Amateurfunk Forum - Archiv

Also ....... ich hake die Klammerwerte jetzt ab. Nach ausreichender Wühlerei in den Unterlagen hat m.M. da irgend jemand bei Kathrein Kokolores gemacht. Die Klammerwerte entsprechen 1:1 dem ZSH59, vor der Klammer für ZSH62, und der Kommentar dazu ergibt keinen Sinn - was immer man damit ausdrücken will - ist vermutlich streng logisch . (Über 1650Nm dann mit Statik ist natürlich obligatorisch)

Meine alte Rechnerei von 1978 checke ich jetzt nicht mehr weiter, um irgend etwas zu überprüfen. Irgend was war noch mit der Einspannlänge, die bei mir auch größer als 1/6 ist und damit kann man wieder etwas korrigieren. Ich habe sehr viel Alternativen vorher gerechnet und nicht so doll dokumentiert, nur die Ergebnisse nach gemessener Montage festgehalten. Die will ich gelegentlich mit Schmegel's EXCEL mal nachrechnen.

73 Peter

[quote]Also ....... ich hake die Klammerwerte jetzt ab. Nach ausreichender Wühlerei in den Unterlagen hat m.M. da irgend jemand bei Kathrein Kokolores gemacht. [/quote]
Kokolores lag in den Datenblättern bis einschließlich Katalog 2016/2017 bei den schon angedeuteten unstimmigen 1/6-Einspannlängen vor. Ob in den geänderten aktuellen Online-Datenblättern noch Bugs drin sind, kann man jedenfalls bei den Standrohren mit nur einem Durchmesser leicht nachrechnen.
[quote]
Denn bei Nachrechnung der Katalogangaben ergab sich zu meiner Verblüffung, dass die Daten bei ZAS 04 nicht einer Einspannlänge von 1/6 * 3 m = 0,5 m sondern 0,85 m entsprechen. Ich nehme an, dass die 0,35 m Differenz kein Angstzuschlag sein sollen, denn bei ZAS 03, ZAS 05 und ZAS 06 komme ich rechnerisch auf Unterschreitungen der Mindest-Einspannlänge von 5, 6 bzw. 2 cm.[/quote]
Den Altkatalog 2014/2015 mit handschriftlichen Einträgen habe ich leider entsorgt, meine aber, dass die Klammerwerte zu den falschen Einspannlängen "gepasst" haben. Aus der Differenz der Angaben für 800 bzw. 1100 Pa kann man die angesetzte Einspannlänge errechnen, die steht auch im entsorgten Katalog. Die Rekonstruktion überlasse ich anderen.

Nicht verzweifeln Peter, auch nach Windlastberechnungen mit falschen Katalog-Daten gilt: Die meisten ZAS stehen noch. Die Reserve zwischen den 36 m/s bei 800 Pa nach DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1) und den max. 30 m/s nach EUROCODE in der Windzone 4 fängt einiges auf.

73 Roland

So, ich habe die Antenne noch mal 20cm tiefer gesetzt, das muss jetzt reichen. Beim Rausschieben des Mastes stellet ich fest, dass die rote Warnmarkierung für den Endpunkt weggeschabt ist, Stücke davon klemmten in der Kunststoffdichtung zwischen den beiden Mastrohren. Das ist gefährlicher Mist, das werde ich Kathrein schreiben. Habe die Dichtung von den Stücken befreit und den Endpunkt per Zollstock ermittelt. Bei der Aktion zeigte sich mir aber noch mal ganz deutlich, dass der Kram für mich alleine kein Kilogramm mehr wiegen darf, insofern ist die Oberlagemontage derzeit keine Alternative für mich. Vielleicht später mal mit zusätzlicher Hilfe, wenn ich eine andere Antenne installieren sollte.

73 de Marc, DL1MRD

Hallo Roland und Marc,

ich muß doch noch mal nachtragen, weil ich das gestern beim Eintippen vergessen habe. Abgesehen von der Einspannlänge muß man bei der Rechnerei noch beachten (und ich hoffe, die Norm versteht es "immer noch" so):

Das Einspannmoment am letzten Befestigungspunkt, Anfang freie Länge, ist das [b:wcutk904]Brutto-[/b:wcutk904]Moment, gleich der "Nutzlast-Biegemomente" [b:wcutk904]plus[/b:wcutk904] die Windlast des Mastes(Eigenmoment der freien Länge).

