Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Erddruck nach dem physikalischen Gesetz der "geneigten Ebene". Grundlagen einer neuen Erddrucktheorie
Im Beitrag werden Grundlagen zu einer neuen Erddrucktheorie vorgestellt. Die neue Erddrucktheorie baut auf dem physikalischen Gesetz der geneigten Ebene auf und bedarf zur gegenwärtigen Theorie keiner unbelegbaren Annahmen. Die bisherigen Rechenbeispiele nach derzeitiger und neuer Erddrucktheorie zeigen, dass die Mängel in der jetzigen Erddrucklehre (Coulomb) teilweise zu Unterbemessungen von Bauteilen führen. Bauwerksschäden müssen deshalb nicht immer das Resultat einer unfachgerechten Bauausführung sein, sondern können Folgen der Anwendung der derzeitigen Erddrucklehre sein. Insbesondere ist es falsch, den Erddruck stets in 1/3 der Berechnungshöhe anzusetzen, wie dies die derzeitige Lehre in allen Regelwerken vorschreibt. Eine vielzahl praktischer Beispiele offenbart die Anwendbarkeit der neuen Rechenart für alle Bereiche des Erdbaus. Folgende Erkenntnisse wurden zusammengefasst: (1) Boden steht ähnlich wie Luft und Wasser unter ständiger Spannung. (2) Die Erdanziehung ist der Initiator der Spannungen. (3) Gegenläufige Horizontalkräfte halten das Gleichgewicht im Erdreich. (4) Natürliche oder bauliche Eingriffe stören den Bodenhaushalt und setzen Kräfte frei. (5) Jede Bodenart hat eine feste Geometrie, die durch ihren spezifischen Neigungswinkel, ihre Wichte und Lagerungsdichte gebildet wird. (6) Es gibt drei Erdkeiltypen mit unterschiedlicher Schwerpunktlage, den stehenden, liegenden und den gekappten Keil. (7) Der Erddruck entsteht durch den Drang der Bodenmassen, auf der Neigungsebene infolge der Erdanziehung abzugleiten. (8) Die Bodenmassen müssen nicht erst in Bewegung geraten, um horizontale Kräfte (Erddruck) aufbauen oder übertragen zu können. (9) Schwerer Fels entwickelt keine H-Kräfte, wassergelöste Böden die größten. (10) Die Angriffshöhe des Erddrucks auf eine reale oder imaginäre Wand ist von der Bodenart abhängig (Kies ~ 0,67 Berechnungshöhe, bindiger Boden (plastisch) 0,50 der Berechnungshöhe). (11) Ähnlich wie die Isobaren beim Luftdruck lassen sich Isolinien des gleichen Erddrucks errechnen.
Erddruck nach dem physikalischen Gesetz der "geneigten Ebene". Grundlagen einer neuen Erddrucktheorie
Im Beitrag werden Grundlagen zu einer neuen Erddrucktheorie vorgestellt. Die neue Erddrucktheorie baut auf dem physikalischen Gesetz der geneigten Ebene auf und bedarf zur gegenwärtigen Theorie keiner unbelegbaren Annahmen. Die bisherigen Rechenbeispiele nach derzeitiger und neuer Erddrucktheorie zeigen, dass die Mängel in der jetzigen Erddrucklehre (Coulomb) teilweise zu Unterbemessungen von Bauteilen führen. Bauwerksschäden müssen deshalb nicht immer das Resultat einer unfachgerechten Bauausführung sein, sondern können Folgen der Anwendung der derzeitigen Erddrucklehre sein. Insbesondere ist es falsch, den Erddruck stets in 1/3 der Berechnungshöhe anzusetzen, wie dies die derzeitige Lehre in allen Regelwerken vorschreibt. Eine vielzahl praktischer Beispiele offenbart die Anwendbarkeit der neuen Rechenart für alle Bereiche des Erdbaus. Folgende Erkenntnisse wurden zusammengefasst: (1) Boden steht ähnlich wie Luft und Wasser unter ständiger Spannung. (2) Die Erdanziehung ist der Initiator der Spannungen. (3) Gegenläufige Horizontalkräfte halten das Gleichgewicht im Erdreich. (4) Natürliche oder bauliche Eingriffe stören den Bodenhaushalt und setzen Kräfte frei. (5) Jede Bodenart hat eine feste Geometrie, die durch ihren spezifischen Neigungswinkel, ihre Wichte und Lagerungsdichte gebildet wird. (6) Es gibt drei Erdkeiltypen mit unterschiedlicher Schwerpunktlage, den stehenden, liegenden und den gekappten Keil. (7) Der Erddruck entsteht durch den Drang der Bodenmassen, auf der Neigungsebene infolge der Erdanziehung abzugleiten. (8) Die Bodenmassen müssen nicht erst in Bewegung geraten, um horizontale Kräfte (Erddruck) aufbauen oder übertragen zu können. (9) Schwerer Fels entwickelt keine H-Kräfte, wassergelöste Böden die größten. (10) Die Angriffshöhe des Erddrucks auf eine reale oder imaginäre Wand ist von der Bodenart abhängig (Kies ~ 0,67 Berechnungshöhe, bindiger Boden (plastisch) 0,50 der Berechnungshöhe). (11) Ähnlich wie die Isobaren beim Luftdruck lassen sich Isolinien des gleichen Erddrucks errechnen.
Erddruck nach dem physikalischen Gesetz der "geneigten Ebene". Grundlagen einer neuen Erddrucktheorie
Giesler, Norbert (Autor:in)
tis. Tiefbau, Ingenieurbau, Straßenbau ; 47 ; 46-51
2005
6 Seiten, 19 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Erdbau , Bodeneigenschaft , mechanische Spannung , Standfestigkeit , Spannungsverteilung (mechanisch) , Baustatik , Theorie , Theorie-Experiment-Vergleich , physikalisches Gesetz , Berechenbarkeit , Berechnungsmethode , Formel (Berechnung) , schiefe Ebene , Bodenmechanik , Bodendynamik , Coulomb-Gesetz , Boden (Erde)
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