Ermitteln der Windlast
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Wir bei OBO Bettermann haben umfangreiche Expertise zum Thema Windlast beim äußeren Blitzschutz. Die hieraus resultierenden Berechnungsmodelle und Fangmastsysteme sind das Ergebnis von zahlreichen Untersuchungen und jahrelanger Erfahrung in der Entwicklung.
In den bisherigen Normen DIN 1055:2005 Teil 4: Windlasten und Teil 5: Schnee- und Eislasten sowie in der DIN 4131 „Antennentragwerke aus Stahl“ waren alle Lastannahmen auf Tragwerke in der Bundesrepublik Deutschland geregelt.
Die Eurocodes (EC) sind das Ergebnis der europäischen Normung im Bauwesen. EC 0 bis EC 9 umfassen nun alle relevanten Dokumente für eine der aktuellen Normen- und Vorschriften entsprechenden Ausführung. EN 1991-1-4 liefert Regeln zur Bestimmung der Einwirkungen aus natürlichem Wind auf für die Bemessung von Gebäuden und ingenieurtechnischen Anlagen betrachteten Lasteinzugsflächen. Damit werden ganze Tragwerke oder Teile davon oder Bauelemente, die mit dem Tragwerk verbunden sind, erfasst. Zusätzlich werden in der Version ÖNORM B 1991-1-3 und -4 nationale Parameter festgelegt und ist damit für Österreich gemeinsam mit der ÖNORM EN 1991-1-3 und -4 anzuwenden.
Nach Erscheinen der nationalen Anhänge der EC wurden die alten Normen mit einer entsprechenden Übergangsfrist ungültig.
| aktuelle Norm |
|---|
| ÖNORM EN 1991-1-4; Eurocode 1:Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten; ÖNORM B 1991-1-4: Nationale Festlegung zu ÖNORM EN 1991-1-4 und nationale Ergänzungen |
| Eurocode 1 : ÖNORM EN 1991-1-3: Einwirkungen auf Tragwerke- Teil 1-3: Allgemeine Einwirkungen, Schneelasten; ÖNORM B 1991-1-3, nationale Erläuterungen und Ergänzungen |
| Eurocode 3 : ÖNORM EN 1993-3-1; Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 3-1: Türme, Maste, und Schornsteine; ÖNORM B 1991-3-2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 3-2: Türme, Maste und Schornsteine- Nationale Festlegung und Ergänzungen |
| ÖNORM EN 14437 : Bestimmung des Abhebewiderstandes von Dachdeckungen mit Dachziegeln oder Dachsteinen - Prüfverfahren für Dachsysteme |
Tabelle 2.8: Beispiel der österreichischen nationalen Normen zur Windlastberechnung
1. Schritt: Ermittlung der Basiswindgeschwindigkeit
Im Ortsverzeichnis gemäß der Tabelle A.1 auf der nachfolgenden Seite ist der dem Standort des Bauwerkes geographisch nächstgelegene Ort aufzusuchen und dessen Grundwert für den Basisgeschwindigkeitsdruck heranzuziehen. (Tabelle 2.9)
Liegt die Seehöhe des Standortes mehr als 250 m über jener des in der Tabelle A.1 angegebenen nächstliegenden Ortes, so sind die Grundwerte des Basisgeschwindigkeitsdruckes qb,0 nach Tabelle A.2 aus der ÖNORM B 1991-1-4 anzunehmen, falls nicht ein diesbezügliches Windgutachten (z.B. von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien) vorliegt. Zu folgenden Aspekten werden in den Normen keine Angaben gemacht:
- Fachwerksmaste und Türme mit nicht parallelen Eckstielen,
- abgespannte Maste und Kamine,
- Schrägseil- und Hängebrücken,
- Torsionsschwingungen.
