Laufkatze in Garage am Balken aufhängen

[tsaG1337]

Moin!

Ich möchte in meiner Garage gerne eine kleine Kranbahn installieren. Ich bin jedoch als Ingenieur eher bei den Metallen unterwegs und mit dem verhalten bei Holz nicht ganz vertraut.

Hierzu soll in IPE 100 Träger parallel unter einen Dachbalken montiert werden. Die Kranbahn soll parallel zur Fahrtrichtung fahren, in dieser richtung liegen (leider) auch die Dachsparren. Im Anhang habe ich eine kleine Zeichnung die den Aufbau etwas veranschaulicht. Es sind natürlich mehr Balken vorhanden, ich wollte nur nicht die Zahlen übermalen . Die Rote Linie zeigt die Position der Kranbahn.


Die Festigkeit des Stahlträgers habe ich schon berechnet, das hält soweit (hätte mich aber auch gewundert wenn nicht...)

Die Garage hat eine Gesamtlänge von 8,99m, allerdings ist im hinteren Teil noch eine Zwischenwand eingezogen, auf denen die Balken zusätzlich aufliegen (Ich habe mal ein Bild vom Statiker angehangen, als die Garage erstmal gebaut wurde), sodass ich nur den vorderen Teil von 6.1m betrachte. Die Kranbahn soll an der Zwischenwand starten und dann 3m lang sein.

Angehangen werden bis zu 250kg, zur Sicherheit Rechne ich aber mit einem Faktor von 2 -> 500gk. Der Worst case ist daher, eine Punktlast bei 3m von ca 500kg.


Ich habe den Stahlträger per Hand gerechnet, für die Holzbalken aber ein Online Tool genutzt, da es einfach schneller geht. (Hier kann ich die Website von Johannes Strommer nur empfehlen)

Annahmen:
Die Sparren haben ein Abmaß von 80x220mm.
Länge 6.1m
Punktlast bei 3m von 4.9kN
Flächenlast (Eigengewicht, laut Statiker berechnung) 0.43kn. Die Schneelast habe ich ignoriert, da ich im Winter in der Garage eh nicht bastel.
Das E-Modul ist 11000N/mm^2

Soweit ich es verstanden habe, ist bei der Berechnung der Gebrauchstauglichkeit eine maximale Enddurchbiegung von L/150 (61000mm / 150 = 40,66mm) erlaubt.
Nun komme ich auf eine Durchbiegung von knapp 39mm... was schon extrem nah an der Grenze ist.

Der absolut limiterende Faktor ist das Biegemmoment was bei 14.7N/mm^2 liegt. Laut Tabellenbuch liegt der Charakteristische Wert für die maximale Biegesteifigkeit von C24 KVH bei 24,9N/mm^2. Ist der Wert korrekt?

Kann jemand bestätigen das meine Annahmen und berechnungen in die Richtige richtung gehen? Oder habe ich irgendwo einen Zahlendreher drin?

Bei 250kg hätte ich also einen Sicherheitsfaktor von 2.6, was (für mich) akzeptabel ist. Gibt es noch Faktoren, die man bei Holz beachten muss?

Danke!

 

[FredT]

Wenn deine Seilwinde nur 250 schafft sind 500 mE überdimensioniert, weil die Katze eben bei maximal abkackt. Ich würd da auf IP80 gehen und die Kranbahn auf einen eingezogenen Querträger auflegen, der beidseits im Mauerwerk oder abgestützt liegt. Als Metaller wär das wohl dein kleinste Übung. Mehr Rechnerei würd ich mir da nicht machen wollen. Und ich bin auch Metaller.

 

[IngoS]

Hallo,

mach doch den Stahlträger einfach zwei Meter länger, dann brauchst du dir über das Holz keinen Kopp mehr zu machen.

Gruß

Ingo

 

[Daniboy]

Hallo @tsaG1337,
ich finde das ist ein gut beschriebenes Vorhaben, mein Input dazu:

• Ich komme auf andere Werte bei Durchbiegung und Spannung. (Ev. Balkenhöhe kontrollieren.)
• Die L/150 kommen mir als Hobbywerker hier zu knapp vor. Meinungen?
• Der charakteristische Wert der Biegefestigkeit von KVH C24 f m,k = 24,0 N/mm² (Info....pdf von KVH.eu) daher tät ich da auch runter gehen. Meinungen?
• Wie Ingo schon schrieb "Mach den Träger einfach 2 Meter länger" bedeutet: der Stahlträger soll auch was beitragen um im Bereich des größten Biegemomentes zu unterstützen. Jetzt fügst du quasi eine belastende Stahlkonstruktion ein, die selbst nichts beiträgt zur Festigkeit vom Holz (zumindest nach deiner bisherigen Rechnung).
• Alternativen beachten: Beispielhaft: hydraulischer 2t-Werkstattkran ab 200 Euro.
• Zu den Überlegungen den Träger bis ans Hallenende zu verlängern setze ich noch eins drauf und sage: noch 2m mehr, dann kann man im Sommer im Freien arbeiten und am Ende montiert man einen Basketballkorb

 

[Koljose]

