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Inhaltsverzeichnis
A Einführung
B Grundlagen
3
4
5
Prof. Dr.-lng. Dr.-lng. E. h. K. Dierks, Dr.-lng. H.-W. Tietge t Dr.-lng. Chr. Ziegert, Dr.-lng. K. Gabriel t und Prof. Dr. -l ng. Dr. h. c. mult. J. Schiaich (Abschnitt 6.6)
Einwirkungen auf Bauwerke
Das Tragwerk und seine Teile
2. 1 Tragwerkse lemente 2.2 Zusammengesetzte Stabtragwerke 2.3 Gewölbe, Kuppeln
Standsicherheit von Bauwerken
Mauerwerksbau
7
8
8 15 19
22
27
4.1 Allgemeines 27 4.2 Baustoffe 30
4.2.1 Künstliche Steine 30 4.2.2 Natürliche Steine 38 4.2.3 Mörte l 42
4.3 Maßordnung 46 4.4 Konstruktionsprinzipien im Mauerwerksbau 47
4.4.1 Verbände 47 4.4.2 Räumliche Steifigkeit 52 4.4.3 Wandöffnungen 56
4.5 Mischmauerwerk 59 4.5.1 Sandwich-Mauerwerk 59 4.5.2 Mauerwerk mitVorsatzschale 60 4.5.3 Wa ndabschnitte aus verschiedenen Baustoffen 60 4.5.4 Mauerwerk aus Steingemisch 60
4.6 Bewehrtes Mauerwerk 61
Holzbau 64
5.1 Allgemeines 64 5.2 Holz und Holzwerkstoffe 65
5.2.1 Vo llholz 65 5.2.2 Brettschichtho lz 66 5.2 .3 Ho lzspanp latten 67 5.2.4 Bau-Furniersperrholz 69 5.2.5 Furniersch ichtholz 69 5.2.6 Streifenholz 69
5.3 Konstruktionsprinzipien im Holzbau 70 5.3.1 Die konstruktionsbestimmenden Eigenschaften
des Holzes 70 5.3.2 Verbindung 71 5.3.3 Holzschutz 73 5.3.4 Brandschutz 75
VII
Inhaltsverzeichn is
6
VIII
5.4 Ve rbindungen im Holzbau 5.4. 1 Zimmermannsmäßige Verbindungen 5.4.2 Ve rbindungsmittel aus Stah l 5.4.3 Leimverbindungen
5.5 Konstruktionse lemente des Holzbaus 5.5. 1 Allgemeines 5.5.2 Träger 5.5.3 Stützen 5.5.4 Rahmen 5.5.5 Bogen
5.6 Bauarten des Holzbaus 5.6.1 Ho lzske lettbau 5.6.2 Ho lztafelbau 5.6.3 Holzrahmenbau 5.6.4 Brettstape lbau
Stahlbau
76 76 78 86 88 88 88 91 94 94 96 96
100 102 106
107
6.1 Allgemeines 107 6.2 Stahl im Bauwesen 11 0
6.2. 1 Einte il ung der Stähle 110 6.2.2 Profil- und Flacherzeugnisse 11 2
6.3 Verbindungsmittel im Stah lbau 11 4 6.3.1 A llgemeines 11 4 6.3.2 Nietverbindungen 11 4 6.3.3 Schraubenverbindungen 11 5 6.3.4 Schweißverbindungen 121 6.3.5 Zusammenwirken ve rschiedener Ve rbindungsmitte l 124
6.4 Konstru kti onspri nzipien im Stahlbau 125 6.4.1 Allgemeines 125 6.4.2 Übertragung von Schnittgrößen 125 6.4.3 Das Tragverha lten von längs- und querbe lasteten
Tragg liedern 128 6.4.4 Ausste ilung von Stahlhochbauten gegen
horizonta len Lastangriff 130 6.5 Konstruktionse lemente des Stahlbaus 132
6.5. 1 Stützen 132 6.5.2 Vollwandträger 140 6.5.3 Ve rbundträger 143 6.5.4 Rahmen 145 6.5.5 Fachwerkträger 147 6.5.6 Verbände 149
6.6 Se il t ragwerke 152 6.6. 1 Einfü hrung 152 6.6.2 Tragseil und polygona ler Stabzug (Gelenkkette) 153 6.6.3 Das Einze lsei l 154
6.6 .3. 1 Tragverhalten 154 6.6 .3.2 Maßnahmen zu r Versteifung einer Ge lenkkette 156 6.6.3.3 Seile, Bündel und Kabe l 157
6.6.4 Das Sei ltragwerk 161 6.6.4. 1 Der ebene Seilbinder und seine
Add it ionsmög lichkeiten 161 6.6.4.2 Netze 167 6.6.4.3 Verspannte Bögen - Po loncea u-Binder-
Unterspannte Träger 173 6.7 Brandschutz 181 6.8 Korrosionsschutz 182
lnhaltsverzeich nis
7 Stah lbetonbau 184
7.1 A llgemeines 184 7.2 Verbundbaustoff Stah lbeton 185
7.2.1 A llgemeines 185 7.2.2 Beton 187 7.2.3 Betonstah l 194 7.2.4 Dauerhaftigkeit 195 7.2.5 Umweltverträg li chke it 196
7.3 Konstruktionsprinzipien im Stahlbetonbau 197 7.3. 1 Tragmode lle 197 7.3.2 Bewehrung 202 7.3.3 Bra ndschutz 204
7.4 Konstruktionselemente des Stah lbetonbaus 205 7.4. 1 Träger 205 7.4.2 Platten 208 7.4.3 Stütze·n, Wände 214 7.4.4 Wandartige Träger, Scheiben 218
7.5 Spannbeton 220 7.5.1 Das Prinzip der Vorspannung 220 7.5.2 Spanntechniken beim Spannbeton 22 1 7.5.3 Spannbeton im Verg leich zu Stah lbeton 222 7.5.4 Anwendungsbeispiele 224
