Belastung von Stahlblech - Welche Dicke für Schachtabdeckung
Hallo, ich habe einen Brunnenschacht, der mit einer Stahlplatte abgedeckt werden soll. Da der Schacht im Garten liegt und eigentlich kaum zugänglich, muss er keine besonderen Lasten tragen, eigentlich nur Körpergewichte, also sagen wir mal max 200 kg.
Der Schacht hat die Maße 1m x 1m. Jetzt stellt sich mir die Frage, welche Dicke das Stahlblech haben muss. Klar bin ich mit 10mm auf der sicheren Seite, aber reichen auch 5mm oder 3mm. Hab schon ein wenig nach Belastungstabellen gesucht, aber nichts gefunden - wer kann mir hier helfen.
Danke Christopher
2 Antworten
Die Dicke eines Blechs hat mit den aufnehmbaren Kräften (fast) nix zu tun.
Bei einer Schachtabdeckung spielen zahlreiche Dinge eine Rolle. Welche Verkehrslasten sind zu erwarten? Muß evtl. die Feuerwehr im Notfall drüber fahren? Was für Lasten kann der Schacht darunter überhaupt tragen, ist das ein zermürbter, alter, gemauerter Schacht, der vielleicht durch Poller markiert (gesperrt) gekennzeichnet oder repariert werden muß?
Die Aussage von fehlenden Tabellen deutet - pardon - auf Faulheit hin.
Bei Firmen wie Hörnemann, Aco etc. findest Du alle möglichen Angaben (Raddruck, Eigengewicht und Maße) dazu.
Die fertigen Abdeckungen aus den Katalogen der Baumärkte können auch in Edelstahl mit Rahmen oft unter dem Preis Deines regionalen Schlossermeisters verkauft werden.
Hallo, erst mal Danke für die Antwort. Dass die Rahmenbedingungen wichtig sind ist mir schon klar, ist aber nicht Bestandteil meiner Frage. Ich würde gerne berechnen/ermitteln bei welchen Spannbreiten Eisenblech welche Belastungen aushalten. Natürlich abhängig von der Dicke des Blechs. Abgesehen von der Frage welche Lasten denn ausgehalten werden müssen und ist der Untergrund dafür überhaupt ausgelegt ist das dennoch eine Wichte Frage. Wäre dankbar für entsprechende Hinweise.
Gruß Christopher
In der Tat ist die Dicke schon der entscheidene Einfluss auf die Tragkraft. Willimatt hat aber nicht Unrecht, dass man hier schon genau gucken muss was man macht.
Vor allem: eine Öffnung 1 x 1 m ist schon ziemlich groß.
200 kg mögen sich viel anhören, aber eine gut beladene Gartenschubkarre inklusive Bediehnung liegt da ganz schnell drüber. Aber schon bei deinen 200 kg bräuchte man mindestens eine 5 mm Platte nur damit es "hält". Die biegt sich dann aber schon recht unangenehm. Um auch die Durchbiegung auf ein zulässiges Niveau zu bringen wäre man schon bei deinen 9-10 mm Dazu bedenke man auch die Masse. Eine 10 mm Platte kommt schon auf 80 kg.
bei so einer Größe sind reine Platten eher ungünstig. Man nimmt dann bereits ein Rahmen aus Stahlprofilen und darauf eine viel dünnere Platte.
Es ist leider gar nicht soooo einfach mal eben die Tragfähigkeit zu ermitteln. Ich erkläre es dir gerne, aber dann eher für deinen speziellen Fall
Man muss im Prinzip für jede Belastung 3 Nachweise erfüllen:
- die Durchbiegung darf nicht zu groß werden (Verformungsnachweis)
- das Blech darf am Randauflager nicht abscheren (Querkraftnachweis)
- das Blech darf nicht unter der Last reißen (Biegespannungsnachweis)
Für den Schachtdeckel, das kann man so in etwa auch bei Hörnemann herauslesen, gelten dabei 2 Belastungen:
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Normale Benutzung eine Last in der Mitte des Deckels, die eine relativ geringe Aufstandsfläche hat. Der Deckel muss diese Last regelmäßig aushalten und soll dabei kein Schaden nehmen. Die zulässige Verformung ist dabei schon (für mich überraschen) hoch – sodass man sagen kann, den Nachweis der Verformung braucht man gar nicht. In diesem Fall geht man von 200 kg also 2 kN ohne Verteilung aus (also Punktlast).
