Konstruktion 2 Modul B1.5

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1 Konstruktion 2 Modul B1.5 Kurs Baukonstruktion I + II 3.Semester. WS 2014/15 4.Semester. SS 2015 RWTH Aachen. Lehrstuhl Baukonstruktion. Prof. Hartwig N. Schneider

2 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Veranstaltungstitel Konstruktion 2, B1.5 Kurse Baukonstruktion I + II Studiengang B.Sc. Architektur Veranstaltungsart Vorlesung + Übung, 7 CP Teilnehmer: 220 Arbeit in 6er-Gruppen Betreuungstermine dienstags, Uhr Lehrpersonen: Prof. Dipl.-Ing. Hartwig N. Schneider, Dipl.-Ing. Christian Schätzke (Koordination), Dipl.-Ing. Kai Grosche, Dipl.-Ing. Florian Henniges, Dipl.-Ing. Florian Hoogen, Dipl.-Ing. Peter Knörr, Dipl.-Ing. Gregor Mikolaschek, Dipl.-Ing. Sebastian Papouschek, Dipl.-Ing. Altin Ramabaja, Dipl.-Ing. Emilia Schulz

3 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Inhalt Inhalt und Ziele 4 Organisation 5 Termine 7 Literatur 8 Übung 1 - Konstruktionsanalyse 10 Übung 2 - Holzskelettbau 15 Übung 3 - Stahlskelettbau 19 Übung 4 - Fassade 1 (Elementfassade) 21 Übung 5 - Fassade 2 (Pfosten-Riegel-Fassade) 25 Anhang 29

4 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Inhalt und Ziele Lehrinhalte In Vorlesungen werden unter dem Aspekt der Integration Konstruktionen aus unterschiedlichen Materialien für Tragwerk, Hülle und Ausbau und deren Einfluss auf die Gestalt eines Bauwerks behandelt. Themenschwerpunkte sind dabei Konstruktionsweisen des Skelettbaus und elementierte Bauweisen. Das vermittelte Grundwissen soll durch Selbststudium in Teilbereichen vertieft werden. Mehrere Konstruktionsübungen dienen der direkten Wissensanwendung, der Erarbeitung von Detailsammlungen und der Vorbereitung auf die Bearbeitung der Integrierten Projektarbeit. Anfang des Sommersemesters beginnt die Integrierte Projektarbeit (Modul C1.3 Projekt B2), bei der die in den Vorlesungen und Übungen behandelten Inhalte anhand eines eigenen Entwurfs vertieft und angewendet werden sollen. Die Projektarbeit führt vom Vorentwurf bis zur baureifen Durcharbeitung einer komplexen Aufgabe. Die Betreuung wird durch insgesamt 10 Fachberater (wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls und Architekten aus der Praxis) durchgeführt. Lernziele Ziel ist die Vermittlung des Verständnisses für das Gesamtsystem Bauwerk und die Integration der Subsysteme Tragwerk, Hülle, Ausbau und Technische Ausrüstung unter den Aspekten der Funktionalität, der Gestalt und der Nachhaltigkeit. Lernziel der Baukonstruktionslehre ist es, das Wechselspiel zwischen Entwerfen und Konstruieren, also das Entwickeln von integrierten Lösungen als den eigentlichen kreativen Prozess zu begreifen und das Verständnis für den immanenten Zusammenhang von Entwurf und Konstruktion zu vermitteln. Konstruieren soll nicht nur als das geometrische und technische Fügen von Bauteilen, sondern als die Erarbeitung eines ganzheitlichen Sinngefüges für ein Gebäude verstanden werden. Modulstruktur Modul B1.5 Konstruktion 2 3.Semester Kurs Baukonstruktion I Vorlesung + 4 Übungen 5 CP 4.Semester Kurs Baukonstruktion II Vorlesung + Prüfung 2 CP Modulbewertung Integrierte Modulprüfung als semesterbegleitend bewertete Übungen mit Kolloquium. Gewichtung der Kurse: Note Kurs Baukonstruktion I (50%) Note Prüfung Baukonstruktion I+II (50%)

