-
"Hochbauwerk"
-
Die Erfindung betrifft ein Hochbauwerk mit mehreren übereinander angeordneten
Stockwerken und einer gemeinsamen Tragkonstruktion, insbesondere Haupt- oder Mitteltragkonstruktion,
die die Stockwerke auskragend trägt.
-
Die Last der auskragenden Stockwerke wird hierbei üblicherweise dadurch
aufgenommen und abgetragen, daß sie nach unten auf Druck unmittelbar oder über jeweils
darunterliegende Stockwerke an der Tragkonstruktion oder an dem Fundament des Gebäudes
abgestützt ist. Eine Einzelabstützung an der die Last ganz oder hauptsächlich tragenden,
etwa zentralen Tragkonstruktion ist jedoch räumlich und konstruktiv aufwendig, während
die durchgehende Abstützung der Stockwerke bzw. der auskragenden Teile derselben
jeweils auf die darunterliegenden Stockwerke Schwierigkeiten jedenfalls dann bereitet,
wenn die
Stockwerke - etwa für verschiedene Zwecke, z.B. in einer
sogenannten Multifunktionsanlage, - an verschiedenen horizontal zueinander versetzten
Stellen auf dem jeweils darunterliegenden Stockwerk abgestützt sind. Die Weiterleitung
der Kräfte erfordert hierbei erhebliche Versteifungen, was in der Regel verstärkte,
etwa meterhohe Unterzüge und damit eine Vergrößerung des umbauten Raumes sowie e
ne ErweSentg des Preis- und Zeitfaktors für die Errichtung des Gebäudes zur Folge
hat.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile derartiger
bisheriger Bauweisen mit von der Tragkonstruktion auskragenden Stockwerken bzw.
Stockwerkteilen zu vermeiden und ene den zum Teil sehr unterschiedlichen Bedingungen
und Voraussetzungen entsprechende, den Anforderungen an eine Material- und Raumersparnis
Rechnung tragende Konstruktion zu ermöglichen. Die Erfindung besteht demgemäß zu
einem wesentlichen Teil darin, daß die auskragenden Teile - eines oder mehrerer
- unterer Stockwerke an der Tragkonstruktion oder an dem dieselbe tragenden Fundament
auf Druck zur Lastabtragung nach unten und die auskragenden Teile - eines oder mehrerer
- oberer Stockwerke an der Tragkonstruktion auf Zug zur Lastabtragung nach oben
abgestützt sind.
-
Durch die Erfindung ergibt sich der wichtige Vorteil, daß die oberen
Stockwerke unabhängig von den unteren Stockwerken bezüglich der Lastabtragung ausgebildet
sein können, indem z.B. die unteren Stockwerke Makrostrukturcharakter, z.B. für
Garagen, Werkhallen, Geschäftsräume od. dgl., und die oberen Stockwerke Mikrostrukturcharakter,
beispielsweise für Wohnzwecke od. dgl., aufweisen können. Die Stellen, an denen
die oberen Stockwerke an der Tragkonstruktion angehängt sind, können daher unabhängig
von den Stellen gewählt werden, an denen sich die unteren Stockwerke an der Tragkonstruktion
oder am Fundament abstützen, und somit z.B. auch in horizontaler Richtung beliebig
zu diesen Stellen versetzt sein. Durch diese voneinander unabhängige Lastabtragung
können die Kräfte mit wesentlich geringerem Materialaufwand, insbesondere durch
Fortfall versteifender und geringerem Bauvolumen Unterzüge großen Querschnitts,
/aufgenommen werden.
-
Als Haupt- oder Mitteltragkonstruktion kann eine entsprechend den
zu tragenden Kräften bemessene Mittelsäule beliebigen Querschnitts, z.B. auch in
Gestalt einer Mittelwand oder auch in Gestalt von mehreren Säulen, Wänden od.
-
dgl. dienen.
-
Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, statt derüblichen Deckenkonstruktionen
mit von den Deckenplatten nach unten gerichteten Verste ifungsstegen Deckenkonstruktionen
zu
verwenden, bei denen Versteifungsstege aufwärts gerichtet sind.
