Tragwerksentwurf II
Die Kurse Tragwerksentwurf I und II erläutern die Grundlagen der Funktionsweise von Strukturen. In diesen Kursen wird die Beziehung zwischen der Form eines Tragwerks und den darin wirkenden Kräften mit Hilfe der grafischen Statik untersucht.
Balken
In dieser Übung werden innere Kräfteverläufe im Balken untersucht. Zuerst am einfachen Balken, dann an Balken mit verschiedenen Auflagerbedingungen bis hin zum auskragenden Balken. Dazu werden Bogen-Seil oder Fachwerkanalogien verwendet, d.h. die erlernten Kenntnisse Bogen-Seil-Tragwerke und Fachwerke werden auf Balken angewendet.
Balken
Balken sind stabförmige Bauteile mit Belastung quer zu ihrer Ausdehnungsebene zur Überbrückung verschiedener Spannweiten. Als Hauptbeanspruchung treten Zugspannungen an der einen und Druckspannungen an der anderen Aussenseite des Trägers auf.
Die inneren Kräfteverläufe können entworfen werden, indem Seilpolygone bzw. hängenden Seile mit einem zusätzlichen Druckelement verbunden werden. Auf diese Weise werden auch die statischen Randbedingungen bei den Auflagern erfüllt, da nur vertikale Auflagerkräfte auftreten.
Der Balken ist innerlich, d.h. in Bezug auf die Abtragung der inneren Kräfte, unendlich-mal statisch unbestimmt. So begründet sich die Tatsache, dass es keine eindeutige Lösung gibt, was zu einer höheren gestalterischen Freiheit führt. Wesentlich ist nur, dass die Gleichgewichtsbedingungen in keinem Bereich des Tragelements verletzt werden. Die entwickelten inneren Kräfte stehen mit den äusseren Kräften streng im Gleichgewicht.
7.2 Kräfteverlauf im Balken: Knoten für Knoten
7.3 Kräfteverlauf im Balken: Überlagerung
Überschneiden von Stäben
Bei den meisten Situationen in der grafischen Statik gibt es pro Stabelement im Lageplan ein entsprechendes Element im Kräfteplan. Dies ist der Fall, wenn keine sich überschneidenden Stäbe im Lageplan vorkommen. Überschneiden sich einzelne Stäbe im Lageplan, müssen diese im Kräfteplan meist doppelt gezeichnet werden.
