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Orientierungsprojekt
Raum / Labor / Konstruktion
ARCHITEKTUR ALS GLEICHGEWICHT DER KRÄFTE
Das erste Ziel jeder Konstruktion ist die Standsicherheit Jedes Gebäude besteht aus Materie, die dauernd unter dem Einfluss der Schwerkraft steht. Sie wirkt als Druck in Richtung zur Erdoberfläche und muß durch Gegenkräfte ausgeglichen worden. Gebäude, Bauteile und Konstruktionen, die sich nicht im Gleichgewicht befinden, stürzen zusammen. Erst in der 2. Hälfte des 18.Jh. beginnt die Berechnung von Konstruktionen auf mathemat. Grundlage.
Statik und Festigkeitslehre bilden die wissenschaftl, Grundlagen der Bautechnik. Die Festigkeitslehre ermittelt durch experimentelle Prüfungen die Festigkeit der Baustoffe und ihr Verhalten bei verschiedenen BeIastungsfällen. Die Statik versucht, die auftretenden Kräfte und, ihren Verlauf in der gewählten Konstruktion vorauszubestimmen und diese entsprechend zu dimensionieren. Die wichtigsten in Bauwerken wirkenden Kräfte sind:
Das Eigengewicht der Konstruktionselemente, die Verkehrslasten und Einzellasten durch die Benutzung des Gebäudes (Menschen, Einrichtungen, Maschinen, Lagergut), ferner die von außen einwirkenden Kräfte, z. B. Schneelasten Windkräfte (Sturm), dynam. Schwingungen (Maschinen, Straßenverkehr, Erdbeben).
Eine Kraft ist definiert durch Größe, Angrifffspunkt und Richtung. Im Gebäude wirken Kräfte aus verschiedenen Richtungen, vor allem als Druck- und Schubkräfte, aber auch als Zugkräfte (z. B. zum Ausgleich von Schub und Druck). als Torsionskräfte bei Verdrehungen als Scherkräfte bei dem Angriff von Kräften in gleicher Ebene, aber gegensätzlicher Richtung.
Ein wichtiger statischer Begriff, z B bei der Berechnung der Durchbiegung, ist das Moment, das Produkt aus Größe und Kraft und ihrer Entfernung zum Auflager- oder Drehpunkt (Hebelarm).
Gleichgewicht herrscht, wenn die Summen aller Kräfte und Momente Null sind, d. h. Kräfte und Gegenkräfte sich aufheben. Jede Kraft wird durch eine Gegenkraft gleicher Größe in Gegenrichtung aufgehoben, zwei aus verschiedenen Richtungen angreifende Kräfte durch eine dritte, die Resultierende, Das Kräfteverhältnis läßt sich durch ein Dreieck (Krafteck) darstellen. Darin bilden die an einem Punkt unter bestimmten Winkeln angreifenden Kräfte, die Komponenten in einem ihrer Größe entsprechenden Maßstab aufgezeichnet, zwei Seiten. Die dritte Seite stellt die Resultierende dar. Aus der Verdoppelung des Kraftecks entsteht als graphische Figur das Parallelogramm der Kräfte.
Jedes Bauwerk bildet ein statisches System, bzw. eine Verbindung von Bauteilen mit gleichen oder verschiedenen statischen Systemen.
(nach: Müller/Vogel: dtv Atlas zur Baukunst, Bd.1 München 1974, S.27)
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10 Stationen
1.) Auftürmen/Stabilisieren
2.) Bogen/Gewölbe
3.) Stabkonstruktionen
4.) Verspannungen
5.) Faltkonstruktionen
6.) elastische Konstr.
7.) Kettenpolygon
8.) Raumknoten
9.) pneumatische Konstr.
10.) Statik der Zufälligkeit
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