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Stabwerk

stabwerk-holzbau-statik-fachwerkDer Ausdruck Stabwerk wird sowohl in der technischen Mechanik als auch in der Architektur verwendet.

Bei dieser Bauweise werden Stäbe aus Holz, Metall oder auch Stahlbeton verarbeitet. Dieses aus Stäben zusammengesetztes Tragwerk ergibt dann zum Beispiel ein Fachwerk.

Die Stäbe bilden die tragenden Elemente. Die Flächen dazwischen sind nicht tragend.

Im Nachfolgenden Artikel möchte ich einige Besonderheiten dieser Bauweise erklären. Ich gehe sowohl auf die Architektur als auch auf die Statik dieser Bauweise ein.

Ich starte mit der Statik um die wesentlichen Elemente dieser Konstruktionsart herauszustellen.

Stabwerk und die Statik

Ich bin kein Ingenieur, aber als Zimmerer muss man Bauteile und deren Wirkungsweisen verstehen. Das betrifft sowohl das Fachwerk wie auch komplexe Binder.

Dieses Wissen ist für die Planung wichtig. Aber auch beim Aufrichten sollte man die wesentlichen Kräfte verstehen.

stabwerk-pendelstuetze-stabTypische Bauten die häufig als Stabwerk ausgeführt werden sind:

  • Brücken
  • Strommasten
  • Fachwerkbinder
  • Nagelplattenbinder
    • Satteldachbinder
    • Satteldachbinder mit Anfangshöhe
    • Scherenbinder
    • Studiobinder
    • Pultdachbinder
    • Pultdachbinder mit Anfangshöhe
    • Parallelbinder
    • Schmetterlingsform
    • Schalungsbinder dür Brückenbau
    • Trapezbinder
    • Tonnenform

Konstruktionselemente

Stäbe

Die wesentlichen Bauelemente sind Stäbe. Diese werden meistens aus Holz, Stahl oder Stahlbeton hergestellt. Ob gerade oder gekrümmt: die Formen der Stäbe können unterscheiden sich von Konstruktion zu Konstruktion.

Die Kräfte die auf die einzelnen Stäben wirken können ebenfalls ganz unterschiedlich sein. Sie werden auf Normal-, Quer- und Biegekraft beansprucht.

Je nach Kräften die auf das Bauwerk einwirken, müssen die jeweiligen Querschnitte gewählt werden. Das erfolgt bei komplexen Bauten immer durch einen Statiker.

Ein Tragwerk aus Holzbalken wird anhand der Balkenstatik berechnet. Ein Tragwerk aus anderen Stäben mithilfe der Stabstatik.

Die Stäbe werden in der Regel immer in Dreiecken angeordnet um eine Aussteifung zu erzeugen. Das findet man in fast allen Bauten. Ein praktisches Beispiel ist das Andreaskreuz im Fachwerk.

Beispiel eines Lagers: ein Loslager unter einer Eisenbahnbrücke

Beispiel eines Lagers: ein Loslager unter einer Eisenbahnbrücke (Linienkipplager)

Abstützungen (Lager)

Die Lager oder Abstützungen haben die Aufgabe, die wirkenden Kräfte in den Stäben an das Fundament zu übertragen. Es gibt verschiedene Lagerformen:

  • Festlager
  • Loslager
  • Einspannung
  • Drehlager

Diese Lagerformen werden nicht nur im Holzbau eingesetzt, sondern auch in anderen uns bekannten Bauten wie zum Beispiel bei Eisenbahnbrücken.

Verbindungen (Knoten)

Kräfte in den Stäben werden über Knotenpunkte weitergeleitet. Auch hier gibt es verschiedene Verbindungsarten:

  • Fester Anschluss
    • Beispiel Holzbau: Gerberstoß, Eckblatt und andere Holzverbindungen
  • Gelenke
    • Längskraft Gelenk
    • Querkraft Gelenk

Diese Verbindungen können unterschiedliche Kräfte aufnehmen. Bei einem ebenen Stabwerk können folgende Kräfte aufgenommen werden:

  • Normalkraft
  • Querkraft
  • Drehmoment
  • Längskraft

Stabwerk in der Architektur

Die Architektur bedient sich dieser Bauweise. Wie auch in der Statik bilden die Stäbe die tragenden Elemente und bilden oft eine ästhetische Besonderheit. Ein Beispiel dafür ist das Maßwerk.

Fazit

Auch wenn du kein Statiker oder Architekt bist, solltest du die Funktionsweise eines Stabwerks verstehen. Sowohl im Holzbau, als auch in anderen Branchen wird diese Bauweise oft eingesetzt.



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