02.Bausysteme
Konstruktionslehre
Konstruktionslehre
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Cartes-fiches
Welches sind die verschiedenen Bauteile des Tragwerkes?
Horizontale Bauteile : Fundament, Boden und Deckenplatten
Vertikale Bauteile : Wände, Stützen
Weitere Tragelemente: Träger Dachtragwerk
Welches sind die drei Grundsysteme?
Massivbau
Schottenbau
Skelettbau
Was sind die Anforderungen an das Bausystem?
- Tragfunktion, Aussteifung und Lastabtragung
Aufnahme der Eigenlast, Auflast, Nutzlast, Wind, Erdbeben. Abtragung der Kräfte in das Fundament
- Dauerhaftigkeit
Witterungseinflüssen und Naturereignissen standhalten
- Raumklima
Erfüllen der bauphysikalische Anforderungen wie Raumfeuchtigkeit, Dampfdiffusion, Wärmedämmung, Schalldämmung
- Wirtschaftlichkeit
optimale Bauabläufe, Ausführungsdauer und Kosten
- Nutzung
Abstimmung auf die vorgesehene Gebäudenutzung
-Umgebung
Anpassung an Bauort (z.B. Stadt / Land, Flachland/Gebirge, Denkmalpflege)
(INFO)Massivbau
Im Massivbau bestehen die vertikalen Bauteile ausschliesslich aus Wänden. Sowohl ihre Lage als auch die Geometrie dieser Wände ist grösstenteils frei wählbar. Sie sollten aus statischen Gründen übereinander liegen, um die anfallenden Lasten mög-lichst optimal ableiten zu können.
Ordne die Bezeichnungen zu den Zahlen zu.
Aussenwand
Innenwand (2x)
Wohnungstrennwand
Treppenhauswand
Decke
Installationswand
1 Aussenwand
2 Wohnungstrennwand
3 Treppenhauswand
4 Innenwand
5 Decke
6 Installationswand
7 Innenwand
Nenne 2 Vor und Nachteile vom Massivbau.
Vorteile: Lasten werden gleichmässig verteilt. , vielförmige Grundrisse möglich.
Nachteile : Materialintensiv, eingeschränkte Raumgrösse und Gebäudehöhe
Welche Materialien werden für den Massivbau verwendet? Und wo verwendet man den Massivbau?
Mauerwerk, Stahlbeton, Massivhol
Wohnungsbau
1 Decke
2 tragende Wand (Schotte)
3 nicht tragende Wand (sekundäres Bauteil)
4 Aussteifungswand
Nenne Vor und Nachteile des Schottenbaus.
Vorteile
optimiertes und oft günstiges Bausystem für den Wohnungsbau
gewisse Freiheit bei Grundrissbildung sowie den Raumgrössen
Verschiebung von nicht tragenden Wänden möglich
grosse Fensterfrontengute Schalldämmung zwischen den Wohneinheiten
Nachteile
In den Schottenwänden sind grosse Öffnungen und Fenster nur begrenzt möglich.
Welche Materialien werden für den Schottenbau verwendet?
Mauerwerk, Stahlbeton
Wo verwendet man den Schottenbau?
Reiheneinfamilienhäuser
Siedlungen mit engen Platzverhältnissen
Spitäler, Schulen, Hotels, Altersheime
(INFO)Skelettbau
Skelettbauten sind ein- oder mehrgeschossige, leicht wirkende Bauten. Die Stützen werden in mehr oder weniger regelmässigen Rastern übereinander angeordnet. Das gewählte Achssystem wird durch die Raumgrössen, die Materialwahl und die Spannweiten der Decken bestimmt.
Tragfunktion: Skelett, bestehend aus Stützen und Decken
Aussteifung: Stützen, Kern, Decken
Ordne die Bezeichnungen zu den Zahlen zu.
Stütze
Decke
Achssystem
Verstrebung
aussteifender Kern
1 Decke
2 Stütze
3 Verstrebung (oder Tragwand)
4 Achssystem
5 aussteifender Kern
Nenne 2 Vor und Nachteile des Skelettbaus.
Vorteile
freie Raumeinteilung in jedem Geschoss
flexibles Versetzen von Trennwänden
grosse Fenster und Wandöffnungen zwischen Stützen praktisch unbegrenzt möglich
kostengünstig infolge verkürzter Bauzeit durch Vorfabrikation und rationelle Bauabläufe
flexible Leitungsführung möglich
Nachteile
aufwändige Wärme- und Schalldämmung
zusätzliche Massnahmen für Brandschutz im Stahlbau notwendig
Welche Materialien werden für den Skelettbau verwendet?
Stahl, Stahlbeton, Holz
Wo verwendet man den Skelettbau?
mehrgeschossige Bürobauten
Hallen, Gewerbe- und Industriebauten
Nenne 2 Vor und Nachteile der Ortbauweise.
Vorteile
Bauphysikalische Anforderungen sind oft einfacher zu erfüllen (Wind- und Luftdichtigkeit, Wärmedämmung, Schalldämmung, Witterungsschutz).
Änderungen, wie das Hinzufügen oder Weglassen von Aussparungen, können noch kurzfristig berücksichtigt werden.
Die Grösse einzelner Bauteile ist nicht durch den Transport eingeschränkt.
Nachteile
Ausschalfristen und Austrocknungszeit des Betons führen zu einer längeren Bauzeit.
