Statische Belastung von Bauwerken

Aufgrund ihres Eigengewichtes und ihrer Nutzung wirken auf Bauwerke nicht unerhebliche Gewichtskräfte ein. Das Verfahren zur Berechnung der Belastung von Gebäuden (Statik) ist maßgeblich in der DIN 1055 (Lastannahmen für Bauten) beschrieben.

Dabei wird unterschieden zwischen:

stehenden Lasten

Sie ergeben sich aus dem Gewicht der unveränderlichen Teile des Gebäudes, d.h. dem Eigengewicht (Eigenlast) des Bauwerks einschließlich aller festen Einbauten. Stehende Lasten werden nur bei umfangreicheren Umbaumaßnahmen verändert.

und

Verkehrslasten

Sie setzen sich aus dem Gewicht der veränderlichen Teile des Gebäudes (z.B. Gewicht von Personen, beweglichem Inventar, veränderlichen Trennwänden und Einbauten) und den Witterungsbedingten Kräften (z.B. Schnee- und Windlasten sowie dem Erd- und Wasserdruck, insbesondere im Kellerbereich), die auf das Gebäude einwirken, zusammen.

Das Tragwerk eines Gebäudes hat die Aufgabe, alle auf das Gebäude wirkenden Lasten sicher in den Baugrund abzuleiten. Da die zu berücksichtigenden Lasten dabei in jede Richtung - sowohl vertikal (Eigenlast, Schneelast) als auch horizontal (Windlast, Erddruck) -auftreten können, ist es notwendig, dass das Tragwerk des Gebäudes ein räumlich steifes, tragfähiges System bildet. Das Tragwerk wird aus flächen haften, ebenen Bauteilen und linienförmigen Bauteilen aufgebaut.

Flächenhafte, ebene Bauteile  Platte  Belastung wirkt vertikal zur Ebene.

Die Übertragung der auftretenden Lasten erfolgt durch Querkräfte und Biegemomente (z.B. Stahlbetonplatten als Bodenplatten und Decken). 
  Scheibe  Belastung wirkt horizontal zur Ebene.

Die Übertragung der auftretenden Lasten erfolgt durch flächig verteilte Zug- und Druckkräfte (z.B. tragende Wände zur Ableitung der Eigenlasten). 
Linienförmige Bauteile  Stab  Die statische Wirksamkeit von Stäben ist abhängig von ihrer Lagerung.
Man unterscheidet dabei:

• Feste Gelenklager: Ableitung beliebig gerichteter Kräfte ohne Momentübertragung in das anschließende Bauteil
• Verschiebliche Lager: Ableitung nur der senkrecht zur Verschiebungsrichtung auftretenden Kräfte ohne Momentübertragung in das anschließende Bauteil• Feste Einspannungen: Ableitung beliebig gerichteter Kräfte und Momente in das anschließende Bauteil 
  Träger / Balken  Beanspruchung rechtwinklig zur Stabachse (z.B. Holzbalken, Stahlbetonbalken und -träger) 
  Stütze / Säule / Pfeiler  Beanspruchung parallel zur Stabachse

Bezeichnungen: Zugstäbe (bei Zugbelastung), Säulen (bei kreisförmigen Stützen), Pfeiler (bei gemauerten Stützen) 
  Zusammengesetzes Stabtragwerke  Sonderform aus Fachwerkträger und –rahmen

Räumlich steifes System mit parallelen und horizontalen Belastungen 
  Gewölbe / Kuppel  Sonderform: Ableitung der auftretenden Kräfte entlang der Bögen

Bezeichnungen: einfaches Tonnengewölbe (mehrere parallele Bögen), Kappen (flache Gewölbe), Kreuzgewölbe (zwei sich kreuzende Tonnengewölbe) 

Standsicherheit

Die Standsicherheit der aus Platten, Scheiben, Trägern und / oder Stützen zusammengesetzten Bauwerke wird durch eine entsprechende Anordnung der einzelnen Bauteile untereinander oder durch zusätzliche, so genannte aussteifende Verbände gewährleistet.
Gebäudewände sind normalerweise nur geringfügig vertikal zu ihrer Ebene belastbar, weil die verwendeten Materialien (und Verbindungen) nur eine sehr geringe Zugfestigkeit haben. Daher ist bei der Konstruktionsplanung nur die Scheibenwirkung der betreffenden Bauteile als gegeben vorauszusetzen. Für einen standsicheren Verbund ist eine weitere Aussteifungsebene erforderlich, die als Scheibe oder durch Verbände mit Scheibenwirkung ausgeführt werden kann. Als Aussteifungen werden alle statischen Systeme bezeichnet, die horizontale Lasten bis in den Baugrund ableiten.

Wandsystem ohne ausreichende Aussteifung  Wandsystem: die horizontale Scheibe liegt auf drei vertikalen Scheiben 
Ableitung von Horizontallasten in einem Wandsystem

W: Wand
H: Horizontallast
F: Kraft  
Scheibenbildung durch Verbände in einem Skelettsystem