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Aussteifungsprinzipien und -regeln

Nachdem bisher verschiedene Aussteifungselemente vorgestellt wurden, soll nun erklärt werden, wie Wände, Rahmen oder Verbände angeordnet werden müssen, um ein funktionstüchtiges Aussteifungssystem für Tragwerke zu schaffen.

Wie bereits besprochen, werden bei der Berechnung von Aussteifungssystemen die horizontalen Elemente (Decken) als starre Scheiben betrachtet. Das heißt, die horizontalen Lasten werden von den Deckenscheiben direkt zu den vertikalen Aussteifungselementen weitergeleitet, ohne dabei selbst verformt zu werden. Durch diese Vorgabe beschränken sich die Bewegungsmöglichkeiten eines Gebäudes, auf zwei Translationen in x- und y-Richtung und eine Rotation um die senkrechte Achse. Das System benötigt also drei Festhaltungen um nicht mehr kinematisch zu sein bzw. ein Gebäude benötigt mindestens drei Aussteifungselemente um als ausgesteift zu gelten.

An einem Beispiel soll gezeigt werden, wie die Horizontalasten von den Decken auf die Aussteifungselemente verteilt werden. Wir betrachten ein Gebäude, das durch die Mindestzahl von drei Wandscheiben ausgesteift ist.

Lastfall 1: Wind in y-Richtung
Da die Aussteifungselemente in dieser Richtung (W1 und W3) symmetrisch angeordnet sind und die gleiche Biegesteifigkeit haben, wird die Kraft je zur Hälfte von beiden Wandscheiben abgetragen. Die Wand W2 bleibt unbelastet, da sie keine Biegesteifigkeit in diese Richtung hat.

Lastfall 2: Wind in x-Richtung
In x-Richtung kann nur die Wand W2 die Horizontallast aufnehmen. Da sie aber nicht in der Wirkungslinie der Kraft liegt, ergibt sich zusätzlich ein Moment M = H_x ·e, das die Deckenscheibe verdrehen will. Da einzelne Wandscheiben keine Rotationssteifigkeit aufweisen, kann die Wand W2 kein Moment aufnehmen. Ein Moment kann aber immer in ein gegeneinander wirkendes paralleles Kräftepaar aufgeteilt werden, indem man es durch den Abstand der Kräfte (Hebelarm) teilt. Dieses resultierende Kräftepaar kann von den parallelen Wandscheiben W1 und W3 aufgenommen werden. Auch ein Moment, das aus einem anderen Grund (z.B. außermittiger Lastangriff) entsteht, kann auf diese Wiese abgetragen werden.

Ein Gebäude kann also durch mindestens drei Wände vollständig ausgesteift werden. Allerdings müssen gewisse Anforderungen bezüglich ihrer Anordnung und Ausführung erfüllt sein.

Merke!
	Es sind stets mindestens drei Aussteifungselemente für die Aussteifung eines Gebäudes notwendig, Die Wirkungslinien der Aussteifungselemente dürfen sich nicht alle in einem Punkt schneiden und nicht alle parallel sein. Die Aussteifungselemente müssen in der Lage sein, die durch die Horizontallasten auftretenden Schnittgrößen aufzunehmen, ohne dabei zu große Verformungen zu erleiden.

Zwischenfrage:
	Welche Kräfte erhalten die Diagonalen (D1, D2) des Verbandes bei dieser Beanspruchung? (Bitte richtige Antwort anklicken) D1 erhält Zugkraft; D2 erhält Druckkraft D1 erhält Druckkraft; D2 erhält Zugkraft D1 fällt aus; D2 erhält Zugkraft D1 erhält Zugkraft; D2 fällt aus
Empfehlung: Falls Sie die Frage falsch beantwortet haben sollten lesen Sie bitten nochmal die Seite 5.