Technik und Systeme
Konstruktion
Konstruktion
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Flashcards
Ikaruswerke, Budapest
Was für eine Konstruktionsart ist der Bau?
Plattenskelettbau
Ikaruswerke, Budapest
Aus welchen 3 vorgefertigten Teilen besteht der Bau?
- U-Förmige Stützen
- Tragende Fassadenelemente
- Zweigelenkbogen Tonnenschalen mit Zugband
Ikaruswerke, Budapest
Was ist speziell an den Stützen?
Sie sind ähnlich wie Virendellträger senktecht aufgestellt.
Sie verjüngen sich nach oben, bilden dadurch rücksprunge. Beid en Rücksprungen werden Konsolen eingebaut die als Auflagen für die Tonnenschalen und für Krahnban in den Hallen dienen.
Dadurch dass die querseite der Stützen wie Virendellträger sind, können die Stützen in Längsrichtung offen gestaltet werden.
Ikaruswerke, Budapest
Virendellträger
Im Unterschied zum Fachwerkträger mit Stabdreiecken ermöglicht ein in Fassaden oder Wänden eingebauter Vierendeelträger das Anbringen üblicher rechteckiger Fenster, Türen oder Durchgänge in den Zwischenräumen. Anders als bei Fachwerkträgern müssen die Verbindungsstellen zwischen den Stäben aber biegesteif gestaltet werden. Da biegeweiche Verbindungen in der Baustatik üblicherweise als Gelenke behandelt werden, wäre ein Stabviereck mit einfachen Eckverbindungen ein statisch unterbestimmtes und damit unbrauchbares Tragsystem. Die Stabvierecke würden sich bereits bei kleiner Beanspruchung zu Parallelogrammen verformen bzw. bei gelenkiger Betrachtungsweise zu Stabpaketen zusammenfallen. Als Vorteil gegenüber einem (statisch nicht überbestimmten) Fachwerkträger ist zu nennen, dass ein Vierendeelträger bei Ausfall eines vertikalen Stabes noch eingeschränkt betriebstauglich bleibt und nicht sofort in sich zusammenfällt wie ein Fachwerk bei Ausfall irgendeines Stabs
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierendeeltr%C3%A4ger
Ikaruswerke, Budapest
Zweigelenkbogen
Der Zweigelenkbogen wird hauptsächlich bei Konstruktionen verwendet, die große Spannweiten überbrücken müssen. Dabei entsteht unter dem Bogen ein großer Hohlraum. Dies wird bei Hallenbauten und bei Brücken ausgenützt. Da die Berechnung relativ einfach ist, wurden Zweigelenkbögen bei großen Brücken, die ganze Täler überspannen bereits früh angewendet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Zweigelenkbogen
Ikaruswerke, Budapest
Skelettbauweise
Unter Skelettbau (gelegentlich auch Gerippebau genannt) versteht man in der Architektur und im Bauwesen eine Art des Tragwerks eines Bauwerks. Dabei wird der Rohbau des Bauwerks aus Elementen zusammengesetzt, die eine primär tragende Funktion haben. Wie bei einem Skelett entsteht so eine Tragstruktur.
Im Folgenden wird der Skelettbau mit einer Fassade (Haut bzw. Hülle) bekleidet und im Inneren meist mit nicht tragenden Wänden ausgebaut. Im Gegensatz zum Massivbau übernehmen die tragenden, vertikalen Bauteile des Skelettbaus oft keine abschließende Funktion des Raumes. Eine Ausnahme hiervon sind unter anderem einige Arten des Fertigteilbaues – beispielsweise der Holzriegelbau – bei denen die tragenden Elemente auch im Sinne des Innenausbaues vorgefertigt sind.
