Statik

Für die Themen Statik, Bautechnik oder Festigkeitslehre bietet sich das Unterrichtsverfahren technisches Experiment besonders an. Verschiedene Profile werden belastet und die Durchbiegung bestimmt.

Träger

Wie die Kräfte in einem Träger wirken, kann sehr gut mit einem Schwamm gezeigt werden.

Noch besser wird die Streckungs- und Stauchungszone mit der kammförmigen Struktur des oberen Styrofoamkörpers sichtbar.

Natürlich spielen Profile dabei eine wesentliche Rolle. Leider sind auf dem Markt kaum vergleichbare Profilquerschnitte verfügbar.

Profile

Zur Herstellung von Profilen mit gleichem Querschnitt bieten sich zwei Weg an. Die Profile werden aus Holzleisten geleimt, wobei die Leisten gleich Dicken aber verschieden Breiten haben sollten. So lassen sich I-, H-, U- und T- Profile herstellen. Als Entwurf kann Kästchenpapier dienen. Die Schüler können z. B. 9 Kästchen verwenden.

Ein andere Weg nutzt die FiloCAD, die mit einer Verarbeitungsbreite von 200mm, in kurzer Zeit Leisten aus Styrofoam schneiden kann. Der Vorteil sind die homogenen Eigenschaften des Materials und die leichte Biegbarkeit.

Wenn für den Träger nur eine bestimmte Querschnittsfläche möglich, kann die Übung angepasst werden. So geht es um möglichst geringen Materialverbrauch bei erforderlicher Belastung und der Realisierbarkeit. Auch dieses Mal wird die Fläche durch eine Anzahl von Kästchen vorgegeben.

Streben

Durch die Verwendung einer Strebe oder Platte entsteht eine stabile Konstruktion. Doch auch die Strebe muss richtig eingesetzt werden, damit sie ihre Funktion erfüllt.

Weitere konstruktive Beispiele sind eine Aufhängung eines Basketballkorbes, eine Brücke mit Hängepfeiler, eine Sitzgruppe (Lösung) mit Dachüberstand oder einfach nur ein Aufhängung für ein Regal (Welcher Dübel wird am stärksten belastet?). Aber auch die Abspannung eines Zaunes verlang eine Gegenkraft.

Bogen und Sturz

Durch die Verfügbarkeit von bewehrten Beton sind Bögen nur noch selten anzutreffen. Doch können Bögen durchaus Thema des Unterrichts sein. Die Wirkung, die Schubkräfte des Segmentbogens auf das umliegende Mauerwerk ausüben, kann an sichtbaren Schäden, wie Rissen gut sichtbar gemacht werden.