Das Fachwerk

Dies ist eines der berühmtesten architektonischen Bauwerke der Welt – der Eiffelturm. Er wurde Ende der 1880er Jahre gebaut. Mit 300 Metern war er das höchste Bauwerk der Erde für 40 Jahren nach seiner Fertigstellung. Viele Menschen halten den Eiffelturm für ein Symbol Frankreichs, und ein architektonisches Wunder. Und es ist in der Tat eine einzigartige Struktur.

Der Eiffelturm ist nicht durchgängig massiv, aber er ist trotzdem sehr robust und stabil. Wenn du genau hinschaust, wirst du feststellen, dass er hauptsächlich aus Dreiecken besteht. Es sind diese Dreiecke, die die Struktur so stabil machen und erlauben, dass er so hoch ist. Wie kommt das?? Lass es uns mit einem kleinen Experiment demonstrieren.

Du brauchst ein paar Eisstiele oder Bastelstäbchen, ein paar Reißzwecken, und ein paar Stücke Kork oder Radiergummi. Nimm zuerst vier Stiele und bilde daraus ein Quadrat. Stecke an jeder Ecke eine Reißzwecke durch beide Stiele, um sie zu verbinden. Sichere die scharfen Spitzen auf der Rückseite mit Kork oder Radiergummi. Halte nun den unteren Stiel fest und drücke eine der oberen Ecken zur Seite.

Das Quadrat verformt sich und verwandelt sich in eine Raute! Als nächstes nimm einen anderen Stiel und verbinde ihn mit den anderen vier so, dass er eine Diagonale bildet. Versuche erneut, auf eine Ecke zu drücken. Es ist so robust, dass es sich nicht bewegt! Die diagonale „Stütze“ teilt das Viereck in zwei Dreiecke.

Das Dreieck ist eine einzigartige geometrische Form, in der die Innenwinkel durch die Länge der Seiten definiert sind. Es ist also unmöglich, ein Dreieck durch Veränderung der Innenwinkel zu verformen, ohne die Seitenlänge zu verändern. Du kannst versuchen, der Konstruktion weitere Stiele hinzufügen, um mehr Dreiecke bilden. Du wirst sehen, dass die Struktur stabil und robust bleibt. Und indem man weitere solcher Dreiecke hinzufügt, entsteht eine Struktur, die als Fachwerk bekannt ist.

Ein Fachwerk, das aus vielen Dreiecken besteht, die auf einer Ebene miteinander verbunden sind, nutzt die geometrische Stabilität von Dreiecken. Dreiecke in Fachwerkkonstruktionen bestehen aus starren Streben – oft aus Holz oder Metall. Diese Streben können Druck- und Zugkräfte – Kompressionen und Spannungen – übertragen. Innerhalb des Fachwerks, gleichen sich Zug und Druck aus. Wenn eine Kraft auf das Fachwerk ausgeübt wird, trägt jeder Balken die Kompression oder Spannung entlang seiner Achse zum Nachbargelenk.

Die Kraft wird so entlang der Streben zu anderen tragenden Elementen, wie Balken und Stützen, getragen, bis sie schließlich auf den Boden übertragen wird. Die Struktur bleibt stabil, während das Gewicht und andere Kräfte gleichmäßig verteilt sind. Wenn viele Traversen miteinander verbunden sind, kann sogar ein sehr großes Gewicht effizient in mehrere Dimensionen übertragen werden. Alle Traversen bestehen aus aneinandergrenzenden Dreiecken, aber abgesehen davon können sie sehr unterschiedliche Designs haben. Das Design hängt von den Kräften ab, die es tragen soll, oder dem Zweck, für den die Traverse verwendet wird.

Traversen sind in Situationen besonders nützlich wo Gewicht über eine weite Spanne getragen werden muss. Daher werden sie häufig beim Brückenbau verwendet oder um Dächer großer Gebäude zu stützen, wie bei Hangars, Flughäfen oder großen Stadien. Du findest Traversen auch oft in hohen vertikalen Strukturen, wie bei Baukrähnen, oder Sendemasten, die Stromleitungen unterstützen. Und wie das Beispiel des Eiffelturms beweist, können Traversen für mehr als nur für strukturelle Unterstützung verwendet werden! Traversen können ein Gestaltungselement sein, die architektonische Landschaft verschönern und Touristen anziehen!