Als biegesteife Ecke (auch biegesteifes Eck, biegesteife Eckverbindung, biegesteife Eckausführung) wird in der Baustatik die Verbindung zweier Stäbe oder Platten bezeichnet, die eine Ecke bildet, und drehstarr verbunden sind. Die Verbindung ist biegestarr und kann – im Gegensatz zu einem Gelenk – ein Drehmoment (Biegemoment) übertragen.

Vergleich zwischen biegesteifer Ecke und biegesteifem Balken

Die in der Baustatik gemachte Beurteilung einer Ecke in einem Bauteil als biegesteif unterscheidet sich grundsätzlich von der z. B. für einen Balken häufig gebrauchten Kenngröße Biegesteifigkeit. Die Steifigkeit eines Balkens ist eine quantitative Größe, während die biegesteife Ecke als qualitativer Begriff gebraucht wird. Die Biegesteifigkeit eines Balkens hat einen bestimmten Wert, der aus dem Produkt (mit dem Elastizitätsmodul und dem Flächenträgheitsmoment an der betrachteten Schnittstelle) errechnet wird.

Anwendung der Balkentheorie

In der Stabtheorie ist der Relativdrehwinkel im Schnittpunkt der beiden Stabachsen gleich Null. Das heißt, dass der Stabsehnenwinkel zwischen zwei Stabachsen im Schnittpunkt konstant ist.

Symbol

Eine biegesteife Ecke kann einen beliebigen Winkel einschließen und wird oft mit einem schwarz ausgemalten Dreieck dargestellt.

Gestaltung biegesteifer Verbindungen

  • Betonbau: Wenn ein Bauteil in einer Betonage betoniert wird und entsprechend bewehrt ist (z. B. im Stahlbetonbau).
  • Betonbau: An Arbeitsfugen wenn nass auf nass bzw. rau auf rau betoniert wird und die Bewehrung durchgehend und beidseits verankert ist.
  • Stahlbau und Aluminiumbau: genietete, geschraubte und geschweißte Verbindungen.
  • Stahlbau: Bei gleitfest vorgespannten und mehrfach vorhandenen Schrauben (GV-Verbindung).

Eckverrundungen, -materialzufügungen

Eine Ecke „aus einem Guss“ hat im Allgemeinen die gleiche Festigkeit wie die anschließenden Stäbe, jedoch treten lokal erhöhte Spannungen infolge der Kerbwirkung am Inneneck auf. Durch Ausrunden werden diese verringert. Dies ist aber eine lokale Festigkeits- und keine Steifigkeitsfrage. Bei in die beiden Stäbe hinein ausgedehnteren Materialzufügungen wird zudem die Biegesteifigkeit außerhalb des Eckbereichs erhöht.

Einzelnachweise und Anmerkungen

  1. ↑ Wolfgang Matschinsky: Radführungen der Straßenfahrzeuge. Kinematik, Elasto-Kinematik und Konstruktion. 3. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg 2007, ISBN 978-3-540-71196-4, Abschnitt über Verbundlenkerachsen
  2. 1 2 Gerhart Löbel: Große Biegeverformungen bei schlanken geraden und kreisförmigen Trägern. In: ZAMM-Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik. Band 43, Nr. 1–2. Wiley Online Library, 1963, S. 25–46, doi:10.1002/zamm.19630430104.
  3. ↑ Wolfram Franke, Thorsten Kunow: Kleines Einmaleins der Baustatik. Wissenswertes für Neu- und Wiederlerner. kassel university press, 2007 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. ↑ Martin Trautz, Christoph Koj: Mit Schrauben Bewehren. In: Bautechnik. Band 85, Nr. 3. Wiley Online Library, 2008, S. 190–196, doi:10.1002/bate.200810016.
  5. ↑ Mario Rinke, Toni Kotnik: Der entfesselte Baustoff. In: Beton- und Stahlbetonbau. Band 107, Nr. 9. Wiley Online Library, 2012, S. 635–644, doi:10.1002/best.201200031.
  6. ↑ Klaus Beer: Bewehren nach DIN 1045-1. Springer, 2007, Kapitel 6: Bodenplatten, doi:10.1007/978-3-8351-9113-6_6.
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