Falter

Falter untersuchte das Tragverhalten von Inlinern anhand von nichtlinear geometrischen Berechnungen an Stabwerksmodellen [Falte94a]. Die Berechnungen erfolgten unter der Annahme einer über die Rohrlänge konstanten Belastung, vernachlässigbarer Reibung zwischen Altrohr und Inliner und richtungstreuer Lasten für "kleine Verschiebungen", wobei auch Vorverformungen und Spaltbildung Berücksichtigung fanden. Ausgangspunkt ist die Beulformel (5-14) (Bild 5.3.2.6.1.2.3) nach Glock, welche durch Abminderungsfaktoren angepaßt wird, so daß sich folgende Gleichung zur Ermittlung des kritischen Beuldrucks des vollwandigen Rohres ergibt [Falte94a] :

Formel 5.3.2.6.1.2.7-1:

Kritischer Beuldruck des vollwandigen Rohres (Falter)

κ_υ,s ≈ κ_υ ⋅ κ_s

κ_v - Abminderungsfaktor für Vorverformungen (Bild 5.3.2.6.1.2.7-2)

κ_s - Abminderungsfaktor für Spaltbildung (Bild 5.3.2.6.1.2.7-3) .

Der Spalt ist definiert als konstanter Abstand w_s zwischen Inlineraußen- und Altrohrinnenwandung (Bild 5.3.2.6.1.2.7-1) . Dadurch verringert sich die aufnehmbare Last des Inliners. Die Abminderung der maximal aufnehmbaren Last des Inliners ist vom Radius-/ Wanddickenverhältnis r_L /s_L des Inliners abhängig und wird im Stabilitätsnachweis durch die Abminderungsfaktoren κ_v und κ_s berücksichtigt (Bild 5.3.2.6.1.2.7-2) (Bild 5.3.2.6.1.2.7-3) .

Vorverformungen werden als cos² -Funktion angenommen und durch die folgenden drei Angaben vollständig beschrieben:

Lage der Vorverformung als Winkel φ_v , vom Scheitel aus gemessen,
maximale Tiefe w_v der Vorverformung,
Ausbreitung 2φ₀ der Vorverformung.

Der für das Beulen maßgebende Öffnungswinkel 2φ₁ wurde für den kleinsten Beuldruck ermittelt, so daß für den Stabilitätsnachweis nur noch die Lage φ_v und die Tiefe der Vorverformung frei wählbare Größen sind. Die aufgrund von Parametervariationen ermittelten Werte des Abminderungsfaktors κ_v können (Bild 5.3.2.6.1.2.7-2) entnommen werden. Mit 1% < w_v < 10 % und 10 < r_L/s_L < 100 sollen die in der Praxis vorkommenden Fälle abgedeckt werden.

Nach [Falte94a] kann auch unter äußerem Wasserdruck neben dem Stabilitätsversagen ein Druckversagen der maßgebenden Randfaser auftreten. Für eine erste Abschätzung von Wanddicken, für Trenduntersuchungen und zur Überprüfung von elektronischen Rechenergebnissen für den geometrisch nichtlinearen Fall werden daher im Anhang 1/T3 des Überarbeitungsentwurfes des ATV-A 127 [ATVA127:1997] zahlreiche m- und n- Diagramme angeboten.

Bild 5.3.2.6.1.2.7-1:

Darstellung eines Spaltes w_s [Falte94a]

Bild 5.3.2.6.1.2.7-2:

Abminderungsfaktoren κ_v [Falte94a]

Bild 5.3.2.6.1.2.7-3:

Abminderungsfaktoren κ_s [Falte94a]