Stahlrohrkonstruktionen

ISBN-13: 9783709181584 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 386 str.

Josef Wanke

Spis treści

1. Das Stahlrohr.- 1.1. Knapper Überblick über die geschichtliche Entwicklung.- 1.2. Erzeugung der Stahlrohre.- 1.2.1. Geschweißte Rohre.- 1.2.1.1. Feuerpreßschweißen.- 1.2.1.2. Schweißen unter der Gasflamme.- 1.2.1.3. Elektroschweißung.- 1.2.1.4. Spiralgeschweißte Rohre.- 1.2.2. Nahtlose Rohre.- 1.2.2.1. Herstellung des Hohlblocks (Lochprozeß).- 1.2.2.2. Herstellung des fertigen Rohres.- 1.3. Rohrarten.- 1.3.1. Außendurchmesser.- 1.3.2. Querschnittform.- 1.3.3. Längsschnittform.- 1.3.4. Beschaffenheit der Rohrenden.- 1.3.5. Verwendungszweck.- 1.4. Rohrwerkstoffe.- 1.4.1. Allgemeines über Röhrenstähle.- 1.4.2. Stähle für nahtlose Rohre.- 1.4.3. Stähle für geschweißte Rohre.- 1.5. Technische Lieferbedingungen.- 1.6. Bezeichnung der Stahlrohre.- 1.7. Statische Werte der Rohre.- 1.7.1. Kreisrunde Rohre.- 1.7.2. Nichtrunde Rohre (Profilrohre).- 1.7.2.1. Ovale Rohre.- 1.7.2.2. Vierkantrohre.- 1.7.3. Rohre mit genormten Abmessungen.- 2. Bemessung des Stahlrohrs.- 2.1. Allgemeines zur Bemessung.- 2.2. Belastung durch Innendruck.- 2.2.1. Gewalzte und geschweißte Rohre.- 2.2.2. Bandagierte Rohre.- 2.3. Belastung durch Außendruck.- 2.4. Mittige Zugbelastung.- 2.5. Mittige Druckbelastung.- 2.5.1. Das leere Rohr.- 2.5.2. Ausbetonierte Stahlrohre.- 2.6. Querbelastung.- 2.6.1. Allgemeines.- 2.6.2. Membranspamiungen des dünnwandigen Rohres.- 2.6.2.1. Eigengewichtsbelastung.- 2.6.2.2. Belastung durch Flüssigkeitsfüllung.- 2.6.2.3. Windbelastung.- 2.6.2.4. Durchlaufträger.- 2.6.2.5. Träger mit Zwischenringen.- 2.6.3. Biegespannungen der Rohrschale.- 2.6.4. Berechnung der Versteifungsringe.- 2.6.5. Stabilitätsberechnung der Rohrwand.- 2.7. Torsionsbelastung.- 2.8. Kombinierte Belastung.- 2.9. Gekrümmte Rohre.- 2.9.1. Spannungsberechnung.- 2.9.1.1. Annahme unveränderter Querschnittsform.- 2.9.1.2. Berücksichtigung der Querschnittverformung.- 2.9.2. Formänderungsberechnung.- 2.9.3. Beispiel.- 3. Rohrverbindungen und ihre Berechnung.- 3.1. Verbindungsarten im allgemeinen.- 3.1.1. Ausführung.- 3.1.2. Berechnung.- 3.2. Verlängerung und Stöße.- 3.2.1. Schrumpfverbindung.- 3.2.2. Gewindeverbindung.- 3.2.2.1. Ausführung.- 3.2.2.2. Berechnung.- 3.2.3. Schraubenverbindung.- 3.2.3.1. Verbindung mit Muffe.- 3.2.3.2. Verbindung mit Zentrierplatte.- 3.2.3.3. Fianschverbindung.- 3.2.3.4. Verbindung mit konischen Zwischenstücken.- 3.2.4. Schweißverbindung.- 3.2.4.1. Ausführung.- 3.2.4.2. Berechnung.- 3.3. Anschlüsse.