Anhang 1 - Berechnung von hochziehbaren Personenaufnahmemitteln mit fest angebauten Winden oder mit Winden in der Aufhängung
1
Lastannahmen
1.1
Nutzlast
Die Nutzlast Q ergibt sich aus der durch 1,5 geteilten zulässigen Belastung der Winden, vermindert um das Eigengewicht E des Personenaufnahmemittels.
| Q = n × F: 1,5 - E (kN) | |
|---|---|
| n = | Anzahl der Winden |
| F = | Belastung einer Winde beim Heben und Senken von Lasten; siehe DGUV Vorschrift 54 "Winden, Hub- und Zuggeräte" (bisher BGV/GUV-V D8) |
| E = | Eigengewicht des Personenaufnahmemittels |
| (z.B.: Q = 2 × 7,5: 1,5 - 4,0= 6,0 kN) | |
1.2
Anordnung der Nutzlast
Die entsprechend Abschnitt 1.1 berechnete Nutzlast Q des Personenaufnahmemittels wird über dessen Breite B und über die Teillänge T so verteilt, dass sich auf der Fläche B × T eine gleichmäßige Flächenlast von 2,0 kN/qm befindet.
T = Q: B 2,0 (m)
(z. B.: T = 6,0: 0,75: 2,0 = 4,0 m)
Dementsprechend ergibt sich auf der Teillänge T die Streckenlast
S = B × 2,0 (m × kN/qm = kN/m)
(z.B.: S = 0,75 × 2,0 = 1,5 kN/m)
Für die Benutzer des Personenaufnahmemittels wird 1,0 kN pro Person angesetzt; die Anzahl der Personen, die sich gleichzeitig auf dem Personenaufnahmemittel befinden dürfen, wird errechnet, indem man die Nutzlast Q des Personenaufnahmemittels (in kN gemessen) durch 1,0 (kN/Person) teilt.
Auch bei ungünstigster Anordnung der Nutzlast (2,0 kN/qm auf der Teillänge T) darf in den Tragmitteln die zulässige Belastung F der Winden nicht überschritten werden; gegebenenfalls ist die Nutzlast durch Verkürzen der Teillänge T herabzusetzen.
1.3
Seitenkräfte
Als Seitenkräfte sind anzusetzen
0,3 kN für eine Person
2 × 0,3 kN für zwei und mehr Personen.
Die Seitenkräfte wirken als Punktlasten waagerecht auf den Geländerholm der Umwehrung; der Abstand der Punktlasten untereinander darf 0,5 m nicht überschreiten.
1.4
Windkräfte
Für Arbeitskörbe und Arbeitsbühnen mit einer Höhe des Seitenschutzes bis 1,20 m ist auf ganzer Länge des Personenaufnahmemittels eine Last von 0,1 kN/m in Belaghöhe angreifend anzunehmen. Bei Seitenschutzhöhen über 1,2 m ist die tatsächlich getroffene Fläche mit einer Windlast von 0,1 kN/qm zu belegen. Für Ausleger in Ruhestellung ist der Lastfall "Abtreiben durch Wind" mit den Windlasten gemäß DIN EN 1991 nachzuweisen.
1.5
Höchstzugkraft
ist die höchste Zugkraft, die von der Winde auf das Tragmittel ausgeübt werden kann; sie ist z. B. abhängig von der Auslegung des Antriebsmotors und von der Art des Antriebssystems. Bei Elektromotoren entsteht die Höchstzugkraft beim Erreichen des Kippmomentes.
1.6
Begrenzte Zugkraft
Wird die Zugkraft einer Winde durch einen Zugkraftbegrenzer zwangsläufig begrenzt, ist sie die Höchstzugkraft.
Siehe Abschnitt 4.2.12 dieser Regel.
1.7
Hublastbeiwert
Bei der Bemessung des hochziehbaren Personenaufnahmemittels einschließlich seiner Aufhängung sind im Lastfall "Betrieb" die Wirkungen bewegter Massen mit dem Hublastbeiwert z 1,3 zu vervielfachen (gilt für Eigengewicht und Nutzlast).
2
Standsicherheit der Aufhängung
Bei gegengewichtsbelasteten Dachauslegern und vergleichbaren Aufhängungen für Personenaufnahmemittel muss das Verhältnis zwischen Standmoment und Kippmoment mindestens 1,3 sein.
| MSTAND: MKIPP = mindestens 1,3 |
|---|
2.1
Lastfall Betrieb
Die an der Aufhängung kippend wirkende Kraft A ergibt sich anteilig aus dem Eigengewicht E des Personenaufnahmemittels und der ungünstigsten Anordnung der Nutzlast Q, wobei der Faktor 1,5 angesetzt werden muss, nicht aber der Hublastbeiwert:
| A = 1,5 × (K1 × E × K2 × Q) |
|---|
K1 und K2 sind konstruktionsabhängige Verteilungsfaktoren für das Eigengewicht E und für die Nutzlast Q.
2.2
Lastfall Verhaken
Als kippend wirkende Kraft ist die Höchstzugkraft beziehungsweise die begrenzte Zugkraft der Winde anzusetzen; der Hublastbeiwert braucht nicht berücksichtigt zu werden.
