Ein Moment ist die Dreh- oder Biegewirkung einer Kraft um einen Punkt: die Größe der Kraft multipliziert mit dem senkrechten Abstand zu diesem Punkt. Als Formel: M = F × a. Die Einheit ist das Newtonmeter (Nm), im Bauwesen meist Kilonewtonmeter (kNm).
Der Hebelarm ist mindestens so wichtig wie die Kraft. Dieselbe Last im doppelten Abstand erzeugt das doppelte Moment. Genau deshalb braucht ein Träger mit doppelter Spannweite nicht doppelt, sondern erheblich mehr Material.
Arten von Momenten
- Biegemoment. Das Moment, das einen Träger durchzubiegen versucht. Die Oberseite gerät unter Druck, die Unterseite unter Zug — oder umgekehrt, je nach Vorzeichen
- Torsionsmoment. Ein Verdrehmoment um die Längsachse eines Bauteils, etwa bei einem Träger, der einseitig eine auskragende Decke trägt
- Kippmoment. Das Moment, das eine Wand, Stützmauer oder ein Gebäude umkippen will, etwa durch Windlast oder Erddruck
- Anzugsmoment. In der Befestigungstechnik: die Kraft, mit der eine Schraube angezogen wird, angegeben in Nm und mit dem Drehmomentschlüssel kontrolliert
Häufig gebrauchte Formeln
Für einen Einfeldträger mit der Spannweite L:
| Belastung | Maximales Biegemoment |
|---|---|
| Gleichmäßig verteilte Last q | M = q·L² / 8, in Feldmitte |
| Einzellast F in Feldmitte | M = F·L / 4, unter der Last |
| Kragträger mit verteilter Last q | M = q·L² / 2, an der Einspannung |
Die quadratische Abhängigkeit ist entscheidend: Bei gleichmäßig verteilter Last wächst das Moment mit dem Quadrat der Spannweite. Einen Träger 20 Prozent länger zu machen bedeutet grob 44 Prozent mehr Moment.
Warum es zählt
Das maximale Biegemoment bestimmt zusammen mit der Materialfestigkeit, welches Profil oder welcher Querschnitt erforderlich ist. Das Widerstandsmoment des Querschnitts muss das auftretende Moment aufnehmen können. Deshalb ist ein Träger höher als breit: Die Höhe geht quadratisch in den Widerstand ein, die Breite nur linear.
Eine zweite, davon getrennte Prüfung ist die Durchbiegung. Ein Träger kann tragfähig genug sein und trotzdem zu stark durchhängen — das ist ein eigener Grenzzustand.
Tragwerke nie nach Gefühl auslegen. Bei einem Wanddurchbruch, dem Einbau eines Stahlträgers oder einem Anbau gehört ein Nachweis durch einen Tragwerksplaner zwingend dazu.
Verwandte Begriffe
- Momentenlinie
- Biegemoment
- Träger
- Querkraft
- Durchbiegung
- Spannweite
- Widerstandsmoment
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