8 Lehmbau 225
8.1 A llgemeines 225 8.2 Tragender Lehmbau 228
8.2. 1 Stampflehmbau 229 8.2. 1.1 Materialkomponenten 229 8.2. 1.2 Materia lkennwerte und Bauteileigenschaften 230 8.2.1.3 Konstruktion 233 8.2.1.4 Techno log ie 237 8.2 .1.5 Fert igte il e 240 8.2.1.6 Wartung 240 8.2.1. 7 Planung 241
8.2.2 Lehmsteinbau 241 8.2.3 Lehmwellerbau 242
8.3 Nichttragender Lehmbau 243
C Grü ndungen
2
Prof. Dr.-lng. Dr.-lng. E. h. K. Dierks
Allgemeines
Baugrund 2. 1 Bodenarten 2.2 Eigenschaften der Böden 2.3 Baugrunderkundung
2.3.1 Schürfung 2.3.2 Bohrung 2.3.3 Sond ierungen 2.3.4 Dichte der Erkundungsstellen
247
247 247 251 260 260 260 261 262
IX
lnhaltsverzeich nis
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6
7
X
2.4 Bodenverbesserungen 2.4.1 Bodenaustausch 2.4.2 Verdichtung 2.4.3 Injektionen 2.4.4 Hochdruckinjektion
Flächengründungen 3.1 Streifenfundamente 3.2 Einzelfundamente 3.3 Fundamentplatten 3.4 Kel leraußenwände
Standsicherheit von Flächengründungen 4.1 Bodenpressung 4.2 Grundbruch 4.3 Böschungsbruch 4.4 Geländebruch 4.5 Auftrieb 4.6 Gleitsicherheit
Tiefgründungen 5.1 Allgemeines 5.2 Pfahlgründungen
5.2 .1 Rammpfähle 5.2 .2 Bohrpfäh le 5.2.3 Rüttelpfähle 5.2.4 Pfahlkopfbalken und Pfah lrostplatte
5.3 Brunnen und Senkkästen 5.4 Untertangungen
5.4.1 Tieferlegung der Fundamente auf ganzer Fläche 5.4.2 Abfangung auf Pfähle 5.4.3 Bodenverfestigungen
Stützwände 6.1 A llgemeines 6.2 Spundwände 6.3 Trägerbühlwand 6.4 Bohrpfahlwand 6.5 Schlitzwand 6.6 Stützmauern
Baugruben 7.1 Nichtverbaute Baugruben 7.2 Verbaute Baugruben 7.3 Bodenklassen 7.4 Wasserhaltung 7.5 Geflutete Baugruben
262 262 262 263 264
265 265 266 267 269
272 272 273 274 274 274 274
275 275 275 275 276 276 277 277 279 279 280 280
281 281 281 283 283 284 285
286 286 288 288 289 290
Inhaltsverzeichnis
D Technische Ausrüstung
3
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5
6
Prof. Dr.-lng. sc. techn. Klaus Hänel
A ll gemeines und Spezifisches
Energ iegerechtes Bauen 2.1 Vorbemerkung 2.2 Energ iebedarf von Räumen und Gebäuden 2.3 Nutzung regenerativer Energien 2.4 Stand der Vorschriften
Heizung, Lüftung, Raumklima 3. 1 Vorbemerkung 3.2 Meteorologische Grundlagen 3.3 Feuchte der Außen luft 3.4 Wärmephysio logische Grundlagen 3.5 Wärmebedarf von Räumen und Gebäuden 3.6 Heizung
3.6. 1 Allgemeines zu Heizungsan lagen 3.6.2 Wärmeerzeugung 3.6.3 Heizzentralen 3.6.4 Schornsteine 3.6.5 Wärmeverteilung und -transport 3.6.6 Wärmeübergabe im Raum
3.7 Raum lufttechn ische An lagen 3.7. 1 Allgemeines 3.7.2 Lüftungszentra len 3.7 .3 Luftleitungen 3.7.4 Luftführung im Raum
Wasser und Abwasser 4.1 Vorbemerkung 4.2 Wasserbedarf 4.3 Trinkwasserinstallation
4.3.1 Anforderungen an das Trinkwassernetz 4.3.2 Prinzip der Trinkwasse rinsta llation
4.4 Sanitäre Einrichtungen 4.4.1 Sanitärräume 4.4.2 Sanitärausstattung und Flächenbedarf 4.4.3 Insta ll ationstechnik
4.5 Abwasserinstallation 4.5.1 Prinzip der Abwasserinsta llation 4.5.2 Ableitung von Niederschlagswasser
Aufzüge in Gebäuden 5.1 Allgemeines 5.2 Aufzüge 5.3 Treibscheibenaufzug 5.4 Hyd raulikaufzug 5.5 Schwerpunkte der Planung 5.6 Vorschriften
Leitungsführung im Gebäude 6.1 Allgemeines 6.2 Ersch ließungsformen 6.3 Einordnung der Insta llationen in die Baukonstruktion 6.4 Besonderheiten der Elektroinsta llation
293
295 295 296 303 304
305 305 305 307 307 307 311 31 1 312 316 316 322 323 324 324 325 325 327
329 329 329 330 330 332 333 334 335 335 336 336 338
340 340 340 341 342 343 345
346 346 348 349 354
XI
Inhaltsve rzeichnis
XII
E Wände
2
3
4
Prof. Dipl.-lng. R. Wormuth, Prof. Dipl.-lng. H. D. Fleischmann (Brandschutz)
