Welche Angaben müssen in einem statischen Nachweis enthalten sein?

Michael · 24 Aug. 2026

Ein statischer Nachweis muss alle Angaben enthalten, die eine unabhängige Nachvollziehbarkeit und Prüfbarkeit der Berechnung ermöglichen. Dazu gehören die geltenden Normen, alle relevanten Lastannahmen, die verwendeten Werkstoffkennwerte, das Berechnungsmodell sowie die Nachweiskriterien für Spannungen und Verformungen. Die folgenden Abschnitte gehen auf jede dieser Anforderungen im Detail ein.

Welche Normen und Regelwerke gelten für den statischen Nachweis?

Welche Normen für einen statischen Nachweis gelten, hängt vom Anwendungsbereich ab. Im Maschinenbau sind das häufig die Eurocodes (EN 1990 bis EN 1999), die DIN-Normen für Stahlbau und Druckbehälter sowie produktspezifische Regelwerke wie die AD 2000-Merkblätter oder die EN 13445 für Druckgeräte. Der statische Nachweis muss immer auf die einschlägigen Regelwerke verweisen.

In der Praxis ist die Normenwahl nicht immer eindeutig. Wer eine Anlage oder Maschine in verschiedenen Ländern betreibt, muss prüfen, ob nationale Abweichungen zu den Eurocodes gelten. Für Sonderanwendungen, etwa Behälter mit großen Ausschnitten oder komplexe Schweißkonstruktionen, können ergänzend FKM-Richtlinien oder ASME-Normen herangezogen werden. Die Angabe der Normausgabe mit Jahreszahl ist verbindlich, da sich Anforderungen zwischen Revisionen ändern können.

Im Nachweis selbst sollte die Normenhierarchie klar sein: übergeordnetes Regelwerk, angewendete Teile, nationale Anhänge und eventuelle Abweichungen mit Begründung. Fehlt dieser Überblick, lässt sich die Berechnung nicht sauber prüfen.

Welche Lastannahmen müssen im statischen Nachweis dokumentiert werden?

Alle Lasten, die auf das Bauteil oder die Konstruktion einwirken, müssen vollständig und nachvollziehbar dokumentiert sein. Das umfasst ständige Lasten wie Eigengewicht, veränderliche Lasten wie Betriebslasten, Windlasten oder Schneelasten sowie außergewöhnliche Einwirkungen, sofern sie relevant sind. Jede Lastannahme braucht eine Quellenangabe oder eine Herleitung.

Technische Projektleiter in der Anlagenplanung wissen, dass fehlende oder unterschätzte Lastannahmen die häufigste Ursache für spätere Nachbesserungen sind. Deshalb sollten folgende Punkte explizit enthalten sein:

Eigengewicht aller tragenden und nicht tragenden Bauteile
Nutzlasten und Betriebslasten mit Angabe der Lastflächen und Laststellungen
Dynamische Anteile, auch wenn der Nachweis statisch geführt wird (z. B. als Stoßbeiwert)
Lastfallkombinationen nach dem angewendeten Regelwerk
Sicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Widerstände

Besonders bei Lastfallkombinationen gilt: Nicht jede ungünstige Last tritt gleichzeitig auf, aber das Regelwerk legt fest, welche Kombinationen maßgebend sind. Diese Kombinationsregeln müssen im Nachweis abgebildet sein, nicht nur die Einzellasten.

Welche Werkstoffkennwerte müssen angegeben werden?

Ein statischer Nachweis muss alle Werkstoffkennwerte enthalten, die in die Berechnung eingehen. Mindestens anzugeben sind die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, der Elastizitätsmodul und, bei schweißtechnischen Verbindungen, die Werkstoffgruppe nach der einschlägigen Norm. Die Quelle der Kennwerte, ob Werkstoffnorm, Datenblatt oder Prüfzeugnis, ist zu benennen.

Für die FEM-Berechnung und Strukturanalyse werden häufig auch die Querkontraktionszahl und thermische Ausdehnungskoeffizienten benötigt, wenn Temperaturbeanspruchungen berücksichtigt werden. Bei nichtlinearen Berechnungen kommen Fließkurven hinzu. Alle verwendeten Kennwerte sind auf die Betriebstemperatur zu beziehen, da sich Festigkeitswerte mit der Temperatur verändern.

Werden Schweißverbindungen berechnet, sind zusätzlich Nahtgüte, Schweißzusatzwerkstoffe und Kerbfallklassen anzugeben. Diese Informationen beeinflussen direkt, welche Grenzspannungen im Nachweis zulässig sind.

Wie unterscheiden sich Spannungsnachweis und Verformungsnachweis?

Der Spannungsnachweis prüft, ob die im Bauteil auftretenden Spannungen die zulässigen Grenzwerte des Werkstoffs nicht überschreiten. Der Verformungsnachweis stellt sicher, dass Durchbiegungen und Verschiebungen innerhalb der funktional oder normativ festgelegten Grenzen bleiben. Beide Nachweise sind eigenständig und müssen separat geführt werden.

