Einfluss von Kranfahrtlasten auf die lebensdauerorienteierte Auslegung von Rahmentragwerken

Ziel des Teilprojekts C5 des Sonderforschungsbereichs 398 an der Ruhr-Universität Bochum ist die Entwicklung eines lebensdauerorientierten Entwurfsmodells für Stahltragwerke. Das Referenzsystem der letzten Förderperiode war eine einschiffige Stahlhalle mit Kranbahnen. Der vorliegende Beitrag stellt die Ergebnisse einer Sensitivitätsanalyse des Stahlrahmens unter Kranfahrtlasten vor. Diese Verkehrslasten wurden, völlig entkoppelt von weiteren äußeren Einflüssen wie Wind und Schnee, als poissongetriebene Pulsprozesse beschrieben, die zufälligen Eigenschaften der Kranfahrtlasten wurden in den Zufallsvariablen Pulsdauer und Pulsintensität berücksichtigt. Zur Minimierung des Rechenaufwandes der Lebensdauer-untersuchung wurden a priori einige Systemparameter anhand von Parameterstudien im Hinblick auf ihre dynamische Wirkung maßgebend festgelegt. In einer darauf aufbauenden Betriebsfestigkeitsuntersuchung wurden die Schädigungseinträge in einer Rahmenecke infolge von jeweils einzelnen Pulslastereignissen berechnet und in einer Datenbasis abgelegt. Eine abschließende Distance-Controlled Monte Carlo Simulation der Pulsprozesse über einen maximalen Zeitraum von 100 Jahren überführte die Realisationen der einzelnen Pulslasten anhand der Datenbasis in Teilschädigungen, welche nach der Palmgren/Miner-Hypothese zu einer Gesamtschädigung aufsummiert wurden. Der Einfluss der Kranlasten auf den Entwurf von Stahlhallen wurde durch den Vergleich der berechneten Lebensdauer und der planmäßig vorgegebenen Nutzungsdauer quantifiziert