Dynamischer Verstärkungsfaktor (DAF)
Eine Spitzenlast braucht eine Bezugsgröße.
Der DAF ist der Spitzenwert einer benannten Lastantwort, geteilt durch ihre zugehörige statische oder quasistatische Referenz. Geben Sie an, wo er gemessen wird, womit er verglichen wird und welche Phase des Hebevorgangs er beschreibt.
Ein Verlauf. Drei Angaben.
Der Spitzenwert bestimmt den DAF. Die Referenz macht ihn aussagekräftig. Die Mindestzugkraft muss gesondert geprüft werden.
Spitzenwert der Lastantwort
Teilen Sie den maximalen Wert der Lastantwort durch die zugehörige Referenz, um den DAF zu erhalten.
Referenzlast
Benennen Sie den Lastkanal und die Referenz. Hakenlast und Zugkraft in der Anschlagmittelgruppe beziehen sich auf unterschiedliche Stellen.
Mindestzugkraft
Geben Sie sie gesondert an. Das Verhältnis von Spitzenwert zu Referenz allein zeigt nicht, ob das Seil durchgehend gespannt blieb.
Welche Analyse erfordert Ihr Hebevorgang?
Wählen Sie die zu bewertende Phase des Hebevorgangs. Sie erhalten entweder einen Weg zur Untersuchung oder, für einen eng begrenzten Fall mit durchgehend gespanntem Seil, eine veranschaulichende harmonische Vorprüfung. Kein hier angezeigtes Ergebnis ist eine technische Auslegung des Hebevorgangs.
Abheben oder Lastübergabe zwischen bewegten KörpernWeg zur Untersuchung
Keine Kennzahl aus dieser Vorprüfung.
Beim Abheben sind die relative Bewegung zweier Körper, die Geschwindigkeit im Moment des Lastangriffs und der Kontakt maßgebend. Ein harmonisches Modell eines einzelnen Körpers bildet dies nicht ab.
Die Analyse muss Folgendes abbilden
- Relativbewegung der beiden Körper einschließlich Phasenlage
- Relativgeschwindigkeit beim Lastangriff
- Freigang, Kontakt und Lastübergabe vom tragenden Körper
- Hubgeschwindigkeit und Vorspannung
Für eine Untersuchung vorzubereiten
- beide Schiffe oder das Schiff und die feste Struktur, jeweils mit der Grundlage ihrer Bewegungsdaten
- Ablauf des Abhebens und Hubgeschwindigkeit
- Masse des Objekts, Schwerpunkt und Anschlagpunkte
- Anordnung der Anschlagmittel und Eigenschaften des Hubseils
Frei von Deck und Wasser: Seil durchgehend gespanntVeranschaulichende Vorprüfung
Für diese Phase steht eine veranschaulichende harmonische Vorprüfung zur Verfügung.
Sie gilt nur, solange die Last weder Deck noch Wasser berührt und das Seil durchgehend gespannt bleibt. Sie liefert keinen DAF als Auslegungsgrundlage, keine Prüfung der Krankapazität, keinen zulässigen Seegang und keine Geräteauswahl.
Erforderliche Angaben
- Vertikale Amplitude der Kranspitze Atip (m) oder Beschleunigung atip (m/s²) und die Herkunft der Angabe
- Die Anregungsperiode T: die aufgeprägte Antwortperiode, nicht die Wellenperiode Tp
- Für das verstärkte Ergebnis: ein bekannter Tn, oder meff und Keff zur Herleitung
- A Dämpfungsgrad ξ. Es gibt keinen Standardwert: In Resonanznähe bestimmt er das Ergebnis maßgeblich
- Optional: statische Hakenzugkraft W0 (kN), um Kräfte statt Faktoren zu erhalten
Nur Hs und Tp? Der Seegang allein bestimmt die Bewegung der Kranspitze nicht: Schiffsantwort, Kurs zur Welle, Beladungszustand und Kranposition sind ebenfalls erforderlich. Diese Vorprüfung schätzt sie nicht.
Veranschaulichende harmonische Vorprüfung für durchgehend gespanntes Seil öffnen
Nur zur Veranschaulichung. Keine technische Auslegung eines Hebevorgangs und kein Ersatz für eine Analyse.
Hubwerks- und Lastdynamik ergänzen optional
Ohne diese Option zeigt die Ansicht nur den Anteil der starren Kranspitze. Mit ihr berücksichtigt sie zusätzlich die Verstärkung, die das hängende System nahe der Resonanz verursacht.
Antwortkurve und Grenzwert für Zugkraftverlust anzeigen
Berechnungsvermerk: kopieren oder drucken
Ich benötige stattdessen einen projektspezifischen Untersuchungsumfang →
Ein- oder Austritt aus der SpritzwasserzoneUntersuchungsweg
Diese Ansicht liefert dafür keinen Zahlenwert.
Beim Eintritt ins Wasser sind Auftrieb beim Durchtritt durch die Wasseroberfläche, hydrodynamische Zusatzmasse, Strömungswiderstand und Aufprallkräfte sowie die Wellenkinematik am Objekt maßgeblich. Diese Kräfte fehlen in diesem Modell vollständig.