Im Kathreinkatalog stehen vor den Klammern die maximal zulässigen [b:wcutk904]Netto-[/b:wcutk904]Biegemomente, d.h. das, was OM Waldheini an Windlasten drauf packen darf. Die Klammerwerte sind (Umstellung der obigen Rechnung) und Limit 1650Nm gleich [b:wcutk904]1650Nm minus Windlast des (freien) Masten[/b:wcutk904]. Dabei habe ich in der Kontrollrechnung großzügig die ganze Länge mit 48mm D genommen.
Kontrollrechnung:[code:wcutk904]

q D L M 1650Nm(Limit)-M
800 0.048 5.00 576.00 1074
800 0.048 4.00 368.64 1281
1100 0.048 5.00 792.00 858
1100 0.048 4.00 506.88 1143[/code:wcutk904]Ich hoffe, das kommt so verständlich rüber. Ich habe statt rum suchen die Formeln von Roland nach Lotus(EXCEL) eingetippt. Das gibt so in etwa die Zahlen von Kathrein wieder. War mir gestern Nacht zu viel zum Tippen. Die Windlast-Rechnerei (M) hat Roland ja in der zweiten Folie super dargestellt.

73 Peter

Das ist alles sehr verwirrend, wenn ich versuche die Zahlen in Einklang zu bringen.
Aber, habe ich das denn so richtig verstanden, bezüglich der Tabelle zum ZSH62:
-Die Werte geben an, was man bei welcher Nutzlänge und Winddruck an Material drauf packen darf (und eben kein „zulässiges Biegemoment).
-Der Wert, was man drauf packen darf, bezieht sich auf die Herstellerangabe zur Antenne (und der wird immer für 800N/m² genannt) mal Distanz Einspannpunkt zur Antenne
Bezogen auf die Zeile für 1100N/m² heißt das für meine 0,23m² Antenne, die eine 184Nm-Antenne(800N/m²) ist, dass mein Wert (4,58m mal 184Nm = 843Nm) immer noch unter dem Klammerwert (900) für 5m Nutzlänge liegt. Somit bin ich bei 1100N/m² unter den 1650Nm (Statikberechnung).
Richtig?

PS: ich habe die Antenne doch nur 15, nicht 20cm tiefer gesetzt.

73 Marc

Ja, so rum ist es auch richtig. Du machst Deine ganz normale Berechnung Hebelarm x Windlast und zählst alles zusammen. Der Mast ist 5m ausgefahren und bei 1100 N/m² heißt es 1700 (900) Nm. Von der reinen Mastfestigkeit darfst Du die 1700 Nm ausschöpfen. Am Fußpunkt kommt allerdings noch die eigene Windlast des Masten x halbe Länge dazu. Die hat Kathrein als Hilfestellung (bei 1/6 Einspannung) im Klammerwert mit der VDE-Forderung verrechnet, d.h. bei (900 Nm) plus Mast-Eigenmoment bist Du am Einspannpunkt bei 1650Nm, der "Statik-Grenze".

Oder ..... bis 900 geht immer, einfache Rechnung nach VDE 0855, >900 bis 1700 darf auch montiert werden, aber Statik muß berechnet werden.

Da je nach Einspannung und Rechenkünsten der Masthersteller alles "etwas variiert", ist es eine ziemlich Krux, mit den Datenblättern um zu gehen. Roland hat mir mit den Folien die Rekapitulation und Rumsucherei erleichtert. Es ist eigentlich nicht schwierig, wenn man die Reihenfolge einhält (siehe Schmegel). Man kann dann auch die Herstellerangaben Mast inkl. der Antennen nachrechnen. Es ist nur Sch........ zu erklären, was der Hersteller evtl. genau gerechnet und dann abgedruckt hat. (s. Rolands Kommentar).

Jetzt haben wir es schon so weit aufgedröselt, wenn noch was offen ist, nochmal nach fragen.
73 Peter

ps die Herstellerangaben zur Windlast in N bei 800 kannst Du für 1100 und 1300 umrechnen, siehe den VDE0855 Post §5(f)3. Bei qm-Angabe ist es natürlich einfacher.

[quote].... Der Mast ist 5,80m lang und bei 1,87m eingespannt. Meine Antenne hat eine Fläche von 0,23 m², bei 36m/s ergibt sich eine Windlast 179N. Der Rotor sitzt oben auf dem Mast, dadurch sitzt die Antenne 0,80m über der Mastspitze.
Von der Einspannstelle bis zur Antenne sind es also 4,73m, ..... [/quote]Marc, ein Punkt ist durchgeflutscht. Du hast bei 1100 N/m² und 0.23m² Antennenfläche eine Windlast von 253 N (die 184 N gelten nur bei 800 N/m²). Allerdings hast Du mehr als 1/6 eingespannt und damit weniger Eigenmoment am Mast, d.h. Du wirst mehr als 900Nm dürfen, um unterhalb der 1650 Nm zu bleiben.

