Was ist Biegedrillknicken (Kippen)?

Biegedrillknicken ist das Ausweichen eines belasteten Stabes oder Trägers in der sogenannten schwachen Richtung, senkrecht zur Biegeebene, verbunden mit einem Verdrehen des Querschnitts. Der Träger biegt sich also nicht nur wie vorgesehen nach unten, sondern weicht zusätzlich seitlich aus und dreht sich um seine Längsachse. Im Niederländischen heißt dieses Phänomen kurz kip.

Das klassische Beispiel

Legen Sie ein Brett hochkant über einen Graben. Hochkant ist es in Belastungsrichtung viel steifer als flach, biegt sich also kaum durch. Doch sobald man darauf tritt, weicht die Oberkante seitlich aus und das Brett klappt um. Dieses Umklappen ist Kippen: Das Bauteil versagt nicht, weil das Material zu schwach ist, sondern weil die Form instabil ist.

Wodurch es entsteht

Kippen tritt auf, wenn zwei Eigenschaften zusammenkommen:

Geringe Steifigkeit senkrecht zur Belastungsrichtung — ein hoher, schmaler Querschnitt ist in der schwachen Richtung weich
Geringe Torsionssteifigkeit — ein offener Querschnitt (I-Profil, hoher Rechteckbalken) lässt sich leicht verdrehen

Deshalb sind hohe Stahl-I-Träger, schlanke Brettschichtholzträger und hohe Holzbalken kippgefährdet, ein geschlossenes Hohlkasten- oder Rohrprofil dagegen deutlich weniger.

Wie Kippen verhindert wird

Seitliche Halterungen — Halterungen in regelmäßigen Abständen, die den Druckgurt festhalten
Decken- oder Dachscheibe — eine mit dem Obergurt verbundene Dachplatte, Hohldiele oder Beplankung hält den Träger in Lage
Verbände und Windrispen — verhindern die seitliche Verschiebung
Gabellagerung — das Auflager erlaubt die Durchbiegung, aber kein Verdrehen des Querschnitts
Aussteifungsrippen — erhöhen örtlich die Torsionssteifigkeit, besonders an Auflagern und Lasteinleitungen

Praktische Hinweise

Die Montagephase ist oft kritisch — ein Träger, der nach dem Einheben noch nicht mit der Decken- oder Dachscheibe verbunden ist, ist dann am kippgefährdetsten; temporäre Abstützungen sind kein Luxus
Querschnitte nicht schwächen — keine Ausnehmungen in den Gurt sägen und keine seitliche Halterung entfernen, „weil sie im Weg ist”
Kippen steht in der Norm — der Nachweis gegen Biegedrillknicken ist fester Teil der statischen Berechnung nach den Eurocodes; bei tragenden Trägern, etwa beim Entfernen einer tragenden Wand, gehört das in die Hand eines Tragwerksplaners