Spezialfragen der Statik und Druckberechnung
Kurt Danzl
Vergleichsweise Schnittkraftermittlung an drucktragenden stählernen Armaturen zu ÖNORM EN 12516-2
Die Publikation behandelt die Schnittkraftermittlung an Armaturengehäusen aus Stahl. Gemäß ÖNORM EN 12516-2 wird die räumlich komplexe Schalenstruktur statisch auf ebene, geschlossene rechteckige wie ovale Querschnitte unter gleichförmiger Innendruckbelastung reduziert und vereinfacht so aufgrund der Doppelsymmetrie der Querschnitte die Ermittlung der Biegemomente erheblich.
Der Verfasser hat die Rechteckquerschnitte mit Eckausrundung in [9] bereits behandelt und basierend auf [1] bislang noch fehlende analytische Zusammenhänge für die Berechnungsbeiwerte zur Biegemomentenermittlung erstellt und diese grafisch und in dieser Publikation tabellarisch in Abschnitt 2 aufbereitet im Rahmen einer kurzen Rückschau auf [9].
Mittlerweile haben diese Berechnungsbeiwerte Einzug in die Normung, u. z. in ÖNORM EN 12516-2 gehalten. In dieser Norm wird auch der ovale Querschnitt behandelt unter Hinweis auf weiterführende Literatur.
Kurz Danzl, Zivilingenieur für Bauwesen (r)
Armaturquerschnitt in Abstimmung mit Bemaßung in ÖNORM EN 12516-2, Bild 3 (skizzierter Vorschlag des Verfassers zu Draft prEN 12516-2: Edition 2011-11-01(E), im Rahmen seiner Tätigkeit als Komiteemitglied in ON K 007, pressure equipment)
Die Berechnungsbeiwerte für die Scheitelmomente sind in Form eines Nomogramms aufbereitet, jedoch nicht explizit analytisch erfasst. Der Verfasser hat nun auch dafür Gleichungen für die Berechnungsbeiwerte aufgestellt und dazu den doppelt-symmetrischen ovalen Querschnitt auf der Grundlage von [9] über die Variation der Scheitelkreise einer Ellipse gleicher Halbachsen angenähert. Diese Variation bedingt geometrisch zwei Ergebnisse: eine völligere ovale und eine schlankere ovale Querschnittsform. Für beide sind die dimensionslosen Berechnungsbeiwerte in Abschnitt 5 explizit aufbereitet und anhand eines Beispiels erläutert.
Grundsätzlich stimmen diese sehr gut mit den in ÖNORM EN 12516-2 ausgewiesenen überein. Weiters erlauben sie durch die Einführung eines zusätzlichen Querschnittspunktes, dem Stoßpunkt der Scheitelkreisradien, eine verfeinerte Interpretation des Biegemomentenverlaufes über den Querschnittsumfang. Es steht ein dritter Berechnungsbeiwert somit zur Verfügung.
Das Querschnittsrhombus als sehr grobe Annäherung des ovalen Querschnittes ist in Abschnitt 4 ergänzend behandelt. Die so ermittelten Berechnungsbeiwerte, hier für die Eckmomente, liegen auf der sicheren Seite.
