Aufgabenstellung Modul HDGI30 Konstruktion und Bemessung einer Halle

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1 Seite 1 Aufgabenstellung Modul HDGI30 Bearbeiter im WS2013/14 Name: Name: Name: Name: Vorname: Matr.-Nr.: _ Vorname: Matr.-Nr.: _ Vorname: Matr.-Nr.: _ Vorname: Matr.-Nr.: _ Hinweise zum Ablauf: Am Semesterbeginn erfolgt eine Einführung in das Projekt. In dieser Veranstaltung findet auch eine Einteilung in Gruppen von max. 4 Personen statt. Die weitere Bearbeitung erfolgt in den Gruppen mit Pflichtkonsultationen zu verschiedenen Arbeitsständen. Jede Gruppe erhält individuelle Parameter. Es ist jeweils ein Teil Stahlbau und Massivbau zu bearbeiten. Die Modulnote setzt sich zu je 50% aus den beiden Fachgebieten zusammen, wobei alle Teile jeweils mindestens bestanden sein müssen. Ansprechpartner Stahlbau: Prof. Dr.-Ing. habil H. Pasternak Milad Karimian, M.Sc. Massivbau: N.N. Dipl.-Ing. (FH) Frank Batke Erklärung zur Bearbeitung und Kontrolle des Projekts Hiermit erklären wir, dass das Projekt von uns selbständig bearbeitet wurde Datum Unterschriften der Studierenden

2 Seite 2 Zielstellung der Projektarbeit: Die vorliegende Projektarbeit beinhaltet die Herangehensweise bei der Tragwerksplanung eines Hallenbauwerks von der Entwurfsplanung (HOAI Leistungsphase 3) über die Genehmigungsplanung (HOAI LP 4) bis zur Ausführungsplanung (HOAI LP 5). Dabei werden statische Systeme untersucht, Einwirkungen ermittelt und der Lastabtrag bis zur Gründung verfolgt. Wesentliche tragende Elemente und Verbindungen in den Werkstoffen Stahl und Stahlbeton werden bemessen, konstruktiv durchgebildet und zeichnerisch dargestellt. Projektbeschreibung: In einem Gewerbegebiet ist der Neubau einer Produktionshalle (Fachwerk in Stahlweise auf einem massiven Unterbau) geplant. Der Standort befindet sich innerhalb einer mit weiteren Gebäuden bzw. Hallen bebauten Gewerbefläche. Die Produktionshalle kann entsprechend EC1 als "Werkstätte mit mittlerem bis schwerem Betrieb" eingeordnet werden. Gabelstaplerverkehr ist nicht vorgesehen. Die Objektgeometrie liegt bereits in Form von Entwurfsplänen vor (siehe Anlage). Die Hauptmaße sind entsprechend den individuellen Parametern anzusetzen und weitere Maße sind sinnvoll anzunehmen. Die Halle soll als allseitig geschlossener Warmbau mit einer Hülle aus Sandwichelementen ausgeführt werden. Das Erd- und 1. Obergeschoß sind in Massivbauweise aus Stahlbeton und Mauerwerk geplant. Die Decke im Erdgeschoß wird auf ein Stützen-Riegel-System aufgelagert. Die Decke im 1. Obergeschoß ist als punktförmig gestützte Flachdecke ausgebildet. Nach den Angaben im Baugrundgutachten steht als Baugrund ein mitteldicht gelagertes Kies-Sand-Gemisch mit ausreichender Tragfähigkeit an, so dass mit dem Ansatz des Sohlwiderstandes nach DIN 1054:2010 gerechnet werden darf. Der Grundwasserstand wurde bei 4 m unter Gelände angetroffen. Randbedingungen: Bauteilabmessungen sind im Rahmen einer Vorbemessung zu ermitteln. Die Baustoffe der Bauteile sind vorgegeben bzw. sinnvoll anzunehmen. Bearbeitungsumfang: Grundlage zur Bearbeitung der Tragwerksplanung sind die Eurocodes. Die Bearbeitung erfolgt in Gruppen von bis zu 4 Personen.

