Statische Berechnung – Was ist Statik und wie funktioniert sie?

Die statische Berechnung, kurz Statik, ist ein zentraler Bestandteil der Tragwerksplanung. Sie beschreibt, wie ein Tragwerk auf die unterschiedlichen Einwirkungen reagiert und stellt rechnerisch sicher, dass die einzelnen Bauteile ausreichend tragfähig und gebrauchstauglich sind.

Bei TopStatik verbinden wir klassische Ingenieurmethoden mit moderner 3D-BIM-Planung, um Tragwerke sicher, wirtschaftlich und effizient zu dimensionieren.

Was bedeutet statische Berechnung?

Bei einer statischen Berechnung wird untersucht, welche Kräfte und Lasten innerhalb eines Tragwerks auftreten und wie diese durch die einzelnen Bauteile weitergeleitet werden.

Vereinfacht dargestellt:

Dach → Decken → Wände / Stützen → Fundamente → Baugrund

Der Tragwerksplaner untersucht dabei, ob jedes Bauteil die auftretenden Belastungen sicher aufnehmen und weiterleiten kann.

Dabei werden unter anderem berücksichtigt:

  • Eigengewicht der Konstruktion
  • Nutzlasten
  • Schnee- und Windlasten
  • Lasten aus weiteren Bauteilen
  • gegebenenfalls besondere Einwirkungen
  • Baugrund und Gründungssituation

Das Ergebnis ist eine rechnerisch nachgewiesene Tragfähigkeit und Standsicherheit des Tragwerks.

Wie entsteht eine Statik?

Am Anfang steht das Tragwerkskonzept. Dabei wird festgelegt, wie die Lasten innerhalb des Gebäudes abgetragen werden.

Anschließend werden die maßgebenden Bauteile und Materialien festgelegt und die erforderlichen Berechnungen durchgeführt.

Je nach Bauweise können beispielsweise folgende Bauteile Bestandteil der statischen Berechnung sein:

  • Stahlbetondecken
  • Stahlbetonwände
  • Mauerwerkswände
  • Stützen
  • Unterzüge und Träger
  • Treppen
  • Dachkonstruktionen
  • Fundamente
  • Stahl- und Holzbauteile

Die einzelnen Nachweise werden anschließend zu einer vollständigen statischen Berechnung zusammengeführt.

Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit

Bei einer Statik geht es nicht ausschließlich darum, dass ein Bauteil nicht versagt.

Es wird auch überprüft, ob das Bauwerk im späteren Gebrauch ausreichend funktioniert.

Dabei werden beispielsweise Verformungen, Durchbiegungen und Gebrauchstauglichkeit berücksichtigt.

Ein Bauteil kann theoretisch ausreichend tragfähig sein, aber trotzdem zu große Verformungen aufweisen. Eine gute Tragwerksplanung berücksichtigt deshalb beide Aspekte.

Was ist ein statisches Modell?

Für die Berechnung wird das reale Gebäude in ein statisches Modell überführt.

Dabei werden die wesentlichen Eigenschaften des Tragwerks vereinfacht abgebildet:

  • Geometrie
  • Lagerungen
  • Materialien
  • Querschnitte
  • Lasten
  • Verbindungen
  • Lastabtragungen

Dieses Modell ermöglicht es, das Tragverhalten des Bauwerks rechnerisch zu untersuchen.

Bei TopStatik wird dieser Prozess durch die moderne 3D-BIM-Methodik unterstützt.

Mehr über diesen Bereich erfahren Sie in unserem Beitrag zur 3D-BIM-Methodik.

3D-BIM in der statischen Berechnung

Bei TopStatik wird das Bauprojekt als digitales 3D-Modell aufgebaut. Aus diesem Modell kann das statische Modell entwickelt werden.

Der Vorteil liegt insbesondere in der besseren Abstimmung zwischen Architektur und Tragwerksplanung.

Bauteile können dreidimensional betrachtet und mögliche Konflikte bereits während der Planung erkannt werden.

So lassen sich beispielsweise problematische Durchdringungen, ungünstige Tragwerkslösungen oder Kollisionen frühzeitig feststellen.

Das ermöglicht eine wirtschaftliche Tragwerksplanung, bei der Änderungen möglichst früh und damit mit geringem Aufwand umgesetzt werden können.

Von der Statik zum fertigen Plan

Die statische Berechnung ist nicht das Ende der Planung.

Die Ergebnisse müssen anschließend in verständliche und ausführbare Planunterlagen übertragen werden.

Dazu gehören insbesondere:

Positionsplan

Der Positionsplan zeigt die für die Statik relevanten Bauteile und deren Zuordnung zur statischen Berechnung.

Schalplanung

In der Schalplanung werden Geometrie, Abmessungen und Lage der tragenden Bauteile für die Bauausführung dargestellt.

Bewehrungsplanung

Die Bewehrungsplanung setzt die statischen Ergebnisse für Stahlbetonbauteile in konkrete Bewehrungspläne um. Sie zeigt unter anderem, welcher Bewehrungsstahl in welcher Lage und Menge eingebaut werden muss.

Mehr über diesen Bereich erfahren Sie in unserem Beitrag zur Ausführungsplanung.

Wirtschaftliche Tragwerksplanung

Eine gute Statik bedeutet nicht, jedes Bauteil möglichst groß oder massiv auszulegen.

Ziel einer professionellen Tragwerksplanung ist es, eine sichere und gleichzeitig wirtschaftliche Konstruktion zu entwickeln.

Durch eine frühzeitige Abstimmung von Architektur, Tragwerk und Bauweise können beispielsweise:

  • Materialmengen optimiert
  • unnötig große Querschnitte vermieden
  • Spannweiten sinnvoll geplant
  • konstruktive Probleme früh erkannt
  • spätere Planungsänderungen reduziert

werden.

Gerade bei größeren Bauvorhaben kann eine durchdachte Tragwerksplanung einen erheblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Projekts haben.

Statik aus einer Hand

Bei TopStatik erhalten Sie neben der statischen Berechnung auch weitere Leistungen der Planung aus einer Hand:

Durch die enge Abstimmung der einzelnen Bereiche können unterschiedliche Anforderungen bereits frühzeitig berücksichtigt werden.

Online Statik – bundesweit

Dank moderner digitaler Planungsmethoden ist eine Zusammenarbeit unabhängig vom Standort möglich.

TopStatik bietet Online Statik und Tragwerksplanung bundesweit an. Planunterlagen können digital ausgetauscht, Modelle gemeinsam abgestimmt und Planungsstände effizient bearbeitet werden.

Fazit

Die statische Berechnung bildet das rechnerische Fundament einer sicheren Tragwerksplanung.

Sie untersucht die auftretenden Lasten, das Tragverhalten der Konstruktion und die erforderlichen Bauteile. Zusammen mit einer durchdachten Ausführungsplanung entsteht daraus ein Tragwerk, das sicher, funktional und wirtschaftlich umgesetzt werden kann.

Bei TopStatik verbinden wir die Erfahrung aus der klassischen Tragwerksplanung mit moderner 3D-BIM-Methodik und digitalen Arbeitsprozessen.

Statik, Tragwerksplanung, Ausführungsplanung, Wärmeschutz, Schallschutz und Energieberatung – aus einer Hand und bundesweit.

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Senden Sie uns Ihre Planunterlagen. Wir prüfen Ihr Projekt und erstellen Ihnen gerne ein unverbindliches Angebot.

Unsere erfahrenen Statiker beraten Sie gerne – natürlich kostenlos und unverbindlich.