Sicherheitsfaktor

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Der Sicherheitsfaktor, auch Sicherheitszahl genannt, gibt an, um welchen Faktor die Versagensgrenze eines Bauwerks, Bauteils oder Materials höher ausgelegt wird, als es durch theoretische Ermittlung wie zum Beispiel Statische Berechnung sein müsste.

Den Sicherheitsfaktor kann man so definieren:

SF = \frac{\text{ertragbare Belastung}}{\text{herrschende Belastung}}

Der Reservefaktor ist der Kehrwert des Sicherheitsfaktors.

Ein Sicherheitsfaktor von 1 bedeutet, dass das Bauteil keine Sicherheitsreserven gegen Versagen besitzt. Zugrunde gelegte Mechanismen für Versagen sind häufig: Biegung, Bruch, Knicken oder Ermüdungsbruch (Ausfall der Dauerfestigkeit).

Durch einen Sicherheitsfaktor wird vermieden, dass durch Toleranzen bei Material, Herstellung, Lastannahmen und nicht nachgewiesene, geringere Einflüsse das Bauteil versagt. Der Sicherheitsfaktor liegt je nach verwendetem Material und Sicherheitsrelevanz üblicherweise zwischen 1,1 und 2,1, bei Materialien mit großen Schwankungen ihrer Eigenschaften bei 3,0 (z. B. Holz) und bei extrem sicherheitsrelevanten Bauteilen bei 10 (z. B. Aufzugseile).

Bei ständig wirkenden Lasten (z. B. Eigengewicht) wird in den einschlägigen Normen meist eine Sicherheit von etwa 2 verlangt. Bei Auftrieb genügt in gewissen Fällen bereits eine Sicherheit von 1,05 (laut DIN 1054).

Auch bei der Bemessung gegen Erdbeben wird mit Sicherheitsfaktoren gerechnet. In diesem Lastfall genügt (wie allgemein bei außergewöhnlichen und seltenen Lastfällen) meist ein relativ kleiner Faktor (z. B. 1,2).

Bei "Katastrophenlastfällen" wie Unfällen oder Brand wird der Sicherheitsfaktor nicht angewendet, stattdessen wird z.B. statt der Elastizitätsgrenze nun die Zugfestigkeit eines Materials zugrunde gelegt, bei diesen Belastungen werden dauerhafte Verformungen des Bauteil zugelassen.

Bei der Festlegung der Belastung werden oft konservative Annahmen getroffen, wodurch sich die tatsächlich vorhandene Sicherheit noch erhöht.

Mit der neuen Normengeneration, die sich an den EU-Normen orientieren, werden nicht mehr globale Sicherheitsfaktoren, sondern Teilsicherheitsbeiwerte auf der Material- und Herstellerseite zum einen und der Lastseite zum anderen angegeben, die zusammen genommen aber etwa den gleichen Sicherheitsfaktor ergeben.