Punktlast
15. Februar 2022
Die Punktlast ist eine der physikalischen Belastungsarten, die bei einem Bauteil, einer Konstruktion oder beim Transport auftreten können. Wie die anderen Arten der Belastung oder Last auch, wird die Punktlast durch äußere Kräfte oder Kraftgrößen verursacht. Daneben werden auch Verformungen dazugerechnet, die ebenfalls auf die Stabilität Einfluss nehmen. Die Belastungen führen im Bauteil oder beim Transport zu einer Spannung, die je nach Belastbarkeit oder Steifigkeit zu einer Deformation führen kann. Dabei wirkt die Punktlast dergestalt, dass ihre Last als Einzellast auf eine kleine begrenzte Fläche, also einen Punkt einwirkt. Als Beispiele für eine Einzellast können insbesondere Stützen oder Pfeiler gelten, die bei der Tragkonstruktion wie einer Brücke die Last genau an diesem Punkt halten oder tragen müssen.
Neben dieser Lastart kennt man aus der Tragwerkslehre ebenso die Linienlast bzw. Streckenlast oder die Flächenlast. Die Linienlast entsteht z.B. beim Bau einer Wand, die Flächenlast ist bekannt durch die Belastungen von Dachkonstruktionen durch Schnee. Zusätzlich muss man zwischen einer statischen Last und dynamischen Lasten trennen. In der Fachsprache unterscheidet man so die statische als konstante Last von der schwellenden Last als schwankenden Einflussgröße und der schwingenden Last als einer zwischen zwei Größen hin und her wechselnden Belastung. Die Umfangslast dagegen wird als Begriff z.B. bei Lagerringen oder Kugellagern verwendet und bezieht sich auf die Unterschiede der Belastung für den inneren Ring und den äußeren Ring, je nachdem welcher bewegt ist. Die Punktlast gilt hier für den Ring, der sich nicht bewegt, die Umfangslast gilt für den beweglichen.
Den Belastungsgrößen steht jeweils die Tragkraft gegenüber. Die statische Tragkraft z.B. bei einem Anschlagmittel wie einer Rundstahlkette wird mit einer ruhenden Last gemessen. Dagegen muss die dynamische Tragkraft auch schwankende Lasten wie z.B. beim Bremsen, Beschleunigen oder Rollen (Seegang) aushalten. Wenn man sich einen Hubwagen auf Rollen vorstellt, wirkt eine statische Punktlast auf jede der Rollen, die jeweils dem Viertel der Gesamtlast entspricht. Dieser muss jede Rolle mit einer entsprechenden Tragkraft ohne Beschädigung standhalten. Setzt sich der Hubwagen dann in Bewegung, entstehen zusätzliche dynamische Belastungen auf die Rollen. Da nicht davon ausgegangen werden kann, dass der Hubwagen ständig mit allen vier Rollen auf dem Boden steht, wird die erforderliche Tragkraft auf drei Rollen bezogen. Das Gewicht der Ladung verteilt sich als Punktlast auf vier Rollen, von denen nur drei in die Rechnung einfließen. Wenn das Gewicht der Ladung zusammen mit dem Hubwagen 600 kg beträgt, muss jede Rolle also einer Punktlast von 200 kg standhalten können. Dazu kommen mögliche horizontal wirkende dynamische Kräfte.