Die Analyse muss Folgendes abbilden
- Verdrängungsvolumen in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe
- den Auftriebsübergang beim Durchtritt durch die freie Wasseroberfläche
- hydrodynamische Zusatzmasse und Strömungswiderstand
- Aufprallkräfte und die Wellenkinematik am Objekt
- Absenkgeschwindigkeit beim Durchqueren der Zone
Für eine Untersuchung bereitzustellen
- Objektgeometrie und zugehörige hydrodynamische Grundlagen
- Trockenmasse, Schwerpunkt und Gewicht unter Wasser
- Absenkgeschwindigkeit und vorgesehenes Zeitfenster für die Durchquerung
- Seegang und Grundlagen der Schiffsbewegung am Hebepunkt
Absenken unter Wasser oder AbsetzenUntersuchungsweg
Diese Ansicht liefert dafür keinen Zahlenwert.
Beim Absenken unter Wasser und beim Absetzen sind Auftrieb, hydrodynamische Zusatzmasse, Strömungswiderstand, Seildynamik und der Kontakt beim Aufsetzen maßgeblich. Sowohl der statische Bezugswert als auch die effektive Trägheit ändern sich beim Absenken des Objekts.
Die Analyse muss Folgendes abbilden
- Gewicht unter Wasser und Auftrieb
- hydrodynamische Zusatzmasse und Strömungswiderstand in der Tiefe
- Seil- und Anschlagmitteldynamik über die gesamte abgelassene Seillänge
- Aufsetzen und Kontakt am Meeresboden oder an der Struktur
Für eine Untersuchung bereitzustellen
- Wassertiefe und Absenkprofil
- Objektgeometrie, Masse und hydrodynamische Daten
- abgelassene Seillänge, Steifigkeit und Anschlaganordnung
- Absetzziel und dessen Akzeptanzkriterien
Pfahldurchsacken, Stoß oder mögliches SchlaffseilUntersuchungsweg
Diese Ansicht liefert dafür keinen Zahlenwert.
Ein Pfahldurchsacken oder eine Schnapplast ist ein transienter Vorgang, bei dem das Seil nur Zugkräfte überträgt: Es wird schlaff und spannt sich erneut. Ein stationäres lineares Modell kann dies nicht abbilden: Es ist ungültig für diesen Fall.
Die Analyse muss Folgendes abbilden
- die Durchlauf- oder Absenkgeschwindigkeit
- die Bedingungen beim Eingriff und beim erneuten Spannen
- das Verhalten des Seils als reines Zugelement während der Schlaffphase
- das Kraft-Hub-Verhalten eines vorhandenen Stoßdämpfers einschließlich der Endanschläge
Für eine Untersuchung bereitzustellen
- Masse des Pfahls oder Objekts und die Durchlaufgeschwindigkeit
- Anordnung des Hubwerks und dessen Steifigkeit
- zulässige Spitzenlast an der Kranspitze
- Ablauf des Vorgangs um das Ereignis herum
Modellgrenzen: Was diese Ansicht nicht berechnen kann
- Kranspitzenbewegung aus einem Seegang: Dafür ist die Schiffsbewegung am Hebepunkt erforderlich
- Statistik unregelmäßiger Wellen, Einsatzdauer oder ein Hs × Tp Betriebsfenster
- Wassereintritt: Auftrieb, hydrodynamische Zusatzmasse, Strömungswiderstand und Aufprallkräfte
- Abheben, Absetzen, Kontakt und zwei unabhängig bewegte Körper
- Schlaffwerden, erneutes Spannen und Schnapplast: Diese Vorgänge sind transient und nichtlinear
- Verhalten von Winde und Steuerung, Hub des Seegangskompensators und Endanschläge
- Verteilte Schwingungsformen von Seil und Kran: Das Modell erfasst nur eine vertikale Schwingungsform
Mechanismen, Berechnungen und projektspezifische Nachweise.
Weiter zum vollständigen Leitfaden oder direkt zu den passenden Fallstudien.
Was ist der dynamische Verstärkungsfaktor?
Der dynamische Verstärkungsfaktor (DAF) ist der Spitzenwert einer definierten Lastantwort geteilt durch den zugehörigen statischen oder quasistatischen Bezugswert: jeweils für denselben Lastkanal, Ort, dieselbe Konfiguration und Phase des Hebevorgangs. Ein DAF von 1.30 bedeutet, dass die maximale Gesamtlast 30% über diesem Bezugswert liegt; bei einem DAF von 2.0 ist sie doppelt so hoch. Ein DAF von 1.0 besagt nur, dass der angegebene Spitzenwert dem Bezugswert entspricht; er beweist weder, dass beim Hebevorgang keine Bewegung auftrat, noch dass keine geringe Mindestzugkraft oder kein Schlaffwerden vorkam.
Ein DAF ist unvollständig, wenn er den Auswertungspunkt (Kranspitze, Haken, Anschlagmittelgruppe oder Nutzlast), die Referenzlast und die Phase des Hebevorgangs. Das Verhältnis der Spitzenhakenlast zur statischen Hakenlast ist nicht mit dem Verhältnis der Spitzenspannung im Anschlagmittel zu einer Referenz unter Wasser gleichzusetzen. DAF ist ein Spitzenlastverhältnis, kein Sicherheitsfaktor, keine Kranauslastung und kein zulässiger Seegang.
