Statische Berechnungen für den Tri-Frame Montagerahmen

Page 1


JC Eventtechnik GmbH

Anna-Vandenhoeck-Ring 5 37081 Göttingen

- run

2024-0471-V1 Tri-Frame Montagerahmen

2024-0471

26.06.2024

2024062101

50830

Andreas Fritz

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

1 Aufbau- und Betriebshinweise

Eine fachgerechte Montage und Betrieb der Konstruktion sind Voraussetzung für diese statische Berechnung.

Unbeachtet allgemein gültiger Sicherheitsanforderungen sind aus statischer Hinsicht folgende Hinweise zu beachten:

• Die Konstruktion ist auf einem ebenen und ausreichend tragfähigen Untergrund zu errichten. Ggf. sind ausgleichende / lastverteilende Maßnahmen zu treffen.

• Sämtliche Verbindungen sind gegen selbständiges Lösen zu sichern.

• Weitere Angaben im Dokument sind ebenfalls zu beachten.

Allgemeine Hinweise:

• Die Ausführungsklasse ist EXC2 (SC1) gemäß EN 1090. Bei kaltgeformten Hohlprofilen nach EN 10219, die nicht die in Tabelle 4.2 (DIN EN 1993-1-8:2010-12) festgelegten Grenzen erfüllen, kann vorausgesetzt werden, dass sie diese Grenzen erfüllen, sofern diese Profile eine Dicke aufweisen, die nicht größer als 12,5 mm und Al-beruhigt sind mit einer Qualität von J2H, K2H, MH, MLH, NH oder NLH und ferner C < 0,18 %, P < 0,020 % und S < 0,012 % erfüllen.

• Die herstellerseitigen Aufbau- und Betriebshinweise sind ebenfalls zu berücksichtigen.

nur für internen

Seite 3 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

2 Objektbeschreibung

Bei der Konstruktion handelt es sich um einen Montagerahmen für das Tri-Frame Led- System. Es dient dazu LED Wände in verschiedenen Größen aufzuhängen und durch die obere Lochreihe im Schwerpunkt des Gesamtsystems anzuschlagen, damit die Wand lotrecht hängt.

Der maximale Abstand zweier Aufhängungen beträgt 1,0m. Die Enden der LED Wand sind stets zu besetzen. Sofern an der letzten Position eines Flugrahmens eine Aufhängung vorhanden ist darf ein weiterer Flugrahmen angeschnabelt werden. (s. auch 6.4, Beispiele)

Darstellung:

Seite 4 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

3 Berechnungsgrundlagen

Allgemeine Literatur:

• Wendehorst, Bautechnische Zahlentafeln

• Schneider, Bautabellen für Ingenieure

Grundlagen des konstruktiven Ingenieurwesens:

• DIN EN 1991-1 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke (12/2010)

• DIN EN 1993-1 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten (12/2010)

REV0: 2024-06-21 Erstversion

REV1: 2024-06-26 Gewinkelte Aufhängung aufgenommen.

4 Verwendete Materialien

Stahl

Erläuterung (fy / fu) [kN/cm²]

S235

(23,5 / 36,0)

S355 (35,5 / 49,0 (43,0)*)

S235 JRH (mit ReH = 32,0)

(32,0 / 36,0) Layher K2000+

4.6 (24,0 / 40,0)

5.6 (32,0 / 40,0)

8.8 (64,0 / 80,0)

10.9 (90,0 / 100,0)

42CrMo4

(90,0 / 100,0) 11SMn30 / 9SMn28

(41,0 / 51,0) Werkstoffnr. 1.0715

*Es wird für Plattenware mit fu = 43,0 kN / cm2 gerechnet, um eine Platte aus S355 MC zu ermöglichen. Schub auf Bolzen wird mit 49,0 kN / cm2 bemessen.

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

5 von 18

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

5 Lastannahmen

5.1 Ständige Lasten / Eigengewichte

Montagerahmen:

G = 0,10 kN

Kopie zur Ansich

LED-Modul

Modul 1000x500

Tri-frame 1000mm

Gk,1 = 0,140 kN

Gk,3 = 0,08 kN

Schwerpunkt 180mm vor hinterer Verbindung.

