THEMA:

Hallo allerseits,

ich muß für meine Diplomarbeit einen Antennenträgerturm (40m) in Holzbauweise mit R-Stab berechnen. Das Tragwerk besteht im Prinzip aus Fachwerkmodulen (übereinandergestapelten Würfel) mit quadratischem Grundriß. Die Eckstützen werden jeweils aus 4 nebeneinanderliegenden Vollquerschnitten (4x !6/16) gebildet. Die waagerechten Riegel bestehen jeweils aus 2 übereinanderliegenden Querschnitten (2x 16/20). Die Vertikalaussteifung erfolgt wandweise über jeweils 2 Stahl-Zugstangen (System Deha). Auf Riegelhöhe liegt in jedem Schuß ein
identisch ausgebildeter H-Verband. Die Bauteile sind in den Knoten über Stahlformteile verbunden (Hölzer über Stabdübel angeschlossen).
Nun mein Problem bezüglich der Modellierung in R-Stab:
Da ich die Federsteifigkeiten der Stützen- und Riegelanschlüsse schlecht abschätzen kann, will ich das TW vorerst mit gelenkigen Anschlüssen berechnen. Habe die Riegel und Stützen in R-Stab als Balken definiert und mit entsprechenden Gelenken versehen. Das eigentliche Problem tritt bei der Definition der Zugstangen auf. Habe bereits Definition als Zugstab bzw. Knickstab versucht, das Ergebnis ist ein Ausfall einiger benötigter Zugstäbe infolge von Druckbeanspruchung aus vertikalen Auflasten (Eigengewicht, Eis , Einbauten). Es treten dann beim Berechnungsversuch Fehlermeldungen mit dem Hinweis auf Instabilität des Systems auf. Auch der Ansatz einer Vorspannung der Zugstäbe brachte das selbe Ergebnis. Es muß doch möglich sein ein gelenkiges, räumliches Fachwerk mit Zugstabaussteifung zu berechnen.
Für konstruktive Hinweise bin ich sehr dankbar.

Gruß Roman

Hallo Roman

erhöhe einfach mal als Test die Längssteifigkeit der vertikalen Stützen und gebe übergroße fetzige Querschnitte ein.
Wenn der Rechner dann Ergebnisse liefert deutet dies nach meiner Erfahrung auf zu geringe Systemsteifigkeit hin die zu kinematischen Problemen führt und sich in der Determinante des Systems auswirkt.
Wenn Du die Zugstangen vorspannst dann ergeben sich ja auch erhöhte Längskräfte in den angeschlossenen Stielen durch die V-Komponente der Vorspannung.

Bei 40 m Höhe erscheinen mir die Stiele auch verdammt mager zu sein.
Windkräfte?

Der Schlupf den die Zugstangen an den Befestigungen erfahren muß auch bei gelenkiger Lagerung in die Berechnung da er die Horizontalverformungen des Turmes mit beeinflußt.

Der Schlupf berechnet sich folgendermaßen DeltaS= N*S/E*A +Summe N/Cn
Siehe Info-Dienst Holz Teil 2 Folge 2 Genauere Nachweise Sonderbauarten.

Gruß Heinrich

PS Nicht hektisch werden denn alle Probleme lassen sich lösen;-))

Hallo Heinrich,

ja,ja nicht hektisch und so - schön wärs, Termin rückt näher und kein Licht am Ende des Tunnels - bin etwas überfordert.
Zum Thema magere Eckstiele: 4x 16/16 je Eckstiel ist also dürftig, aha. Befinde mich gerade im Stadium der Vorbemessung und dies stellte meine erste Abschätzung dar.
Habe diesbezüglich wenig Erfahrung-deshalb schwierig. Aber zum Thema : die Auflasten auf den Turm aus Einbauten (Antennen) sind sehr gering. Maßgebend sind der Wind auf die Struktur (und wenige Antennen) über Eck sowie der Wind über Eck bei Eisansatz. Je größer die Querschnitte, desto größer die Windlast-d.h. am Ende kämpft die Struktur nur noch gegen ihre eigene Windlast.
Muß die ganze Geschichte auch "nur" als ne Art Vorstatik abliefern: plausible Lastannahmen, maßgebende Schnittgrößen, Nachweis Stütze Riegel, Zugstab und Bemessung eines exemplarischen Knotens, Nachweis der Gebrauchstauglichkeit: Antennenneigung am Turmkopf (phi).
Zu dem Schlupf in den Verbindungen: von Bedeutung beim NW der Gebrauchstauglichkeit im Holzbau: elastische Anfangsverformung des Tragwerks+Verformung der Verbindungen+Kriechanteile aus den Holzbauteilen (Langzeitverhalten) Oder?
Hab gerade den Rat befolgt und Steifigkeit und Querschnitt erhöht, das Ergebnis bleibt das Gleiche: System instabil, da Zugstab am Turmfuß infolge Druckbelastung mit überschreitung der eulerschen Knicklast versagt. Was nun ?????

du schreibst:
"...da Zugstab am Turmfuß infolge Druckbelastung mit überschreitung der eulerschen
Knicklast versagt..."

Rechnest du mit Ausfall der Zugstäbe bei Druck? Kann man unter Berechnungsoptionen einstellen.

Hallo,
und sind etwa die Fachwerk-Zugstangen mit einem Trägheitsmoment (bei Fachwerkstab nicht erforderlich!) definiert worden?

Hallo schroeder,

naja, bin der Meinung, wenn ich den Diagonalstab als Zugstab definiere, geht R-stab iterartiv vor. In der ersten Iterartion wird geschaut welche Zugstäbe DRuck bekommen und in den weiteren Iterationen fallen die Stäbe dann deswegen aus. Wenn ich richtig verstanden habe, dann fallen also als Zugstäbe definierte Stäbe bei R-stab automatisch aus wenn sie Druck kriegen. Richtig?
Habe die Stäbe deshalb nun als Knickstab definiert, der bis zum Ereichen von Nki Druck aufnimmt und dann ausfällt. logisch bei Rundstahl d=30mm ist Nki nicht sonderlich groß, deshalb im Ergebnis das gleiche Problem =System instabil???
Hallo siegfried;
ja die Dingen haben ein geringes Trägheitsmoment (Rundstahl d=30mm). Aber die bekommen doch auch Biegung aus Eigengewicht und vor allem Wind, wie läßt sich das vereinbaren???