Anpralllast: Berechnung, Normen und Regeln im Überblick

Zwei Normen, ein Begriff: Anpralllast bezeichnet sowohl die waagerechte Kraft aus Personen an einer Absturzsicherung als auch den Stoß eines Fahrzeugs gegen eine Stütze. Für den ersten Fall gilt DIN EN 1991-1-1, für den zweiten DIN EN 1991-1-7, und die Zahlen liegen weit auseinander: 0,5 Kilonewton pro Meter am Wohnungsgeländer gegenüber 50 Kilonewton für einen Pkw in der Parkgarage. Was in Ihrem Projekt gilt, hängt an der Nutzung der Fläche.

Zwei Lastfälle hinter einem Begriff

Personen am Geländer: die Holmlast

Für Brüstungen und Geländer regelt DIN EN 1991-1-1 samt nationalem Anhang eine waagerechte Nutzlast, in der Praxis Holmlast genannt. Sie wird als Linienlast in kN pro Meter in Höhe des Handlaufs angesetzt und deckt das Anlehnen einzelner Personen bis zum Gedränge einer Menschenmenge ab. Diese Last gilt als planmäßige Einwirkung, also als etwas, das im normalen Betrieb vorkommt und in jedem Nachweis anzusetzen ist.

Fahrzeuge gegen Bauteile: der Anprall

Der Stoß eines Fahrzeugs gegen eine Stütze oder eine Umwehrung steht in DIN EN 1991-1-7, der Norm für außergewöhnliche Einwirkungen. Außergewöhnlich heißt: Das Ereignis ist selten, dafür kurz und heftig. Gerechnet wird nicht mit dem tatsächlichen dynamischen Ablauf, sondern mit einer äquivalenten statischen Kraft, also einer ruhenden Ersatzlast, die dieselbe Wirkung hat wie der kurze Stoß. Genau diese Vereinfachung macht den Nachweis überhaupt handhabbar.

Anpralllasten für Geländer nach Eurocode

0,5, 1,0 oder 2,0 Kilonewton pro Meter

Der nationale Anhang zu DIN EN 1991-1-1 staffelt die waagerechte Nutzlast in Tabelle 6.12DE nach Nutzungskategorie in drei Stufen: 0,5, 1,0 und 2,0 kN/m. Welche Stufe greift, hängt vom Einbauort ab, also davon, ob das Geländer in einer Wohnung, einer Schule, einer Arbeitsstätte oder einer Versammlungsstätte sitzt. In Wohngebäuden der Kategorie A gelten 0,5 kN/m, was etwa 50 Kilogramm auf einen Meter Geländerlänge entspricht.

Für Arbeitsstätten kommen ergänzende Anforderungen hinzu, aus denen sich ein Mindestwert von 1,0 kN/m ergibt. Die Zuordnung ist feiner, als es die drei Zahlen vermuten lassen: Für Treppen und Treppenpodeste in Bürogebäuden und Arztpraxen ohne schweres Gerät nennt die Tabelle beispielsweise ebenfalls nur 0,5 kN/m. Zwischen 0,5 und 2,0 kN/m liegt der Faktor vier in der Belastung, deshalb sollte die Nutzungskategorie für jedes Projekt einzeln geprüft werden.

Anpralllast am Geländer in öffentlichen Gebäuden

Der höchste Wert von 2,0 kN/m gilt dort, wo sich Menschen ansammeln können, also in Bereichen mit Publikumsverkehr statt einzelner Nutzer. Der Grund liegt im Lastbild: Eine einzelne angelehnte Person erzeugt eine überschaubare Kraft, eine drängende Gruppe wirkt über eine größere Länge gleichzeitig. Aus 2,0 kN/m werden bei einem drei Meter langen Feld in der Summe 6 Kilonewton, die über Pfosten und Befestigung in den Baukörper geleitet werden müssen, wobei für die Bemessung die ungünstigste Laststellung maßgebend ist. Ein Geländer, das für eine Wohnung dimensioniert wurde, ist an dieser Stelle deutlich unterdimensioniert, weshalb sich Konstruktionen aus dem Wohnungsbau nicht ohne Prüfung auf öffentliche Gebäude übertragen lassen.

Anpralllast am Geländer berechnen

Vom charakteristischen Wert zur Bemessungslast

Der Tabellenwert ist der Anfang, nicht das Ergebnis. Angesetzt wird die Last in Höhe des Holms, in Absturzrichtung in voller Größe und in Gegenrichtung mit der Hälfte, mindestens jedoch 0,5 kN/m. Dazu kommt bei Außengeländern der Wind, und beide Einwirkungen werden überlagert.

Untersucht werden dafür zwei Kombinationen:

• einmal die Holmlast in voller Höhe zusammen mit 60 Prozent der Windlast,
• einmal die Windlast voll zusammen mit 70 Prozent der Holmlast,

jeweils mit dem Teilsicherheitsbeiwert 1,5. Maßgebend ist das ungünstigere Ergebnis. Der Nachweis der Stahlbauteile selbst läuft dann über DIN EN 1993, die Ausführung über DIN EN 1090-2.

