Konstruktions-Labor fba h_da

Trägheitsprinzip: Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geraden Bewegung, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur
Änderung seines Zustands gezwungen wird.
Aktionsprinzip: Die Änderung der Bewegung ist der Einwirkung der bewegenden Kraft proportional und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene Kraft wirkt. Kraft = Masse x Beschleunigung
Reaktionsprinzip: Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf
einen anderen Körper B eine Kraft aus (actio), so wirkt eine gleich große,
aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf Körper A (reactio).
actio = reactio
Ein Körper steht im Gleichgewicht,
wenn die Resultierende aller Kräfte und Momente Null ist.
Erweiterung der Lehrsammlung von Konstruktions- und Tragwerksmodellen
Konstruktions-Labor fba h_da:
Prof. Dipl.-Ing. Architekt BDA DWB Alexander Reichel
Baukonstruktion, Nachhaltiges Bauen und Entwerfen
Konzeption + Realisation: Dipl.-Ing. Architektin Christine Köpke
Modellbau:
B.A. Bianca Biernatek - B.A. Sabrina Neise - Dipl.-Ing. Architektin Christine Köpke
Fotos: Dipl.-Ing. Architektin Anette Hochberg - Dipl.-Ing. Architektin Christine Köpke
oːnən]
• [apstʀakˈʦi̯
oːnən]
•• [Tʀanskʀɪpˈʦi̯
[ˌVizualiˈziːʀʊŋən]:
R = 0 ---- actio = reactio ----------Kraft = Masse x Beschleunigung
Moment = Kraft x Hebelarm -----Spannung = Kraft /Flächeneinheit...
• Physikalische Modelle
Konstruktions-Labor fba h_da:
Leonardo-Brücke: Die Brückenteile werden ohne Verbindungselemente, durch
Hebelgesetz: Kraft mal Kraftarm = Last mal Lastarm
Ein Hebel befindet sich im Gleichgewicht, wenn die Summe aller an ihm anliegenden
Drehmomente gleich Null ist. Mit einem großen Hebelarm kann mit einer kleinen Kraft
ein großes Drehmoment ausgeübt werden.
Kraft: Drei Körper unterschiedlicher Masse auf Federn werden gleichzeitig hori-
Seillinie/ Kettenlinie - Stützlinie: Unter Eigengewicht stellt sich bei der
gezeigten Fahrradkette die Kettenlinie ein. Es treten nur Zugkräfte auf. Es herrscht
ein stabiles Gleichgewicht. Durch das Umdrehen der Kette kann ein Druckbogen in
labilem Gleichgewicht erzeugt werden, das leicht instabil werden kann.
Die Form der Stützlinie entspricht der Form der Kettenlinie.
Schalentragwirkung: Unter Belastung weichen die einzelnen Bogensegmente
nach Außen aus und es kommt zu Klaffungen. Aus dem ebenen Bogentragwerk wird
durch die Anordnung von Ringen ein räumliches Schalentragwerk von hoher Tragfähigkeit bei sehr geringer Schalendicke.
Aussteifung: Ein Skelett ist ausgesteift, wenn mindestens 3 vertikale Felder
und alle Geschossdecken als Scheiben ausgebildet sind. Die Wirkungslinien der
Aussteifungselemente dürfen sich nicht alle in einem Punkt schneiden und nicht
alle parallel sein. Zur Aussteifung können Scheibensysteme, Kernsysteme, Fachwerksysteme oder Rahmensysteme verwendet werden.
Klaffende Fuge: Spannung zentrisch und exzentrisch
Bereich, in welchem infolge Rissbildung keine Zug- oder Schubkraft übertragen werden kann. Tritt auf, wenn die resultierende Drucklast außerhalb des Kerns angreift.
e=d/6 (R auf Kernrand), d/6<r<d/3 (R außerhalb des Kerns), e=d/3
Schwerlinie – Schwerpunkt: Experimentelle Bestimmung des Schwerpunk-
die sog. Selbsthemmung gehalten. Wie stark diese wirkt, ist abhängig vom Neigungswinkel und der Oberflächenrauigkeit der Elemente. Unter Belastung stabilisiert sich
die Brücke zusätzlich. Minimalversion Brückenglied: ( 4n - 2 )
zontal beschleunigt. Die Beschleunigung wird über die Federn auf die drei Körper
unterschiedlicher Masse übertragen und erzeugt unterschiedliche Kräfte und unterschiedliche Reaktionen in der Auslenkung der federnd gelagerten Körper.
Eine große Masse erzeugt große Kräfte. Kraft = Masse x Beschleunigung
Eulerfälle – Knickfiguren:
Die vier Eulerfälle mit folgenden Randbedingungen
(v.l.n.r.): (1) eingespannt/frei, (2) gelenkig/gelenkig,
(3) eingespannt/gelenkig, (4) eingespannt/eingespannt
Die Traglast wird durch die Randbedingungen des Stabes beeinflusst. Die Knicklänge entspricht der Länge
der Verformungshalbwelle der Knickfigur. Der Stab
bleibt unverformt solange die Druckkraft kleiner als die
Knicklast bleibt, die Last-Verformungskurve verläuft
vertikal auf der Ordinatenachse. Wenn die Druckkraft
die Knicklast erreicht, verzweigt sich die Kurve. Das
System kann sich in beide Richtungen verformen,
wie stark und in welche Richtung bleibt allerdings
unbestimmt. Es herrscht indifferentes Gleichgewicht.
Oberhalb der Knicklast Fki ist kein Gleichgewicht mehr
möglich, die Verformung wird hier unendlich groß, der
Stab versagt. Schlanke Bauteile, die unter Druckspannung stehen, sind knickgefährdet.
Knicken tritt schlagartig und ohne Vorankündigung ein.
tes. Der Schwerpunkt eines Körpers ist der Schnittpunkt der Schwerelinien.
Die Schwerlinie ist die Linie des Lotes durch den Aufhängepunkt.
Es herrscht Gleichgewicht.