5 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Organisation Ablauf und Organisation der Übungen Parallel zu den Vorlesungen werden im Laufe des 3. Semesters 5 Übungen zu unterschiedlichen Themenschwerpunkten der Baukonstruktion herausgegeben. Die Übungen dienen zur praxisbezogenen Umsetzung des in den Vorlesungen vermittelten Wissens. Die erfolgreiche Teilnahme an diesen Übungen und die Abgabe der geforderten Leistungen sind Voraussetzung für das Bestehen des Moduls. Sowohl die Übungen im 3. Semester als auch die Integrierte Projektarbeit im 4. Semester werden in 6er-Gruppen bearbeitet. Die Studierenden bilden selbständig diese Sechsergruppen. Die Raumzuweisung erfolgt im WS 2014/15 durch das Dekanat. Bis auf Übung 1 stehen für jede Übung drei bis vier Wochen Bearbeitungszeit mit ein oder zwei Betreuungsterminen zur Verfügung. Die Betreuungen finden in den Arbeitsräumen statt. Es wird freigestellt, die Übungsaufgaben als Hand- oder CAD Zeichnungen anzufertigen. Zu den Betreuungen sind Ausdrucke der Zeichnungen bereitzustellen. Besprechungen an Computerbildschirmen finden nicht statt. Die Übungsergebnisse werden zu den im Terminplan genannten Terminen im Sekretariat des Lehrstuhls in einer Mappe DIN-A2 abgegeben. Die Arbeiten werden von den Betreuern gesichtet und mit Korrektureintragungen versehen zeitnah zurückgegeben. Die Übungen sind am in einer Broschüre als verkleinerte Ausdrucke (Format DIN A3 quer) mit Gruppennummer und Verfasserangaben im Lehrstuhlabzugeben. Arbeitsräume Für die Bearbeitung der Übungen, des Integrierten Projekts und aller anderen Module und Kurse im 2. Studienjahr stehen jedem Studenten ein Arbeitstisch und ein Schließfach in den Arbeitsräumen zur Verfügung. Die Räume und das Mobiliar werden für ein Studienjahr zur Verfügung gestellt und sind im Sommer 2015 in dem gleichen Zustand zu übergeben, in dem sie vorgefunden wurden. Die Ausgabe der Arbeitsraumschlüssel erfolgt durch das Dekanat. Pro Student ist eine Kaution von 50 zu hinterlegen, die bei ordnungsgemäßer Übergabe der Arbeitsräume und des Mobiliars wieder zurückgezahlt wird. Es gilt die jeweils aktuelle Nutzungsordnung. Teilnahmevoraussetzungen Da die Module B1.2 Konstruktion 1 und B1.1 Grundlagen der Tragwerklehre und Baustoffkunde im ersten Studienjahr und B1.5 Konstruktion 2 sowie C1.3 Projekt B2 im 2.Studienjahr inhaltlich aufeinander aufbauen, wird eine Teilnahme an den Modulen B1.5 Konstruktion 2 sowie C1.3 Projekt B2 im 3. und 4. Semester nur dann empfohlen, wenn die Kurse Grundlagen der Baukonstruktion I+II sowie Grundlagen der Tragwerklehre I+II und Baustoffkunde I, erfolgreich absolviert wurden.

6 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Bewertung und Notengebung Bewertet werden die Arbeitsergebnisse des gesamten Studienjahres. Die Modulnote für das Modul B1.5 Konstruktion setzt sich aus den Leistungen im Kurs Baukonstruktion I und Baukonstruktion II zusammen. Aus den Einzelnoten der Übungen 1-4 im Kurs Baukonstruktion I wird eine Durchschnittsnote gebildet, die mit 50 % in die Modulnote eingeht. Die Note des Kurses Baukonstruktion II wird im Rahmen einer Prüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) Ende SS 2015 ermittelt und geht zu 50 % in die Modulnote ein. Voraussetzung für das Bestehen des Moduls ist, dass die Teilleistungen der Kurse Baukonstruktion I + II jeweils mit min. 4,0 bewertet wurden. Prüfungstermin Ende September 2015: wird noch bekannt gegeben

7 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Termine KW Datum Vorlesung Referent/in Übung Ausgabe 3. Sem. Di 14:15 15:45 Uhr (PPS H2) Di 09: Abgabe V1 Einführung / Strukturelle Architektur H.Schneider / C.Schätzke V2 Prinzipien des Skelettbaus (Grüner H.Schneider 18:15 Uhr HS, Audimax) Ü1 Analyse V3 Holzbau 1 H.Schneider Ü2 Holzskelett Ü V4 Holzbau 2 (Grüner HS, Audimax) H.Schneider 18:15 Uhr V5 Modellbau C.Schätzke, J.Dahlhausen Betreuung V6 Stahlskelettbau Dies G.Mikolaschek V7 Stahlskelettbau 2 H.Schneider Betreuung :00 Uhr Abgabe Ü2 im Lehrstuhl Ü V8 Hüllsysteme - Prinzipien H.Schneider Ü3 Stahlskelett weisse Woche V9 Fassaden 1 (Elementfassaden) H.Schneider Betreuung V10 Fassaden 2 (PR-Fassaden) F.Henniges Betreuung :00 Uhr Abgabe Ü3 im Lehrstuhl Ü V11 Wärme + Sonnenschutz G.Mikolaschek Ü4 Fassade 1 Weihnachtspause V12 Fassaden 3 (Kalt- / Warmfassaden) C.Schätzke Betreuung :00 Uhr Abgabe Ü4 im Lehrstuhl Ü V13 Stahlbetonbau (Vorfertigung) C.Schätzke Ü5 Fassade V14 Prinzipien Konstr. Entwerfens H.Schneider Betreuung V15 Hallenbauten H.Schneider Betreuung :00 Uhr Abgabe Ü4 im Lehrstuhl Ü V16 Einführung in die Projektarbeit H.Schneider / C.Schätzke -

