Verankerungskräfte windbelasteter geschlossener Kreiszylinderschalen: Fid-Bau Portal

Verankerungskräfte windbelasteter geschlossener Kreiszylinderschalen

Gehrig, H.

Bei der statischen Berechnung von Behältern tritt das Problem auf, die für den Beanspruchungszustand Wind auf leeren Behälter maßgebenden Schalenlängskräfte, vornehmlich am Fußpunkt des Behälters, annähernd richtig zu ermitteln. Im allgemeinen wird die Schale als Biegeträger betrachtet, so daß sich die Schnittgrößen an der Verankerungsstelle (= Einspannstelle des gedachten Balkens) nach der elementaren Balkenbiegetheorie ergeben. Das elastische Widerstandsmoment der Kreiszylinderschale ist allerdings bei den baupraktisch vorkommneden Geometrien sehr groß, so daß sich geringe Kräfte ergeben, die für die Bemessung meistens nicht maßgebend sind. Diese Kräfte aus Biegung sind über den Schalenquerschnitt gemäß Balkenbiegetheorie linear verteilt. Die maximalen Beanspruchungen treten an der Schwerachse des Querschnitts am weitest entfernt gelegenen Faser auf, bei symmetrischen Querschnitten wie dem der Kreiszylinderschale sind die Biegerandspannungen an der Luvseite (angeströmter Schalenmeridian) und an der Leeseite (dem Anströmpunkt entgegengesetzt liegender Meridian) betragsmäßig gleich groß. Ausgehend von den bisherigen Untersuchungen verschiedener Autoren zu windbelasteten Kreiszylinderschalen, die kurz vorgestellt werden, wird der Windansatz nach DIN 1055 Teil 4 für verschiedene Reynoldszahlen in Fourier-Reihen entwickelt und tabellenmäßig dargestellt. Mit diesen Reihen werden über ein vom Verfasser entwickeltes Programm für verschiedene dimensionslose Geometrien die maßgebenden Verankerungskräfte von geschlossenen Kreiszylinderschalen ermittelt, die abschließend in Tabellenform aufbereitet werden.