Momentenbelastungen

Momentenbelastungen bezeichnen interne Biegemomente in Bauteilen, die durch äußere Lasten oder Reaktionen entstehen. Sie wirken quer zur Achse eines Bauteils und verursachen Biegung sowie eine Spannungsverteilung über den Querschnitt. Die Größe wird in Newtonmetern (Nm) angegeben.

Momentenbelastungen entstehen durch äußere Kräfte mit Biege- oder Torsionsanteil, durch geneigte oder verteilte Lasten, sowie durch dynamische Ereignisse wie Wind- oder Erdbebenbelastungen. In mehrfeldigen oder verankerten Strukturen können sie sich zu Biegemomenten in den Bauteilen addieren und zu hohen Beanspruchungen führen. Sie betreffen sowohl Träger als auch Stützen und können durch statische oder dynamische Effekte verursacht werden.

Auswirkungen der Momentenbelastungen sind Biegung, Spannungsverteilung und Deflektionen. Die Biegespannung folgt grob sigma = M*y/I; größere Momente erhöhen die Beanspruchung besonders am äußersten Rand des Querschnitts. Langfristige Belastungen können Ermüdung oder Verformungen verursachen, daher sind Festigkeit, Steifigkeit und Serviceability-Mechanik bei der Auslegung zu berücksichtigen.

Analyse und Auslegung erfolgen durch statische oder dynamische Berechnungen, um Momentverläufe und Momentendiagramme zu ermitteln. Bauteile müssen so dimensioniert werden, dass designmäßige Momente M_Ed die Tragfähigkeit Mn oder φMn nicht überschreiten. Wesentlich sind Querschnittskennwerte (I, c) und Materialfestigkeit; normative Codes und Sicherheitsfaktoren legen Grenzwerte fest.

Beispiele: Ein einfach unterstützter Balken mit gleichmäßig verteilter Last w hat max M = wL^2/8. Ein Balken mit Endlast P hat Mmax = PL am Auflager. Ein eingespannter Balken mit gleichmäßig verteilter Last hat Mmax = wL^2/2 am Auflager. Diese Werte dienen der Orientierung in Planung und Prüfung.