Druckschachtpanzerungen mit mehreren Schubringen - Realitätsnahe Schubringkräfte aus Zwangsbeanspruchungen und Vergleich mit Bemessungsmodell

Schubringe von Druckschachtpanzerungen dienen zur Längskraftübertragung zwischen Rohr und Gebirge und werden primär aus der Deckeldruckkraft beansprucht. In diesem Aufsatz wird auf das realitätsnahe Tragverhalten von mehreren hintereinanderliegenden Schubringen bei zusätzlichen Zwangsbeanspruchungen aus Innendruck und Temperatur für repräsentative Ausführungsfälle eingegangen, wobei auch die Rohrreibung mit einbezogen wird. Dazu dienen numerische FE-Berechnungen. Des Weiteren wird ein 1D-Stabmodell (Bemessungsmodell) dargestellt, das von den Autoren entwickelt wurde. Die Ergebnisse am 1D-Stabmodell werden jenen am FE-Modell gegenübergestellt. Es kann gezeigt werden, dass auch für maßgebende Einwirkungskombinationen mit dem 1D-Stabmodell ausreichend zutreffende Schubringkräfte erhalten werden. Die FE-Berechnungen zeigen auch, dass Einwirkungskombinationen nur zutreffend als Gesamtbelastung analysiert werden können, eine Superposition von Einzellastfallergebnissen führt hier mitunter zu groben Fehleinschätzungen.

Penstocks with multiple thrust rings - accurate forces at thrust rings due to constraining effects and comparison with a simple design model
Thrust rings are a component of penstocks and have to transfer the longitudinal forces of the steel pipe to the surrounding rock mass. Longitudinal forces occur primarily due the pressure loads at valves or at pipe covers. Within this paper, the realistic load bearing behaviour of different penstocks geometries with multiple thrust rings is presented, including constraining effects due to internal pressure and temperature. Results are shown with and without friction effects between steel pipe and surrounding concrete and are based on numerical FE analyses. In addition, a simple 1D beam model (design model), developed by the authors, is presented. The forces at the thrust rings are compared between both models. It is shown that also for different load combinations the simple 1D beam model gives accurate results for practical application. The FE study also shows, that always the load combinations with the constraining effects due to internal pressure and temperature must be analysed - a superposition of the results of the individual load cases leads to misleading results.