Bei Offshore-Hebevorgängen bewegen Wellen die Kranspitze auf und ab, während die Nutzlast darunter hängt. Diese Relativbewegung erzeugt dynamische Kräfte im Hebesystem: Spannungsspitzen, wenn die Kranspitze nach oben beschleunigt, und nachlassende Spannung, wenn sie absinkt. Der DAF beschreibt, wie stark diese dynamischen Kräfte im Vergleich zu einem Hebevorgang bei ruhigem Wasser zunehmen.
Was verursacht DAF bei realen Kranhebevorgängen?
Bei realen Kranhebevorgängen wird der DAF durch Relativbewegungen entlang des gesamten Lastpfads bestimmt. Kranspitze, Haken, Seil, Anschlagmittel und Nutzlast bewegen sich nicht als starrer Körper: Relative Beschleunigung verändert die Zugkraft, elastische Nachgiebigkeit speichert Energie und gibt sie wieder ab, hydrodynamische Kräfte verändern die wirksame Last, und der Verlust und die Wiederaufnahme der Zugkraft erzeugen ein nichtlineares Schnapplast-Ereignis. Eine absinkende Auslegerspitze allein belegt noch kein schlaffes Seil: Schlaffheit tritt erst ein, wenn die berechnete Zugkraft null erreicht.
Hebevorgang vom Deck eines Versorgungsschiffs. Ein Frachtcontainer auf einem Versorgungsschiff folgt dessen Hubbewegung und Rollen, während die Kranspitze der Bewegung des Kranschiffs oder der Plattform folgt. Bewegt sich der Haken nach oben, während sich Deck oder Container nach unten bewegen, kann das Anschlagmittel innerhalb eines Sekundenbruchteils von schlaff oder gering belastet auf voll belastet wechseln. Diese Schnapplast kann deutlich höher sein als das statische Gewicht des Containers.
Durchquerung der Spritzwasserzone. Bei einer Durchquerung der Spritzwasserzone, ändern sich Auftrieb, Strömungswiderstand, Zusatzmasse und Wellenpartikelgeschwindigkeit schnell, während die Nutzlast die freie Wasseroberfläche durchquert. Die Hakenlast kann rasch steigen und fallen, insbesondere wenn die Dynamik von Kran, Seil und Nutzlast mit der Wellenperiode zusammenfällt.
Weitere häufige Auslöser sind plötzliches Abheben vom Deck, Aufprall beim Absetzen, Verhaken, schnelle Kranbewegungen, Notstopps und Resonanz im System aus Kran, Seil und Nutzlast.
Schnapplasten: schlaffe Anschlagmittel und erneute Zugbelastung
Die heftigsten DAF-Ereignisse sind Schnapplasten: Das Anschlagmittel wird schlaff und nimmt dann schlagartig wieder Zug auf. Solange das Seil schlaff ist, bewegen sich Haken und Nutzlast unabhängig voneinander. Sobald es wieder straff wird, muss die Geschwindigkeitsdifferenz nahezu augenblicklich durch Seildehnung aufgenommen werden. Für eine idealisierte, ungedämpfte Einmoden-Abschätzung mit einer Nutzlast der Masse m (zuzüglich Zusatzmasse mA bei Unterwasserlage) an einem Lastpfad mit der kombinierten Tangentensteifigkeit k beträgt die geschwindigkeitsbedingte Zunahme der Zugkraft über die quasistatische Last hinaus näherungsweise
F Schnapplast entspricht v rel mal der Quadratwurzel aus k mal der Summe aus m und m mit Index A.wobei vrel die Relativgeschwindigkeit in dem Moment ist, in dem das Seil wieder Zug aufnimmt. Dies ist nicht die gesamte Spitzenzugkraft bei der Schnapplast: k ist die kombinierte Tangentensteifigkeit des gesamten Lastpfads; der Massenterm ist eine äquivalente beteiligte Masse und nicht automatisch die Nutzlast plus Zusatzmasse. Sobald ein Seil die Zugkraft verlieren kann, müssen Spitzen- und Mindestzugkräfte mit einer nichtlinearen transienten Analyse für ein ausschließlich zugtragendes Seil bestimmt werden. Innerhalb dieser Abschätzung skaliert der Zuwachs mit der Quadratwurzel der Steifigkeit: Bei gleicher Geschwindigkeitsdifferenz erhöht eine Verdoppelung von k den Zuwachs um etwa 41%. Größere Nachgiebigkeit erhöht jedoch auch den Weg und verschiebt die Eigenperiode; sie ist daher nicht automatisch sicherer. Verfügbarer Hub und Endanschlaglasten müssen geprüft werden. DNV-RP-N103 legt fest, wann Schnapplasten bewertet werden müssen und wie die Spitzenlast berechnet wird. Bleibt das Seil während des gesamten Wellenzyklus unter Zug, entsteht der Übergang von schlaff zu straff gar nicht erst: Ein passiver Seegangskompensator kann dies innerhalb seines analysierten Bewegungs- und Kraft-Hub-Bereichs erreichen. Dieser Bereich muss jedoch nachgewiesen werden; eine Annahme genügt nicht.
