Im Dlubal-Statik-Wiki werden Fachbegriffe aus dem Bereich Statik/Tragwerksplanung erläutert. Die Begriffe sind alphabetisch geordnet und werden in der Regel auch in den Dlubal-Programmen verwendet.

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13. November 2020

Fachwerk

Merkmale

Ein ideales Fachwerk besteht aus Stäben, dessen Knotenverbindungen untereinander ausschließlich aus Momentengelenken bestehen, das heißt es werden keine Biegemomente untereinander übertragen.

Zudem erfährt ein ideales Fachwerk planmäßig ausschließlich Einzellasten auf äußere Knoten, sodass auch durch äußere Belastung weder Querkräfte noch Biegemomente entstehen. Ist dies sichergestellt, treten schließlich nur Normalkräfte als Schnittgrößen auf.

In der Realität treten selbstverständlich - alleine durch das Eigengewicht - auch Biegemomente und Querkräfte in den Stäben auf.

Anwendung

Bei der Planung eines Fachwerks ist demnach darauf zu achten, dass weder äußere noch innere Verschieblichkeit entsteht. Ein Dreieck aus Fachwerkstäben gilt als statisch ideal, da es statisch und kinematisch bestimmt, also stabil ist.

Ein Beispiel für ein Fachwerk in der Praxis ist ein Fachwerkträger, siehe Bild 1. Fachwerkträger haben den Vorteil, hohe Spannweiten mit relativ wenig Materialeinsatz zu überbrücken, zum Beispiel beim Rohbau von Logistikhallen oder in größerer Dimension als Eisenbahnbrücke.

Fachwerkträger sind durch die Stäbe an der Ober- und Unterseite, sprich Ober- und Untergurt gekennzeichnet, sowie durch die verbindenden vertikalen und diagonalen Stäbe, Pfosten und Diagonalen. Bei einem Fachwerkträger als Einfeldträger mit Belastung von oben wird das Biegemoment durch Druck im Obergurt und Zug im Untergurt aufgenommen.

Je größer also der Abstand zwischen Ober- und Untergurt, desto größer der Hebelarm dieses Momentes und desto kleiner die Druck- und Zugkräfte im Ober- und Untergurt.

Ein Stabtragwerk, dessen Stäbe ausschließlich durch Normalkräfte beansprucht sind, hier zur Überbrückung hoher Spannweiten

Ein weiteres Beispiel, welches in der Praxis häufig Anwendung findet, ist ein Fachwerkturm als Gittermast, siehe Bild 2, oder auch der Eiffelturm in Paris. Auch bei diesen räumlichen Fachwerken steht der Vorteil im Vordergrund, Material einzusparen und effektiv zu planen und zu bauen.