Stahlrohrkonstruktionen, Softcover reprint of the original 1st ed. 1966

Geschweißte schmiedeeiserne Rohre sind bereits rund 140 Jahre bekannt. Sie konnten wohl im Rohrleitungsbau nach und nach die Blei- und Kupferrohre fast ganz verdrängen, die erzeugten Mengen reichten aber für anderweitige Verwen­ dung im Bauwesen nicht aus. Die Situation änderte sich erst, als zu Beginn di"ses Jahrhunderts die Schwierigkeiten bei der Erzeugung nahtloser Rohre überwunden waren. Inzwischen hatte die Röhrenindustrie auch bei geschweißten Rohren Fort­ schritte gemacht, so daß sie ausreichende Mengen von Stahlrohren für die Ver­ wendung im Bauwesen liefern konnte. Das einfache Rohr vermag schon im glatten Lieferzustand oder nach geringer, dem Verwendungszweck angepaßter Bearbeitung sowohl Längskräfte als auch Biege- und Drehmomente aufzunehmen, deren Größe von den Rohrabmessungen abhängig ist. Es kann aber auch als Element eines zusammengesetzten, mannig­ faltig ausgeführten Tragwerkes dienen, dessen Tragkraft weit größer ist als die des glatten Rohres. Die Einführung der Schweißtechnik im allgemeinen Stahlbau kam insbesondere dem Stahlrohrbau zustatten und ermöglichte erst dessen Entwick­ lung. Über die Fragen, die sich beim Entwurf und der Ausführung von Stahlrohr­ bauten ergaben, besteht ein reichhaltiges Schrifttum. Die Ergebnisse theoretischer Arbeiten und Versuche wurden in verschiedenen Fachzeitschriften erörtert und bildeten den Gegenstand von Tagungsreferaten. Ein Werk jedoch fehlt, das zu­ sammenfassend alle Probleme behandelt, die mit der Entwicklung der neuen Bau­ weise zusammenhängen, gleichgültig, ob sie theoretisch geklärt sind, die Praxis sie gelöst hat oder nähere Aufschlüsse erst von weiteren Untersuchungen zu erwarten sind. Das vorliegende Buch ist als ein Versuch anzusehen, diese Lücke zu füllen.

1. Das Stahlrohr.- 1.1. Knapper Überblick über die geschichtliche Entwicklung.- 1.2. Erzeugung der Stahlrohre.- 1.2.1. Geschweißte Rohre.- 1.2.1.1. Feuerpreßschweißen.- 1.2.1.2. Schweißen unter der Gasflamme.- 1.2.1.3. Elektroschweißung.- 1.2.1.4. Spiralgeschweißte Rohre.- 1.2.2. Nahtlose Rohre.- 1.2.2.1. Herstellung des Hohlblocks (Lochprozeß).- 1.2.2.2. Herstellung des fertigen Rohres.- 1.3. Rohrarten.- 1.3.1. Außendurchmesser.- 1.3.2. Querschnittform.- 1.3.3. Längsschnittform.- 1.3.4. Beschaffenheit der Rohrenden.- 1.3.5. Verwendungszweck.- 1.4. Rohrwerkstoffe.- 1.4.1. Allgemeines über Röhrenstähle.- 1.4.2. Stähle für nahtlose Rohre.- 1.4.3. Stähle für geschweißte Rohre.- 1.5. Technische Lieferbedingungen.- 1.6. Bezeichnung der Stahlrohre.- 1.7. Statische Werte der Rohre.- 1.7.1. Kreisrunde Rohre.- 1.7.2. Nichtrunde Rohre (Profilrohre).- 1.7.2.1. Ovale Rohre.- 1.7.2.2. Vierkantrohre.- 1.7.3. Rohre mit genormten Abmessungen.- 2. Bemessung des Stahlrohrs.- 2.1. Allgemeines zur Bemessung.- 2.2. Belastung durch Innendruck.- 2.2.1. Gewalzte und geschweißte Rohre.- 2.2.2. Bandagierte Rohre.