Kleine Baustatik | springerprofessional.de

Springer Professional

Top

2017 | Book

Read chapter Read first chapter

Kleine Baustatik

Grundlagen der Statik und Berechnung von Bauteilen

Authors: Dipl.-Ing. Horst Herrmann, Prof. Wolfgang Krings

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Login to get access

About this book

Das in der 18. Auflage aktualisierte Lehrbuch „Kleine Baustatik“ mit bewährtem Inhalt vermittelt wichtige Grundlagenkenntnisse der Baustatik und umfasst alle aktuellen EuroCode-Normen im Holz-, Mauerwerks- und Stahlbetonbau. Dabei wird die oft so gefürchtete Statik einfach und leicht dargestellt. Der Autor bietet konkrete Hilfe und zeigt, dass Statik kein wesensfremdes Gebiet, sondern ein ständiger Begleiter im beruflichen Alltag ist.

An über 75 Beispielen werden die einzelnen Berechnungsgänge erläutert, und über 90 Übungen sollen dazu dienen, die erlernten Stoffinhalte zu vertiefen und zum selbstständigen Lösen von Aufgaben anzuhalten. Die hierzu erforderlichen Zahlenwerte und Auszüge aus den aktuellen Eurocodes sind im Anhang, Kapitel 12 in 45 Tabellen enthalten.

Abschließend ist in Kapitel 11 für ein einfach konzipiertes, kleines Wochenendhaus eine statische Berechnung nur der wichtigsten Bauteile angefügt. Hierbei sollen viele Erkenntnisse, die man beim Durch

arbeiten des vorliegenden Buches erworben hat, im Rahmen einer praxisnahen Anwendung noch einmal wiederholt und vertieft werden.

Advertisement

Table of Contents

Frontmatter

1. Kräfte am Bauwerk

Zusammenfassung

Bewundernd stehen wir heute noch vor alten Bauten, die die Jahrhunderte überdauert haben. Die Treppe in Bild 1.1 scheint sich fast schwerelos empor zu winden. Schön sind ihre Formen, und harmonisch ausgeglichen erweckt sie den Eindruck, dass sie allen Belastungen gewachsen ist. Solche und andere Bauwerke haben die alten Handwerksmeister errichtet ohne genaue Kenntnisse der Gesetze der „Statik“ und der „Festigkeitslehre“ und ohne vorherige Berechnung. Sie hatten ein Gefühl für die richtigen und zweckmäßigen Abmessungen. Wegen geringer Lohnkosten und Abgaben konnten sie es sich auch leisten, mit dem Baustoff verschwenderischer umzugehen, als wir es heute können.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

2. Sicherheitskonzept

Zusammenfassung

Die Aufgabe bei der Tragwerksplanung besteht darin, das Tragwerk so zu planen, dass es während der vorgesehenen Nutzungsdauer, im Normalfall statistisch betrachtet ca. 50 Jahre, mit einer ausreichend großen Zuverlässigkeit, unter Beachtung wirtschaftlicher Gesichtspunkte bei der Herstellung und Unterhaltung, den möglichen Einflüssen und Einwirkungen standhält sowie die geforderten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit erfüllt.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

3. Druckkräfte und Zugkräfte

Zusammenfassung

Alle Lasten eines Bauwerks (Eigen- und Verkehrslasten) werden durch die einzelnen Bauteile zu den Fundamenten hin und von dort in den Baugrund geleitet. So drücken die Verkehrslast und die Eigenlast der Brücke in Bild 3.1 durch die Schwellen und Streben auf den Pfeiler, der diese Druckkräfte und seine Eigenlast einschließlich Fundament auf den Baugrund überträgt. Der Baugrund muss also diese Belastung aushalten. Er darf sich weder unzulässig senken noch seitlich ausweichen.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

4. Scherkräfte

Zusammenfassung

Die Pfosten in Bild 4.1 belasten die Natursteinkonsole. Wir erkennen, dass sie nicht durch Materialpressung gefährdet ist. Vielmehr würde sie bei Überlastung an der Außenkante der Mauer abgeschert werden und längs der Mauer herunterbrechen.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

5. Biegung

Zusammenfassung

Drehmoment. Ist auf der Baustelle ein Steinquader anzuheben, setzt man ein Stahlrohr oder ein Kantholz als Hebel an. Es genügt dann weniger Kraft, als wenn man den Quader unmittelbar mit den Händen anhebt. Mit einem Hebel lässt sich bekanntlich am leichtesten arbeiten, wenn der „Drehpunkt“, um den der Hebel gedreht wird, dicht an die Last herangeschoben wird, so dass der Lastarm möglichst kurz, der Kraftarm des Hebels dagegen möglichst lang wird. Die Wirkung der Kraft ist also nicht allein von deren Größe, sondern auch von deren Abstand vom Drehpunkt abhängig.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

