Amateurfunk Forum - Archiv

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Du hast Recht, Schwerpunkt der Windlast wird als Angriffspunkt berechnet und der liegt zwischen Rotor und Antenne (bzw. Ende Rohr auf Rotor) und somit über der Mastspitze.
[/quote]

Die Windlast wirkt genau an den Stellen auf das Rohr an denen der Rotor oder die Antenne befestigt ist.

Hebelarmlänge * Windlast = Biegemoment

Befindet sich die Antenne oberhalb der Standrohroberkante muss die Strecke bis zur Antenne zur Rohrlänge addiert werden.

[img:37b6bjg7]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2d/Beam_Cantilevered_Load_end.png[/img:37b6bjg7]

[quote] So im privaten Gespräch ist die meist vertretene Meinung, dass Blitzschutz völlig überbewertet ist [/quote]
Üblicherweise ist die Ablehnung von Erdung, Pa, Blitz- und Überspannungsschutz umso heftiger je geringer die blitzschutztechnische Kompetenz und Normenkenntnis des Gesprächspartners ist.

Mythen zu Blitzschutz, Erdung und PA sind aber kein Privileg von CB-Funkern oder OMs. Elektriker die noch vertragstreu ein VDE-Auswahlabo vorweisen können und die Normen für Antennensicherheit kennen sind ebenso rar wie im Blitzschutzbau vorwiegend tätige Dachdecker, die der Normdefinition an eine vom [url=https://www.vde.com/de/blitzschutz/blitzschutzfachkraefte:3nbxco3x]VDE[/url:3nbxco3x] oder [url=http://blitzschutz.eu/infos/fachkraft.php:3nbxco3x]VdB[/url:3nbxco3x] qualifizierte Blitzschutzfachkraft entsprechen. Da Blitzschutzbauer kein eigener Handwerksberuf ist, darf sich jeder Eisenbieger so bezeichnen.

Nachdem dein Haus eine Blitzschutzanlage erhält, bekommen wir davon vielleicht noch Bilder zu sehen? Dann kann man dazu auch fundierter urteilen.
[quote]Die Windlast wirkt genau an den Stellen auf das Rohr an denen der Rotor oder die Antenne befestigt ist.

Hebelarmlänge * Windlast = Biegemoment[/quote]
Das gilt aber nicht für das Eigenmoment einseitig befestigter Masten, dafür ist als Ansatzpunkt die [u:3nbxco3x]halbe[/u:3nbxco3x] Mastlänge anzusetzen.

Somit Staudruck (800 bzw. 1.100 Pa) * cw (für Rundrohr 1,2) * Rohrfläche * [u:3nbxco3x]1/2[/u:3nbxco3x] Rohrlänge

Einverstanden?

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[quote]Die Windlast wirkt genau an den Stellen auf das Rohr an denen der Rotor oder die Antenne befestigt ist.

Hebelarmlänge * Windlast = Biegemoment[/quote]
Das gilt aber nicht für das Eigenmoment einseitig befestigter Masten, dafür ist als Ansatzpunkt die [u:1pfn7v6u]halbe[/u:1pfn7v6u] Mastlänge anzusetzen.

Somit Staudruck (800 bzw. 1.100 Pa) * cw (für Rundrohr 1,2) * Rohrfläche * [u:1pfn7v6u]1/2[/u:1pfn7v6u] Rohrlänge

Einverstanden?[/quote]

Selbstverständlich.

Ich schrieb jedoch nur von der Antenne und dem Rotor.
Beim Biegemoment durch die Kabel gilt natürlich ebenfalls die halbe freie Länge.

