Lasten. Vorlesung und Übungen 1. Semester BA Architektur.

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1 Lasten Vorlesung und Übungen 1. Semester BA Architektur KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Lasten Arten von Lasten Lasten an Bauwerken Eigenlasten Veränderliche Lasten Dipl.-Ing. Kai Hainlein

3 Arten von Lasten Volumenlast [kn/m³] Wichte γ von Baustoffen Fundamente Erde Flächenlasten [kn/m²] Deckenlasten Dachlasten Verkehrslasten Dipl.-Ing. Kai Hainlein

4 Arten von Lasten Linienlast Wand [kn/m] Linienlasten Träger [kn/m] Punktlasten Stütze [kn] Dipl.-Ing. Kai Hainlein

5 Lastabtragung Flächenlast q [kn/m²] L b Linienlast q T = q L/2 [kn/m] Punktlast Q = q T b/2 = q b/2 L/2 [kn] h Dipl.-Ing. Kai Hainlein

6 Lasten an Bauwerken Schneelast Eigenlast Dach Winddruck Wand Nutzlast Decke Eigenlast Decke Windsog Dach Windsog Wand Wandlast Stützenlast Erddruck Nutzlast Bodenplatte Eigenlast Bodenplatte Erddruck Dipl.-Ing. Kai Hainlein

7 Eigenlasten Holz γ = 4 6 kn/m³ Stahl γ = 78,5 kn/m³ Stahlbeton γ = 25 kn/m³ Glas γ = 25 kn/m³ Dipl.-Ing. Kai Hainlein

8 Eigenlasten Dipl.-Ing. Kai Hainlein

9 Eigenlasten Holzkonstruktion Dachaufbau (von oben nach unten) Blecheindeckung Dämmung t = 8 cm Dämmung t = 10 cm Dampfsperre Schalung Dachsparren Eigenlasten je m² Dachfläche Blecheindeckung 0,02 kn/m² Dämmung t = 8 cm, + 8/8 cm NH 0,15 kn/m² Dämmung t = 10 cm + 8/10 cm NH 0,20 kn/m² Dampfsperre 0,02 kn/m² Schalung t = 25 mm (FP-Platte) 0,16 kn/m² Sparren 8/24 cm, a = 0,625 m (Nadelholz) 0,15 kn/m² Summe g = 0,70 kn/m² Dipl.-Ing. Kai Hainlein

10 Eigenlasten Holzkonstruktion Wandaufbau, Außenwand (von außen nach innen) Eigenlasten je m² Wandfläche Schalung Winddichtung DWD-Platte Dämmung Schalung t = 18 mm (FP-Platte) Dampfsperre Pfosten 8/16 cm NH a = 0,625 m Gipskarton Summe Schalung mit Lattung Winddichtung DWD-Platte Dämmung Schalung Dampfsperre Fassadenpfosten Gipskarton mit Lattung 0,10 kn/m² (Holz) 0,02 kn/m² 0,16 kn/m² 0,08 kn/m² 0,12 kn/m² 0,02 kn/m² 0,15 kn/m² (Nadelholz) 0,25 kn/m² g = 0,90 kn/m² Dipl.-Ing. Kai Hainlein

11 Eigenlasten Stahlbetonkonstruktion Dipl.-Ing. Kai Hainlein

12 Eigenlasten Stahlbetonkonstruktion Deckenaufbau (von oben nach unten) Steinfliesen Estrich Trittschalldämmung Stahlbetonplatte Eigenlasten je m² Deckenfläche Steinfliesen Estrich Trittschalldämmung Stahlbeton d = 18 cm Summe 0,22 kn/m² 0,88 kn/m² 0,20 kn/m² 4,50 kn/m² g = 5,80 kn/m² Dipl.-Ing. Kai Hainlein

13 Eigenlasten g Eigenlasten g wirken auf die gesamte Länge eines Bauteils. L Für geneigte Bauteile gilt: Eigengewicht g bezogen auf die gesamte Länge L 0. g α L Dipl.-Ing. Kai Hainlein

14 veränderliche Lasten Vorwiegend ruhende Lasten Nutzlasten (Einrichtungen, Lagergut, Personen, Fahrzeuge) Windlasten Schneelasten, Eislasten Wasser- und Erddruck Nicht Vorwiegend ruhende Lasten Schwingende Lasten (Maschinen, Kranbahnen) Stoßlasten (Anprall, Bremskräfte) Stochastische Lasten (Erdbeben) Dipl.-Ing. Kai Hainlein

15 Nutzlasten Veränderliche Lasten Verformungen in Abhängigkeit zur Stellung der Last Durchbiegung der Decke infolge Nutzlast im Inneren Durchbiegung der Decke infolge Nutzlast auf den Balkon Dipl.-Ing. Kai Hainlein

