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Welche Arten von Strukturbelastungen gibt es? Es gibt mehrere Arten von Belastungen, die im Betriebsleben auf eine Baustruktur einwirken können. Statische Belastungen: die einfachste Art ist die statisch ruhende Belastung mit oder ohne Vorspannung. Hierbei wirkt nur das Eigengewicht als Masse über die Gravitationbeschleunigung g z.B. Erde 1g = 9.81m/s². Bei der statischen linearen Belastung erfolgt in gleichen Zeit- Abständen ein gleichförmigen Lastzunahme. Bei der degressiv oder progressiven Belastung ergeben variierende Belastungen (Reibarbeit) in zeitlich veränderlichen Abständen. Diese Grenzzustände der Stabilität werden durch Knick- oder Beulverhalten beschrieben. Sie sind charakteristisch für nichtlineare Federkennlinien. Zeitlich veränderliche Belastungen: zu ihnen gehören die Belastungen von betriebliche dynamische Bewegungsabläufen. Sie haben einen harmonischen Charakter und werden durch wechselnde oder schwellende Belastungen mit wiederkehrenden oder zyklisch veränderlichen Spannungsniveaus dargestellt. Beispiele hierfür wären die Belastungen von Tragsegmenten im Brückenbau oder von hohen Gebäuden und Türmen durch Umwelteinflüsse (Wind, Wetter). In der FEM werden hierfür transiente Berechnungsmethoden eingesetzt oder in Lastfälle aufgeteilt und später überlagert. Zeitliche extrem Belastungen: dazu gehören die ruck- und schlagartig auftretenden Belastungen, wie z.B. das Anlaufmoment bei einem E-Motor, das Auffangen eines Bergsteigers in seiner Sicherung. Hier treten innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde extrem hohe Belastungen auf, die mit den Begriff der kinematischen Energie zu erklären sind: Ekin = ½ mv² Nach physikalischen Vorbetrachtung können diese Lastfälle dann als „quasi statische“Lastfälle vereinfacht berechnet werden. Diese Belastungen sind abhängig von a) einer bewegten Masse b) einer Fallhöhe oder dem Schlagweg c) dem Zeitinkrement Dt sowie d) dem Dämpfungsgrad d Das Widerstandsverhalten einer Konstruktion hänge somit von der Wirkung dämpfender Faktoren, wie Reibung, Federwirkung, konstruktive Sollbruchstellen, Lastpfad-Sonderkonstruktionen, Kerbstellen u.s.w.) ab. Bei Bauteilen, die diese Belastung erfahren könnten (z.B.: Kletterkarabiner) birgt die Angabe zur statische Belastung nach EN 12275 eine trügerische Sicherheit. Der Karabiner wird viel früher Versagen als der statische Bruchwert fBru: Beispiel Falltest: 80kg Masse aus 2,9m Fallhöhe -> Stahl-Karabiner, statisch fBru= 26kN im Test: 15kN = -40% Quelle: YouTube Beitrag Falltest ETH Zürich mit schraubbaren HMS-Karabinern (Stahl (Werkstoff ?) und Aluminiumleg ENAW 7075 T1 oder besser)

Die FEM Methode bietet Ihnen hier sehr gute Dienste, um Ihre Konstruktion schlagfest zu gestalten oder um effektive Sollbruchstellen zu entwickeln!

Vereinfacht hier erklärt!