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2022 | Book

FLÄCHENSTÖSSE Read chapter Read first chapter

Baukonstruktion – vom Prinzip zum Detail

Band 3 · Umsetzung

Author: Prof. José Luis Moro

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Konstruktion im Dienst der Architektur– diesem Thema widmet sich der planende Architekt José Luis Moro.

Das mehrbändige Werk behandelt die Grundlagen der Planung, die einsetzbaren Werkstoffe und Bauprodukte, die wesentlichen Funktionen der Baukonstruktionen, die geometrischen Gestaltungsmöglichkeiten und Details funktionsfähiger Baukonstruktionen und deren Zusammenfügung. Zahlreiche Prinzipvarianten werden durch detaillierte Konstruktionsbeispiele erläutert.

Der Band "Umsetzung" stellt die Ausführung des Gebäudeentwurfs in den Mittelpunkt der Betrachtung. Die Thematik der Verbindungen und ihrer grundlegenden Aspekte wird behandelt und baurelevante Verbindungstechniken werden im Detail untersucht. Die detaillierte Betrachtung von Gebäudehüllen – innere wie äußere – bildet den zentralen Teil dieses Bandes. Verschiedene prinzipielle Aufbauvarianten wie Schalen- oder Rippensysteme werden aus einer auf den konstruktiven Aufbau der Hülle bezogenen Perspektive untersucht.

Table of Contents

Frontmatter

FLÄCHENSTÖSSE

Frontmatter
Kapitel 1. FLÄCHENSTÖSSE
Zusammenfassung
Ein Gebäude besteht in den meisten baupraktisch relevanten Fällen aus einem oder mehreren flächigen Bauteilen, die einen umbauten Raum teilweise oder allseitig umschließen. Die bei der baulichen Schaffung von Flächen auftretenden geometrischen Fragen sind Gegenstand des Kapitels VII.
José Luis Moro

VERBINDUNGEN

Frontmatter
Kapitel 2. GRUNDLAGEN DES FÜGENS
Zusammenfassung
Fast alle Bauwerke setzen sich aus einer Vielzahl einzelner Bestandteile zusammen, die zu einem funktionsfähigen Ganzen zusammengefügt bzw. verbunden sind. Sowohl die Differenzierung in funktional unterschiedlich belegte Teile – wie Fenster und Mauer – als auch die bei der Herstellung zumeist unumgängliche Unterteilung der Baustruktur in kleinere gleichartige Segmente setzt ein Fügen bzw. Verbinden von Einzelteilen voraus. a b Anforderungen, die an das Gesamtbauwerk gestellt werden, gelten dabei ggf. auch für die einzelne Verbindung. Dabei ist u. U. nicht nur die elementarste der Funktionen, nämlich das Kraftleiten, im Spiel, sondern auch andersartige, wie beispielsweise thermohygrische Dichtfunktionen. So ist eine Gebäudehülle nur dann als dicht gegen ein bestimmtes Medium anzusehen, wenn auch die in ihr enthaltenen Verbindungen dicht sind.
José Luis Moro
Kapitel 3. KRAFTÜBERTRAGUNG
Zusammenfassung
In Vorbereitung der Diskussion bauüblicher Verbindungen in den Kapiteln XII-4 bis XII-8 soll in diesem Kapitel die Funktion der Kraftübertragung an der Berührstelle zweier Wirkflächen in einer Verbindung näher untersucht werden. Wichtiges Ziel der folgenden Überlegungen ist, die Kraftleitung innerhalb einer Verbindung in allen möglichen Richtungen im Raum zu beschreiben sowie das physikalische Prinzip zu benennen, nach dem der Last eine geeignete Reaktionskraft entgegengesetzt wird, die ein Kräftegleichgewicht herstellt. Im Wesentlichen stützen sich die folgenden Ausführungen auf die Richtlinie VDI 2232.
José Luis Moro
Kapitel 4. FÜGEVERFAHREN
Zusammenfassung
Im Folgenden werden die verschiedenen Verfahren des Fügens näher betrachtet (1), und zwar unter dem Hauptordnungsgesichtspunkt der.
José Luis Moro
Kapitel 5. ZUSAMMENSETZEN
Zusammenfassung
Verbindungen, die durch das Verfahren des Zusammensetzens hergestellt werden, sind nach Norm durch die Vorgänge des Auflegens, Einlegens, Ineinanderschiebens, Einhängens oder Einrenkens gekennzeichnet.
José Luis Moro
Kapitel 6. AN-, EINPRESSEN
Zusammenfassung
Verbindungen, die auf Fügen durch An- oder Einpressen beruhen, auch als Spannverbindungen bezeichnet, sind solche, die durch planmäßige Spannkräfte in den Verbindungspartnern und Verbindungsmitteln hergestellt werden.1 Diese Kräfte werden während des Betriebs der Verbindung ständig aufrechterhalten. Die bei der Herstellung der Verbindung aufgebrachte Kraftwirkung führt bei Füge- und Hilfsfügeteilen oder Verbindungsmitteln ausschließlich zu elastischen Verformungen.
José Luis Moro
Kapitel 7. FÜGEN DURCH URFORMEN
Zusammenfassung
Verbindungen durch Urformen entstehen im Hochbau durch Fügeverfahren, bei denen zwei oder mehrere Fügeteile durch dazwischengebrachten formlosen Stoff verbunden werden. Daneben sind Fügeverfahren in Gebrauch, bei denen feste Teile, zumeist Metallteile, in formlosem Stoff vollständig eingebettet werden zum Zweck der Verbesserung der Trageigenschaften – der Bewehrung – eines Bauteils, sodas ein Verbundbauteil entsteht. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Einbetten von Stahlbewehrung in Beton zum Zweck der Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften.
José Luis Moro
Kapitel 8. FÜGEN DURCH UMFORMEN
Zusammenfassung
Verbindungen durch Umformen – gemeint ist vorwiegend plastisches Umformen, es kommt aber auch gelegentlich elastisches Umformen zum Einsatz – entstehen im Wesentlichen in zwei Arbeitsschritten: dem Positionieren der Fügeteile zueinander (unmittelbar), oder der Fügeteile inklusive Verbindungsmitteln (mittelbar), und dem nachfolgenden Umformen eines oder mehrerer Fügeteile, bzw. des beteiligten Verbindungsmittels derart, dass die gewünschte Schlusswirkung hergestellt und ein ungewolltes Lösen der Verbindung verhindert wird.
José Luis Moro
Kapitel 9. FÜGEN DURCH STOFFVEREINIGEN
Zusammenfassung
Verbindungen, die durch das Verfahren des Stoffvereinigens hergestellt werden, umfassen die Fügetechniken des Schweißens, Lötens und Klebens. Auch wenn der normgerechte Begriff des Stoffvereinigens (etwas irreführend) die Vorstellung eines innigen Zusammenführens eines Stoffes, bzw. sogar unterschiedlicher Stoffe nahelegt, gilt allerdings, dass nur das Schweißen eine Art molekular gebundenen Materialkontinuums (durch Aktivierung von Valenzkräften) schafft; bei den anderen beiden Verfahren des Lötens und Klebens sind hingegen schwächere nichtmolekulare Verbundkräfte (Nebenvalenzkräfte) wirksam. Aus diesem Grund ist das Schweißen hinsichtlich der Art des Zusammenhalts der Verbindung vom Kleben und Löten deutlich zu unterscheiden. Entsprechend kommen unterschiedliche Schlussarten zum Einsatz.
José Luis Moro

