teil drei technische grundlagen - von avantgarde

TEIL DREI TECHNISCHE GRUNDLAGEN
D. BELASTUNGSARTEN
Last kann definiert werden als:
Die Summe der Kräfte resultierend aus Massen, Eigengewicht
oder Spannung, der ein Träger ausgesetzt wird.
Die Belastungsarten die betrachtet werden unterteilen sich in
zwei Kategorien: gleichmäßig verteilte Last und Punktlast.
1. Gleichmäßig verteilte Last
Eine Belastung mit identischem Gewicht entlang der gesamten
Spannweite einer Traverse beziehungsweise eine Belastung, die
gleichmäßig über die Knotenpunkte der unteren Gurtrohre einer
verteilt ist, wird als gleichmäßig verteilte Last (UDL – Uniformly
distributed Load) betrachtet.
Beispiele für eine gleichmäßig verteilte Last sind Vorhänge,
Dekorationen, Kabel sowie Scheinwerfer gleichen Gewichtes
in gleichen Abständen über die Traversenspannweite verteilt.
Formelzeichen für die Summe der gleichmäßig verteilten Last ist
Q, die Einheit wird in kg oder kN angegeben. Eine gleichmäßig
verteilte Last pro Meter wird mit q bezeichnet und in kg/m oder
kN/m angegeben.
2. Punktlast
Die Punktlast beschreibt eine einzelne Last an einem einzigen
Punkt auf der Traversenspannweite. Die ungünstigste Position für
eine einzelne Punktlast befindet sich in der Mitte der
Traversenspannweite. Diese Art der Belastung wird generell als
mittige Punktlast (CPL – Center Point Load) bezeichnet.
Platziert man diese Punktlast an einem anderen Punkt entlang
der Traversenspannweite, resultiert dies in einem geringeren
Biegemoment und somit geringerer Biegespannungen, wobei
die Querkraft im Angriffspunkt der Kraft gleich bleibt. Jedoch
wird die Querkraft an dem Auflager größer, in dessen Richtung
die Kraft verschoben wurde. Beispiele für Punktlasten sind
Lautsprecheranordnungen, Verfolgersitze, Anschlagpunkte für
darunter hängende Traversen und Techniker. Prolyte betrachtet
alle Lasten mit dem Eigengewicht eines Menschen
oder höher als Punktlast und empfiehlt allen Anwendern,
dies genauso zu betrachten. Ein Techniker auf einer Traverse
verursacht mindestens eine Punktlast von 1kN.
3. Mehrere Punktlasten
Häufig findet man nicht eine einzige Punktlast in der Mitte einer
Traversenspannweite, sondern mehrere gleiche Punktlasten in
gleichen und regelmäßigen Abständen.
In unseren Belastungstabellen nennen wir die zulässige Belastung
durch zwei gleiche Punktlasten, die die Traversenspannweite in
drei gleiche Abschnitte aufteilen (Drittelpunktlasten). Drei gleiche
Punktlasten, die die Spannweite in vier gleiche Abschnitte
unterteilen, werden als Viertelpunktlasten, und vier gleiche
Punktlasten, die die Spannweite in fünf gleiche Punktlasten
unterteilen, werden als Fünftelpunktlasten bezeichnet. Oberhalb
dieser Anzahl von gleichen Punktlasten können die Belastungsdaten
für eine gleichmäßig verteilte Last herangezogen werden.
4. Ungleichmäßige Belastung
Eine ungleichmäßige Belastung liegt vor, wenn nur ein Teil der
Spannweite mit der gleichmäßig verteilten Last belastet ist oder
mehrere Punktlasten in einem begrenzten Bereich angreifen,
während der Rest der Spannweite unbelastet bleibt.
Die sicherste Art der Abschätzung der Tragfähigkeit einer Traverse
unter ungleichmäßiger Belastung ist die Ermittlung der gesamten
Belastung und die Annahme dieser Last als mittige Punktlast
(CPL). Es ist offensichtlich, dass diese verschiedenen Arten von
Belastung extrem unterschiedliche Einflüsse auf die Stabilität
einer Traverse haben und somit eine besonderen Betrachtung
erfordern. Zwei grundsätzliche Kriterien sollten bei der Auswahl
einer geeigneten Traverse berücksichtigt werden:
a) Die Länge der zulässigen Traversenspannweite – der Abstand
zwischen zwei Auflagern.
b) Die zulässige Belastung der Traverse für eine gegebene
Traversenspannweite.
Die Spannweite zwischen zwei Auflagern und die zulässige
Belastung sind zwei voneinander unzertrennliche Faktoren.
Je größer die Spannweite, desto geringer die zulässige Belastung
und je größer die Belastung, desto kürzer die mögliche
Traversenspannweite. In den seltenen Fällen, in denen die
Querkraft und nicht die Durchbiegung die begrenzende Größe
ist, kann eine sehr hohe Belastung bei sehr kurzer Traversenspannweite
zum Versagen im Bereich der Auflager führen. Dies
resultiert in Ausbeulung der Gurtrohre, Ausknicken der druckbelasteten
Fachwerkstreben oder durch Bruch der Schweißnähte
zugbelasteter Fachwerkstreben. Jeder Traversentyp, unabhängig
vom Hersteller, hat seine spezifischen Kriterien für ein Versagen.
Jeder Hersteller hat dafür zu sorgen, dass bei der Berechnung
der zulässigen Belastungen und Spannweiten diese Kriterien
niemals eine bleibende Gefahr bedeuten.
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