- 3.3.1. Anschluß an einen Träger (gewalzt oder geschweißt).- 3.3.1.1. Schraubverbindung.- 3.3.1.2. Schweißverbindung.- 3.3.2. Anschluß an ein Rohr.- 3.3.2.1. Geschraubter Anschluß.- 3.3.2.2. Schweißanschluß (Längskraft).- 3.3.2.3. Schweißanschluß eines in der Systemebene auf Biegung beanspruchten Rohres.- 3.3.2.4. Lagerartiger Anschluß eines einfachen Rohrträgers.- 3.3.2.5. Lagerartiger Anschluß eines vollwandigen oder gegliederten Trägers.- 3.4. Knoten gegliederter Träger.- 3.4.1. Rahmenknoten.- 3.4.2. Fachwerkknoten.- 3.4.2.1. Ausführung.- 3.4.2.2. Tragkraft.- 3.4.2.3. Berechnung.- 3.4.2.4. Dynamisch beanspruchte Fachwerkknoten.- 3.5. Lagerung von Rohrträgern.- 3.5.1. Das Rohr als einfacher Balken.- 3.5.2. Der gegliederte Rohrträger als einfacher Balken.- 3.5.3. Der gegliederte Rahmen- oder Bogenträger.- 3.6. Gelenke gegliederter Rohrträger.- 4. Stahlrohrkonstruktionen.- 4.1. Begriffsbestimmung.- 4.2. Ausführungsarten.- 4.3. Belastungen.- 4.3.1. Gültigkeit der Belastungsannahmen des allgemeinen Stahlbaus.- 4.3.2. Windlasten.- 4.3.2.1. Windlast nach den bestehenden Normen.- 4.3.2.2. Grundwert des Winddrucks — Staudruck.- 4.3.2.3. Formbeiwerte bei Einzelrohren und Rohrgruppen.- 4.3.2.4. Formbeiwerte ebener gegliederter Rohrkonstruktionen.- 4.3.2.5. Formbeiwerte räumlicher gegliederter Rohrkonstruktionen.- 4.3.3. Dynamische Einflüsse.- 4.3.3.1. Allgemeines.- 4.3.3.2. Stoßzahlen.- 4.3.3.3. Wirkung von Windstößen.- 4.3.3.4. Schwingungen quer zur Windrichtung.- 4.3.3.5. Zuverlässigkeit der bestehenden Vorschriften.- 4.4. Berechnung.- 4.4.1. Auflager- und Schnittkräfte, Spannungsnachweis.- 4.4.2. Verbindungen.- 4.5. Vorschriften.- 4.5.1. Sondernormen für den Stahlrohrbau.- 4.5.1.1. DIN 4115, Stahlleichtbau und Stahlrohrbau im Hochbau.- 4.5.1.2. Österreichische Richtlinien für die Berechnung und Ausführung von Stahlleichtbauten.- 4.5.1.3. TGL 13501, 1. Blatt, Stahlleichtbau: Stahlrohrtragwerke, Berechnung, bauliche Durchbildung, Herstellung, Abnahme.- 4.5.2. Normen des allgemeinen Stahlbaus, Zusammenstellung.- 4.5.2.1. Normen DIN.- 4.5.2.2. Vergleichswerte der zulässigen Beanspruchung von DIN, Önorm und TGL.- 4.5.3. Normen des allgemeinen Stahlbaus, Vergleich von DIN, Önorm und DDR-Standard.- 4.5.3.1. DIN 1050, Stahl im Hochbau, Berechnung und bauliche Durchbildung.- 4.5.3.2. DIN 1055, Lastannahmen für Bauten, Blatt 1 bis 5.- 4.5.3.3. DIN 4100, Geschweißte Stahlhochbauten, Berechnung und bauliche Durchbildung.- 4.5.3.4. DIN 4114, Berechnungsgrundlagen, Stabilitätsfälle im Stahlbau.- 4.5.3.5. DIN 4420, Gerüstordnung.- 4.5.4. Englische Vorschriften über Stahlrohrbau.- 4.6. Ausführung.