STATIK / FESTIGKEITSLEHRE. Bauleiter Hochbau. Göpf Bettschen

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1 STATIK / FESTIGKEITSLEHRE Bauleiter Hochbau Göpf Bettschen

2 Grundlagen Statik/Festigkeitslehre göpf bettschen - Seite 2 Statik zwischen Kunst und Wissenschaft Die Ausgewogenheit antiker Kunstwerke zeigt, dass man schon mit den Fragen des Gleichgewichts vetraut war, lange bevor Archimedes den Hebelsatz mathematisch begründete. Technische Anwendung fand der Hebelsatz bei Waagen und Schwingbrunnen in Ägypten. Diese Amphore stammt aus der Mitte des sechstens Jahrhunderts vor Christus. Dargestellt ist eine Waage, mit der offenbar grosse Gewichte gemessen wurden. Der Waagebalken ist in der Mite am stärksten und verjüngt sich zu den Enden. Er wird an seinem Mittelpunkt von einem Seil gehalten. Die beiden Teller hängen mit je vier Seilen an einem kleinen Stein, der wiederum mit einem Seil am Waagebalken befestigt ist. Mai 2015 Göpf Bettschen, Dipl. Bauing., Rüteltistrasse 19, 9497 Triesenberg

3 Grundlagen Statik/Festigkeitslehre göpf bettschen - Seite 3 Vorbereitung auf die Höhere Fachprüfung B a u l e i t e r H o c h b a u Allgemeine Informationen zum Script und zum Lehrgang S T A T I K / F E S T I G K E I T S L E H R E Allgemeines zum Skript Statik/Festigkeitslehre Als Vorbereitung für die Bauleiterprüfung Hochbau mit eidgenössischem Diplom wird im Berufs- und Weiterbildungszentrum bzb in Buchs ein Kurs mit allen für die Prüfungsanforderung wichtigen Themen angeboten. Unter vielen anderen Fächern wird in diesem Kurs auch Statik/Festigkeitslehre in 36 Lektionen behandelt. Um die Grundlagen dieses sonst recht umfangreichen Stoffes in dieser kurzen Zeit zu bearbeiten, müssen im Unterricht die wichtigsten Themen ohne weitergehende Grundlagen, dafür mit Berechnungsbeispielen durchgenommen werden. Weil ich für diesen spezielle Kurs kein Lehrmittel auf dem Markt fand, habe ich dieses Script als Begleitung zum Unterricht geschrieben. Im vorliegenden Skript zum Kurs Statik/Festigkeitslehre werden also nur diejenigen grundlegenden Elemente der Baustatik und der Festigkeitslehre behandelt, die für das Verständnis der Wirkungsweise von Tragsystemen erforderlich sind auf Herleitungen und Ableitungen wird deshalb meistens verzichtet. Dieses Skript ist kein Lehrbuch, mit den darin enthaltenen Beispielen dient es als Begleitung für den Unterricht und soll mit den im Kurs erarbeitenden Erkenntnissen und weiteren Fallbeispielen selber ergänzt werden.

4 Grundlagen Statik/Festigkeitslehre göpf bettschen - Seite 4 Kursziele Ziel vom Kurs Statik/ Festigkeitslehre Der Kurs bereitet zielgerichtet auf die,höhere Fachprüfung für den Bereich Baustatik / Festigkeitslehre vor. Ziel der,höheren Fachprüfung Bauleiter Hochbau (Auszug aus Reglement 1994, Art. 2 ) Mit der höheren Fachprüfung hat der Kandidat zu zeigen, dass er den folgenden Anforderungen genügt: Der Bauleiter organisiert, koordiniert und kontrolliert die projektmässige Ausführung der Bauwerke im Hochbau. Er verantwortet seine Arbeit gegenüber seinem Auftragggeber in technischer, ökonomischer, rechtlicher, gestalterischer, ökologischer und ethischer Hinsicht. Lernziele für Kursteilnehmer Das wichtigste Ziel ist ein erfolgreiches Bestehen der Eidgenössischen Bauleiterprüfung Die Kursteilnehmer haben genügend Grundlagenwissen über die Eigenschaften der Primärbaustoffe und Tragsysteme um einfachste statische Berechnungen und Nachweise auszuführen. Sie kennen in diesem Rahmen die statischen Zusammenhänge unter Beachtung der Beziehungen zum lebendigen Bauwerk. Berechnungsgrundlagen oder allgemeine theoretische Abhandlungen kennen sie nur dort, wo es für das Verständnis dieser allgemeinen Grundlagen erforderlich ist. Organisatorisches Kursdauer: Teil 1) 20 Lektionen Teil 2) 16 Lektionen Total 36 Lektionen Klausuren: Jeweils am Ende vom Kursteil 1 und 2 wird das erworbene Wissen in einer Klausur von ca. 2 Stunden geprüft und benotet. Die Anwesenheit an diesen Prüfungen ist für die Teilnehmer obligatorisch.

