Kippsicherheit

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Kran mit Pratzen

Die Kippsicherheit ist der Widerstand eines Bauwerks oder Gegenstands gegen Umkippen um den Rand seiner Aufstandsfläche. Sie ist eines der Kriterien für den Standsicherheitsnachweis bei Flachgründungen, Fundamenten, (Winkel)stützmauern, Staumauern, und wird auch bei Fahrzeugen usw. angewandt.

Der Kippsicherheitsfaktor ist der Quotient aus widerstehenden (haltenden) und angreifenden (treibenden) Kräften beziehungsweise Drehmomenten.

Den rechnerischen Nachweis der Kippsicherheit nennt man Kippsicherheitsnachweis. Der Nachweis erfolgt, wenn der errechnete Sicherheitsfaktor größer ist als der für den betreffenden Fall vorgegebene bzw. geforderte Wert.

Die Kippsicherheit wird durch die Formel

berechnet, wobei der Kippsicherheitsfaktor, M1 die Summe der haltenden (widerstehenden) Drehmomente und M2 die Summe der treibenden (angreifenden) Drehmomente ist.

Der Kippsicherheitsnachweis wird um einen angenommenen Drehpunkt in einer Fuge, zum Beispiel der Außenkante der Sohlfuge eines Bauwerks, oder um die Außenkante der Standfläche geführt.

Die haltenden Kräfte sind insbesondere Eigengewicht, aber auch Verankerungen oder (passiver) Erddruck und andere. Die treibenden Kräfte können Wasserdruck, Erddruck, Winddruck, Erdbebenkräfte usw. sein. Bei bewegten Fahrzeugen kommen dynamische Kräfte wie zum Beispiel Fliehkräfte hinzu.

Eine besondere Form des Kippens von Trägern wird unter Biegedrillknicken beschrieben.

Bei Stahlbeton- / Spannbeton-Binder (Tragwerk) wird die Kippsicherheit untersucht. Der Binderquerschnitt ist sinnvoll zu wählen. Steigt die Binderhöhe, steigt auch die Kippgefahr. Ein überdimensionierter Binder kann zwar höhere Belastungen tragen, ist aber kippanfälliger. Ein gut ausgenutzter Binderquerschnitt mit niedriger Höhe ist kippstabiler. Das entscheidende Kriterium ist die Obergurtbreite. Wird der Obergurt breiter, verringert sich die Kippgefahr. Viele Fertigteilhersteller setzten Schalformen mit schmaleren Obergurtbreiten, als die DIN 1045-1 / DIN EN 1992 erwartet, ein. In diesen Fällen ist ein Kippsicherheitsnachweis erforderlich und es sind meist nennenswerte Obergurtbewehrungen seitlich, links und rechts, im Obergurt einzulegen. Der Montagezustand stellt meist kein Kippsicherheitsproblem dar, muss aber besonders bei im Gebrauchszustand seitlich abgestützten Bindern beachtet werden.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Dirk Hölter: Kippsicherheitsnachweis für Stahlbeton- und Spannbetonbinder, in: Beton- und Stahlbetonbau, 2009, S. 695-697