Regeln für die Berechnung von Behältern mit der FEM

Herrn Univ.‐Prof. em. Dr.‐Ing. Herbert Schmidt zur Vollendung seines 80. Lebensjahres gewidmet Kommerzielle FE‐Pakete sind zunehmend in den Ingenieurbüros verfügbar. Durch ihre Universalität verleiten sie dazu, auch dann zur Bemessung von Behältern verwendet zu werden, wenn der anwendende Ingenieur keine Erfahrung mit händischen Festigkeits‐ und Stabilitätsnachweisen bei Schalentragwerken hat. Die Autoren versuchen mit diesem Artikel anhand von wenigen, strukturierten Grundregeln aufzuzeigen, welche Anforderungen an ein Modell und dessen Dokumentation zu stellen sind, so dass fachliche Richtigkeit und die erforderliche Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse gegeben sind. Dazu wird vorab die in der Tragwerksplanung erforderliche Abstraktion diskutiert. Ebenso wird dafür plädiert, sich im Zweifelsfall für eine Handrechnung zu entscheiden, da dies möglicherweise deutlich weniger Aufwand bedingt, als eine fachgerecht dokumentierte FE‐Berechnung. Im Einzelnen werden Hinweise zur Modellierung der globalen Struktur sowie von Imperfektionen, Werkstoffeigenschaften, Schweißnähten und Lasten gegeben. Unterschiedlich aufwändige Möglichkeiten des Stabilitätsnachweises werden gezeigt. Besonderes Augenmerk wird auf eine behältergerechte Dokumentation gelegt, die ein Trennen der Spannungsausgabe in Membran‐ und Biegeanteile sowie in Meridian‐ und Breitenkreisrichtung erfordert. Schließlich werden exemplarisch drei Anwendungsbeispiele aus der industriellen Praxis gezeigt.