Schubspannung
Bei Trägern können
durch die von ihnen zu tragenden Belastungen stets Biegemomente entstehen.
Durch quer zur Längsachse wirkende Lasten entstehen Querkräfte.
Bei der Berechnung der Biegespannungen wurden die Querkräfte zunächst
vernachlässigt. In vielen Fällen ist die Wirkung der Querkräfte
unbedeutend. In anderen Fällen kann die Wirkung der Querkräfte
entscheidend für die Festlegung von Querschnittsgröße und
-art sein. Ihre Wirkung soll im folgenden näher erklärt werden.
Die äußeren Kräfte
verursachen eine Verschiebung der parallel zueinander liegenden Querschnitte.
Diesen Verschiebungen müssen innere Kräfte entgegenwirken.
Da sich die Träger bei
der Belastung durchbiegen, wird der untere Bereich gezogen und der obere
Bereich gedrückt. Dadurch entstehen Verschiebungen übereinanderliegender
Längsschnitte. Je größer die Verschiebungen in Längsrichtung
sind, um so größer sind die dabei entstehenden Längskräfte.
Wenn Verschiebungen vermieden werden sollen, müssen die Längskräfte
von dem Baustoff aufgenommen werden.
Zur näheren Betrachtung
stelle man sich ein kleines Teilchen des Trägers herausgeschnitten
vor. An den Oberflächen des Teilchens wirken die Verschiebungen in
vertikaler und horizontaler Richtung. Diese Verschiebungen verursachen
Spannungen in Richtung der Oberflächen des Teilchens. Bei den Spannungen
handelt es sich um Tangentialspannungen, da sie in der Schnittfläche
liegen. Sie werden als Schubspannungen t bezeichnet.
Es wirken vertikal gerichtete Querschubspannungen und horizontal gerichtete
Längsschubspannungen. Auch die Längsschubspannungen sind von
der Querkraft Q abhängig. Außerdem wirken neben den Schubspannungen
Biegespannungen s.
/9/ (Siehe [Applet
1 u. 2])
Spannungsrelation:
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