So lässt sich der DAF reduzieren
- Stoßdämpfer für Schnapplasten. A POLARIS Kranstoßdämpfer fügt zwischen Kran und Nutzlast Hub und Dämpfung hinzu. Er nimmt die kinetische Energie eines einzelnen Stoßereignisses (Abheben vom Deck, Schnapplast, Überlast) auf, bevor daraus eine Spitzenlast am Kran wird, sofern sein Kraft-Hub-Verhalten, der verfügbare Weg und die Endanschlaglasten zum Ereignis passen. Danach benötigt er Zeit zum Zurücksetzen. Für wiederholte Zyklen aus schlaffem Seil und Schnapplast in der Wellenzone ist daher Seegangskompensation einzusetzen.
- Passive Seegangskompensation bei der Durchquerung der Spritzwasserzone. A passiver Seegangskompensator verringert die Relativbewegung zwischen Kranhaken und Unterwasser-Nutzlast. Dadurch bleibt die Zugkraft im Anschlagmittel beim Durchqueren der Spritzwasserzone gleichmäßiger und die dynamische Lastüberhöhung am Kran sinkt, innerhalb des analysierten Last-, Frequenz- und Hubbereichs des Geräts.
- Auch den Hebevorgang steuern, nicht nur die Ausrüstung. Krangeschwindigkeit verringern, resonante Seegänge meiden, Wetterfenster planen und Verfahren zum sanften Abheben anwenden. Die Ausrüstung verringert den DAF, doch die Betriebsführung bestimmt weiterhin die Anfangsbedingungen.
Die Wahl des Produkts richtet sich nach dem maßgebenden Mechanismus; der folgende Abschnitt zu den Szenarien zeigt die Zuordnung. Für die Belastung auf Kranseite ist die Kranlasttabelle.
So wird der DAF berechnet
Eine erste Abschätzung für einen trockenen Hebevorgang ohne Kontakt zu Deck oder Wasser, mit durchgehend gespanntem Seil und einer Nutzlast, die einer vorgegebenen sinusförmigen Bewegung der Kranspitze folgt, lautet
wobei aheave die maximale vertikale Beschleunigung an der Kranspitze und g die Erdbeschleunigung (9.81 m/s²) ist. Bei sinusförmiger Kranspitzenbewegung mit der Einzelamplitude ζ (der vertikalen Bewegung am Hebepunkt, nicht Hs) und der Antwortperiode T, die nicht automatisch der Spitzenperiode Tp des Wellenspektrums entspricht:
Beispiel mit einer Hubbewegungsamplitude von 1.5 m und einer Periode von 8 s:
Dies ist nur eine Abschätzung für eine starre Kranspitzenbewegung. Die gekoppelte Hakenantwort kann in der Nähe einer Systemeigenperiode höher oder im Isolationsbereich niedriger sein. Sie hängt vom Frequenzverhältnis, der Dämpfung, Steifigkeit, Seillänge, Nutzlastmasse und Hydrodynamik ab. Die früheren Hebevorschriften aus DNV-OS-H205 wurden in DNV-ST-N001 zusammengeführt; maßgebend sind die für das Projekt festgelegte Ausgabe und ihre Faktoren.
Genauere DAF-Berechnungen modellieren Schiff, Kran, Hubseil, Anschlagmittel und die Hydrodynamik der Nutzlast als gekoppeltes System. Dafür werden kommerzielle Zeitbereichswerkzeuge wie OrcaFlex, und auch ND-eigenes CONSTELLATION eingesetzt; zur Physik beim Eintauchen siehe den Leitfaden zur Durchquerung der Spritzwasserzone.
Warum es keinen übertragbaren DAF-Bereich gibt
Ein normativer Mindestfaktor, eine für ein Projekt berechnete Antwort und ein Ergebnis aus einer einzelnen Simulation sind unterschiedliche Arten von Zahlen. Für jeden Wert müssen Lastkanal, Referenzlast, Phase des Hebevorgangs und Nachweisgrundlage angegeben werden.
| Szenario des Hebevorgangs | Ohne Kompensation | Mit der angegebenen Maßnahme | Grundlage |
|---|---|---|---|
| Hebevorgang durch die Spritzwasserzone, 35 t (ND-Studie) | DAF 3.41 bis 5.38 | 1.15 bis 1.91 mit RIGEL | Gekoppelte Zeitbereichssimulation, 8 Wellenrealisierungen |
| Abfangen eines unkontrollierten Pfahlabsinkens (ND-Studie) | 2.28 mit starrer Verbindung | 1.43 mit POLARIS | Gekoppelte Simulation des Abfangvorgangs, Studie CS-2026-005 |
| Schnapplast beim Abheben, illustrativ | 3.2× | 1.28× mit einem Stoßdämpfer | Einzelne 1-DOF-Simulation (Abbildung 1); keine Obergrenze |
| Jeder andere Hebevorgang | Berechnen | Berechnen | Phasenspezifische Analyse auf Projektgrundlage; DNV-ST-N001 legt Mindestwerte für Hebevorgänge in Luft nach Hakenlast fest |
DAF nach Szenario des Hebevorgangs: ohne Kompensation, mit der angegebenen Maßnahme und mit der Grundlage für jeden Wert.
