Lasten und Kräfte am Bauwerk

Lasten und Kräfte am Bauwerk

Bauwerkslasten Ständige Lasten Veränderliche Lasten Zugkraft Biegemoment

Einleitung

In diesem aiMOOC widmen wir uns den Lasten und Kräften, die auf Bauwerke einwirken. Hierbei lernst Du die Grundlagen der Statik und Dynamik im Bauwesen kennen, verstehst, wie verschiedene Lastarten Bauwerke beeinflussen und welche Rolle die Materialwahl sowie Konstruktionsprinzipien spielen. Dieser Kurs ist mit interaktiven Elementen angereichert und eignet sich hervorragend für den schulischen Einsatz in Fächern wie Physik, Technik und Bautechnik.

Grundlagen der Bauwerksbelastungen

Was sind Lasten und Kräfte am Bauwerk?

Definition und Arten von Lasten

Jedes Bauwerk, egal ob Brücke, Hochhaus oder ein einfaches Wohnhaus, muss verschiedene Lasten tragen. Diese Lasten lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen:

1. Ständige Lasten: Dazu zählen Eigengewicht der Bauwerksteile, nicht veränderliche Einbauten und mehr.
2. Veränderliche Lasten: Diese umfassen Nutzlasten wie Menschen, Möbel, Schnee und Wind.

Kräfte, die auf Bauwerke wirken

Kräfte sind das Ergebnis von Lasten, die auf das Bauwerk einwirken. Sie können statisch oder dynamisch sein und müssen in der Bauplanung sorgfältig berücksichtigt werden, um die Stabilität und Sicherheit des Bauwerks zu gewährleisten. Zu den Hauptkräften gehören:

1. Zugkraft und Druckkraft
2. Biegemoment und Torsionsmoment
3. Schubkraft und Querkraft

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was beschreibt ein Biegemoment?

1. Die Kraft, die eine Drehbewegung verursacht
2. Eine reine Druckbelastung
3. Eine ausschließlich ziehende Belastung
4. Die Kraft, die ein Bauteil zu verbiegen versucht

Was versteht man unter ständigen Lasten eines Bauwerks?

1. Nur die Nutzlasten durch Menschen
2. Temporäre Lasten wie Baugerüste
3. Zufällige äußere Einflüsse wie Wind
4. Eigengewicht und andere dauerhafte Lasten

Welche Kraft wirkt senkrecht zur Achse eines Balkens?

1. Torsionsmoment
2. Schubkraft
3. Zugkraft
4. Druckkraft

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Memory

Veränderliche LastZugkraftGewicht der BaustrukturBiegemomentStändige LastNutzlasten wie MenschenWirkt quer zur BalkenachseWirkt entlang der LängsachseSchubkraftVerursacht Verbiegungen

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Eingabe

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Waagrecht →	Senkrecht ↓
2 Was passiert mit einem Balken unter Last? 3 Allgemeiner Begriff für Gewicht oder Druck auf Strukturen 4 Gegenstück zur Zugkraft 5 Welches Moment resultiert aus einer Verdrehung?	1 Kraft, die quer zur Materialachse wirkt 4 Welche Disziplin befasst sich mit bewegten Lasten? 6 Was ist die Lehre von Kräften in Ruhe?

Lückentext

Vervollständige den Text.

In der Statik die Kräfte, die in Ruhe sind. Bauwerke müssen sowohl als auch Lasten aushalten. Die wirkt quer zur Balkenachse.

Offene Aufgaben

Leicht

1. Fotografiere verschiedene Bauwerke: Mache Fotos von Bauwerken in Deiner Umgebung und identifiziere sichtbare Lasten und Kräfte.
2. Erkunde lokale Baustellen: Besuche eine Baustelle und beobachte, wie die Lasten verteilt sind.

Standard

1. Modellbau einer Brücke: Baue ein Modell einer Brücke und teste unterschiedliche Belastungen.
2. Interview mit einem Bauingenieur: Führe ein Interview durch und erfahre mehr über die Herausforderungen in ihrem Berufsfeld.

Schwer

1. Entwerfe ein eigenes Bauwerk: Plane und skizziere ein Bauwerk, das bestimmten Lasten standhalten muss.
2. Analyse von Schadensfällen: Untersuche reale Beispiele von Bauwerksschäden durch Fehlkalkulationen der Lasten.

Lernkontrolle

1. Beschreibe die Wechselwirkungen zwischen Lasten und Materialauswahl: Wie beeinflusst die Wahl des Materials die Belastbarkeit eines Bauwerks?
2. Analysiere die statische Berechnung eines bekannten Bauwerks: Untersuche, wie die statischen Berechnungen zur Sicherheit beigetragen haben.
3. Vergleiche statische und dynamische Belastungen: Erkläre den Unterschied und die Auswirkungen auf die Konstruktion.

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