| Seehöhe | |||
| bis 800 m | bis 1800 m | bis 3000 m | |
| vb,0 ín m/s | 27,4 | 39,6 | 50,6 |
| qb = in kN/m2 | 0,47 | 0,98 | 1,60 |
Tabelle 2.9: Basisgeschwindigkeiten und Geschwindigkeitsdrücke (landesspezifische Angaben)
2. Schritt: Ermittlung der Geländekategorie (GK)
Ein Faktor für die Kalkulation von Windlasten sind die geländespezifische Lasten und Staudrücke. (Tabelle 2.10)
| Geländekategorie (GK) | Definition |
|---|---|
| Geländekategorie I | Geländekategorie I in Österreich nicht vorhanden |
| Geländekategorie II | Gelände mit Hecken, einzelnen Gehöften, Häusern oder Bäumen, z. B. landwirtschaftliches Gebiet |
| Geländekategorie III | Vorstädte, Industrie- oder Gewerbegebiete; Wälder |
| Geländekategorie IV | Stadtgebiete, bei denen mindestens 15 % der Fläche mit Gebäuden bebaut sind, deren mittlere Höhe 15 m überschreitet |
Tabelle 2.10: Geländekategorien nach ÖNORM EN 1991-1-4
3. Schritt: Ermittlung der maximalen Böenwindgeschwindigkeit
Hier gilt für AT die nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1991-1-4.
Im Ortsverzeichnis gemäß Tabelle A.1 ist der dem Standort des Bauwerks geographisch nächstgelegene Ort aufzusuchen und dessen Grundwert für den Basiswindgeschwindigkeitsdruck heranzuziehen.
Auszug - Böenwindgeschwindigkeiten der Landeshauptstädte" Weitere Werte lt. Anhang A, Tabelle A.1 ÖNORM B 1991-1-4
| Böhengeschwindigkeitsskala (km/h) (Landeshauptstädte) | Seehöhe (m) | Objekthöhe über Erdniveau (m) | Geländekategorie | ||||||
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | |||
Wien Bezirke 10,11,21,22 |
151 - 338 | 114 128 129 | 114 128 140 | 121 141 152 | 130 149 159 | 137 156 165 | 143 161 169 | 163 177 184 | IV III II |
Wien alle übrigen Bezirke |
151 - 542 | 105 117 119 | 105 117 128 | 110 129 139 | 119 137 146 | 126 143 151 | 131 147 155 | 149 163 168 | IV III II |
Eisenstadt |
196 | 105 117 119 | 105 117 128 | 110 129 139 | 119 137 146 | 126 142 151 | 131 147 155 | 149 162 168 | IV III II |
Klagenfurt |
448 | 73 82 83 | 73 82 89 | 77 90 97 | 83 95 102 | 88 99 105 | 91 103 108 | 104 113 117 | IV III II |
St. Pölten |
265 | 110 123 124 | 110 123 134 | 116 135 145 | 125 143 153 | 132 149 158 | 137 154 162 | 156 170 176 | IV III II |
Linz |
260 | 116 130 131 | 116 130 142 | 122 143 154 | 132 152 161 | 139 158 167 | 145 163 171 | 165 180 186 | IV III II |
Salzburg |
436 | 105 117 119 | 105 117 128 | 110 129 139 | 119 137 146 | 126 142 151 | 131 147 155 | 149 163 168 | IV III II |
Graz |
369 | 86 96 97 | 86 96 105 | 90 106 114 | 98 112 119 | 103 117 124 | 107 121 127 | 122 133 138 | IV III II |
Innsbruck |
573 | 114 127 129 | 114 127 139 | 120 140 151 | 129 148 158 | 136 155 164 | 142 160 168 | 162 176 182 | IV III II |
| Bregenz | 398 | 108 | 108 | 113 | 122 | 129 | 135 | 153 | IV |
4. Schritt: Ermittlung der benötigten Betonsteine
Mit dem Wert der maximalen Böengeschwindigkeit lässt sich die Zahl der benötigten Betonsteine (10 oder 16 kg) je nach verwendeter Fangstange ermitteln. Der Wert in den Tabellen muss über der maximalen Böengeschwindigkeit des Standortes liegen
Ein Beispiel
Die maximale Böengeschwindigkeit des Standortes beträg 142 km/h.
