KIB 2. Hochhausentwurf. Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka
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- Waldemar Baumann
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1 KIB 2 Hochhausentwurf Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka
2 Hochhaus Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 2
3 Hochhaus Grundrisse Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 3
4 Hochhaus Grundrisse Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 4
5 Hochhaus Grundrisse Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 5
6 Hochhaus Schnitte Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 6
7 Deckenlasten Eigengewicht vom Deckenaufbau (DIN EN /NA) g k,1 = 1,56 kn/m 2 g k,2 Eigengewicht der Decke muss selbst berechnet werden! γ G = 1,35 Teilsicherheitsbeiwert für Eigengewicht q k = 5,0 kn/m 2 Verkehrlasten γ Q = 1,5 Teilsicherheitsbeiwert für Nutzlasten Grundkombination: F Ed = (g k,1 + g k,2 )*γ G + q k *γ Q Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 7
8 Materialwerte Beschreibung Druckfes0gkeit/ Streckgrenze [N/mm 2 ] Elas0zitätsmodul [N/mm 2 ] Wichte γ [kn/m 3 ] Teilsicherheitsbeiwert Beton C 30/37 f ck = C 35/45 f ck = C 40/50 f ck = ,0 *25,0 für Stahlbeton 1,5 Baustahl S 235 f y = 235 S 275 f y = 275 S 355 f y = ,0 bis 78,5 1,0 *1,1 für Bleche Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 8
9 Bewehrung Steckgrenze f sk = 500 N/mm2 Teilsicherheitsbeiwert γ s = 1,15 Bewehrungsmatten è Stabbewehrung ê Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 9
10 Bleche Profilblech Ribdeck S60 Cofraplus 60 Cofrastra 70 Cofraplus 77 QuerschniTsform Dicke Fläche [cm 2 /m] Gewicht [kn/m 2 ] 0,90 11,71 0,093 28,0 1,00 13,01 0,103 28,0 1,20 15,70 0,124 28,0 0,75 10,29 0, ,3 0,88 12,17 0, ,3 1,00 13,91 0, ,3 0,75 11,95 0, ,4 1,00 16,22 0, ,4 0,75 12,16 0, ,67 0,88 14,27 0, ,67 1,00 16,21 0, ,67 Schwerpunkt von unten Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 10
11 Bleche Profilblech Cofrastra 40 QuerschniTsform Dicke Fläche [cm 2 /m] Gewicht [kn/m 2 ] 0,75 12,02 0, ,2 0,85 13,59 0, ,2 Schwerpunkt von unten Cofrastra 56 Holorib 51 Super Holorib 51 0,75 14,02 0, ,0 0,88 16,59 0, ,0 1,00 18,96 0, ,0 0,75 13,20 0,114 16,45 0,88 15,62 0,135 16,45 1,00 17,86 0,153 16,45 0,75 13,3 0,110 16,45 0,88 15,8 0,129 16,45 1,00 18,0 0,147 16,45 1,25 22,7 0,183 16,45 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 11
12 Sonderformen von Decken Decke QuerschniTsform Zulassung Addi0v Decke Z ETA-10_0113 Slim Floor Decke mit Cofraplus 220 Z Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 12
13 Stahlprofile (I-Träger) Profil HEA Höhe Breite Flanschdicke Stegdicke Radius Fläche [cm 2 ] Gewicht [kn/m] Trägheitsmoment I y /I z [cm 4 ] Widerstandsmoment im plas0schen Zustand W pl,y /W pl,z [cm 3 ] ,2 0, /134 83,01/41, ,3 0, / ,5/58, ,5 8, ,4 0, / ,5/84, ,8 0, / ,1/117, , ,3 0, / ,9/156, , ,8 0, / ,5/203, ,3 0, / ,5/270, , ,8 0, / ,6/351, ,5 12, ,8 0, / ,8/430, ,3 0, / /518, , , / /641, , , / /709,7 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 13
14 Stahlprofile (I-Träger) Profil HEA Höhe Breite Flanschdicke Stegdicke Radius Fläche [cm 2 ] Gewicht [kn/m] Trägheitsmoment I y /I z [cm 4 ] Widerstandsmoment im plas0schen Zustand W pl,y /W pl,z [cm 3 ] ,5 16, , / /755, , , / /802, , / /872, , , / /965, , / / , , / / , / / , , / / , , / / , / / , / / , , / /1470 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 14
15 Stahlprofile (I-Träger) Profil HEB Höhe Breite Flanschdicke Stegdicke Radius Fläche [cm 2 ] Gewicht [kn/m] Trägheitsmoment I y /I z [cm 4 ] Widerstandsmoment im plas0schen Zustand W pl,y /W pl,z [cm 3 ] , / ,2/51, , , / ,2/80, , / ,4/119, ,3 0, / / , ,3 0, / ,4/ ,1 0, / ,5/305, , , / /393, , / /498, , , / /602, , , / /717, , / /870, ,5 20, , / /939,1 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 15
16 Stahlprofile (I-Träger) Profil HEB Höhe Breite Flanschdicke Stegdicke Radius Fläche [cm 2 ] Gewicht [kn/m] Trägheitsmoment I y /I z [cm 4 ] Widerstandsmoment im plas0schen Zustand W pl,y /W pl,z [cm 3 ] , , / /985, ,5 22, , / / , , / / , / / , , / / , / / , , / / , / / , / / , , / / , , / / , / /1716 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 16
17 Stahlprofile (Hohlprofile mit kreisförmigem Querschnitt) Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 17
18 Stahlprofile (Hohlprofile mit quadratischem Querschnitt) Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 18
19 Stahlprofile (Gleichschenkliger Winkelstahl) Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 19
20 Stahlprofile (Gleichschenkliger Winkelstahl) Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 20
21 Stahlprofile (UPE-Profile) Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 21
22 Zuordnung zu den Knickspannungslinien nach EC Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 22
23 Zuordnung zu den Knickspannungslinien nach EC Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 23
24 Knickspannungslinien Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 24
25 Windlasten Folgende Windlasten wirken auf das Hochhaus (Windzone 4, Geländekategorie I; DIN EN , DIN EN /NA): Höhe z [m] Winddruck w e [kn/m 2 ] 10 2, , , , , , , , , , , ,37 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 25
26 Abminderung der Nutzlast bei der Bemessung der Stützen Bei der Berechnung der Normalkraft im Erdgeschoss ist folgendes zu beachten: Ab dem 6. Geschoss: Gesamtlast mit Nutzlast q=2,5 kn/m 2 Erste 5 Geschosse: Gesamtlast mit Nutzlast q=5 kn/m 2 15 m Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 26
27 Theorie 2. Ordnung (P-Δ Effekt) Theorie 1. Ordnung (ohne Krümmung): Theorie 2. Ordnung (mit Krümmung Δ): M2 = M1 + P*Δ Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 27
28 Herstellungswerte Folgende Herstellungskosten sind zu nehmen, um Kostenplan zu erstellen: Material Herstellungswert / eingebautes Material Baustahl 2000 /Tonne Stahlbeton 190 /m 3 Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 28
29 Referenzen [1] DIN EN 1990 Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung [2] DIN EN 1991 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke [3] DIN EN 1992 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken [4] DIN EN 1993 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten [5] DIN EN 1994 Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton [6] Schneider Bautabellen für Ingenieure [7] ArcelorMittal [8] Montana Bausysteme [9] Hoesch Bausysteme [10] Richard Lees Decking Prof. Dr.-Ing. Dorka Fachgebiet Stahl- & Verbundbau 29
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