Eigenlast
Englisch: static load
Eine Last, etwa auf einem Tragwerk, die sich zeitlich weder in ihrer Größe noch in ihrer Lage verändert.
Statische Last: Gewicht, das an Ort und Stelle bleibt
Eine statische Last ist jede Kraft, die ständig auf eine Struktur wirkt und sich zeitlich weder in ihrer Größe noch in ihrer Position verändert. Im Gegensatz zu Windböen oder sich bewegenden Maschinen schwankt eine statische Last nicht, verschiebt sich nicht und pulsiert nicht. Das Eigengewicht des Tragwerks eines Gebäudes, die Einrichtung darin oder der Bodendruck gegen eine Stützmauer sind statische Lasten. Ingenieure müssen sie bei jedem Entwurf berücksichtigen, da sie dauerhaften Stress in Materialien erzeugen.
Im Bauwesen werden statische Lasten in zwei Hauptkategorien eingeteilt: Eigenlasten und ständige Nutzlasten. Eigenlasten sind das Gewicht der Struktur selbst, Beton, Stahl, Mauerwerk und feste Systeme wie Lüftungskanäle. Ständige Nutzlasten sind alles, was langfristig ohne Bewegung auf der Struktur ruht: gelagertes Inventar, geparkte Fahrzeuge in einer Garage oder der Inhalt eines Bürogebäudes. Beide müssen vor der Bemessung eines einzigen Trägers bekannt und berechnet sein.
Wo statische Lasten am wichtigsten sind
Fundamente erfahren ständig statische Lasten. Eine Stütze, die 500 Tonnen trägt, überträgt täglich diese selben 500 Tonnen auf den Boden darunter. Der Boden muss dieser Belastung standhalten, ohne sich übermäßig zu senken. Ein Fundament, das nur für statische Lasten ausgelegt ist, wird versagen, wenn später dynamische Lasten wie Erdbeben oder Maschinenschwingungen auf die Struktur einwirken. Deshalb erfordern erdbebensicheres Design oder Schwingungsanalysen eine separate Betrachtung neben den statischen Berechnungen.
Materialien reagieren vorhersehbar auf statische Lasten in angemessenen Zeiträumen. Stahl fließt bei einer bekannten Spannung; Beton setzt sich mit vorhersehbarer Rate zusammen. Allerdings kann Kriechen auftreten: Unter einer konstanten statischen Last verformt sich Beton leicht über Monate und Jahre hinweg, was Planer in vorgespannten Trägern oder langgesteckten Strukturen berücksichtigen müssen. Holz zeigt ebenfalls Kriechen, besonders in schweren Holzträgern unter anhaltender Eigenlast.
Statische Last ist der Ausgangspunkt für alle Tragwerksanalysen. Normen und Standards schreiben Mindestannahmen für statische Lasten vor: Wohnungsdecken müssen mindestens 40 Pfund pro Quadratfuß Nutzlast tragen, plus ihr eigenes Eigengewicht. Sobald die statische Last ermittelt und überprüft ist, werden dynamische Effekte, Stoßlasten, Wind und andere zeitlich veränderliche Kräfte darauf aufgelagert. Ein Tragwerk, das seine statische Last nicht bewältigen kann, wird versagen, bevor eine bewegliche Kraft es überhaupt erreicht.