Es sind viele Arbeitskräfte über eine längere Zeitspanne notwendig.
Arbeitsvorgänge und Arbeiter sind der Witterung ausgesetzt
Welche Materialien werden für die Ortbauweise verwendet?
Stahlbeton und Mauerwerk
Wo wird die Ortbauweise angewandt?
Untergeschosse, Schutzräume, wasserdichte Wannen
Fundamente, Bodenplatten, Aussen- und Innenwände, Decken
Stützmauern
(INFO)Modulbauweise
Die Modulbauweise basiert auf einem quaderförmigen Raumtragwerk, bestehend aus einer frei tragenden Rahmenkonstruktion aus Holz oder Stahl. Dieses wird umhüllt durch eine vollwertige Gebäudehülle. Die im Werk vorgefertigten Module lassen sich schnell zu Räumen, Etagen und Gebäuden bis zu sechs Geschossen zusammensetzen. Es sind mobile Raumsysteme für dauerhaften oder temporären Einsatz. Sie können jederzeit verändert, angepasst und auch versetzt werden.
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Nenne 2 Vor und Nachteile der Modulbauweise.
Vorteile
individuelle Gestaltungsmöglichkeiten, trotz Modulmassen
sehr kurze Bauzeiten
hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
wenig Emissionen auf der Baustelle
Nachteile
genormte Modulmasse mit beschränkter Grösse
erfordert grosszügigen Baustellenzugang
Transport und Montage nur mit grossen Geräten möglich
Wo wird die Modulbauweise angewandt?
Schulen und Kindergärten
Büro- und Verwaltungsgebäude
Wohn- und Pflegeheime
Spitäler und Laborgebäude
- • Baustellen
Nenne 2 Vor und Nachteile der Montagebauweise.
Vorteile
dünnere Bauteile infolge hochwertigeren Materialqualitäten (Gewichtsersparnisse)
reduzierte Herstellungskosten und verkürzte Bauzeit durch serielle Produktion
Nachteile
Grösse der Bauteile durch Transport eingeschränkt
Massnahmen zur Wärmespeicherung und Schalldämmung sind häufig aufwändig
Wo wird die Montagebauweise angewandt?
Stützen, Wandscheiben, Deckenplatten, Fassadenelemente, Dachtragwerke
Treppenläufe, Brüstungen, Geländer
Lift- und Installationsschächte
Bauten von kurzer Lebensdauer
Bauten mit kurzer Bauzeit oder sich wiederholenden Bauteilen
(INFO)Statische Berechnungen und Nachweise
Ein Tragwerk soll bei angemessener Einpassung, Gestaltung und Zuverlässigkeit wirtschaftlich, robust und dauerhaft sein.
Die statischen Berechnungen des Bauingenieurs müssen folgende Nachweise erbringen:
- Tragsicherheit
- Gebrauchstauglichkeit
Nachweis der Tragsicherheit
Der Nachweis der Tragsicherheit soll gewährleisten, dass alle auftretenden Kräfte vom Tragwerk übernommen und in den Baugrund weitergeleitet werden können.
Folgen bei ungenügender Tragsicherheit:
- Einsturz eines Bauteils oder des Gebäudes
- Gefährdung von Personen und Einrichtungen
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(INFO)Nachweis der Erdbebensicherheit
Nur mit Hilfe eines ganzheitlichen Konzepts kann die Erdbebensicherheit sinnvoll gewährleistet werden. Für eine wirtschaftliche Umsetzung bedarf es bereits im Entwurfsstadium einer engen Zusammenarbeit zwischen Architekt und Bauingenieur.
Ziele der Massnahmen :
- Schutz der Menschen vor dem Einsturz des Bauwerks
- Begrenzung der Schäden an Bauwerken
- Gewährleistung der Funktionstüchtigkeit von Bauwerken im Ereignisfall
- Begrenzung der Folgeschäden (z.B. durch Feuer, Produktionsaufall o.ä.)
Nachweis der Gebrauchstauglichkeit
Das Gebäude soll so bemessen werden, dass die Funktionstüchtigkeit des Bauwerks gegeben ist, der Komfort der Nutzer nicht eingeschränkt wird und das Aussehen des Bauwerks den Vorgaben entspricht.
Folgen bei ungenügender Gebrauchstauglichkeit :
- grosse Verformungen eines Bauteils oder des Gebäudes
- Schwingungen eines Bauteil, z.B. Brücke, Decke, Turnhallenboden
- Risse, die sich negativ auf die Ästhetik und die Dauerhaftigkeit auswirken können
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Einwirkungen nach SIA
Man unterscheidet ständige und veränderliche Einwirkungen. Sie können sich während der Bau- und Nutzungsphasen eines Tragwerks aufgrund der Nutzung verändern.
Nenne 3 ständige Einwirkungen und 3 veränderliche Einwirkungen.
Ständige Einwirkungen:
Eigenlasten, Auflasten, Erddruck Wasserdruck Vorspannung
Veränderliche Einwirkungen:
Nutzlast, Schneelast, Winddruck, Erdbeben, Temperaturänderungen
(INFO)Anordnung von Wänden in Grundriss und Schnitt
Die Hauptabtragung erfolgt in der Regel über je zwei Wände in zwei Hauptrichtungen. Im Minimum genügen total drei Wände, die sich jedoch nicht in einem Punkt schneiden dürfen. Oft wird im Wohnungsbau der Liftkern für die Horizontalaussteifung ausgebildet.
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