Der gemauerte Bogen: Fid-Bau Portal

Der gemauerte Bogen

Holzer, Stefan M.

Ausgangspunkt aller gewölbten Strukturen ist der ebene Bogen aus Keilsteinen mit Mörtelfugen. Das Kapitel erläutert die Terminologie des Bogens, stellt verschiedene Bogenkonstruktionen dar und wendet sich sodann den Materialeigenschaften der beiden Komponenten historischen Mauerwerks zu: künstliche und natürliche Steine, Kalkmörtel. Es folgt die Erklärung des Lastabtrags in einem gemauerten Bogen. Die fehlende Zugfestigkeit senkrecht zur Lagerfuge führt bei der in der Regel vorherrschenden Beanspruchung durch Normaldruckkräfte und Biegung zu einem nichtlinearen Tragwerksverhalten, zunächst mit elastisch klaffenden Fugen, dann mit Bildung diskreter plastischer Gelenke, schließlich mit großen Rotationen. Die Interaktion zwischen Normalkraft‐ und Biegebeanspruchung wird erläutert. In detaillierten Finite‐Elemente‐Simulationen wird sodann die Rissentstehung unter wachsender Last und die schrittweise Umwandlung des anfangs eingespannten Bogens in einen Dreigelenkbogen mit exzentrischen Fließgelenken vorgeführt. Es wird gezeigt, dass die Ergebnisse einer derartigen inkrementellen Berechnung sehr gut durch einfache Traglastverfahren abgeschätzt werden können, die auf Starrkörperbetrachtungen an Dreigelenkbögen beruhen. Mit beiden Berechnungsmethoden wird eine Vielzahl relevanter Lastfälle durchgespielt, so dass das Tragverhalten und die Schäden real existierender Bogentragwerke (Hochbau‐ und Brückengewölbe) verständlich werden. Dem Lastabtrag bei den in der Praxis häufig zu konstatierenden großen Widerlagerverschiebungen wird besondere Beachtung gewidmet. Die Wirkung einer Überschüttung oder Übermauerung des Bogens wird erläutert. Es wird auch aufgezeigt, wo die Grenzen des einfachen Traglastverfahrens liegen und somit eine nichtlineare Finite‐Elemente‐Analyse notwendig ist.