Bei der üblichen Druckabstützung von Decken oder damit auch von Böden (die nachfolgend
sinngemäß jeweils eingeschlossen sind) auf unteren Gebäudewänden oder entsprecheniden
Bauteilen tritt jedoch der Nachteil auf, daß die Decke oder der Boden im Bereich
der Decken- oder Bodenplatte auf Zug und im Bereich der Stege auf Druck beansprucht
wird. Hierdurch ergibt sich jedoch eine ungenügende, ungünstige Ausnutzung des Materials,
da - bei Auflagerung der Decke oder des Bodens an deren Enden - eine stärkere Durchbiegung
in Decken- oder Bodenmitte und damit eine entsprechend hohe Zugkraft in der Mitte
der Platte erzeugt wird, die entsprechend bemessen werden muß.
-
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung die tragende bzw. tragenden Stockwerksdecken oder
-böden zwischen der Tragkonstruktin und dem freien Ende der Decke oder des Bodens
nach unten oder nach oben abgestützt sind, also freitragend über die zur Lastabtragung
dienenden Abstützstellen hinausragen, und im wesentlichen aus einer Platte und von
dieser aufwärtsgerichteten, etwa in Auskragerichtung verlaufenden Versteifungsstegen
bestehen. Hierdurch ergibt sich eine Biegungsmomentenkurve mit wesentlich geringerer
Durchbiegung, und zwar einerseits inrolge der Verkürzung
der Länge
zwischen der Tragkonstruktion und der Abstützstelle, sofern nicht insgesamt eine
entsprechend größere Auskragung vorgesehen wird, und andererseits dadurch, daß die
Decke oder der Boden in dem über die Abstützstelle überhängenden, freitragenden
Bereich eine umgekehrte Biegungskurve erhält, bei der die Zugspannungen oben liegen
und damit die Stege in diesem Bereich zur Aufnahme der Zugspannungen herangezogen
werden. Die Nachteile, die an sich durch die obenliegenden Stege bei der üblichen
Druckabstützung auftreten, werden demnach in einen Vorteil verkehrt, so daß auch
die übrigen Vorteile einer Decke oder eines Bodens mit nach oben gerichteten Versteifungsstegen
voll ausgenutzt werden können.
-
Wie sich rechnerisch ergibt und auch durch Versuche bestätigt wurde,
ist die günstigste Bauart dann gegeben, wenn die die Lastabtragung vermittelnden
Abstützstellen in einem Abstand von der Tragkonstruktion in einem Bereich von etwa
0,7 der - von der Tragkonstruktion bis zum freien Ende der Decke oder des Bodens
gerechnet - auskragenden Länge der Stockwerkdecke oder des -bodens angeordnet sind.
-
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
-
Hierbei zeigen
Fig. 1 eine Schemadarstellung für ein
Bauwerk mit einer nach unten abgestützten Stockwerksgruppe und einer nach oben abgestützten
(aufgehängten) Stockwerksgruppe, Fig. 2 eine Schemadarstellung mit nach oben auf
Zug aufgehängten Stockwerken, Fig. 2a ein zu Fig. 2 gehörendes Biegemomentendiagramm
und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-) der Fig. 2.
-
In den Figuren sind mit M eine Haupt- oder Mitteltragkonstruktion,
mit U1, U2 bzw. U2' untere Stockwerke und mit Oi, °2 bzw. Oi, °2' obere Stockwerke
bzw. deren Böden oder Decken bezeichnet, wie auch nachstehend jeweils von Stockwerken
oder Böden bzw. Decken sinngemäß gesprochen wird.
-
Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die Stockwerke U1, U2 und U2' von
einer Mittelkonstruktion M auskragend getragen, indem z.B. das Stockwerk U2 über
eine Stütze s2 auf dem Stockwerk U1 und dieses über eine Stütze sl auf dem (in der
Zeichnung nicht dargestellten) die Mittelkonstruktion M tragenden, im Erdreich versenkten
Fundament nach unten auf Druck abgestützt sind. Das in Fig. 1 rechts dargestellte
Stockwerk U2 ist durch eine Schrägstrebe S an der Mitteltragkonstruktion M unmittelbar
abgestützt, wobei z.B. der
dreieckförmige Raum zwischen der Strebe
S und der Decke bzw. des Bodens des Stockwerkes U2t und der Mitteltragkonstruktion
M für die Unterbringung von Installationen J ausgenutzt werden kann.
