Lager (Statik)

Verbindung zwischen einem Körper und seiner Umgebung im Sinne der Statik
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Balken auf zwei Stützlagern (Auflager); links: Festlager; rechts: Loslager
Die Stützung auf den Spitzen der Dreiecksymbole (mitunter mit zusätzlichen kleinen Kreisen versehen) deutet an, dass das Lager Drehmomenten nicht entgegen wirkt, Drehungen also zulässt.

Lager im Sinne der Statik sind Verbindungen zwischen einem Starrkörper (Tragwerk) und seiner Umgebung, mit deren Hilfe Bewegungen des Körpers eingeschränkt werden. Die vom Lager ausgehenden Kraftgrößen, die den Kräften und Momenten des Körpers entgegenwirken, werden als Lagerreaktionen bezeichnet.

Lager, die zwei Körper bzw. Tragwerke miteinander verbinden, werden als Gelenke bezeichnet.[1]

Ein Lager, das allen Kraftgrößen entgegen wirkt, wird als Einspannung bezeichnet. Bei Verwendung mehrerer Lager hat das einzelne Lager i. d. R. nur Kräfte, keine Momente aufzunehmen. Dabei wird zwischen Festlager (Fixlager) und Loslager (verschiebliches Lager) unterschieden. Ersteres unterbindet Bewegungen in alle Richtungen. Bei einem Loslager werden Bewegungen in einer oder in zwei der drei Richtungen im Raum nicht unterbunden. Meistens nimmt das Loslager nur das Gewicht des Körpers auf und ist in sich horizontal beweglich.

LagerartenBearbeiten

Feste und verschiebliche EinspannungBearbeiten

Eine feste Einspannung oder nur Einspannung[2] ist jenes Lager, welches Verschiebungen in allen drei Richtungen als auch Verdrehungen um alle drei Achsen im Lagerpunkt unterbindet.

 
Ein Loslager auf dem Mittelpfeiler einer Eisenbahnbrücke. Die Fahrbahn ruht verschieblich auf Stahlrollen.

Eine verschiebliche Einspannung ist ein Gleitlager, welches Verschiebungen (meist in eine oder zwei Richtungen), aber keine der drei Verdrehungen im Lagerpunkt zulässt.[2]

Festlager (Fixlager) und Loslager (verschiebliches Lager)Bearbeiten

Siehe auch: Fest-Los-Lagerung (Maschinenbau)

Ein Festlager unterbindet alle Verschiebungen und ermöglicht eine oder mehrere Verdrehungen im Lagerpunkt.
Damit letztere unterbunden werden, muss ein Körper in der Ebene an mindestens einer weiteren Stelle, im Raum an mindestens zwei weiteren Stellen gelagert werden.[3]

Ein Loslager – andere übliche Bezeichnungen sind verschiebliches Auflager oder Gleitlager – unterbindet eine oder zwei Verschiebungen (darunter meist die Verschiebung durch die Gewichtskraft) und lässt die anderen Verschiebungen und eine oder mehrere Verdrehungen im Lagerpunkt zu.[3]

Die Begriffe Fest- und Loslager werden meist im Zusammenhang genutzt. Eines der Kugel- oder Gleitlager einer drehbar gelagerte Welle etwa wird als Festlager ausgeführt, um zu verhindern, dass die Welle sich verschiebt. Würden die anderen Lager auch als Festlager ausgeführt, so entstünde bei Temperaturveränderung eine axiale Zwangsspannung durch die Wärmedehnung der Welle. Wenn alle anderen Lager als verschiebliche Loslager ausgeführt werden, so erlauben diese der Welle sich entlang ihrer Achse frei auszudehnen. Aus dem gleichen Grund werden Fest- und Loslager im Brückenbau angewendet.

In anderen Gebieten der Baustatik ist es oft vorteilhaft, durch die entsprechende Anordnung von Fest- und Loslagern eine statisch bestimmte Konstruktion vorzusehen, da diese meist leichter zu berechnen ist und bei Wärmedehnung keiner unerwarteten bzw. unerwünschten Verformung unterliegt.

2D-Lagerarten-SymboleBearbeiten

Die drei häufigsten Symbole in ebenen Tragsystemen:

Der Kreis an der Spitze der Dreiecke symbolisiert ein Drehgelenk.

Fest- und Loslager mit Gelenk werden auch als unverschiebliche bzw. verschiebliche Gelenklager bezeichnet.

Siehe auchBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Baustatik 1 - Gelenke, In: Ingenieurkurse.de; abgerufen im März 2020
  2. a b Sigurd Falk: Biegen, Knicken und Schwingen des mehrfeldrigen geraden Balkens. In: Abhandl. Braunschweig. Wiss. Ges. Band 7, 1955, S. 74–92 (archive.org [PDF]).
  3. a b Bernd Markert: Mechanik 1, Stereostatik, Statik starrer Körper. Aachen 2014, S. 73–77.