THEMA:

Hallo!

In der Hoffnung, dass es Leute gibt, für die folgendes Problem ein Klacks ist:
An einem Silo (Wandstärke 6 mm) wurde ein Spannband befestigt, an dem sich mehrere Antennenträger (bis ca. 4 m über OK Silo, also schon ein Thema) befinden. Ich muss nachprüfen, ob die Konstruktion noch ein paar Antennen mehr verträgt.
Freundlicherweise hat sich der Erstaufsteller nicht um die Problematik gekümmert und hat nur die Antennenträger nachgewiesen. über Spannband und Silo schweigt er sich völlig aus.
Jetzt Mal abgesehen davon, dass ich keine Ahnung habe, wie man die Spannbänder treffend rechnet:
Gibt es einen "einfachen" Ansatz, wie man die Einwirkungen auf den Behälter betreffs Beulen beurteilen kann?
Sprich: Die Spannbänder wurden vorgespannt, dadurch entstehen Radialkräfte auf die Behälterwand. Es könnte sein, dass der Behälter völlig entleert wird. Ab welcher Kraft beult der Behälter ein.
Windlasten, Füllasten und Entleerungslasten möchte ich Mal vernachlässigen, es geht nur um einen ersten Eindruck, was los ist. Die mitwirkende Breite kann man sicherlich berechnen, die würde ich aber auch zuerst Mal schätzen.
Es bleibt also das Problem: Bemessung eines Ringsegmentes unter Radialkraft.

Vorab vielen Dank,

Gruß, Stefan

Endlich mal ein interessantes Thema!

Unter Annahme "Schalentragwirkung" können sie auf sehr sicherer
Seite liegend die kritische Beulspannug bei einer Poissonschen
Konstanten von etwa 0,3 zu

sigma,krit=0,92*E*(r/l)^1,5

mit r=radius und l=höhe des Silos angeben. Dies gilt für konstanten!
Druck auf der ganzen Aussenseite.

Damit ergibt sich die Beullast zu

p,krit=sigma,krit*t/r

mit der Wandstärke t. Nochmals, p,krit ist Beullast im Falle konstanten
Druckes auf der ganzen! Aussenseite.

--> erste Näherung.

Wenn sie Glück haben, finden sie für ihr spezielles Problem eine
analytische Lösung in der Literatur, z.B. Girkmann, K.:"Flächentragwerke"
oder Flügge, W.:"Statik und Dynamik der Schalen"...., dann könnten sie
mich das bitte wissen lassen.

Ansonsten würde ich wegen der in diesem Fall einfachen Modellerstellung
eine numerische Lösung (FE) empfehlen.

MfG,
keinStatiker

was ist mit den imperfektionen? unberücksichtigt? fem? fem-3d mit imperfektionen?
das gehört wohl schon zur maschinenbauergrundausstattung?

stefan, guck mal in die ad-blätter. wenn du die nicht hast, schick mir e. mail.

Druck auf der Gesamten Außenwand muß nicht unbedingt ein auf "sicherer Seite" liegender Grenzfall sein. Eine örtlich begrenzte Druckkraft (Punktlast) kann zu deutlich geringeren Verzweigungslasten führen.
Um das Problem mit einem "normalen" Stabwerksprogramm zu lösen würde ich das Silo durch ein Tragwerk aus gekreuzten Biegebalken annähren. Dieses Tragwerk könnte an bekannten Verzweigungslasten "perfekter" Schalentragwerke kalibriert werden, um die Ersatzsteifigkeiten der Biegebalken zu ermitteln. Die Modellierung von Antennenträgern an der Schale ist dann "kein" Problem mehr.

In der Tat ist es ratsam, durch Sicherheitsbeiwerte und Abminderungsfaktoren
den vorliegenden Spannungszustand unterhalb des Nachbeulminimums zu halten,
was sagt denn die Norm dazu, Herr Dr. Pfitz?, glaube 18800 teil 4...

Eigentlich gibts gar keine ungünstigste Imperfektion (da abhängig vom last-
niveau und art der Belastung...), aber die realen imperfektionsamlpituden
sind ja wohl eher in der Größenordnung der Schalendicke...--> nimm die Biege-
form die zum Nachbeulminimum gehört.

Jedoch würde ich eine Zylinderschale (mal davon ausgegangen) unter Aussen-
druck nur als mäßig imperfektionsanfällig betrachten.

@markus:
möglicherweise bin ich etwas verwöhnt durch das sehr leistungsstarke
Ansys/Ls-Dyna Fe-Paket, kann man schon als Grundausstattung betrachten
heutzutage

@mathias:
Meiner meinung nach ist aussendruck über die ganze Schale auf der sicheren
Seite gegenübr einer ringförmigen flächenbelastung, aber ich kann mich irren, ist bestimmt schon 2 jahre her, dass ich das letzte mal mit schalentw was am hut hatte...ähm, ist bei einer Punktbelastung die Membrantheorie überhaupt anwendbar??, wohl eher nicht;-)

machen Sie doch was Sie wollen, ich hoffe der Balken kommt runter und erschlägt Sie, dann sind wir Sie endlich los!!

Mit herzlichen Wünschen
Frank Pitz