[quote].... Schwerpunkt der Windlast wird als Angriffspunkt berechnet und der liegt zwischen Rotor und Antenne (bzw. Ende Rohr auf Rotor) und somit über der Mastspitze. ... [/quote]Bevor es Durcheinander gibt: aber nur für den Konstrukt Rotor - Rohr 80cm - Antenne. Diesen Schwerpunktabstand (ab Rotor) mußt Du für den Gesamthebelarm auf die Spitze von 3,13m (freie Länge der 5m des ZSH62) drauf setzen. Ich bin jetzt etwas pingelig, sonst reden wir aneinander vorbei.[quote]Allerdings dachte ich mit den ca. 4m richtig zu liegen, ich verstand die Angabe Nutzlänge als den Bereich über dem Einspannpunkt. [/quote]Nein, das ist die gesamte ausgezogene Länge, die bei Dir eben 5m sind. Etwas boshaft: Kathrein weiß doch nicht, was Du mit dem Mast anstellst. Die berechnen bei 5m ausgezogen für Dich die maximale Nutz[b:2clg75hx]last[/b:2clg75hx], wobei 1/6 eingespannt ist (Mindestforderung). Dazu berechnen man die Windlast von 5m und zieht 1/6 ab, entweder gleich bei der Länge oder beim Ergebnis (der Windlast). Wenn Du 1,87m ansteller der min. 83cm eingespannt hast kommen andere (günstigere) Nutzlasten raus. [b:2clg75hx]Brutto-Biegemoment = Eigenmoment (Windlast des nackerten "freien" Masten) plus Nutzlasten (Windlast von allen Anhängseln) [/b:2clg75hx][quote]Der Mast ist doch auf 5,8m ausgezogen und bei 1,87m eingespannt. Da kann doch nicht der gleiche Maximalwert gelten, als wenn ich ihn bei 1/6 Länge eingespannt hätte. Oder lässt der Hersteller auch das völlig unberücksichtigt?[/quote]Ja, der weiß das doch vorher nicht. Außerdem, pingelig, Dein ZSH62 ist 5m lang und 80cm hast Du drauf gesetzt. Ich habe Dir doch für diese Verhältnisse den besseren Maximalwert vorgerechtet, sogar mit den plus 80cm im oberen Teil des EXCEL-Shots mit 1151Nm.[quote]
Dann frag ich mich aber doch, wie die 5m-Angabe zustande kommt. [/quote]Durch einen Knoten in der Leitung, . Kathrein hat mit 5m gerechnet und dazu den Nettowert genannt (bei 1/6 Einspannung). Die 80cm on Top sind Dein Bier (im EXCEL von mir mit berechnet). Der Klammerwert (bei Kathrein) ist die Nutzlast, die zusammen mit der Windlast des Masten 1650Nm ergibt. (Von mir für Deine Angaben mit 1151 Nm im EXCEL-Sheet).

Knoten geplatzt ?? Sonst posten und wir machen weiter, aber später am Tag oder Morgen.

Die EXCEL File: via call@DARC.de oder mail per PN, schicke ich Dir. Ist aber nix erklärt, alles Rechnen nach Folie zwei von Roland.

73 Peter

Mit den 5,8m meine ich die originale Länge des Mastes, ohne eine Verlängerung meinerseits.
Kathrein bezeichnet ihn als "Schiebemast 6 m", tatsächlich sind es aber zwei Stück 3m Rohre und 20cm des oberen Rohres verbleiben im unteren. Worauf beziehen sich dann die "5m" in der Belastungsangabe? Gesamtlänge macht keinen Sinn, wenn er als 6m Mast bezeichnet wird (es sei denn, Kathrein geht davon aus, dass niemand ihn komplett ausfährt), ab Einspannstelle scheint mir wahrscheinlicher, kann aber eigentlich auch nicht sein, weil dann zu kurz eingespannt (weil er eben nur 5,8 nicht 6m lang ist).

73, Marc

Wird ein Mast mit 5,80 m Länge zu 1/6 eingespannt, darf die freie Mastlänge keine 5 m sondern nur 4,83 m betragen. Darauf wurden die verantwortlichen KATHREIN-Mitarbeiter 2015 angesprochen, passiert ist nichts.

Nach der ANGAcom 2016 habe ich es aufgegeben bei der Statik weiter zu insistieren. Es war mir erheblich wichtiger, dass der Nonsens bei den Erdungsbauteilen mit vorgeblicher Blitzstromtragfähigkeit von 100 kA nach DIN VDE 0855-300, die überhaupt keine Prüfnorm ist, mal aufhört, wie es auch noch in der letzten Katalogausgabe von 2016/2017 beworben wurde. Wenigstens das ist endlich vorbei.

Den Niedergang seines Lebenswerks zu erleben, ist dem im Nov. 2012 verstorbenen Anton Kathrein sen.erspart geblieben.

[quote]Mit den 5,8m meine ich die originale Länge des Mastes, ohne eine Verlängerung meinerseits.
Kathrein bezeichnet ihn als "Schiebemast 6 m", tatsächlich sind es aber zwei Stück 3m Rohre und 20cm des oberen Rohres verbleiben im unteren. Worauf beziehen sich dann die "5m" in der Belastungsangabe? ....................73, Marc[/quote]Hallo Marc,
ich schau mir meinen Papierkram durch und rühre mich. Einen Teil der alten Unterlagen inkl. Rechnung habe ich noch, die Statik habe ich broschiert binden lassen. Bevor ich was falsches poste ..... morgen ist verplant, aber ich rühre mich wieder.