Die Mindestzugkraft ist ein eigenständiges Akzeptanzkriterium und kein Teil der DAF-Definition. Jede vorläufige Schwelle für durchgehend gespannten Seilzustand oder ein prozentualer Grenzwert in einer ND-Abschätzung ist ein ND-Standardwert für die Vorprüfung, sofern die Projektgrundlage keine anwendbare Anforderung mit zugehöriger Klausel nennt.
Welches DNV-Dokument wofür gilt
- DNV-ST-N001: Lastfälle für marine Operationen, Planung und Grundlage der Marine-Warranty-Prüfung.
- DNV-RP-N103: Modellierungshinweise und vereinfachte Formeln für Auslegungslasten bei marinen Operationen.
- DNV-RP-N202: Auslegungsparameter, Leistung und Validierung von Seegangskompensatoren.
- DNV-ST-0378: Auslegung und Zertifizierung von Hebezeugen; sie legt weder den projektbezogenen DAF fest noch genehmigt sie einen Hebevorgang.
Maßgebend sind die im Vertrag und durch den MWS festgelegten Ausgaben, Projektannahmen und Akzeptanzkriterien. Gerätezertifizierung und die Genehmigung eines konkreten Hebevorgangs sind getrennte Vorgänge.
Was ein belastbarer Vorher-Nachher-Vergleich enthalten muss
Was eine beauftragte Studie stattdessen liefert
Zwei getrennte beauftragte CONSTELLATION-Fälle, dargestellt, weil sie physikalische Vorgänge abdecken, die die obige Abschätzung bewusst ausklammert. Jeder Fall ist ein zusammengehöriges Paar (derselbe Hebevorgang mit und ohne ND-Ausrüstung im Lastpfad, aus einem einzigen Eingabesatz) und enthält seine vollständige technische Grundlage. Sie wurden nicht aus Ihren Eingaben erzeugt, validieren die Abschätzung nicht und sind nicht auf einen anderen Hebevorgang übertragbar.
Technische Grundlage für diese Abbildung
- Fall
- CONSTELLATION-Fall für die Spritzwasserzone mit der angegebenen Nutzlast von 35 t und dem Gas-Öl-Verhältnis 1.4. Beide Spalten wurden nacheinander aus einem einzigen Eingabesatz erzeugt.
- Version und Datum
- CONSTELLATION v1.2.96, ausgeführt am 3. August 2026.
- Phase des Hebevorgangs
- Durchquerung der Spritzwasserzone: Absenken durch die Wasseroberfläche. Weder eine Abhebephase noch eine Absetzphase ist modelliert.
- DAF-Definition
- Nutzlast-DAF = die maximale Zugkraft in der Gruppe der Anschlagmittel während des Berechnungslaufs geteilt durch das statische Gewicht der Nutzlast in Luft, 35 t × 9.80665 m/s² = 343.2 kN. Dieser Nenner entspricht der für diesen ND-Fall festgelegten Definition. Der Spitzenwert ist das Maximum der Zeitreihe auf dem solvereigenen Raster, nicht das Maximum der dargestellten Abtastwerte.
- Bewerteter Lastangriffspunkt
- Die viersträngige Anschlagmittelgruppe unmittelbar über der Nutzlast. Weder der Haken noch die Kranspitze: Beide tragen auch das Gewicht der Anschlagmittel und des Kompensators und ergeben einen anderen Wert.
- Schiffsbewegung und Seegang
- North Sea Giant: 25,397 t Verdrängung, 161 × 30 m, Tiefgang 7.5 m, GMT 1.5 m, GML 80 m, Trägheitsradien 10.5 m und 38.2 m, Anströmrichtung 180° (See von achtern; 0° entspricht in diesem Modell See von vorn), Antwort in sechs Freiheitsgraden einschließlich des RAO der Kranspitze. Unregelmäßiger Seegang Hs 1.8 m, Tp 7.5 s, JONSWAP mit dem vom Simulator automatisch bestimmten Peak-Verstärkungsfaktor, 200 Spektralkomponenten, Wassertiefe 30 m.
- Dauer, Realisierungen, Extremwert
- 120 s je Lauf, acht Wellenrealis. (Zufalls-Startwerte 1–8)/Sp.. Das Diagramm zeigt Realisierung 6 mit der maßgebenden Spitzenzugkraft im Anschlagmittel und dem maßgebenden DAF in beiden Spalten. Die folgende Hüllkurve zeigt den ungünstigsten Wert jeder Kenngröße aus den acht Realisierungen: Keine einzelne Realisierung ergibt gleichzeitig alle vier ungünstigsten Werte.
