Konstruktion und Berechnung für ein 90 m hohes Arbeits- und Schutzgerüst

Inhaltsverzeichnis

1. Allgemeines

1.1 Baustoffe und Bauteile

1.1.1 Querschnittswerte und Kenngrößen

1.1.2 Beanspruchbarkeiten

1.1.3 Nachweisformat

2. Lastannahmen

2.1 Konstruktionsgewicht

2.2 Verkehrslasten

2.3 Windlasten

3. Zusammenstellung von Grundwerten

3.1 Vertikalrahmen SL70

3.2 Schutzwandpfosten auf Dachfangrahmen

3.3 Schutzdach auf Ausleger 74/50

3.4 Beanspruchung der Vertikalen Gerüstzüge aus dem Aufzug

3.5 Lastfälle

3.6 Lastfallkombinationen nach DIN 4420 Teil 1, Abs. 5.4.5

4. Haupttragwerk rechtwinklig zur Fassade ohne Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug

4.1 Statische Ersatzsysteme

4.2 Ankerraster

4.3 Teilsysteme

4.4 Systemannahmen

4.5 Schnittgrößen Teilsystem 1

4.5.1 Geometrie

4.5.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

4.5.3 Berechnung

4.6 Schnittgrößen Teilsystem 2

4.6.1 Geometrie

4.6.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

4.6.3 Berechnung

4.7 Schnittgrößen Teilsystem 3

4.7.1 Geometrie

4.7.2 Einwirkungen - Lastkombination A - Arbeitsbetrieb

4.7.3 Berechnung

4.7.4 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

4.7.5 Berechnung

4.8 Tragsicherheitsnachweise

4.8.1 Tragsicherheitsnachweise mit Lochspiel

4.8.2 Ankerkräfte/Federkräfte

4.8.3 Tragsicherheitsnachweise ohne Lochspiel

4.8.4 Ankerkräfte/Federkräfte

4.8.5 Zusatzmaßnahmen für den unteren Riegel

5. Haupttragwerk rechtwinklig zur Fassade mit Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug

5.1 Statische Ersatzsysteme

5.2 Ankerraster

5.3 Teilsysteme

5.4 Systemannahmen

5.5 Schnittgrößen Teilsystem 1

5.5.1 Geometrie

5.5.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

5.5.3 Berechnung

5.6 Schnittgrößen Teilsystem 2

5.6.1 Geometrie

5.6.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

5.6.3 Berechnung

5.7 Schnittgrößen Teilsystem 3

5.7.1 Geometrie

5.7.2 Einwirkungen - Lastkombination A - Arbeitsbetrieb

5.7.3 Berechnung

5.7.4 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

5.7.5 Berechnung

5.8 Tragsicherheitsnachweise

5.8.1 Tragsicherheitsnachweise mit Lochspiel

5.8.2 Ankerkräfte/Federkräfte

5.8.3 Tragsicherheitsnachweise ohne Lochspiel

5.8.4 Ankerkräfte/Federkräfte

6. Horizontallastabtragung parallel zur Fassade

6.1 Allgemeines

6.2 Zusammenstellung von Grundwerten

6.2.1 Vertikalrahmen SL70

6.2.2 Schutzwandpfosten auf Dachfangrahmen

6.2.3 Schutzdach auf Ausleger 74/50

6.2.4 Horizontalbeanspruchung aus dem Aufzug

6.3 Lastfälle

6.4 Lastfallkombinationen nach DIN 4420 Teil 1, Abs. 5.4.5

7. Haupttragwerk parallel zur Fassade ohne Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug

7.1 Statische Ersatzsysteme

7.2 Ankerraster

7.3 Teilsysteme

7.4 Systemannahmen

7.5 Schnittgrößen Teilsystem 1

7.5.1 Geometrie

7.5.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

7.5.3 Berechnung

7.6 Schnittgrößen Teilsystem 2

7.6.1 Geometrie

7.6.2 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

7.6.3 Berechnung

7.6.4 Einwirkungen - Lastkombination A - Arbeitsbetrieb

7.6.5 Berechnung

7.7 Tragsicherheitsnachweise

7.7.1 Tragsicherheitsnachweise mit Lochspiel

7.7.2 Tragsicherheitsnachweise ohne Lochspiel

8. Haupttragwerk parallel zur Fassade mit Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug

8.1 Ankerraster

8.2 Schnittgrößen Teilsystem 1

8.2.1 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

8.2.2 Berechnung

8.3 Schnittgrößen Teilsystem 2

8.3.1 Einwirkungen - Lastkombination B - Größte Windlast

8.3.2 Berechnung

8.3.3 Einwirkungen - Lastkombinationen A - Arbeitsbetrieb

8.3.4 Berechnung

8.4 Tragsicherheitsnachweise

8.4.1 Ankerkräfte / Federkräfte mit Lochspiel

8.4.2 Ankerkräfte / Federkräfte ohne Lochspiel

8.5 Nachweis der Einzelbauteile

8.5.1 Anschluss Strebe

8.5.2 Belag

8.5.3 Elastische Stützung der Vertikalrahmenzüge

8.5.4 Elastische Kopplung der Vertikalebenen

8.5.5 Parallelkupplung

8.6 Ankermittel

8.6.1 Normalanker (Schiefstellung 10°, 5°, 0°)

8.6.2 Berechnung Normalanker (Lastabtrag senkrecht zur Fassade)

8.6.3 Berechnung Normalanker (Lastabtrag parallel zur Fassade)

8.6.4 Dreiecksanker (Schiefstellung 10°, 5°, 0°)

8.6.5 Berechnung Dreiecksancker (Lastabtrag senkrecht zur Fassade)

8.6.6 Berechnung Dreiecksancker (Lastabtrag parallel zur Fassade)

8.6.7 Berechnung Normalanker (Lastabtrag parallel zur Fassade) Schiefstellung Gerüsthalter: 45°, Schiefstellung Ösenschraube:10°

