Merkmale
Die Merkmale einer Scheibe liegen in ihrer Form und den möglichen zu übertragenen Kräften.
Die Form ist eben, während die möglichen zu übertragenen Kräfte hauptsächlich Normalkräfte in Richtung der Flächenebene sind. Querkräfte und Biegemomente bleiben unberücksichtigt.
Ein Beispiel für ein Scheibentragwerk ist ein Flächentragwerk, bestehend aus Wandscheiben, welche vertikale und horizontale Kräfte in ihrer Ebene übertragen (Bild 1), sowie Deckenscheiben, welche entsprechend horizontale Kräfte in ihrer Ebene übertragen.
Anwendung
Scheiben finden ihre Anwendung häufig im Wohnungsbau sowie allgemein im Hochbau, meistens in Form von Wänden.
Wandscheiben dienen einerseits dazu, alle vertikalen Lasten als Normalkräfte in den Baugrund zu leiten, andererseits dienen sie der horizontalen Aussteifung der Gesamtstruktur.
Die meisten Gebäude sind demnach statisch so konzipiert, dass Wandscheiben für die Stabilität der Struktur gegenüber allen horizontalen Lasten wie Wind oder Erdbeben sorgen.
Da (Wand)scheiben wie beschrieben nur Kräfte in ihrer Ebene aufnehmen, müssen sich die Wirkungslinien aller Wände im Grundriss einer Struktur in mindestens zwei Punkten schneiden, damit die Gesamtstruktur stabil ist.
Das einfachste Beispiel hierzu ist eine Garage, bestehend aus drei Wandscheiben. Der Grundriss hat eine U-Form und die Wirkungslinien der Wandscheiben, das heißt die horizontal aufnehmbaren Kräfte der Wände schneiden sich in zwei Punkten.
Bild 2 zeigt eine horizontale Belastung in Richtung der zwei parallel zueinander stehenden Wände. In diesem Fall wirkt das System wie ein Einfeldträger, wobei die Querwand in der anderen Richtung keine Kräfte aufnimmt.
In Bild 3 wirkt die äußere Last in Richtung der einzigen Querwand, wodurch diese die gesamte Last aufnimmt. Die daraus resultierende Verdrehung des Systems muss durch die anderen beiden Wände ausgeglichen werden.
Decken wirken hauptsächlich als Platten, jedoch muss auch bei Decken eine Scheibenwirkung zur Übertragung/Kopplung der horizontalen äußeren Lasten eingeplant werden.
Scheiben in RFEM und RSTAB
In RFEM können Wand- und Deckenscheiben per Definition als Flächen modelliert, oder alternativ über eine Knotenkopplung simuliert werden.
Auch das Stabwerksprogramm RSTAB bietet eine Möglichkeit zur Simulation von Scheiben.
Siehe auch
- Plattentragwerk
- Schalentragwerk
- Flächentragwerk
- Membrantragwerk
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