Warum sind Kellerwände Zugkräften ausgesetzt?

Ich unterrichte einem Studenten eine Mischung aus Englisch und Bauingenieurwesen, obwohl ich kein Ingenieur bin.

In einem unserer Lehrbücher heißt es:

Unterirdische Wände müssen sowohl Zug- als auch Druckkräften standhalten

Komprimierend: Ich kann verstehen. Das Gewicht des Gebäudes über der Wand und die Kraft der Erde, die von den Seiten gegen die Wände drückt.

Aber wo versuchen die Kräfte, die Mauern auseinander zu reißen ?

Sind „unterirdische Wände“ dasselbe wie „Kellerwände“?

Antworten (3)

Alle Wände erfahren Zugspannung. Dies ist keine Kraft, die versucht, die Wand als solche auseinanderzuziehen. Die Beanspruchung kommt von Querkräften, die aus zwei Quellen entstehen können.

Erstens eine einfache seitliche Kraft auf die Wand, zum Beispiel in einem Keller, der Außenboden. Zweitens bewirkt das Gewicht des darüber liegenden Gebäudes, dass sich die Wände nach außen biegen. Diese zweite Kraftquelle ist der Grund, warum große Wände Strebepfeiler haben, um die Durchbiegung zu verringern. Siehe zum Beispiel Kathedralen mit Strebepfeilern .

Eine Wand mit Bogen erfährt auf der konkaven Seite Druck und auf der konvexen Seite Spannung. Die meisten Baumaterialien, wie Stein oder Beton, sind spannungsschwach – wiederum ein Grund für die Abstützung, um die Spannung auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.

Tatsächlich führt die Belastung von Wänden nicht dazu, dass sie sich „nach außen“ biegen, die Belastung überschreitet die maximale Höhe der Wand, bevor sie sich nach innen oder außen biegt. Die fliegenden Strebepfeiler halten die Wand einfach perfekt gerade … (halten sie davon ab, sich nach innen oder außen zu beugen.)

Wenn Sie einen Balken oder eine Wand biegen, passiert Folgendes:

die äußere gekrümmte Fläche steht unter Spannung,

die innere gekrümmte Oberfläche ist in Kompression und

Die Mitte des Balkens / der Wand ist spannungsfrei. Die Spannung nimmt zu, je weiter Sie von der Mittellinie messen.

Ich bin mir nicht sicher, ob dies allgemeingültig ist. Ein Balken oder eine Wand, die an jedem Ende gehalten wird, kann in ihrem gesamten Abschnitt unter Spannung stehen.
Die Mitte eines Balkens (oder einer Wand) ist beim Biegen nicht spannungsfrei. Die Mitte ist bei horizontaler Scherung am höchsten.
Die Biegespannung ist am größten, je weiter vom Zentrum entfernt. (Die Biegespannung wird durch die extreme Faser bei Zug oder Druck beeinflusst.)
Es wird als „Schlankheitsverhältnis“ bezeichnet, wenn die Wand (oder Säule) zu viel Last für ihre Höhe hat. Sie können es nachschlagen.

Es gibt zwei Arten von Kellerwänden: 1) Platten- oder Balkentyp und 2) Stützwandtyp.

  1. Der Platten- oder Balkentyp ist der beliebteste. Es ist so konzipiert, dass es sich vom Fundament bis zum darüber liegenden ersten Geschossrahmen erstreckt. Der Bodenrahmen stützt die Wand oben und das Fundament stützt die Wand unten. Dadurch entsteht ein plattenartiges (oder balkenartiges) Konstruktionsdesign. Wenn also der Boden gegen die Wand drückt, verbiegt er die Wand (mit Druck auf der einen Seite der Wand und Zug auf der anderen), ähnlich wie bei einem typischen Balken. Die meisten Ingenieure stellen sich die Wand gerne als Balken vor, damit sie berechnen können, wie viel Verstärkung pro Fuß erforderlich ist.

  2. Manchmal ist die Wand als Stützwand ausgeführt und wird nur am Fuß unterstützt. Wenn also der Boden gegen die Wand drückt, biegt er sich wie eine Stützmauer mit Druck auf der einen Seite der Wand und Spannung auf der anderen Seite.

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