Die Befestigung als kritischer Punkt

Rechnerisch scheitert ein Geländer selten am Pfosten, sondern an seiner Verankerung. Für die stoßartige Einwirkung gilt die ETB-Richtlinie „Bauteile, die gegen Absturz sichern", die je Befestigungselement eine Widerstandskraft von mindestens 2,8 Kilonewton als statische Ersatzlast fordert. Dieser Wert stammt aus dem Jahr 1985 und passt nicht mehr sauber zum Sicherheitskonzept des Eurocode, wird in der Praxis aber weiter herangezogen. Entscheidend ist zusätzlich, in welchem Untergrund die Befestigung sitzt, denn der Nachweis der Verankerung wird über die Zulassung des jeweiligen Dübels geführt und nicht über die Geländerkonstruktion allein.

Fahrzeuganprall bei Carport und Parkfläche

Anpralllast am Carport

Für Einzel- und Doppelgaragen sowie Carports nennt die uständige Norm bei Pkw mit einem Gewicht bis 30 Kilonewton eine äquivalente statische Anprallkraft von 10 Kilonewton, anzusetzen in beiden Richtungen. Der Wert liegt bewusst niedrig, weil hier nur Schrittgeschwindigkeit unterstellt wird. Angesetzt wird die Kraft für Pkw in einer Höhe von 50 Zentimetern über der Fahrbahn, also dort, wo Stoßstange und Stütze aufeinandertreffen. Praktisch heißt das für eine Carportstütze: Nachzuweisen sind der Stützenfuß und der Anschluss nach oben, nicht nur das Profil selbst. Bei einem freistehenden Vordach an einer öffentlich befahrenen Fläche kann die Einordnung ganz anders ausfallen, weshalb die Nutzung der Fläche vorab geklärt werden sollte.

Parkhäuser und Anprallschutz nach Norm

Deutlich höher liegen die Werte für Parkgaragen mit regulärem Fahrverkehr. DIN EN 1991-1-7 schlägt für Pkw eine Ersatzkraft von 50 Kilonewton in Fahrtrichtung und 25 Kilonewton quer dazu vor. Warum so viel mehr als beim Carport? Weil Geschwindigkeit und Steifigkeit den Ausschlag geben. Die Formel rechnet die Bewegungsenergie über den Bremsweg in eine Kraft um, und dieser Bremsweg ist die Verformung des getroffenen Bauteils.

Ein Rechenbeispiel macht den Zusammenhang deutlich: Ein Fahrzeug mit 2,5 Tonnen erzeugt gegen ein starres Bauteil rund 150 Kilonewton, gegen ein System, das 50 Zentimeter nachgibt, nur noch etwa 25 Kilonewton. Deshalb arbeiten Anprallschutzsysteme mit gewollter Verformung. Für Deutschland ist diese Regelung nicht als verbindlich eingeführt, sie zeigt aber das Prinzip. Produkte für den Anprallschutz werden über Prüfzeugnisse oder eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung nachgewiesen, in der die aufnehmbare Fahrzeugmasse und die Geschwindigkeit festgeschrieben sind.

Was vor der Fertigung geklärt sein sollte

Die Angaben, aus denen alles folgt

Die wichtigste Angabe ist die Nutzungskategorie, denn sie bestimmt die Holmlast. Dicht dahinter kommt die Absturzhöhe, weil daraus die geforderte Höhe der Umwehrung folgt; die Maße dazu stehen in DIN 18065 und in den Landesbauordnungen. Klären sollten Sie außerdem den Verankerungsgrund, weil die Befestigung den Nachweis trägt oder scheitern lässt. Kommt Fahrverkehr in die Nähe der Konstruktion, gehört die Einordnung der Verkehrsfläche dazu.

Wo der Tragwerksplaner gebraucht wird

Bei Geländern in Wohngebäuden mit einer Holmlast bis 0,5 kN/m lässt DIN EN 1993-1-1/NA die einfachste Ausführungsklasse EXC1 zu, und viele Konstruktionen bewegen sich in erprobten Standardmaßen. Sobald 1,0 oder 2,0 kN/m gefordert sind, Glasfüllungen zum Tragen beitragen oder ein Fahrzeuganprall zu berücksichtigen ist, gehört ein Standsicherheitsnachweis dazu. Erstellt wird der von einem Ingenieurbüro oder Prüfstatiker, aus dem Nachweis ergeben sich Profile und Befestigungsmittel, und die Fertigung setzt genau das um.

Geländer und Stahlkonstruktionen für Bad Oeynhausen, Minden und OWL

Was wir umsetzen

Wir bei Beeck Metallbau fertigen seit 1996 Geländer, Treppen, Balkone und Sonderkonstruktionen in eigener Werkstatt, aus Stahl wie aus Edelstahl und Aluminium, für private wie für öffentliche Auftraggeber. Unser Schweißfachbetrieb ist nach DIN EN 1090 EXC2 zertifiziert und damit auch für Bauteile jenseits einfacher Wohnungsbaugeländer aufgestellt. Statische Nachweise kommen vom Tragwerksplaner Ihres Projekts, wir arbeiten die Vorgaben in die Konstruktion ein und stimmen Befestigungspunkte frühzeitig mit ab.

So erreichen Sie uns

Sagen Sie uns, wo das Bauteil sitzt, wie die Fläche genutzt wird und wie hoch der Absturz ist, dann klären wir mit Ihnen die nötigen Lastannahmen. Rufen Sie uns an unter 05731 793679, schreiben Sie an info@beeck-metallbau.de oder nutzen Sie unsere Online-Projektanfrage. Anfahrt und Öffnungszeiten finden Sie auf unserer Kontaktseite.