Description
Book SynopsisDieses Buch entstand aus den Vorlesungen für Architekturstudenten der Technischen Hochschule Darmstadt über Statik und Festigkeitslehre als Ein führung in die Tragwerkslehre. Es enthält den Lehrstoff des ersten Studien jahres, der Grundlagen für die Lehre in den folgenden Studienjahren schaffen soll. Ziel dieser Lehre ist die Anwendung dieser Grundlagen auf die tragenden Elemente eines Bauwerkes und die daraus abzuleitenden Regeln für Tragwerke in Abhängigkeit von den verschiedenen Baustoffen. Die Problematik der Lehre dieses Faches besteht in der Auswahl des Stoffes. Wie weit sollte der angehende Architekt über die statischen Grundlagen von Baukonstruktionen Bescheid wissen? Welches mathematische Niveau ist zumutbar? Hier kann man, wie die Erfahrung zeigt, durchaus verschiedener Meinung sein, wie auch in jedem Beruf Fachleute verschiedener Ausrichtung zu finden sind. Sicher sind Extreme zu vermeiden: Eine Lehre mit Bilderbuch-Charakter dürfte den angehenden Architekten wohl kaum für seine Aufgaben in der Praxis rüsten; andererseits benötigt er nicht die vertieften Kenntnisse des Ingenieurs, der ihm ja ohnehin bei den Bauaufgaben zur Seite steht.
Table of Contents1 Einführung.- 1.1 Statik als Teil der Mechanik.- 1.2 Baustatik als technisches Fachgebiet.- 1.3 Wie lernt man Statik?.- 2 Zentrales ebenes Kraftsystem.- 2.1 Definition.- 2.2 Begriff der Kraft.- 2.3 Kräfte auf Bauwerken.- 2.4 Zeichnerische Behandlung des zentralen Kraftsystems.- 2.4.1 Addition von Kräften; Parallelogramm der Kräfte und Krafteck.- 2.4.2 Zerlegen einer Kraft in 2 Komponenten.- 2.4.3 Resultierende, Festhaltekraft und Gleichgewicht.- 2.5 Rechnerische Behandlung des zentralen Kraftsystems.- 2.5.1 Zerlegen einer Kraft in 2 Komponenten.- 2.5.2 Addition von Kräften.- 2.5.3 Gleichgewicht und Festhaltekraft.- 2.6 Kräfte auf einer Wirkungslinie..- 2.7 Ausblick auf das zentrale räumliche Kraftsystem.- 3 Allgemeines ebenes Kraftsystem.- 3.1 Definition.- 3.2 Rechnerische Behandlung des allgemeinen Kraftsystems.- 3.2.1 Moment einer Kraft.- 3.2.2 Moment eines Kräftepaares.- 3.2.3 Resultierende Wirkung des allgemeinen Kraftsystems.- 3.2.4 Gleichgewicht und Festhaltekraft.- 3.3 Zeichnerische Behandlung des allgemeinen Kraftsystems.- 3.3.1 Verschiebungssatz.- 3.3.2 Addition von Kräften mittels Teilresultierender.- 3.3.3 Gleichgewicht und Festhaltekraft.- 3.4 Sonderfälle.- 3.4.1 Zwei Kräfte.- 3.4.2 Drei Kräfte.- 3.4.3 Vier Kräfte.- 3.4.4 Culmann’sche Gerade.- 4 Statisch bestimmt gelagerte Träger.- 4.1 Begriff des Trägers..- 4.2 Lagerarten.- 4.3 Statisch bestimmte und unbestimmte Lagerung.- 4.4 Lagerreaktionen bei statisch bestimmt gelagerten Trägern.- 5 Schnittkräfte.- 5.1 Schnittprinzip.- 5.2 Bestimmung der Schnittkräfte.- 5.3 Vorzeichen der Schnittkräfte.- 6 Normalkraftwirkung und Dehnung.- 6.1 Spannung.- 6.2 Dehnung.- 6.2.1 Definition.- 6.2.2 Elastische Dehnung.- 6.2.3 Querdehnung.- 6.2.4 Temperaturdehnung.- 6.2.5 Plastische Verformung.- 6.3 Schwerpunkt und Schwerachse.- 7 Momentenwirkung.- 7.1 Technische Biegelehre.- 7.2 Biegespannungen.- 7.3 Trägheitsmoment, Widerstandsmoment.- 7.4 Hauptachsen des Querschnitts.- 7.5 Zweiachsige Biegung.- 7.6 Gleichzeitige Wirkung von M und N.- 7.6.1 Allgemeines.- 7.6.2 Exzentrische Normalkraft bei zugfesten Baustoffen.- 7.6.3 Exzentrische Normalkraft bei versagender Zugzone.- 8 Querkraftwirkung.- 8.1 Reine Querkraftwirkung.- 8.2 Querkraftbiegung.- 8.3 Schubspannungen in Rechteck- und I-Profilen.- 9 Schnittkraftflächen.- 9.1 Ableitung.- 9.2 Bedeutung der Schnittkraftflächen.- 9.3 Zusammenhang Belastung -Querkraft-Biegemoment.- 10 Träger auf zwei Stützen und Kragträger.- 10.1 Stützweite.- 10.2 Gerade Träger.- 10.3 Schräge Träger.- 10.4 Geknickte Träger.- 11 Gelenkträger.- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Schnittkraftflächen.- 11.2.1 Lösung über Gleichungssystem.- 11.2.2 Prinzip des Stapelns.