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A.1.2 Staudruck

(1) Der durch den Wind in Höhez über Gelände erzeugte Staudruckq, welcher der Böengeschwindigkeit (5-s-Mittelwert, der in 50 Jahren einmal erreicht oder überschritten wird) zugeordnet ist, ist anzunehmen mit (siehe Bild A.1):

Hierin bedeuten:

(2) Bei Masthöhen bish = 50 m darf mit einem über die Höhe konstanten Staudruck

gerechnet werden.

Hierin bedeutet:

Bild A.1. Staudruckverteilung

a) Maste mith d 50m	b) Maste mith > 50m

(3) Für den Staudruckq_o sind folgende Werte in Abhängigkeit von der Zoneneinteilung nach Bild A.2 einzusetzen:

(4) Steht der Mast auf einer Erhebung, die das umliegende Gelände mit einer Steigung größer 1:3 mehr als 30 m überragt, ist der Staudruck in jeder Höhe über Gelände um Δq =0,15 kN/m² zu erhöhen. Bei besonders ungünstigen Geländeformen können darüber hinausgehende Staudruckerhöhungen erforderlich werden.

A.1.3 Aerodynamischer Kraftbeiwertc_f und BezugsflächeA

A.1.3.1 Rechenwert des Kraftbeiwertesc_f

(1) Die aerodynamischen Kraftbeiwertec_f und die zugehörigen BezugsflächenA sind DIN 1055 Teil 4 zu entnehmen. Für die üblichen Querschnittsformen bei Masten dürfen vereinfachend gegenüber DIN 1055 Teil 4 die nachstehenden Berechnungsregeln angewendet werden.

(2) Der auf den Abschnitt i bezogene aerodynamische Kraftbeiwertc_fi ist wie folgt zu ermitteln:

Hierin bedeuten:

A.1.3.2 Grundkraftbeiwertc_fo und BezugsflächeA

A.1.3.2.1 Maste mit Kreisquerschnitt

(1) Der Grundkraftbeiwertc_fo darf näherungsweise angenommen werden zu

c_fo = 0,75

(2) Dieser Wert berücksichtigt eine für Schleuderbeton zutreffende Rauhigkeitstiefe (Ersatzrauhigkeit) der Kreiszylinderoberfläche von k ≈ 10^-4 m.

(3) Die BezugsflächeA_i des Abschnittes i mit der Länge Δh_i und dem Durchmesserd_i ist:

A.1.3.2.2 Maste mit regelmäßig n-eckigen (n> 5) Querschnitten

(1) Der Grundkraftbeiwertc_fo ist Tabelle A.1 zu entnehmen.

(2) Die BezugsflächeA_i im Abschnitt i mit der Länge Δh_i ergibt sich aus Gleichung (A.6), wobei fürd_i der Durchmesser des den Querschnitt umschreibenden Kreises im Abschnitt i einzusetzen ist.

Tabelle A.1. Grundkraftbeiwertec_fo für Maste mit regelmäßig n-eckigen Querschnitten

A.1.3.2.3 Andere Mastformen

Für andere als in den Abschnitten A. 1.3.2.1 und A. 1.3.2.2 und DIN 1055 Teil 4 angegebenen Formen dürfen die aerodynamischen Kraftbeiwerte und die zugehörigen Bezugsflächen dem anerkannten, auf Windkanalversuchen beruhenden Schrifttum entnommen oder durch Versuche im Windkanal ermittelt werden.

A.1.3.2.4 Berücksichtigung von Außenanbauten

Sind an einem kreiszylindrischen Mastschaft Außenanbauten, wie einzelne Kabel, Kabelbahnen, Leitern oder Antennen sowie deren Befestigungen vorhanden, so sind die Grundkraftbeiwertec_fo und die zugehörigen BezugsflächenA für diese Mastbereiche der Tabelle A.2 zu entnehmen. Die für den Schaft und die Außenanbauten getrennt zu ermittelnden Windlasten sind zu addieren.

