Gittermast

Stabilitäts- und Spannungsnachweis

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Für den Nachweis der Stabilität und der Einhaltung der zulässigen Spannungen wurde ein Mast mit Hilfe eines 3-D- Statikprogramms  analysiert.

Ausgangsmast: 

Handesüblicher Alu-Mast, Länge 12,80 m, Trägheitsmomente: Iy = 1350 cm^4   ix = 820 cm^4

Für diesen Mast wurde nach Euler als maximale Druckkraft in der Senkrechten 56.926 N errechnet.

Anschließend wurde dieser Alu-Mast nach meiner Berechnungsmethode in einen asymmetrischen Gittermast aus Edelstahl (V4A) umgerechnet.

 

Die Berechnung ergab folgende Größen:

Nach dem vorgeschriebenen Omega-Verfahren ergibt sich die Dimensionierung und Auswahl der Mastrohre:

Rohr 25x2 mm Werkstoff-Nr: 1.4571 (V4A), Rm = 500 ... 750 N/mm²

Für die Quer- und Diagonalstreben wurde gewählt:

Rundeisen 10 mm Werkstoff-Nr: 1.4571 (V4A), Rm = 500 ... 750 N/mm²

Als Maße des Gittermastes wurde berechnet:

hx = 250 mm, hy = 200 mm (siehe Grafik)

Abstand der Querstreben: 400 mm

Mit diesen Daten wurde in einem aufwändigen 3-D- Statikprogramm der Mast konstruiert, mit o.a. Last versehen und jedes Teilstück auf seine Belastungen hin berechnet.

Zu den numerischen Ergebnissen

Die Ergebnisse zeigen, dass die maximale Spannung im Gittermast 198,61 N/mm² betragen, zulässig sind 270 N/mm². Dies ergibt eine Stabilitätsreserve meines Berechnungssystems im vorliegenden Fall von 26,4%.

Die folgenden Grafiken zeigen die Spannungsanalyse, die Schnittgrößen, die Verformungen und den Biegedrillknicknachweis.

 

 

 

 

 

 



Festigkeitsnachweis für das gesamte Rigg:

Als nächstes wurde ein gesamtes mathematisches Riggmodell erstellt, mit einem Focksegel von 30,6 m² und einem Großsegel von 34 m² versehen und einer Sturmbö von 20 m/s (72 km/h, an der Grenze von 7 zu 8 Bf) ausgesetzt.Der Festigkeitsnachweis ergab, dass die vom GL gebrauchten und hier auch integrierten Sicherheiten von 3,1 bzw. 2,6 für den gesamten Mast in der inneren Maststruktur sogar übertroffen werden.

Die Daten können Sie einsehen in dem

Stabilitätsnachweis für das Rigg