- 11.2.3 Prinzip der Schlußlinie.- 11.3 Konstruktive Gesichtspunkte.- 11.3.1 Gelenkfelder.- 11.3.2 Lage der Gelenke.- 11.3.3 Ausbildung der Gelenke.- 11.3.4 Gestaltung.- 12 Statisch bestimmte Rahmen.- 12.1 Allgemeines.- 12.2 Schnittkraftflächen.- 12.2.1 Dreigelenkrahmen mit gleichhohen Stielen.- 12.2.2 Dreigelenkrahmen mit ungleichen Stielen.- 12.3 Konstruktive Gesichtspunkte.- 12.3.1 Riegel- und Fußgelenke.- 12.3.2 Lage der Riegelgelenke und Gestaltung.- 12.3.3 Einfluß der Herstellung.- 13 Bogen, Stützlinie und Hängeseil.- 13.1 Allgemeines.- 13.2 Schnittkraftflächen des Dreigelenkbogens.- 13.3 Stützlinie.- 13.4 Seillinie.- 13.5 Konstruktive Gesichtspunkte.- 13.5.1 Gelenke.- 13.5.2 Aufnahme der Horizontalkraft.- 13.5.3 Auswirkung unsymmetrischer Zusatzlasten.- 13.5.4 Lastabtragung über N oder M.- 14 Ebene Fachwerkträger.- 14.1 Allgemeines.- 14.2 Rechnerische Ermittlung der Stabkräfte.- 14.3 Graphische Ermittlung der Stabkräfte.- 14.4 Konstruktive Gesichtspunkte.- 14.4.1 Anwendung von Fachwerken.- 14.4.2 Zug- oder Druckdiagonalen.- 14.4.3 Knotenpunkte.- 14.4.4 Aussteifung der Druckstäbe.- 14.4.5 Fachwerkanalogien.- 15 Durchbiegung.- 15.1 Allgemeines.- 15.2 Die Biegelinie.- 15.3 Mathematische Lösung der Differentialgleichung.- 15.4 Häufig auftretende Durchbiegungswerte.- 15.5 Konstruktive Gesichtspunkte.- 16 Knicken.- 16.1 Allgemeines.- 16.2 Der Euler-Stab.- 16.3 Die 4 Euler-Fälle.- 16.4 Praktische Behandlung des Knickproblems.- 16.4.1 Schlankheit des Knickstabes.- 16.4.2 Das ?-Verfahren.- 16.4.3 Das ?M-Verfahren.- 16.5 Weitere Stabilitätsfälle.- 16.5.1 Beulen.- 16.5.2 Drillknicken.- 16.5.3 Kippen.- 16.6 Konstruktive Gesichtspunkte.- 16.6.1 Formgebung.- 16.6.2 Starke und schwache Knickachse.- 16.6.3 Montagefälle.- 16.6.4 Obergurte von Fachwerkträgern.- 17 Statisch unbestimmte Systeme.- 17.1 Prinzip der rechnerischen Behandlung.- 17.2 Gebrauch von Tabellen.- 17.2.1 Mehrfeldträger mit gleichen Stützweiten.- 17.2.2 Zweifeldträger mit ungleichen Stützweiten.- 17.2.3 Abschätzen von Schnittkräften durch Vergleich.- 17.2.4 Statisch unbestimmte Rahmen.- 17.3 Der Vierendeel-Träger.- 17.4 Unterspannte und abgespannte Träger.- 17.5 Innerlich statisch unbestimmte Systeme und Systeme veränderlicher Gliederung.- 17.6 Konstruktive Gesichtspunkte.- 17.6.1 Statisch bestimmt oder unbestimmt konstruieren?.- 17.6.2 Vereinfachte Systeme und Randeinspannung.- 17.6.3 Form und Momentenbeanspruchung.- 18 Torsion.- 18.1 Torsionsmoment.- 18.2 Torsion bei Kreisquerschnitten.- 18.3 Torsion bei Kreisringquerschnitten.- 18.4 Dünnwandige geschlossene Hohlprofile.- 18.5 Torsion bei Rechteckquerschnitten.- 18.6 Strömungsgleichnis.- 18.7 Torsion dünnwandiger offener Profile.- 18.8 Konstruktive Gesichtspunkte.- 18.8.1 Querschnitte hei Torsionsbeanspruchung.- 18.8.2 Instabilität und Torsionssteifigkeit.- 18.8.3 Torsionsverformung und Theorie 2. Ordnung.- 18.8.4 Schubmittelpunkt.- 19 Hauptspannungen und Trajektorien.- 19.1 Spannungen bei gedrehtem Koordinatensystem.- 19.2 Hauptspannungen.- 19.3 Hauptspannungs-Trajektorien.- 19.4 Bedeutung der Hauptspannungen.- 20 Flächentragwerke: Platten, Scheiben, Schalen, Faltwerke.- 20.1 Begriffe.- 20.2 Platten.- 20.3 Scheiben und wandartige Träger.- 20.4 Schalen.- 20.5 Faltwerke.- 21 Dynamische Beanspruchung von Tragwerken.- 21.1 Allgemeine Grundlagen.- 21.2 Stoßartige und fallende Lasten.- 21.3 Schwingung und Resonanz.- 21.4 Wirkung von Erdbeben.- 21.5 Materialverhalten unter dynamischer Belastung.- Beispiele von Bezeichnungen und Einheiten.- Umrechnung von neuen in alte Einheiten.- Eigengewichte von Baustoffen.- Verformungskennwerte von Baustoffen.- Zulässige Spannungen von Baustoffen.- Beschränkung der Durchbiegungen.- Statische Werte von Einfeldträgern.- Statische Werte von Durchlaufträgern.- Knickzahlen ?.- Profiltafeln I-, IPB-, U-Profile.- Profiltafeln Kreis-, Quadrat-, Rechteckrohr.- Profiltafeln Rechteckquerschnitte.- Stichwortverzeichnis.
