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Bei bereits bestehenden Konstruktionen ist es mitunter notwendig, die Tragfähigkeit zu berechnen, um die Nutzungsfähigkeit zu definieren. Sicherheitsrelevante Faktoren, die in die Berechnungen eingehen, sollen die Berechnungen vereinfachen und die Eigenschaften unterschiedlicher Materialien berücksichtigen. Auch die ungleichmäßige Belastung von Konstruktionen wird in den Berechnungen berücksichtigt. So kann ermittelt werden, wann und in welchem Umfang Verformungen oder Schwingungen auftreten und wie sie begrenzt werden können. Statische berechnung stahltreppe beispiel. Praxis statischer Berechnungen im Bauingenieurwesen Statische Berechnungen gehören zur grundlegenden Arbeit eines Bauingenieurs. Er nimmt die Planung von Konstruktionen vor. Diese wird auch Tragwerksplanung genannt. Der Statiker übernimmt nicht nur die Berechnungen, sondern erstellt darüber hinaus Pläne, die der Übersicht dienen sollen. Sie werden Positionspläne genannt. Der Bauherr kann unter anderem die Berechnungen anhand der Pläne nachvollziehen, er kann sich über Baustoffe und die Abmessungen der Bauteile informieren.
Weiter zu beachtende Punkte bei statischen Berechnungen Die Klassifikationsgesellschaften geben Regeln zur Dimensionierung von Bauteilen heraus, die die statische Berechnung unterstützen und teilweise ersetzen. Wenn davon abgewichen wird, ist mit einer eigenen statischen Berechnung ein Festigkeitsnachweis zu erbringen. Statische Berechnungen bestehen aus der Längsfestigkeit - das Schiff wird näherungsweise als Biegebalken unter dem ungleichmäßig verteilten Einfluss von Gewicht, Ladung und Auftrieb betrachtet - und aus der Querfestigkeit, in der eine herausgeschnittene "Scheibe" unter dem Einfluss von Eigengewicht, Ladung und hydrostatischem Druck nach Balkentheorie berechnet wird. Statische Bestimmtheit • einfach erklärt, Freiheitsgrad, Wertigkeit · [mit Video]. Ähnlich wie der Prüfstatiker im Bauingenieurwesen erbringen Klassifikationsgesellschaften die Dienstleistung, Festigkeitsrechnungen im Schiffbau und schiffbaunahen Branchen zu zertifizieren. Mit der Formel für das Biegemoment einer Gleichlast am Einfeldträger lassen sich auch viele schwierigere statische Systeme in guter Näherung (auf der sicheren Seite) berechnen.
Die Statische Berechnung ist ein Teil davon; im Wesentlichen handelt es sich dabei um den rechnerischen Teil. Bestandteil der statischen Berechnung sind aber auch statische Übersichtspläne (sogenannte statische Positionspläne) in denen sich die einzelnen Positionen der Berechnung und auch die wesentlichen Bauteilabmessungen, Baustoffe usw. wiederfinden. Die meisten Bauvorhaben bedürfen einer Genehmigung durch die zuständige Bauaufsichtsbehörde. Im Rahmen des Bauantragsverfahrens kann diese eingeholt werden. Zu den erforderlichen Nachweisen gehört unter anderem eine von einem Sachverständigen erstellte statische Berechnung des Bauwerks. Sie dient dem Nachweis der Standsicherheit, der Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit. Statische berechnung einfamilienhaus beispiel. Nach den letzten Bauordnungsrechtsnovellen ist allerdings nur noch bei Sonderbauten die Statik zusammen mit dem Bauantrag zur Prüfung einzureichen. Für alle anderen Bauvorhaben reicht eine spätere Vorlage – diese muss in den meisten Fällen jedoch vor Baubeginn sein.
Gleichzeitig sind sowohl Materialkennwerte und Lastannahmen sowie teilweise auch die Rechenmodelle mit Ungenauigkeiten behaftet. Diese Ungenauigkeiten wurde bei der Kalibrierung der (Teil-)Sicherheitsfaktoren Rechnung getragen. Durch die Verwendung von Rechenmaschinen und Computern ergeben sich heute zwar große theoretische Genauigkeiten. Statische Berechnung. Prinzipiell sind aber immer noch Genauigkeiten von 3 bis 4 signifikanten Stellen (nicht Nachkommastellen) ausreichend. Zu Zeiten als die statischen Berechnungen noch mit dem Rechenschieber gemacht wurde, wurde eine Genauigkeit von 3 Zahlenstellen als ausreichend erachtet. Mehr ist auf dem Rechenschieber auch kaum ablesbar. Maschinenbau [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Im Maschinenbau werden statische Berechnungen unter anderem für Krane und Fundamente aufgestellt. Schiffbau [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die Klassifikationsgesellschaften geben Regeln zur Dimensionierung von Bauteilen heraus, die die statische Berechnung unterstützen und teilweise ersetzen.