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Worst-Case-Szenario: eine deutlich höhere Gesamtlast würd auf den Deckel gestellt, jedoch wird diese auf die ganze Fläche des Deckels verteilt. Diese Last kann nur einmal auftreten, weil der Deckel danach „kaputt“ ist. Er zerreißt zwar gerade so noch nicht, aber ist stark deformiert. Hier geht man von 15 kN, verteilt auf die ganze Fläche aus.
Gerade diese Verteilung der Last bringt schon sehr viel (kennt jeder, wenn man im Bett liegt sinkt man nur leicht ein, weil das Körpergewicht gut verteilt ist, stellt man sich aber aufs Bett sinkt man deutlich tiefer ein. Für deine Abmessungen von 1 m x 1 m kann man grob sagen, das Biegemoment aus den 15 gut verteilten kN etwa 65% höher sind als die aus den nicht verteilten 2 kN. Das bedeutet, obwohl die Gesamtlast 7,5 mal so groß ist, ist die eigentliche Belastung lediglich 1,65 mal so groß. Aus diesem Grund kann man auch über das Eigengewicht des Deckels hinwegsehen, der es nur wenig Einfluss hat.
Des Weiteren werden im Falle 2 keine Sicherheiten berücksichtigt und das Material teilweise zerstört. Es fliegen raus: Materialsicherheit (Faktor 1,1), Sicherheit auf der Lastseite (1,5), Material bis zur Zugfestigkeit belastet (1,5) Macht zusammen 1,1x1,5x1,5= 2,47
Das bedeutet sogar, Belastung 1 ist die entscheidende. Denn die Belastung 2 ist nur um den Faktor 1,65 größer, dafür werden aber Sicherheiten mit Faktor 2,47 nicht mehr berücksichtigt. Dies gilt für alle Platten ab einer gewissen Größe, nur bei kleinen Platten wirkt sich die hohe Last aus. Der Nachweis der Querkraft ist für diesen Anwendungsfall normalerweise ebenfalls nicht entscheidend. Für deine Verhältnisse wäre daher ein Nachweis entscheidend: Biegespannungsnachweis unter mittiger Last von 2 kN.
Biegemoment = 1,5 * Last * Stützweite / 4
Widerstandsmoment = Stützweite * Blechdicke²/6
Biegespannung = Biegemoment/Widerstandsmoment
maximale Biegespannung = 21,8 kN/cm²
Das muss man dann alles einsetzen und auf die Einheiten achten. Für den speziellen Fall (Stützweite = 1m x 1 m) kann man das natürlich zusammenfassen und einiges gegeneinander kürzen.
Dann würde übrigbleiben(Lasten in kN und Dicke in cm):
Maximale Einzelkraft = 9,7* Blechdicke²
Bzw umgestellt
minimal erforderliche Blechdicke = Wurzel aus(Einzelkraft/9,7)
Das aber nur als Daumenwert zur Abschätzung für diesen einen Fall, wenn sich die Abmessungen des Schachtes ändern, sind ggf. doch die anderen Nachweise entscheidend.
Hallo, vielen Dank für die Antwort. 1x1 m ist schon ordentlich und ja 200kg sind sehr schnell erreicht. Aber was kann eine Stahlplatte denn aushalten bei 5mm oder 7mm oder 10mm? Genau das ist meine Frage. Was der Rahmen aus Stahlprofilen bringen soll ist mir noch ein Rätsel. Ob der Deckel auf Stahl oder Beton aufliegt sollte hinsichtlich der Stabilität eigentlich egal sein, oder? Bei Hörnemann findet man Deckel für Schachtabdeckungen von 1,2m x 1,2m mit 4mm - belastbar mit 15KN (!). Deckel mit höherer Belastung sehen dann einen Einsatz vor, der die Stabilität natürlich deutlich erhöht.
Aber die Frage bleibt offen: Wie berechne ich die Belastbarkeit von Stahlplatten abhängig von Dicke und Spannweite - wäre für weitere Kommentare dankbar.
Gruß Christopher