Ich habe die 5,80m allerdings auch durchgängig berechnet, als wenn Du bis auf 20cm alles ausgeschoben hättest. Der Rotor gehört dann höher und ein Rohrstummel zur Antenne. D.h. der obere Teil der EXCEL-Tabelle für 5,80m nur ZSH62 würde passen, mit einem Klammerwert von 1151Nm für die Einhaltung der VDE-Bedingung von 1650Nm. Das wäre jetzt aber nur der ZSH62 mit 5,80m und davon 1,87m eingespannt (1100er Staudruck).

Wenn ich jetzt den Rotor auf die Spitze setze, also 3,93m ab Einspannpunkt plus 65cm bis zur Antenne bei 4,58m ab Einspannpunkt (sog. freie Länge) komme ich auf 1355Nm . Mit dem Eigenmoment des ZSH62 von rund 500Nm, da ändert sich die Berechnung nicht und die 25cm Zwischenstück zwischen Rotor und Antenne (Rotor Windlast für 40cm L berechnet verschwinden mit der Rundung (~2Nm) hast Du am am Einspannpunkt ein Brutto-Biegemoment von 1855Nm. Der Mast selber wird es wohl aushalten, aber Statik wäre erwünscht.

Ich rühre mich wieder. Ich bin mir auch nicht sicher, ob die rote Linie "bei 20cm Restlänge im Rohr" das Limit ist. Ich werde bei mir nachmessen. Irgendwann in nächster Zeit muß ich sowieso auf's Dach für Kleinkram.
73 Peter

Hallo Peter,
ich will euch nicht zu sehr stressen mit dem Thema, also keine Eile/Verpflichtung. Aus Rolands Hinweis schließe ich, dass man die angegebenen Werte des Herstellers wohl nicht als Grundlage für eine exakte Berechnung für die zulässige Belastung des Masts nehmen kann. Es scheint ja wohl so zu sein, dass ich bei 800N/m² auf jeden Fall im grünen Bereich bin und bei 1100N/m² wohl über den 1650Nm, aber noch in der Belastungsgrenze des Masts. Die Spitze meiner Konstruktion liegt übrigens rechnerisch bei 12,66m über dem Boden. Ich habe vorhin noch mal die Maße ermittelt, so gut wie es geht, ohne den Kram noch mal runter zu lassen.

-Vom Mastfuß bis zur Spitze des obersten Rohres müssten es 6,71m sein.
-Mast ist bei 1,87m eingespannt und tritt bei 2,1m aus dem Dach
-Unteres Mastrohr Länge 3m / 60mm
-Oberes Mastrohr Länge 2,8m / 48mm
-durch Rotor Verlängerung 0,16m
-oberstes Rohr 0,75m / 48mm (ich habe es nicht gekürzt, nur die Antenne tiefer gesetzt)
-Antenne (0,23m²) sitzt bei 0,47m des obersten Rohres also bei 4,56m der freien Mastlänge ab Einspannpunkt

Ich versuche am Wochenende auch noch mal eine genauere Rechnung, ist aber auch bei mir zeitlich schwierig.

73 und ein schönes Wochenende!
Marc

Hallo Marc,
gerade noch mal rein geschaut. Ich hatte eh' vor, meinen Masten mit den neuen Möglichkeiten (PC,... statt Mainframe) mal sauber zu dokumentieren. Insofern paßt es und die Arbeit ist für mich nicht für die Katz'. Ich muß dann später das Drehrohr und die Abspannung noch rein bringen. Bis auf ein Optimierungsprogramm habe ich alles vom IBM Mainframe downloaden und unter OS/2 weeiter fahren können.