8 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Literatur Grundlagen Arbeitsblätter bauko Ackermann, Kurt Deplazes, Andrea Grimm, Friedrich Grimm / Richarz Pfeifer / Liebers von Seidlein, Schulz Knaack, Ulrich Tragwerke in der konstruktiven Architektur Architektur konstruieren Stahlbau im Detail Hinterlüftete Fassaden Der neue Holzbau Skelettbau Fassaden Atlanten Herzog / Volz / Natterer Holzbau Atlas Zwei Schulitz / Sobek / Habermann Stahlbau Atlas Kind-Barkauskas / Kauhsen u.a. Beton Atlas Pfeiffer / Ramcke / Achtziger u.a. Mauerwerk Atlas v. Busse / Waubke / Grimme u.a. Atlas Flache Dächer Schunk / Finke / Jenisch u.a Dach Atlas Schittich / Staib / Balkow u.a Glasbau Atlas Herzog / Lang / Krippner Fassadenatlas Weiterführende Literatur / Baugeschichte / Monographien Blaser, Werner Mies van der Rohe, Lehre und Schule Frampton, Kenneth Grundlagen der Architektur Gideon, Sigfried Raum, Zeit, Architektur Lambot, Ian Norman Foster Vol. 1-4 Makowski, Z. S. Räumliche Tragwerke aus Stahl Piano, Renzo Mein Architektur-Logbuch Siegel, Curt Strukturformen der modernen Architektur Sulzer, Peter Jean Prouvé Schirmer, Wulf Egon Eiermann, Bauten und Projekte Schittich, Christian Gebäudehüllen Torroja, Eduardo Logik der Form Wachsmann, Konrad Wendepunkt im Bauen

9 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Detail Zeitschrift DETAIL :mit monatlichen Themenheften zu Bauen mit Stahl, mit Holz, Beton, Fassaden, Dachtragwerken, Flachen Dächer, Einfaches Bauen, etc. Buchreihe DETAIL Praxis Bauen mit Holz, mit Stahl, Transluzente Materialien, etc.) Buchreihe im DETAIL (Hrsg. Christian Schittich) zu Gebäudehüllen, verdichtem Wohnen, Bauen im Bestand, solares Bauen, etc. weitere Zeitschriften: db, db-detailbuch, glas, baumeister Produktinformation Handbibliothek für Produktinformation in der Lehrstuhlbibliothek im Internet u.a. unter:

10 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Übung 1 - Konstruktionsanalyse Aufgabenstellung In der ersten Übung sollen anhand von vorbildlichen Bauten die Zusammenhänge zwischen Entwurfskonzept, Konstruktionsprinzipien und Detailgestaltung bei Skelettkonstruktionen analysiert werden. Es geht darum, ein Gebäude in seinen strukturellen Eigenschaften und seiner Konstruktion ganzheitlich zu verstehen und zu ergründen. Jede 6-er Gruppe bearbeitet ein vorgegebenes Beispiel. Die jeweiligen Unterlagen werden am von bis im Sekretariat des Lehrstuhls ausgegeben. Die Analyse soll anhand der ausgegebenen Unterlagen und einer vorgegebenen Gliederung erfolgen. Am Abgabetermin werden die Ergebnisse der Analyse unter Beteiligung aller Gruppenmitglieder mündlich vorgetragen. Anhand von selbst erstellten Zeichnungen und Schemata soll das strukturelle und konstruktive System und das Zusammenwirken seiner Bauteile analysiert und in der Betreuungsgruppe erläutert werden. Gehen Sie dabei insbesondere auf folgende Punkte ein: Örtliche / topographische Situation Nutzung und innere Organisation Geometrische Ordnung Tragwerk (Konzept und konstruktive Details) Hüllkonzept (Konzept und konstruktive Details) Gestalt Ablauf Uhr V01 Einführungsvorlesung (PPS H2) Uhr Ausgabe der Analysebeispiele im Sekretariat bauko Uhr V02 Vorlesung Prinzipien des Skelettbaus (Grüner Hörsaal Audimax) Uhr Abgabe Übung 1 in den Arbeitsräumen

