Konstruktion


A. T.
Diese Lernkarten bieten einen tiefen Einblick in die Welt der Bau- und Konstruktionssysteme auf Universitätsniveau. Sie behandeln verschiedene Systeme, wie das von Mangiarotti und Morasutti, sowie Techniken und Irrtümer in der Konstruktion. Die Lernkarten sind besonders nützlich für Studierende und Fachleute im Handwerk, die sich mit modernen und historischen Bauweisen auseinandersetzen möchten.
Flashcards
112
Students
1
Language
German
Category
Handcraft
Level
University
Created / Updated
09.07.2018 / 20.08.2018

Flashcards

Ikaruswerke, Budapest

Was für eine Konstruktionsart ist der Bau?

Plattenskelettbau

Ikaruswerke, Budapest

Aus welchen 3 vorgefertigten Teilen besteht der Bau?

  1. U-Förmige Stützen
  2. Tragende Fassadenelemente
  3. 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 

Ein Kragträger ist ein einseitig eingespannter, waagerechter Balken, an dem eine Last hängt, das heißt ein Träger der nur ein Auflager hat. Als Balken ist seine Länge deutlich größer als seine Höhe und die Breite.

Der Kragbalken wird auf Schub, Biegung und manchmal auch auf Torsion beansprucht.

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
  1. Phase: Positionierung des Trägers auf den Stützen mit verschieblichem Auflager. Aufbringen einer Vorspannkraft auf nur einem Stützenkopf
  2. Phase: Blockieren der Pendellauflager udn Vergiessen der Fugen zwischen den Träger und Stütze
  3. Phase: Vorspannung der Kabel der Stützen
  4. Phase:Vorspannung aller Kabel des Trägers bis zum definitiven Wert
  5. Phase: Entsprechende Gegenoperation am gegenüberliegenden Stützenkopf
  6. Phase: Nachspannung, drei Monate nach der Fertigstellung
  7. Letzer schritt: Ausbetonierend es Auflagers

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

Sagen sie etwas über die Säulen

  • 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

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

Sagen sie etwas zu der Wand der Kirche und ihre Konstruktion

  • 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

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

  • Konkav-angeböschte Schwergewichtsmauer, die die Anlage inefriedet
  • Ihre Fundierung und Taktilität mit sichtbar grossen Rundsteinen verweist auf die Topographie und Geologie

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

Sagen sie etwas zur Frontfassade

  • Freitreppe mit Podest
  • Axial im Mittelfeld angeordnetes Portal  für den zeremoniellen Eintritt
  • Eine Rampe führt hinab zur Krypta mit Taufkirche und Sakritsei

Kirche in Baranzate, Angelo Mangiarotti, Bruno Morassutti, Aldo Favini, 1958, Mailand

Erklären sie die Konstruktion

  • 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. 

Angelo Mangiarotti und Aldo Favini, Lagerhalle in Mestre, Venedig, 1961-1962

Angelo Mangiarotti und Aldo Favini, Lagerhalle in Mestre, Venedig, 1961-1962

Erklären sie die Tragstruktur

  • 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

Étudier