Grenztragfähigkeits-Theorie der Platten (PDF)

Als GALILEI die natürliche Frage nach der Tragfähigkeit eines Krag­ balkens, der am freien Ende mit einem Gewicht belastet ist, in seinen "Discorsi e dimostrazioni matematiche" aus dem Jahre 1638 als erster quantitativ zu beantworten versucht, nimmt er an, dass sich der "Wider­ stand" des Materials gleichmässig über die von ihm angenommene Zug­ zone verteilt und dass dieser Widerstand mit der Zugfestigkeit über­ einstimmt. Offenbar erkannte der grosse Italiener intuitiv, dass in einem Balken alle Reserven des Tragwerks mobilisiert werden müssen, bevor es endgültig zerstört werden kann. Fast zweihundert Jahre bewegte das Problem der Bruchfestigkeit der Tragwerke das Denken der Mathemati­ ker und Ingenieure, bis unabhängig voneinander YoUNG und mit absoluter Klarheit NAVIER den elastischen und den plastischen Vor­ formungsbereich eines Balkens voneinander trennen. NA VIER stellt fest, dass in demjenigen Bereich, in welchem die Verformungen proportional der Belastung sind, verhältnismässig einfache mathematische Bezie­ hungen formuliert werden können, dass aber jenseits dieses Bereiches die entsprechenden Zusammenhänge recht kompliziert werden. Ins­ besondere sei es sehr schwierig, mit mathematischen Mitteln die Trag­ fähigkeit eines Balkens beim Bruch anzugeben. Die Elastizitätstheorie beherrschte seitdem die Forschung und wurde auf eine hohe Entwicklungsstufe gebracht. Sie wird zur Zeit nicht nur auf die wenigen Materialien angewendet, bei denen die Dehnungen tatsächlich eine lineare Funktion der Spannungen sind, sondern meist auch auf viele andere technische Baustoffe, die einem solchen Verfor­ mungsgesetz nicht folgen.