ÄUSSERE HÜLLEN

Frontmatter
Kapitel 10. GRUNDSÄTZLICHES
Zusammenfassung
Die Unterscheidung zwischen massiver und leichter Hüllkonstruktion gehört zum Standardrepertoire der Baufachsprache. Hierzu sind einige Anmerkungen zu machen.
José Luis Moro
Kapitel 11. ERDBERÜHRTE HÜLLEN
Zusammenfassung
Erdberührte Hüllen sind, anders als Hüllen über Bodenniveau, Erddrücken und ggf. auch hydrostatischen Drücken sowie einer besonderen Feuchtebelastung ausgesetzt. Die sich daraus ableitenden Anforderungen haben spezifische konstruktive Lösungen hervorgebracht, die im Folgenden näher beleuchtet werden.
José Luis Moro
Kapitel 12. SCHALENSYSTEME
Zusammenfassung
Grundlegende Überlegungen zu einschaligen Hüllbauteilen ohne addierten Aufbau, wie sie in diesem Kapitel behandelt werden, finden sich in Kapitel VIII. Aufgrund der Einschränkungen, die sich aus der komplexen Aufgabenzuweisung an ein einzelnes Bauteil – die Schale – ergeben, die nur schwer zufriedenstellend umzusetzen sind, finden derartige Konstruktionen ohne Zusatzaufbauten sowohl als äußere wie auch als innere Hüllbauteile einen nur begrenzten Einsatz.
José Luis Moro
Kapitel 13. MEHRSCHICHTVERBUNDSYSTEME
Zusammenfassung
Mehrschichtverbundsysteme gehen aus einer funktionalen Ausdifferenzierung eines ursprünglich homogenen Schalenbauteils in einzelne spezialisierte Einzelschichten hervor, daher der Begriff der Mehrschichtigkeit, der sich im Namen dieser Elemente wiederfindet. Auf diese Weise kann eine gesonderte Aufgabenzuteilung an Außen- oder Deckschichten (Kraftleiten, vor Witterung schützen) wie auch an Kernschichten (Wärmedämmen) stattfinden, die eine deutliche Gewichtsreduktion und eine erhöhte Effizienz im Vergleich mit vollwandigen Schalensystemen erlaubt.
José Luis Moro
Kapitel 14. RIPPENSYSTEME
Zusammenfassung
Das Aufbauprinzip von Rippensystemen wird hinsichtlich verschiedener baurelevanter Funktionen – sowie in deren Zusammenspiel innerhalb des konstruktiven Aufbaus – in verschiedenen Kapiteln diskutiert. Im Folgenden sollen weiterführende Aspekte der Anwendung dieses strukturellen Prinzips auf äußere Hüllbauteile besprochen werden.
José Luis Moro
Kapitel 15. PUNKTGEHALTENE GLASHÜLLEN
Zusammenfassung
Innerhalb der logischen Sequenz, die vom homogenen vollwandigen Schalenbauteil zum Rippensystem führt, nehmen auch punktgehaltene Gebäudehüllen aus Glas einen spezifischen Platz ein. Sie gehen – wie auch Mehrschichtverbund- und Rippensysteme – aus dem Prozess der Ausdifferenzierung oder Diskretisierung der ursprünglich homogenen Schale in ein Gefüge aus zwei differenzierten, functional verschieden belegten Bestandteilen hervor. Dies ist jeweils ein flächenbildendes und ein kraftleitendes bzw. stützendes Element.
José Luis Moro
Kapitel 16. ADDIERTE FUNKTIONSELEMENTE
Zusammenfassung
Gebäudehüllen, die aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus bereits als funktionstüchtige Hüllelemente gelten, lassen sich zu verschiedenen Zwecken mit vielfältigen addierten Elementen ergänzen. Dies kann entweder mit Einzelelementen lokal, beispielsweise im Bereich von Fensteröffnungen, geschehen oder mithilfe kompletter Schalen, über die gesamte Hüllfläche verteilt.
José Luis Moro
Kapitel 17. MEMBRANSYSTEME
Zusammenfassung
Gebäudehüllen aus Membranen unterscheiden sich in einigen Gesichtspunkten grundsätzlich von herkömmlichen Hüllkonstruktionen:
José Luis Moro
Kapitel 18. ÖFFNUNGEN
Zusammenfassung
In diesem Kapitel sollen Hüllelemente innerhalb von Öffnungen in äußeren Hüllbauteilen diskutiert werden, die diese klimatisch nach außen hin abschließen. Bei Öffnungen handelt es sich um singuläre Orte in einem flächigen Hüllbauteil, wie einer Außenwand oder einer Dachfläche, die zu einem bestimmten Zweck, sei es Lüftung, Belichtung, Ausblick oder Durchgang, hergestellt werden und mit einem flächigen Abschluss besonderer, auf die Funktion zugeschnittener Bauart klimatisch geschlossen sind. Kennzeichnend für Abschlüsse von Öffnungen ist folglich stets der Wechsel in der Bauart gegenüber dem umgebenden Hüllbauteil.
José Luis Moro