Ohne jetzt das ganze im Detail durchgerechnet zu haben, deine Berechnung ist leider nicht ganz korrekt. Deine Deckenbalken sind laut angehängter Statik und deiner Skizze Zweifeldträger. Deine Bemessung für einen Einfeldträger liefert dir also nicht unbedingt Ergebnisse die was mit der Realität zu tun haben. Für einige Nachweise kommt dir das entgegen, da sowohl die maximale Biegepannung als auch die Durchbiegung geringer wird. Der im Holzbau empfohlene Grenzwert für die Durchbiegung ist je nach Belastungssituation l/300 oder l/200. In deinem Fall für lediglich kurzzeitige Einwirkungen L/300. L/150 ist der empfohlene Grenzwert für Kragarme.
Für die Bemessung der Tragfähigkeit gilt nach aktueller Normung das Teilsicherheitskonzept. Das heißt du erhöhst deine Einwirkung in diesem Fall deine Kranlast von 2,5kN als veränderliche Einwirkung mit dem Faktor 1,5. Der Widerstand (Biegezugfestigkeit) ist zu reduzieren. Im Holzbau in diesem Fall für eine kurze Einwirkungsdauer mit dem Faktor 0,9/1,3=0,615. C24 hat wie der Name schon vermuten lässt eine Biegefestigkeit von 24 N/mm².
Zusätzlich wären außerdem noch weitere Nachweise wie Querkraft, Auflagerpressung und die Lastweiterleitung zu prüfen. Je nach Laststellung deines Krans könnte es auch sein, dass der Deckenbalken am linken Auflager am kurzen Feld auch eine abhebende Kraft erhält.

Lange Rede kurzer Sinn. Ich würde dir auch vorschlagen den Stahlträger separat zu spannen. Erübrigt auch die Frage wie dieser sonst von unten an einen Sparren angeschlossen wird. Außerdem würde ich nicht riskieren, dass sich einer der Sparren deutlich mehr verformt als der Rest. Das Dach könnte das auch nicht freuen.

 

[inselino]

Ich kannte diesen Begriff nicht und die Idee, dass da jemand fragt, wie er eine dahergelaufene Katze an einem Balken in der Garage aufhängt war so absurd, dass ich mal draufklicken musste. Jetzt bin ich ein bisschen schlauer und auch weniger verstört

 

[FredT]

OMG, da frage ich nicht nach der schulischen Allgemeinbildung

 

[inselino]

Wüsste nicht, in welchem schulischen Fach das vorkommen sollte. Aber hey, ich frage hier ja auch niemanden nach der Photosynthesegleichung oder einer Kurvendiskussion obwohl die sicher Schulstoff ist.

 

[tomkaes]

Soweit ich es verstanden habe, ist bei der Berechnung der Gebrauchstauglichkeit eine maximale Enddurchbiegung von L/150 (61000mm / 150 = 40,66mm) erlaubt.
Nun komme ich auf eine Durchbiegung von knapp 39mm... was schon extrem nah an der Grenze ist.

Nur mal so zum nachdenken:
Ein Kranbahnträger auf dem eine Laufkatze fährt, entwirfst du mit l/150 als gebrauchstauglich
und bist bei 39 mm Verformung entspannt?

Nur mal so zum sehen wenn man es richtig rechnet (l/600):
DIN 4132
https://sf-ag.com/bibliothek/berechnungs-und-nachweisverfahren-fuer-kranbahntraeger/

 

[FredT]

Bei 250kg am Haken maximal verformt sich noch kein Stahlträger genannter Abmessung...

 

[tomkaes]

... ich bin nur verwundert, mit welchen Zahlen / Rechenansätzen ein Maschinenbauingenieur um sich wirft

 

[civil engineer]

Wüsste nicht, in welchem schulischen Fach das vorkommen sollte. Aber hey, ich frage hier ja auch niemanden nach der Photosynthesegleichung oder einer Kurvendiskussion obwohl die sicher Schulstoff ist.

Kurven werden in der Schule doch schon lange vor der Infinitesimalrechnung diskutiert .

 

[Daniboy]

...Ein Kranbahnträger auf dem eine Laufkatze fährt, entwirfst du mit l/150 als gebrauchstauglich
und bist bei 39 mm Verformung entspannt?

Nur mal so zum sehen wenn man es richtig rechnet (l/600):
DIN 4132
https://sf-ag.com/bibliothek/berechnungs-und-nachweisverfahren-fuer-kranbahntraeger/

Ne, das hast du missinterpretiert, er hat nicht den Kranbahnträger mit L/150 entworfen:
Den 3m-Stahlträger hat er selber berechnet und für OK befunden,
danach hat er gar nicht gefragt.

Der Stahlträger ist am 6m langen *Holzträger* gefestigt und da hat er nach Hilfe gefragt
ob man das so rechnen/machen kann.

Es biegt sich nicht die Kranbahn um 4cm durch, sondern der 6 Meter Holzträger.
(6m/150=4cm)
Dazu wurde ja was geschrieben.

@tomkaes - Wenn man nun den Stahlträger, wie vorgeschlagen, von der Holzkonstruktion entkoppeln will und 6m lang macht, soll man ihn nun so auslegen, dass er sich nur 1/600 also 1cm durchbiegt? (Weil, ist das eine Kranbahn, am Träger fährt ja die Katze selber? gilt da auch das L/600?)

@Alle - Geht sich das mit einem IPE100 und 500kg in der Mitte aus?

@tsaG1337 - wäre ein 6m Stahlträger für dich überhaupt eine Option?
Preislich wäre da schon der Werkstattkran billiger.
Könntest du am Garagentorende ein entsprechendes Auflager für den Stahlträger realisieren?

 

[tomkaes]

@tomkaes - Wenn man nun den Stahlträger, wie vorgeschlagen, von der Holzkonstruktion entkoppeln will und 6m lang macht, soll man ihn nun so auslegen, dass er sich nur 1/600 also 1cm durchbiegt? (Weil, ist das eine Kranbahn, am Träger fährt ja die Katze selber? gilt da auch das L/600?)

@Alle - Geht sich das mit einem IPE100 und 500kg in der Mitte aus?

Kranbahnträger siehe meinen Link aus #9

https://www.johannes-strommer.com/rechner/balkenberechnung/

Tippe es selbst durch, von l/600 bist du weit entfernt bei der Last und dem Profil(chen) > 6 m.