16 Nutzlasten Nutzung Räume Flure Treppen Wohnhaus 1,5 kn/m² 3,0 kn/m² 3,0 kn/m² Bürogebäude 2,0 kn/m² 3,0 kn/m² 3,0 kn/m² Hörsaal 4,0 kn/m² 5,0 kn/m² 5,0 kn/m² Sporthalle 5,0 kn/m² 5,0 kn/m² 7,5 kn/m² Tribünen (Fluchweg) Beispiele für Nutzlasten nach DIN Dipl.-Ing. Kai Hainlein

17 Nutzlasten Horizontale Nutzlasten durch Personen - Anpralllasten auf Handlauf bei Balkonen - Anprall auf Handläufe bei Treppen - Anprall auf Glasscheiben q H = 0,5 1,0 kn/m durch Fahrzeuge - Anpralllasten auf Stützen und Wände Dipl.-Ing. Kai Hainlein

18 Windlasten Berechnung des Staudruckes q aus der Windgeschwindigkeit v: Windgeschwindigkeit [m/s] 2 v [ ] q = kn/m² Dipl.-Ing. Kai Hainlein

19 Windlasten Höhe in m Stadt Industrie Land Meer Profil der Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit zur Rauhigkeit der Erdoberfläche Dipl.-Ing. Kai Hainlein

20 Windlasten Vereinfachte Staudruckwerte für Gebäudehöhen H 25 m Windzonenkarte (DIN ) Windzone H 10 m 1 Binnenland 0,5 kn/m² 2 Binnenland 0,65 kn/m² H >10 m H 18 m H > 18 m H 25 m 0,65 kn/m² 0,80 kn/m² 0,75 kn/m² 0,90 kn/m² Dipl.-Ing. Kai Hainlein

21 Windlasten Windwiderstand c W v v v Laminare Grenzschicht rauhe v Turbulente Grenzschicht glatte Oberfläche Dipl.-Ing. Kai Hainlein

22 Windlasten Vereinfachte Verteilung der Windwiderstandsbeiwerte nach DIN Windlast: w = c p q c p : Winddruckbeiwert q: Staudruck Winddruck auf die Wand: w D = 0,8 0,5 kn/m² = 0,4 kn/m² Windsog auf die Wand: w S = 0,3 0,5 kn/m² = 0,3 kn/m² Wind Winddruck Windlast auf Dach von Dachneigung α abhängig Windsog oder -druck α Windsog Windsog Dipl.-Ing. Kai Hainlein

23 Windlast Windwiderstandsbeiwerte für Satteldächer (Dachfläche > 10 m²) in Abhängigkeit zur Neigung α Erhöhte Soglasten in Eck- und Randbereichen α < 5 F -1,7 G -1,0 H -0,6 I -0,6 J -0,6 F H J I 10-1,3-0,8-0,4-0,5-0,8 G 15-0,9-1,5-0,3-0,4-1,0 +0,2 +0,2 +0,2 30-0,5-0,5-0,2-0,4-0, ,7 +0,7 +0,2 +0,7 +0,4 +0,6-0,4-0,5 Seitliche Umströmung ,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,7 +0,8-0,4-0,4-0,5-0,5 + Winddruck - Windsog Dipl.-Ing. Kai Hainlein

24 Schneelast Dipl.-Ing. Kai Hainlein

25 Schneelast Charakteristische Schneelast s k [kn/m²] Schneezonenkarte (DIN ) Zone 1 s k = 0,65 kn/m² Für A > 400 m ü. NN A sk = 0,19 + 0, Zone 2 s k = 0,85 kn/m² Für A > 286 m ü. NN A sk = 0,25 + 1, Zone 3 s k = 1,10 kn/m² Für A > 256 m ü. NN A sk = 0,31+ 2, Dipl.-Ing. Kai Hainlein

26 Schneelast Schneelast nach DIN s = µ (α) s k Dachneigung 0 α 30 s = µ (α) s k µ= 0,8 Dachneigung 30 < α 60 0,8 (60 α ) µ= 30 Dachneigung α > 60 µ= 0 α Dipl.-Ing. Kai Hainlein

27 Schneelast Schneeanhäufungen S E s s D s = (µ W + µ S ) s k = µ 4 s k µ W Formbeiwert Schneeverwehung µ S Formbeiwert abrutschender Schnee 0,8 µ 4 4,0 S E = s D ²/γ γ = 3,0 kn/m³ Wichte Schnee Dipl.-Ing. Kai Hainlein

28 Eislasten Schnee γ S = 3 kn/m³ Wasser γ W = 10 kn/m³ Dipl.-Ing. Kai Hainlein

29 Erddruck und Wasserlast Erddruck e = γ Boden h Wasserdruck γ: Wichte [kn/m³] w a = γ Wasser h W h W h w a e e w a w a Dipl.-Ing. Kai Hainlein

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