5 Grundlagen Statik/Festigkeitslehre göpf bettschen - Seite 5 Kursinhalt / Scriptinhalt 1) Bildergeschichte zum Stoff Statik/Festigkeitslehre 2) Einleitung Sinn und Zweck der Baustatik Die Methoden der Baustatik Stabilität von Bauwerken 3) Einwirkungen (Belastungen) Einzellast und verteilte Kräfte Ständige Lasten und Nicht ständige Lasten SIA-Normen Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit 4) Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften in der Ebene Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften grafisch (und analytisch) Das statische Moment einer Kraft und das Kräftepaar Bestimmung von Resultierenden 5) Gleichgewicht von Kräften Gleichgewichtsbedingungen der Ebene Bestimmung von Auflagerreaktionen 6) Die einfachsten statisch bestimmten Träger Schnittkräfte am einfachen Balken und am Kragarm für Einzellasten, verteilte Belastungen und gemischte Belastungen 7) Querschnittswerte Schwerpunktsbestimmung Trägheitsmoment und Widerstandsmoment 8) Festigkeitslehre Spannung und Festigkeit Formänderungen Zug-, Druck-, Biege- und Schubspannung 9) Berechnung von Durchbiegungen Die Biegelinie Zulässige Durchbiegung - Gebrauchstauglichkeit 10) Das zentrische Knicken Stabilität, das Knicken, Knickspannungen Berechnung von Stützen 11) Ebene Fachwerke und Dreigelenkbogen / Dreigelenkrahmen Überblick 12) Durchlaufträger und Gerberträger (Gelenkträger) Überblick 13) Alte Klausuren 14) Übungen Einfache Dimensionierungen von Fundamenten, und von Holz- und Stahltragwerken

6 Grundlagen Statik/Festigkeitslehre göpf bettschen - Seite 6 Statische Anwendungen in alter Zeit Auf einem Grabgemälde aus der Zeit Ramses II (1292 bis 1223 vor Christus) ist ein uraltes Gerät zur Hebung von Wasser dargestellt. Es handel sich um einen Schwingbrunen der ägyptischen Fellachen. Mit ihm wurde das Wasser in die Kanäle gehoben, die zur Bewässerung der Felder dienten. Auch dieser Konstruktion liegt das Hebelgesetz zugrunde. An einem vertikal gestützten Balken ist an einem Ende ein Seil mit dem Schöpfeimer befestigt, am anderen ein Gegengewicht, etwas schwerer als der gefüllte Eimer. Auf dem Bild schöpfen zwei Männer Wasser aus einem Teich und entleeren es in den angrenzenden Garten. Archimedes (287 v. Chr. Bis 212 v. Chr.) Berechnung von Quadratwurzel, Kreisumfang mit π, kubische Gleichung. Gesetz vom Schwerpunkt, schiefe Ebene, Hebelgesetz, Auftrieb. Brennspiegel, Wurfmaschine, Bewässerungsanlage, Flaschenzug. Archimedes, Domenico Fetti, 1620, Gemäldegalerie Alte Meister, Dresden