Zur Ermittlung von statischen Windlasten an Bauwerken

Abstract

Statische Windlasten an Bauwerken werden zur Zeit noch überwiegend durch Windkanalversuche zunehmend auch durch Ergebnisse der numerischen Strömungsmechanik (CFD) ermittelt. Es soll gezeigt werden, daß für Standardprofile die Windlasten aus einfachen Grenzabschätzungen ermittelbar sind, wodurch Kontrollmöglichkeiten für ingenieurmäßige Abschätzungen geschaffen werden.

Zur Ermittlung von Windsoglasten an turmartigen Bauwerken und Hallendächern

“…und für den gesamten Widerstand der Profile nach [1] c w = 1,0 + 0,4 = 1,4, h £ 5 c w = 1,0 + 0,756 = 1,76, h = 10 c w = 1,0 + 0,87 = 1,87, h = 20.…”

“…DIN 1055-4 neu). In [1], [2] ist die Physik der Windlast bei abgelösten Strö-mungszonen neu entwickelt worden. Dabei ist allerdings offen geblieben, wie der Übergang der Grenzfälle von 2D-auf 3D-Probleme rechentechnisch zu bewältigen ist.…”

“…Hier liefert aber Bild 1 erste Anhaltspunkte. Es wird gezeigt, wie das rotationssymmetrische Problem in [1] der laminar umströmten Kugel (3D) in ein virtuelles Rechteck (2D) transformiert werden kann, aus dem dann die Sogbeiwerte beliebiger Rechteckprofile unter der Annahme eines elliptischen Verlaufs der Windgeschwindigkeiten wie beim Flugzeugtragflügel endlicher Länge ermittelbar sind. Damit ist das Prinzip der minimalen Dissipationsleistungen des Flugzeugtragflügels konsequent auf bautechnische Profile mit abgelösten Strömungszonen erweitert worden.…”

Zur praktischen Ermittlung von statischen Windlasten an Bauwerken mit der Singularitätenmethode

“…We will see here, how static wind loads on buildings may be approximated using results of former research [1]. It is possible to apply the calculation of standard profiles combined with a sufficient connection of their estimated values.…”

“…B. in [2], [3]. Die numerische Simulationstechnik der Strömungsmechanik beruht dabei auf der numerischen Integration der Navier-Stokes-Gleichungen, die bei den abgelösten, turbulenten Strömungszonen des Bauwesens bisher nicht überzeugt haben [1], [2], [3]. Die unakzeptabel langen Rechenzeiten mögen dabei durch nachfolgende Computergenerationen in Zukunft vielleicht überwunden werden, jedoch nicht die problematischen physikalischen Ansätze der Luftturbulenzen vor allem bei hohen Reynolds-Zahlen im Bereich der abgelösten Strömungszonen [4], [16].…”