Wenn Sie Interesse an unseren flexiblen und vielfältig einsetzbaren Leichtbauhallen haben und Sie bereits die Vorteile unserer hochwertigen Produkte gelesen haben, dann stellt sich für Sie womöglich noch die Frage nach der Stabilität unseres Produkts.
Bei Covertop kaufen Sie Qualität – auch was die Standsicherheit angeht. Alle Rundbogenhallen bieten das ganze Jahr über sicheren Stand trotz wechselhaften Schnee- und Windbelastung. Unsere erfahrenen Experten beraten Sie bei der Produktauswahl. Natürlich ist bei allen Covertop-Rundbogenhallen der Nachweis über die Standsicherheit sowie Schnee- und Windlasten inklusive.
Im Folgenden finden Sie alle Informationen zu einer der Flächenlasten, die auf Bauwerke wirken können: Der Windlast. Neben dieser treten auch Belastungen des Gebäudes durch Schnee auf. Den entsprechenden Artikel finden sie auch bei uns.
Die Windlast bezeichnet gemeinhin die Druckverteilung auf ein Bauwerk, welche durch die Windströmung beeinflusst und bedingt wird. Die Einwirkungen der Windlast auf das Bauwerk sind somit genau wie die Windströmung veränderlich und hängen von klimatischen Bedingungen ab. Je nach Windgeschwindigkeit ändert sich der Druck und Sog auf das Bauwerk, was bei der Konstruktion von Gebäuden sowie Zelten und Hallen für die Gewährleistung der Stabilität beachtet und werden muss.
Druck- und Sogwirkung
Es gibt zwei Arten der Windlasten, die auf ein Gebäude wirken können:
- Winddruck (auch Windkraft genannt) ist ein rechnerischer Druck im Bauwesen, welcher vor allem beim Berechnen der Windlast auf ein Gebäude Anwendung findet. Der Winddruck berechnet sich aus dem Staudruck, also dem Druck an der Stelle des Gebäudes, wo der Wind, welcher das Gebäude umströmt, senkrecht auftrifft, sowie aus der Windgeschwindigkeit. Bei geringer Windgeschwindigkeit wirken auf den Staupunkt eines Gebäudes also weniger Kräfte als bei hoher Windgeschwindigkeit. Die Kraft, welche auf das gesamte Objekt wirkt, ergibt sich demnach aus dem Winddruck und der vollständigen Bezugsfläche, also um die Frage, ob es ein großes oder ein kleines Objekt ist. Der Winddruck ist somit dynamisch und abhängig von der Windstärke und kann somit auch als Geschwindigkeitsdruck bezeichnet werden.
- Beim Windsog handelt es sich um eine Krafteinwirkung, welche entsteht, wenn Wind an einem Gebäude entlang strömt. Durch die schnellere Umströmung an den Stellen, wo der Wind um das Gebäude strömt, ist der Luftdruck unmittelbar am Gebäude geringer als in der Umgebung und im Gebäudeinneren. Dies führt zu einem Sog, der vor allem an den exponierten Teilen, also Fassade und Dach des Gebäudes, zieht. Der Windsog korreliert also mit dem Geschwindigkeitsdruck.
Windlast – Einwirkung auf das Bauwerk
Die Wirkung von Windlasten auf Gebäude ist enorm. Das Dach kann bei ungeeigneter Konstruktion Schaden nehmen oder gar ganz heruntergerissen werden. Unsere Fertighallen sind daher so konstruiert, dass die mögliche Einwirkung auf das Bauwerk von Anfang an eingeplant wird, sodass es nicht zu Schäden kommt.
Die Windlast ist mitunter so groß, dass die Fassade schneller oder gar durch die Sogwirkung stark beschädigt werden kann und die Außenhaut eines Baus so die schützende Wirkung gegen das Eindringen von Flüssigkeit verliert. Auch können Gebäude vom Einstürzen gefährdet sein, wenn die Gebäudegeometrie besonders starken Winddruck auf Staupunkte des Gebäudes zur Folge hat.
