Aufgabenstellung und Berechnungsziel
Das Modul bestimmt die Abmessungen von Tragpratzen nach DIN 28083 für stehende Apparate. Ausgehend vom vorhandenen Zylinderdurchmesser wird der zugehörige Norm-Zylinderaußendurchmesser nach DIN 28001 ermittelt und daraus die passende Pratzennenngröße mit ihren genormten Geometriegrößen abgeleitet. Diese Maße sind die Eingangsdaten für den Tragfähigkeitsnachweis der Behälterwand, wie er im AD 2000-Merkblatt S 3/4 geführt wird.
Tragpratzen leiten das Apparategewicht punktuell in Stahlbau oder Betondecke ein und erzeugen dabei örtliche Biege- und Membranspannungen in der Zylinderwand. Welche Pratzengröße einem Apparatedurchmesser zugeordnet werden darf, hängt deshalb nicht nur von der Geometrie ab, sondern von Pratzenbelastung, Stabilität und Festigkeit der Wand – die Norm liefert die Bauformen und Maße, der Spannungsnachweis entscheidet über die Zulässigkeit.
Das Modul unterstützt auch die praktischen Randbedingungen des Apparatebaus: genormte Bauformen mit und ohne Verstärkungsblech sowie die Ausführung für isolierte Behälter, bei der die Pratze die Dämmschicht durchdringt.
Regelwerk und Berechnungsbasis: DIN 28083:2017-11
So läuft die Berechnung ab
- Zylinderdurchmesser zuordnen: Der vorhandene Zylinderdurchmesser wird eingegeben; das Modul ordnet ihm den Norm-Zylinderaußendurchmesser nach DIN 28001 zu. Damit ist die Krümmung der Auflagefläche festgelegt, an die die Pratze angepasst wird.
- Wanddicke erfassen: Die Zylinderwanddicke wird benötigt, weil sie über die örtliche Tragfähigkeit der Schale an der Krafteinleitungsstelle entscheidet und die sinnvolle Pratzengröße mit eingrenzt.
- Pratzennenngröße wählen: Aus der Normreihe wird die Pratzennenngröße gewählt. Das Modul liefert die zugehörigen Geometriegrößen – Anlagehöhe, Ausladung, Blechdicken und gegebenenfalls die Maße des Verstärkungsblechs – wie sie DIN 28083 festlegt.
- Übergabe an den Festigkeitsnachweis: Mit den Pratzenmaßen, der Stützkraft je Pratze und den Wanddaten wird der Nachweis der örtlichen Krafteinleitung nach AD 2000-Merkblatt S 3/4 geführt: zulässige örtliche Spannungen in der Zylinderwand unter Berücksichtigung von Innendruck und Zusatzlasten.
Eingabegrößen
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Pratzennenngröße | PN (1 - 8) | - |
| Norm-Zylinderaußendurchmesser (nach DIN 28 001) | Da | mm |
| Abstände | z1 = a3·sinα = z2 = a4·cosα = | mm |
| Abstände | z1 = a3·sinα = z2 = a4·cosα = | mm |
| Zylinderwanddicke | se | mm |
| Vorhandener Zylinderdurchmesser | D0 | mm |
Berechnungsergebnisse
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Höhe der Verstärkung hv | hv | mm |
| Breite d. Verstärkung bv | bv | mm |
| Dicke des Auflagerbleches sa | sa | mm |
| Tiefe des Auflagerbleches ta | ta | mm |
| Breite des Auflagerbleches ba | ba | mm |
| Abstand der Stege e | e | mm |
| Dicke des Stegbleches ss | ss | mm |
| Länge des Ersatzstegbleches | ls | mm |
| Breite des Ersatzstegbleches | bs | mm |
| Stegneigungswinkel | α | ° |
| Tiefe des Stegbleches ts | ts | mm |
| Höhe des Stegbleches hs | hs | mm |
| Exzentrizität des Stegbleches | as | mm |
| Höhe der Verstärkung hv Tabelle | Tabelle | mm |
| Breite d. Verstärkung bv Tabelle | Tabelle | mm |
| Dicke des Auflagerbleches sa Tabelle | Tabelle | mm |
| Tiefe des Auflagerbleches ta Tabelle | Tabelle | mm |
| Breite des Auflagerbleches ba Tabelle | Tabelle | mm |
| Abstand der Stege e Tabelle | Tabelle | mm |
| Dicke des Stegbleches ss Tabelle | Tabelle | mm |
| Höhe des Stegbleches hs Tabelle | Tabelle | mm |
| Tiefe des Stegbleches ts Tabelle | Tabelle | mm |
| Höhe der Pratze hp | hp | mm |
| Höhe der Pratze hp Tabelle | Tabelle | mm |
Häufige Fragen
Legt DIN 28083 auch die Tragfähigkeit der Pratze fest?
Nein. Die Norm standardisiert Bauformen und Abmessungen. Die zulässige Belastung ergibt sich erst aus dem Nachweis der Krafteinleitung in die Behälterwand (AD 2000 S 3/4 bzw. gleichwertige Verfahren wie WRC-Bulletin-Methoden) und aus der Festigkeit der Pratzenbleche und Schweißnähte selbst. Dieselbe Pratzengröße kann an einem dickwandigen Behälter zulässig und an einem dünnwandigen unzulässig sein.
Wann ist ein Verstärkungsblech unter der Pratze erforderlich?
Wenn die örtlichen Spannungen aus der Pratzenkraft die zulässigen Werte der unverstärkten Wand überschreiten – typisch bei dünnwandigen Behältern, großen Stützkräften oder zusätzlichen Momenten aus exzentrischer Lasteinleitung. Das Verstärkungsblech vergrößert die wirksame Krafteinleitungsfläche und reduziert die Biegespannungen in der Schale; seine Abmessungen sind in der Norm den Pratzengrößen zugeordnet.
Wie viele Pratzen werden üblicherweise angeordnet und wie verteilt sich die Last?
Üblich sind zwei, drei oder vier Pratzen am Umfang. Rechnerisch wird die Gesamtlast bei statisch bestimmter Auflagerung (drei Pratzen) gleichmäßig verteilt; bei vier und mehr Auflagern können Montagetoleranzen und Fundamentsetzungen zu ungleicher Lastverteilung führen, was im Nachweis durch einen Ungleichverteilungsansatz zu berücksichtigen ist.
Was ist bei isolierten Behältern zu beachten?
Die Pratze muss die Isolierung durchdringen, ohne Wärmebrücken unnötig zu vergrößern und ohne dass die Auflagerkonstruktion die Dämmung quetscht. DIN 28083 sieht dafür Ausführungen mit entsprechend vergrößerter Ausladung vor; die zusätzliche Exzentrizität der Krafteinleitung erhöht das Moment auf die Behälterwand und muss im Nachweis berücksichtigt werden.