- 2.3. Belastung durch Außendruck.- 2.4. Mittige Zugbelastung.- 2.5. Mittige Druckbelastung.- 2.5.1. Das leere Rohr.- 2.5.2. Ausbetonierte Stahlrohre.- 2.6. Querbelastung.- 2.6.1. Allgemeines.- 2.6.2. Membranspamiungen des dünnwandigen Rohres.- 2.6.2.1. Eigengewichtsbelastung.- 2.6.2.2. Belastung durch Flüssigkeitsfüllung.- 2.6.2.3. Windbelastung.- 2.6.2.4. Durchlaufträger.- 2.6.2.5. Träger mit Zwischenringen.- 2.6.3. Biegespannungen der Rohrschale.- 2.6.4. Berechnung der Versteifungsringe.- 2.6.5. Stabilitätsberechnung der Rohrwand.- 2.7. Torsionsbelastung.- 2.8. Kombinierte Belastung.- 2.9. Gekrümmte Rohre.- 2.9.1. Spannungsberechnung.- 2.9.1.1. Annahme unveränderter Querschnittsform.- 2.9.1.2. Berücksichtigung der Querschnittverformung.- 2.9.2. Formänderungsberechnung.- 2.9.3. Beispiel.- 3. Rohrverbindungen und ihre Berechnung.- 3.1. Verbindungsarten im allgemeinen.- 3.1.1. Ausführung.- 3.1.2. Berechnung.- 3.2. Verlängerung und Stöße.- 3.2.1. Schrumpfverbindung.- 3.2.2. Gewindeverbindung.- 3.2.2.1. Ausführung.- 3.2.2.2. Berechnung.- 3.2.3. Schraubenverbindung.- 3.2.3.1. Verbindung mit Muffe.- 3.2.3.2. Verbindung mit Zentrierplatte.- 3.2.3.3. Fianschverbindung.- 3.2.3.4. Verbindung mit konischen Zwischenstücken.- 3.2.4. Schweißverbindung.- 3.2.4.1. Ausführung.- 3.2.4.2. Berechnung.- 3.3. Anschlüsse.- 3.3.1. Anschluß an einen Träger (gewalzt oder geschweißt).- 3.3.1.1. Schraubverbindung.- 3.3.1.2. Schweißverbindung.- 3.3.2. Anschluß an ein Rohr.- 3.3.2.1. Geschraubter Anschluß.- 3.3.2.2. Schweißanschluß (Längskraft).- 3.3.2.3. Schweißanschluß eines in der Systemebene auf Biegung beanspruchten Rohres.- 3.3.2.4. Lagerartiger Anschluß eines einfachen Rohrträgers.- 3.3.2.5. Lagerartiger Anschluß eines vollwandigen oder gegliederten Trägers.- 3.4. Knoten gegliederter Träger.- 3.4.1. Rahmenknoten.- 3.4.2. Fachwerkknoten.- 3.4.2.1. Ausführung.- 3.4.2.2. Tragkraft.- 3.4.2.3. Berechnung.- 3.4.2.4. Dynamisch beanspruchte Fachwerkknoten.- 3.5. Lagerung von Rohrträgern.- 3.5.1. Das Rohr als einfacher Balken.- 3.5.2. Der gegliederte Rohrträger als einfacher Balken.- 3.5.3. Der gegliederte Rahmen- oder Bogenträger.- 3.6. Gelenke gegliederter Rohrträger.- 4. Stahlrohrkonstruktionen.- 4.1. Begriffsbestimmung.- 4.2. Ausführungsarten.- 4.3. Belastungen.- 4.3.1. Gültigkeit der Belastungsannahmen des allgemeinen Stahlbaus.- 4.3.2. Windlasten.- 4.3.2.1. Windlast nach den bestehenden Normen.- 4.3.2.2. Grundwert des Winddrucks — Staudruck.- 4.3.2.3. Formbeiwerte bei Einzelrohren und Rohrgruppen.- 4.3.2.4. Formbeiwerte ebener gegliederter Rohrkonstruktionen.- 4.3.2.5. Formbeiwerte räumlicher gegliederter Rohrkonstruktionen.- 4.3.3. Dynamische Einflüsse.- 4.3.3.1. Allgemeines.- 4.3.3.2. Stoßzahlen.- 4.3.3.3. Wirkung von Windstößen.- 4.3.3.4. Schwingungen quer zur Windrichtung.- 4.3.3.5. Zuverlässigkeit der bestehenden Vorschriften.- 4.4. Berechnung.- 4.4.1. Auflager- und Schnittkräfte, Spannungsnachweis.