Stützen sind einer der wichtigsten Aspekte eines Bauwerks. Sie sorgen für Stabilität und Festigkeit eines Bauwerks. Außerdem erleichtern sie die Lastübertragung von verschiedenen Bauteilen auf den Boden. Ingenieure sollten daher über ausreichende Kenntnisse über die Stützen und Verbindungen in einem Gebäude verfügen.
Die Stützen in einem Bauwerk wirken sich auf die strukturelle Festigkeit und Tragfähigkeit der Bauteile aus. Die Bauteile erstrecken sich entweder vertikal oder horizontal, und je nach Bauteil bauen wir entsprechende Stützen zur Lastabtragung.
In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von Stützen, ihre Anwendung, Vorteile und Nachteile erörtert.
WAS IST EINE STRUKTURELLE UNTERSTÜTZUNG?
Als Stütze bezeichnet man den Teil eines Bauteils, der die nötige Festigkeit und Steifigkeit bietet, um den einwirkenden Kräften zu widerstehen und sie sicher auf den Boden zu übertragen. Die auf die Stützen einwirkenden äußeren Lasten führen zum Aufbau von inneren Widerstandskräften. Stützen befinden sich entweder an den Enden oder an Zwischenpunkten einer Struktur. Die Wahl der falschen Stützen für Ihr System kann dessen strukturelle Integrität beeinträchtigen. Verschiedene Stützen haben unterschiedliche Anwendungsbereiche.
ARTEN VON STÜTZEN
Wir haben Stützen hauptsächlich in interne und externe Stützen eingeteilt. Sie können entweder geschraubt oder geschweißt sein. Bei Betonfertigteilen oder Stahlfertigteilen können wir die Stützen auf unterschiedliche Weise mechanisch verbinden, aber bei Ortbetonanlagen bilden sie in der Regel monolithische Strukturen. Unabhängig von der Art der Verbindung eines Materials sollte es eine bestimmte Steifigkeit aufweisen.
EXTERNE STÜTZEN
Äußere Stützen sind die Stützen, die in einem Bauwerk vorgesehen sind, ohne die Strukturelemente zu beeinträchtigen. Es gibt verschiedene Arten von Stützen, nämlich: –
- Rollenlager
- Gelenklager oder Scharnierlager
- feste Stütze
- Hängestütze
- Einfache Stütze
ROLLENSTÜTZEN
Rollenstützen können nur senkrechten Kräften standhalten, sind aber seitlich frei beweglich. Sie ermöglichen eine Bewegung entlang von Oberflächen ohne Widerstand gegen horizontale Kräfte.
Diese Stützen widerstehen schweren vertikalen Lasten, lassen aber horizontale Bewegungen zu. Die horizontale Bewegung ist vor allem bei Ausdehnung und Schrumpfung wichtig, da sich das Bauteil frei bewegen kann. Sie verhindern, dass ein festsitzender Träger beschädigt wird.
Rollenlager können in Form von Gummilagern oder Zahnrädern ausgeführt sein. Betrachten Sie zum Beispiel eine Last auf Rollschuhen. Das Gewicht bleibt an seinem Platz, wenn keine horizontale Kraft einwirkt. Sobald jedoch eine horizontale Kraft einwirkt, setzt sich der Körper in Bewegung. Rollenstützen sind vor allem im Brückenbau von Vorteil. In der Regel werden Rollenstützen am Ende von Brückenspannweiten in Form von Lagerkissen angebracht. Rollenstützen werden auch bei Rahmenkränen eingesetzt und ermöglichen eine Bewegung nach rechts oder links.
Der Nachteil von Rollenstützen besteht darin, dass sie keine horizontalen Kräfte aufnehmen können, so dass andere Arten von Stützen erforderlich sind, um diese Kräfte in einem Bauwerk aufzunehmen.
GELENKIGE STÜTZEN
Gelenklager werden auch als Scharnierlager bezeichnet. Es handelt sich um die häufigste Art von Stützen im Bauwesen. Ein gelenkig gelagerter Träger kann sich weder vertikal noch horizontal bewegen, lässt aber eine Drehung zu. In den meisten Fällen lässt eine gelenkige Stütze nur eine Verdrehung in eine Richtung zu. Ein gutes Beispiel ist ein menschliches Knie. Es lässt eine Drehung in eine Richtung zu, widersteht aber seitlichen Bewegungen. Ideale gelenkige Stützen sind in der Praxis nur selten anzutreffen. Einfach gelagerte Balken werden jedoch in der Regel als gelenkig betrachtet. Die Auflagerbedingungen beeinflussen die Verteilung der Momente im Träger. Wir verwenden gelenkige Auflager auch in Fachwerken und dreigelenkigen Bogenbrücken.
Der Vorteil von gelenkig gelagerten Trägern besteht darin, dass es einfach ist, mehrere Träger miteinander zu verbinden. Die Verbindung erzeugt eine Axialkraft, und da die Stützen keine Momente aufnehmen, beschränkt sich die Bemessung auf die Axialkraft.
Die einzige Einschränkung bei gelenkig gelagerten Stützen ist, dass eine einzelne gelenkig gelagerte Stütze eine Struktur nicht vollständig einspannen kann. Für die Einspannung sind mindestens zwei gelenkige Stützen erforderlich.
FESTE STÜTZUNGEN
Feste Stützen sind die starrsten Arten von Stützen, die die Strukturelemente vor jeglichen Bewegungen schützen. Das Bauteil kann sich weder drehen noch in irgendeine Richtung verschieben. Ein perfektes Beispiel für eine feste Stütze ist ein Fahnenmast mit einem Betonsockel; der Mast kann sich in keine Richtung bewegen oder drehen. Um die Stabilität eines Bauwerks zu gewährleisten, sollte das Bauwerk im Allgemeinen mindestens eine feste Stütze haben. Diese Stütze bietet eine bessere strukturelle Stabilität als alle anderen Arten von Stützen.
Feste Stützen sind in Situationen von Vorteil, in denen nur eine Stütze verwendet werden kann, z. B. bei freitragenden Trägern. Sie sorgen dafür, dass ein Bauwerk ausreichend eingespannt und statisch gesichert ist.