3 Seite 3 Die Arbeitsfortschritte und Ergebnisse stellt jeder Bearbeiter in Pflichtkonsultationen mit folgenden Meilensteinen vor: 1. Meilenstein - Grundlagen konstruktive Festlegungen Lastannahmen Modellbildung; Festlegung des statisches Systems einschließlich der zu erwartenden prinzipiellen Schnittgrößenverläufe (skizzenhaft vorzulegen) Festlegung der Expositionsklassen der Stahlbetonbauteile Vordimensionierung und Festlegung der einzelnen Bauteilabmessungen und Baustoffgüten Festlegung der Werkstoffgüten aller Stahlbauteile, der Profilarten der Gurte und Stützen, der konstruktiven Ausbildung der Füllstäbe und der Art der Anschlussausbildung im Fachwerk und der Stützen 2. Meilenstein - Schnittgrößen und Bemessung Schnittgrößenermittlung auf der Grundlage der Elastizitätstheorie (maßgebende Einwirkungskombinationen, Schnittgrößenverläufe, Schnittgrößengrenzlinien) Bemessungsergebnisse der Nachweise des GZT (incl. Positionsübersicht) Ergebnisse der Verbindungsnachweise im Stahlbau inklusive konstruktive Ausbildung, Bemessung, Werkstoff und Montagestoß Wahl der Bewehrung, konstruktive Bewehrung, Bewehrungskonzepte Stahlbetonbauteile bzw. Konstruktionsdetails Stahlbauteile (in Form von Skizzen) 3. Meilenstein - Zeichnungen Zeichnungskonsultation auf der Grundlage fertig bearbeiteter Konstruktions-, Schalund Bewehrungspläne 4. Meilenstein - Prüfungsgespräch Abgabe und Abschlußgespräch Prüfungsähnliche Situation mit Fragen zu allen bearbeiteten Aufgabenteilen Termine: Konsultationstermine gruppenweise entsprechend Einschreibelisten Teil Stahlbau Teil Massivbau 1. Meilenstein (4. Semesterwoche) 2. Meilenstein 3. Meilenstein (14. Semesterwoche) (9. KW) (14. Semesterwoche) (9. KW) 4. Meilenstein (11. KW) (11. KW) Zeichnerische Darstellungen bis einschließlich Meilenstein 2 dürfen ausdrücklich als Handskizzen vorgelegt werden. Ab Meilenstein 3 sind die Zeichnungen in praxisüblicher Form (Cad- oder handgezeichnet) als Papierexemplar vorzulegen.

4 Seite 4 Die Abgabe der Projektarbeit erfolgt als ein Projektordner pro Gruppe in schriftlicher Form als prüffähiger Standsicherheitsnachweis mit Ausführungszeichnungen. Der Projektordner ist Grundlage des Abschlussgesprächs. Die Abgabe erfolgt bei den jeweiligen Betreuern. Bewertung: Es werden nur prüffähige Arbeiten anerkannt. Teil Massivbau: Bewertung der folgenden Teilleistungen Meilenstein 1 10% Meilenstein 2 20% Meilenstein 3 20% Meilenstein 4 30% Projektbeleg 20% Zu bearbeitende Aufgaben in den Projektteilen Teil Stahlbau: Vorschlag zur Aufgabenverteilung in der Gruppe Berechnungen/Nachweise Student 1 - Dachverband in Achse A/1-1 - Stütze in Achse 2-2 Student 2 - Pfette in Achse D-D - Wandverband - Fachwerkknoten im Untergurt des Fachwerkbinders in Achse 2-2 Student 3 - Obergurt des Fachwerkbinders in Achse Füllstäbe des Fachwerkbinders in Achse 2-2 Student 4 - Untergurt des Fachwerkbinders in Achse Montagestoß im Untergurt Zeichnungen Positionsplan Detail: Fachwerkknoten Positionsplan Detail: Montagestoß Modellbildung/statische Systeme Lastannahmen Schnittkraft- und Auflagerkraftberechnung Bemessung des Dach- und Wandverbandes Bemessung der Pfette zwischen Achse A und B Bemessung des Fachwerkbinders (Obergurt, Untergurt, Füllstäbe) in Reihe 2 Nachweis der Stützen in Reihe 2 Konstruktive Durchbildung und Bemessung der Fachwerkknotenanschlüsse Konstruktive Durchbildung und Bemessung eines Montagestoßes im Fachwerkbinder