Eine verjüngte Rohr-Fangstange Typ 101 VL2500 mit 2,5 m Fangstangenhöhe wird verwendet.
Da der Wert in der Tabelle 2.15 über der maximalen Böengeschwindigkeit des Standortes liegen muss (hier also über 142 km/h), ist der nächstmögliche Wert 164. Daraus ergibt sich, dass 3 Betonsteine zu je 16 kg verwendet werden müssen.
Anzahl Betonsteine für verjüngte Rohr-Fangstangen
| Fangstangenhöhe | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | benötigte Betonsteine |
| Typ | 101 VL1500 | 101 VL2000 | 101 VL2500 | 101 VL3000 | 101 VL3500 | 101 VL4000 | |
| Art.-Nr. | 5401 98 0 | 5401 98 3 | 5401 98 6 | 5401 98 9 | 5401 99 3 | 5401 99 5 | |
Windgeschwindigkeit km/h | 117 164 165 - - | - 120 122 170 208 | - 95 96 135 164 | - - - 111 136 | - - - 95 116 | - - - - 102 | 1 x 10 kg 2 x 10 kg 1 x 16 kg 2 x 16 kg 3 x 16 kg |
Anzahl Betonsteine für Fangstange einseitig angekuppt
| Fangstangenhöhe | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | benötigte Betonsteine |
| Typ | 101 ALU-1000 | 101 ALU-1500 | 101 ALU-2000 | 101 ALU-2500 | 101 ALU-3000 | |
| Art.-Nr. | 5401 77 1 | 5401 80 1 | 5401 83 6 | 5401 85 2 | 5401 87 9 | |
| 97 196 - - | - 133 186 - | - 103 143 173 | - - 117 142 | - - 100 121 | 1 x 10 kg 1 x 16 kg 2 x 16 kg 3 x 16 kg |
Anzahl Betonsteine für Fangstange einseitig angekuppt mit Anschlusslasche
| Fangstangenhöhe | 1 | 1,5 | benötigte Betonsteine |
| Typ | 101 A-L 100 | 101 A-L 150 | |
| Art.-Nr. | 5401 80 8 | 5401 85 9 | |
| 100 192 - - | - 129 177 214 | 1 x 10 kg 1 x 16 kg 2 x 16 kg 3 x 16 kg |
Tabelle 2.15: Erforderliche Anzahl der OBO-Betonsteine
Windlasten und der isFang-Mast
Tabelle 2.16 verdeutlicht den Einfluss von Windzone, Referenzhöhe und Geländekategorie auf den isFangMast aus Aluminium (Art.-Nr. 5402 88 0) mit Dreibeinstativ (Art.-Nr. 5408 96 7).
Die Anzahl der Betonsteine kann z. B. in Windzone 1 bei einer Referenzhöhe bis 10 m, bis 800 m über N.N. auf nur 6 Betonsteine (2 Betonsteine je Ausleger) reduziert werden
Anzahl Betonsteine für isFang-Masten
| Windzone | 1 | 2 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Referenzhöhe in Meter | 10 | 40 | 75 | 10 | 40 | 75 |
| Geländekategorie I | 12 | 15 | - | 15 | - | - |
| Geländekategorie II | 9 | 15 | 15 | 12 | - | - |
| Geländekategorie III | 9 | 12 | 15 | 9 | 15 | - |
| Geländekategorie IV | 6 | 9 | 12 | 9 | 12 | 15 |
Tabelle 2.16: Erforderliche Anzahl der OBO 16 kg Betonsteine nach EN 1991-1-4 und EN 1991-3-1