Vorbemerkung
Statische Anforderungen 2.1 Allgemeines 2.2 Verformungen 2.3 Verbindungen 2.4 Standsicherheit und Konstruktion
Bauphysikalische Anforderungen 3.1 A llgemeines 3.2 Schutz gegen Wasser und Feuchtigkeit
3.2. 1 Beanspruchungsarten, Schadwirkungen 3.2.2 Schutz gegen atmosphärische Niederschläge
3.3 Wärmeschutz 3.3.1 A llgemeines 3.3.2 Winterlicher Wärmeschutz 3.3.3 Sommerlicher Wärmeschutz 3.3 .4 Wärmebrücken
3.4 Scha llschutz 3.4.1 Allgemeines 3.4.2 Schutz gegen Außen lärm 3.4.3 Luftscha ll schutz in Gebäuden
3.5 Brandschutz 3.5.1 A llgemeines 3.5.2 Brandverhalten von Wänden 3.5.3 Brandverhalten von Stützen
Außenwandkonstruktionen
357
358 358 359 361 364
372 372 373 373 375 397 397 397 399 400 405 405 406 408 412 412 414 418
421
4.1 Einscha lige Außenwände 421 4.1.1 Allgemeines 421 4.1.2 Einschaliges Verb lendmauerwerk 421 4.1.3 Einschaliges Mauerwerk mit Außenputz 422 4.1.4 Einscha lige Außenwände mit transpa renter
Wärm edämmung 427 4.1.5 Einschaliges Mauerwerk mit Wärmedämmverbund-
systemen 429 4.1 .6 Außenwände mit angemörtelten Bekleidungen 430 4. 1.7 Einschalige Außenwände aus Porenbeton mit
Beschichtungen 433 4.1.8 Einscha lige Wände in Mantelbauweise 434
4.2 Zweischa lige Außenwände 435 4.2 .1 Zweischa lige Außenwände mit Putzsch icht 435 4.2.2 Zweischalige Außenwände mit Kerndämmung 437 4.2.3 Zweischa lige Außenwände mit Luftschicht 439 4.2.4 Zweischa lige Außenwände mit Luftschicht und
zusätzlicher Wärmedämmung 442 4.2.5 Mauerwerk m it außenseitiger Wärmedämmung
und hinterlüfteter Wetterschutzschale aus anderen Materialien als Mauerwerk 442
4.3 Vorhangfassaden (curtain-walls) 450
Inhaltsverzeichnis
5
F
2
3
4.4 Sonstige Außenwandkonstruktionen 453 4.4. 1 Fachwerkwände aus Holz 453 4.4.2 Wände von Holzhäusern in Tafelbauart 456 4.4.3 Fassaden mitselbsttragenden Betonbrüstungen 456
4.5 Fugen in Außenwänden 459
Innenwandkonstruktionen
5. 1 A llgemeines 5.2 Einscha lige tragende Innenwände 5.3 Nichttragende Innenwände
Geschossdecken
Prof. Dip l. -lng. R. Wormuth, Prof. Dip l. -lng. H. D. Fleischmann (Brandschutz)
Vorbemerkungen
Bauphysika lische Anforderungen
2.1 Statische Anforderungen und Tragverha lten 2.1. 1 A llgemeines 2.1.2 Scheibenwirkung von Decken 2.1 .3 Tragverha lten von Decken
2. 1.3.1 Allgemeines 2. 1.3.2 Gewölbte Decken 2. 1.3.3 Stah lbetonp lattendecken 2.1.3.4 Sta h I beton-PlattenbaI ke ndec ken 2.1.3.5 Stah lbetonrippendecken 2.1.3.6 Punktförmig gestützte Stah lbetonp latten
(Pilzdecken) 2.1.3.7 Stah ltrapezprofi i-Verbunddecken 2. 1.3.8 Stahltrapezp rofi ldecken 2. 1.3.9 Stah lträgerverbunddecken 2. 1.3.1 0 Träger- und Balkendecken 2.1 .3.1 1 Decken aus räum lichen Tragwe rken
2.1.4 Verformungen 2.2 Bauphysika lische Anforderungen an Geschossdecken
2.2.1 A ll gemeines 2.2.2 Brandschutz
2.2.2.1 Allgemeines 2.2.2 .2 Massivdecken 2.2.2.3 Massivdecken mit Stah lträgern 2.2.2.4 Holzba lkendecken 2.2.2.5 Unterdecken
2.2.3 Scha ll schutz
Fußbodenkonstruktionen
3.1 Allgemeines
461
461 462 463
469
470
470 470 471 474 474 474 476 478 479
479 480 481 481 482 484 486 488 488 489 489 489 492 494 496 498
502
502
XIII
Inhaltsverzeichn is
3.2 Estriche 504 3.2.1 Allgemeines 504 3.2.2 Verbundstriche 505 3.2.3 Estriche auf Trennschichten 507 3.2.4 Schwimmender Estrich 507
3.3 Trockenfußböden 511 3.3.1 Fußböden aus Holz und Holzwerkstoffen 511 3.3.2 Doppe lböden 513
3.4 Balkone und Balkonfußböden 514 3.5 Bodenbeläge 516
3.5 .1 Allgemeines 516 3.5.2 Gesundheitsrisiken bei elastischen und textilen
Fußbodenbelägen 520
4 Unterdeckenkonstruktionen 522
4.1 Allgemeines 522 4.2 Konstruktionshinweise 522
G Treppen
Dipl.- lng. 0 . Klostermann, Dipl.-lng. E. Kuh lmann
