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Holzbau GL Ausarbeitung .doc

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Faculty
Engineering Sciences
Discipline
Arcitecture / Civil Engineering
Document category
Examination questions
University, School
Technische Universität Graz - TU
Additional information
2007
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Arcitecture / Civil Engineering

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Breitenbelastung im Bauwesen
Breitenbelastung im Bauwesen Im Bauwesen bewirken oft spezielle Tätigkeiten, oder die Handhabung gefährlicher Stoffe über einen längeren Zeitraum gesundheitliche Folgeschäden, oder Erkrankungen.

Fragenausarbeitung Holzbau

1.      Welche Funktionen des Waldes sind im österreichischen Forstgesetz 1975 verankert?

Nach dem österreichischen Forstgesetz von 1975 muss der Wald mindestens einen der folgenden Wirkungen erfüllen.

- Nutzwirkung: insbesondere die wirtschaftliche nachhaltige Produktion des Rohstoffs

Holz

- Schutzwirkung: Schutz vor Elementargefahren u. schädigende Umwelteinflüssen

sowie der Widerstand des Bodens gegen Bodenabschwemmung, und – verwehung,

Geröllbildung und Hangrutschung

- Wohlfahrtswirkung: der Einfluss auf die Umwelt und besonders auf den Ausgleich

des Klimas und des Wasserhaushaltes, auf die Reinigung und Erneuerung von Luft

und Wasser und Lärmminderung

- Erholungswirkung: besonders die Wirkung des Waldes als Erholungsraum für die

Waldbesucher

2.      Was bedeutet „Nachhaltigkeit“ in der Forstwirtschaft?

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3.      Nennen Sie die wichtigsten Baumarten in den österreichischen Ertragswäldern (inkl.%)

Österreich besitzt 3,65 Mio ha Wald, das sind 47% der Landesfläche. Der österreichische Wald besteht hauptsächlich aus Nadelbäumen. Die Verteilung der Holzarten gestaltet sich wie folgt: 58% Fichte; 6% Kiefer; 5% Lärche; 3% Tanne; 1% andere Nadelbäume; 11% Rotbuche; 2% Eiche; 14% andere Laubbäume.

4.      Nennen Sie die Bauteile eines Baumes und beschreiben Sie die biologischen und mechanischen Aufgaben.

Grundsätzlich besteht der Baum aus 3 Grundorganen die verschiedene physiologische und mechanische Aufgaben haben; die Blätter; die Wurzeln und die Sprossachsen (Stamm, Äste)

In den Blättern erfolgt die Photosynthese, ein mehrstufiger Prozess mit Kohlendioxid, Luft, Wasser und Licht wo ein C6 -Zucker aufgebaut wird. Die Blätter führen zu einem großen Eigengewicht und einer großen Windangriffsfläche.

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Der Stamm und die Äste haben eine Leitungsfunktion weil sie Wasser und Nährstoffe transportieren. Weiteres haben die Äste die Aufgabe die Blätter möglichst unbeschattet ins Licht zu strecken. Das Eigengewicht des Stammes und der Krone muss getragen werden und die Einwirkung von Wind und Schnee.

Die Schlagwörter sind Festigung, Speicherung und Leitung

Der Baum muss mit minimalem Materialaufwand für Stamm und Äste möglichst viel Licht ernten.


5.      Welche Funktionen hat das Holz des Baumes zu erfüllen? Seite A2/ 13

Die Funktionen des Holzes sind:

Festigung (Tragen von Eigengewicht und Belastungen)

Leitung (Wasser, Nährstoffe und Assimilate)

Speicherung (die überzähligen Assimilate als Reservestoffe)

6.      Was versteht man unter dem “Axiom der konstanten Spannungen“ bzw. dem „Axiom der konstanten Materialausnutzung“?

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Das Axiom der konstanten Materialausnutzung: Der Quotient aus der Spannung durch die Festigkeit ist konstant, so dass auch die Spannung bei Bereichen mit unterschiedlicher Festigkeit gerecht verteilt ist.

7.      Der Stamm eines Baumes wird vorwiegend durch das Eigengewicht und den Wind belastet. Beschreiben Sie die daraus entstehende Spannungsverteilung im Querschnitt.

Die Wurzeln sind wie eine starre Einspannung und der Stamm ein vertikaler Kragträger. Da der Wind von allen Seiten angreifen kann muss der Stamm einen symmetrischen Querschnitt haben.

Die durch Wind erzeugte Biegebelastung des Stammes ist die kritische Belastung des Baumes. Sie erzeugt auf der windabgewandten Seite Druckspannungen und auf der windzugewandten Seite gleich große Zugspannungen. Dazu addiert sich noch die Druckspannung aus dem Eigengewicht, die allerdings deutlich kleiner ist als die maximale Druckspannung durch Wind.

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8.      Was sind Wachstumsspannungen und was bewirken diese im Stammquerschnitt?

Die Unausgewogenheit in der Materialausnutzung gleicht der Baum mit Wachstumsspannungen aus. In den Randfasern werden die Zugspannungen vergrößert und die Druckspannungen verringert, im Idealfall soweit, dass Zug- und Druckseite der Biegung gleichzeitig versagen.

Die axialen Zugeigenspannungen in den Randfasern müssen durch Druckeigenspannungen in dem durch Biegung nahezu unbelasteten Kern ausgeglichen werden. Eine sich in axialer Richtung verkürzenden Holzzelle muss sich in die beiden anderen Raumrichtungen ausdehnen- daraus ergeben sich Eigenspannungen in radialer und tangentialer Richtung.

Insgesamt führen Wachstumsspannungen dazu, dass ein Baum deutlich höhere Windlasten ertragen kann als ein (theoretischer) einspannungsfreier Baum, der vorzeitig auf der Druckseite versagen würde.

 

 


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