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Statische Berechnung: Stahlträger - Informatives

Statische Berechnung: Stahlträger - Informatives2:25
Video von Galina Schlundt2:25

Wer bauen will, kommt um statische Berechnungen nicht herum. Eine der grundlegendsten Rechnungen ist dabei die Ermittlung von Belastbarkeiten eines Stahlträgers. Wie zuverlässig aber ist sie und wie geht man bei der Rechnung vor?

Die Zuverlässigkeit von statischen Tragfähigkeitsberechnungen

  • Grunsätzlich sollte die wichtigste Größe zur Statikberechnung eines Stahlträgers die der Maximalbelastbarkeit sein. Bitte seien Sie sich immer darüber im Klaren, dass sich unter anderem mit Temperatur und konkretem Lastverlauf die errechnete Belastbarkeitsgrenze ändert.
  • Beispielsweise kann ein Stahlträger in extremer Kälte oder extremer Hitze wegen seiner chemischen Beschaffenheit nicht so viel tragen, wie ein Stahlträger in gemäßigten Temperaturen. Genauso wird ein Träger, der ständig belastet und wieder entlastet wird, eine andere Belastbarkeitsgrenze aufweisen, als ein Träger unter konstanter Belastung.
  • Auch die Durchbiegungsbegrenzung und die Krafteinwirkungsrichtung sind zu beachten. Bei welcher Geometrie und ab wann knickt der Träger beispielsweise? Ferner ersetzt die statische Berechnung der Maximalbelastbarkeit keine sicherheitsgewährleistenden Bauteile wie unter anderem Spezialbauteile an den Lasteinleitungspunkten.
  • Sie werden nun bestimmt selbst erkannt haben, dass eine Belastbarkeitsberechnung, welche zu einer praktischen Umsetzung führen soll, ausnahmslos immer von einem zugelassenen Statiker durchgeführt werden muss. Auch wenn der eine präzisere Rechnung umsetzen kann, wird sogar der am Ende nicht das tatsächliche Ergebnis der Rechnung für die Praxis ansetzen, sondern vielleicht 1/5 oder gar 1/10 desselben.

Rechnungsschema für die Belastbarkeit eines Stahlträgers

  • Um die maxiamle Belastbarkeit zu ermitteln, sind grundsätzlich mehrere Rechnungen nötig. So muss sowohl Querkraft, Biegemoment als auch Durchbiegung errechnet werden. Sind alle drei Rechnungen durchgeführt, so wird der geringste Wert als Richtwert für die Tragfähigkeit genutzt.
  • Jeder, der sich mit Schiffs- und Flugzeugmodellen beschäftigt, genau wie jeder, der …

  • Wollen Sie sich für theoretische Zwecke mit der Berechnung der Maximalbelastbarkeit beschäftigen, so seien Ihnen entsprechende Tabellen ans Herz gelegt, die sich mit den auf einen Stahlträger wirkenden Kräften beschäftigen. Über jene können Sie in der Theorie die Parameter in Erfahrung bringen, die Sie für die einzelnen Rechnungen brauchen werden.
  • Bevor Sie sich an die erste Berechnung machen, sollten Sie die zu errechnenden Größen zunächst besser kennenlernen. So versteht man unter der Querkraft jene Kraft, die am Auflager des Stahlträgers wirkt. Sie berechnet sich nach der Formel Q = q * L/2 tau.
  • Das oben genannte Biegemoment kann über die Formel M = q * L/8 sigma = M/Wy ermittelt werden, wobei der Name Ihnen bereits verraten sollte, worum es sich bei der Größe handelt. Für die Durchbiegung gilt demgegenüber die Formel q3 = 5376 kN/cm² * Iy / L³.
  • Haben Sie die drei geforderten Größen ermittelt, so wird sich bei einer fachmännischen statischen Berechnung am kleinsten der drei orientiert, wobei schließlich ein Sicherheitsfaktor hinzugerechnet wird. Abschließend sei Ihnen an dieser Stelle nun noch einmal deutlichst davon abgeraten, entsprechende Rechnungen für die Praxis zu nutzen. 

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