Sicherheitsfaktor

Sicherheitsfaktor (engl. factor of safety, FoS) bezeichnet in der Technik das Verhältnis der Tragfähigkeit eines Bauteils oder Systems zur tatsächlich erwarteten Beanspruchung. Er dient dazu, Unsicherheiten in Materialeigenschaften, Abmessungen, Fertigungstoleranzen, Lastannahmen sowie Betriebsbedingungen abzudecken und so eine ausreichende Funktionssicherheit zu gewährleisten.

Formeln: In der einfachsten Form wird der Sicherheitsfaktor SF als Verhältnis von Bemessungsfestigkeit oder zulässiger Spannung zur tatsächlich auftretenden Spannung defini. Abhängig vom Code kann SF auch als Verhältnis von Tragfähigkeit zu Beanspruchung (oder Yield/Ultimate) formuliert werden. Typischerweise gilt: SF = Tragfähigkeit/Bemessungsanforderung. Höhere Werte erhöhen die Zuverlässigkeit, führen aber zu größerem Material- oder Gewichtseinsatz.

Anwendung: In der Bau- und Maschinenkunde wird der Sicherheitsfaktor bei Tragwerken, Fahrzeugen, Maschinenbauteilen und sicherheitsrelevanten Komponenten verwendet. Codes und Normen wie DIN, ISO, EN-Standards geben je nach Anwendung konkrete Wertebereiche vor; die Werte variieren stark nach Material, Risiko und Servicebedingungen. Typische Werte liegen je nach Einsatzbereich grob im Bereich von etwa 1,5 bis 3, wobei kritischere Systeme oder minderwertige Materialien höhere Faktoren nutzen können.

Begriffe und Abgrenzungen: Sicherheitsfaktor unterscheidet sich von der Sicherheitsmarge. Während SF ein Verhältnis ist, erlaubt eine größere Marge eine Distanz zwischen Tragfähigkeit und Belastung. In der modernen Planung wird vermehrt auf probabilistische Ansätze (zuverlässigkeitsbasierte Gestaltung, Partialfaktoren) gesetzt, um Unsicherheiten genauer abzubilden.