Was ist Strahlscherung?
Balkenscherung ist die innere Spannung eines Balkens, die durch die auf diesen Balken ausgeübten Scherkräfte verursacht wird. Scherkräfte oder Scherspannungen werden durch Kräfte verursacht, die parallel auf ein Material einwirken und möglicherweise eine Verformung dieses Materials verursachen. Balkenscherung kann durch horizontale oder vertikale Spannungen sowie durch Biegen verursacht werden. Jede Beanspruchungsart wirkt sich unterschiedlich auf einen Balken aus.
Bei horizontaler Balkenschubspannung können Kräfte bewirken, dass ein Balken von Seite zu Seite gleitet. Wenn der Balken gesichert ist und keine Bewegung zulässt, versucht die innere Scherspannung, Möglichkeiten zu finden, um der Bewegung Rechnung zu tragen, was manchmal dazu führen kann, dass sich der Balken entlang der inneren horizontalen Schichten verbiegt oder bricht. Wenn der Balken nicht angebrachte Schichten aufweist, die eine leichte Bewegung zulassen, ist es weniger wahrscheinlich, dass er bricht oder sich verbiegt.
Bei vertikaler Balkenschubspannung werden Kräfte auf parallele Flächen des Balkens ausgeübt. Diese Kräfte können parallele Seiten oder das obere und untere Ende des Trägers umfassen. Wenn eine der Oberflächen stärker beansprucht wird als die andere, knickt oder verdreht sich das Material. Diese Aktion bewirkt eine Schwächung der Gesamtstruktur.
Das Scherungsversagen des Trägers tritt auf, wenn die auf den Träger ausgeübten Spannungen größer sind als die Festigkeit dieses Trägers. Ausfälle führen häufig zum Einstürzen oder Brechen der den Träger umgebenden Struktur, wie dies häufig bei Erdbebenschäden zu beobachten ist. Die häufigste Art des Strahlscherungsversagens ist jedoch das Biegen. Dies tritt auf, wenn die Oberseite eines Trägers zusammengedrückt wird, während sich die Unterseite ausdehnt und entlang vertikaler Achsen Risse aufweist. Dies führt zu einem Durchhängen oder Verbiegen des Trägers.
In vielen Fällen wird ein Gebäude oder eine Struktur nachgerüstet, um strukturelle Ausfälle zu vermeiden. Beim Nachrüsten wird ein sekundäres Gerüst geschaffen, das die ursprüngliche Struktur stützt und gleichzeitig die auf diese ursprüngliche Struktur einwirkenden Kräfte verringert. Meist erfolgt dies in Form einer externen Abspannung.
Um die Strahlscherung zu bestimmen, muss ein kleiner Strahlquerschnitt untersucht und eine Reihe mathematischer Berechnungen durchgeführt werden, die auf den Messungen und Beobachtungen dieses Querschnitts basieren. Die heute verwendeten Berechnungen stammen von Leonard Euler, einem Mathematiker aus dem 18. Jahrhundert. Die wahren Ursprünge der Strahlscherungsstudien lassen sich jedoch auf die Arbeit des Wissenschaftlers Galileo Galilei aus dem 16. Jahrhundert zurückführen.