11 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Leistungen Gebäudeanalyse nach vorgegebener Gliederungsstruktur (siehe Hinweise zur Gebäudeanalyse). Zeichnerische Darstellungen: Analyse der geometrischen Ordnung, Primär- und Sekundärstruktur in schematischen Grundriss- und Schnittdarstellungen 1:200 (Darstellungsvorgaben beachten) Darstellung des Ausschnitts einer konstruktiven Einheit (dies kann ein Tragwerkfeld sein oder die Gebäudeecke) als Modell 1:20 mit Darstellung von Tragwerk und Hülle. Isometrie der Tragstruktur oder eines Ausschnittes der Tragstruktur (o.m.) Die Zeichnungen sind auf Blattformat DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein. Abgabe, Vorstellung und Besprechung: Dienstag, , Uhr Kalkulation Zeitaufwand* Schritt 1: Schematische Grundriss- und Schnittdarstellungen : 20 h Schritt 2: Modell Ausschnitt 1:20 35 h Schritt 3: Isometrie Tragstruktur: 15 h *Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.

12 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Hinweise zur Gebäudeanalyse Analysen beschäftigen sich mit Bestehendem und extrahieren die angewandten Prinzipien. Sie helfen Konzepte und Prinzipien zu erkennen und darzustellen. Wesentlich ist, dass nicht nur eine Kopie oder Beschreibung des analysierten Objekts angefertigt wird, sondern eine Aufschlüsselung des Inhalts nach bestimmten Themen erfolgt. Analyse ist eine wichtige Methode wissenschaftlicher Arbeit. Der Analyse eigen sind spezifische Ausdrucksmittel. Das sind neben den üblichen Mitteln wie ausgewählten Grundrissen, Schnitten und Ansichten in einem geeigneten Maßstab Diagramme, Schemata, Modelle und Prinzipskizzen. Eine Analyse gibt eine komplette Information über ein Gebäude, sie hebt entscheidende Merkmale hervor, konzentriert sich auf das Wesentliche. Die folgende Gliederung benennt die wesentlichen Aspekte einer Analyse und soll helfen diese zu strukturieren. Gliederungsstruktur zur Gebäudeanalyse Steckbrief Nutzung Standort Bauherr Baujahr Architekt Tragwerksplaner Anzahl Geschosse Abmessungen Bauweise / Material Tragwerk Bauweise / Material Hülle Situation Einfügung in die Umgebung Einfügung in die Topographie Äußere Erschließung (Wegeführung für Personen, PKW, Anlieferung) Organisationskonzept Eingang: Lage, Ausbildung, Vordach, Windfang Innere Erschließung: Flure, Hallen, Abmessungen, Belichtung Haupträume (HNF): Anzahl, Abmessungen, Belichtung Nebenräume (NNF): Anordnung (integriert, angebaut, eingestellt, etc.), Belichtung

13 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Geometrische Ordnung Modul Planungsraster Stützenraster Fassadenraster Ausbauraster Tragwerkskonzept Tragsystem Material Tragglieder: Stützen, Haupt-/ Nebenträger, Abspannungen, etc - Hierarchie, Material, Spannweite, Bauhöhe, Fügeprinzip Eindeckung - Material, Halbzeug, Spannweite, Bauhöhe Aussteifungsmaßnahmen - Art, Lage, Anzahl, Dimension, Anschlüsse Gebäudehülle Schichten Fassadenteilung - Gliederung horizontal, vertikal Verglasung - Anteil (%) / Verteilung verglaste und geschlossene Flächen Öffnungselemente - Art, Lage (Fenster, Türen, Tore, Lüftungsklappen, etc.) Sonnenschutzmaßnahmen - Typ, Material, horizontal/vertikal, starr/beweglich, etc.) Rasterbezug TW/ Hülle/ Ausbau versetzt, nicht versetzt Bauteile - Abmessungen, Material, Fügung, Bezug TW / Hülle - Lage vor, hinter, in Fassade, Befestigung, Anschlüsse Eckausbildung - mit/ohne Sonderelemente, positiv, negativ, etc. Attikaausbildung Gestalterischer Ausdruck liegend/stehend, hautartig/strukturiert, glatt, hell, dunkel, etc.

