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Baustatik 1 - Kurs Baustatik

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Baustatik 1

Kurs Baustatik

Inhaltsverzeichnis

Tragwerk - Baustatik
Tragwerk

 

Der Online-Kurs Baustatik ist eine Einführung in die baustatischen Methoden, welche die Berechnung von zwei und dreidimensionalen Tragwerken ermöglichen. Der Kurs baut auf den Online-Kurs Statik und Elastostatik auf. 

Die Statik befasst sich mit unbewegten, ruhenden Körpern (=starre Körper). Innerhalb der Statik befinden sich alle Kräfte, die an einen Körper angreifen, im Gleichgewicht. Die Statik wird daher auch als Lehre vom Gleichgewicht bezeichnet. 

Im Gegensatz zur Statik geht man in der Elastostatik davon aus, dass nun auch kleine Verformungen durch äußere Belastungen am Körper möglich sind und diese nachhaltigen Einfluss auf den Körper haben können. Ziel der Elastostatik ist es Spannungen und Verformungen in Bauteilen zu ermitteln. Zudem gilt es den Beweis zu erbringen, dass beide unter Beachtung einer Sicherheit nicht zum Versagen eines Bauteils führen.

Hinweis

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Voraussetzung für den Kurs Baustatik sind die Grundkenntnisse der Statik und Elastostatik. Solltet ihr die Vorlesung zur Statik und Elastostatik noch nicht kennen, so könnt ihr die Grundlagen aus unseren Onlinekursen Statik und Elastostatik parallel zu diesem Kurs erlernen. 

 

Das Ziel der Baustatik ist die Konstruktion von wirtschaftlichen, gebrauchstauglichen und standsicheren Tragwerken. Um ein sicheres Tragwerk konstruieren zu können, werden innerhalb der Baustatik die Kraft- und Verformungszustände von Tragwerken, infolge der auf das Tragwerk wirkenden äußeren Belastungen, bestimmt. 

Da die Berechnungen innerhalb der Baustatik sehr kompliziert sind, wird mit bestimmten Modellvorstellungen gearbeitet. Dazu wird das tatsächliche Tragwerk und die auf ihn wirkenden äußeren Belastungen in ein mechanisches Modell überführt. Die Berechnungen werden dann an dem idealisierten Modell durchgeführt und es wird immer der ungünstige Fall hinsichtlich äußerer Belastung betrachtet. 

Die Berechnungen innerhalb der Baustatik liefern demnach extreme Beanspruchungen und Verformungen, welche mit den zulässigen, materialabhängigen Werten verglichen werden.

Hinweis

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Die zulässigen Werte können Tabellenwerken entnommen werden und beinhalten immer einen Sicherheitsbeitwert, der einen ausreichenden Abstand vom rechnerischen Bruchzustand berücksichtigt.

Kursüberblick

Zu Beginn des Kurses werden wir dich mit den Grundlagen der Baustatik vertraut machen. Dieses Kapitel behandelt die Themen der Baustatik, welche für die nachfolgenden Kapitel relevant sind. Hier werden u.a. die Gleichgewichtsbedingungen, Lager und Gelenke, die statische Bestimmtheit (Abzählkriterium, Polplan) sowie die Schnittgrößen behandelt.

Anschließend widmen wir uns dem Kapitel Verformungen. Wirken äußere Kräfte auf ein Bauteil, so führt dies zu Verformungen im und am Bauteil. Dabei können Verformungen infolge Dehnungen, Biegung und Torsion auftreten. Wir zeigen dir u.a. wie du Spannungen und Dehnungen im Stab berechnen kannst, was das Spannungs-Dehnungs-Diagramm und das Hooksche Gesetz sind sowie die Differentialgleichung der Biegelinie mit und ohne Schubanteil.

Im anschließenden Kapitel wollen wir uns die Formänderungsarbeit genauer ansehen. Diese wird aufgeteilt in die Eigenarbeit und die Verschiebungsarbeit, die eine äußere Kraft leisten kann. Außerdem unterscheiden wir die innere von der äußeren Eigen- und Verschiebungsarbeit und leiten ausführlich die Verschiebungsgleichungen her. Diese Gleichungen werden dann benötigt um die Verschiebung bzw. Verdrehung eines Bauteils an einer bestimmten Stelle zu bestimmen. Hierbei gehen wir auf das Prinzip der virtuellen Kräfte sowie auf den Satz von Castigliano ein und zeigen dir anhand von Beispielen, wie diese Verfahren angewendet werden.

Im Kapitel Kraftgrößenverfahren werden die Verschiebungsgleichungen benötigt, um die unbekannten Lager- und Schnittreaktionen berechnen zu können. Das Kraftgrößenverfahren wird für statisch unbestimmte System angewendet, d.h. die unbekannten Kräfte können nicht aus den Gleichgewichtsbedingungen berechnet werden. Wir zeigen dir Schritt-für-Schritt, wie das Kraftgrößenverfahren angewendet wird und die unbekannten Größen mithilfe der Verschiebungsgleichungen berechnet werden.