Etwas Ratsch OT: Ich war vom QRL(IBM) auf einem Mathe-Seminar für lineares Programmieren, noch zur Planungszeit der Antenne Mitte 70er. (Waren so kleine "Auszeiten" im QRL, wenn der Chef mitmachte). Wir haben MPSX/370 und Fortran verwendet - die erste praktische Aufgabe im Seminar war optimales Hundefutter zu mischen. Mir war das zu blöd, ich war gerade am Puzzeln mit Stockungsabständen, Einspannbedingungen, Windlast und Mastdaten, also den ganzen Schotter, den wir hier auch machen. Habe den Prof gefragt, ob ich statt Hundefutter meine Funkantennen-Anlage optimieren dürfte. War ok, Bedingung: anschließend vor dem Seminar vortragen. Die Listen habe ich noch ..... Ergebnis war der ZSH62 als Grundstock und die alten 48er Standrohre (2x3m) wurden Drehrohr auf der Plattform (Rotor + Oberlager), die alten 36er geplanten Drehrohre liegen seitdem im Keller. Waren für zweiten Masten geplant, aber ....... das EVU überließ mir bei Erdkabel-Umstellung den 90er Oberleitungsmasten. Bisher nur für 90er SAT-Spiegel genutzt (der Spiegel auf dem Home-Page-Bild war nach 1,5 Jahren Rost und ist weg).

Soweit etwas Hintergrund, warum ich den Statikrefresher jetzt mache, wenn es schon das gleiche Standrohr ist. Für MPSX habe ich leider keine PC-Lösung gefunden, aber der Rest mit Fortran und APL läuft auf meinem OS/2 Rechner mit allen damaligen Programmen. Lotus123 (~EXCEL) ersetzt einige Rechnerei sehr leicht, aber etliches rechne ich noch mit Fortran und APL (eigene Prgramme) -- Hirnjogging .

73 Peter

PS die Kathrein-Daten biegen wir auch noch hin .

[quote]PS die Kathrein-Daten biegen wir auch noch hin .[/quote]
Die "biegt" seit 2015 nicht mal KATHREIN hin, dort bewahrt man die max. Brutto-Biegemomente wie eine Freimaurerloge als Geheimnis. Somit kann man nur über die veralteten Stahlklassifizierungen gemäß VDE Schriftenreihe # 6 oder OM Detlev Schmegels Tool nachrechnen.

Wenn man schon auf Spitz und Knopf rechnet ist für den Längenansatz des Rotors dessen mittlere Höhe über der oberen Mastbefestigung maßgeblich. Die Höhe ab welcher der Mast das Dach verlässt, ist seit jeher normativ unberücksichtigt. Wenn die Maße für Unter- und Oberkante des Rohrs über dem Rotor angegeben werden, überlege ich mir als Nichtstatiker wie man dessen Windlast zutreffend bewerten kann.

73 Roland

PS: Als bis ins Mark normentreuen RFT werde ich niemand zur Normüberschreitung verleiten. Aber in dem Überlastungsfenster in dem sich diese Anlage konkret befindet, geht es mittlerweile mehr ums Pinzip als um die Dachaussteifung, die m. E. durch quer zu den Sparren ohne Statikberechnung angebrachte Windrispen mehr als ausgeglichen würde. Diese Maßnahme hat früher für Kopernikus-PFA-Antennen mit 1,5 m Durchmesser ausgereicht um selbst Dächern mit spärlichen Sparren auszusteifen.

Zwischenbericht:

Habe heute erst mal die Kathreindaten lt. Katalog "verarbeitet". Ich gehe davon aus, daß die Nutzlänge so ist, wie Marc geschrieben hat, im Prinzip 5m sein könnten (Konjunktiv wegen der evtl. nicht nutzbaren 20cm) und mit 1m Einspannung (1/6) gerechnet wird (4m / 80cm entsprechend). Nach meinen eigenen Mast-Skizzen (noch nicht neu nachgemessen) habe ich jedenfalls auch mehr als 2m ausgeschoben und bin irgendwo bei 5+ Metern. Warum auch immer, möglicherweise habe ich es mit einem empfohlenen Abstand min. 1m Rotor-Oberlager verwechselt.

Im ersten Bild die Windbelastung (Eigenmoment) des Masten nach den Kataloglängen. In Spalte K ist das max. Bruttobiegemoment = Windlast Rohr plus max. Nutzlast. Es gibt noch Ungereimtheiten, aber diese Bruttowerte liegen nur 2% auseinander, um 2520 Nm (2505 bis 2550). Im Prinzip also erst einmal eine brauchbare Hausnummer.

Im zweiten Bild der bisherige Ansatz (noch in Arbeit, mache ich die nächsten Tage weiter) über die Streckgrenze des Stahls. Kathrein gibt S355 (St52) an, d.h. Stahl mit zulässiger Streckgrenze (0,2% Dehnung) von 355 n/mm² . Davon nach VDE 90% ergeben 319.2 N/mm². Über das Widerstandsmoment der beiden Rohrquerschnitte kommt man dann auf ein max. Biegemoment von rund 1960 bzw. 3240 Nm (48/60mm D). An dem Punkt habe ich heute erst einmal gestoppt. Je nach Gewichtung liegt man mit einem Mix der beiden Rohrstärken im Bereich der 2500Nm , aus den Katalogdaten zurück gerechnet. Bevor ich da weitermache, muß ich durch die Literatur und evtl. mit Differentialgleichungen basteln, falls ich dazu nicht eine fertige Vereinfachung finde.