Ich muß jetzt unterbrechen (Garten, Hund) und werde später die Rechnung mal mit Deinen Daten wiederholen. Inklusive Korretur der Klammerwerte für diesen Fall. Aus dem Bauch heraus denke ich, das es passen wird. Aber jetzt habe ich schon soviel damit rum gemacht, jetzt will ich es genau wissen. Bis später oder morgen...........

73 Peter

[quote]Das ist alles sehr verwirrend, wenn ich versuche die Zahlen in Einklang zu bringen.[/quote]
Mit den richtigen Maßeinheiten im Einklang ist die Verwirrung kleiner!

Die Windlast von Antennen wird in "nackten" Newton (N) angegeben, 85 N[b:35v0sq9e][color=#FF0000:35v0sq9e]m[/color:35v0sq9e][/b:35v0sq9e] ist eine falsche Maßeineit. Erst das Produkt aus Windlast in N und Länge in m ergibt den (oder das) Biegemoment in Nm. Nach IEC 60728-11 und den VDE 0855-1 Vorgängeroldies erfolgt die Umrechnung von 800 PA auf 1100 PA mit Faktor 1,37 wobei 1,375 korrekter wäre.

[quote]Aber, habe ich das denn so richtig verstanden, bezüglich der Tabelle zum ZSH62:
-Die Werte geben an, was man bei welcher Nutzlänge und Winddruck an Material drauf packen darf (und eben kein „zulässiges Biegemoment).[/quote]
Richtig! Als die VDE 0855-1 noch nicht international harmonisiert war, hieß das noch [i:35v0sq9e]zusätzliches[/i:35v0sq9e] zulässiges Biegemoment.

[b:35v0sq9e]Berechnung der Antenne:[/b:35v0sq9e]
Montage < 20 m Höhe (bei 800 N/m² oder Pascal): 184 N * 4,85 m = [b:35v0sq9e]892,40 Nm[/b:35v0sq9e]
Montage > 20 m Höhe:(bei 800 N/m² oder Pascal): 253 N * 4,85 m = [b:35v0sq9e]1.227,05 Nm[/b:35v0sq9e]

Berechnung von 5 m freier Schiebemastlänge (nach meiner inoffiziellen Formel):
[list:35v0sq9e][*:35v0sq9e]< 20 m Höhe: [b:35v0sq9e]599 Nm[/b:35v0sq9e][/*:m:35v0sq9e]
[*:35v0sq9e]> 20 m Höhe: [b:35v0sq9e]824 Nm[/b:35v0sq9e][/*:m:35v0sq9e][/list:u:35v0sq9e]

Zum Vergleich aus dem Archiv Werte für einen ASTRO-Mast SM 6048 mit gleichen Durchmessern und 2,5 mm Wandstärke:
[list:35v0sq9e][*:35v0sq9e]Max. zulässiges Biegemoment (brutto mit Eigenmoment!): 1.740 Nm[/*:m:35v0sq9e]
[*:35v0sq9e]Eigenmoment bei 5 m freier Länge: 590 Nm[/*:m:35v0sq9e][/list:u:35v0sq9e]

FAZIT:
> 20 m Höhe über Grund ist das max. zulässige zusätzliche (freie) Biegemoment lt. Datenblatt von 1.700 Nm eingehalten, aber die 900 Nm für das nachweisfreie Statik-Limit überschritten. Anders gerechnet: 1.227 Nm + 590 Nm (nach ASTRO) = 1.817 Nm und eine Überschreitung von 167 Nm.

Damit solltest du die für > 1.650 Nm max. mögliche Antennenhöhe selbst errechnen können. Bei dem Dachstuhl hätte ich keine Sorge, ob er auch mehr verkraftet, zumal im Bild in einem Sparrenfeld eine Windrispe zu sehen ist.

Nachdem Roland alles so schön erklärt hat, Berechnung mit Folie, danke, habe ich weniger Arbeit gehabt . Nachdem 1,87m eingespannt ist, habe ich mal so getan, als wenn der Schiebemast 3m mit 60mm D und 2,80m mit 48mm D existiert (also ab 5m Rotor + Montagerohr Antenne 80 cm 48 dazu gezählt). Alles mit Formel a la Roland nach Lotus eingetippt, für 1100er Staudruck. Screenshot hochgeladen.

