K1 Konstruktionslehre für Bauberufe 2020
K1 Konstruktionslehre für Bauberufe 2020
K1 Konstruktionslehre für Bauberufe 2020
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Lernkarten
Raumfachwerke bestehen aus filigranen Stäben, die meist über kugelähnliche Knoten mit bis zu 18 Anschlussmöglichkeiten untereinander verbunden sind.
Raumfachwerke werden in der Regel mit Dächern, oder vielmehr mit grossflächigen Überdachungen in Verbindung gebracht.
Mit einer Systemhöhe von z.B. 4 m werden flache Dächer mit einer Spannweite von bis zu 120m möglich.
Fachwerkträger haben folgende Vorteile:
• ermöglicht leichte Installationsführung
• relativ steifes Tragelement
• freie Formgebung (Überhöhung)
• Spannweiten: 9-18m (Decken); bis 100m (Dächer)
• Trägerhöhe H = 1/10 (einfache Balken) bis 1/18 der Spannweite (Durchlaufträger)
Verbundträger
• der Stahlträger wirkt dank aufgeschweisster Kopfbolzendübel statisch mit der aufliegenden Betondecke oder Blechverbunddecke zusammen, wobei der Beton hauptsächlich Druckkräfte infolge Biegung übernimmt
• alle oben beschriebenen Stahlträgertypen kommen dafür in Frage
• relativ steifes Tragelement, bei gleichzeitig reduzierter Trägerhöhe
Blechträger
• aus Blechen, selten aus Profilen zusammengeschweisst
• grössere Stegaussparungen möglich, max. d = 0,7 H
• einfache Formgebung möglich (Überhöhung, variable Bauhöhe)
• empfohlene Spannweiten: über 12 m (besonders für Dächer)
• Trägerhöhe H = 1/12 (einfache Balken) bis 1/24 der Spannweite (Durchlaufträger)
Wabenträger/Lochstegträger
• hergestellt aus Grundprofilen IPE, HEA oder HEB
• für Installationsleitungen mit grösseren Durchmessern (max d = 0,7 H)
• wirtschaftlich zur Übertragung grosser Biegemomente bei grossen Spannweiten
• im Stützbereich Löcher vermeiden/schliessen
• empfohlene Spannweiten: bis 12 m (Decken), bis 20m (Dächer), Trägerhöhe H = ca . 1/16 der Spannweite
Träger U-Proflle und Doppel-U-Profile
• für geringe Beanspruchung (z. B. Deckenrandfelder)
• U-Profile können doppelt verwendet werden, meist mit seitlicher Befestigung an die Stützen
• die Verdrehung lässt sich durch verschiedene konstruktive Vorkehrungen verhindern
• empfohlene Spannweiten: bis 9m (Decken), bis 16m (Dächer)
• Trägerhöhe H = 1/15 (einfache Balken) bis 1/24 der Spannweite (Durchlaufträger)
Träger HEA, HEB, HEM mit breiten Flanschen
• tragen hohe Lasten bei minimaler Trägerhöhe
• Stegaussparungen beschränkt, max. d = 0,5 H
• empfohlene Spannweiten: ab 4,5 bis max. 7,0m
• Trägerhöhe H = 1/18 (einfache Balken) bis 1/30 der Spannweite (Durchlaufträger)
Hohle Walzprofile
• runde Kanten geben ein glattes Bild
• Profile gleicher Aussenabmessung sind durch die Wanddicke abstufbar
• die Einleitung der Kräfte bedarf besonderer konstruktiver Massnahmen
• ausbetonieren erhöht Tragfähigkeit und Feuerwiderstand (mit Längsbewehrung für R 60/R 90)
Rechteckige Kastenprofile und Vollstahlprofile
• geeignet für Stützen mit hohen Lasten, Biegung in beiden Richtungen, grossen Knieklängen bei kleinem Querschnitt
• wegen der glatten Aussenfläche als unbekleidete Stütze beliebt, Feuerwiderstand R 30 für Vollquerschnitte ab Durchmesser 80mm
I-Querschnitte
• häufigste und wirtschaftlichste Stützenform
• besonders gut geeignet für Anschlüsse von Trägern in beiden Richtungen
• alle Teile des Profils für Schraubverbindungen zugänglich
• als Verbundquerschnitt (kammerbetoniert) mit erhöhter Tragfähigkeit, Feuerwiderstand bis R 90
Fachwerkverbände
• bei leichten, weitgespannten Vertikalfachwerken
• wenn Lifte und Treppen als offene Strukturen oder im Aussenbereich geplant sind
• bei unzureichender Aussteifung durch die vorhandenen massiven Elemente
Massive Wände oder Kerne
• falls diese ohnehin vorgesehen und sonst keine Verbände mehr notwendig sind
• wenn sich keine ausreichenden Fachwerkverbände im Skelett unterbringen lassen
Biegesteife Rahmen
• bei Wertlegung auf maximale Durchlässigkeit
• falls keine tragenden Wände mitwirken
• bei kleineren, eingeschossigen Objekten
Was sind die Vorteile der Stahlbauweise?