Morgen unterwegs und ob ich das jetzt bei dem schönen Wetter vertiefe ....... denke, mach mal Pause .............

@Marc: Mit Deinen neuen Längen komme ich auf 1272Nm und einen VDE-1650er Limit von 898Nm. Den Rotor habe ich auf 30N gerechnet, wie ein 30cm dickes Rohr mit 40cm Länge - einfach aus dem Daumen, damit er "nominiert" ist. Ich mache erst mal die Theorie weiter und messe auch bei mir die nächsten Tage.

73 und schönes Wochenende, morgen mit XYL zur Gruftie-Messe nach München , Peter

Inzwischen habe ich in "Garten- und Spaziergang-Pausen" mal meine Aufzeichnungen gewälzt, Statik-Literatur und Tabellen. Im Grunde ist es so, daß die reine Belastung des Masten eine relativ simple Aufgabe ist, ausgenommen der zwei unterschiedlichen Rohrstärken. Nach den Stahlwerten, S355 angenommen, hat der 60er Teil ein max. Biegemoment von 3240Nm, der 48er Teil ein Biegemoment von 1960Nm (beides Brutto inkl. Windlast). Diese Werte dürfen auf den jeweiligen freien Längen nirgends überschritten werden. Der Kathrein-Bruttowert liegt irgendwo dazwischen, und da mache ich im Moment nicht weiter, bleibt auf dem Stand der ersten Abbildung vom Vor-Post. Inwieweit da eine pauschales Biegemoment überhaupt sinnvoll ist ........ vielleicht komme ich noch drauf.

Ich rechne jetzt meinen Mast mit den Maßen nach den Skizzen nochmals per Tabellenprogramm durch und bringe meine Dokumentation auf Vordermann. Ich habe auf 5,60m ausgeschoben, eingespannt sind 1,86m (Boden-obere Schelle, für Biegemoment-Berechnung) und weitere ~16cm sind noch unter Dach "windfrei" (zur Eigenwindlast-Berechnung), bis Drehrohr-Spitze sind es 8,50m, Abspannung am Oberlager/obere Plattform, etwas unterhalb der 5,60m der Standrohr.

Wenn mir "unterwegs" was neues zu den Kathreinwerten einfällt, d.h. Änderung oder Begründung der Werte in zsh62kat1.gif, poste ich dazu. Ansonsten mache ich meinen Masten durch und packe das als PDF auf meine Homepage.

@Marc: Angebot .XLS steht, mir fehlt nur eine Mailadresse dazu.

73 Peter

Die Berechnung von Marc's Masten (mit den hier angegeben Daten) habe ich per Tabellenprogramm (Lotus, etwa = EXCEL) durchgerechnet, mit Momentenlinie - als Test für meine eigene Anlage (Plattformmontage mit mehreren Antennen). Für mich ist hier erst einmal der Thread zu Ende.

Ungeklärt bleibt, auf welcher Grundlage Kathrein eine Art Mittelwert zwischen den beiden Rohren des ZSH62 (60/48) von rund 2500Nm Brutto verwendet. Vom Material her hat der 60er Teil ein max. Biegemoment von 3240Nm, der 48er Teil ein Biegemoment von 1960Nm (beides Brutto inkl. Windlast). Nachdem Kathrein auf die DIN 4131 verweist ......... falls die jemand im Zugriff hat und mal nachschaut, wäre eine Info interessant. In meinen 5 Lehrbüchern habe ich kein passendes Beispiel dazu gefunden (wie aus zwei unterschiedlichen "Balken"-Querschnitten, einseitig eingespannt, verschiedener Querschnitt, in der Länge aneinander gesetzt, ein "Durchschnittbalken" wird - btr. zulässiges Biegemoment).

Für die Detailrechnung ist das allerdings nur von "akademische Interesse", da die Biegemomente einzeln berechnet und aufaddiert werde und am Einspannpunkt i.d.R. das 60er Rohr mit max. 3240Nm sitzt.

73 Peter

ps bei Interesse an dem .XLS bitte Mail/PN