Im oberen Block das reine Mastmoment dazu, 500 Nm, womit sich der (900)-Klammerwert auf (1150) erhöhen würde (geringere freie Mastlänge als im Katalog). Darunter habe ich den Mast waagerecht skizziert, @DL1MRD: bitte Kontrolle der Maße. Nach den Maßen lt. Skizze dann das Biegemoment berechnet, mit 253N die Antenne (ganz nach oben) und 50N den Rotor (auf die ZSH62-Spitze bei 5m total). Dann kommen 1150 Nm raus und mit dem Eigenmoment des Masten von 500 Nm würde es gerade noch ohne Statik reichen.

Ist alles wie in Rolands Post gerechnet, nur die 1,87m Einspannung verrechnet. Ich habe jetzt nix dazu geschrieben, hat Roland bereits vorher gemacht, hi. Den exportierten .XLS kann ich nicht hochladen, aber es ist wenig zum Tippen oder PN mit Mail-Id.

73 Peter

Danke Peter für die Blumen, aber leider habe ich nicht nur schön erklärt sondern auch auf Seite 1 fehlerhafte Folien eingestellt. Die hatte ich vergessen zu löschen, dass es die falschen sind, ist mir erst nach meiner Bemerkung zu Maßeinheiten aufgefallen. Immerhin habe ich schneller als 47 Betrachter meinen Bock selbst bemerkt.

Im Anhang stimmige Folien, deine Berechnung schaue ich mir morgen an. Die Folien können meinetwegen von einem Mod. vorne eingewechselt und der Beitrag gelöscht werden.

73 Roland

Hallo,
ich sehe mir das heute Abend alles noch mal an und kontrolliere noch einmal die Maße.
Wäre der einfachste Weg hier nicht, die Windlast Rotor mit oberem Rohr und Antenne zu ermitteln und diese Windlast bei 5,8m-1,87m=3,93mNutzlänge anzusetzen? So könnte ich mich dann an dem Herstellerwert für 4m Nutzlänge orientieren.

73, Marc

[quote]Wäre der einfachste Weg hier nicht, die Windlast Rotor mit oberem Rohr und Antenne zu ermitteln und diese Windlast bei 5,8m-1,87m=3,93mNutzlänge anzusetzen? [/quote]
Der Rotor selbst wird nicht anders als eine Antenne berechnet, > 20 m Höhe über Grund auch mit Faktor 1,375.

Die auf meinem Mist gewachsene Formel kann man auch bei drei verschiedenen Rohrdurchmessern anwenden. Bei 3,85 m freier Mastlänge kannst du gefahrlos auch die KATHI-Daten für 4 m nehmen, ist eben weniger max. zulässige freie Windlast und schränkt stärker als mit Berechnung ein.

Komplizierter wird die Berechnung bei Rotoren mit Stützlager und teilweise parallel verlaufenden Rohren. Dass außer der im Vergleich zu EUROCODE harmlosen Windlastberechnung nach IEC 60728-11 für Afu-Antennen auch noch Sicherheitsregelwerke wie speziell die DIN VDE 0855-300 zu Erdung und Potenzialausgleich aber auch die Normenreihe [url=https://www.beuth.de/de/norm/din-en-62561-1/278349429:1qsi3px1]IEC 62561[/url:1qsi3px1] bezüglich Blitzstromtragfähigkeit von Leitern und Verbindern sowie [url=https://www.gesetze-im-internet.de/nav/__13.html:1qsi3px1]NAV § 13[/url:1qsi3px1] zu beachten sind, ist dir bewusst?

Hallo Roland,

[quote]Dass außer der im Vergleich zu EUROCODE harmlosen Windlastberechnung nach IEC 60728-11 für Afu-Antennen auch noch Sicherheitsregelwerke wie speziell die DIN VDE 0855-300 zu Erdung und Potenzialausgleich aber auch die Normenreihe [url=https://www.beuth.de/de/norm/din-en-62561-1/278349429:16stfius]IEC 62561[/url:16stfius] bezüglich Blitzstromtragfähigkeit von Leitern und Verbindern sowie [url=https://www.gesetze-im-internet.de/nav/__13.html:16stfius]NAV § 13[/url:16stfius] zu beachten sind, ist dir bewusst?[/quote]