Allgemeines 525
Begriffe 526
2.1 Vorbemerkungen 526 2.2 Treppenarten 526 2.3 Begriffe 528
3 Anforderungen und Planungshinweise 529
3.1 Allgemeines 529 3.2 Maße und Formeln 529 3.3 Konstruktionsan leitung für gerade Podesttreppen 532 3.4 Deta ilpunkte 533
4 Konstruktion ein- und mehrläufiger Treppen 534
4.1 Stahlbetontreppen 534 4 .1.1 Ortbetontreppen 534 4.1.2 Stahlbetonfertigteiltreppen 537
4.2 Holztreppen 541 4.3 Stahltreppen 546
Wende ltreppen 552
6 Spindeltreppen 554
7 Geländer/Hand läufe 556
8 Normen und Regelwerke 559
XIV
Inhaltsverzeichnis
H Dächer
3
Prof. Dipl.-lng. R. Wormuth, Prof. Dr.-lng. K. Dierks (Abschnitte 2.1 und 3.1), Prof. Dipl.-lng. H. D. Fleischmann (Abschn itt 2.25)
Dachformen
1.1 Allgemeines 1.2 Geneigte Dächer
1.2. 1 Bezeichnungen 1.2.2 Dachausmittlungen: Bezeichnungen
1.3 Flachdächer 1.4 Zur Wah l der Dachneigung
Anforderungen
2.1 Statische Anforderungen 2.2 Bauphysikalische Anforderungen
2.2. 1 A llgemeines 2.2.2 Feuchteschutz 2.2.3 Wärmeschutz 2.2.4 Scha llschutz 2.2.5 Brandschutz
Geneigte Dächer
561
561 563 563 569 570 571
574
574 576 576 577 578 579 580
581
3.1 Grundtypen der geneigten Dachkonstruktion 581 3.1.1 A ll gemeines 582 3.1.2 Pfettendächer 584 3. 1.3 Sparrendächer 590 3.1.4 Kombin ierte Dachkonstruktionen 594 3.1.5 Sicherung der Giebe lwände 596
3.2 Dachdeckungen 597 3.2 .1 A ll gemeines 597 3.2 .2 Begriffe 598 3.2.3 Dachdeckungsmaterialien 601
3.2.3.1 Dachziegel 60 1 3.2.3.2 Dachsteine 602 3.2.3.3 Natursteinplatten (Sedimentgesteine) 603 3.2.3.4 Schieferp latten 603 3.2.3.5 Faserzementplatten 604 3.2.3.6 Glatte und profilierte Meta llbleche 604 3.2 .3.7 Holzsch inde ln 605 3.2 .3.8 Bitumendachbahnen 606 3.2.3.9 Polymerbahnen 606 3.2.3 .1 0 Stroh und Sch ilf 607
3.2.4 Planungshinweise 608 3.2.4.1 Dachziegel und Dachsteine 608 3.2.4.2 Schieferplatten und glatte Faserzementplatten 623 3.2.4.3 Weil- und Profilplatten aus Faserzement 624 3.2.4.4 Glatte und profilierte Meta llbleche 625 3.2.4.5 Holzschindeln 635 3.2.4.6 Dachabdichtungen 638 3.2.4. 7 Stroh und Schi lf (Reet) 642
3.3 Dachentwässerung 643 3.3.1 Allgemeines 643 3.3.2 Planungshinweise 643 3.3.3 Materialien und Ausführungen 645
XV
Inhaltsverzeichnis
4
XVI
3.3.3.1 Dachrinnen 3.3.3 .2 Regenfallrohre 3.3.3.3 Traufbleche
3.4 Dachdeckungszubehör 3.5 Bepflanzte Dächer
3.5.1 Allgemeines 3.5.2 Aufbau der Schichten
3.6 Dachgaupen
Flachdächer
645 648 651 651 653 653 654 657
660
4.1 Allgemeines 660 4.2 Begriffe 662 4.3 Planungshinweise 664 4.4 Flachdachkonstruktionen 664
4.4.1 Unterlagen für den Dachaufbau 664 4.4.2 Voranstr ich 665 4.4.3 Ausg leichssch icht und Trennschicht 666 4.4.4 Dampfsperre 666 4.4.5 Wärmedämmung 669 4.4.6 Durchlüfteter Dachraum 67 1 4.4.7 Dampfdruckausgleichsschicht 671 4.4.8 Dachabdichtung 672 4.4.9 Oberflächenschutz, Auflast, Nutzschicht 673
4.5 Dachanschlüsse, Dachabschlüsse, Fugen, Durchdringungen 676 4.5.1 Dachanschlüsse, Dachabschlüsse 676 4.5.2 Fugen 679 4.5.3 Durchdringungen 680
4.6 Dachentwässerungen 682 4.6. 1 Allgemeines 682 4.6.2 Dachabläufe 683 4.6.3 Dachrinnen 684 4.6.4 Traufen 685
4.6.4.1 Traufen ungenutzter Dachflächen 685 4.6.4.2 Traufen genutzter Dachflächen 685
4. 7 Sonderkonstruktionen 686 4.7.1 Umkehrdach 686 4.7.2 DUO-Dach, PLUS-Dach 687 4.7.3 Wasserundurch lässiger Stahlbeton 687
4.8 Wartung, Pllege, Sanierung 689 4.8.1 Wartung 689 4.8.2 Dachsanierung 689
4.9 Konstruktionsbeispiele 691 4.9.1 Beispieledurchlüfteterund nichtdurch lüfteter
Dachkonstruktionen 691 4.9.2 Abd ichtungsansch lüsse 692
4.10 Zusammenste ll ung w ichtiger Normen und Regelwerke 694
Inha ltsverzeichnis
1/J Fenster und Türen
3
4
5
6
7
8
9
