Stahlhochbau

Inhaltsverzeichnis

A Allgemeine Grundlagen.- 1 Übersicht.- 1.1 Gebiete des Stahlhochbaues.- 1.2 Hallenbauten.- 1.3 Skelettbauten.- 2 Entwurfskriterien.- 2.1. Kriterium Wirtschaftlichkeit.- 2.2 Statische Gesichtspunkte.- 2.3 Baugrundverhältnisse.- 2.4 Fertigung und Montage.- 2.5 Dauerhaftigkeit.- 3 Belastungen.- 3.1 Allgemeines.- 3.2 Ständige Last.- 3.3 Betriebs- und Nutzlasten.- 3.4 Schneelast.- 3.4.1 Zur Festlegung der Schneelast.- 3.4.2 Festlegung nach Höhenlage.- 3.4.3 Festlegung nach der Dachform.- 3.4.4 Festlegung nach der Art des Bauwerkes.- 3.5 Windlast.- 3.5.1 Allgemeines.- 3.5.2 Windstärken und Staudruck.- 3.5.3 Statische Windlasten.- 3.5.4 Dynamische Windlasten.- 3.6 Temperatur.- 3.7 Sonderlasten.- 3.7.1 Allgemeines.- 3.7.2 Erdbeben.- 3.7.3 Explosionen.- 3.7.4 Brandeinwirkungen.- 3.7.5 Anprallkräfte.- B Hallenbauten.- Konstruktionsarten.- 1 Aufbau und Gliederung von Hallenbauten.- 1.1 Aufbau.- 1.1.1 Einleitung.- 1.1.2 Elemente des Traggerippes im Hallenbau.- 1.1.3 Verkleidung und Traggerippe.- 1.2 Räumliche Gliederung des Traggerippes von Hallenbauten.- 1.2.1 Außmaß der räumlichen Tragwirkung.- 1.2.2 Modellbildung für die statische Gliederung von Hallen.- 1.2.2.1 Ausbildungsarten des Daches und der Wände.- 1.2.2.2 Stabile Anordnung mit einem Dachelement und zwei Wandelementen.- 1.2.2.3 Stabile Anordnung mit einem Dachelement und drei Wandelementen.- 1.2.2.4 Normale Anordnung mit einem Dachverband und vier Wandelementen.- 1.3 Einteilung der Tragsysteme.- 1.3.1 Ebene Tragsysteme.- 1.3.2 Räumliche Tragsysteme.- 2 Systeme mit ebener Tragwirkung.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Aufnahme der Vertikallasten und der Horizontallasten.- 2.2.1 Lotrechte Lasten.- 2.2.2 Waagrechte Lasten längs.- 2.2.3 Waagrechte Lasten quer.- 2.2.3.1 Binder auf gelenkigen Stützen.- 2.2.3.2 Binder auf eingespannten Stützen.- 2.2.3.3 Bogen- und Rahmensysteme.- 2.2.3.4 Kombinierte Systeme.- 2.3 Einschiffige, allseitig geschlossene Hallen.- 2.4 Mehrschiffige Hallen.- 2.4.1 Kombinationsmöglichkeiten für mehrschiffige Hallen.- 2.4.2 Besonderheiten bei verschieden hohen Hallenschiffen.- 2.4.3 Besondere Tragwerksformen für mehrschiffige Hallen.- 2.5 Teilweise offene Hallen.- 2.5.1 Flugzeughallen.- 2.5.1.1 Binder parallel zur Türöffnung gespannt.- 2.5.1.2 Binder quer zur Toröffnung gespannt, von einem Unterzug abgefangen.- 2.5.1.3 Binder quer zur Toröffnung auskragend.- 2.5.1.4 Besondere Anordnungen.- 2.5.2 Tribünendächer.- 2.6 Besondere Bauformen.- 2.6.1 Oberhalb des Hallendaches liegende Binder.- 2.6.2 Hallen mit großen Stützenabständen.- 2.6.3 Hallen mit großen Binderspannweiten.- 2.6.4 Shedbauten.