https://de.wikipedia.org/wiki/Skelettbau
Allgemeine Begriffe
Beton, Balken
- Tragelemente die vorwiegend auf Biegung beansprucht werden. Die grösse des Biegemoments beeinflusst die Geometrie des Balkens sowie die Art der Armierung. (schlaff oder vorgespannt)
- Balken kommen als
- eingespannter Balken
- Einfeldbalken
- Durchlaufbalken
- Unter- Überzüge (Plattenbalken)
- Rahmenbalken
- Funktionell bezeichnet man waagrechte, nur teilweise aufliegende Balken als Träger. Einseitig eingespannte Balken sind Freiträger. Balken im Rahmenbau sind Riegel, in der Dachkonstruktion Pfetten. e nach Einsatzbereich und Gewerk werden senkrechte Balken als Säule, stehend belastete als Steher, Stiel, belastet oder unbelastet als Pfosten und hängend auf Zug belastete als Hängesäule bezeichnet. Schräge Balken finden sich unter Namen wie Sparren (Dach), als Strebe(technische Fachwerke), Kopfband, Bug (Diagonalstrebe in Holzfachwerk). https://de.wikipedia.org/wiki/Balken
Allgemeine Begriffe
StahlbetonStützen
- Dienen zur Übertragung der senkrechten Lasten zum Fundament
- Gleichzeitige Aufnahme von Horizontalkräften erfordern einen grossen Querschnitt
- Eine Stütze ist ein (meist) vertikales Bauteil, das Lasten hauptsächlich in Richtung seiner Längsachse aufnimmt und weiterleitet. Die Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonnorm DIN 1045-1 definiert eine Stütze als stabförmiges Druckglied, dessen größte Abmessung im Querschnitt – im Unterschied zu einer Wand – das Vierfache der kleinsten Abmessung nicht übersteigt. https://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%BCtze_(Bauteil)
Allgemeine Begriffe
Betonbogentragwerk
Bogen:
- Gekrümmter Stab
- Wird auf längsdruck und Biegung beansprucht
Allgemeine Begriffe
Rahmentragwerk
- Horizontale und Vertikale Tragelemente werden biegesteif miteinander Verbunden
- Vertikale Elemente: Stiele
- Horizontale Elemente: Riegel
- Kann vertikale sowie auch horizontale Kräfte aufnehmen
- Ist in sich ausgesteift
Allgemeine Begriffe
Stahlbeton Skelettbau
- Vorfabrizierte Tragelemente (Stützen, Unterzüge, Deckenplatten)
- Wenn Stützen engespannt sind, bildet es ein Biegesteifen Rahmensystem
- Horizontalkräfte werden durch biegesteife Stützen (Kragarme) abgeleitet
- Tragfunktion ist getrennt von Raumabschliessender Form
Allgemeine Begriffe
Kragarm Stahlbeton
Allgemeine Begriffe
Riegel
So wird in einem Stahlbetonbau Rahmensystem die horizontalen Elemente genannt
Allgemeine Begriffe
Stiel
So wird im Stahlbeton Rahmenbau die vertikalen Elemente genannt
Allgemeine Begriffe
Beton Platten (Flächentragelemente)
- Kragarmplatte (Auf einer Seite fest eingespannt auf der anderen seite nur aufgelagert)
- Einfeldplatte (Auf 2 Stützenrheien aufgelagert, Ein Feld in der Mitte)
- Mehrfeldplatte (Auf min. 3 Stützenreihen aufgelagert, Mehrere Felder)
Allgemeine Begriffe
Was gibt es für Plattendecken?
Einachsige eingespannt: Rippendecke
Mehrachsig eingespannt: Kasettendecke
Punktgelagert: Flachdecke oder Pilzdecke
Allgemeine Begriffe
Pfette
Mit Pfette ist meist eine Dachpfette gemeint, also ein waagerechter Träger in der Dachkonstruktion. Pfetten liegen in der Regel parallel zu First und Traufe eines Daches.
Pfetten sind das kennzeichnende Merkmal des Pfettendachs. Sie tragen die schräg verlaufenden Sparren. Firstpfette und Mittelpfettebilden den oberen Abschluss des Dachstuhls im engeren Sinne, während die Fußpfette auf der Außenwand aufliegt.
Ein Sparrendach benötigt keine Pfetten. Wenn eine Dachkonstruktion demgegenüber ohne Sparren auskommt und nur aus Dachbindernund Pfetten besteht, bezeichnet man diese auch als Pfettensparren (oder Sparrenpfetten).
