Das Freimachen von Bauteilen in der Statik

Der Sinn und Zweck des Freischneidens oder eben auch Freimachen ist alle am Bauteil angreifenden Kräfte zu erfassen. Dabei werden alle angrenzenden Bauteile auf ihre Kräfte reduziert, die sie auf das freizumachende Bauteil ausüben.

Beim Freimachen wird das Bauteil nun von allen angrenzenden Bauteilen getrennt. Zunächst skizzierst du das Bauteile ohne angrenzende Bauteile in seinen groben Konturent. Dann werden die Angriffspunkte (Kreise) der angreifenden Kräfte sowie deren Wirklinien festgelegt.

Unter „Freimachen“ versteht man das Loslösen eines Körpers oder mehrer Körper aus einem Gesamtsystem. Das heißt man löst den Körper aus den Lagern oder aus der Verbindung zu anderen Körpern. Als Ersatz für die inneren Kräfte bzw. Momente bringt man äußere →Kräfte bzw. Momente an den Trennstellen an. Dabei ist die Richtung der Reaktionskräfte unerheblich. Die Rechnung bzw. die grafische Lösung liefert die tatsächliche Orientierung (in der Rechnung durch ein negatives Vorzeichen).

Warum ist das Freimachen so wichtig?

An den Lagern bzw. verbleibenden Körper wirken die gleich großen Kräfte bzw. Momente aber in entgegengesetzter Richtung (actio=reactio). Nun können die Gleichgewichtsbedingungen für die Teilsysteme angesetzt werden und die unbekannten Kräfte und Momente berechnet werden sofern der Körper statisch bestimmt ist.

Beim Freimachen trennst du das Bauteil von allen angrenzenden Bauteilent. Zunächst skizzierst du das Bauteile ohne angrenzende Bauteile in seinen groben Konturen. Dann werden die Angriffspunkte (Kreise) der angreifenden Kräfte sowie deren Wirklinien festgelegt. Anschließend überträgst du den Richtungssinn (Pfeilrichtung) auf das Freigemachte Bauteil. Beginnen solltest du mit den einfachsten Bauteilen.

Um ein Kräftegleichgewicht zu schaffen hat jede Kraft eine gleich große Gegenkraft. So haben die alle Kräfte auf ihrer Wirklinie jeweils eine gleich große Gegenkraft. Dieser Umstand wird auch als Aktionskraft und Reaktionskraft bezeichnet.

Ein wichtiges Element in der Statik ist das sogenannte Freischneiden. Mit dieser Technik kannst du die Inneren Kräfte in einem Bauteil ermitteln.

Als äußere Kräfte werden in der Statik Lasten bezeichnet, die als Aktionen auf das Tragwerk einwirken und die Reaktionskräfte, die daraus resultieren – also Stütz- und Auflagerkräfte. Die äußeren Kräfte stehen in der Statik im Gleichgewicht.

Innere Kräfte sind Kräfte die als Wirkung der äußeren Kräfte im Inneren des Bauteils entstehen. Sie werden durch Freischneiden als Schnittkräfte.

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