A.1.4 Windlast bei Eisansatz

Bei Eisansatz ist die Windlast auf die durch den Eisansatz vergrößerte Bezugsfläche des Mastes mit 75 % des Staudrucks zu ermitteln. Für die Eisansatzfläche gilt DIN 1055 Teil 5.

A.2 Berücksichtigung von Schwingungswirkungen

A.2.1 Böenerregte Schwingungen in Windrichtung

A.2.1.1 Statische Ersatzlast

(1) Die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung in Windrichtung braucht nur bei freistehenden als Kragträger wirkenden Masten berücksichtigt zu werden. Leitungsmaste gelten in diesem Sinne nicht als freistehende Kragträger.

(2) Die Schwingungswirkung wird durch den Ansatz einer statischen Ersatzlast erfasst. Hierzu ist die nach Gleichung (A.1) ermittelte Windlast im Abschnitt i mit dem BöenreaktionsfaktorΦ zu vervielfachen.

Damit ist:

(3) Der BöenreaktionsfaktorΦ_B berücksichtigt die Wirkung der räumlichen und zeitlichen Änderungen der Windgeschwindigkeit auf die Bauwerksschwingungen in Windrichtung.

(4)Φ_B darf wie folgt berechnet werden:

Hierin bedeuten:

Fürη undΦ_Bo gilt:

Dabei ist:

Gleichung (A.10) ist gültig für T< 10 s.

A.2.1.2 Schwingungsdauer

(1) Die SchwingungsdauerT der Grundschwingung von freistehenden Masten kann wie folgt ermittelt werden:

(A.11)

Hierin bedeuten:

(2) Bei starr eingespannten freistehenden Masten darf die Schwindungsdauer der Grundschwingung nach folgender Gleichung abgeschätzt werden:

(A.12)

Hierin bedeuten:

A.2.1.3 Dämpfung

Falls keine genaueren Werte für die Dämpfung belegt werden können, dürfen für das logarithmische Dämpfungsdekrementδ ³) folgende Werte angenommen werden:

A.2.2 Wirbelerregte Schwingungen in Querrichtung

Bei Masten üblicher Bauart aus Stahl- oder Spannbeton ist ein Nachweis wirbelresonanzerregter Querschwingungen im allgemeinen nicht erforderlich. Bei Masten mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten muss ein Nachweis nur dann geführt werden (z.B. nach DIN 4133), wenn die Scrutonzahl Sc nach Gleichung (A.13) < 25 ist.

(A.13)

Hierin bedeuten:

Bild A.2 Staudruckzonen

Tabelle A.2. Grundkraftbeiwerte cfo und Bezugsflächen a bei Anordnung von Außenanbauten an einen kreiszylindrischen Mast

	Schaft			Außenanbau
	gültig für	cfo	A	gültig für	cfo	A
	s <dK s>dK	0,85 0,75	d* Δh d* Δh	t < 0,1dK t> 0,1dK	1,6 1,2	b* Δh n *dK* Δh
		1,1	d* Δh
	dK < 0,02d s <dK s>dK	0,75 0,85 0,75	d * Δh d* Δh d* Δh		1,2	n *dK* Δh
		0,75	d* Δh		je nach Form des Außenanbaues
	s <dK oder t < 0,1dK	1,0	d* Δh	t < 0,1dK	1,6	b * Δh
					+ Leiter je nach Form
	s>dK und t> 0,1dK	0,75	d * Δh	t> 0,1dK	1,2	n *dK Δh
					+ Leiter je nach Form
n Anzahl der Kabel Δh Bereichlänge

.