- 2.6.4.1 Ausbildungsformen von Sheddachbauten.- 2.6.4.2 Shedformen.- 2.6.4.3 Tragstrukturen Typ I.- 2.6.4.4 Tragstrukturen Typ II.- 2.6.4.5 Tragstrukturen Typ III.- 2.6.5 Dachkonstruktion mit parallel zu den Bindern laufenden Oberlichtern.- 2.6.6 Schirmkonstruktionen.- 2.6.7 Ebene Seiltragwerke und seilverspannte Konstruktionen.- 2.6.7.1 Allgemeines.- 2.6.7.2 Reine ebene Seiltragwerke.- 2.6.7.3 Gemischte ebene Seiltragwerke.- 2.6.7.4 Seilverspannte Tragsysteme.- 2.7 Vorgehen bei der Wahl des Tragsystemes und bei der Berechnung.- 2.7.1 Wahl des Tragsystemes.- 2.7.2 Statische Berechnung und konstruktive Gestaltung.- 3 Systeme mit räumlicher Tragwirkung.- 3.1 Allgemeines.- 3.2 Roste (Trägerroste und Stabroste).- 3.2.1 Definition.- 3.2.2 Art der Netzausbildung.- 3.2.3 Anwendungsgebiete.- 3.3 Faltwerke.- 3.3.1 Definition.- 3.3.2 Ausbildungsformen für Hallendächer.- 3.3.3 Querschnittsformen.- 3.3.4 Netzausbildung.- 3.4 Strukturen einfacher Krümmung.- 3.5 Strukturen doppelter Krümmung.- 3.5.1 Kuppeiförmige Strukturen.- 3.5.2 Hängestrukturen.- Konstruktionselemente.- 4 Verkleidungselemente.- 4.1 Allgemeines.- 4.1.1 Funktion und Anforderungen.- 4.1.2 Schichtaufbau der Raumhülle.- 4.1.3 Wärme-und Kältebrücken.- 4.1.4 Einwirkungen auf die Verkleidungen.- 4.2 Dacheindeckungen.- 4.2.1 Kriterien.- 4.2.2 Aufliegende Dacheindeckungen.- 4.2.3 Profilierte, selbsttragende Bedachungselemente als Wetterhaut.- 4.2.4 Trag- und Dämmschichten bei Dacheindeckungen.- 4.2.5 Verkleidungen als Tragkonstruktion.- 4.3 Wände.- 4.3.1 Ausbildungsarten.- 4.3.2 Aus kleinformatigen Elementen aufgemauerte Wände.- 4.3.3 Wände aus großformatigen, einschaligen Elementen.- 4.3.4 Mehrschalige Wandverkleidungen.- 4.4 Oberlichter.- 4.4.1 Natürliche Beleuchtung über Fenster und Oberlichter.- 4.4.2 Anordnung von Oberlichtern.- 4.4.3 Ausbildung von Oberlichtern.- 5 Pfetten und Wandriegel.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Pfettenstellung.- 5.2.1 Lotrecht stehende Pfetten.- 5.2.2 Pfetten senkrecht zur Dachneigung.- 5.2.3 Sonderlösungen.- 5.3 Systemwahl für Pfetten.- 5.3.1 Einfacher Balken.- 5.3.2 Gelenkträger.- 5.3.3 Durchlaufträger.- 5.3.3.1 Elastische Ermittlung der Schnittkräfte bei Dachlaufpfetten.- 5.3.3.2 Besonderheiten bei Koppelpfetten.- 5.3.3.3 Plastische Ermittlung der Schnittkräfte bei Durchlaufpfetten.- 5.3.3.4 Kippbehinderung.- 5.3.4 Kopfstreben oder Unterspannung.- 5.4 Bemessungsgrundlagen für Pfetten.- 5.4.1 Belastungen.- 5.4.2 Ermittlung des Grenzwiderstandes der Querschnitte.- 5.5 Konstruktive Ausbildung der Pfetten.- 5.5.1 Querschnittswahl.- 5.5.2 Pfettenbefestigung.- 5.5.3 Zugstangen.- 5.5.4 Firstverbindungen.- 5.5.5 Kopfstreben.- 5.5.6 Gelenke und Dilatationsfugen.