da schneidest Du ein Thema an, das eigentlich einen eigenen Thread verdient. So im privaten Gespräch ist die meist vertretene Meinung, dass Blitzschutz völlig überbewertet ist
Bei mir wird das so aussehen. Ich habe zwei kleine Sat-Spiegel-Masten auf dem Dach, mit einer UKW-GP und einem endgespeisten KW-Dipol und meinen Kathrein-Mast mit dem Beam. Die drei Maste lasse ich an den äußeren Blitzschutz meines Hauses anschließen (passiert heute oder morgen). Innen liegen die dann noch mal am Potentialausgleich (konnte nicht rausfinden, ob das sinnvoll ist). Die Koaxleitungen bekommen einen Überspannungsschutz (MFJ/Diamond), der innen mit auf dem Potenzialausgleich liegt, bzw. innen an den Mast geschraubt wird. Für die Steuerleitung des Rotors suche ich noch was vernünftiges. Passend zum äußeren Blitzschutz ist natürlich ein entsprechender Überspannungsschutz vor dem Zähler installiert.

Kommentare willkommen…

73, Marc

[quote].... Wäre der einfachste Weg hier nicht, die Windlast Rotor mit oberem Rohr und Antenne zu ermitteln und diese Windlast bei 5,8m-1,87m=3,93mNutzlänge anzusetzen? So könnte ich mich dann an dem Herstellerwert für 4m Nutzlänge orientieren.....
73, Marc[/quote]Du mußt das berechnen, was Du verschraubt hast. Wenn der Mast auf 5m ausgezogen ist, kein Pardon. Roland hat die klassische Rohr-Eigenmoment-Formel ein eine Form mit Addition der Differenzen der jeweiligen dickeren Rohre gebracht. Das hat speziell für Tabellenprogramme eine schönen Vorteil. Auch wenn es im ersten Moment komplizierter aussieht, mathematisch korrekt und für EXCEL super.

Du rechnest das dünnere Rohr in voller Länge, so wie ich in der Skizze den freien Teil skizziert habe. Dann kopierst Du die komplette Zeile und änderst lediglich den Durchmesser auf die Differenz zum dünnen Rohr und die Länge des dickeren Teils. Die Ergebnisse in der M-Spalte zusammenzählen und fertig. Bei zwei Rohren ab Einspannpunkt gerechnet ist es so mathematisch korrekt. (Bei >2 Rohre kneife ich im Moment, müßte erst neu nachdenkenn ).

Das Problem ist, Du mußt immer auf den Hebelarm "Schwerpunkt der Windlast" bis zum Einspannpunkt zurück kommen, diese Werte können dann addiert werden. Einfach dann andere Rohrwerte zum Vergleich und so tun, als wären es nur 4m ???? Da gibt es dann sicher Probleme mit Brutto- und Nettomomenten. Außerdem ist Dein Mast nun mal 5m lang und nicht 4m --- der Hersteller rechnet Einspannlänge mit, dann Brutto/Netto, und das paßt einfach nicht.

Zweiter Denkfehler: 3,93 für (Rotor+Rohr+Antenne) gibt einen Schuß in's eigene Knie mit +26Nm. Du mußt für den Hebelarm den Schwerpunkt der Windlast als Angriffspunkt berechnet, und der liegt zwischen Rotor und Antenne. Es ist einfacher und sicherer, alles einzeln auf den Einspannpunkt zu beziehen und dann addieren.

Falls EXCEL ein Problem ist, es lohnt sich, da zu investieren. Ist einfach besser als Taschenrechner bei solchen Rechnereien.

73 Peter

ps Ich habe den Rotor vereinfacht mit Länge 0 gerechnet, dafür Rohr-Rotor-Antenne mit 80 cm und Rotor Windlast auf den Punkt, obwohl Du das Rohr kürzer gemacht hast. Kann man einfach korrigieren, aber dann bitte die Länge und Stärke des Zwischenrohrs und Länge des Rotors (mit Außendurchmesser) etwas genauer.

Hallo Peter,

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.

Allerdings dachte ich mit den ca. 4m richtig zu liegen, ich verstand die Angabe Nutzlänge als den Bereich über dem Einspannpunkt. 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?

Dann frag ich mich aber doch, wie die 5m-Angabe zustande kommt. Wenn das wie ich dachte, der Bereich über dem Einspannpunkt ist, wird die 1/6 Mindesteinspannlänge nicht eingehalten. Wenn das die ausgezogene Gesamtlänge ist, warum gibt es dann keine Angabe für die vollen 5,8m?

PS: könnte ich das Excel-Sheet mal haben

73, Marc