Inhaltsverzeichnis
Die Festigkeit eines Konstruktionsstoffes beschreibt die von ihm aufnehmbare maximale Spannung.
Für die Beanspruchung durch eine Normalkraft gilt:
Methode
Festigkeit: $ \beta = \frac{F_u}{A} $
- $ F $ = Kraft
- $ F_u $ = Größte aufnehmbare Kraft
- $ A $ = Querschnittsfläche
- $ \beta $ = Festigkeit bei axialer Beanspruchung
Für eine Biegebeanspruchung gilt:
Methode
Festigkeit: $ \beta_{BZ} = \frac{M_u}{W} $
- $ M $ = Biegemoment
- $ W $ = Widerstandsmoment
- $ M_u $ = Größtes aufnehmbares Biegemoment
- $ \beta_{BZ} $ = Biegezugfestigkeit
Welchen Wert für die Festigkeit letztlich vorliegt, hängt vom Werkstoff und
von der Art
- der Belastung,
- des Spannungszustandes,
- der Lastaufbringung sowie
- der Struktur- und Umgebungsparameter
ab.
Merke
Beanspruchungsarten:
Im Bereich des Bauingenieurwesens unterscheidet man unterschiedliche Beanspruchungsarten. In Summe sind es vier:
Zugbeanspruchung (kurz: Zug) mit der Zugfestigkeit $\beta_Z $
Druckbeanspruchung (kurz: Druck) mit der Druckfestigkeit $ \beta_D $
Schubbeanspruchung (kurz: Schub) mit der Schubfestigkeit $ \tau_w $
Biegebeanspruchung (kurz: Biegung) mit der Biegezugfestigkeit $ \beta_{BZ} $
Spannungszustände
Ein Objekt oder Gebäude kann bis drei unterschiedlichen Spannungszuständen unterliegen. Man unterscheidet den
- einachsigen Spannungszustand $ \beta_Z , \beta_D $,
- zweiachsigen Spannungszustand $ \beta_{2Z}, \beta_{2D} $,
- dreiachsigen Spannungszustand, $ \beta_{3Z}, \beta_{3D} $
In der nächsten Abbildung haben wir für dich alle drei Spannungszustände abgebildet:
Lastaufbringung
Im Rahmen der Lastaufbringung berücksichtigt man
- Belastungsgeschwindigkeit
- konstante Dauerlast (statisch, dynamisch)
- wiederholte Belastung (kontinuierlich, diskontinuierlich)
Struktur- und Umgebungsparameter
Wie bereits erwähnt, sind es gerade die Struktur- und Umgebungsparameter, die Einfluss auf die Festigkeit eines Baustoffes nehmen. Berücksichtigt werden hier
- Umwelt-/Umgebungseinflüsse (Temperatur, relative Feuchtigkeit)
- Zusammensetzung des Baustoffes (kristallin, amorph)
- Art der Bindung (metallisch, ionisch)
- Porosität
