Achtung, Einsturzgefahr!

Der Begriff Statik ist Dir sicher geläufig. Sie ist besonders für die Kräfteverhältnisse in Bauwerken von Bedeutung. Der Ausdruck Statik kommt vom griechischen "statike", was so viel wie "Lehre vom Wägen, vom Gleichgewicht" bedeutet.

 

Wenn Du gerne bastelst oder Dinge zusammen baust, ist Dir sicher schon aufgefallen, dass die Kräfte und Gewichtsverhältnisse stimmen müssen, damit Du mit dem Ergebnis zufrieden bist. Bau mal aus recht unstabilen Materialien stabile Bauwerke.

Dazu brauchst Du:

Dominosteine, lange Papierstreifen, zwei Holzklötze, ein Spielzeugauto, Schere, Stift und Tesafilm.

1. Schwebende Steine

Für das ungewöhnliche Bauwerk, das Du rechts auf dem Bild siehst, brauchst Du mindestens 16 Dominosteine. Wenn Du versuchst, es einfach so nachzubauen, wirst Du schnell die Geduld verlieren, weil es einfach nicht klappt.

Denn es funktioniert nur mit einem Trick: Du musst beim Bau die beiden unteren waagerechten Dominosteine außen durch Hilfssteine abstützen. Wenn Dein Turm fertig ist, kannst Du diese Hilfssteine vorsichtig entfernen. Dann werden die unteren Steine durch das Gewicht der oberen in der Schwebe gehalten. Hilfestellungen dieser Art werden auch bei Bauarbeiten genutzt.

2. Die Papierbrücke

Kannst Du Dir vorstellen, dass eine Brücke aus Papier stand hält, wenn Du ein Spielzeugauto darüber fahren lässt? Nein? Wenn Du einen Papierstreifen als "Brücke" über zwei Holklötze legst, hält er wirklich nichts aus. Er biegt sich einfach durch. Knicke nun den Streifen an den Längsseiten nach oben und lege sie wieder über die Holzklötze: Jetzt hält sie schon erstaunlich mehr an Gewicht aus.

Noch stabiler sind Brücken mit einem Gerüst oder Verstrebungen in der Mitte. Eine solche Brücke kannst Du wie folgt bauen: Unterteile einen langen Papierstreifen in Abschnitte von beispielsweise drei Zentimeter. Falte nun den Streifen entlang der Abschnitte im Zickzack. Klebe die Abschnitte nun oben und unten mit Tesafilm zusammen. Fertig ist Deine Brücke. Lege sie über die Holzklötze: Jetzt können munter Deine Spielzeugautos hinüber fahren. Nach dem gleichen Prinzip werden auch richtige Brücken gebaut. 

3. Statik beim Bauen

Der Statik fällt beim Bauen eine Schlüsselrolle zu. Sie ist die Lehre von der Standfestigkeit der Bauten. Der Baustatiker berechnet die zu erwartenden Belastungen, die durch das Eigengewicht und Nutzlasten auf die Bauteile auftreten. Daraus ermittelt er die Anforderungen an diese Bauteile.

Auch bei Veränderungen bestehender Bauten sind die Gesetze der Statik zu beachten. Vor allem muss zwischen tragenden und nicht tragenden Wänden unterschieden werden. Durch Belastung entsteht auf der Oberseite eines Bauteils ein Druck, auf der Unterseite ein Zug. Die tragenden Wände übertragen die Lasten des Bauwerks auf das Fundament, nicht tragende Wände begrenzen lediglich den Raum. Sie können jederzeit herausgenommen oder verändert werden.

Und die Statik hat nicht nur die "Alten Griechen" interessiert: In der Wissenschaft hat sich die Baustatik als Zweig der theoretischen Mechanik bereits im ausgehenden Mittelalter etabliert und wird seither weiterentwickelt.

Bilder und Text: Birgit Bender
BaumaterialDas brauchst Du für Deine Bauten.
Turm noch mit einem Hilfsstein gestütztLinks außen steht noch einer der Hilfssteine beim Turmbau.
Turm ohne HilfssteineJetzt "schweben" die unteren Steine durch das Gewicht der oberen.
PapierstreifenUnterteile einen Papierstreifen in gleich breite Abschnitte.
Papierbrücke trägt Spielzeug LKWDeine Papierbrücke kann erstaunlich viel tragen.