Statik Schwimmkörper

[Deep Thought]

Ich muss einen Schwimmkörper für eine Schiffsanlegestelle modellieren. Das Ganze soll zum Schluss wie die Anlegestellen auf diesem Bild aussehen:



Wie modelliere ich in RFEM den Auftrieb und die Wasserlast für den Schwimmkörper?

[Frank Faulstich]

Für die korrekte Abbildung des Problems ist eine zweistufige Berechnung notwendig.

In der ersten Stufe wird bestimmt, wie weit der Schwimmkörper ins Wasser eintaucht.

Ist die Eintauchtiefe korrekt bestimmt, dann kann der seitliche Wasserdruck in der zweiten Stufe bis zu Wasserlinie angesetzt werden.

Der Auftrieb des Schwimmkörpers kann durch eine elastische Flächenbettung berücksichtigt werden.

Eintauchtiefe und Auftrieb hängen linear zusammen. Wenn ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1 m in komplett Wasser eingetaucht wird, dann erzeugt dieser einen Auftrieb von 10 kN. Daraus ergibt sich ein Bettungskoeffizent von c_z= 10 kN/m³, der für Bodenflächen angesetzt werden muss.



Damit lässt sich schon die korrekte Eintauchtiefe bestimmen.



Voraussetzung ist allerdings, dass sich der Schwimmkörper kaum verdreht.

Für jede Lastkombination wird zunächst die Eintauchtiefe festgestellt. Dann wird zu jeder Lastkombination ein zusätzlicher Lastfall hinzugefügt, der jeweils die seitlichen Lasten beinhaltet.

Im Beispiel habe ich eine Lastkombination LK 1 angelegt. Ich habe hier die Kombination mit charakteristischen Lasten durchgeführt. Es ergibt für die Knoten 5 und 6 u_Z= 308 mm und für die Knoten 7 und 8 u_Z=325 mm Verformung. Damit die Lasten einfacher einzugeben sind, habe ich an den Stellen jeweils die Hilfsknoten 11 – 14 angelegt.



Die Wasserlasten habe ich durch freie Polygon-Lasten aufgebracht. Ich habe für jede Last immer nur eine Flächen ausgewählt um die Übersicht zu behalten.
Die Lastrichtung ist lokal z. Das bedeutet, dass die Last senkrecht auf der Fläche steht.

Der Lastverlauf ist linear. Es müssen dann drei Lastwerte angegeben werden. Ich habe immer zwei Punkte an der Wasseroberfläche gewählt, wo die Last Null ist. Als dritten Punkt habe ich den am tiefsten eingetauchten Punkt verwendet und dort 3,25 kN/m² bzw. 3,08 kN/m² aufgegeben.



Für die Berechnung der Lastkombination habe ich Theorie III. Ordnung eingestellt, weil die Verformungen doch recht große sind.



Ich hoffe, dass Ihnen diese Hinweise bei der Modellierung helfen.

Viele Grüße

Frank Faulstich

[Deep Thought]

Danke für die ausführlicher Erklärung. Ich glaube, das hilft mir weiter.