Tragwerkslehre
Tragwerkslehre Fragen
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| Utilisateurs | 13 |
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Statique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 26.12.2012 / 10.10.2023 |
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Was ist ein Tragwerk?
Unter dem Begriff Tragwerk wird die Gesamtheit der Elemente verstanden, welche das Skelett oder das Gerüst eines Bauwerkes darstellen. Dazu gehören alle diejenigen Elemente, welche eine stützende oder tragende Funktion ausüben.
Nennen Sie drei Zielsetzungen eines Tragwerkes
- Die Umhüllung, die Überdeckung oder der Schutz eines Raumes. (Wohngebäude, usw.)
- Eine Oberfläche zu schaffen für eine andere Nutzung. (Fussboden, Brücke, usw.)
- Lasten zu widerstehen oder etwas zu stützen. (Stützmauer, Mast, usw.)
Was ist der Zweck eines Tragwerkes?
Der Zweck eines Tragwerkes ergibt sich aus seiner Nutzung und seiner architektonischen Funktion.
Wie werden die äusseren Kräfte die auf ein Tragwerkwirken genannt? Nennen Sie die vier Gruppen dazu.
Lasten
1. Ständige Lasten (Die Eigenlasten der tragenden und nicht tragenden Bauteile)
2. Die veränderlichen Lasten (Das Gewicht der Personen, der Möbel, des Schnees, usw.)
3. Die Windkräfte
4. Die Massenkräfte, welche aus der Beschleunigung der Massen resultieren (Erdbeben, Aufprall)
Wo liegt der Angriffspunkt aller Kräfte?
Er ist identisch mit dem Schwerpunkt (Massenschwerpunkt).
Durch was wird eine Wirkungslinie (oder Kraftlinie) definiert?
Durch den Angriffspunkt und die Richtung der Kraft.Beispiel bei zwei Massen durch die beiden Massenschwerpunkte.
Was ist ein Subsystem?
Mann kann ein Teil des Kräftesystems Person-Stuhl-Erde abtrennen. Dieser Abgetrennte Teil mit allen Kräfte die darauf wirken, nennt man Subsystem.
Wie lauten die drei Gleichgewichtsbedingungen zweier Kräfte?
1. Die Kräfte müssen gleiche Intensität (Grösse) haben.
2. Sie müssen die gleiche Richtung, jedoch den entgegengesetzten Sinn haben.
3. Sie müssen auf der gleichen Wirkungslinie liegen.
Mit anderen Worten die beiden Kräfte müssen sich vektoriell aufheben.
Was ist eine innere Druckkraft?
Nehmen wir die Stütze auf der eine Person steht als Subsystem so wirkt auf dieses das Gewicht der Person als Kraft und von der Erde auf welchem die Stutze steht wirkt die gleiche Kraft in entgegengesetzter Richtung auf die Stütze. Die Stütze wird also auf der ganzen Länge gleich gequetscht. Diese Quetschung nennt man innere Druckkraft.
Was ist eine innere Zugkraft?
Nehmen wir ein Seil an dem eine Person hängt und dieses Seil hängt an einem Träger der auf der Erde steht. Da die Person am Seil hängt dehnt sich das Seil es wird also auseinandergezogen. Dieses auseinanderziehen nennt man innere Zugkraft.
Von welchen drei Faktoren ist die grösse der Verformung bei Zug- oder Druckbeanspruchung abhängig?
1. Die grösse der Beanspruchung
2. Die Art des Materials
3. Die Abmessungen (Querschnitt und Länge)
Gilt das lineare Verhalten bei der Verformung für alle Materialen?
Nein, dies gilt nicht unbedingt für alle Materialen
Was ist elastisches Verhalten?
Wenn sich unter Beanspruchung ein Bauteil verformt und bei Entlastung die ursprüngliche Form wieder einnimmt.
Was ist plastisches Verhalten?
Wenn sich unter Beanspruchung ein Bauteil verformt und auch bei Entlastung die ursprüngliche Form nicht wieder einnimmt.
Wie wird die Steifigkeit eines Materials definiert?
Das Verhältnis von notwendiger Kraft zur grösse der Verformung.
Welchen Einfluss hat die Länge auf die Steifigkeit?
Je länger das Bauteil, je kleiner ist die Steifigkeit.
Welchen Einfluss hat die Länge auf die Steifigkeit?
Je länger das Bauteil, je kleiner ist die Steifigkeit.
Welchen Einfluss hat der Querschnitt auf die Steifigkeit?
Je grösser der Querschnitt, je grösser ist auch die Steifigkeit.
Was sagt das Elastizitätsmodul eines Materials aus?
Es definiert die Steifigkeit eines Materials als Verhältnis der spezifischen Beanspruchung (bezogene innere Kraft, Spannung) und der bezogenen Verformung.
Was ist die Fliessgrenze bei Stahl?
Bis zu dieser Grenze verhält sich Stahl elastisch, nach dieser Grenze fliest bzw. Verformt sich der Stahl plastisch also dauerhaft.
Wo ist die Verfestigungsphase bei Stahl?