8.6.8 Berechnung Normalanker (Lastabtrag parallel zur Fassade) Schiefstellung Gerüsthalter: 10°, Schiefstellung Ösenschraube:10°

8.6.9 Nachweis Ankermittel

9. Zusammenfassung

Zielsetzung & Themen

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der statischen Berechnung für ein 90 Meter hohes Arbeits- und Schutzgerüst des Typs plettac-Kombigerüst SL 70. Das Hauptziel der Arbeit besteht darin, die Tragsicherheit des Gerüstes bei verschiedenen Lastkombinationen nachzuweisen, wobei insbesondere Abweichungen von den Regelausführungen des Zulassungsbescheids Z-8.1-29 berücksichtigt werden.

• Strukturelle Analyse des Haupttragwerks rechtwinklig zur Fassade
• Horizontallastabtragung parallel zur Fassade
• Berücksichtigung von Zusatzlasten durch einen angeschlossenen Aufzug
• Nachweis der Ankermittel unter verschiedenen Einwirkungen
• Theoretische Untersuchung von Tragfähigkeit und Stabilität unter Berücksichtigung von Imperfektionen

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Allgemeines: Einführung in das Projekt eines 90m hohen Arbeits- und Schutzgerüstes und Definition der Abweichungen von den Standard-Regelausführungen.

2. Lastannahmen: Definition der charakteristischen Werte für Konstruktionsgewichte, Verkehrslasten und Windlasten.

3. Zusammenstellung von Grundwerten: Ermittlung grundlegender Lasten für Gerüstknoten, Schutzwandpfosten und Schutzdächer sowie Festlegung der Lastfälle.

4. Haupttragwerk rechtwinklig zur Fassade ohne Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug: Statische Analyse des Gerüsttragwerks in Querrichtung unter Standard-Einwirkungen.

5. Haupttragwerk rechtwinklig zur Fassade mit Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug: Erweiterte statische Analyse des Quer-Haupttragwerks unter zusätzlicher Belastung durch den Aufzug.

6. Horizontallastabtragung parallel zur Fassade: Erläuterung des Mechanismus zur Abtragung von Horizontallasten und Spezifikation der verwendeten Ankermittel.

7. Haupttragwerk parallel zur Fassade ohne Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug: Statische Analyse des Gerüsttragwerks in Längsrichtung ohne zusätzliche Aufzugslasten.

8. Haupttragwerk parallel zur Fassade mit Berücksichtigung der Lasten aus dem Aufzug: Statische Analyse des Längs-Haupttragwerks unter Einbeziehung der Aufzugslasten sowie Nachweise der Einzelbauteile und Ankermittel.

9. Zusammenfassung: Abschließendes Resümee der statischen Berechnungen und der Tragsicherheitsnachweise für das gesamte System.

Schlüsselwörter

Stahlbau, Gerüstbau, Kombigerüst SL70, Statische Berechnung, Lastannahmen, Tragsicherheitsnachweis, Windlast, Horizontallastabtragung, Ankermittel, Ösenschrauben, Dreiecksanker, Baustatik, Lastkombinationen, Materialtransport, Aufzugslasten.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der statischen Berechnung eines 90 Meter hohen Arbeits- und Schutzgerüstes des Typs plettac-Kombigerüst SL 70.

Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?

Die zentralen Themen sind die Tragfähigkeit des Haupttragwerks in und rechtwinklig zur Fassade sowie die fachgerechte Horizontallastabtragung und Verankerung.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Das primäre Ziel ist der rechnerische Nachweis ausreichender Tragsicherheit des Gerüstsystems, insbesondere unter Berücksichtigung von Abweichungen vom bestehenden Zulassungsbescheid.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Berechnung erfolgt auf Basis der Elastizitätstheorie nach Theorie 2. Ordnung mittels eines Stabwerksprogramms.

Welche Aspekte werden im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in verschiedene Berechnungsmodelle für das Haupttragwerk, die Lastannahmen für unterschiedliche Betriebszustände und die expliziten Nachweise der Bauteile und Ankermittel.

Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit am besten charakterisieren?

Stahlbau, Gerüstbau, Statik, Tragfähigkeit, Windlast, Ankermittel und Aufzugslasten.

Wie werden die Auswirkungen des Aufzugs auf das Gerüst modelliert?

Die Lasten aus dem Aufzug werden als zusätzliche, charakteristische Einwirkungen an den entsprechenden Knotenpunkten in das statische Gesamtsystem integriert.

Welche Rolle spielen die Ankermittel in dieser statischen Berechnung?

Die Ankermittel (Ösenschrauben und Gerüsthalter) sind kritische Komponenten zur Horizontallastabtragung; ihre Brauchbarkeit wird iterativ nachgewiesen und durch spezielle Anschlusssituationen (z.B. Dreiecksanker) sichergestellt.