- Nutzlast, Anschlagmittel und Ausrüstung
- 35 t schwere GFK-Schutzabdeckung, 15.0 × 12.0 × 3.0 m, Aufschlagfläche 180 m², verdrängtes Volumen 10.73 m³, Freigabe 5 m über der Wasseroberfläche mit einer Zieltiefe von 15 m. Anschlagmittel: viersträngige Drahtseilgruppe bei 60°, Stränge 3.0 m, Gruppensteifigkeit 84,823 kN/m; oberes Anschlagmittel 5.0 m bei 22,619 kN/m. Kran: Drahtseil-Wippwerk, 75 t bei 30 m Ausladung, Hubwerksteifigkeit 13,622 kN/m, Haken 7.5 t, 20 mm Seil mit vier tragenden Strängen, Absenkgeschwindigkeit 0.16 m/s. Kompensator: RIGEL 75 t / 4.5 m Hub, passiv ohne EQ-Regelung, Gas-Öl-Verhältnis 1.4, Gas-Bezugspunkt 2,400 mm ab eingefahrener Stellung, Drosselöffnung 35 % beim Ausfahren und 70 % beim Einfahren, Vorspannung 35 t.
- Hydrodynamische Grundlagen
- Wassereintritt auf Basis der Relativbewegung zwischen Nutzlast und Wellenkinematik: Auftrieb aus dem momentanen eingetauchten Volumen, Aufschlagkraft auf die Wasserlinienfläche von 180 m², Strömungswiderstand mit Cd 1.3, hydrodynamische Zusatzmasse mit Ca 2.2 und der Froude-Krylov-Term. Diese Koeffizienten sind festgelegte Eingaben für den Fall und müssen projektspezifisch validiert werden.
- Sind die beiden Fälle direkt vergleichbar?
- Ja. Beide Spalten verwenden dieselbe Voreinstellung im selben Softwarestand und wurden in einer Sitzung mit denselben acht Zufalls-Startwerten berechnet; allein das Vorhandensein des Kompensators im Lastpfad unterscheidet sich. Die dargestellten Kurven zeigen auf beiden Seiten Realisierung 6 und unterliegen damit identischer Wellenanregung.
- Maßgebender Grenzwert
- Für diese technische Vorprüfung von ND ist Nutzlast-DAF ≤ 2.0 der Standardwert von ND; das Schnapplastverhältnis ≤ 0.90 ist gemäß DNV-RP-N103 das Kriterium für ein schlaffes Anschlagmittel, wie im Diagramm vermerkt. Mit RIGEL: DAF 1.15–1.91 (8 von 8 innerhalb des ND-Standardwerts), Schnapplastverhältnis höchstens 0.359 (8 von 8), keine Ereignisse mit schlaffem Anschlagmittel, Spitzenlast im Anschlagmittel 655 kN = 89.0 % der eigenen SWL der Einheit von 735.75 kN, Hubnutzung am maßgebenden Ende (Einfahren) 83–98 %, vier von acht Läufen oberhalb der 90 %-Marge (Ausfahrende 59–77 %). Ohne: DAF 3.41–5.38, Schnapplastverhältnis 1.000, bis zu 11 Ereignisse mit schlaffem Anschlagmittel. Genehmigte Projektkriterien haben Vorrang vor diesen Standardwerten.
- Was diese Ergebnisse nicht darstellen
- Kein DAF als Bemessungsgrundlage für einen anderen Hebevorgang, keine Prüfung der Krankapazität und kein Betriebsfenster. Es handelt sich um einen beauftragten Einzelfall bei einem Seegangszustand; über die darüberstehende Vorprüfung sagt er nichts aus.
- Hinweis zur Herkunft
- Dies ersetzt einen Wert vom Juli 2026 (Nutzlast-DAF 1.10) aus einer früheren 55 t-Konfiguration und einer einzigen Wellenrealisierung. Er ließ sich nicht reproduzieren und wurde zurückgezogen.
Technische Grundlage für diese Abbildung
- Fall
- CONSTELLATION-Fall eines Pfahldurchlaufs, einzelner Geschwindigkeitspunkt bei 5.0 m/s, Ventilkraft auf 18,000 kN gesetzt (Standardvoreinstellung 17,658 kN).
- Version und Datum
- CONSTELLATION v1.2.96, berechnet am 3. August 2026. Die kompensierte Spalte entspricht dem am 7. Juli 2026 festgeschriebenen Fall und wird mit diesem Softwarestand beim DAF bis auf 0.05 % reproduziert.
- Betriebsphase
- Pfahldurchlauf: das Fall- und Abfangereignis beim Rammen. Trocken, in Luft, außerhalb der Spritzwasserzone.
- DAF-Definition
- DAF = die maximale Hakenzugkraft im Zeitfenster von 5 s geteilt durch das statische hängende Gewicht am Haken: Haken 160 t + POLARIS-Gehäuse 17.10 t + Kolbenstange 10.85 t + Nutzlast 1,500 t = 1,687.95 t, also 16,553 kN. Der Spitzenwert wird auf dem Integrationsraster von 0.05 ms erfasst, nicht auf dem Ausgaberaster von 1 ms: Das Ablesen aus den Ausgabewerten unterschätzt einen scharfen Abfangstoß. Unterhalb des Stoßdämpfers wird ein zweiter DAF bezogen auf die 14,710 kN der Nutzlast selbst angegeben: 1.31 mit POLARIS, 2.41 ohne.