5 Seite 5 Teil Massivbau: Vorschlag zur Aufgabenverteilung in der Gruppe Berechnungen/Nachweise Student 1 - Deckenplatte EG (Mehrfeld-Durchlaufsystem) - Stütze EG Achse C/4 - Einzelfundament Achse C/4 Student 2 - Deckenplatte EG (2-Feld-DLT) - Stütze EG Achse C/5 - Einzelfundament Achse C/5 Student 3 - Rahmensystem (Unterzug+Stützen) Achse 2 - Einzelfundament Achse C/2 Student 4 - Deckenplatte EG (EFT mit Kragarm) - Stütze EG Achse D/6 - Einzelfundament Achse D/6 Zeichnungen - Schalplan Decke EG - Bewehrungsplan Decke EG (Teil zwischen Achse 1 und 4) - Schalplan Decke EG - Bewehrungsplan Decke EG (Teil zwischen Achse 4 und 7) - Schal- und Bewehrungsplan Rahmensystem (Unterzug+Stützen) Achse 2 - Schal- und Bewehrungsplan Einzelfundament Achse D/6 - Schal- und Bewehrungsplan Stütze EG Achse D/6 Grundlagen: Festlegung zu Expositionsklassen und Baustoffen Vordimensionierung von Bauteildicken Schnittgrößenermittlung (mittels Tabellen oder Software; aber mit Darstellung der maßgebenden Einwirkungskombinationen) Relevante Nachweise im GZT: für biegebeanspruchte Bauteile: Nachweis für Biegung und Querkraft; Nachweis Anschluss von Druck- und Zuggurten (Berücksichtigung von Durchlauf- und Rahmenwirkung; mit begrenzter Umlagerung) druckbeanspruchte Bauteile: Nachweis für Normalkraft/Biegung Einhaltung der Konstruktionsregeln (Verankerung,...) Relevante Nachweise im GZG: Begrenzung der Durchbiegung (über die Biegeschlankheit) Zu erbringende Leistungen zur Endabgabe: Statische Berechnung mit folgender Struktur Teil 1: Stahlbau 1. Deckblatt und Aufgabenstellung 2. Statisch-konstruktiver Erläuterungsbericht (1...2 Seiten) 3. Systembildung, Lastannahmen 4. Schnittkraftberechnung

6 Seite 6 5. Bemessung und Nachweis der Verbände 6. Bemessung und Nachweis der Pfetten 7. Bemessung und Nachweis des Fachwerkbinders 8. Bemessung und Nachweis des Fachwerkknotens 9. Bemessung und Nachweis des Montagestoßes im Untergurt 10. Bemessung und Nachweis der Stützen 11. Positionsplan 12. Detailzeichnung im M 1:5 Fachwerkknoten und Montagestoß Teil 2: Massivbau 1. Deckblatt und Aufgabenstellung 2. Statisch-konstruktiver Erläuterungsbericht (1...2 Seiten) 3. Systembildung, Lastannahmen 4. Bemessung/Nachweisführung der einzelnen Positionen (inkl. Darstellung stat. System, Belastung und Schnittgrößenermittlung, baustoffspezifische Nachweise) 5. Schal- und Bewehrungspläne der geforderten Bauteile (i.d.r. im M 1:50; Detailschnitte auch 1:10/1:20) Allgemeine Projektparameter: Standort: Cottbus München Passau Siegen (Geländehöhen abrufbar unter " Dachneigung: 10% 15% 20% Hallenbreite b: 16m 18m 20m 2m Binderabstand a: 4m 5m 6m lichte Hallenhöhe hl: 5m 6m 7m 8m

7 Seite 7 Grundrisse, Ansicht, Schnitt

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10 Seite 10 Hinweise zu Inhalt und Form Lastabtrag: Durchlaufwirkung der Sandwichelemente ist bei der Lastermittlung der Pfetten, nicht aber der Binder zu berücksichtigen. Eine eventuelle Durchlaufwirkung der Pfetten ist bei den Einwirkungen auf die Binder zu berücksichtigen. Mitwirkung der Pfetten, Binder und Stützen in den Verbänden ist eventuell zu beachten. Bemessung und Nachweise im Stahlbau: Nachweise sind für die Grenzzustände der Tragfähigkeit zu führen. Stabilitätsnachweise werden auf Biegeknicknachweise beschränkt. Der Erläuterungsbericht muss mindestens enthalten: Eine eindeutige Beschreibung des Bauwerkes, Angabe der eingesetzten Grundwerkstoffe, Profiltypen und Verbindungsmittel, alle Angaben, die zu einer eindeutigen Bestimmung der Lasten erforderlich sind, Angaben zu Gründung und Korrosionsschutz. Form: Das Projekt ist prüfbar abzugeben. Die Dokumentation besteht aus Deckblatt, Aufgabenstellung, Inhaltsverzeichnis, Zeichnungsverzeichnis, Erläuterungsbericht, Angaben zur verwendeten Literatur, Statikteil / Bemessungsteil und Zeichnungen. Die statische Berechnung ist so aufzubauen, dass sie ohne die geforderten Zeichnungen nachvollziehbar ist (mit Skizzen arbeiten). Zahlenwerte aus vorangegangenen Abschnitten sind mit Seitenverweisen zu belegen. In Formeln sind grundsätzlich auch die entsprechenden Zahlen darzustellen. Skizzen der statischen Systeme müssen die Abmessungen, die Belastungen mit Richtung, Bezeichnung und Wert, korrekte Lagersymbole und den Vorzeichenbezug bei Biegebeanspruchung (gestrichelte Faser) enthalten. Grüneinträge durch die Bearbeiter sind nicht zulässig. Inhalte von Schal- und Bewehrungsplänen siehe z.b. Schneider BT Abschnitt 14. Die Zeichnungen sind in kopierbarer, verkleinerungsfähiger Form auf A4 gefaltet abzugeben (Cad- oder handgezeichnet).