Im Fachwerkbau wird auch das Rähm als Pfette bezeichnet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Pfette
Allgemeine Begriffe
Riegel
Im Standardfall hat ein Rahmen einen viereckigen Aufriss und besteht aus zwei senkrechten Rahmenstäben (Stiele oder Pfosten) sowie einem waagerechten Riegel. Die Rahmenecken können je nach Ausführung als biegesteif, biegeweich oder als gelenkig angenommen werden. Mehrere Rahmen können ähnlich wie beim Stabwerk (Technische Mechanik) zu einer komplexeren Struktur zusammengesetzt werden. Bei einem Stockwerkrahmen sitzen mehrere gleichförmige Rahmen übereinander
https://de.wikipedia.org/wiki/Rahmen_(Bauwesen)
Allgemeine Begriffe
Träger
Ein Träger ist im Bauingenieurwesen ein meist horizontal verlaufender, im Verhältnis zu seiner Länge schmaler und schlanker Balken, der die aufliegenden Lasten an Wände oder senkrechte Stützen ableitet. Anders als ein Bogen wird ein Träger vorwiegend auf Biegung belastet. Aufgrund der geringen Zugfestigkeit ist Stein als Material ungeeignet. Gefordert sind Werkstoffe mit hohen Zugfestigkeiten wie Holz, Metall oder Spannbeton.
Träger, die Maueröffnungen überspannen, nennt man Stürze.
In der Baustatik wird das Verhalten der Träger im Fachgebiet der Balkentheorie behandelt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4ger_(Statik)
Allgemeine Begriffe
Stiel
m Standardfall hat ein Rahmen einen viereckigen Aufriss und besteht aus zwei senkrechten Rahmenstäben (Stiele oder Pfosten) sowie einem waagerechten Riegel. Die Rahmenecken können je nach Ausführung als biegesteif, biegeweich oder als gelenkig angenommen werden. Mehrere Rahmen können ähnlich wie beim Stabwerk (Technische Mechanik) zu einer komplexeren Struktur zusammengesetzt werden. Bei einem Stockwerkrahmen sitzen mehrere gleichförmige Rahmen übereinander.
https://de.wikipedia.org/wiki/Rahmen_(Bauwesen)
Allgemeine Begriffe
Sparren
Als Sparren oder Dachsparren bezeichnet man in Dachkonstruktionen die Träger, die von der Traufe zum Firstverlaufen und die Dachhaut tragen. In der Aufsicht sind sie üblicherweise rechtwinklig zum First angeordnet.[1] Der Dachsparren kommt entweder als geneigter Einfeldträger oder geneigter Mehrfeldträger, jeweils mit oder ohne Kragarm vor.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sparren
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Wer hat es wann gebau?
Iparterv, Miklos Gnädig
1952
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Kettenlinie (Bogen)
Ein Seil dass durch eine Belastung beansprucht wird, die gleichmässig auf die Seillänge verteilt ist, z.B durch das Eigengewicht erzeugt eine Kettenlinienform.
Die Belastung ist dabei bezogen auf den Grundriss nicht gleichmässig verteilt, da das Seil pro Längeneinheit zwar ein Konstantes Gewicht hat, die Neigung des Seils jedoch variiert
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Trägheitsmoment, Wie ist er im Gebäude gesichert?
Das Trägheitsmoment, gibt die Trägheit eines starren Körpers gegenüber einer Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit bei der Drehung um eine gegebene Achse an (Drehmoment geteilt durch Winkelbeschleunigung).
Die Stabilität der Bögen ist durch das grosse Trägheitsmoment der beiden parallellen Bindergurte gesichert
https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Welche Elemente sind zuständig für die Horizontalaussteifung?
- Vor der montage errichtete Treppenhaus
- Dachkonstruktion (1m breite Dachelemente aus Stahlbeton)
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Schalenstützenwand
Ist die Wand die die Decke zum Boden überleitet.
Sie wurde in Ortbeton, monolitisch gegossen aus doppelt gekrümmten Schalenelementen.
Damit sie die schweren Horizontalkräfte der Decke aufnehmen zu können wurde sie fest mit dem Ortsbetongrundkörper verbunden.
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Bogenlonstruktion
- Fachwerkbögen aus Stahlbeton
- Dreigelenkbogen : Je aus zwei diagonal ausgefachten Halbbögen
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Wie wurden die Dachwerkbögen hergestellt und montiert?