- Bewerteter Lastangriffspunkt
- Der Haken und der Krananschluss oberhalb des Stoßdämpfers. Die Kolbenstangenkraft unterhalb des Stoßdämpfers ist ein eigener Datenkanal mit einem anderen Wert.
- Schiffsbewegung und Seegang
- Bewusst keine. Ein Pfahldurchlauf ist ein Stoßereignis von weniger als einer Sekunde. Daher ist die Bewegung des Trägerschiffs deaktiviert und es werden keine Wellenlasten angesetzt: Der Fall isoliert den Abfangvorgang. Es gibt kein Hs, Tp, Spektrum und keine Anströmrichtung anzugeben; diese Abbildung sagt nichts über das Verhalten bei Seegang aus.
- Dauer, Realisierungen, Extremwert
- Zeitfenster 5.0 s, Ausgabe alle 1 ms, Integration mit 0.05 ms. Ein deterministischer Lauf je Spalte: keine Seeds und kein Ensemble, da keine zufällige Anregung vorliegt, über die gemittelt werden müsste. Der angegebene Spitzenwert ist das Maximum der Zeitreihe, kein statistischer Extremwert, und ist nicht mit einer Hüllkurve aus acht Seeds wie beim danebenstehenden Wassereintrittsfall vergleichbar.
- Nutzlast, Anschlagmittel und Ausrüstung
- 1,200 t schwerer Pfahl plus 300 t schwerer Hammer, miteinander verbunden, kombinierte Aufprallmasse 1,500 t, Durchlaufgeschwindigkeit 5.0 m/s. Lastpfad: Kran 17,454.3 kN/m mit 66.85 kN·s/m Dämpfung, Haken 160 t, oberes Anschlagmittel 49,762.8 kN/m, POLARIS-Gehäuse 17.10 t, Kolbenstange 10.85 t, unteres Anschlagmittel 46,652.7 kN/m, Nutzlast 1,500 t.
- Anfangsgeschwindigkeit und Einstellung des Stoßdämpfers
- 5.0 m/s abwärts bei t = 0 aus dem Zustand voller statischer Lastaufnahme. Bei der Anschlagkonfiguration für einen Pfahldurchlauf hängen die weichen Anschlagmittel schlaff und die Kolbenstange bleibt eingefahren; POLARIS trägt daher bis zum Durchlaufen des Pfahls keine Last. Das Modell beginnt, sobald das Spiel aufgenommen ist und die gedehnten Anschlagmittel das statische Gewicht tragen, bei Gasdruck entsprechend der Vorfüllung. Dasselbe Ereignis erreicht die Anschlagmittel bei ungefähr 3.5 m/s: Das Gewicht beschleunigt die Masse, während sich die Anschlagmittel dehnen. POLARIS 2,000 t / 6.0 m Hub, Ventilkraft 18,000 kN, Kraft aus der Gasvorfüllung 15,696 kN, Gasanteil 0.40. Der Lauf nutzt 4.98 m des Hubs von 6.0 m (83 %); die ringförmige Ölkammer entleert sich nie (Minimum 6.2 %).
- Sind die beiden Fälle direkt vergleichbar?
- Ja, und dies wird geprüft statt nur behauptet. Beide Spalten werden aus einem Parametersatz erzeugt; das Skript vergleicht die Felder einzeln und verweigert den Lauf, sofern sich mehr als das Stoßdämpfer-Flag unterscheidet. Massen, Steifigkeiten, Dämpfung, Schwerkraft, Anfangszustand und Integrationsschritt sind identisch. Der Vergleichsfall ersetzt den Kompensator durch eine starre Verbindung und ändert sonst nichts.
- Maßgebender Grenzwert
- Kran-SWL 24,517 kN (2,500 t). Mit POLARIS erreicht die Hakenlast 23,627 kN, also 96.4 % davon. Ohne erreicht sie 37,664 kN: 154 % der Kran-SWL; außerdem wird das Seil innerhalb von fünf Sekunden vollständig schlaff und spannt sich zweimal erneut, was ein Spitzenlastwert allein nicht erfasst.
- Unabhängige Verifizierung
- Der kompensierte Fall wurde mit OrcaFlex 11.3e am 17. Juli 2026 gegengeprüft; dabei wurde der Kompensator durch ein gemessenes Kraftgesetz abgebildet: Spitzenlast am Kran +0.23 %, Kran-DAF 1.4299 gegenüber 1.4266, maximaler Hub −0.4 %, RMS der Kettenkraft während des Abfangvorgangs unter 1 %.
- Was diese Ergebnisse nicht darstellen
- Nicht auf andere Pfähle, Hämmer, Krane oder Ventileinstellungen übertragbar und kein Lastdiagramm. Das Modell enthält weder eine Winde noch eine Reaktion des Bedieners; daher zeigt die unkompensierte Kurve nach dem ersten Abfangen das freie Ausschwingen desselben Laststrangs.
