.)

Grüße

Bealdor

Danke Bealdor, endlich eine vernünftige Erklärung für die Sache mit dem 45° Anströmwinkel.

Verschieben habe ich auf Grund der hohen Masse der Konstruktion (200kg und aufwärts) und der Eigenschaften des Bodens durch den Farbanstrich ausgeschlossen. Der Farbanstrich lässt die Füße allein schon super Haften. Zumal die Konstruktion im Falle einer horizontalen Bewegung nicht weit kommt (< 10cm) bevor sie auf eine Kante trifft und Kippen als einzige Bewegung noch zur Verfügung steht.

Das Fazit nehm ich ihnen nicht übel, wie könnt ich auch, da es eigentlich nicht zu meinen Aufgaben gehört sowas zu berechnen. Aber an der Konstruktion an sich kann ich auch nichts ändern weil sie schon existiert, weshalb ich das Beste daraus machen muss.
Und keine Sorge, erschlagen wird von dem Ding keiner weil sich dort keiner aufhalten darf.

Aber back to topic:
Das heißt also, ich unterteile die angeströmte Fläche wie es die Norm verlangt, dann muss ich aber für jedes Segment eine Eigenständige Rechnung führen (Fw=Cf*Cp*q(z)*Aref?) und erhalte mehrere mögliche Winddrücke, oder?
Ist Cp dann das Cp,net aus der Tabelle der Norm oder muss da noch was zugerechnet werden um Cp zu bekommen?
Wie packe ich das aber in die Bilanz? Denn das Ergebniss dass ich letzten Endes Berechnen will ist die Windgeschwindigkeit und dafür muss ich zugrunde legen, dass q = ρ/2*v^2.

Ich muss mich für die eventuell stupide anmutenden Fragen entschuldigen, aber vieleicht könnt ihr mir trotzdem weiterhelfen.

Hier mal die Dimensionen der Konstruktion, dass man sich das besser vorstellen kann:
Angeströmte Fläche ist 2,5 m breit und 1,8 bzw 0,9 m hoch (zwei Ausführungen der Konstruktion)
Die Dicke ist etwa 0,13 m
Das Ganze ist Mittig auf zwei Betonfüßen fixiert die jeweils eine Gesamtlänge von 0,6 m haben (rechtwinklig zur angeströmten Fläche ausgerichtet) etwa 0,2 m breit und 0,15 m hoch sind.

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe.

Hallo Florian,

entweder Sie rechnen mit einer WindKRAFT F dann brauchen Sie cf oder Sie rechnen mit WindDRUCK (Flächenlast) dann brauchen Sie cp. Nicht beides.

Rechnen Sie doch einfach die Windkraft für die Teilflächen aus und addieren diese.

Beispiel:

Fw=Cp,net_A*q(z)*A_A + Cp,net_B*q(z)*A_B * Teilsicherheitsbeiwert(!)

zulässiges Moment der Konstruktion ausrechnen und über Hebelarm zulässig Fw bestimmen.
Dann o.g. Formel nach q(z) umstellen und dieses ermitteln.

Dann q(z) = ρ/2*v^2 nach v umstellen und Geschwindigkeit ermitteln.


Mehr Hilfe kann ich nicht geben.Wenn Sie immernoch Verständnisprobleme haben, bitte einen Fachmann hinzuziehen!!

"Verschieben habe ich auf Grund der hohen Masse der Konstruktion (200kg und aufwärts) und der Eigenschaften des Bodens durch den Farbanstrich ausgeschlossen."

Dazu nur eines: Falsch !

"Und keine Sorge, erschlagen wird von dem Ding keiner weil sich dort keiner aufhalten darf."

Immer mit der Dummheit anderer Leute rechnen! Selbst wenn sich dort niemand aufhalten darf, sind Sie trotzdem dran, wenn dieser jemand zu Schaden kommt!

Disclaimer: Dies ist keine statische Beratung und ich übernehme keinerlei Haftung für eventuell auftretende Schäden aufgrund Ihrer Berechnung.

grüße

Bealdor

Vielen Dank für die nützlichen Tipps.

Die Berechnungen stelle ich nur für mich selbst an, weil ich gerne wissen würde wann das Ding kippt.


Thema kann dann hier geschlossen werden.