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5. November 2024

E2.2 Spitzenbeiwert-Methode

Die von Davenport entwickelte Spitzenbeiwert-Methode ist ein moderner Ansatz zur Bewertung von Windlasten, insbesondere wenn diese stärker von Turbulenzen als vom Mittelwert beeinflusst werden. Bei dieser Methode werden sowohl mittlere Druckkoeffizienten als auch deren Standardabweichungen berücksichtigt, um charakteristische Spitzendruckbeiwerte zu ermitteln. Diese charakteristischen Beiwerte werden unter der Annahme eines Spitzenbeiwerts kp bestimmt, der aus Extremwertstatistiken wie folgt abgeleitet wird:

wobei
c ˇp : Spitzendruckbeiwert für das Minimum
c ˆp : Spitzendruckbeiwert für das Maximum
σc_p: Standardabweichung des Druckbeiwertes

Ein Vorteil dieser Methode besteht darin, dass zwei extreme Lastkomponenten berücksichtigt werden. Dies ist besonders relevant bei der Konstruktion mit unterschiedlichen Eigenschaften. Der Spitzenbeiwert kann angepasst werden, um lastreduzierende Effekte aufgrund von Korrelationseigenschaften zu berücksichtigen. Allerdings variieren die Spitzenbeiwerte je nach Position innerhalb der Struktur. In der Praxis wird dies oft durch die Verwendung einheitlicher Beiwerte vereinfacht. Ursprünglich wurden Werte von k_p zwischen 3 und 5 empfohlen. Windkanaltests haben jedoch gezeigt, dass lokal deutlich höhere Werte (bis zu 10 oder mehr) auftreten können, insbesondere an Durchdringungen von Gebäuden und an Wandecken.
Diese Methode wurde vor allem zur Beurteilung der Windbelastung von Gebäuden entwickelt. Im Eurocode ist sie speziell zur Berechnung der durch Böen verursachten Kräfte in Windrichtung beschrieben. Für kleinräumige Elemente wie Ecken, Kanten und einzelne Bauteile ist sie jedoch weniger geeignet, da die Spitzenbeiwerte in diesen Bereichen stark schwanken können. Die größte Herausforderung besteht in der Wahl geeigneter Spitzenbeiwerte, da diese die Genauigkeit der Methode beeinflussen können.

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