- 5.6 Wandriegel.- 6 Binder und Stützen.- 6.1 Allgemeines.- 6.1.1 Einleitung.- 6.1.2 Belastungen.- 6.2 Ausbildungsformen.- 6.3 Fachwerkbinder.- 6.3.1 Bauformen.- 6.3.2 Eigenlast der Fachwerkbinder.- 6.3.3 Besondere Bemessungsprobleme bei Fachwerkbindern.- 6.3.3.1 Fachwerke mit auf Biegung beanspruchten Stäben.- 6.3.3.2 Besonderheiten beim Stabilitätsnachweis von Fachwerkgurten.- 6.3.3.3 Gedrückte Untergurte.- 6.3.4 Bauliche Einzelheiten.- 6.3.5 Besonderheiten bei Raumfachwerken.- 6.4 Vollwandbinder, insbesondere vollwandige Rahmen.- 6.4.1 Bauformen der vollwandigen Rahmen.- 6.4.2 Rahmenecken.- 6.4.2.1 Ausführungsarten der Montagestöße.- 6.4.2.2 Statische Untersuchung der Rahmenecke.- 6.5 Stützen.- 6.5.1 Besonderheiten des Stabilitätsnachweises von Stützen.- 6.5.2 Bauliche Ausbildung.- 6.5.2.1 Stützen mit Fußgelenk.- 6.5.2.2 Eingespannte Stützen.- 6.5.2.3 Auflagerung von Kranbahnen.- 6.6 Stützenfüße.- 6.6.1 Allgemeines.- 6.6.2 Gelenkige Stützenfüße.- 6.6.3 Eingespannte Stützenfüße.- 6.6.3.1 Unmittelbare Einspannung.- 6.6.3.2 Verbindung über Fußplatte und Ankerkonstruktion.- 6.7 Besonderheiten bei Shedbauten.- 7 Verbände.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Anordnung der Verbände.- 7.3 Berechnung der Verbände.- 7.3.1 Dachlängsverbände.- 7.3.2 Dachquerverbände.- 7.3.2.1 Bestimmung der Stabkräfte der Verbandsausfachung.- 7.3.2.2 Kantenkräfte und Beanspruchungen der Binderscheiben A und B.- 7.3.2.3 Besondere Verbandsformen im Aufriß..- 7.3.3 Wandverbände.- 7.3.4 Knickverbände.- 7.3.4.1 Einfaches Verbandsmodell.- 7.3.4.2 Bemessungskriterien.- 7.3.4.3 Näherungsmethode.- 7.3.4.4 Einzelabstützung von Knickstäben.- 7.4 Konstruktive Ausbildung der Fachwerkverbände.- 7.4.1 Gesamtanordnung und Querschnittswahl.- 7.4.2 Ausbildungsmöglichkeiten.- 7.5 Scheibenwirkung von Profilblechen.- 7.5.1 Einleitung.- 7.5.2 Grundsätze der Berechnung.- 7.5.3 Bemessung der Verbindungsmittel.- 7.5.4 Vorsichtsmaßnahmen.- 8 Kranbahnen.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Krantypen.- 8.2.1 Hängekrane.- 8.2.2 Laufkrane.- 8.2.3 Konsolkrane.- 8.2.4 Halbportal- und Portalkrane.- 8.3 Einwirkungen und Anforderungen.- 8.3.1 Kranart und Arbeitsweise.- 8.3.2 Bedienung und Unterhalt.- 8.3.3 Lasten auf Kranbahnträger.- 8.3.4 Anforderungen bezüglich Steifigkeit und Bautoleranzen.- 8.4 Kranschienen.- 8.4.1 Lastübertragung Rad-Schiene.- 8.4.2 Schienenarten.- 8.4.3 Schienenstöße.- 8.5 Kranbahnträger.- 8.5.1 Hängekrane.- 8.5.2 Laufkrane.- 8.5.2.1 Lotrechte Lasten.- 8.5.2.2 Längskräfte.- 8.5.2.3 Waagrechte Lasten quer zur Kranbahn.- 8.5.3 Konsolkrane.- 8.5.4 Anmerkungen zur Bemessung der Kranbahnträger.- 8.6 Konstruktive Ausbildung der Auflagerung.