Tragverhalten und Ausbildung von Stahlbauten, Aspekte der Bauphysik
Art
γE
Eigengewicht
1,35
veränderlich Verkehr
1,50
Schnee
1,50
Wind
1,50
Einwir- permanent kungen E
Widerstände R
γM
ψ
b
pvb2 2
pv hR
PH
M h
1,00 (1,10)
Anschlüsse
1,25
pvb sin α
α
≤ 1,00
Bauteile und Querschnitte
pvb cos α
N
PH·h+pvb 2
V M
N
V
2
PH
p vb
A
s g
w
können auf zwei unterschiedliche Arten entworfen werden: Entweder sie lassen sich nach Zerlegung in Haupt- und Nebenstrukturen als ebene Systeme behandeln oder sie müssen als räumliche Struktur betrachtet werden (Abb. B 5.5). Für die einzelnen Baugruppen (Decken-, Träger-, Stützen-, Rahmensysteme) ist ferner das Konzept der Lastabtragung festzulegen, was sich in der Ausbildung der Träger (Biegequerschnitt, Verbundquerschnitt, Fachwerk etc.) der Lagerungen, der Stützen- und Fußanschlüsse (gelenkig oder eingespannt, Abb. B 5.6, S. 104), der Spannrichtung, der Aussteifungssysteme etc. äußert (Abb. B 5.4). Diese Randbedingungen sind bei der Zerlegung in Einzelbauteile zu berücksichtigen, sie sind maßgebend für die anschließende Bemessung und Konstruktion.
v g
h2
h1
NA
B 5.3
s g
w
v g
h2
h1 b1
b2
b3
b1
w2
w2
w1
w1
δw
δw
w2
w2
w1
w1
Mw
Nw
δg
δg
s v
s v
Mg
Mg
s v
s v
Werkstoffeigenschaften Stahl unterscheidet sich von Eisen (Fe) durch Hinzugabe des Legierungselements Kohlenstoff (C) in Höhe von bis ca. 2 %. Baustähle weisen Kohlenstoffgehalte von ca. 0,2 % sowie weitere Legierungselemente wie beispielsweise Mangan (Mn) auf. Sie werden hauptsächlich über ihre Festigkeiten charakterisiert. Weitere Eigenschaften, die die Einsatzfähigkeit von Baustählen im Bauwesen beschreiben, resultieren aus den Sicherheits- und Herstellungsanforderungen. Neben der Festigkeit kennzeichnen die Elastizität, Duktilität, Zähigkeit und die Verarbeitbarkeit den Baustoff. Hier liegt ein großer Vorteil von Baustahl, der im Vergleich zu anderen Baustoffen in diesen Eigenschaften wesentlich höhere Werte erreicht. Dies begründet seinen hohen Stellenwert im Bauwesen. Die Erfassung der einzelnen Eigenschaften erfolgt anhand von standardmäßigen Prüfungen an Kleinproben. Festigkeit, Elastizität und Duktilität werden mit dem einachsigen Zugversuch, die Zähigkeit mit dem Kerbschlagbiegeversuch und die Verarbeitbarkeit mithilfe der chemischen Analyse geprüft. Im Folgenden werden die Begriffe einschließlich ihrer Kleinprobenversuche erläutert.
HA
MA
B 5.2
b2
b3
B 5.4
y
y x
x
B 5.5
103