Dipl.-lng . 0. Klostermann, Dipl.-lng. E. Kuhlmann
Einleitung
Fenster
Vorbemerkungen
Begriffe
Planungshinwe ise
Bauwerksanschlüsse
4.1 Einbau 4.2 Befestigungen 4.3 Anschlüsse 4.4 Beschläge
Rahmen- und Flügelkonstruktionen
5.1 Holzfenste r 5.2 Holz-Aluminium-Fenster 5.3 Aluminiumfenster 5.4 Kunststofffenster 5.5 Stahlfenster
Oberfläche von Rahmen und Flügeln
Fenste rbrüstungen 7.1 Brüstung als Tei l der Außenwand 7.2 Brüstung als integriertes Bauteil der Fensterkonstruktion
Geneigte Verglasungskonstruktionen 8.1 Dachflächenfenster 8.2 Wintergärten
Glasfassaden 9.1 Einschalige Glasfassaden
9.1.1 Allgemeines 9.1.2 Mechanische Befestigungen 9.1.3 Structural Glazing
9.2 Mehrschalige Glasfassaden 9.2.1 Allgemeines 9.2.2 Fassadensysteme
697
698
699
701
702
702 703 704 707
709
709 715 715 719 722
725
729 729 729
730 730 732
734 734 734 734 735 737 737 737
XVII
lnhaltsverzeich ni s
10
11
12
13
J
2
3
4
5
6
7
XVIII
Klima- und Sonnenschutzkonstruktionen 10.1 Rollläden 10.2 Kl app- und Schiebeläden 10.3 Markisen, Jalousetten- und Lamellenkonstruktionen
Gläser 11 .1 Übersicht 11.2 Brandschutzverglasungen 11.3 Einbruchhemmende Verglasungen
Dichtungen für Verg lasungen 12. 1 Allgemeines 12.2 Dichtstoffe, Dichtprofile
Normen und Regelwerke
Türen
Vorbemerkung
Begriffe
Planungsh inweise
Rahmen- und Flüge lkonstruktionen
4.1 Holzkonstrukti onen 4.1.1 Futter und Bekleidung 4.1.2 Zargen, Blend- und Blockrahmen 4.1.3 Einteili ge oder zusammengesetzte Türflügel
4.2 Stah lkonstruktionen 4.2.1 Stahlzargen oder -profilrahmen 4.2.2 Stahlprofilflüge l
4.3 Aluminiumkonstruktionen 4.3.1 A luminiumprofi lrahmen 4.3.2 A luminiumprofilflügel
4.4 Kunststoffkonstruktionen 4.4.1 Kunststoffrahmen 4.4.2 Kunststoffflügel
Feststehende Rahmenflächen
Oberfläche von Rahmen und Flüge ln
Rahmenlose Verg lasung
740 740 742 744
746 746 749 750
752 752 753
756
761
762
763
765
765 765 768 768 778 778 780 780 780 781 781 78 1 782
783
783
783
lnhaltsverzeich nis
8 Türen mit besonderen Funktionen 785 8.1 Rauchdichte Türen/Feuerschutztüren 785 8.2 Feuchtraumtüren 786 8.3 Schallschutztüren 787 8.4 Strahlenschutztüren 788 8.5 Einbruchhemmende Türen 789 8.6 Beschusshemmende Türen 789
9 Bauwerksanschlüsse 790
10 Beschläge 791
10.1 Bänder, Scharniere, Dichtungen 791 10.2 Türdrücker, Türsch lösser, Sch ließbleche 794
11 Normen und Rege lwerke 798
K Konstruktionsatlas
Prof. Dipl. -lng. R. Wormuth
Vorbemerkung 803
Wohnhaus Hesselbach, Kalchreuth 804
2 Thomas-Kirche, Osnabrück 808
3 Hauptfuhrpark des Amtes für Stadtre inigung und Stadtent-wässerung, Bremen, Wartungsha lle 813
4 Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Verwa ltungsgebäude, Osnabrück 817
5 Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Zentrum für Umweltkommunikation, Osnabrück 822
6 Informations-, Kommunikations- und Medienzentrum der BTU Cottbus 827
7 Westmünsterländer Bauernhof, Altbausanierung 834
8 Gründerzeitwohnhaus in Osnabrück, Altbausanierung 845
XIX
Inhaltsverzeichnis
Literaturverze ichnis 853
Stichwortverze ichnis 877
XX
ß Stahlbau 6.5.3
Zur eigentlichen Herste llung des schubfesten Verb unds zwischen Stahlträger und Betonplatte werden sogenannte Verbun dmittel benötigt. Bei Ortbetondecken werden heute fast ausschließlich Kopfboizendübel ve rwandt (Abb. B.164 a, d, e, 1) . Bei der Fertigteildecke des Systems 2 erfo lgt der Verbund ebenfa lls über Kopfbolzendübel (Abb. B.164 b) oder, fall s die Verbindung lösbar sein soll , über Reibung (Abb. B.164 c). Hierbei w ird die Platte mittels vorgespannter, hochfeste r Schrauben an den Träger angepresst, wodurch eine Verschiebung zwischen Platte und Stah lträgerobergurt wirksam verhindert w ird.