14 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Hinweise zur Erstellung der Zeichnungen 1:200 Achslinien Primärstruktur: 0,13 Strich-Punkt-Linie, rot Achslinien Sekundärstruktur: 0,13 Strich-Punkt-Linie, grau Tragwerksteile geschnitten: 0,35 Linie, schwarz Ansichtslinien 0,13 Linie, schwarz Ansichtslinien verdeckt 0,13 gestrichelte Linie, schwarz Bemaßung 0,13 Linie, schwarz Beschriftung Arial 9 Punkt, Planunterschriften Arial 18 Punkt Hinweise zur Erstellung der Zeichnungen 1:50 Achslinien Primärstruktur: 0,13 Strich-Punkt-Linie, rot Achslinien Sekundärstruktur: 0,13 Strich-Punkt-Linie, grau Tragwerksteile geschnitten: 0,35 Linie, schwarz Ansichtslinien 0,13 Linie, schwarz Ansichtslinien verdeckt 0,13 gestrichelte Linie, schwarz Bemaßung 0,13 Linie, schwarz Beschriftung Arial 9 Punkt, Planunterschriften Arial 18 Punkt Grafikbeispiele im Anhang

15 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Übung 2 - Holzskelettbau Aufgabenstellung Gegeben sind vier verschiedene Haustypologien, für die jeweils zwei alternative Struktursysteme in Holzskelettbauweise entwickelt werden sollen. Ziel der Aufgabe ist es, durch die Arbeit am Modell unterschiedliche Konstruktionsprinzipien im Holzskelettbau anhand vorgegebener Kubatur und Baukörpergeometrie anzuwenden. Durch die alternative Verwendung von unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien auf ein und dieselbe Baukörpergeometrie werden die Auswirkungen auf die prinzipielle Anordnung und Fügung von linearen Bauteilen (Stützen, Hauptträger, Nebenträger, Diagonalverbände) verdeutlicht. Typologien: Langhaus Hallenhaus (stützenfreier Grundriss) Hofhaus (Integration eines Innenhofes mit einer Fläche = 25% der Gesamtgrundfläche) Turmhaus (4 Geschosse, Integration einer Treppe) Ablauf Jede Gruppe entwickelt bis zum ersten Betreuungstermin für die der Gruppe zugewiesene Typologie zwei Struktursysteme in Holzskelettbau. Darstellung als Zeichnung im Maßstab M 1:100 (Aufsicht Trägerlage/ Längs- und Querschnitt) und Arbeitsmodell M 1:50. Material ausschließlich Holz, Grundplatte MDF. Die vorgegebenen Außenabmessungen sind dabei weitgehend einzuhalten. Die geometrische Grundordnung (Haupt- und Nebenraster) der Struktursysteme ist entsprechend zu entwickeln. Es sind alle Tragwerkselemente darzustellen, d.h. Stützen, Hauptträger, Nebenträger und Windaussteifungen sowie die primäre Eindeckung von Dach und Boden (Brettschalungen, Holzwerkstoffplatten) Schichtaufbauten wie Dämm- oder Dichtungsschichten sollen nicht dargestellt werden. Aus den zwei Alternativen wählt die Gruppe eine Alternative aus, die im zweiten Arbeitsschritt konstruktiv durchgearbeitet und zeichnerisch dargestellt wird. Dabei sind ein Grundriss (oder Trägerlage), zwei Schnitte im Maßstab 1:50 sowie Detailzeichnungen M 1:5 von allen relevanten Anschlusspunkten zu erstellen. In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt zu achten. Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden!

16 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Zeitlicher Ablauf: Bis zur 1.Betreuung: 2 alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100 und als Arbeitsmodell M 1:50. Bis zur 2.Betreuung: Konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung des ausgewählten Struktursystems Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen Leistungen alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100 und Arbeitsmodell M 1:50 Grundriss, Tragwerksaufsicht (Trägerlage), Längs- und Querschnitt M 1:50 des ausgewählten Systems, beschriftet und vermaßt. Detailzeichnungen M 1:5 (Verbindung Stütze Hauptträger, Nebenträger, Dachdecke, Aussteifungsmaßnahmen vertikal und horizontal; Stützenfußpunkt etc.) Alle Details mit Beschriftung, Materialangaben, Achsen, Maßangaben. Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein. Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1, 2 und 3. Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt. Abgabe: Dienstag, , Uhr im Lehrstuhl Bauko (ohne Modelle!) Kalkulation Zeitaufwand* Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung + Modelle) Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung: Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen: 40 h 60 h 20 h *Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.