2.3
Lastfall Fangen
Beim Fallen treten kurzzeitig zusätzliche, kippend wirkende Kräfte auf; die Standsicherheit ist unzureichend, wenn der Massenschwerpunkt der Aufhängung über die Kippkante hinaus bewegt wird. Die wirklichen Vorgänge können meistens durch eine quasistatische Berechnung und eine Energiebilanzbetrachtung nur unzureichend beschrieben werden; es sind darum praxisgerechte Fangversuche durchzuführen.
Die tatsächliche Sicherheit gegen Umkippen der Aufhängung ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen derjenigen Versuchsbelastung, bei der gerade eben ein Umkippen auftritt und der betriebsmäßigen Belastung; die Versuchsreihe kann abgebrochen werden, wenn dieses Verhältnis mindestens 1,3 beträgt.
2.4
Horizontalkraft
Es ist der ungünstigere der nach den Abschnitten 1.3 beziehungsweise 1.4 ermittelten Werte in Längs- und Querrichtung anzusetzen.
3
Bemessung
Für die tragenden Teile eines hochziehbaren Personenaufnahmemittels einschließlich Aufhängung sind allgemeine Spannungsnachweise und gegebenenfalls Stabilitätsnachweise zu führen. Das Eigengewicht ist aus der betriebsmäßigen Anordnung der Konstruktionsteile zu ermitteln. Die Nutzlast ist an der jeweils ungünstigsten Stelle anzusetzen.
3.1
Bemessung des Personenaufnahmemittels
3.1.1
Lastfall Betrieb
Unter den betriebsmäßig auftretenden Beanspruchungen dürfen die den Normen "Stahlbauten" beziehungsweise "Aluminiumkonstruktionen" zu entnehmenden zulässigen Spannungen nicht überschritten werden.
3.1.2
Lastfall Verhaken
Unter den Voraussetzungen,
das Hindernis erfasst das Personenaufnahmemittel auf ganzer Breite und wirkt nahezu punktförmig an ungünstigster Stelle, z. B. auf die Geländerholme,
von den Winden wird die Höchstzugkraft beziehungsweise die begrenzte Zugkraft über die Tragrahmen in den Tragmitteln erzeugt,
die Nutzlast wird weder ganz noch teilweise angesetzt, wenn sie günstig wirkt,
dürfen tragende und nichttragende Teile des Personenaufnahmemittels bleibende Verformungen erleiden, aber nicht zu Bruch gehen.
3.1.3
Lastfall Fangen
Abhängig von der jeweiligen Konstruktion, tritt während des Fangens kurzfristig ein Mehrfaches der ruhenden Belastung auf; das Verhältnis der mehrfachen zur ruhenden Belastung wird als Stoßfaktor ψ bezeichnet. Es ist nachzuweisen, dass während des Wirkens der Fangkraft K an tragenden Teilen die Fließgrenze nicht erreicht wird.
| K = ψ × (K1 × E × 1,5 × K2 × Q) |
|---|
K1 und K2 sind konstruktionsabhängige Verteilungsfaktoren für das Eigengewicht E und für die Nutzlast Q.
3.1.4
Lastfall Aufsetzen
Unter den Voraussetzungen,
das Personenaufnahmemittel setzt auf ganzer Breite fast schneidenartig auf dem Hindernis auf,
die 1,5 fache Nutzlast befindet sich an ungünstigster Stelle,
dürfen
nichttragende Teile bleibende Verformungen erleiden, aber nicht zu Bruch gehen,
tragende Teile keine bleibende Verformungen erleiden.
3.1.5
Boden
Der Boden des Personenaufnahmemittels muss an jeder Stelle eine Last von 1,0 kN - gleichmäßig verteilt auf einer Fläche von 20 cm × 20 cm - ohne bleibende Verformung aufnehmen können.
3.2
Bemessung der Aufhängung
3.2.1
Lastfall Betrieb
Unter den betriebsmäßig auftretenden Beanspruchungen dürfen die den Normen "Stahlbauten" beziehungsweise "Aluminiumkonstruktionen" zu entnehmenden zulässigen Spannungen nicht überschritten werden.
3.2.2
Lastfall Verhaken
Tragende Teile der Aufhängung dürfen keine bleibenden Verformungen erleiden, wenn das Personenaufnahmemittel an ungünstigster Stelle verhakt und von den Winden die Höchstzugkraft beziehungsweise die begrenzte Zugkraft in den Tragmitteln erzeugt wird.
3.2.3
Lastfall Fangen
Abhängig von der jeweiligen Konstruktion, tritt während des Fangens kurzfristig ein Mehrfaches der ruhenden Belastung auf; das Verhältnis der mehrfachen zur ruhenden Belastung wird als Stoßfaktor ψ bezeichnet. Es ist nachzuweisen, dass während des Wirkens der Fangkraft K an tragenden Teilen die Fließgrenze nicht erreicht wird.
| K = ψ × (K1 × E + 1,5 × K2 × Q) |
|---|
K1 und K2 sind konstruktionsabhängige Verteilungsfaktoren für das Eigengewicht E und für die Nutzlast Q.