Schlagwort-Archive: Spannungen

Schubspannung

Die Spannung ist eine auf die Schnittfläche bezogene Kraft. Bei der Schubspannung wirkt die Kraft parallel zur Schnittfläche.

Die Schubspannung wird in der Regel mit \(\tau\) bezeichnet.

\(\tau= \frac{ F}{ A} \)
\(F\): Kraft
\(A\): Fläche

bzw.:

\(\tau= \frac{V \cdot S}{I \cdot t}\)
\(V\): Querkraft
\(S\): statisches Moment
\(I\): Flächenträgheitsmoment
\(t\): Dicke

Bei einem Doppel-T-Querschnitt ist die Schubspannung in der Mitte des Stegs am größten. Für diese Stelle ist das statische Moment auszurechnen. Für t ist die Dicke des Stegs anzusetzen.

Schubspannungsverlauf im einem IPE-Profil

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Normalspannung

Die Spannung ist eine auf die Schnittfläche bezogene Kraft. Bei der Normalspannung wirkt die Kraft senkrecht, also normal, zur Schnittfläche.

Die Normalspannung wird in der Regel mit \(\sigma\) bezeichnet.

\(\sigma= \frac{ F}{ A} \)
\(F\): Kraft
\(A\): Fläche

Je nach dem, in welche Richtung die Kraft auf die Fläche wirkt, spricht man von Druckspannung oder Zugspannung. Druckspannungen werden normalerweise mit einem negativen Vorzeichen versehen.

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Spannung

Die mechanische Spannung ist eine auf die Fläche bezogene Kraft. Je nach Richtung der Kraft wird zwischen Normalspannung und Schubspannung unterschieden.
Formelzeichen der Spannung sind σ für die Normalspannung und τ für die Schubspannung sowie f und R.

Die SI-Einheit der Spannung ist Pa. Gebräuchliche Einheiten sind MPa, N/mm² und kN/cm², wobei die letztere wegen der zwei Vorsätze nicht SI-gerecht ist.

Physikalisch gesehen ist die Spannung das Gleiche wie der Druck.

Je nach dem, in welcher Richtung die Kraft auf die Fläche wirkt, kann zwischen verschiedenen Spannungen unterschieden werden:

Beide Spannungen treten meist gemeinsam auf. Es ist aber möglich einen Schnitt zu finden, bei dem nur Normalspannungen und keine Schubspannungen auftreten. Das sind dann die Hauptspannungen.

Je nach dem, aus welcher Art der Einwirkung die Spannungen resultieren, können die folgenden Spannungen unterschieden werden:

  • Biegespannung
  • Membranspannung

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Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die größte Spannung, die beim Zugversuch erreicht werden kann. Nach Erreichen der Zugfestigkeit versagt das Material.

Zugfestigkeit

Hier die Zugfestigkeit verschiedener Werkstoffe.

Baustahl nach EN 10025-2:2004-11

Werkstoff Zugfestigkeit [N/mm²]
S 185 310
S 235 360
S 275 430
S 355 510
S 450 550
E 295 490
E 335 590
E 360 690

Baustahl nach EN 10025-3:2004-11

Werkstoff Zugfestigkeit [N/mm²]
S 275 N / NL 370
S 355 N / NL 470
S 420 N / NL 520
S 460 N / NL 540

Baustahl nach EN 10025-4:2004-11

Werkstoff Zugfestigkeit [N/mm²]
S 275 M / ML 370
S 355 M / ML 470
S 420 M / ML 520
S 460 M / ML 540

Siehe auch:

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