3  Erweiterte Betrachtungsweisen

3.4 Semi-dynamischer Rechenansatz

Die Berücksichtigung von Ladungsbewegung und Formänderung der Ladungssicherungsmittel macht andere Rechenansätze als die konventionell verwendeten erforderlich, da die Eingangsgrößen für einfache Gleich­gewichtsbetrachtungen zunächst unbekannt sind. Sie ergeben sich erst im Verlauf eines längeren Rechenprozesses. Es kann zwischen einem semi-dynamischen und einem volldynamischen Ansatz unterschieden werden.

Die Bezeichnung semi-dynamisch soll hier zum Ausdruck bringen, dass zwar Ladungsbewegungen in Betracht gezogen werden, diese aber nur zur Ermittlung der unterschiedlichen Lastaufnahmen der Sicherungsmittel bis zum Gleichgewicht mit der äußeren Kraft verwendet werden. Die weiteren dynamischen Effekte durch die in Bewegung geratene Ladung werden ignoriert und weiterhin durch die Sicherheitsmarge zwischen LC und Bruchlast abgedeckt.

3.4.1  Iteratives Verfahren

Bei einem iterativen Rechenverfahren wird die Ladung unter der Einwirkung einer äußeren Kraft schrittweise in einer vorbestimmten Art bewegt (Versatz, Kippen, Verschub). Für jeden Schritt wird aus dieser Bewegung die Formänderung der beteiligte Ladungssicherungsmittel und deren Lastaufnahme ermittelt. Die Lastaufnahme wird zur anfänglichen Vorspannung addiert und als Sicherungskraft in die kartesischen Komponenten zerlegt.

Diese Komponenten gehen in die Sicherungsbilanzen gegen horizontalen Versatz/Verschub und gegen Kippen ein. Gegen Versatz/Verschub wirken horizontale Komponenten direkt und vertikale Komponenten über den Reibungsbeiwert, während gegen das Kippen die horizontalen und die vertikalen Komponenten mit den zugehörigen Hebeln zur Kippachse in Rechnung gesetzt werden. Besteht die Sicherungsanordnung aus Niederzurrungen, so ist unter Berücksichtigung der Euler’schen Reibung an den Kanten sinngemäß zu verfahren.

Der Rechenvorgang wird abgebrochen, wenn das Gleichgewicht mit der äußeren Kraft bzw. mit dem äußeren Moment erreicht ist. Dann kann festgestellt werden, welche Belastungen die einzelnen Sicherungsmittel aufgenommen haben und wie groß die Ladungsbewegung oder Ladungsverformung geworden ist. Aus beiden Informationen kann die Eignung bzw. Zulässigkeit der betrachteten Ladungssicherungsanordnung beurteilt werden. Außerdem können die Ergebnisse auf mögliche Verbesserungen und Steigerungen der Effizienz einer Sicherungsanordnung hinweisen.

Wenn gesicherte Erfahrungen über dynamische Zusatzlasten vorliegen, kann der iterative Rechenvorgang auch ein wenig später als beim Erreichen des statischen Gleichgewichts abgebrochen werden. Das Maß dieses Zuschlags könnte etwa proportional zur bis zum Gleichgewicht aufgetretenen Ladungsbewegung gewählt werden. Damit wäre ein pragmatischer Schritt in Richtung auf einen dynamischen Rechenansatz möglich.

Es versteht sich von selbst, dass dieser Rechenprozess nur mit einem programmierten Rechner durchgeführt werden kann und damit nicht für die Bemessung oder Überprüfung einer Ladungssicherungsanordnung vor Ort in Frage kommt, wohl aber für individuelle Planung von kritischen Transporten oder für die Konzeption von typisierten Sicherungsanordnungen mit langfristiger Anwendung.

3.4.2  Selektive Verfahren

Eine selektive Herangehensweise für Direktsicherung geht von dem Ladungssicherungsmittel in der betrachteten Anordnung aus, welches zweifelsfrei als erstes seine zulässige Belastung erreicht. Diese Belastung wird über die Längenänderung des selektierten Ladungssicherungsmittels in eine Ladungsbewegung/Ladungsverformung umgerechnet. Aus dieser werden die Längenänderungen und Lastaufnahmen aller weiteren Ladungssicherungsmittel bestimmt und einer Bilanz zugeführt.

Die Bilanz liefert die Information darüber, ob die Sicherungsanordnung ausreichend ist oder nachgebessert werden muss. Sie lässt auch erkennen, welche Sicherungsmittel möglicherweise nur unzureichend zur Sicherung beitragen.

Für Reibungssicherung, also Niederzurrung, sollte der selektive Ansatz dahingehend modifiziert werden, dass man die Rechnung mit der maximal zu tolerierenden Ladungsbewegung beginnt und daraus die Längenänderungen, Kräfte und geometrischen Komponenten der Zurrmittel bestimmt und den Rutsch- und Kippbilanzen zuführt.

Diese selektiven Verfahren sind mit weniger Rechenaufwand verbunden und können in den meisten Fällen auch von Hand gerechnet werden. Sie eignen sich damit auch für die Schulung von Personal. Was man selbst gerechnet hat, überzeugt mehr als das ohnmächtige Entgegennehmen eines Computerresultats.