Die Stahlbauweise bietet bei der Projektierung, Bauabwicklung und Nutzung wesentliche Vorteile:
• fligrane und leichte Bauweise
• Planungssicherheit durch gleichbleibende Qualität des Baustoffs und standardisierte Konstruktionsdetails
• grosse Spannweiten und schlanke Bauteilquerschnitte zur Optimierung des Nutzvolumens
• durchlässige Tragsysteme und geringe Bautoleranzen für eine einfache Planung und Ausführung der Installationen und Ausbauelemente
• Anpassungsfähigkeit an Nutzungsänderungen durch lösbare Verbindungen und Integration neuer Ausbauelemente und Installationen
• vielfältige Farbgebung durch Oberflächenschutz- und Brandschutzbeschichtungen
• hohe Wirtschaftlichkeit durch geringes Tragwerkgewicht (minimale Fundamente)
• trockene Baustelle mit geringem Platzbedarf
• schnelle, witterungsunabhängige Montage
• vorbildliche Bauökologie (Demontierbarkeit, Recycling)
• gutmütiges Korrosionsverhalten, rostet oberflächlich, langsam und gut sichtbar. Gegenmassnahme: Auswahl bewährter Oberflächenschutzbehandlungen
• elastisches Verhalten mit hoher Festigkeit und Steifigkeit. Damit erträgt Stahl höchste Spannungen auf Zug und Druck bis zur Streckgrenze
• prädestiniert für Deckentragwerke mit grossen Spannweiten: flexible Raumteilung
Hohlprofile
Quadratisch, rechteckig oder rund. Anwendung vor allem als Stützen und Fachwerkträger, ideal für zentrische Belastung. Unterschiedliche Wanddicken erhältlich bei gleichbleibendem Durchmesser. Unterschieden wird zwischen kaltgefertigten (RRK) und warmgefertigten (RRW) Profilen.
Profile mit parallelen Flanschen
IPE, UPE und IPET
Anwendung vor allem als Biegeträger. IPET Profile (halbierte IPE-Profile) werden bei Fachwerkträgern und z. B. als Sprossen von Glasdächern eingesetzt. Geschraubte Konstruktionen sind dank den parallelen Flanschen möglich.
Normalprofile
INP und UNP
Normalprofile sind etwas kostengünstiger als Profile mit parallelen Flanschen. Sie sind vor allem für geschweisste Konstruktionen geeignet. Wegen den schrägen Innenflanschen eher selten für geschraubte Konstruktionen verwendet.
Was sind die Eigenschaften von Baustahl?
- hohe Festigkeit und Steifigkeit
- elastisches Verhalten
- geeignet für Zug und Druck kräfte
- gleichmässige Materialqualität
- guten Wärmeleitfähigkeit (Wärmebrücken)
- schmilzt bei hohen Temperaturen (Brandschutz)
Was ist der Hauptbestandteil von Stahl?
Eisen