Was ist eine Trägersäule?
Eine Balkensäule ist ein vertikales Element, das die Last - Gewicht, Windstärke und Erdbebenkraft - auf einem darüber liegenden Balken abstützt. Dies wird erreicht, indem diese Last durch die gebaute Struktur nach unten auf ihr Fundament übertragen wird. Balkensäulen werden seit der Antike im Hochbau eingesetzt. Einige berühmte frühe Beispiele hierfür sind das römische Kolosseum und der griechische Parthenon.
Moderne Wolkenkratzer wären ohne die Verwendung eines Stahlträgersäulensystems nicht möglich. Einer der ersten Wolkenkratzer mit dieser Art von Konstruktion befand sich im Woolworth Building, das 1913 in New York City gebaut wurde. Typischerweise ruhen Stahl-I-Träger in Wolkenkratzerrahmen auf Säulen, die H-förmig sind. Die längeren Flanschseiten der H-förmigen Säule sind dicker als das mittlere Stegstück. Dies ist so, dass es Druckkräften besser standhalten kann.
Diese strukturellen Rahmenelemente können aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt werden. Wie im Parthenon und im Kolosseum bestanden viele ältere Stützsäulen aus Stein. Darüber hinaus wird im Holzrahmenbau häufig Holz für diesen Zweck eingesetzt. Betonbalkensäulensysteme werden häufig auch zur Herstellung von Autobahnbrücken und anderen Gebäuden eingesetzt.
Wenn diese Stützelemente aus Stahl hergestellt sind, können sie eine Vielzahl unterschiedlicher Formen haben. Neben der H-förmigen Trägersäule werden häufig auch runde und quadratische Stahlrohre eingesetzt. Manchmal werden diese hohlen Säulen mit Beton gefüllt, was sie weiter verstärkt.
Die Balkensäulenkonstruktion wird normalerweise am besten von einem Statiker durchgeführt. Tragwerksplaner verwenden komplexe mathematische Formeln, um die projizierte Stützenbelastung zu berechnen. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass im Rahmen genügend Balkensäulen vorhanden sind, um das Gebäude und etwaige darauf einwirkende Kräfte wie Wind- und Erdbewegungen zu tragen.
Bei den meisten Formen dieser Art von Konstruktion werden üblicherweise spezielle Trägersäulenverbindungen verwendet. Bei der Stahlkonstruktion wird die Säule häufig mit einer Stahlplatte verschweißt und dann mit dem Träger verschraubt oder vernietet. Oft werden unterschiedliche Formen wie Lamellen oder flexible Endplatten verwendet.
Ein Versagen dieser Art von Konstruktion kann zum Knicken der Säule führen. Dies kann unter anderem dann der Fall sein, wenn fehlerhafte Materialien verwendet werden oder wenn eine Fehleinschätzung der Tragfähigkeit vorgenommen wird. Wenn die Last für die Balkensäulenrahmenstruktur ausreichend hoch ist, kann sie zusammenbrechen. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass diese Art der Konstruktion ordnungsgemäß ausgeführt wird.