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Motivation 1
KAPITEL I
MOTIVATION
Tragwerksplaner entwerfen und planen Tragwerke. Tragwerke werden meist so
konstruiert, dass sie den Wünschen des Bauherren/Architekten Genüge tun und vor allem,
während seiner gesamten Lebenszeit hinreichend lange Bestand haben. Es entstehen
Tragsysteme, in denen mehrere tragende Bauteile zusammenwirken, die einen
Tragwiderstand gegenüber den Einwirkungen aufweisen. Planmäßige Einwirkungen
werden in einem idealisierten Tragwerksmodell abgebildet. Mit Hilfe der Statik werden
die Auswirkungen der Einwirkungen auf das Tragsystem prognostiziert. Die
resultierenden Beanspruchungen auf die tragenden Bauteile rufen Verformungen,
Schnittgrößen und Spannungen hervor, die zur Bemessung notwendig sind.
Aus wirtschaftlichen und ästhetischen Gründen kommen in der Praxis vermehrt
Bauwerke zur Ausführung, bei denen auf Dehnungsfugen gänzlich verzichtet wird. Diese
Bauweise, auch als semi-integrale Bauweise bezeichnet, kommt in der semi-integralen
Brückenbauweise aus Beton zum Einsatz. Überbau, Pfeiler und Unterbauten sind
monolithisch miteinander verbunden, wodurch eine schlanke und wartungsarme
Konstruktion realisiert werden kann. Die monolithische Verbindung führt in aller Regel
zu Tragsystemen, die mehrfach statisch unbestimmt sind.
Statisch bestimmte Tragstrukturen zeichnen sich dadurch aus, dass sämtliche Schnitt- und
Auflagergrößen allein durch Anwendung der Gleichgewichtsbedingungen bestimmbar
sind. Ist die Anzahl der Schnitt- und Auflagergrößen geringer, so wird die Struktur
kinematisch verschieblich (instabil), ist sie dagegen größer, so bezeichnet man die
Struktur als statisch unbestimmt.
Statisch unbestimmte Tragstrukturen besitzen eine große Bedeutung im Ingenieurwesen.
Gründe hierfür liegen in ihrer größeren Steifigkeit, ihrer höheren Systemfestigkeit und
ihrem günstigeren Verformungsverhalten in Versagensnähe sowie ihrer zumeist
einfacheren Herstellung und Wartung. (Krätzig, 1998)
Je steifer ein Tragwerk ist, desto bedeutender können die Einwirkungen aus Zwängungen
z.B. aus dem Lastfall Temperatur auf die Schnittgrößen und Spannungen sein. Das
Lastspiel wird stark von Setzungen, Temperaturdifferenzen, die man nicht exakt in ihrer
Dimension angeben kann, beeinflusst. Dazu kommt, dass die Steifigkeiten der einzelnen
Bodenschichten zum einen von der Lastgeschichte abhängen und zum anderen nur obere
und untere Grenzwerte für die Steifigkeiten angegeben werden können. Eine eindeutige
Prognose des ungünstigsten Lastfalls gibt es nicht. Im Gegensatz dazu haben