- 4.4.2. Verbindungen.- 4.5. Vorschriften.- 4.5.1. Sondernormen für den Stahlrohrbau.- 4.5.1.1. DIN 4115, Stahlleichtbau und Stahlrohrbau im Hochbau.- 4.5.1.2. Österreichische Richtlinien für die Berechnung und Ausführung von Stahlleichtbauten.- 4.5.1.3. TGL 13501, 1. Blatt, Stahlleichtbau: Stahlrohrtragwerke, Berechnung, bauliche Durchbildung, Herstellung, Abnahme.- 4.5.2. Normen des allgemeinen Stahlbaus, Zusammenstellung.- 4.5.2.1. Normen DIN.- 4.5.2.2. Vergleichswerte der zulässigen Beanspruchung von DIN, Önorm und TGL.- 4.5.3. Normen des allgemeinen Stahlbaus, Vergleich von DIN, Önorm und DDR-Standard.- 4.5.3.1. DIN 1050, Stahl im Hochbau, Berechnung und bauliche Durchbildung.- 4.5.3.2. DIN 1055, Lastannahmen für Bauten, Blatt 1 bis 5.- 4.5.3.3. DIN 4100, Geschweißte Stahlhochbauten, Berechnung und bauliche Durchbildung.- 4.5.3.4. DIN 4114, Berechnungsgrundlagen, Stabilitätsfälle im Stahlbau.- 4.5.3.5. DIN 4420, Gerüstordnung.- 4.5.4. Englische Vorschriften über Stahlrohrbau.- 4.6. Ausführung.- 4.6.1. Werkstattarbeiten und Vorbereitung für die Aufstellung.- 4.6.2. Korrosionsschutz.- 4.6.2.1. Außenkorrosion.- 4.6.2.2. Innenkorrosion.- 4.6.3. Schutz gegen Feuereinwirkung.- 5. Selbsttragende Rohrleitungen.- 5.1. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.- 5.1.1. Tragkraft eines dünnwandigen Rohres.- 5.1.2. Wirtschaftlichkeit selbsttragender Rohre.- 5.1.3. Wirtschaftlichkeit des Großrohrs als Träger anderer Leitungen.- 5.1.4. Beispiel.- 5.1.5. Wirtschaftlichkeit selbsttragender Rohrleitungen als Teil einer räumlichen Konstruktion.- 5.2. Ausführung.- 5.2.1. Gerade Rohrleitungen.- 5.2.2. Rohrleitungsbogen.- 5.2.3. Aufgehängte Rohrleitungen.- 5.3. Belastung.- 5.4. Berechnung.- 5.4.1. Gerade Leitungen.- 5.4.2. Selbsttragende Rohrleitungsbogen.- 5.4.3. Aufgehängte Rohrleitungen.- 5.5. Beispiele.- 5.5.1. Gerade selbsttragende Gasleitung in einem Stahlwerk.- 5.5.2. Gasleitungen über den Rhein-Herne-Kanal in Bogenform.- 5.5.3. Zwei Rohrbogenbrücken in Australien.- 5.5.4. Barbarabrücke über die Donau bei Wien.- 5.5.5. Rohrbrücke bei Pforzheim.- 6. Bauten aus einfachen Rohren.- 6.1. Einfache Stahlrohrmaste.- 6.1.1. Ausführung.- 6.1.2. Berechnung.- 6.1.2.1. Zylindrische Maste.- 6.1.2.2. Konische Maste.- 6.1.3. Wirtschaftliche Abmessungen.- 6.1.3.1. Zylindrische Maste.- 6.1.3.2. Konische Maste.- 6.1.3.3. Vergleich der zylindrischen und konischen Maste.- 6.1.4. Beispiele.- 6.1.4.1. Zweifach abgesetzter Mast.- 6.1.4.2. Zweifach abgesetzter Mast mit den gleichen Bemessungsangaben wie bei 6.1.4.1., ergänzt durch ?zul = 0,02 h = 20 cm.- 6.1.4.3. Konischer Mast.- 6.2. Bausäulen und andere einfache Rohrstützen.- 6.2.1. Ausführung.- 6.2.2. Berechnung.- 6.2.2.1. Stützen mit unveränderlichem Querschnitt.- 6.2.2.2. Stützen mit veränderlichem Querschnitt.- 6.2.3. Beispiele.- 6.2.3.1. Pendelstütze.- 6.2.3.2. Stütze einer aufgeständerten Brückenfahrbahn.- 6.3. Rahmentragwerke aus Stützen und Riegeln.