Standort und Windlasten
Die Windlasten sind sehr stark abhängig vom Standort des Bauwerks. Der Standort wirkt sich einerseits durch das lokale Klima und die üblichen lokalen Windstärken auf die Windlasten aus. Andererseits spielt auch die Topographie eine große Rolle, also die Geländehöhe bezogen auf den mittleren Meeresspiegel.
Das Windklima wird in den Normen Eurocode 1 oder DIN 1055-4 erfasst. So lassen sich weltweit Windzonenkarten erstellen, welche Auskunft über durchschnittliche Windgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdruck geben. Nach DIN-Norm existieren 4 Windzonen:
- Zone 1: Hier herrschen durchschnittlich Windgeschwindigkeiten von 22,5 m/s mit einem Geschwindigkeitsdruck von durchschnittlich 0,32 kN/m2
- Zone 2: Hier herrschen durchschnittlich Windgeschwindigkeiten von 25 m/s mit einem Geschwindigkeitsdruck von durchschnittlich 0,39 kN/m2
- Zone 3: Hier herrschen durchschnittlich Windgeschwindigkeiten von 27,5 m/s mit einem Geschwindigkeitsdruck von durchschnittlich 0,47 kN/m2
- Zone 4: Hier herrschen durchschnittlich Windgeschwindigkeiten von 30 m/s mit einem Geschwindigkeitsdruck von durchschnittlich 0,56 kN/m2
Die das Gebäude umgebende Topographie und Beschaffenheit des Geländes werden ebenfalls in den Normen der Windzonen erfasst, durch Geländekategorien.
Die Geländekategorie
Die Einwirkungen des Windes auf Gebäude sind von vielen Faktoren abhängig. Form, Größe, Ausrichtung, Standort und dynamische Eigenschaften des Gebäudes sind zu beachten. Der Standort kann nach den DIN-Normen kategorisiert werden durch 4 Geländekategorien.
- Geländekategorie I: Offene Seen oder Seen mit 5km freier Fläche in Windrichtung und flache, unbebaute Landstriche ohne größere Hindernisse.
- Geländekategorie II: Gelände, welches mit Hecken und wenigen Bäumen bewachsen ist, auf welchem vereinzelt Gebäude oder Gehöfte stehen, wie zum Beispiel landwirtschaftlich genutzte Gebiete.
- Geländekategorie III: Vorstädte oder Gewerbegebiete, in welchen tendenziell eher niedrige Bebauung zu finden ist, zwischen welcher sich noch Freiflächen finden, oder auch Wälder.
- Geländekategorie IV: Stadtgebiete mit hohem Anteil an Bebauung, in welchen ein großer Anteil der Gebäude (mindestens 15%) die mittlere Gebäudehöhe von 15m überschreitet.
Zu folgenden Konstruktionen und Aspekten werden weder in den DIN 1055-4 noch in Eurocode 1 Angaben gemacht. Diese sind demnach nicht in der Geländekategorie berücksichtigt und somit ist für die individuelle Planung ein besonderes Augenmerk auf diese zu legen:
- Fachwerkmaste und Türme mit nicht parallelen Eckstielen
- abgespannte Maste und Kamine
- Schrägseil- und Hängebrücken
- Torsionsschwingungen
Bei Covertop passen wir die Windlast Ihrer Rundbogenhalle den örtlichen Windzonen und der vorliegenden Geländekategorie natürlich verantwortungsbewusst an.
Bauwerk in der Windlastzone (WZ)
Jede Konstruktion hält nur den Umständen stand, für die es erbaut wurde. Dementsprechend wichtig ist es, bei der Konstruktion von Bauwerken die Lasten von Wind und Schnee zu berücksichtigen. Über die Einwirkungen von Schnee können Sie sich ebenfalls bei uns informieren.