- 4.6.1. Werkstattarbeiten und Vorbereitung für die Aufstellung.- 4.6.2. Korrosionsschutz.- 4.6.2.1. Außenkorrosion.- 4.6.2.2. Innenkorrosion.- 4.6.3. Schutz gegen Feuereinwirkung.- 5. Selbsttragende Rohrleitungen.- 5.1. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.- 5.1.1. Tragkraft eines dünnwandigen Rohres.- 5.1.2. Wirtschaftlichkeit selbsttragender Rohre.- 5.1.3. Wirtschaftlichkeit des Großrohrs als Träger anderer Leitungen.- 5.1.4. Beispiel.- 5.1.5. Wirtschaftlichkeit selbsttragender Rohrleitungen als Teil einer räumlichen Konstruktion.- 5.2. Ausführung.- 5.2.1. Gerade Rohrleitungen.- 5.2.2. Rohrleitungsbogen.- 5.2.3. Aufgehängte Rohrleitungen.- 5.3. Belastung.- 5.4. Berechnung.- 5.4.1. Gerade Leitungen.- 5.4.2. Selbsttragende Rohrleitungsbogen.- 5.4.3. Aufgehängte Rohrleitungen.- 5.5. Beispiele.- 5.5.1. Gerade selbsttragende Gasleitung in einem Stahlwerk.- 5.5.2. Gasleitungen über den Rhein-Herne-Kanal in Bogenform.- 5.5.3. Zwei Rohrbogenbrücken in Australien.- 5.5.4. Barbarabrücke über die Donau bei Wien.- 5.5.5. Rohrbrücke bei Pforzheim.- 6. Bauten aus einfachen Rohren.- 6.1. Einfache Stahlrohrmaste.- 6.1.1. Ausführung.- 6.1.2. Berechnung.- 6.1.2.1. Zylindrische Maste.- 6.1.2.2. Konische Maste.- 6.1.3. Wirtschaftliche Abmessungen.- 6.1.3.1. Zylindrische Maste.- 6.1.3.2. Konische Maste.- 6.1.3.3. Vergleich der zylindrischen und konischen Maste.- 6.1.4. Beispiele.- 6.1.4.1. Zweifach abgesetzter Mast.- 6.1.4.2. Zweifach abgesetzter Mast mit den gleichen Bemessungsangaben wie bei 6.1.4.1., ergänzt durch ?zul = 0,02 h = 20 cm.- 6.1.4.3. Konischer Mast.- 6.2. Bausäulen und andere einfache Rohrstützen.- 6.2.1. Ausführung.- 6.2.2. Berechnung.- 6.2.2.1. Stützen mit unveränderlichem Querschnitt.- 6.2.2.2. Stützen mit veränderlichem Querschnitt.- 6.2.3. Beispiele.- 6.2.3.1. Pendelstütze.- 6.2.3.2. Stütze einer aufgeständerten Brückenfahrbahn.- 6.3. Rahmentragwerke aus Stützen und Riegeln.- 6.3.1. Ausführung.- 6.3.2. Berechnung.- 6.3.2.1. Tragsystem nach Abb. 6.31, Werkstoff St 35.- 6.3.2.2. Tragsystem nach Abb. 6.32.- 7. Eingeschossige Industriehallen.- 7.1. Entwurf.- 7.2. Pfetten und ihre Lagerung auf Rohrgurten.- 7.2.1. Pfetten aus I-Walzträgern.- 7.2.2. Pfetten aus einfachen Rohren.- 7.2.3. Fachwerkpfetten.- 7.3. Binder und Unterzüge.- 7.3.1. Besonderheiten der Anordnung.- 7.3.2. Ausführung.- 7.3.3. Berechnung.- 7.4. Kranbahnen.- 7.4.1. Ausführungsarten.- 7.4.1.1. Ausführung mit unmittelbar belastetem Obergurt.- 7.4.1.2. Ausführung mit besonderem Schienenträger.- 7.4.2. Aussteifung.- 7.4.3. Berechnung.- 7.4.4. Dynamische Versuche.