6. Kräftedarstellung

Zusammenfassung

Kräftemaßstab und Kräftepfeil. In Schaubildern stellt man häufig die Größe einzelner Angaben (z. B. über Produktionsentwicklungen, über die Bautätigkeit, über Ein- und Ausfuhr) in Säulen oder Geraden dar, um einen anschaulichen Vergleich zu ermöglichen. Ebenso lassen sich die auf Bauwerke wirkenden Kräfte und Lasten darstellen.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

7. Knickgefahr und Knicksicherheit

Zusammenfassung

Auf Druck beanspruchte schlanke Pfosten oder Pfeiler (in der Statik „Druckstäbe“ oder „Druckglieder“ genannt) werden bei Überbelastung nicht zerdrückt, sondern knicken aus (s. auch Kapitel 3.4). Ein rechteckiger Pfeiler wird zuerst um seine Längsachse ausknicken wollen (vgl. Druck auf stehende Reißschiene). Ein Kantholz von z. B. 10/20 cm, mit 200 cm² Querschnitt könnte bei Knicken um die Längsachse nur zirka 1/4 derjenigen

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

8. Fachwerkträger und Stabkräfte

Zusammenfassung

Fachwerkträger bestehen aus Einzelstäben, die untereinander zu unverschieblichen Dreiecken verbunden sind. Die äußeren Kräfte werden als Einzellasten auf die äußeren Knoten konzentriert und als Druck oder Zug in die Stäbe eingeleitet. Die Stabmittelachsen treffen sich in den Knotenpunkten, wo sie zentrisch zu Gelenken verbunden sind. Die praktische Ausführung weicht von diesen modellhaften Annahmen z. T. ab, was die Tragfähigkeit jedoch im Allgemeinen nicht beeinträchtigt. Form und Stabanordnung der Fachwerkträger und -binder sind unterschiedlich.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

9. Stahlbeton-Bauteile

Zusammenfassung

Die Bezeichnung „Stahlbeton“ besagt, dass dieser Baustoff aus Stahl und Beton besteht. Beton ist bekanntlich ein Gemenge aus Gesteinskörnern verschiedener Größe, die unter Zugabe von Wasser durch Zement miteinander verkittet sind. Bei sorgfältiger Herstellung wird Beton sehr druckfest, und zwar um so mehr, je weniger Hohlräume er enthält. Weil die einzelnen Gesteinskörner allein durch die Klebkraft des Zements miteinander verbunden sind, kann jedoch Beton nur geringe Zugkräfte aufnehmen. Die Vorschriften verbieten daher jegliche Zuweisung von Zugkräften an den Beton. Dies ist Aufgabe der Bewehrung mit Stahl, der sehr zugfest ist.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

10. Durchbiegungsnachweis

Zusammenfassung

Zusätzlich zu den bisher besprochenen Nachweisen und Berechnungen, den sogenannten Nachweisen im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind auch noch Nachweise im sogenannten Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit zu führen. Das können Spannungsnachweise, Rissnachweise für Stahlbetonkonstruktionen oder der Nachweis, dass für übliche Belastungen die Durchbiegung nicht zu groß wird, sein. Wir wollen hier nur den wichtigsten Nachweis, den Durchbiegungsnachweis, in seiner einfachsten Form behandeln.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

11. Statische Berechnung eines einfachen Wochenendhauses

Zusammenfassung

Für das in den Grundrissen und Schnitten in den Bildern 11.1 bis 11.4 dargestellte Haus mit seinen wichtigsten tragenden Konstruktionsteilen wollen wir nun mit den uns bekannten Rechenmethoden die statische Berechnung erstellen. Wir führen hier keine Schallschutz- und keine Wärmeschutznachweise. In den Plänen ist keine Treppe dargestellt und auch fehlen bestimmt noch einige Fenster- und Türöffnungen. Darum wollen wir uns im Rahmen dieser Berechnung nicht kümmern.

Horst Herrmann, Wolfgang Krings

Backmatter

Title: Kleine Baustatik
Authors: Dipl.-Ing. Horst Herrmann
Prof. Wolfgang Krings
Copyright Year: 2017
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-18524-4
Print ISBN: 978-3-658-18523-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-18524-4