- 6.3.1. Ausführung.- 6.3.2. Berechnung.- 6.3.2.1. Tragsystem nach Abb. 6.31, Werkstoff St 35.- 6.3.2.2. Tragsystem nach Abb. 6.32.- 7. Eingeschossige Industriehallen.- 7.1. Entwurf.- 7.2. Pfetten und ihre Lagerung auf Rohrgurten.- 7.2.1. Pfetten aus I-Walzträgern.- 7.2.2. Pfetten aus einfachen Rohren.- 7.2.3. Fachwerkpfetten.- 7.3. Binder und Unterzüge.- 7.3.1. Besonderheiten der Anordnung.- 7.3.2. Ausführung.- 7.3.3. Berechnung.- 7.4. Kranbahnen.- 7.4.1. Ausführungsarten.- 7.4.1.1. Ausführung mit unmittelbar belastetem Obergurt.- 7.4.1.2. Ausführung mit besonderem Schienenträger.- 7.4.2. Aussteifung.- 7.4.3. Berechnung.- 7.4.4. Dynamische Versuche.- 7.4.5. Beispiel.- 7.5. Zwei- und mehrstielige Stützen.- 7.5.1. Ausführungsarten.- 7.5.1.1. Zweistielige Stützen.- 7.5.1.2. Mehrstielige Stiftzen.- 7.5.2. Einzelheiten der Ausführung.- 7.5.3. Berechnung.- 7.5.3.1. Zweistielige Stützen.- 7.5.3.2. Drei- und vierseitige Stützen.- 7.6. Raumverbände.- 7.6.1. Anordnung der Verbände.- 7.6.2. Dachverbände.- 7.6.3. Lotrechte Verbände in den Stützenlängsreihen.- 7.6.4. Waagrechte Windträger der Umfassungswände.- 7.7. Beispiele ausgeführter Industriehallen.- 7.7.1. Zweischiffige Halle einer Betriebswerkstätte.- 7.7.2. Halle einer Werkstätte zur Schraubenerzeugung.- 7.7.3. Halle einer Feilenwerkstätte.- 7.7.4. Hallen in Shedkonstruktion.- 7.7.5. Fertighalle eines Rohrw slzwerks.- 7.7.6. Werkshalle einer Zuckerraffinerie.- 8. Krane.- 8.1. Allgemeines zur Verwendung von Stahlrohren im Kranbau.- 8.2. Brücken von Laufkranen.- 8.2.1. Ausführung.- 8.2.2. Berechnung.- 8.2.2.1. Belastung.- 8.2.2.2. Unversteiftes Raumtragwerk.- 8.2.2.3. Versteiftes Raumtragwerk.- 8.3. Andere Krane in Stahlrohrkonstruktion.- 9. Hochbauten mit Stahlrohrskelett.- 9.1. Ausführungsmöglichkeiten.- 9.2. Verwaltungs- und Bürogebäude.- 9.2.1. Phoenix-Rheinrohr-Hochhaus in Düsseldorf.- 9.2.2. Mannesmann-Hochhaus in Düsseldorf.- 9.3. Bauten für Unterkünfte und Erholungsstätten.- 9.4. Gebäude für große Versammlungsräume, Schulen, Laboratorien u. ä..- 9.5. Kirchen.- 9.6. Fertighäuser.- 10. Ausstellungshallen.- 10.1. Hallen über rechteckigem Grundriß.- 10.1.1. Ausführung der Überdachung.- 10.1.2. Messehalle in Graz.- 10.1.3. Messehalle in Hannover.- 10.2. Hallen über kreisrundem oder elliptischem Grundriß.- 10.2.1. Ausführungsmöglichkeiten.- 10.2.2. Kuppeln mit meridionalen gegliederten Rohrbogen.- 10.2.3. Flechtwerkkuppeln.- 10.2.3.1. Schwedlerkuppel.- 10.2.3.2. Messehalle in Brünn.- 11. Sportbauwerke.- 11.1. Tribünenüberdachungen.- 11.2. Sporthallen.- 11.2.1. Ausführung.- 11.2.2. Sporthalle in Kladno (Tschechoslowakei).- 11.2.3. Lido-Stadion in Mailand.- 11.2.4. Sporthalle in Bologna.- 12. Verkehrsbauten und Transporteinrichtungen.- 12.1. Bahnhofsanlagen.- 12.1.1. Anlagen für den Reiseverkehr.- 12.1.2. Nebenanlagen.- 12.2. Bauten für den Flugverkehr.- 12.2.1. Anlagen für den Reiseverkehr.- 12.2.2. Hangare.