Warum gibt es Zugkräfte bei einer Balkenbrücke ?

Ich hab das Thema Brücken und muss dazu verschiedene Brücken vom Aufbau beschreiben und erklären warum es Druck- und Zugkräfte gibt.
Auf dieser Seite hab ich eine Abbildung von einer Balkenbrücke und die dazugehörigen Druck- und Zugkräfte, jedoch versteh ich nicht warum es dort Zugkräfte gibt.
Ich hoffe ihr könnt mir dabei helfen :smile:

Hallo melaaaa,

das Bild der Balkenbrücke mit den zugehörigen Kräften kann ich leider nicht sehen bzw. es gibt auch keinen Link auf eine entsprechende Seite. Deshalb antworte ich einfach mal ins Blaue. Also, die Balkenbrücke ist eigentlich eine der einfachsten Brückenformen. Lege einen Holzbalken über einen Graben und du hast eine Balkenbrücke, natürlich ohne Widerlager, als Einfeldträger. Wenn du dich nun in die Mitte des Balkens stellst, biegt er sich durch. Dabei wird die untere Faser gezogen (Zugkräfte) und die obere Faser gedrückt (Druckkräfte). Aus diesem Grund wird bei Biegeträgern aus Stahlbeton auch de Bewehrung (Stahleisen) unten im Bauteil eingelegt. Der Stahl nimmt die Zugkräfte auf, die der Beton nicht aufnehmen kann.

Ich hoffe ich konnte weiterhelfen

Hallo Fretless,
deine antwort auf meine Frage hat mir sehr geholfen, dafür will ich mich bedanken und auch weil die Antwort so schnell kam. Das du den Link nicht sehen konntest war mein Fehler, ich hab den Link vergessen ein zufügen :
http://www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/umwelt_technik…
dieser wäre es gewesen!
Jedoch hab ich noch eine Frage: Theoretisch müsste sich doch die untere Faser auch biegen und dort müsste doch dann auch ein Druck vorhanden sein oder ?

Nochmals vielen vielen vielen herzlichen Dank für die schnelle und gute Antwort .
Liebe Grüße melaaaa

Hallo melaaaa,

deine Frage, dass sich theoretisch die untere Faser auch biegen und dort Druck vorhanden sein müsste, ist berechtigt. Allerdings muss man zur Verteilung von Druck- bzw. Zugkräften in einem Querschnitt (z.B. Holzbalken) immer den gesamten Querschnitt betrachten. Der Schwerpunkt der Querschnittsfläche bildet dabei den Nullpunkt der Kräfteverteilung bei reiner Biegung. Das heißt bei einem rechteckigen Holzbalken treten genau in seiner Schwerpunktlage (Schwerpunkt des Rechtecks), wenn du dich in die Mitte des Balkens stellst, weder Zug noch Druckkräfte auf. Anders ausgedrückt: Die Verteilung der Spannungen bzw. Kräfte ist linear. An der oberen Querschnittskante herrscht maximaler Druck, in der Mitte (Schwerpunktlage) ist alles Null und an der unteren Querschnittskante haben wir maximalen Zug.

Ich hoffe ich konnte deine Frage beantworten. Schönen Sonntag…

Hallo,

stell dir einen ganz normalen Balken vor, der aus vielen einzelnen parallelen Fasern besteht. Von oben (idealer Weise mittig) wirkt eine Druckkraft, sodass sich der Balken durchbiegt. Die der Druckseite gegenüberliegenden Fasern werden wegen der Durchbiegung auseinandergezogen, sodass Zugspannungen wirken.

Gruß

Hallo Fretless
danke es hat mir sehr weit geholfen.
Vielen herzlichen Dank nochmal und dir auch einen schönen Sonntag.

Liebe Grüße
melaaaa

Hallo Slavius,
Vielen Herzlichen Dank… es hat mir sehr geholfen.

Gruß melaaaa

Hallo melaaaa!
Den Antworten von „fretless“ und „slavius“ kann ich mich natürlich anschließen. Der Vollständigkeit halber antworte ich auch noch - sonst habe ich eine unbeantwortete Frage, das sieht nicht gut aus :wink:.
Stelle Dir vor, der Balken besteht aus vielen einzelnen, lose aufeinandergelegten Brettern. Dann wirkt jedes Brett für sich alleine und erfährt an seiner Oberseite Druck und an der Unterseite Zug - das wären dann „Deine“ Fasern. Wenn Du jetzt diese Bretter miteinander verklebst, dann wirken sie als Gesamtquerschnitt. Dieser hat im übrigen eine deutlich höhere Steifigkeit und Festigkeit als die Summe der einzelnen Bretter. Alles oberhalb der sog. Nulllinie (bei einem Rechteckquerschnitt eine horizontale Schnittebene durch die Mitte) wird gedrückt, alles unterhalb gezogen. Das unterste Brett wird dabei am stärksten gedehnt, das darüber etwas weniger, das darüber wieder etwas weniger usw… Das Brett genau in halber Höhe des Querschnitts (in der Nulllinie) wird weder gedrückt noch gezogen. Weiter nach oben werden die verklebten Bretter dann immer stärker gedrückt.
Ich hoffe, das hat die vorherigen Erklärungen noch etwas vertieft.
Grüße, Martin

Hallo, etwas vereinfacht ausegdrückt, nehme mal ein Radiergummi in die Hand und biege es, mit beiden Händen nach unten, du wirst sehen, auf einer Seite wird es reißen, hier wirken die Zugkräfte, auf der anderen wirst

du Falten erkennen, hier wird es durch die Druckkräfte gestaucht. Unter Balkentheorie wirst du bei google einiges finden.

Du hast nicht nur Druckkräfte duch die Last, sondern auch Zugkräfte in den Auflagern. Im Brückenquerschnitt ist bei der Durchbiegung auch oben die Drucklast und unter der Brücke eine Zuglast in Richtung Auflager.
Schau dir auch mal ne Hängebrücke an. Was passiert in den Befestigungen ? Zugkräfte.

Beste Erklärung mit Grafik siehe unter:
www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/umwelt_technik/10brue…

Gruß
Mathias

Am anschaulichsten kann man es über die Verformung erklären:
Denke Dir einen an jedem Ende aufgelagerten Balken und belaste ihn in der Mitte. Er biegt sich durch. Dabei wird sein oberer Rand etwas kürzer (Druck) und sein unterer Rand etwas länger (Zug).
Betonbalken: Beton kann nur sehr begrenzt Zug aufnehmen, deshalb würde man hier im unteren Zugbereich Bewehrungsstahl einlegen, der dafür gut geeignet ist.

Hoffe, das reicht???

Hallo Filexcad,

Danke, ich muss dazu sagen das ich nicht auf die idee gekommen bin Balkentheorie bei google zu suchen …
Nochmals Danke :smile:

Hallo, etwas vereinfacht ausegdrückt, nehme mal ein Radiergummi in die Hand und biege es, mit beiden Händen nach unten, du wirst sehen, auf einer Seite wird es reißen, hier wirken die Zugkräfte, auf der anderen wirst

du Falten erkennen, hier wird es durch die Druckkräfte
gestaucht. Unter Balkentheorie wirst du bei google einiges
finden.

Hallo Mathias,
Danke schön :smile:

Liebe Grüße melaaaa

Ich kann die Abbildung leider nicht sehen.