03 - LF4 Thema Fundamente-Schueler - Berufskolleg Borken

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σ vorhanden = vorhandene Spannung F = Kraft (Größe der Beanspruchung) A = Fläche (Querschnittsfläche, Aufstandsfläche etc.) Gängige Spannungseinheiten in der Praxis : kN cm N mm MN m ; _______ _______ _______ 2 2 2 kN 2 m 6.2 Begriff der Kraft Bauteile werden durch ständige und veränderliche Einwirkungen beansprucht. Dabei wird in der Baustatik zwischen ruhenden und dynamischen Einwirkungen unterschieden. Beispiele für ruhende Einwirkungen wären Wind, Schnee, Möbel oder Personen. Dynamische Einwirkungen wären zum Beispiel Erdbeben oder Kirchenglocken bei Gebrauch (Schwingungen). Bauteile im normalen Hoch- und Tiefbau außerhalb von Erdbebengebieten werden somit vorwiegend durch ruhende Einwirkungen beansprucht. Auch wenn der Schnee aus 10000 m Höhe auf Ihr Dach fällt, es ist und bleibt eine ruhende Einwirkung. Die Aufgabe des Statikers besteht darin, die aufgrund von äußerlichen Einwirkungen auf ein Bauteil resultierenden Spannungen zu berechnen und diese mit zulässigen Spannungen gemäß den entsprechenden DIN-Normen (Material) zu vergleichen. Ein Bauteil verformt oder verschiebt sich nur dann, wenn das Bauteil durch eine äußerliche Einwirkung (ständig oder veränderlich) beansprucht wird. Betrachten wir uns einmal einen Balken auf zwei Stützen in einem Gebäude. Dieser als Auflager für eine Stütze in einem Dachgeschoss. Was passiert mit dem Balken ? Der Balken biegt sich in Richtung der Stützenachse, bzw. rechtwinkelig zur eigenen Achse durch. Was ist der Grund für diese Verformung ? Seite 30
Die Antwort wäre zu einfach, wenn Sie sagen würden : Ist doch klar, da steht ja auch etwas sehr Schweres drauf. Die Antwort wäre noch nicht einmal falsch, leider aber nur halbrichtig. Natürlich haben Sie recht, wenn Sie behaupten, dass sich ein Balken nur dann durchbiegt, wenn etwas sehr Schweres darauf liegt. Beschreiben wir das sehr Schwere mal als Masse. Die Einheit einer Masse kennen Sie. Würde sich der Balken auch durchbiegen, wenn die Masse in form einer Stütze gar nicht den Balken berühren würde, sondern knapp über den Balken frei schweben würde. Sie haben recht ! Natürlich nicht. Die Stütze schwebt aber nicht, sondern drückt mit aller Macht den Balken nach unten. Was ist der Grund dafür ? Auch die Antwort kennen Sie. Alle Körper dieser Erde bis auf die Vögel unterliegen der Erdanziehungskraft auch Schwerkraft genannt. Für die Erdanziehung kann auch der Begriff Beschleunigung verwendet werden. Das ganze Paket inklusive Masse und Erdanziehung nennt man in der Praxis KRAFT. Wenn in der Baustatik demzufolge über Einwirkungen und deren Beanspruchung reden, dann reden wie zwangsläufig über Kräfte. Was also ist eine Kraft und wie ist sie definiert ? Die Größe einer Kraft ergibt sich aus dem Produkt Masse multipliziert mit einer Beschleunigung. Eine ruhende Masse auf ein Bauteil unterliegt nur der Erdanziehungskraft die in der Praxis mit 10 m/s 2 angenommen werden kann. Die Größe der Kraft ergibt sich aus dem Produkt Kraft = Masse * Beschleunigung F = m * a F = Kraft m = Masse in kg a = Beschleunigung 10 m/s 2 Setzt man für die Masse 1 kg ein und für die Beschleunigung die Erdanziehungskraft, so ergibt sich eine Kraft von 10 N (Newton) : F = 1 kg * 10 m/s 2 F = 10 N (Newton) In der Praxis kommen folgende Krafteinheiten zur Anwendung : MN kN N (Umrechnungsfaktor beträgt 1000) Meganewton Newton Kilonewton Seite 31
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