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Tragwerk (Bauwesen)

Tragwerk (Bauwesen)

Tragwerk ist im Bauwesen eine Bezeichnung für die maßgeblich für die Standsicherheit eines Bauwerks erforderlichen Tragglieder. Das Tragwerk eines Gebäudes besteht in der Regel aus Decken, Balken, Stützen, Wänden und der Gründung. siehe auch: Tragwerksplaner siehe auch: Adaptive Tragwerke Kategorie:Bauingenieurwesen Kategorie:Baukonstruktion

Standsicherheit

Die Standsicherheit wird im Bauingenieurswesen als Quotient zwischen den aufnehmbaren und den vorhandenen Beanspruchungen eines Tragwerks berechnet. Im Rahmen von Normen wird für bestimmte Standsicherheitsnachweise eine erforderliche Standsicherheit verlangt. Zum Nachweis der Standsicherheit müssen verschiedene Versagensmechanismen einzeln nachgewiesen werden. Die Versagensmechanismen können in Systemversagen und örtliches Versagen untergliedert werden. Bei einem Systemversagen versagt das Gesamtsystem. Ein Beispiel für ein Systemversagen ist das Kippen einer Wand. Bei einem örtlichen Versagen tritt an einem örtlich begrenzten Bereich eine für das verwendete Material zu große Beanspruchung auf. Beispielsweise wird die maximal aufnehmbare Spannung für eine Mörtelfuge in einer Mauerwerkswand überschritten. Dies kann zu unerwünschten Rissen in der Wand führen. Je nach Tragreserven im Gesamtsystem kann ein örtliches Versagen auch zu einem Systemversagen führen. Die Berechnung der Beanspruchungen (i.d.R. Spannungen) erfolgt über die Lösung von Differentialgleichungen. In der Regel können die Differentialgleichungen nicht exakt gelöst werden. Es werden daher physikalische und/oder numerische Näherungslösungen ermittelt. Ein Beispiel für eine physikalische Näherung ist die Plattentheorie, bei der das Tragwerk einer Decke über Zustandsgrößen für eine Fläche ermittelt werden. Ein Beispiel für ein numerisches Näherungsverfahren ist die Finite-Elemente-Methode (FEM). Ein Beispiel für ein einfaches Verfahren zur Standsicherheitsberechnung ist das Kragträgerverfahren, das mit Balkentheorie auskommt. Siehe auch: Teilsicherheitskonzept Kategorie:Bauingenieurwesen

Decke (Architektur)

Eine Decke ist im Bauwesen ein (meist) horizontales Bauteil, das einen Raum nach oben abschließt. Eine Decke muss Lasten zu den stützenden Bauteilen wie Wänden oder Stützen weiterleiten und daneben oft auch Funktionen wie Schutz vor Witterung (Dachdecke), Kälte bzw. Hitze (Wärmeschutz), Lärm (Schallschutz) und Feuer (Brandschutz) erfüllen, eventuell auch Schutz vor giftigen oder gesundheitschädlichen Stoffen oder Explosionen (Bunkerdecke) bieten. Die Wahl der Bauart und der verwendeten Materialien hängt von den o. a. Anforderungen und der Spannweite der Decke ab. Am gebräuchlichsten sind :
- Holz, hauptsächlich im Wohnungsbau als Holzbalkendecke
- Naturstein, Mauerwerk z.B. bei Gewölben
- Stahl oder Aluminium z.B. im Industriebau als Trapezblech
- Beton, Stahlbeton oder Spannbeton
- Kombination der Materialien, z.B. Stahl-Stein-Decke, Stahlverbunddecke Kategorie:Decke (Bauteil)

Stütze (Bauteil)

Eine Stütze ist ein (meist) vertikales Bauteil, das Lasten hauptsächlich in Richtung seiner Längsachse aufnimmt und weiterleitet. Als Material kommen alle Baustoffe in Frage, die druckfest sind. Im Bauwesen werden hierfür hauptsächlich eingesetzt:
- Holz
- Naturstein
- Mauerwerk aus künstlichen Steinen
- Beton
- Metall - Stahl, Aluminium (z. B. bei Fassaden), früher auch Eisen und Gusseisen
- Kombinationen hiervon wie z. B. Stahlbeton oder Stahlverbund Die Tragfähigkeit einer Stütze hängt ab von der Festigkeit des gewählten Materials, den Querschnittsabmessungen und der Querschnittsform, der Länge bzw. Höhe der Stütze, den Lagerungsbedingungen an den Enden (drehbar oder drehbehindert), geometrischen Imperfektionen wie z. B. Schiefstellung, Verkrümmung oder Verdrehung und der Art und der Kombination der Beanspruchung(en). Stützen mit größeren Abmessungen werden auch als Pfeiler bezeichnet (z.B. Brückenpfeiler), ebenso bei Ausführung in Mauerwerk oder Naturstein. Runde Stützen werden auch Säulen genannt. Grundlegende Lösungen zur Berechnung der Tragfähigkeit einer Stütze wurden von dem Mathematiker Leonhard Euler entwickelt. Kategorie:Bauteil Kategorie:Säule

Gründung (Bauwesen)

Als Gründung oder Fundament bezeichnet man im Bauwesen ein Tragelement zur Einleitung von Lasten eines Bauwerks in den Baugrund. Ursprünglich wurde der Begriff Fundament von Philipp von Zesen durch den Ausdruck Grundstein eingedeutscht.