17 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Vorgaben zu den Typologien Typologie 1: Langhaus Typologie 2: Hallenhaus

18 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Typologie 3: Hofhaus Typologie 4: Turmhaus

19 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Übung 3 - Stahlskelettbau Aufgabenstellung Für eine kleine Industrie-Halle mit einer stützenfreien Fläche von 250 m 2 und einer lichte Raumhöhe von 4,50 m, sollen zwei alternative Struktursysteme in Stahlskelettbauweise entwickelt werden. Ziel der Aufgabe ist es durch die Arbeit am Modell unterschiedliche Konstruktionsprinzipien im Stahlskelettbau anzuwenden und ein Verständnis für die materialspezifischen Füge- und Konstruktionsmethoden zu entwickeln. Durch die alternative Verwendung von unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien auf ein und dieselbe Baukörpergeometrie werden die Auswirkungen auf die prinzipielle Anordnung und Fügung von linearen Bauteilen (Stützen, Hauptträger, Nebenträger, Diagonalverbände) verdeutlicht. Bei der Entwicklung der zwei alternativen Struktursysteme ist darauf zu achten, dass ausschließlich Pendelstützen zum Einsatz kommen sollen, d.h. die Gesamtstruktur zwingend durch Diagonalverbände ausgesteift werden muss. Schwerpunkt der Aufgabenstellung ist die Entwicklung einfacher und sinnvoller Konstruktionssysteme. Es ist nur das Tragwerk in Stahlbauweise darzustellen, d.h. Stützen, Hauptund Nebenträger, Aussteifungsmaßnahmen, sowie die Eindeckung (Trapezblech oder Holzwerkstoffplatten). Es sollen handelsübliche Stahlprofile verwendet werden. Es soll keine statische Berechnung der Konstruktion durchgeführt werden. Angaben zu gängigen Profilen und für eine überschlägige grobe Vordimensionierung der Tragglieder können dem Arbeitsblatt Stahlbau und dem TWL-Tabellenbuch entnommen werden. Ablauf Jede Gruppe entwickelt bis zum ersten Betreuungstermin zwei alternative Struktursysteme in Stahlskelettbau. Darstellung als Zeichnung im Maßstab M 1:100 (Aufsicht Trägerlage/ Längs- und Querschnitt). Aus den zwei Alternativen wählt die Gruppe eine Alternative aus und stellt diese als Arbeitsmodell M 1:50 dar. Es sind alle Tragwerkselemente darzustellen, d.h. Stützen, Hauptträger, Nebenträger und Windaussteifungen sowie die primäre Eindeckung des Dachs (Trapezblech, Holzwerkstoffplatten). Schichtaufbauten wie Dämm- oder Dichtungsschichten sollen nicht dargestellt werden. Im zweiten Arbeitsschritt wird die ausgewählte Alternative konstruktiv durchgearbeitet und zeichnerisch dargestellt. Dabei sind ein Grundriss (oder Trägerlage), zwei Schnitte im Maßstab 1:50 sowie Detailzeichnungen M 1:5 von allen relevanten Anschlusspunkten zu erstellen. In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt zu achten.

20 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden Zeitlicher Ablauf: Bis zur 1. Betreuung: 2 alternative Struktursysteme Zeichnung M 1:100, eine ausgewählte Alternative als Arbeitsmodell M 1:50. Bis zur 2. Betreuung: Konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung des ausgewählten Struktursystems und der Anschlusspunkte. Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen. Leistungen alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100 eine ausgewählte Alternative als Arbeitsmodell M 1:50 Grundriss, Tragwerksaufsicht (Trägerlage), Längs- und Querschnitt M 1:50 des ausgewählten Systems, beschriftet und vermaßt. Detailzeichnungen M 1:5 (Verbindung Stütze Hauptträger, Nebenträger, Dachdecke, Aussteifungsmaßnahmen vertikal und horizontal; Stützenfußpunkt etc.) Alle Details mit Beschriftung, Materialangaben, Achsen, Maßangaben. Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein. Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1, 3 und 4. Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt. Abgabe: Dienstag, , Uhr im Lehrstuhl Bauko (ohne Modell) Kalkulation Zeitaufwand* Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung + Modelle) Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung: Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen: 40 h 60 h 20 h *Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.

21 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Übung 4 - Fassade 1 (Elementfassade) Aufgabenstellung Für die Nordfassade eines kleinen, dreigeschossigen Bürogebäudes soll eine Fassadenkonstruktion in Elementbauweise aus Holz entwickelt werden. Ziel der Aufgabe ist es, durch Untersuchung alternativer Elementtypen auf einem vorgegeben Fassadenraster und die anschließende konstruktive Bearbeitung von Regeldetails ein Verständnis für die Gestaltqualitäten und materialspezifischen Füge- und Konstruktionsmethoden von Elementfassaden in Holz zu entwickeln. Folgende Anforderungen und Randbedingungen sind festgelegt: Fassadenraster: 1,30 m, Geschosshöhe: 3,24 m Die Fassade ist die thermische Hülle des Gebäudes. Das bedeutet bei verglasten Elementen die Verwendung von Dreifachverglasungen, bei geschlossenen Elementen Dämmstoffstärken von ca cm) Ausreichende Belichtung und Möglichkeit der natürlichen Lüftung Es ist kein Sonnenschutz notwendig Die Befestigung der Elemente erfolgt ausschließlich an den Geschossdecken

