An einem Vordach über dem Eingangsbereich eines Baumarktes soll ein Werbeschild mit ca. 6,0 m Breite und ca. 3,5 m Höhe angebracht werden, effektive Anströmfläche ca. 9 m2. Die Tragkonstruktion des Vordaches hat rechnerisch keine Reserven mehr für zusätzliche Windlasten.
Das Werbeschild soll daher pendelnd aufgehängt werden, so daß es bei Starkwind ausweichen (hochklappen) kann.
Fragestellung:
Wie groß sind die verbleibenden Kräfte auf die Unterkonstruktion.
Lösungsweg:
dynamische Zeitverlaufsrechnung mittels EXCEL-Tabellenkalkulation.
Ergebnisse:
Die maximale Auslenkung des Schildes beträgt ca. 40 Grad.
Gegenüber einem starren Schild werden die horizontalen Auflagerkräfte um ca. 40% verringert.
Durch die reibungsfrei angenommenen Gelenke pendelt das Schild nach jeder Lageveränderung.
Verbesserung der "Gebrauchstauglichkeit" siehe weiter unten
Auslenkung des Schildes in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit
Vertikale (schwarz) und horizontale (rot) Auflagerkräfte
Das Schild soll bei Schwachwind nicht pendeln. Es werden daher Lagerbuchsen vorgesehen, die die Einstellung einer definierten Haftreibung ermöglichen. Die Gleitreibung wird mit 50% der Haftreibung angenommen.
Fragestellung und Lösungsweg wie oben
Ergebnisse:
Das Schild überwindet erst bei einer Windgeschwindigkeit von 15 m/s die Haftreibung, die maximale Auslenkung beträgt nur noch ca. 32 Grad.
Durch den sprungartigen Übergang von Haft- in Gleitreibung entsteht jeweils ein Ruck in den Auflagern.
Gegenüber einem starren Schild werden die horizontalen Auflagerkräfte um ca. 30% verringert.
Durch die Haftreibung erreicht das Schild die Ausgangslage nicht mehr, es verbleibt eine Auslenkung von ca. 4 Grad.
Auftraggeber: Vollack Stahltechnik, Karlsruhe
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Wolfgang Schleinkofer
Abschluß des Projektes: 12.02.04
Auslenkung des Schildes in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit
Vertikale (schwarz) und horizontale (rot) Auflagerkräfte