Abb. 8 .164 Verbundarten für Verbundträger
a Vollplatte aus Ortbeton
c Fertigteilplatten mit Reibverbund
e Ortbetondecke auf Stahltrapezblech
144
b Fertigteilplatten mit Kopfbolzen und Verguss
d Fertigteildecke mit Ortbetonschicht
Ortbeton
Schwalbenschwanz· profil-Blech
E!Z?;;;;?;~:;:2;2;4j~'f----- KopfbolzendUbel
f Ortbetondecke auf mittragendem Schwalbenschwanzprofii-Biech
Abb. 8.165 Knicklängen von Zweigelenkrahmen
SK = 2 ·/
II I I I I
I I
I I
r : > 2·/ _ J~ [ t ,'Ef-oo I I
I I
sK > 2 ·l
6.5.4 Stahlbau B
6.5.4
Rahmen
Werden Stützen und Träger nicht gelenkig, sondern biegesteif miteinander verbunden, dann ergibt sich ein Rahmentragwerk . Hallenbauten werden häufig aus Rahmen gebildet, Geschossbauten jedoch seltener, denn Stockwerksrahmen sind gegenüber anderen Aussteifungssystemen relativ weich (siehe Abschnitt B.3 und 8.6.4.4). Ein typisches Rahmentragwerk für Hallen ist der Zweigelenkrahmen (Abb. B.28 und B.29) .
Profilwahl
lnfolge der biegesteifen Ecken in Rahmentragwerken bilden Stützen und Riegel ein Gesamttragwerk, den Rahmen. Das bedeutet, dass nicht w ie beim Stützen-Träger-System mit gelenkigen Anschlüssen die Profile unabhängig voneinander gewählt werden können, sondern dass sich die Profilsteifigkeiten gegenseitig beeinflussen. Der Zusammenhang von Stütze und Riegellässt sich an einem Zweigelenkrahmen gut zeigen (Abb. B.165). Istder Riegel gegenüber den Stützen sehr biegesteif, dann wird die Länge der Sinushalbwelle der Knickfigur 2 ·l. Ist umgekehrt die Biegesteifigkeit der Stütze gegenüber der Riegelbiegesteifigkeit groß, dann wird die Knickläng e der Stütze größer als 2 ·l.
Bei der Bemessung eines Rahmens sind mehrere Einflüsse zu berücksichtigen. Für die Profilwahl sind entscheidend die Belastung, die geometrischen Abmessungen, also das Verhältnis von Stützweite zur Stützen höhe, die Biegesteifigkeit und die Tatsache, dass der Riegel im Regelfall nurgeringe Normalkräfte erhält, während die Stützen große Normalkräfte erhalten.
Zur Berechnung von Rahmentragwerken stehen zahlreiche EDVProgramme zur Verfügung. Formeln für die Ermittlung der Schnittgrößen häufig vorkommender Rahmensysteme findet man auch in [B.1[. Geeignete Rahmenprofile sind I PE- und HE-Profile.
Rahmen- Details
Obere Rahmenecke in Rahmenecken sind Normalkraft, Querkraft und Biegemoment zu übertragen. Entsprechend den Konstruktionsprinzipien ist der Anschluss der günstigste, in dem drei Schnittgrößen vollflächig angesch lossen werden können, denn die Normalkraftwird vom gesamten Querschnitt, die Querkraftvom Steg und das Biegemoment von den Flanschen übertragen.lm modernen Stahlbau wählt man dafür auf Gehrung geschweißte Stirnplatten mit hochfesten Schrauben (Abb. B.166 a). Bei einem solchen Anschluss sollten allerdings die Profile von Stütze und Riege l in ihrer Größe nicht allzu sehr voneinander abweichen.
145
4
Außenwand ko nstru ktio nen
4.1
Einschalige Außenwände
4.1.1
Allgemeines
Über die in Abschnitt E.3.1 aufgeführten Normen hinaus finden sich normative Anforderungen hinsichtlich der Ausführung und der Materia lbeschaffenheiten in fo lgenden DIN-Normen: - DIN 1053-1 - Mauerwerk, Berechnung und Ausführung - DIN 18164-1 - Schaumkunststoffe als Dämmstoffe im Bauwesen - DIN 18550-1 und 2 - Putz - DIN 18515- Fassadenbekleidungen aus Naturwerkstein , Beton-
werkstein und keram ischen Baustoffen
Die einscha lige und relativ dicke Außenwand war das bestimmende Konstruktionselement der älteren Massivbautechnik. Mit neuen ästhetischen Vorstellungen (große Wandöffnungen) und damit ve rbundenen Problemen der Stabilität, erhöhten bauphysika lischen Anforderun gen (Wärme-, Scha ll-, Feuchteschutz) und dem Bestreben nach kostensparenden Minimalkonstruktionen wurde eine Tendenz zu mehrscha ligen Außenwandkonstruktionen begründet. Einschalige schwere Außenwa ndkonstruktionen haben jedoch immer dann eine Berechtigung, wenn Luftscha llschutz, Wärmespeicherung und die Abtragung großer, flä chenhaft w irkender Vert ikallasten zu berü cksichtigen sind. Selbstverständl ich dürfen die anderen bauphysika lischen Anforderungen dabei nicht außer acht gelassen werden (Abschnitt E.3.1 ).