- 7.4.5. Beispiel.- 7.5. Zwei- und mehrstielige Stützen.- 7.5.1. Ausführungsarten.- 7.5.1.1. Zweistielige Stützen.- 7.5.1.2. Mehrstielige Stiftzen.- 7.5.2. Einzelheiten der Ausführung.- 7.5.3. Berechnung.- 7.5.3.1. Zweistielige Stützen.- 7.5.3.2. Drei- und vierseitige Stützen.- 7.6. Raumverbände.- 7.6.1. Anordnung der Verbände.- 7.6.2. Dachverbände.- 7.6.3. Lotrechte Verbände in den Stützenlängsreihen.- 7.6.4. Waagrechte Windträger der Umfassungswände.- 7.7. Beispiele ausgeführter Industriehallen.- 7.7.1. Zweischiffige Halle einer Betriebswerkstätte.- 7.7.2. Halle einer Werkstätte zur Schraubenerzeugung.- 7.7.3. Halle einer Feilenwerkstätte.- 7.7.4. Hallen in Shedkonstruktion.- 7.7.5. Fertighalle eines Rohrw slzwerks.- 7.7.6. Werkshalle einer Zuckerraffinerie.- 8. Krane.- 8.1. Allgemeines zur Verwendung von Stahlrohren im Kranbau.- 8.2. Brücken von Laufkranen.- 8.2.1. Ausführung.- 8.2.2. Berechnung.- 8.2.2.1. Belastung.- 8.2.2.2. Unversteiftes Raumtragwerk.- 8.2.2.3. Versteiftes Raumtragwerk.- 8.3. Andere Krane in Stahlrohrkonstruktion.- 9. Hochbauten mit Stahlrohrskelett.- 9.1. Ausführungsmöglichkeiten.- 9.2. Verwaltungs- und Bürogebäude.- 9.2.1. Phoenix-Rheinrohr-Hochhaus in Düsseldorf.- 9.2.2. Mannesmann-Hochhaus in Düsseldorf.- 9.3. Bauten für Unterkünfte und Erholungsstätten.- 9.4. Gebäude für große Versammlungsräume, Schulen, Laboratorien u. ä..- 9.5. Kirchen.- 9.6. Fertighäuser.- 10. Ausstellungshallen.- 10.1. Hallen über rechteckigem Grundriß.- 10.1.1. Ausführung der Überdachung.- 10.1.2. Messehalle in Graz.- 10.1.3. Messehalle in Hannover.- 10.2. Hallen über kreisrundem oder elliptischem Grundriß.- 10.2.1. Ausführungsmöglichkeiten.- 10.2.2. Kuppeln mit meridionalen gegliederten Rohrbogen.- 10.2.3. Flechtwerkkuppeln.- 10.2.3.1. Schwedlerkuppel.- 10.2.3.2. Messehalle in Brünn.- 11. Sportbauwerke.- 11.1. Tribünenüberdachungen.- 11.2. Sporthallen.- 11.2.1. Ausführung.- 11.2.2. Sporthalle in Kladno (Tschechoslowakei).- 11.2.3. Lido-Stadion in Mailand.- 11.2.4. Sporthalle in Bologna.- 12. Verkehrsbauten und Transporteinrichtungen.- 12.1. Bahnhofsanlagen.- 12.1.1. Anlagen für den Reiseverkehr.- 12.1.2. Nebenanlagen.- 12.2. Bauten für den Flugverkehr.- 12.2.1. Anlagen für den Reiseverkehr.- 12.2.2. Hangare.- 12.3. Brücken und Stege.- 12.3.1. Verwendungsmöglichkeit von Stahlrohrträgern.- 12.3.2. Brücke in Hamburg.- 12.3.3. Fußgängerbrücke in Köln.- 12.3.4. Bahnsteigüberführung.- 12.4. Transport- und Verladebrücken.- 13. Freileitungsmaste.- 13.1. Mastarten.- 13.2. Belastungen.- 13.3. Einfache Rohrmaste.- 13.3.1. Einteilige Maste aus nahtlosen Stahlrohren.