Effiziente Bemessung von Stahlschornsteinen und Antennenmasten nach Eurocode 3
Weil sowohl Stahlschornsteinen als auch Antennenmasten äußerst schwingungsanfällige Konstruktionen sind, fallen neben statischen auch dynamische Berechnungen des Tragwerks an. Mit dem Release 2023-1 hat der Softwarehersteller FRILO auf die Bedürfnisse von Tragwerksplanern reagiert und Programme für die Bemessung von Stahlschornsteinen (das S8+) bzw. von Antennenmasten (das ATB+) auf den Markt gebracht. Insbesondere die automatische Ermittlung der Windlasten sowie die Ermittlung der Ersatzkräfte infolge wirbelerregter Querschwingungen bieten den Anwendern einen großen Mehrwert.
Während Stahlschornsteine im Sinne der FRILO-Programme als zylindrische Bauwerke, die Abgase leiten, zu verstehen sind, verkörpern Antennenmaste freistehende oder abgespannte zylindrische Maste. Eines haben beide Konstruktionen allerdings in der Regel gemeinsam: sie sind meist sehr schlank ausgeführt und daher äußerst schwingungsanfällig. Folglich wird zusätzlich zur statischen Berechnung eine dynamische Berechnung des Tragwerks notwendig. Die FRILO-Programme Schornstein Stahl S8+ und Antennenbemessung ATB+ versetzen Tragwerksplaner nun in der Lage, Schornsteine nach DIN EN 1993-3-2 und Antennenmaste nach DIN EN 1993-3-1 zuverlässig und unkompliziert zu berechnen. Die Programme sind auf die speziellen Anforderungen bei der Bemessung von Stahlschornsteinen und Antennenmasten zugeschnitten und mit der modernen, benutzerfreundlichen PLUS-Oberfläche ausgestattet. Auf diese Weise tragen beide Lösungen dazu bei, den Arbeits- und Zeitaufwand im Arbeitsalltag der zuständigen Planer deutlich zu reduzieren.
Modellierungsmöglichkeiten
In den FRILO-Programmen S8+ und ATB+ können Stahlschornsteine sowie Antennenmaste mit mehreren Schüssen und unterschiedlichen Querschnitten modelliert werden. Hierbei lassen sich auskragende, am Fußpunkt eingespannte Systeme oder auch auskragende, beliebig abgestützte am Fußpunkt eingespannte oder gelenkig gelagerte Systeme berechnen. Des Weiteren besteht im Programm ATB+ die Möglichkeit, abgespannte Systeme mit drei oder vier Seilen an mehreren unterschiedlichen Abspannpunkten entlang des Tragwerks zu berechnen. In der Lösung S8+ lässt sich die Option der Abspannung zusätzlich erwerben. Außerdem kann auch eine Berechnung von in Reihe angeordneten Stahlschornsteinen oder Antennenmasten erfolgen. Weitere Vorteile beider Lösungen liegen in der schnellen Modellierung und Bemessung von Detailpunkten. Den Anwendern stehen dabei die Flanschverbindung zwischen den einzelnen Elementen, der Fußpunkt und die Fuchs- bzw. Mastöffnungen zur Auswahl.
Lastfälle
Beide FRILO-Programme generieren automatisch die Lasten infolge von Wind, die Ersatzlasten infolge von wirbelerregten Querschwingungen sowie die Erdbebenlasten. Zusätzlich zu den automatisch erzeugten Lasten können benutzerdefinierte Zusatz-Lastfälle beispielweise infolge von Temperatur und Vereisung durch den Anwender ergänzt werden. Die nötigen Lastfallkombinationen für die zu führenden Nachweise werden ebenfalls automatisch ermittelt. Dabei bestimmt das Programm zum einen die Einwirkungskombination für den Tragsicherheitsnachweis der Grundkombination und der Kombination bei Erdbeben. Zum anderen werden die Einwirkungskombinationen für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und für den Betriebsfestigkeitsnachweis gebildet.
Nachweisführung
Die Programme S8+ und ATB+ bemessen Stahlschornsteine und Antennenmaste nach Eurocode 3 unter Berücksichtigung der Regelungen des nationalen Anhangs. Die Lösungen berechnen die Schnittgrößen sowie Verformungen nach Elastizitätstheorie II. Ordnung. Es erfolgt die Ermittlung der Eigenfrequenzen, mit welchen die Tragsicherheit, die Betriebsfestigkeit sowie die Gebrauchstauglichkeit nachgewiesen werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, einen Erdbebennachweis zu führen. Im Rahmen der Bemessung von Detailpunkten können sowohl Flanschnachweise als auch Nachweise eines Fußpunkts oder einer Fuchs- bzw. Mastöffnung erbracht werden.