- 12.3. Brücken und Stege.- 12.3.1. Verwendungsmöglichkeit von Stahlrohrträgern.- 12.3.2. Brücke in Hamburg.- 12.3.3. Fußgängerbrücke in Köln.- 12.3.4. Bahnsteigüberführung.- 12.4. Transport- und Verladebrücken.- 13. Freileitungsmaste.- 13.1. Mastarten.- 13.2. Belastungen.- 13.3. Einfache Rohrmaste.- 13.3.1. Einteilige Maste aus nahtlosen Stahlrohren.- 13.3.1.1. Kopfausrüstung.- 13.3.1.2. Gründung.- 13.3.1.3. Berechnung mit Beispiel.- 13.3.2. Zerlegbare Maste.- 13.3.2.1. Maste aus nahtlosen Rohren.- 13.3.2.2. Maste aus geschweißten Rohren.- 13.4. Flachmaste.- 13.4.1. Ausführung.- 13.4.1.1. Rahmenmaste.- 13.4.1.2. Fachwerkmaste (Gittermaste).- 13.4.2. Gründung.- 13.4.3. Berechnung.- 13.4.3.1. Belastung rechtwinklig zur Mastebene.- 13.4.3.2. Belastung in der Mastebene.- 13.5. Mehrstielige Maste.- 13.5.1. Ausführung.- 13.5.1.1. Rahmenmaste.- 13.5.1.2. Gittermaste.- 13.5.2. Gründung.- 13.5.3. Statische Berechnung.- 13.5.3.1. Allgemeines.- 13.5.3.2. Rahmenmaste.- 13.5.3.3. Gittermaste.- 13.6. Portalmaste.- 13.7. Wirtschaftliche Abmessungen vierseitiger Rohrmaste.- 14. Antennenmaste.- 14.1. Allgemeines.- 14.2. Belastungen.- 14.2.1. Vorschriften und Normen.- 14.2.2. Belastungsarten.- 14.2.3. Besondere Lastannahmen.- 14.2.3.1. Schnee und Rauhreif.- 14.2.3.2. Windwirkung.- 14.2.3.3. Windwirkung bei Rauhreif.- 14.2.3.4. Temperatureinflüsse.- 14.3. Türme.- 14.3.1. Ausführung.- 14.3.2. Gründung.- 14.3.3. Berechnung.- 14.3.3.1. Übliche Berechnung.- 14.3.3.2. Genauere Berechnung.- 14.3.3.3. Durchbiegung.- 14.4. Abgespannte Maste.- 14.4.1. Ausführung.- 14.4.1.1. Mastkörper.- 14.4.1.2. Mastaufsatz.- 14.4.1.3. Mastausrüstung.- 14.4.1.4. Abspannseile.- 14.4.2. Gründung und Verankerung.- 14.4.3. Statische Berechnung.- 14.4.3.1. Beschreibung der Berechnung.- 14.4.3.2. Statik der Abspannseile.- 14.4.3.3. Linearisierung der Beziehung (y, H).- 14.4.3.4. Berechnung hei waagrechter Belastung.- 14.4.3.5. Spannungsnachweis.- 14.4.3.6. Vorberechnung.- 14.4.4. Stabilitätsnachweis.- 14.4.4.1. Angenäherte Berechnung.- 14.4.4.2. Genauere Berechnung.- 14.4.5. Einflüsse von Schwingungen quer zur Windrichtung.- 14.4.6. Eigenfrequenz der abgespannten Maste.- 15. Verschiedene Anwendungen von Stahlrohren.- 15.1. Stützen für Rohrleitungen.- 15.2. Stützen von Gas- und Wasserbehältern.- 15.2.1. Wasserturm in Brescia.- 15.2.2. Wasserturm in Châtelineau.- 15.2.3. Wasserturm in Tilleur (Belgien).- 15.3. Abteuftürme im Bergbau.- 15.4. Traggerüst für einen Abgaskamin.- 15.5. Räumerbrücke einer Kläranlage.- 15.6. Landwirtschaftliche Bauten.- 15.7. Seilbahnstützen.- 15.8. Brücken für Rohrleitungen.- 15.9. Hauptträger und Ständer einer Bogenbrücke.- 15.10. Treppen.- 15.11. Warteplätze, Tankstellen und Beleuchtungsmaste.- 16. Zerlegbare Rohrkonstruktionen.- 16.1. Allgemeines.- 16.2. Stahlrohrgerüste.- 16.3. Verschiedene Bauten mit Gerüst-Verbindern.- 17. Bewertung der Stahlrohrbauten.- 17.1. Vorteile.- 17.2. Nachteile.- Schrifttum.