- C Skelettbauten.- Konstruktionsarten.- 1 Allgemeines.- 1.1 Entwurfskriterien.- 1.1.1 Definition Skelettbau.- 1.1.2 Wirtschaftliche Aspekte.- 1.1.3 Statische Anforderungen.- 1.1.4 Bauphysikalische Anforderungen.- 1.1.5 Belastungen.- 1.2 Tragstrukturen.- 1.2.1 Ausbildungsformen.- 1.2.2 Geschoßdecken.- 1.2.3 Stützen.- 1.2.4 Tragelemente für horizontale Lasten.- 1.3 Raumabschließende Elemente.- 1.3.1 Geschoßdecken.- 1.3.2 Wände.- 1.4 Einfluß der Schlankheit auf die Tragstruktur.- 1.4.1 Entwurf.- 1.4.2 Besonderheiten der Berechnung.- 1.5 Vorteile der Stahlskelettbauweise.- 2 Tragkonstruktionen für mehrgeschossige Bauten.- 2.1 Anforderungen - Bauweisen.- 2.2 Rahmenbauweise.- 2.2.1 Einleitung.- 2.2.2 Ausbildungsmöglichkeiten.- 2.2.3 Besondere Anordnungen.- 2.3 Scheibenbauweise.- 2.4 Kernbauweise.- 2.5 Hängebauten.- 2.6 Kombinierte Systeme.- 2.7 Maßnahmen zur Reduktion des Einflusses der Horizontallasten.- 3 Tragsysteme für Turmhochhäuser.- 3.1 Anforderungen.- 3.2 Rahmenbauweise.- 3.3 Vollwandige Scheibenbauweise mit Öffnungen.- 3.4 Fachwerkröhre.- 3.5 Weitere Maßnahmen zur Reduktion des Einflusses von Horizontallasten.- 3.5.1 Formgebung des Gebäudes.- 3.5.2 Integrierte Bauweise.- 3.5.3 Kombinierte Lösung.- Konstruktionselemente.- 4 Decken und Wände.- 4.1 Aufgabe und Aufbau der Decken.- 4.1.1 Erwünschte Eigenschaften der Geschoßdecken.- 4.1.2 Deckenaufbau.- 4.2 Deckenarten.- 4.2.1 Stahlblechdecken.- 4.2.2 Betondecken.- 4.3 Deckenträger.- 4.3.1 Allgemeines.- 4.3.2 Anordnung des Gebälkes im Grundriß.- 4.3.3 Querschnittsausbildung der Deckenträger.- 4.3.4 Verbundwirkung.- 4.3.4.1 Allgemeines.- 4.3.4.2 Bestimmung des plastischen Biegewiderstandes Muv von Verbundträgern.- 4.3.4.3 Plastischer Tragfähigkeitsnachweis der Verdübelung.- 4.3.5 Auflagerung der Deckenträger.- 4.3.5.1 Gelenkige Lagerung.- 4.3.5.2 Durchlaufende Deckenträger.- 4.4 Wände.- 4.4.1 Allgemeines.- 4.4.2 Tragende Wände.- 4.4.3 Nichttragende Wände.- 4.4.4 Verkleidungen.- 5 Knotenpunkte.- 5.1 Allgemeine Gesichtspunkte.- 5.2 "Gelenkige" Knoten.- 5.3 Biegesteife Knoten (Rahmenknoten).- 5.3.1 Geschraubte Knotenanschlüsse.- 5.3.2 Vollständig geschweißte Knotenanschlüsse.- 5.3.3 Rippenloser Anschluß.- 5.3.4 Räumliche Knoten (Kreuzknoten).- 6 Unterzüge.- 6.1 Querschnittswahl.- 6.2 Verbundwirkung.- 6.3 Besondere Ausbildungsformen.- 6.4 Anschlüsse von Unterzügen an Betonwände.- 7 Stützen.- 7.1 Grundlagen der Bemessung.- 7.2 Querschnittswahl.- 7.3 Verbundstützen.- 7.4 Stützenstöße.- 7.4.1 Gesamtanordnung.- 7.4.2 Vollstöße.- 7.4.3 Kontaktstöße.- 7.5 Stützenfüße.- 7.6 Brandschutz.- 8 Verbände.- 8.1 Waagrechte Verbände.- 8.2 Vertikalverbände.- 8.3 Montageverbände.