Weitere Normen und andere Unterlagen

Frühere Ausgaben

DIN 4234: 01.53

DIN 4228: 10.64

Änderungen

Gegenüber der im Jahre 1976 zurückgezogenen Ausgabe Oktober 1964 und der im Jahre 1976 zurückgezogenen DIN 4234/01.53 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

1. Aufnahme der Regelungen für Stahlbeton-Maste (siehe auch Erläuterungen)
2. Anpassung an Bezeichnungen und Regelungen von DIN 1045/07.88 und DIN 4227 Teil 1/07.88
3. Nachweis der Güte
4. Bauliche Durchbildung
   • Anpassung der Regelungen für die Betondeckung an DIN 4227 Teil 1/07.88
   • Oberflächenbewehrung
   • Anschluss der Maste an die Fundamente
5. Belastungen
6. Nachweise der Tragfähigkeit
7. Nachweise der Gebrauchsfähigkeit
8. Nachweise von Verformung

Ferner erfolgte die redaktionelle Anpassung an die zwischenzeitliche Normenfortschreibung

.

Im Mai 1974 wurden vom Deutschen Ausschuß für Stahlbeton die

"Richtlinien für die Bemessung und Ausführung von Stahlbeton-Masten" und die

"Richtlinien für die Bemessung und Ausführung von Spannbeton-Masten"

als vorläufiger Ersatz für die Normen DIN 4234 und DIN 4228 veröffentlicht. Im November 1976 waren die Normen DIN 4228/10.64 "Spannbeton-Maste, Richtlinien für Bemessung und Ausführung", und DIN 4234/01.53 "Stahlbeton-Maste, Bestimmungen für die Bemessung und Herstellung", daraufhin zurückgezogen worden.

Nach umfassender Überarbeitung der technischen Inhalte soll nunmehr die Norm DIN 4228 für werkmäßig hergestellte Betonmaste als Ersatz für die beiden vorgenannten Richtlinien dienen.

Zum Haupttext der Norm gehört ein Anhang a "Windlastannahmen", der spezielle Regelungen für schwingungsanfällige Bauwerke (hier: schlanke, mastartige Konstruktionen) enthält, die nicht durch die z. Z. gültige Norm DIN 1055 Teil 4/08.86 "Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten, Windlasten bei nicht schwingungsanfälligen Bauwerken", abgedeckt sind. Entsprechende Anhänge, die aufeinander abgestimmt sind, jedoch auch bauarttypische Besonderheiten enthalten, sind DIN 1056/10.84 "Freistehende Schornsteine in Massivbauart; Berechnung und Ausführung" und den Entwürfen DIN 4131/03.88 "Antennentragwerke aus Stahl", und DIN 4133/03.88 "Schornsteine aus Stahl" angefügt.

Ein Überführen der Anhänge in eine Ausgabe von DIN 1055 Teil 4, deren Anwendungsbereich auch schwingungsanfällige Bauwerke erfasst, ist vorgesehen.

Bis zur Herausgabe einer entsprechenden Fassung von DIN 1055 Teil 4 ist die Windlast für Betonmaste nach den im Anhang a angegebenen Verfahren zu berechnen.

Ein möglicher Querverweis auf die in andere Anhänge schon vorliegenden Regelungen wurden als nicht anwendungsgerecht verworfen.

.

B 28 B21/30

B 28 B 21/40

E 04 H 12/12

E 04 H 12/16

E 04 H 12/32

G 01 L 5/00

G 01 N 33/38

__________________ 

¹) Bis zum Vorliegen einer Norm sind entsprechende Werte DS 804 "Vorschriften für Eisenbahnbrücken und sonstige Ingenieurbauwerke" der Deutschen Bundesbahn zu entnehmen.

²) Da bei dem Maststück nicht die Würfel- sondern die Prismenfestigkeit geprüft wird, und im geschleuderten Beton Festigkeitsunterschiede zwischen den äußeren und inneren Zonen des Querschnitts möglich sind, muss damit gerechnet werden, dass die SpannungF/A_o nur 75 % der Würfeldruckfestigkeit des geschleuderten Betons ausmacht. Deshalb ist in der Gleichung der Beiwert 1,33 eingeführt.

³) Zwischen dem logarithmischen Dämpfungsdekrement´ und der kritischen Dämpfung D (Lehrsches Dämpfungsmaß) besteht die Beziehungδ = 2π *D

⁴) Bei konischen Masten mit einer Mantelneigung< 2,5 % in⁵/₆ der Masthöhe zu ermitteln.

ENDE