Stabilitätsnachweis für komplexe Blech- und Rohrkonstruktionen

Ein wesentliches Ziel bei der Entwicklung der Geräte im Kranbau liegt in der stetigen Gewichtsoptimierung der Stahlbaukomponenten. Da bei der Liebherr MCCtec GmbH in erster Linie Schweißkonstruktionen aus Blechen und Rohren eingesetzt werden, kommt dem Thema des Stabilitätsnachweises zunehmend eine zentrale Rolle zu. Ein Großteil der im Kranbau zu verwendenden Normen und Bauvorschriften beruht auf Nennspannungskonzepten nach Elastizitätstheorie und deckt Stabilitätsprobleme nur unzureichend ab. Dementgegen werden die Berechnungen in der Praxis zunehmend an immer komplexeren Finite-Elemente-Modellen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser relativ exakten Berechnungsmethode stehen dabei im Widerspruch zu den konservativen Sicherheitskonzepten der Vorschriften. Der Berechnungsingenieur ist somit gefordert, ein hohes Maß an Kreativität bei der Interpretation und Beurteilung der Ergebnisse aufzubringen.

Dieser Artikel geht zunächst kurz auf die theoretischen Grundlagen des Themas Stabilität ein. Anschließend wird die aktuelle Normensituation erörtert. Auf dieser Grundlage wird das aktuell bei der Liebherr MCCtec GmbH verwendete Berechnungskonzept vorgestellt. Zentrales Augenmerk wird dabei auf das Thema Imperfektionen gelegt. Anhand von zwei aktuellen Beispielen, dem Schwerlastkran CAL 64000 und dem Tiefseekran RL-K 7500, wird der vorgestellte Berechnungsansatz veranschaulicht. Abschließend werden noch offene Fragestellungen und ein Ausblick auf weitere Vorhaben zu diesem Thema behandelt.