4.1.2
Einschaliges Verblendmauerwerk
Einscha liges Verblendmauerwerk bes itzt mindestens eine mit sichtbaren Steinen hergestellte und sauber gefügte Sichtmauerwerksfläche. ln der Regel w ird die Mauerwerksauße fläche als Sichtfläche behandelt und die Innenseite verputzt. Außer bei Gebäuden und Räumen m it untergeordneten Nutzungen muss jede Mauerschicht mindestens zwei Steinreihen aufweisen (Abb. E.27), zwischen denen als Sch lagregenbremse eine hoh lraumfreie, 20 mm dicke Längsmörtelfuge ve rläuft. Der gesamte Mauerwerksquerschnitt muss im Verband gemauertwerden (Abschnitt E.2.4) und hat tragende Funktion, sowe it es sich um tragende Wände (Abschnitt E.2.1 ) handelt. Verblendung und Hintermauerung können aus einem Steinmateria l(homogenes Sichtmauerwerk) oder aus unterschiedlichem Steinmaterial bestehen. Das Material für die Verb lendung wird von den Anforderungen der Gestaltung und des Schlagregenschutzes und das der Hinterm aueru ng von denen des Wärmeschutzes bestimmt. Als relativ se lten ausgeführter Sonderfall gilt Mischmauerwerk aus einer Verb lendung aus natürl ichen Steinen und einer Hintermauerung aus künstlichen Steinen oder einem inneren Wandteil aus Beton. Dabei müssen über die oben beschriebenen Rege ln hinaus einige konstruktive Besonderh eiten beachtetwerden (Abb. E.51 ).
4 Außenwandkonstruktionen E
Abb. E.51 M ischmauerwerk
A h=Natursteine mindestens 30 % Binder
B h=künst liche Steine mind. jede 3. Schichtaus Bindern
C h= Beton mind. jede 3. Schicht aus Bindern
[8} Bindersteine
Einbindetiefe ~ 10cm Bindertiefe ~ 24cm Verblendung Hintermauerung
~~ ~~ Doo c
I • I)'
• I)'
421
E Außenwandkonstruktionen 4.1.3
Abb. E.52 Verbandeltes Natursteinmauerwerk
422
4.1 .3
Einschaliges Mauerwerk mit Außenputz
Einschaliges Mauerwerk mitAußenputz ist eine vielfach verkannte, aber bei sorgfä ltiger Planung und Ausführung durchaus brauchbare Konstruktion. DerVerputz hat ve rschiedene Aufgaben: - Sch lagregenbremse - Abdichtung noch offen gebliebener Mauerwerksfugen gegen
Wind- und Schalldurchgang - Gestaltung des äußeren Erscheinungsbildes des Gebäudes.
Putztechniken sind sehr alt. So hat man beispielsweise im Mittleren Orient (Palast von Sarwistan, sassanidisch) grobes Bruchsteinmauerwerk mit einer sehr dicken Putzschicht überzogen, die, geglättet und mit Reliefornamenten versehen, die eigentli che innere Raumhaut darstellte. Verputz an mittelalterlichem Bruchsteinmauerwerk in Europa bestand oft nur aus einem dünnen Bestich, unterdem die Bewegtheit der Maueroberfläche und oft auch das Fugennetz erkennbar blieben. Die Technik des Verbandeins (Abb. E.52), bei der die zurückliegenden Fugenflächen von Bruchsteinmauerwerk und die angrenzenden Steinflächen mit Putzmörtel ausgedrückt wurden, den man dann anschließend mit Pinsel oder Besen so glattstrich, dass die mittlere Steinfläche erkennbar blieb, wa r in Mitteldeutschland häufig.
Grundbestandteile alter Außenputze waren Kalk, Sand und Wasser. Bisweilen wu rden organische Bestandteile zugesetzt, um dem Putz imprägnierende Wirkung oder eine bessere Zugfestigkeit zu verleihen. Von geringerer Haltbarkeit waren Lehmputze (vergl. Kap. 8.8). Sie bedunften ständiger Pflege durch Anstriche oder Imprägnierungen (zum Beispiel Heringslake).
Rahmen- und Flügelkonstruktionen 5.5
B
Abb. l.17 Beispiel für ein Edelstahlfenster [1.9] Horizontal- und Vertikalschnitt M.1:2
1 Glashalteleiste 2 Beschlagaufnahmeprofil (Kunststoff) 3 thermische Trennstege {Kunststoff) 4 Mitteldichtung 5 Anschlagdichtung
724
Schnitt A-A
Fenster 6 Oberf läche von Rahmen und Flügeln
6
Oberf läche von Rahmen und Flügeln
Anstriche und Besch ichtungen
Beschichtungen sind Systeme aus aufeinanderfo lgenden Vor- und Deckanstrichen. Die verwendeten Beschichtungsstoffe müssen untereinander verträg lich sein . Ihr Aufbringen kann auch durch Spritzen, Rollen, Tauchen, Fluten oder Gießen erfo lgen. Der Endzustand einer durchgeführten Besch ichtung w ird maßgeblich von Spachtelvo rgängen und Zwischenschliffen des Untergrundes beeinflusst. Dies gi lt für Ho lz- wie für Meta llf lächen.
Hinwe ise für Holzuntergründe : - Zu unterscheiden sind deckende von lasierenden Anstrichen (Be
schichtungen) . Seide sind von hochg länzend bis matt möglich. - Alle Kanten sollen gerundet sein; Beschläge sind danach zu
montieren. Dichtungsprofile aus Kunststoff müssen verträglich zur Beschichtung sein; der Holzfeu chtegehalt ist zu beachten.
- Die Arbeiten haben nach DIN 18 363 (VOB, Maler- und Lackierarbeiten) zu erfolgen.
Hinweise für Metalluntergründ e: - Reinheit und Fettfreiheit müssen gegeben sein. - Verzinkte Oberflächen können u. U. einen besonderen Beschich-
tungsaufbau ve rlangen. - Offene Haarfugen be i nur stellenweise verschweißten Stah lprofi
len ohne Verzinkung sind durch Beschichtungen nicht zu schließen und können - vor allem bei Feuchträumen- Rost verursachen.
