Kippsicherheitsfaktor < 1: Es besteht Kippgefahr für das Bauteil.
Kippsicherheitsfaktor = 1: Standmoment und Kippmoment sind gleich groß. Das Modell ist labil und es kann nicht ausgeschlossen werden, dass es kippt.
Kippsicherheitsfaktor > 1: Das Modell ist nicht kippgefährdet.
Beispiel
Der Kreiszylinder im Beispiel hat einen Durchmesser von 2,5 m und eine Höhe von 6 m. Der Standort befindet sich in der Windlastzone 2 mit der Geländekategorie 3.
Grundwert der Basisgeschwindigkeit:
vb0 = 25,0 m/s
Richtungsfaktor:
cdir = 1
Jahreszeitenbeiwert:
cseason = 1
Dichte der Luft bei 1.013 hPa Luftdruck und T = 10° C:
ρ = 1,25 kg/m³
Kinematische Zähigkeit der Luft:
ν = 15 ∙ 10-6 m2/s
Basisgeschwindigkeit:
vb = cdir ∙ cseason ∙ vb0 = 25,0 m/s
Basisgeschwindigkeitsdruck:
qb = 1/2 ∙ ρ ∙ vb2 = 0,391 kN/m²
Böengeschwindigkeitsdruck:
qp = 1,5 ∙ qb = 0,586 kN/m²
Böengeschwindigkeit:
Äquivalente Rauigkeit:
k = 0,2 mm (verzinkter Stahl)
Verhältnis äquivalente Rauigkeit und Breite:
k / b = 8 ∙ 10-5
Reynoldszahl:
Grundkraftbeiwert eines Zylinders mit unendlicher Schlankheit:
Effektive Schlankheit:
λ = l / b = 2,4
Abminderungsfaktor:
ψλ = 0,65
Strukturbeiwert:
cscd = 1
Bezugsfläche:
Aref = l ∙ b = 15 m²
Kraftbeiwert:
cf = cf0 ∙ ψλ = 0,498
Windkraft:
Fw = cscd ∙ cf ∙ qp ∙ Aref = 4,377 kN
Flächenlast aus Wind:
Fw = Fw / Aref = 0,29 kN/m²
Standsicherheitsfaktor infolge Kippen
Höhe des Kreiszylinders:
h = 6 m
Abstand der Auflager:
a = 1,35 m
Eigengewicht:
FG = 18,495 kN
Kippmoment:
MK = Fw ∙ h / 2 = 13,13 kNm
Standmoment:
MS = FG ∙ a / 2 = 12,48 kNm
Faktor der Kippsicherheit:
η = MS / MK = 0,95
Bei der Berechnung mittels RFEM erkennt man an der Lage der Ergebnisresultierenden, dass diese in ihrer Verlängerung hinter der Kippkante des Kreiszylinders liegt. Das Modell wäre demnach instabil, wenn die Auflager nicht zusätzlich auf Herausziehen gesichert werden.