22 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Zunächst ist ein Entwurf für die Fassade unter Berücksichtigung der Anforderungen und Randbedingungen zu entwickeln. Dabei sind die grundlegenden geometrischen Randbedingungen definiert (Fassadenraster: 1,30 m, Geschosshöhe: 3,24 m). Dies schließt nicht aus, dass die Elemente innerhalb dieser Grenzen weitere vertikale oder horizontale Teilungen aufweisen können. Bei der Erarbeitung des Entwurfs empfiehlt es sich, unterschiedliche Elementtypen in Alternativen zu untersuchen. Auf Basis des Fassadenentwurfs sind ein Fassadenschnitt mit Teilansicht M 1:20 und konstruktive Details im Maßstab 1:5 für zwei Regeldetails zu entwickeln. Bei der Durchbildung der Elemente ist zu berücksichtigen, dass die Elementpfosten statisch gesehen wie Einfeldträger mit einer Stützweite von Geschossdecke zu Geschossdecke funktionieren. Die Elementpfosten müssen also den wesentlichen Teil der Windlasten aufnehmen und in die Geschossdecken leiten. Daher sind für die Profile der Elementrahmen mindestens Abmessungen von b x t = 60 x 180 mm 2 anzunehmen. Bei der Entwicklung der Anschlüsse der Elemente untereinander und der Integration von Öffnungsflügeln in das Element sollte die leichte Bearbeitbarkeit von Holz genutzt werden. Falze, Nuten und Aussparungen lassen sich mit den gängigen Bearbeitungstechniken leicht herstellen. Für die Lage der Fassadenelemente in Bezug zur Geschossdecke gibt es zwei Möglichkeiten: a. Die Elemente werden direkt miteinander gefügt. Die Elementstoßfuge liegt dabei etwa in Höhe der des Fertigfußbodens b. Die Elemente enden jeweils an UK Geschossdecke und OKFF und werden mit einem Sonderelement im Bereich der Geschossdecke gefügt

23 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Ablauf Bis zum ersten Betreuungstermin entwickelt jede Gruppe einen Fassadenentwurf für die Nordfassade des vorgegebenen Gebäudes im Maßstab 1:50. Darstellung jeweils in Grundriss und Ansichten. Für den Fassadenentwurf sind Regeldetails 1:5 des horizontalen Elementstoßes und des Anschlusses an die Geschossdecke zu entwickeln. Bis zur Abgabe sind die vorgenannten Leistungen zu überarbeiten und ein Fassadenschnitt mit Teilansicht 1:20 zu entwickeln. Fassadenschnitt-Rohling mit Teilansicht und Grundrissausschnitt Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden. Zeitlicher Ablauf: Bis zur 1. Betreuung: Fassadenentwurf (Ansicht und Grundriss 1:50). Zwei Regeldetails 1:5. Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen 1:50, 1:20, 1:5.

24 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Leistungen 1. Fassadenentwurf und konstruktive Ausarbeitung: Ansicht und Teil-Grundriss (nur die Fassadenseite) M 1:50 Fassadenausschnitt mit Teilansicht und Teilschnitt vertikal + horizontal M 1:20 Regeldetail Anschluss Elementfassade / Geschossdecke Vertikalschnitt M 1:5 Regeldetail Elementstoß Horizontalschnitt M 1:5 Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat DIN-A1 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein. Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1. Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt. Abgabe: Dienstag, , Uhr im Lehrstuhl Bauko Kalkulation Zeitaufwand* Schritt 1: Fassadenentwurf Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung: Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen: 15 h 35 h 30 h *Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6. Folgende Unterlagen werden zur Bearbeitung als download zur Verfügung gestellt: Grundriss Regelgeschoss dwg Querschnitt dwg Fassadenschnitt-Rohling dwg