- 13.3.1.1. Kopfausrüstung.- 13.3.1.2. Gründung.- 13.3.1.3. Berechnung mit Beispiel.- 13.3.2. Zerlegbare Maste.- 13.3.2.1. Maste aus nahtlosen Rohren.- 13.3.2.2. Maste aus geschweißten Rohren.- 13.4. Flachmaste.- 13.4.1. Ausführung.- 13.4.1.1. Rahmenmaste.- 13.4.1.2. Fachwerkmaste (Gittermaste).- 13.4.2. Gründung.- 13.4.3. Berechnung.- 13.4.3.1. Belastung rechtwinklig zur Mastebene.- 13.4.3.2. Belastung in der Mastebene.- 13.5. Mehrstielige Maste.- 13.5.1. Ausführung.- 13.5.1.1. Rahmenmaste.- 13.5.1.2. Gittermaste.- 13.5.2. Gründung.- 13.5.3. Statische Berechnung.- 13.5.3.1. Allgemeines.- 13.5.3.2. Rahmenmaste.- 13.5.3.3. Gittermaste.- 13.6. Portalmaste.- 13.7. Wirtschaftliche Abmessungen vierseitiger Rohrmaste.- 14. Antennenmaste.- 14.1. Allgemeines.- 14.2. Belastungen.- 14.2.1. Vorschriften und Normen.- 14.2.2. Belastungsarten.- 14.2.3. Besondere Lastannahmen.- 14.2.3.1. Schnee und Rauhreif.- 14.2.3.2. Windwirkung.- 14.2.3.3. Windwirkung bei Rauhreif.- 14.2.3.4. Temperatureinflüsse.- 14.3. Türme.- 14.3.1. Ausführung.- 14.3.2. Gründung.- 14.3.3. Berechnung.- 14.3.3.1. Übliche Berechnung.- 14.3.3.2. Genauere Berechnung.- 14.3.3.3. Durchbiegung.- 14.4. Abgespannte Maste.- 14.4.1. Ausführung.- 14.4.1.1. Mastkörper.- 14.4.1.2. Mastaufsatz.- 14.4.1.3. Mastausrüstung.- 14.4.1.4. Abspannseile.- 14.4.2. Gründung und Verankerung.- 14.4.3. Statische Berechnung.- 14.4.3.1. Beschreibung der Berechnung.- 14.4.3.2. Statik der Abspannseile.- 14.4.3.3. Linearisierung der Beziehung (y, H).- 14.4.3.4. Berechnung hei waagrechter Belastung.- 14.4.3.5. Spannungsnachweis.- 14.4.3.6. Vorberechnung.- 14.4.4. Stabilitätsnachweis.- 14.4.4.1. Angenäherte Berechnung.- 14.4.4.2. Genauere Berechnung.- 14.4.5. Einflüsse von Schwingungen quer zur Windrichtung.- 14.4.6. Eigenfrequenz der abgespannten Maste.- 15. Verschiedene Anwendungen von Stahlrohren.- 15.1. Stützen für Rohrleitungen.- 15.2. Stützen von Gas- und Wasserbehältern.- 15.2.1. Wasserturm in Brescia.- 15.2.2. Wasserturm in Châtelineau.- 15.2.3. Wasserturm in Tilleur (Belgien).- 15.3. Abteuftürme im Bergbau.- 15.4. Traggerüst für einen Abgaskamin.- 15.5. Räumerbrücke einer Kläranlage.- 15.6. Landwirtschaftliche Bauten.- 15.7. Seilbahnstützen.- 15.8. Brücken für Rohrleitungen.- 15.9. Hauptträger und Ständer einer Bogenbrücke.- 15.10. Treppen.- 15.11. Warteplätze, Tankstellen und Beleuchtungsmaste.- 16. Zerlegbare Rohrkonstruktionen.- 16.1. Allgemeines.- 16.2. Stahlrohrgerüste.- 16.3. Verschiedene Bauten mit Gerüst-Verbindern.- 17. Bewertung der Stahlrohrbauten.- 17.1. Vorteile.- 17.2. Nachteile.- Schrifttum.