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Torsion

Torsion tritt immer dort auf, wo ein Bauteil (Balken, Stütze usw.) durch äußere Krafteinwirkung um die Stablängsachse verdreht wird (vgl. Abb.). Je nach Querschnittsform dieses Bauteils ist die Torsionssteifigkeit kleiner (z. B. bei schlanken Rechtecken) oder größer (quadratisches oder rundes Querschnittsprofil). Relativ leicht lassen sich offene Profile (z. B. Winkel- oder U-Profile) um deren Längsachse verdrehen, versuchsweise können Sie dies einmal an einem offenen Dachrinnenprofil probieren. Das dazu passende kleinere Regenfallrohr (mit kleinerem Durchmesser) aus dem gleichen Material und mit der gleichen Wanddicke ist als geschlossenes Rohr nur mit erheblich größerem Kraftaufwand um seine Längsachse verdrehbar, in jedem Falle aber nicht durch reine Muskelkraft.

Bei Torsion verwölbt sich der Querschnitt durch unterschiedliche Längsdehnung der Längsfasern eines Baustoffs (Holz, Stahl, Beton usw.). Wird im Idealfall diese Verwölbung nicht behindert, bezeichnet man diese auch mit »de St. Venant´sche Torsion« bezeichnet (zwang- und wölbfreie Torsion). „Reine“ Torsion infolge eines Torsionsmoments MT allein, d. h. ohne gleichzeitige Wirkung von Querkräften (Q), Biegemomenten (M) oder Normalkräften (N), kommt in der Baupraxis nur selten vor.

Im Stahlbetonbau ist bei torsionsbeanspruchten Bauteilen zusätzlich zu berücksichtigen, dass sich der Beton infolge der Beanspruchungen verformt und dadurch (meist kleinere) Risse auftreten (der so genannte „Zustand II“ tritt ein), verbunden mit dem Effekt, dass die Biege- und Torsionssteifigkeiten rasch und in nicht mehr zu vernachlässigbaren Größenordnungen absinken. Bei großer Torsionsbeanspruchung aus Lasten sind daher stets auch die Verformungen im Zustand II (gerissener Beton) zu überprüfen, weil die Torsionssteifigkeit im Zustand II gegenüber derjenigen im Zustand I (= ungerissener Beton) sehr stark absinkt, sodass die Gebrauchsfähigkeit durch zu große Verformungen verloren gehen kann (biegt sich dadurch z. B. ein Träger in einem Raum zu viel durch, kann eine mindestens geforderte lichte Höhe unterschritten werden oder es treten Risse in anschließenden Bauteilen auf).

siehe auch:
- Biegemoment
- Gabellagerung
- Gleichgewichtszustände
- Hebel
- Querkraft
- Schub
- Umlenkkräfte
- Zweiseitiger Hebel