Schaut man sich die Formel zur Ermittlung der statischen Bestimmtheit an fällt auf, dass mehr Lager- bzw. Gelenkreaktionen als die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten unterschiedlich vieler Körper vorhanden sein müssen. Innerhalb der statischen Unbestimmtheit wird erneut differenziert. Unterschieden wird hierbei allerdings die n-fach statische Bestimmtheit bzw. Un-/ Überbestimmtheit und Unterbestimmtheit. Statische Berechnung, Beispiel, Stahlbau, Stahlträger. Die Formel für das Abzählkriterium lautet für ein System in der Ebene wie folgt: Analog zur statischen Bestimmtheit bei den sechs Bewegungsmöglichkeiten im Raum ist demnach: Die hier vorgestellten Formeln bieten zwar eine notwendige Bedingung, sind aber nicht hinreichend. Hinreichende Bedingungen sind bei Systemen bzw. Tragwerken der Polplan und bei Fachwerken der Polplan sowie das Bildungsgesetz. Statisch überbestimmt Wie schon bei der statischen Unbestimmtheit, ist ein System ebenfalls statisch überbestimmt, wenn der Freiheitsgrad kleiner gleich minus eins ist. Statisch unterbestimmt im Video zur Stelle im Video springen (04:15) Liegt ein Freiheitsgrad kleiner gleich eins% vor, spricht man von einer statischen Unterbestimmtheit.
Ein Statiker, der diese Positionspläne mit den entsprechenden Berechnungen vorlegt, braucht sehr viel Erfahrung. Versierte Statiker erhalten eine so genannte Bauvorlageberechtigung. Diese kann in vielen Bundesländern beim Bauamt angefordert werden. Mitunter wird von dem Statiker zusätzlich die Vorlage einer Versicherung gefordert. Praxis statischer Berechnungen im Schiffbau Im Schiffbau* unterliegen alle Bauteile einer Klassifikation. Diese kann zur Berechnung der Statik herangezogen werden oder zum Teil einen Ersatz für die komplizierten Rechenwege bieten. Wird dieser einfache Weg gewählt, ist es wichtig, dass der Nachweis der Längsfestigkeit und der Querfestigkeit erbracht wird. Statische berechnung beispiel pdf. Dabei werden das Gewicht des Schiffes, die maximale Ladung und der Auftrieb zu Grunde gelegt. In der Ermittlung der Längsfestigkeit wird das Schiff als Biegebalken betrachtet, auf dem die drei genannten Einflüsse unregelmäßig verteilt sind. Die Querfestigkeit kann ermittelt werden, indem eine einzelne "Scheibe" des Schiffes betrachtet wird.
Das statische Moment ist an den äußeren Stellen eines zusammengesetzten Querschnitts 0, während es in dessen Gesamtschwerpunkt einen maximalen Wert annimmt. Anwendungen im Leichtbau Es kommt heute mehr und mehr darauf an, dass bei der Planung und Dimensionierung von Bauteilen möglichst ressourcenschonend konstruiert wird. Ein Bauteil muss seinen zu erwartenden Belastungen standhalten können, es soll aber auch nicht überdimensioniert gestaltet werden. Eine gut durchdachte Rahmenkonstruktion aus gebogenen Blechen hat gegenüber einer massiven Stahlkonstruktion eine erhebliche Gewichtseinsparung zur Folge. Bei optimal gestalteten Abkantungen an den richtigen Stellen der Blechkonstruktion wird auch die erforderliche Stabilität erreicht. Fazit Das statische Moment eines zusammengesetzten Querschnitts ist eine wesentliche Größe, die zur Ermittlung von dessen Schubspannungsverteilung über den gesamten Querschnitt unbedingt notwendig ist. Moderne Berechnungsprogramme, welche nach der FEM-Methode arbeiten, leisten hier bei der Planung eine wertvolle und unverzichtbare Unterstützung.