Stahlbeton-Massivbau - Hufnagel PartGmbB
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Tragwerks-Planung
Tragwerksplanung im Hochbau (Massivbau mit Mauwerk-Stahlbeton-Stahl)
Die Tragwerksplanung für Bauwerke aus Beton, Stahlbeton, Mauerwerk und Holz dominiert die alltägliche Arbeit. Die Konstruktionen sind konventionell und erscheinen bekannt. Doch hinsichtlich der Planungsaufgaben sind hier viele Probleme möglich:
Tiefgaragen sind hinsichtlich der Belastung mit Tausalz, der Entwässerung, der meist versetzt darüber liegenden Gebäude kritische Konstruktionen. Auch die Gründung, die Platzvorgaben der Planung sind hier zu beachten. Auch die Problematik der Baugrubensicherung als auch der Einflüsse auf die Nachbargebäude ist nicht unwesentlich.
Decken biegen sich durch. Dies kann zu Rissen der darüber liegenden Wände, zu abhebenden Ecken der Decken mit Rissen in der Fassade führen. Auch sind Besonderheiten wie Einzellasten, Öffnungen in Tragwänden, enorme Mengen an Elektroinstallationen (man sollte nicht glauben, was die Elektroplaner inzwischen an Leitungen vorsehen) zu bedenken. Kühldecken, Heizdecken sind hier moderne Konstruktionen mit wieder ganz anderen Problemen.
Zudem sind Decken als Ortbeton, Halbfertigteile, Vollfertigteile (z.B. VMM-Decken mit über 9m Stützweite bei hoher Tragfähigkeit) möglich. Man kann aber auch Stahltrapezbleche als tragende Bewehrung verwenden. Verbunden mit Stahlverbundträgern oder als Fertigteilrippenplatten (Trog-Pi-platten usw.) ergeben sich viel Möglichkeiten der Konstruktion.
Unterschätzt werden meist die Dachkonstruktionen und hier speziell die Ringanker. Ohne Verankerung führen die Schwindverformungen zu großen Rissen. Anderseits sind diese Konstruktionen mit auszusteifen. Etliche Probleme machen hier Materialunterschiede wie Beton zu Ziegelmauerwerk.
Die Palette der Leistungen und Bauteile/Bauverfahren ist extrem groß und daher vielfältig.
- Mauerwerk
- Optimierung von Wandstärken, Mauerwerkspressung, Einflüsse von Schwinden-Kriechen in Verbindung mit anderen Baustoffen, Schallschutz, Wärmeschutz. die Verträglichkeit unterschiedlicher Mauerwerksarten mit Stahlbeton ist hier zu beachten.
- Decken
- Deckenkonstruktionen von Ortbeton bis Stahlverbund, von Beton zu Gasbeton und Stahltrapezblechdecken, schlaff bewehrte bis mehrachsig vorgespannt, Decken als einfache Tragsysteme oder mit Wänden, Stützen, Unterzügen zu komplexen Faltwerken kombiniert, die unglaubliche Konstruktionen zulassen.
- Einzeltragglieder
- Stützen, Unterzüge, Rahmen in allen Kombinationen und Baustoffen sind möglich und erforderlich. Erfordernisse des Brandschutzes (Heiß-Bemessung), als auch Ausdehnungen, Fugen, Bauzustände sind hier zu beachten.
- Nachgründungen
- Häufig müssen Gründungen nahe an bestehende Gebäude erstellt werden, Unterfangungen gemacht werden oder gar Bestandsfundamente verstärkt werden. Dies kann man mit Gewi-Pfählen, Injektionen, Compaction Grouting ... durchführen. Je nach Boden sind andere Verfahren möglich und wirtschaftlich. In jedem Fall lohnt eine sachgerechte Analyse. Teils sind die Verfahren sogar geeignet, vorhandene Senkungen durch Hebung auszugleichen.
- Abdichtungen
Viele Mängel an Gebäuden sind mit Abdichtungsmängeln verbunden. Meist ist dies nicht eine Frage des investierten Geldes sondern mehr eine Kompetenzfrage. Es gibt viele Systeme, ein Gebäude abzudichten und jedes hat Probleme und auch Vorteile, die es abzuwägen gilt. Zudem sind je nach Bauwerk und Gründung spezielle Rahmenbedingungen zu klären. Auch sollte man bedenken, dass jede Abdichtung von Menschen eingebaut wird, die wiederum Fehler machen. Daher ist die Frage der Sanierbarkeit von Abdichtungen nicht zu unterschätzen.
- Optimierungsmöglichkeiten für die Planung:
- mehrere Funktionen bündeln: Schallschutzwände sind immer massiv erforderlich. Diese in das Tragsystem zu integrieren ist daher anzustreben. Falls versetzte Wände vorliegen, kann man diese in Beton als Überzüge, tragende Scheiben konstruieren.
- Lastansatz optimieren: Indem man nichttragende Wände in Gipskarton ausführt, sind diese Wände variabler für Umnutzung und zudem der Trennwandzuschlag der Decken geringer ansetzbar. Zu Prüfen sind auch Lasten auf Decken, die passend zur Nutzung sind. Auch ist es so, dass bei einachsig gerechneten Deckensystemen die Deckenlasten infolge der Näherung immer ungünstiger als tatsächlich vorhanden angesetzt sind. Bei einer genauen finiten Berechnung ist teils um 25% weniger Gesamtlast möglich. Dies ist besonders bei System mit Abfangung (über Tiefgarage) oder Pfahlgründungen relevant.
- Systembildung: Der wesentlichste Kostenansatz findet in der Grundplanung bei der Architektur statt. Man kann nicht einen verplanten Grundriss, der völlig gegen die statischen Grundsätze geht, wirklich optimieren. Optimal ist immer noch, durchgehende Tragachsen zu bilden. Besser ist es, eine Decke in den Geschossen mal dicker auszuführen, als irgendwo tiefer unten dann eine Unterzugsebene zu benötigen. Generell kann man davon ausgehen, dass man eine Deckenebene völlig versetzt auf eine andere aufsetzen kann, ohne dass dies große Probleme verursacht. Bei mehr als einer Ebene ist dies aber schon höchst schwierig und erfordert deutlich dickere Deckenstärken. Hier ist zu beachten, dass vielleicht nur 15% der Deckenfläche infolge hoher Lasten wirklich diese Deckenstärke benötigen, wegen der gleichen Ausbildung sind aber 85% der Decke entsprechend stark zu machen.