25 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Übung 5 - Fassade 2 (Pfosten-Riegel-Fassade) Aufgabenstellung Für eine Industriehalle mit Abmessungen von 22,5 x 12 m und einer Traufhöhe von etwa 5,30 m sollen zwei alternative Fassadenkonzepte in Pfosten-Riegel-Bauweise entwickelt werden. Ziel der Aufgabe ist es, durch Untersuchung alternativer Fassadeneinteilungen mit unterschiedlichen Proportionen, Anordnungen von Öffnungselementen und Sonnenschutzsystemen die geometrischen Abhängigkeiten zwischen Tragwerk und Hülle zu erkennen und ein Verständnis für die materialspezifischen Füge- und Konstruktionsmethoden von verglasten Fassadenkonstruktionen in Pfosten-Riegel-Bauweise zu entwickeln. Zunächst sind zwei gleichwertige Alternativentwürfe für die Fassade zu entwickeln. Dabei sind die Längsseiten als verglaste Fassadenfläche auszubilden. Die Schmalseiten des Gebäudes sind geschlossen, als hinterlüftete Fassaden durchzubilden. In allen Fassadenalternativen ist die Integration öffenbarer Elemente (Türen, Fenster, oder Lüftungsklappen, etc.) vorzusehen. Der Anteil an Lüftungselementen sollte mindestens bei 10% der Fassadenfläche liegen. Sonnenschutzmaßnahmen sind auf der SO-Seite des Gebäudes notwendig und mit einzuplanen. Die Zugänglichkeit der Halle ist durch Integration von mindestens zwei Doppeltürelementen zu gewährleisten.

26 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Die Lage der Fassade (vor, hinter oder zwischen den Stützen) ist unter Berücksichtigung der gegebenen Tragkonstruktion zu bestimmen. Neben Überlegungen zu Proportion und Gestalt sind bei der Aufteilung folgende Aspekte zu bedenken: Abstimmung der geometrischen Ordnung zwischen Fassade und Tragwerk Orientierung des Gebäudes Ausreichend Öffnungselemente zur natürlichen Lüftung, Zugang Möglichkeiten und Qualität der Belichtung Entwickeln Sie hierfür geeignete Anschlusspunkte / Details unter Berücksichtigung Ihres Tragwerks und Konstruktionsprinzips. Ablauf Bis zum ersten Betreuungstermin entwickelt jede Gruppe zwei unterschiedliche Fassadenalternativen im Maßstab 1:50, die sich in geometrischer Aufteilung, Lage zum Tragwerk, Anordnung und Art der offenen und geschlossenen Elemente und Sonnenschutzmaßnahmen deutlich unterscheiden. Darstellung jeweils in Grundriss und Ansichten. Entscheiden Sie sich dann innerhalb der Gruppe für eine Alternative, die weiter konstruktiv ausgearbeitet wird. Die Auswahl sollte aufgrund nachvollziehbarer Kriterien wie der technischen und funktionalen Brauchbarkeit, der Materialökonomie, der einfachen Herstellung und Montage, sowie der gestalterischen Qualität erfolgen. Diese ausgewählte Alternative wird im Maßstab 1:20 in Schnitt, Ansicht, Grundriss über Eck und im Maßstab 1:5 weiterbearbeitet. In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt zu achten. Räumliche Darstellungen von Knotenpunkten (Isometrien) können hilfreich sein. Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden. Zeitlicher Ablauf: Bis zur 1. Betreuung: 2 Alternative Fassadenentwürfe (Ansichten und Grundriss 1:50) Bis zur 2. Betreuung: Konstruktive Ausarbeitung der ausgewählten Alternativen M 1:20 bis 1:5 Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen

27 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Leistungen 1. 2 Alternative Fassadenentwürfe (jeweils Grundriss und 2 Ansichten) M 1:50 2. Konstruktive Ausarbeitung der ausgewählten Alternativen, jeweils: Grundriss und 2 Ansichten M 1:50 Fassadenausschnitt Glas-Fassade mit Teilansicht und Teilschnitt vertikal + horizontal M 1:20 Fußpunkt und oberer Anschluss (Dachrand) Glas-Fassade Vertikalschnitt M 1:5 Fassadenecke Horizontalschnitt M 1:5 Öffenbares Element: Horizontal- und Vertikalschnitt M 1:5 Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat DIN-A1 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein. Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 2. Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt. Abgabe: Dienstag, , Uhr im Lehrstuhl Bauko Kalkulation Zeitaufwand* Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung) Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung: Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen: 20 h 80 h 40 h *Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6. Folgende Unterlagen werden zur Bearbeitung als download zur Verfügung gestellt: Grundriss dwg Querschnitt dwg Ansicht dwg Fassadenschnitt-Rohling dwg

28 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Längsansicht und Querschnitt Fassadenschnitt-Rohling mit Teilansicht und Grundrissausschnitt

29 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Anhang Beispiel Darstellung M 1:200

30 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Beispiel Darstellung M 1:50

31 Konstruktion 2. Modul B1.5. Baukonstruktion I + II. WS 2014/15 + SS Beispiel Layout A2