-
Von der oberen Stockwerksgruppe sind die Stockwerke Oi bzw. °1' bzw.
deren Böden oder Decken durch Zugstreben Z1 bzw. z11 an dem darüberliegenden Stockwerk
°2 bzw. °2 bzw. an deren Böden angehängt, die ihrerseits durch schräge Zugstreben
Z2 bzw. Z2 an der Mitteltragkonstruktion M zur Kraftabtragung auf Zug abgestützt
sind. Fig. 1 zeigt ferner schematisch z.B. die horizontale Versetzung e der Abstützung
durch die Zugstrebe zl eines Stockwerkes der oberen Stockwerkgruppe zu der Abstützung
durch die Stütze s eines Stockwerkes der unteren Stockwerkgruppe.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die dort vorgesehenen
in Höhenrichtung zueinander versetzten und mit Bezug auf die Mitteltragkonstruktion
M einander gegenüberliegenden Stockwerke °1 und 02' durch Schrägstreben Z1 bzw.
Z2' an der Mitteltragkonstruktion abgestützt.
-
Anstelle von einfachen Stützen oder Streben können in allen Fällen
auch räumlich ausgedehnte Stütz- oder Strebenkonstruktionen vorgesehen sein.
-
In Fig. 5 ist, wie dieses auch in Fig. 1 und 2 beispielsweise angenommen
ist, eine Decken- oder Bodenkonstruktion im Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 gezeigt,
bei der die Decke (oder der Boden), z.B. eines Stockwerkes O2t, aus einer Platte
p und von dieser nach oben gerichteten Stegen t besteht. Des weiteren ist in Fig.
2a der Verlauf des Biegemomentes angedeutet, der sich bei gleichmäßiger Belastung
der Decke bzw. des Bodens des in Fig. 2 angedeuteten Stockwerkes O1 ergibt. Wie
daraus ersichtlich, entsteht entsprechend der Abstützung bzw. Einspannung der Decke
bzw. des Bodens bei A an der Mitteltragkonstruktion M einerseits und der Abstützung
(z.B. durch die Zugstrebe Zl) bei B andererseits ein Biegemoment Mb, da.s zwischen
den Auflager- oder Abstützstellen A und B eine Zugkraft in es den unteren Materialfasern
hervorruft, während/zwischen der Abstütz- oder Auflagerstelle B und dem freien Ende
C der Decke bzw. des Bodens eine Zugkraft im wesentlichen in den oberen Materialfasern
hervorrurt. Hierdurch wird eine der Kraftabtragung entsprechend angepaßte Beanspruchung
und eine besonders günstige Ausnutzung des Materials einer entsprechend Fig. 5 a.usgebildeten
Decke mit aufwärtsgerichteten Stegen t erzielt.
-
Je nach Einspannung und Belastung der Stockwerke ergeben sich im allgemeinen
günstigste Abmessungen dann, wenn die
Abstützstelle B so gelegt
wird, daß das Verhältnis b zu c etwa 0,7 beträgt, wobei mit c die auskragende Gesamtlänge
A-C der Decke bzw. des Bodens und mit b die Entfernung der Abstützstelle B der Decke
bzw. des Bodens von der Abstütz-oder Einspannstelle A.bezeichnet ist.
-
Entsprechendes gilt für alle Stockwerke, unabhängig davon, ob sie
nach unten oder nach oben abgestützt sind.
-
Die Anzahl der Stockwerke der unteren bzw. der oberen Gruppe ist beliebig,
wobei gegebenenfalls auch nur jeweils ein einziges Stockwerk vorhanden sein kann,
wenn auch die Erfindung in erster Linie für Gruppen mit einer Mehrzahl oder Vielzahl
von Stockwerken bestimmt und bedeutungsvoll ist.
-
Leerseite