Stoßlast

Stoßlast bezeichnet in der Tragwerks- und Maschinenbauliteratur eine zeitlich kurze, hochintensive Belastung, die durch ein plötzlich eintretendes Ereignis verursacht wird. Im Vergleich zu statischen Lasten oder längerdauernden dynamischen Belastungen ist der Lastpeakt deutlich höher, während die Belastungsdauer meist deutlich kleiner ist. Stoßlasten werden oft durch ein bestimmtes Impulsverhalten beschrieben und können erhebliche strukturelle Reaktionen hervorrufen, insbesondere bei steifen Bauteilen oder resonanzgefährdeten Systemen.

Typische Quellen sind Maschinenanlauf oder -stopp, Kollisionen, Tür- oder Klappenverschluss, Materialversagen, Verkehrslasten oder Einschläge (Begrenzungspfähle, Schutzvorrichtungen). In Bauwerken treten Stoßlasten beispielsweise durch Krane, Förderanlagen, Türen, Hängebrücken, Tunnelwände bei Fahrzeugkollisionen oder Sprenglasten auf.

Modelle und Berechnungen: Stoßlasten werden meistens zeitlich veränderlich modelliert durch eine Last-Zeit-Funktion p(t) mit maximalem Wert P und einer charakteristischen Dauer t_d. Die Impulsgröße J = ∫ p(t) dt charakterisiert die gesamte eingebrachte Energie. Je nach Struktur können statische Äquivalente unter Einsatz eines dynamischen Verstärkungsfaktors (Kd) verwendet werden oder eine vollständige dynamische Analyse (Zeit- oder Frequenzbereich) durchgeführt werden. Die Wahl hängt von der Struktur, dem zulässigen Risiko und den geltenden Normen ab.

Rechtliche und normative Einordnung: In vielen Codes werden Stoßlasten als außergewöhnliche oder accidentale Lasten behandelt (z. B. EN 1991-1-7 Accidental Actions). Dort finden sich Vorgaben zu zulässigen Spitzenwerten, Form der Impulsbelastung und ggf. Vereinfachungen mittels dynamischer Verstärkungsfaktoren oder Impulsäquivalenz. Nationale Normen geben oft weitere Spezifikationen zu Form, Dauer und Sicherheitsfaktoren.

Praktische Aspekte und Gegenmaßnahmen: Zur Minimierung von Stoßlasten kommen Dämpfer, Puffer, Energieabsorptionselemente, Versteifungen, vergrößerte Verankerungen oder bauwerksseitige Schutzvorrichtungen zum Einsatz. Die Berücksichtigung von Stoßlasten erfolgt frühzeitig in der Auslegung, insbesondere bei Maschinen, Verkehrsinfrastruktur und Bauwerken mit hohen Resonanzrisiken.