Tragwerke, Kräfte und Baumaterialien
Struktur
Ein Tragwerk ist ein Verbund von Elementen, die Kräfte aufnehmen und an den Punkt weiterleiten, an dem sie abgestützt werden. Dadurch wird die Struktur dauerhaft und stabil.
Diese Kräfte nennt man Lasten.
Beanspruchung
Die Beanspruchung entsteht, wenn Kräfte auf ein Element wirken, das an einem Punkt fixiert ist oder von anderen Kräften belastet wird.
- Zug: Die Kraft versucht, die Länge des Elements zu vergrößern (dehnen).
- Druck: Die Kraft versucht, die Länge des Elements zu verringern (stauchen).
- Biegung: Die Kraft versucht, das Element zu krümmen.
- Schub: Zwei parallele Kräfte versuchen, einen Abschnitt gegen einen anderen zu verschieben.
- Torsion: Die Kraft versucht, einen Abschnitt gegenüber einem anderen zu verdrehen.
Elemente
Zu den Elementen gehören Stützen, Säulen oder Pfeiler, Balken und Streben sowie Bögen.
Beständigkeit
Eine Struktur ist beständig, wenn sie ihre Form beibehält, auch wenn Lasten auf sie wirken. Die einzige geometrische Figur, die sich nicht verformen kann, ist das Dreieck. Bögen bieten Druckfestigkeit.
Stabile Strukturen
Wird eine Kraft auf eine stabile Struktur aufgebracht, behält sie ihre Position. Andernfalls verliert sie ihr Gleichgewicht oder befindet sich in einem labilen Gleichgewicht.
Materialien
Klassifikation
- Natürlich: Materialien mit natürlichem Ursprung
- Künstlich: Vollwandige Elemente und Fachwerke, trianguliert oder mit Anhängern
- Nach der Mobilität: starr oder gelenkig
- Nach der Funktion: dauerhaft oder temporär
- Nach der Art der Elemente: Stabelemente, flächige Elemente
Legierungen
Legierungen (Aliaxes) sind Gemische aus zwei oder mehr Materialien, von denen mindestens eines ein Metall ist.
Holz
Erste Verarbeitung des Holzes
- Schneiden des Baumes: Der Baum wird mit Sägen oder Eisen- und Metallwerkzeugen gefällt und anschließend zum Sägewerk gebracht.
- Zuschneiden des Holzes: Der Stamm wird der Länge nach mit senkrechten oder kreisförmigen Sägen zerschnitten.
- Trocknung: Die Bretter werden getrennt gelagert, sodass die Luft zirkulieren kann.
- Verteilung für Tischlerei, Schreinerei und Fabriken: In diesem Schritt wird das Holz für die endgültigen Objekte vorbereitet, entweder als Massivholz oder als Platte.
Künstliche Platten
- Günstiger: Sie sind kostengünstiger.
- Eben und glatt
- In größeren Abmessungen erhältlich
- Verformen sich nicht
Sperrholz
Sperrholz besteht aus Furnierschichten, die miteinander verklebt werden, wobei die Fasern benachbarter Schichten senkrecht zueinander verlaufen. Dadurch wird eine hohe Festigkeit erreicht.
Agglomerate (Spanplatten)
Agglomerate entstehen aus Holzabfällen und Holzspänen, die vermischt, verleimt und unter Druck und Wärme zu Platten geformt und getrocknet werden.
MDF
MDF (mitteldichte Faserplatte) besteht aus getrockneten Holzfasern, die unter hohem Druck und Temperatur mit Kunstharz kombiniert und verpresst werden.