- Die Arbeiten haben nach DIN 18 363 (VOB, Maler- und Lackierarbeiten) zu erfolgen.
Oberflächen von Holz
Holz fürTisch lerarbeiten muss den Gütebedingungen gemäß DIN 68360- 1 und DIN EN 942 entsprechen. Se ine Querschnittsveränderu ngen durch Klimaeinwirkungen dürfen nur gering sein. Dies trägt zum Schutz von maßhaltigen Holzbauteilen w ie Fenster und Außentüren bei .
Daneben unterscheidet DIN 68 805 (Schutz des Holzes von Fenstern und Außentüren): - konstruktiven Holzschutz durch entsprechende Detailplanung für
die einzelnen Baue lemente - chemischen Holzschutz gegen Pil zbefall - Schutz durch Anstriche im Tauch-, Flut-, Spritz- oder Streichve r-
fahren.
Weitere Richtlinien für Anstriche und Beschichtungen sind: - DIN 18 363 (VOB, Maler- und Lackierarbe iten) - Merkblätter des Bundesausschusses Farbe und Sachwertschutz,
Frankfu rt (Ma in) - Tabelle für Anstrichg ruppen des Instituts für Fenstertechnik e. V.,
Rosenheim (Tabelle 1.2) - gegebenenfalls Herstellerrichtlinien.
725
Oberfläche von Rahmen und Flügeln 6
Oberflächenschutz Lasuranstrich Deckender Anstrich
Holzartengruppe II 111 II 111
Beanspruchung Farbton
Außenraumklima ohne Ein- A A A c c c (indirekte Bewitterung) schränkung
Freiluftklima I hell c c c bei normaler mittel [l] B B lll c c direkter Bewitterung dunkel [l] B B lll c c Freiluftklima II hell c c c bei extremer mittel . [l] B lll lll c direkter Bewitterung dunkel [l] B lll c
Ergibt sich aus den zu erwartenden Beanspruchungen eine Anstrichgruppe in einem dickumrandeten Feld, so gi lt als Empfehlungseinschränkung: Es kann durch Harzfluss und/oder Rissbildungen im Holz und in den Holzverbindungen eine Beeinträchtigung der Oberfläche und des Anstrichs auftreten (vg l. dazu auch DIN 68 360-1, Holz für Tischlerarbeiten; Gütebedingungen bei Außenanwendung).
Die Tabelle für die Einsatzmöglichkeiten berücksichtigt: - Holzartengruppen nach: Holzartengruppe I mit harzreichen Na
delhölze rn wie Kiefer, Lärche, Oregon, Pine, Pitchpine - Holzartengruppe II mit harzarm en Nadelhölzern w ie Fichte und
Redwood - Holzartengruppe Ill mit Laubhölze rn w ie Sipo, Dark Red,
Meranti, Teak, Eiche, Afzelia, Afrormosia, Agba , lroko, Kotibe - Klimate nach: Außenraumklima mit indirekter Bewitterung. Hier
ist die Verwendung von Klarlacken möglich. Freiluftklima I mit direkter Bew itterung durch normalen Schlagregen und gebietsübliche Klimaeinflüsse bei Gebäuden bis zu 3 Geschossen Freiluftklima II mit direkter Bew itterung durch starken Schlagregen und extrem e Klimaeinflüsse oder bei Gebäuden mit mehr als 3 Geschossen
- Farbtöne nach: Lasuranstrichen hell (farblos bis hellgetönt) mittel (m itte lbraun bis mittel rot) dunkel (dunkelbraun bis anthrazit) Deckenden Anstrichen hell (weiß bis chromgelb) mittel (chromge lb bis b lau lil a) dunke l (blaulila bis anthrazit)
Weiterh in muss vo r der Festlegung einer Anstrichgruppe bekannt se in : - Handelt es sich um einen Erstanstrich (E) oder Renovierungsan
stri ch (R)? - Solllasierend oder deckend gestrichen werden ?
Benutzungsbeispiel Tabe lle 1.2 :
Eine Fensterkonstrukt ion aus herzarmem Nadelholz (Holzartengruppe li) ist dem Freiluftklima I ausgesetzt. Es so ll ein deckender Erstanstrich in einem mittleren Farbton erfolgen.
Man sucht unter .. Deckender Anstrich" die Ho lza rtengruppe li auf und verfo lgt die Spa lte senkrecht hinunter bis zur Zei le 3 .. Frei luftklima I/Mittel" . Dortfindet man den Buchstaben C. Diegenaue Kurzbeze ichnung der Anstrichgruppe lautet: C3/I!-E.
726
Tabelle 1.2 Anstrich für Fenster und Außentüren (nach RoTa 51831
Ergibt sich aus den zu erwartenden Beanspruchung eine Anstrichgrup· pe die schwarz gedruckt ist, so gilt als Empfehlungseinschränkung: Es kann durch Harzfluss und/oder Ri ssbi ldungen im Holz und in den Holzverbindu ngen eine Beeinträchtigung der Oberfläche und des Anstri chs auftreten (vgl. dazu auch DIN 68 360-1, Holz fürTi schlerarbeiten; Gütebedingungen bei Außenanwendung und DIN EN 942 Holz in Tischlerarbeiten-Allgemeine Sortierung nach der Holzqualität) .
= Erstanstrich = Renovierungsanstrich
{zu unterscheiden nach RÜ = Überholungsanstrich RE = Erneuerungsanstrich)
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