Gk,3v = 180/409 * 0,08 = 0,035 kN

Gk,3h = 0,08 - 0,035 = 0,045 kN

5.2 Verkehrslasten

5.2.1 Vertikale Verkehrslasten

P = 6,9 kN

LED und Tri-frame

P = 1,5 kN Reserve

Pges = 6,9 + 1,6 = 8,4 kN <> 840 kg

5.2.2 Horizontale Verkehrslasten keine

5.2.3 Hublast

Generell wird ein Hublastbeiwert 1,2 untersucht. Aber es wird von einem Betrieb D8 / D8+ ausgegangen, sodass BGV C1 während dem Hub nicht anwendbar ist und somit keine Erhöhte Sicherheit gebraucht wird.

Der Hublastbeiwert wird nicht weiter verfolgt.

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

6.1 Querträger geschweißtes U-Profil

internen Gebrauch!

Seite 7 von 18 Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift). 6 Nachweise der Bauteiltragfähigkeit

MRd = 27,62 * 23,5 / 2,0 = 324,5 kNcm

MEd = 1,5 * 8,5 * 30,0cm / 4 = 95,6 kNcm

 = 95,6 / 324,5 = 0,29 < 1,0

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen www.expo-engineering.de

Lochleibung: Es wird nur das Mittelloch als alleintragend angesetzt.

e1 = 30,0 mm = 1,293 * d0 d0 = 23,2mm

e2 = 30,0 mm = 1,293 * d0

 = 1,293 / 3 = 0,431

internen Gebrauch!

k1 = 2,8 * 1,293 - 1,7 = 1,92

Fbe,Rd = 1,92 * 0,431 * 36,0 * 2,0 * 2*0,4 / 2,5 = 19,06 kN  = 1,5 * 8,5 / 19,06 = 0,67 < 1,0

Seite 8 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

Bolzenbiegung: Ø20mm / Ø14mm 11SMn30

A = 3,14 cm2 (Ø20mm) W = 0,269 m3 (Ø14mm)

Fv,Rd = 0,6 * 3,14 * 51,0 / 2,5 = 38,4 kN

MRd = 1,5 * 0,269 * 41,0 / 2,0 = 8,27 kNcm

M = F/ 2 * 0,9 cm = 1,5 * 8,5 / 2 * 0,9 = 5,74 kNcm

Fv = F / 2 = 1,5 * 8,5 / 2 = 6,38 kN

M = 5,74 / 8,27 = 0,694 < 1,0

V = 6,38 / 38,4 = 0,166 < 1,0

INT: 0,694^2 + 0,166^2 = 0,509 < 1,0

Seite 9 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

6.2 Längsträger

W = 18,11 cm3

MRd = 18,11 * 23,5 / 2,0 = 212,8 kNcm

M = 1,5 * 8,5 * 40,9 / 4 = 130,4 kNcm

 = 130,4 / 212,8 = 0,61 < 1,0

Seite 10 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Lochleibung

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

e1 = 30,0 mm = 1,293 * d0

e2 = 30,0 mm = 1,293 * d0

 = 1,293 / 3 = 0,431

k1 = 2,8 * 1,293 - 1,7 = 1,92

d0 = 23,2mm

Fbe,Rd = 1,92 * 0,431 * 36,0 * 2,0 * 2*0,4 / 2,5 = 19,06 kN

6.3 Endlasche

e1 = 27mm = 1,636 * d0 d0 = 16,5 mm d = 16mm

e2 = 20mm = 1,212 * d0

 = 1,636 / 3 = 0,545 k1 = 2,8 * 1,212 - 1,7 = 1,69

 = 1,5 * 8,5 / 19,06 = 0,67 < 1,0

Fbe,Rd = 1,69 * 0,545 * 36,0 * 1,6 * 1,2 / 2,5 = 25,5 kN  = 1,5 * 8,5 / 25,5 = 0,50 < 1,0

Kontrolle des Montagerahmens abgeschlossen.

zur Ansicht

Querkraftabtrag durch Schrägstellung:

Der Schwerpunkt des Systems befindet sich unter Loch 3, also ca. 100 mm hinter der vorderen Aufhängung.

