stahlbau 1×1 2018-05-06T16:10:00+00:00

Project Description

Taat Herzberg

das kleine Stahlbau 1×1

„Bauwerke können [ … ] nur dann dauerhaft funktionieren, wenn sie richtig konstruiert sind und mit geeigneten Baustoffen gebaut werden“

Wieso ist Stahl eigentlich so wichtig für das Bauwesen? und wie viel Stahl ist eigentlich um uns herum?

Wenn man als Nicht – Ingenieur durch die Städte geht, fallen einem zwar die Eisenbahn- und Autobahnbrücken auf und man registriert auch die vielen Betonhäuser um einen herum, aber wieso das alles so gut hält und aus was diese ganzen Dinge um uns herum wirklich bestehen, darüber habe ich mir zumindest noch nie wirklich Gedanken gemacht. Bis jetzt.
Für viele Bauingenieure gehört Stahl oder Stahlbeton zum Alltag.
Für uns übrigens auch, wir wissen es nur nicht.

Was ist Eisen und was ist Stahl? Und worin besteht eigentlich der Unterschied?

Eisen ist ein chemisches Element und hat im Periodensystem die Abkürzung Fe.
Eisen ist ein Übergangsmetall und ist nach Aluminium das zweithäufigste Metall in der Erdkruste.
Es wird aus Erz im Tage- und Tiefbau gewonnen. Im Bau ist Eisen besonders beliebt. Es ist hier zu einem
Grundwerkstoff geworden.
Eisenwerkstoffe mit einem Massenanteil des Kohlenstoff von bis zu 2% werden als Stahl bezeichnet.
Stahl ist Härter und Dehnbarer und somit im Bau vielseitiger einsetzbar.

Wofür braucht der Bau Fachwerk? Was kann es bewirken?

Sobald das Fachwerk ausgesteift ist, ergibt sich für das Tragwerk weniger Möglichkeiten sich zu verformen.

Ein kleines Beispiel zur Veranschaulichung:
Man legt ein Brett auf zwei Dosen die jeweils links und rechts stehen. Stellt man nun etwas schweres auf das Brett, wird es sich in der Mitte stark ausbeulen. Werden jetzt mehrere Dosen unter das Brett gestellt, beult es sich immer schwächer aus. Die Erhöhung der Auflageranzahl sogt dafür, dass sich das Brett steifer verhält, da die Kräfte auf mehrere Auflager verteilt werden. Und sich so die Kräfte im Brett verringern. Ähnlich verhalten sich die Kräfte eines Fachwerks. An jedem Knoten werden die Kräfte auf die anschließenden Stäbe verteilt und somit wird der Rahmen entlastet.

Gelenkige Anschlüsse übertragen Normal- und Querkräfte. Normalkräfte wirken in der Mittelachse des Stabes, Querkräfte wirken vertikal dazu.

In aussteifenden Fachwerkstäben wirken nur Normalkräfte. Es bilden sich Zug- oder Druckstäbe.

Die Auflager setzen den Kräften aus dem Tragwerk Reaktionskräfte entgegen, sodass keine Verformung in diese Richtung entstehen kann.

Was ist Beton? Und aus was besteht er eigentlich?

Das Grundrezept für Beton ist einfach und was man für ihn braucht, das liefert die Natur: Zement aus Kalkstein und Ton und als so genannte Gesteinskörnung Sand, Kies und schließlich Wasser. Der Zement spielt dabei die entscheidende Rolle, denn er bildet zusammen mit dem Wasser den Zementleim, der die Gesteinskörnung verbindet und dadurch erst ein hartes Gestein entstehen lässt. Beton ist aber nicht gleich Beton. Auf die Mischung kommt es an. Denn durch die Vielfalt der Mischungen lassen sich die Eigenschaften des Betons den jeweiligen Anforderungen anpassen.

Was ist eigentlich Stahlbeton? Und wieso brauche ich beide Bestandteile?

Stahlbeton ist ein Verbundbaustoff, abhängig vom Zusammenwirken von Beton und Stahl.
Bei Bauwerken haben der Stahl und der Beton verschiedene Aufgaben. Wo der Beton für die Druckbeanspruchung zuständig ist, ist der Stahl für die Zugbeanspruchung verantwortlich. Das bedeutet drückt etwas schweres auf den Betonbalken wird in diesem Bereich der Balken zusammengequetscht. An der Unterseite des Balkens passiert genau das Gegenteil, er wird auseinander gezerrt. Der Stahl sorgt nun dafür, dass der Betonbalken nur im gewünschten Maß auseinander reißt. Ohne Risse im Beton funktioniert das Zusammenpiel der beiden Bestandteile nicht.
Durch die Entdeckung von Stahlbeton ergab sich für die Architekten und Ingenieure ein großer Gestaltungsspielraum.
Eineinhalb Jahrhunderte dauerte die Entwicklung der Stahlbetonbauweise und war diesbezüglich schnell.
Gebaut wird nach den DIN – Normen (DIN1045) und dem Eurocode (EC2).

Wieso muss eine Schale um den Beton?

Die Schalung ist eine Gussform. Sie besteht aus der Schalhaut und dem Schalsystem. Die Art der Schalung wird nach Funktion und Art des Bauwerks gewählt. In sie wird der Frischbeton zur Herstellung von Betonbauteilen eingebracht, also die Negativform zum fertigen Betonbauteil. Bestimmte Gestaltungswünsche der Oberfläche können durch die Schalhaut oder eines oberflächenabhängigen Schalsystem berücksichtigt werden. Schalungen müssen standsicher, dicht, sauber und maßgenau sein, um dem hohen dynamischen Druck beim Eingießen des Frischbetons standzuhalten. Sie können aus Holz, Stahl, Aluminium oder Kunststoff bestehen. Nachdem der Beton erhärtet ist, wird die Schalung im Regelfall entfernt.

Danke an Theres Herzberg (B. Sc.) die mir mit ihrem Fachwissen bei diesem Projekt beratend zur Seite stand.