Beim Spannungsnachweis wird die maßgebende Vergleichsspannung, häufig nach von Mises, der zulässigen Spannung gegenübergestellt. Dabei sind Spannungskonzentrationen an Kerben, Bohrungen oder Schweißnähten gesondert zu behandeln. Der Nachweis gilt als erbracht, wenn die Ausnutzung kleiner oder gleich 1,0 ist.

Der Verformungsnachweis bewertet, ob die Steifigkeit des Systems ausreicht. Grenzwerte für Durchbiegungen sind entweder normativ vorgegeben oder ergeben sich aus funktionalen Anforderungen, etwa weil angrenzende Bauteile nicht berührt werden dürfen oder Dichtflächen ihre Lage halten müssen. Beide Nachweise sollten im Dokument klar voneinander getrennt und mit den jeweiligen Grenzwerten dargestellt sein.

Was gehört zur Dokumentation des Berechnungsmodells?

Die Dokumentation des Berechnungsmodells muss so vollständig sein, dass ein unabhängiger Ingenieur die Berechnung mit denselben Eingaben reproduzieren kann. Dazu gehören die Modellgeometrie, die Randbedingungen, die Vernetzung bei FEM-Berechnungen sowie alle getroffenen Vereinfachungen mit ihrer Begründung.

Konkret sollte die Modelldokumentation folgende Punkte abdecken:

Beschreibung der Systemgrenzen und was im Modell nicht abgebildet wurde
Art der Lagerung und Einspannung mit Verweis auf die konstruktive Ausführung
Elementtypen und Netzqualität bei FEM-Modellen, einschließlich Konvergenznachweis
Kontaktbedingungen zwischen Bauteilen, sofern vorhanden
Verwendete Software mit Version

Vereinfachungen sind grundsätzlich zulässig, müssen aber konservativ sein. Wer ein Bauteil als starr modelliert, obwohl es in der Realität nachgibt, muss zeigen, dass diese Annahme auf der sicheren Seite liegt. Fehlende Begründungen für Vereinfachungen sind ein häufiger Kritikpunkt bei der Prüfung statischer Berechnungen.

Wer darf einen statischen Nachweis erstellen und prüfen?

Im Maschinenbau gibt es keine einheitliche gesetzliche Regelung, wer einen statischen Nachweis erstellen darf. In der Regel obliegt die Erstellung einem Ingenieur mit nachgewiesener Fachkenntnis im jeweiligen Anwendungsbereich. Die Prüfung kann durch einen unabhängigen Sachverständigen, einen Prüfingenieur oder eine benannte Stelle erfolgen, je nach Anforderung des Regelwerks oder des Auftraggebers.

Bei sicherheitsrelevanten Bauteilen, etwa Druckgeräten nach der Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU), ist eine Konformitätsbewertung durch eine benannte Stelle vorgeschrieben. Für Stahlbauwerke nach Eurocode 3 regeln nationale Vorschriften, ob und wann ein Prüfingenieur einzuschalten ist. Im allgemeinen Maschinenbau liegt die Verantwortung häufig beim Hersteller, der die technische Dokumentation im Rahmen der CE-Kennzeichnung verantwortet.

Qualitätsmanagementsysteme nach ISO 9001 schreiben interne Freigabeprozesse vor, die sicherstellen, dass Berechnungen vor der Verwendung geprüft wurden. Wer als technischer Projektleiter Nachweise von Dienstleistern bezieht, sollte vertraglich festhalten, welche Qualifikationen der Ersteller nachweisen muss und wie die Prüfung dokumentiert wird.

Wie CE-SYS Engineering bei statischen Nachweisen unterstützt

CE-SYS Engineering übernimmt die vollständige Erstellung und Dokumentation statischer Nachweise für Maschinen und Anlagenkomponenten, von der Lastermittlung bis zum geprüften Berechnungsbericht. Die Leistungen umfassen:

Spannungsnachweise und Verformungsanalysen nach europäischen und internationalen Regelwerken
FEM-Berechnungen für komplexe Geometrien, einschließlich Behälter mit großen Ausschnitten
Nachweisführung mit prüfgerechter Dokumentation, die Normenreferenzen, Lastannahmen und Modellbeschreibung vollständig abbildet
Identifikation von Schwachstellen und Ableitung konstruktiver Optimierungen

Das Team verbindet akademisch aktuelles Ingenieurwissen mit Erfahrung aus mehreren hundert Produktentwicklungsprojekten. Das Qualitätsmanagement ist nach ISO 9001 zertifiziert, sodass jeder Nachweis internen Freigabeprozessen unterliegt. Wenn Sie einen statischen Nachweis für Ihr Projekt benötigen, nehmen Sie direkt Kontakt auf und schildern Sie Ihre Anforderungen.