- Wurden vor Ort, liegend geossen (damit kleine Eindringtiefe, dadurch fällt gerüstbau weg und spart kosten)
- Montage durch Hebegeräte werden von den Hebegeräten zu ihren Einzelfundamenten gerollt
- Sobald die Bögen stehen werden sofort die Längsträger zur Horizontalaussteifung montiert (vorher wurde dies durch Hilfs träger gesichert)
Kunstdünger-Lagerhalle, Kazincbarcika
Was ist speziell an dieser Konstruktions und Montageweise?
- Hebetechnik, die erlaubt dass Bögen als Stahlsparende Bogenkonstruktion ohne zusätzliche Montagebewehrung eingebaut werden können
- Im Vergleich zu anderen vorgefertigten Bauten ist hier eine minimale Anzahl der Kotenverbindungen speziell
Centro Metallurgico, Colleferro, 1953
Wer hat es gebaut?
Riccardo Morandi
Centro Metallurgico, Colleferro, 1953
Konstruktion
- Die Halle besteht aus statisch unbestimmten Rahmen die im Fundament eingespannt sind
- Das eigentliche Dach hängt von den Trägern und haben das Profil einer Gefalteten Platte
- Speziell ist das alles aus ortbeton hergetellt wurde
- Die Rahmen sind in einem Abstand von 7.5 m voneinander seriell aufgestellt
Centro Metallurgico, Colleferro, 1953
System Morandi
- System welches dafür entwickelt wurde, die Vorspannung in mehreren Schritten auf zu bringen um den sich einige Monate nach der Fertigstellung einstellenden Spannungsabfall durch kriechen auszugleichen
- Phase: Positionierung des Trägers auf den Stützen mit verschieblichem Auflager. Aufbringen einer Vorspannkraft auf nur einem Stützenkopf
- Phase: Blockieren der Pendellauflager udn Vergiessen der Fugen zwischen den Träger und Stütze
- Phase: Vorspannung der Kabel der Stützen
- Phase:Vorspannung aller Kabel des Trägers bis zum definitiven Wert
- Phase: Entsprechende Gegenoperation am gegenüberliegenden Stützenkopf
- Phase: Nachspannung, drei Monate nach der Fertigstellung
- Letzer schritt: Ausbetonierend es Auflagers
- Vier eingerückte Rundstützen, bilden durch die Schalung mit schmalen Brettern eine feine vertikale Struktur die an die Kanneluren griechischer Säulen erinnert
- Schaft verjüngt sich
- Der obere Abschluss bildet kapitellähnliche Verbreiterung, die sich zum Trägerquerschnitt wieder verjüngt und in Längsrichtung der Träger nahtlos an die Ecklinien anschliessen
- filigrane Pfostenkonstruktio aus verzinkten Stahlprofilen
- setzt sich zusammen aus Transluzenten Paneelen
- Fassade und Dachkonstruktion sind durch Acrylglasplatten optisch voneinander getrennt
- Vorhang wand
- schmale Lüftungsflügel die dem Abbildungsprinzip der Stützen unterworfen ist
- Im Kirchenraum tragen vier frei ins Raumgeviert gestellte Betonstützen die sechs längsgelegten Flachdachbalken aus X-förmigen, an Ort und Stelle verspannten Fertigelementen.
- Auf die konstruktiven Elemente betrachtet, besteht das Gebäude somit aus einem offenen Skelett aus vier eingestellten Stützen, zwei Unterzügen, sechs Betonbalken, auf die Betonplatten gelegt sind, und vier Glaswänden
- Dessen Konstruktion setzt sich zusammen aus zwei 1,25 Meter hohen Hauptträgern über jeweils zwei der Rundstützen in der Querachse, die sechs Träger aufnehmen. Die je 30 Formsteine der längs gerichteten Nebenträger wurden wie die Perlen einer Halskette durch Löcher in ihrem X-förmigen Querschnitt vor Ort auf Vorspannkabel gefädelt und stirnseitig vermörtelt. Ihre Form wurde begründet mit der Reduzierung des Gewichts.
- vier kegelstupfförmige Stützen tragen ein einziges gewaltiges Dachelement
- Ihre Position bestimmen die seitlichen Raumabschlüsse
- Ein Rücksprung in der Längsrichtung ergibt ein Überstand von 8m. (Rechts und links) Diese Kragdimension bestimmt den Vorplatz, der im Terrain durch das Podest begrenzt wird