Berechnung Schranke

Hallo zusammen,
ich soll eine Durchfahrtssperre (Schranke) berechnen und stehe irgendwie auf dem Schlauch. In der Ausschreibung nach der wir anbieten sollen ist eine Anprallenergie von 450 kJ vorgegeben sowie "Crashtestberechnung IWA 14-1 /7200/ [N2A] / 48 / 90:15.0" (Wer das nicht googeln will: Heißt, dass die Schranke ein Fahrzeug bis 7200 kg Masse und 48 km/h stoppen muss)

Zwei Probleme: Wie kommt man von der Anprallenergie auf eine (statische) Ersatzlast? Oder wie kann man mit der Anprallenergie rechnen?

Wie berücksichtige ich, dass die Durchfahrtssperre sich im Falle eines Anpralls dauerhaft verformen darf,  nur eben das Fahrzeug aufhalten muss?

Vielleicht hat jemand einen Link zu Schranken oder wenigstens Leitplanken-Berechnung oder sonst eine Idee.

PS: Ist wirklich dringend, denn krankheitsbedingt habe ich diese Sache bis kurz vor Ultimo aufschieben müssen
 

Ich versuchs mal mit einem ersten Ansatz:

Die kinetische Energie des Fahrzeugs kurz vor dem Anprall beträgt
E_kin = 1/2*m*v² = 1/2*7200*(48/3.6)² = 640000 Nm = 640 kNm = 640 kJ

Die Anprallenenergie ist mit 450 kJ angegeben.
Also sagt man offensichtlich, dass 640-450 = 190 kJ als
Verformungsarbeit in das Fahrzeug fliessen und 450 KJ in die Schranke.

Wäre die Schranke ein elast. Kragarm der Länge L, dann wäre die
Federenergie des Kragarms E_F = 1/2*Integral(M²*L/EI).
bei einem dreieckförmigen M-Verlauf erhält man
 E_F = 1/2*1/3* M²*L/EI = 1/6 M²*L/EI
hieraus M = Wurzel(6*E_F*EI/L)
 F_Kopf = M/L

Will man die plastische Verformung berücksichtigen,
muss man sich die teils elastischen, teils plastischen Krümmungen
auftragen und dann M(s)*kappa(s)*ds integrieren (ds=dL).

Jetzt kann man noch über die Verformungsarbeit des Fundamentes usw. grübeln,
bzw. Informationen suchen.

Mit Gruß
es


 

Hallo Beate,

in erster Näherung vielleicht:
Die kinetische Energie -> m und v sind bekannt... diese wird in Verformungsenergie umgewandelt -> Integration F(u)*du...
Beispielsweise eine Kragstütze:
Kopfauslenkung infolge Anprall an Stützenkopf u_ges = u_el + u_pl
u_el - dreicksförmiger Verlauf -> 1/2 * F_el_grenz * u_el_grenz -> mit F_el_grenz = k * u_el_grenz -> 1/2 * u_el_grenz^2 * k
u_pl - rechteckiger Verlauf -> F_el_grenz * u_pl -> mit F_el_grenz = k * u_el_grenz -> k * u_el_grenz * u_pl

Einspannmoment ist M_einspann = F_ersatz * l_stüze
Ersatzfeder einer Kragstütze ist k = 3 EI / l_stütze^3

damit solle eigentlich genügend bekannt sein...

Literatur: Petersen, Werkle - Baudynamik der Baukonstruktionen
           Kramer - Angewandte Baudynamik
 

anbei noch n bisschen gekritzel dazu...
Prostabs Weg ist wesentlich eleganter...