WELLEN- UND STROEMUNGSKRAEFTE AUF BAUWERKE

1. Auflage 2007

Bestellnummer: 6405


Praxisorientierte Arbeitshilfe fuer Planer, Konstrukteure, Architekten und interessierte Buerger

 

Kurzzusammenfassung:

Bemessungsverfahren fuer vertikale Kreiszylinder

Auf der Grundlage der Morison-Gleichung sind Bemessungsdiagramme zur Bestimmung der Seegangskraefte entwickelt worden, durch die sich der Berechnungsaufwand fuer vertikale Kreiszylinder erheblich reduzieren laesst. Das Prinzip der dimensionslosen Koeffizienten ist auf Traegkeitskraefte in Kombination mit dem Stroemungswiderstand erweitert worden, so dass nun fuer alle Kreiszylinder mit D < 0,16 L eine geschlossene Loesung moeglich wird. Die Wellensteilheit findet dabei besondere Beachtung. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist es, dass der Phasenwinkel der Welle, bei dem die Wellenkraft zum Maximum wird, eindeutig bestimmbar ist.

Kennzeichnende Daten aus dem Seegang

Auf der Grundlage eines mathematischen Energiespektrums werden die Beziehungen zur Bestimmung von Seegangskenngroessen abgeleitet. Fuer die praktische Anwendung ist eine Darstellung erarbeitet worden, aus der die kennzeichnende Wellenhoehe H1/3 und weitere Daten eines voll entwickelten Seeganges ermittelt werden koennen.

Seegangskraefte auf Unterwasserbauwerke

Bei der Bemessung von Meeresbauwerken ist der Seegang und die mit ihm verbundenen Kraftwirkungen die eigentlich unbekannte Groesse. Die durch die Wellen erzeugten Orbitalbewegungen der Wasserpartikel sind instationaere Stroemungen, die mit der Wellenphase wechseln und sowohl Reibungs- als auch Traegheitskraefte ausueben. Die resultierende Wellenkraft nimmt annaehernd mit dem Quadrat der Wellenhoehe zu, so dass nicht der Seegang in seiner Gesamtheit, sondern die hoechste, innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zu erwartende Welle als Ausgangsgroesse fuer die Bemessung zu betrachten ist.

Die bei der Berechnung der Wellenkraefte auftretenden Probleme bewirken, dass es zur Zeit nur wenigen Spezialisten vorbehalten bleibt, Seebauwerke zu bemessen. Fuer den allgemeinen Ingenieurgebrauch fehlen bislang zuverlaessige und physikalisch begruendete Planungs- und Entwurfsgrundlagen, die moeglichst uebersichtlich, einfach und ohne grosse Einarbeitung zu handhaben sind.

Parameter Lambda der Wellentheorie fuenfter Ordnung

Der Hilfsparameter Lambda, der iterativ ermittelt werden muss, erfuellt bei der Wellentheorie 5. Ordnung eine wichtige Aufgabe als Multiplikator. Es wird dargelegt, welche Beziehungen zwischen dieser Groesse und weiteren relevanten Seegangsparametern besteht.

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Auszug aus dem Inhaltsverzeichnis:

Teil 1: Kennzeichnende Daten aus dem Seegang 

Teil 2: Eigenschaften des Meerwassers

Teil 3: Bemessungsverfahren fuer vertikale Kreiszylinder

Teil 4: Seegangskraefte auf Unterwasserbauwerke    

Teil 5: Parameter Lambda der Wellentheorie fuenfter Ordnung   

Teil I: Kennzeichnende Daten aus dem Seegang

Kurzfassung
Einleitung
Seegangsspektrum
Gesamtintensitaet
Kennzeichnende Seegangsgroessen
Statistik
Schlussbemerkung
Schrifttum
Tabelle: Wind- und Seeskala fuer den ausgereiften Seegang

Teil II: Eigenschaften des Meerwassers

Dichte r des Meerwassers
Umrechnung Salzgehalt - Chlorgehalt
Kinematische Viskositaet des Meerwassers

Teil III: Wellenkraefte auf vertikale Kreiszylinder 

Kurzfassung
Einleitung
Bemessungsverfahren
Beispiele
Angriffspunkt der resultierenden Wellenkraft
Zusammenfassung
Anhang
Typische Verteilung des marinen Bewuchses an Bauteilen in der Nordsee
Wind- und Seeskala fuer den ausgereiften Seegang

Teil IV: Seegangskraefte auf Unterwasserbauwerke

Einleitung
Grundlagen und Ausgangswerte
Einfluss der Objektgroesse
Dimensionsfreie Darstellung
Grundgleichungen
Horizontalkraftkoeffizient fx
Vertikalkraftkoeffizient fy
CM-Beiwert fuer Baukoerper in Bodennaehe
Beispiel
Schlussbemerkungen
Schrifttum

Teil V: Parameter l der Wellentheorie fuenfter Ordnung

Kurzfassung / Summary
Einfuehrung
Wellentheorie 5. Ordnung
Parameter lambda

Zusammenfassung der Ergebnisse
Schrifttum

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