INNERE HÜLLEN

Frontmatter
Kapitel 19. GRUNDSÄTZLICHES
Zusammenfassung
In den Kapiteln XIII-1 bis XIII-9 stehen äußere Hüllbauteile im Mittelpunkt der Betrachtung. In der Folge sollen innere Hüllbauteile in ihren bautechnisch wichtigsten Varianten näher beleuchtet werden. Der Verfasser ist davon überzeugt, dass es das Verständnis der baukonstruktiven Fragestellungen im Zusammenhang mit inneren Hüllen erleichtert, wenn diese nach vergleichbaren Kriterien und Merkmalen geordnet und untersucht werden wie äußere Hüllen. Grundsätzlich lassen sich die gleichen fundamentalen Struktur- und Aufbauvarianten unterscheiden.
José Luis Moro
Kapitel 20. HORIZONTALE RAUMABTRENNUNGEN
Zusammenfassung
Als horizontale Raumabtrennungen sollen Decken in verschiedenen konstruktiven Ausführungen verstanden werden. Innenliegende, grundsätzlich nicht begehbare horizontale Raumabschlüsse wie beispielsweise gläserne Klima- oder Brandabschottungen in Atrien, sind vergleichbar mit einfachen Außenhüllen und sollen an dieser Stelle nicht behandelt werden. Ansonsten sind Decken immer Bestandteil des Primärtragwerks, weshalb neben den Hauptfunktionen des Schall- und ggf. des Brandschutzes – anders als bei Wänden – immer auch die Abtragung von lotrechten Lasten des Primärtragwerks, manchmal auch von waagrechten, anfällt.
José Luis Moro
Kapitel 21. VERTIKALE RAUMABTRENNUNGEN
Zusammenfassung
Unter vertikalen Raumabtrennungen sollen folgende Hüllbauteile verstanden werden:
José Luis Moro
Kapitel 22. ÖFFNUNGEN
Zusammenfassung
Analog zu äußeren Hüllen, die man aus Gründen wie beispielsweise der Belichtung und Belüftung von Innenräumen notwendigerweise mit Öffnungen versehen muss, gilt aus Gründen des Gebäudebetriebs auch für innere Hüllen die Notwendigkeit, Öffnungen in die raumabschließenden Flächenbauteile zu praktizieren. Dies können Treppenöffnungen in Decken oder Türöffnungen in Trennwänden sein. Im Folgenden sollen konstruktive Fragen in diesem Zusammenhang erörtert werden.
José Luis Moro
Backmatter
Metadata
Title
Baukonstruktion – vom Prinzip zum Detail
Author
Prof. José Luis Moro
Copyright Year
2022
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-64995-4
Print ISBN
978-3-662-64994-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-64995-4