Je nach Anzahl der Module ergeben sich unterschiedliche Winkel:

Auf der sicheren Seite liegend wird jede Spalte ein Tri-Frame gerechnet bei einer Einzugsbreite von 2,5 Spalten. G = (0,14+0,08) * 2,5 = 0,55 kN / Zeile

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen www.expo-engineering.de Seite 11 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Winkel

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen www.expo-engineering.de

Nd = 1,5 * 6,6 = 9,9 kN

Vd = 1,5 * 0,384 = 0,576 kN

Md = 0,576 * 10,1 cm = 5,82 kNcm

Flach 60x12mm S235

A = 1,2 * 6,0 = 7,20 cm2

W = 1,2 * 6,0^2 / 6 = 7,20 cm3

NRd = 7,20 * 23,5 / 2,0 = 84,6 kN

MRd = 7,20 * 23,5 / 2,0 = 84,6 kNcm  = 9,9 / 84,6 + 5,82 / 84,6 = 0,19 < 1,0

VRd = 84,6 / 10,1 = 8,38 kN

zul V = 8,38 / 1,5 = 5,5 kN

Seite 12 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

6.4 Kontrolle der Flugrahmen

MRd,min = 1,14 kNm

Um eine Überlastung der Module selbst zu vermeiden wird die Anzahl Module je Flugrahmen auf 14 Module begrenzt.

Verbinder für “B” Positionen

Flach 39x5mm S235

M10-8.8 einschnittig

I = 0,4 * (3,9^3 - 1,1^3) / 12 = 1,93 cm4

W = 1,93 / (3,9/2) = 0,990 cm3

MRd = 0,990 * 23,5 / 2,0 = 11,63 kNcm

Fbe,Rd = 0,8 * 1,5 * 36,0 * 1,0 * 0,4 / 2,5 = 6,91 kN

Fv,Rd = 0,6 * 80 * 0,580 / 2,5 = 11,14 kN > 6,91 kN

MRd = 6,91 * 3,5 = 24,19 kNcm >> 11,63 kNcm

M = F * 5,0 / 2 / 2

FRd,ges = 2 * 2 * 11,63 / 5,0 = 9,30 kN = Raußen,Rd

Nachweis entbehrlich.

Der Verbinder ist K o p ie zur Ansichtnur f ü r nenretni !hcuarbeG

13 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

Es gibt zwei Situationen:

1. Jede Spalte besitzt einen Triframe und einen Montagerahmen

2. Jede zweite Spalte besitzt einen Triframe und einen Montagerahmen

6.4.1 Gerade Aufhängung

zu 1 zulässige Anzahl Zeilen 500x1000 N = 11 zu 2: zulässige Anzahl Zeilen 500x1000 N = 6

zul FModul = 2,07 kN

zu1: F = (1 * 0,035 + 1 * 0,14) * N

N = 2,07 / (1 * 0,035 + 1 * 0,14) =11,83 > 11,0 Zeilen

zu2: F = (n-1 * 0,035 + n * 0,14) / (n-1) * N

N = 2,07 / (n-1 * 0,035 + n * 0,14) * (n-1) für n -> ∞

N = 6,57 < 6,0 Zeilen

Der Schwerpunkt vorne befindet sich somit bei

Gh = 8 * 0,045 = 0,36 kN

Gv = 8 * 0,315 = 2,52 kN

Gges = 8 * 0,36 = 2,88 kN

x = 0,36 * 40,9 / 2,88 = 5,11 cm

a = 40,9 - 5,11 = 35,79 cm

b = 5,11 cm

14 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

6.4.2 Gewinkelte Aufhängung

Für Tri Frame jedes zweite Modul

Durch eine Neigung nach vorne, den Zuschauern zugewandt (downtilt) wird die vordere, bisher maßgebliche Aufhängung entlastet Die Gesamtlast wird mehr in Richtung der hinteren Tri-Frame Verbindung verschoben

Es wird im Folgenden die maximale Anzahl Reihen wie folgt bestimmt: Die maximale Anzahl Reihen wird hierbei auf 14 begrenzt.

N:= Anzahl Reihen

F = 0,36 * N

V = F * SIN 

N = F * COS 

Mh = N * a

Fv = Mh / L

L = a+ b

15 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Beispiele:

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen www.expo-engineering.de Seite 16 von 18

angeschnabelter erster Rahmen:

angeschnabelter zweiter Rahmen:

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen

Nicht zulässige Konfigurationen:

www.expo-engineering.de Seite 17 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Projekt-Nr.: 2024-0471-V1

Auftraggeber: JC Eventtechnik GmbH

7 Schlussbemerkungen

Projektname: Tri-Frame Montagerahmen www.expo-engineering.de

Die Konstruktion wurde gemäß den derzeit gültigen Normen und Bestimmungen berechnet und für die im Kapitel „Lastannahmen“ beschriebenen Belastungen als ausreichend tragfähig nachgewiesen, sofern die Anforderungen und Hinweise in diesem Dokument – insbesondere die in Kapitel 1 – beachtet werden.

Seite 18 von 18

Dieses Dokument ist nur gültig als Original (mit Stempel und Unterschrift).

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.