In der Praxis ist eine Konstruktion nicht nur den Einflüssen der Witterung ausgesetzt. Im Außenbereich werden oft die Lasten von Schnee und Wind unterschätzt oder gar ganz außer Acht gelassen. Selbst bei stabilen Konstruktionen aus Stahl ist die Einwirkung von Wind nicht zu unterschätzen. Die durch Fehlkalkulation entstehenden Schäden können einen tiefen Griff in den Geldbeutel zur Folge haben. Falsche Bauweise oder Befestigung führen zu Verknicken, Kippen oder Ausreißen, selbst von Stahl-Konstruktionen.
Ermitteln der Windlasten
Die DIN-Normen liefern alle relevanten Informationen im Bezug auf die Tragwerksplanung von Bauwerken. Den regionalen Unterschieden in Standort und Geländehöhe im Bezug auf den mittleren Meerespiegel werden in diesen Normen national erfasst – in Deutschland werden vier Windzonen spezifiziert. Die Windlast ist in Zonen der Kategorie 1 am niedrigsten und in Zonen der Kategorie 4 am höchsten.
Um die mittleren Windlasten in Ihrer Region zu erfahren, werfen Sie einen Blick auf die Windlastkarte Deutschlands. Die Schnee-Last wird auf ähnliche Weise kategorisiert, mit den Zonen 1, 1a, 2, 2a und 3.
Ermitteln der Geländekategorie (GK)
In den Eurocode 1 Normen werden auch im Bezug auf die Geländekategorie alle Details festgelegt. Dort werden die regionalen Unterschiede in der Topographie von Standorten festgehalten und in die Berechnungen der Windlasten mit einbezogen. Für die genannten Zonen und Kategorien lassen sich die äußeren Lasten auf Bauwerke und die befestigten Bauteile im Bezug auf den Standort konkret ermitteln.
Ermitteln der Böengeschwindigkeit
Für die Ermittlung der maximalen Böengeschwindigkeit verwenden Sie sogenannte Fangstangen. Beim Einsatz von Fangstangen muss stets die Kipp- und Gleitsicherheit im Bezug auf die spezifischen räumlichen Gegebenheiten abgestimmt werden. Die Referenzhöhe, die Sie wählen sollten, entspricht der Gebäudehöhe und dementsprechend 2/3 der Länge der Fangstange. Die zum Einsatz kommende Fangstange sollte also um 1/3 länger sein als die betreffende Konstruktion. Wenn Sie die maximale Böengeschwindigkeit bestimmen wollen, tun Sie dies in unmittelbarer Nähe zu der betreffenden Konstruktion. Die Böengeschwindigkeit ist zudem windzonenspezifisch und zudem Abhängig von der Höhe der Konstruktion. Beispielsweise beträgt die maximale Böengeschwindigkeit in Höhen von 16 Metern in der WZ 1 und Geländekategorie 1 schon ganze 136 km/h, während es in WZ 1 und Geländekategorie 4 nur 93 km/h sind.
Lasten-Überlagerung
Es ist leider nicht möglich, die antizipierten Lasten von Wind und Schnee und die Gewichtslasten des Bauwerks selbst einfach ohne weiteres aufzusummieren. Diese hätte zur Folge, dass eine unrealistische Lasten-Annahme das Ergebnis der Berechnung wäre. Die unterschiedlichen Lasten werden darum mit bestimmten rechnerischen Kombinationsfaktoren überlagert (in Eurocode 3). Die resultierenden rechnerischen Lasten müssen nun in der Konstruktion berücksichtigt werden und die Statik und Tragfähigkeit dementsprechend angepasst. Bei leichten Konstruktionen können Maßnahmen zur Beschwerung anfallen, zudem lassen sich die nötigen Befestigungsmaßnahmen ableiten. Umso wichtiger, dass Sie sich von den Profis von Covertop beraten lassen, wenn es um die Standsicherheit Ihrer Rundbogenhalle geht.
