Mauerwerksbögen, Grundlagen

Allgemeines

Mauerwerksbögen dienen zur Überdeckung von Maueröffnungen. Bis zur Erfindung des Stahlbetons (ca. vor 100 Jahren) waren sie die einzige Möglichkeit Öffnungen massiv zu überbrücken und größere Lasten auf die Widerlager abzutragen.
Die unterschiedlichen Bogenformen sind auch ein wichtiges Erkennungsmerkmal für die Baustile.

Bogenformen - Übersicht

3D-Modell	Zeichnungen		Beschreibung
			Auf der ersten Zeichnung sind die wichtigsten Bogenformen dargestellt. Auf der zweiten Zeichnung finden Sie einige Sonderformen. Eine genauere Beschreibung der Konstruktionsabläufe finden Sie bei den einzelnen Bogenformen. Blattgröße A3 Im PDF-Format: Blatt 1 und Blatt 2

Bezeichnungen, Bogenteile anhand eines Segmentbogens

Sst
R
L
f
t
a
Sch
K1, K2
KL
W
FR
FL
s
M
r
α

Schlussstein
Bogenrücken
Bogenleibung
Stichhöhe, Pfeilhöhe
Bogentiefe
Bogendicke
Scheitelpunkt
Kämpferpunkte
Kämpferlinie
Widerlager
Fugendicke am Bogenrücken
Fugendicke in der Bogenleibung
Lichte Weite (Spannweite)
Bogenmittelpunkt
Bogenradius
Öffnungswinkel, Mittelpunktswinkel

Mögliche Übungen: Begriffe am PC zuordnen, Arbeitsblatt Fachbegriffe

Wirkungsweise der Mauerwerksbögen

Wird ein Mauerwerksbogen gleichmäßig belastet, so wirken im Bogen nur Druckkräfte. Es bildet sich ein Druckbogen aus, wobei die Kräfte im rechten Winkel zum Bogenradius wirken.
Am Widerlager sieht man die grün dargestellte Resultierende. Diese Resultierende kann in den waagrechten Bogenschub (rot) und die lotrechte Auflagerkraft (blau) zerlegt werden.
Je flacher ein Bogen ist, je niedriger die Stichhöhe ist, um so größer wird der Bogenschub. Beim Segmentbogen ist der Bogenschub sehr groß.
Kräfte in einem Segmentbogen

Beim Rundbogen ist bei gleicher Belastung der Bogenschub viel geringer obwohl die lotrechte Auflagerkraft die gleiche Größe als beim Segmentbogen hat.

Der Bogenschub muss von den Widerlagern aufgenommen werden können. Entweder die umgrenzenden Mauern sind sehr massiv oder es muss ein Stahlzugband eingebaut werden das die Widerlager zusammenhält.

Der Bogenschub ist auch der Grund warum man bei manchen Kirchen außen Strebepfeiler sieht.

Zur Veranschulichung ein brechender Segmentbogen als VRML-Modell.
Um diesen Bogenschub besser aufnehmen zu können, sollten die Kämpferpunkte beim Segmentbogen und beim scheitrechten Bogen nicht mit einer Lagerfuge zusammentreffen

Grundregeln bei Mauerwerksbögen

	Als Baustoffe für Mauerwerksbögen darf nur druckfestes Baumaterial verwendet werden (NF, Beton- oder lagerhafte Natursteine, Kalkzement- oder Zementmörtel).
	Mauerwerkbögen sind im Verband zu mauern. Dabei werden die gleichen Verbände wie bei den Mauerpfeilern verwendet.
	Wegen der hohen Druckkräfte sind die Fugen besonders sorgfältig auszumörteln. Bei den Widerlagern ist der Bogenschub zu berücksichtigen.
	Die Lagerfugen zeigen immer zum Bogenmittelpunkt.
	Der Schlussstein sitzt in der Mitte am Scheitelpunkt. Die Scharenanzahl ist deshalb ungerade.
	Die Fugendicke sollte an der Leibung nicht unter 0,5 cm und am Bogenrücken möglichst nicht mehr als 2 bis 3 cm betragen.
	Das Mauern beginnt man gleichzeitig von beiden Widerlagern aus. Am Ende wird der Schlussstein eingesetzt.

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