- Hinweis zur Herkunft
- Bis zum 3. August 2026 ließ sich der Fall „ohne“ nicht simulieren: Wenn das Gasvolumen auf null gesetzt wurde, um einen blockierten Zylinder abzubilden, wurde der Druckterm singulär. Daher veröffentlichte ND zunächst eine analytische Schnapplastabschätzung gemäß DNV-RP-N103 von 34,190 bis 44,759 kN, abhängig von der angenommenen Kransteifigkeit. Der Simulator berechnet den starren Fall nun direkt: 35,387 kN auf der Nutzlastseite.
DAF nach Hebeszenario
Zwei Beispiele veranschaulichen unterschiedliche maßgebende Mechanismen: Sie teilen nicht jeden Offshore-Hebevorgang in nur zwei Bereiche ein. Die Gegenmaßnahmen unterscheiden sich, weil sich die Lastverläufe unterscheiden.
Durchquerung der Wasseroberfläche
Beim Wassereintritt überlagert sich die Antwort der Kranspitze mit veränderlichem Auftrieb, Strömungswiderstand, Zusatzmasse und einem möglichen Aufschlag. Schlaffwerden und erneutes Spannen sind mögliche Folgen, keine zwangsläufigen Lastkomponenten. Ein richtig ausgelegter passiver Seegangskompensator hilft, innerhalb seiner analysierten Kraft-Hub-Hüllkurve eine positive Zugkraft aufrechtzuerhalten; der Aufschlag beim Wassereintritt bleibt eine hydrodynamische Prüfung gemäß DNV-RP-N103.
Einflussgrößen: Aufschlag · veränderlicher Auftrieb · Hubbewegung der Kranspitze
Durchlaufen eines Pfahls oder schweren Bauwerks
Ein Pfahldurchlauf ist ein transienter Verlust der Abstützung oder ein unkontrolliertes Durchlaufen: Gleichmäßiges Absenken ist für sich genommen keine Schnapplast. Die freigegebene Masse, die Durchlaufgeschwindigkeit, die Dynamik von Seil und Flaschenzug sowie das Abfangsystem bestimmen den Spitzenwert: einen scharfen, kurzen Laststoß statt einer wellenzyklischen Hubbewegung.
Einflussgrößen: Schnapplast / Stoßlast · Absenkgeschwindigkeit · Steifigkeit der Anschlagmittel
DAF: häufige Fragen
Was ist ein typischer DAF für einen Offshore-Hebevorgang?
Wie berechnet man den DAF?
Was ist eine Schnapplast?
Wie stark senkt passive Seegangskompensation den DAF?
Ist der DAF ein Sicherheitsfaktor?
DAF und Auswahl des Seegangskompensators
DAF ist ein Ergebnis und allein keine ausreichende Eingangsgröße für die Produktauslegung. Die Ausrüstung wird anhand der maßgebenden Phase des Hebevorgangs und der dem Faktor zugrunde liegenden Größen ausgewählt: statische, maximale und minimale Zugkräfte, Relativbewegung und -geschwindigkeit, erforderlicher Hub, Kraft-Hub-Verhalten, Dämpfung, Zyklusbelastung, Erholzeit und Lasten an den Endanschlägen. Ein niedrigerer DAF belegt für sich genommen weder die Krankapazität noch ein Wetterfenster oder ein zulässiges Hs.
Welchen Nutzen ein Kompensator bei einem bestimmten Hebevorgang bringt und welches Gerät geeignet ist, ergibt sich aus einem modellierten Fall, nicht aus einer Faustregel. Der obige Szenarioabschnitt ordnet nach Wirkmechanismus; eine beauftragte CONSTELLATION-Studie legt die Ausrüstung anhand der angegebenen Betriebsgrenze aus und weist neben dem Faktor die maximalen und minimalen Zugkräfte aus.
Benötigen Sie einen DAF für die Auslegungsgrundlage?
Senden Sie die Phase des Hebevorgangs, die Lastdefinition, die Grundlagen für Schiffs- und Kranbewegungen, die Anschlagmittel und die Betriebsgrenze. Wir teilen Ihnen die erforderlichen Eingaben und einen vorgeschlagenen Analyseumfang mit. Aus einem Formular wird kein projektspezifischer Faktor abgeleitet. Möchten Sie zuerst berechnete Fälle prüfen? Die folgenden Referenzdiagramme stammen aus denselben Modellen, auf die wir uns in Angeboten beziehen.
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Lastfälle bei Offshore-Hebevorgängen: Referenzdiagramme von ND
Was bei einem Hebevorgang mit und ohne passive Seegangskompensation tatsächlich gemessen wird, anhand der eigenen Zeitbereichssimulationen von Norwegian Dynamics. Das Dokument gibt keine Norm wieder. Sein Wert liegt in den Diagrammen, die keine Norm veröffentlicht.
- Maximale Anschlagmittellast und dynamische Verstärkung mit und ohne Kompensator bei gleichem Seegang
- Die vollständige Konfiguration jedes Falls, damit Sie ihn selbst nachstellen können
- Die Gültigkeitsgrenzen jedes Ergebnisses, direkt neben dem Ergebnis angegeben
- Eine Eingabecheckliste zur Festlegung des Umfangs Ihres Hebevorgangs