Gründungsarten

Unterscheidung nach der Tiefe der Gründung

Es wird zwischen Flachgründungen und Tiefgründungen unterschieden. Bei der Flachgründung werden die Fundamentlasten in die oberen Bodenschichten eingeleitet. Bei der Tiefgründung werden die Lasten des Bauwerks mittels Pfählen, Schlitzwänden oder Brunnen in tiefere Bodenschichten abgeleitet.

Unterscheidung nach Ausführung

Man unterscheidet Einzelfundamente, Streifenfundamente und Plattenfundamente.
- Einzelfundamente werden in der Regel für einzelne Stützen oder isolierte Bauteile wie Schornsteine und ähnliches errichtet.
- Streifenfundamente sind in Deutschland am verbreitetsten. Sie übernehmen die Lasten der auf ihnen errichteten tragenden Wände, während nichttragende Innenwände in der Regel direkt auf der Bodenplatte errichtet werden. Ihre Breite beträgt oft das doppelte der auf ihnen stehenden Wände, die genauen Maße und ggf. Bewehrung ergeben sich aus der Tragfähigkeit des Baugrundes. Die Fundamente werden oft in der Betonfestigkeitsklasse C20/25 oder C25/30 ausgeführt.
- Plattenfundamente werden eingesetzt, wenn Einzel- oder Streifenfundamente wegen hoher Baulasten nicht wirtschaftlich sind. Man führt dann die gesamte Bodenplatte als Gründungsplatte aus. Eine Gründungsplatte ist stets an der Ober- und Unterseite bewehrt. Seitlich steht sie oft über die Außenkante der Kellerwände vor. Vor dem Betonieren der Gründungsplatte wird auf dem Boden der Baugrube eine dünne Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und/oder eine feste PE-Folie eingebracht, damit die Bewehrung sich beim Betonieren nicht verschieben kann und der Beton sich nicht mit dem Baugrund vermischt.
- Kellerwannen sind erforderlich bei über der Fundamentsohle anstehendem Wasser, z.B. in der Nähe von Gewässern oder bei sehr hohem Grundwasserpegel. Je nach Ausführung unterscheidet man zwischen weißen Wannen und schwarzen Wannen. Weiße Wannen werden aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) hergestellt. Bei schwarzen Wannen wird eine konventionelle Gründung von außen mittels Bitumen oder Bitumenbahnen abgedichtet. Bei Kellerwannen muß das aufgehende Gebäude ein ausreichendes Gewicht haben, damit die Wanne nicht aufschwimmt oder es muss für eine rechtzeitige Flutung gesorgt werden. Ein prominentes Beispiel für einen Bauschaden, der auf Mißachtung dieser Regel beruht, ist der Bonner Schürmannbau.

Weitere Details

Unter der Bodenplatte wird in der Regel noch eine kapillarbrechende Kiesschicht eingebaut. Von unten aufsteigende Feuchtigkeit kann somit nicht bis zur Bodenplatte vordringen. In die Bodenplatte werden außerdem Fundamenterder eingebracht, die für die gesamte Elektroinstallation als Potenzialausgleich dienen.

Siehe auch

- Bucket-Fundament Kategorie:Gründung

Adaptive Tragwerke

Unter adaptiven Tragwerken versteht man Systeme, die auf äußere Einflüsse reagieren können und die somit anpassungsfähig sind. Anpassungsfähige Systeme sind in der Natur eine Selbstverständlichkeit, wie beispielsweise die Farbveränderung von einem Chamäleon oder auch Wachstumsprozesse von Knochen oder Bäumen, die auch infolge von mechanischen Beanspruchungen auftreten. Die Möglichkeit der Anpassung kann auch beim Einsatz in technischen Systemen Vorteile bieten. Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Materialwissenschaften ermöglichen die Entwicklung von adaptiven Materialen, den sogenannten smart materials. Diese sind in der Lage ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften zu variieren und somit bei einer Integration in tragende Strukturen, wie Hochhäuser oder Brücken, eine Anpassungsfähigkeit dieser zu erreichen. Die Anpassungsfähigkeit bietet insbesondere Vorteile bei besonders weitgespannten Brücken oder sehr hohen Hochhäuser , die extremen Belastungen wie Wirbelstürme oder Erdbeben ausgesetzt sind, da die Bauwerke auf diese Ereignisse reagieren können. Damit kann die Leistungsfähigkeit und die Sicherheit erhöht werden. Siehe auch: Adaptronik, Tragwerk, Leichtbau

Literatur

Patrick Teuffel: [http://www.patrick-teuffel.com/1012doc01ab.HTM Entwerfen adaptiver Strukturen], Dissertation, Universität Stuttgart 2004 Kategorie:Baustatik Kategorie:Baukonstruktion

Kategorie:Bauingenieurwesen

Kategorie:Architektur und Bauwesen Kategorie:Ingenieurwissenschaft ja:Category:土木工学

Categoria:Artes de Portugal

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