Ab der Fliessgrenze verformt sich der Stahl plastisch, im Anschluss ab einer bestimmten Verformung nimmt die Beanspruchung wieder zu, vor der Stahl endgültig Reisst. Diese letzte Phase nennt man Verfestigungsphase.
Durch welche vier Parametern kann das Verhalten von Stahl unter Beanspruchung beschrieben werden?
Elastizitätsmodul E, Fliessgrenze fy, Festigkeit Ft und Bruchdehnung Et.
Wann wird die Festigkeit ft erreicht?
Sie ist die maximale Spannung, welche kurz vor dem Auftreten des Bruches erreicht wird.
Warum werden die Stähle mit Ihrer Fliessgrenze fy bezeichnet?
Da in einem Tragwerk keine grossen plastischen Verformungen zugelassen werden können. Wird bei der Berechnung der Stähle die Fliessgrenze als Maximalwert der Spannung angenommen. Dies ist der Grund warum Stähle mit Ihrer Fliessgrenze bezeichnet werden.
Wie ist die Grössenordnung der Bruchdehnung bei Stahl S235 und Spannstahl?
Bei Stahl S235 ist die Verlängerung vor dem Bruch etwa 20% der Originallänge.
Bei Spannstahl ist die Verlängerung vor dem Bruch nur 0.5% der Originallänge.
Gibt es bei Baustahl einen Unterschied vom Elastizitätsmodul oder der Fliessgrenze, im Vergleich von Zug und Druck?
Nein, die Werte stimmen genau überein.
Welche Kraft kann auch durch ein zerstückeltes Tragwerk aufgenommen werden?
Die Druckkraft da die Elemente durch die Druckkraft zusammengepresst werden. Daher werden die Druckkräfte in Tragwerken mit kleinen Klötzchen dargestellt und die Zugkräfte sind ausgezogen.
Wie nennt man das Verhalten von Glas, dass bricht ohne vorgängige Plastischen Verformung?
Spröd
Das Glas bricht im Gegensatz zu duktilem Stahl gleich nach erreichen der Fliessgrenze.
Wie nennt man das Verformungsverhalten von Stahl?
Duktil
Der Stahl erreicht die Fliessgrenze und Verformt sich plastisch bis zum Bruch.
Wie ist das Verformungsverhalten von unbewehrtem Beton bei Zugbeanspruchung?
Spröd
Auf Zug beansprucht verhält sich Beton recht spröd endlich wie Glas.
Welches Verformungsverhalten weist unbewehrter Beton bei Druckbeanspruchung auf?
Oberhalb einer gewissen inneren Kraft entstehen Risse parallel zur Beanspruchungsrichtung, welche eine irreversible Verformung zur Folge hat. Die Beanspruchung kann dann noch ein wenig gesteigert werden, bevor die Druckfestigkeit fc erreicht wird. Bei weiterer Belastung entstehen weitere Risse, welche eine Abnahme der Festigkeit bewirken.
Wie kann die Festigkeit von Beton verändert werden?
Gehalt des Zementes, die Art der Zuschlagsstoffe (Kies und Sand) oder vor allem der Wassergehalt.
Weissen Steine ein qualitativ ähnliches Verhalten bei der Festigkeit auf wie Beton?
Viele Steine haben tatsächlich ein qualitativ ähnliches Verhalten wie der Beton. Die verschiedenen Steine weisen jedoch ein sehr breites Spektrum an Festigkeiten auf.
Welche Steinarten haben die grössere Festigkeit? Sedimentgesteine oder metamorphe und kristalline Gesteine.
Im Allgemeinen haben die Sedimentgesteine eine kleinere Festigkeit und Elastizitätsmodule wie die metamorphen und kristallinen Gesteine.
Nennen Sie je drei Arten von Sediment- und metamorphen oder kristallinen Gesteine.
Sedimentgesteine (Sandstein, Konglomerat, Kalkstein)
Metamorphe und Kristalline (Marmor, Gneis, Granit, Basalt)
Wie ist das Verformungsverhalten von Steinen mit hoher Festigkeit?
Spröde
Wie ist das mechanische Verhalten von Holz, wenn es in Fasserlängsrichtung beansprucht wird?
Es ist sehr ähnlich zu demjenigen anderer Baumaterialien mit einer ausgeprägten elastischen Phase.
Was passiert mit der Festigkeit von Holz bei Zugüberbeanspruchung?
Es entstehen Risse und es verliert seine Festigkeit.
Was passiert bei einer Drucküberbeanspruchung bei Holz?
Wir beobachten ein zerquetschen und instabil werden der Wandröhrchen, was zu irreversiblen Verformungen führt. Nach dem erreichen der Festigkeit fc kann das Holz noch mit beträchtlichen plastischen Verformungen weiterbelastet werden, wobei die Festigkeit langsam abnimmt.
Von welchen Faktoren hängen die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Holzarten ab?
Vor allem von der Dichte des Materials abhängig sind (Menge von Zellulose und Menge Leerräume in Abhängigkeit des totalen Volumens).
