Studienbrief Bautechnik für Nichttechniker - HypZert GmbH

Studienbrief
Bautechnik
für Nichttechniker
Dipl.-Ing.-Päd. Bernd Milke
1. Auflage
Stand: Januar 2008
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HypZert GmbH
Georgenstraße 21, 10117 Berlin

Inhaltsverzeichnis
Vorwort __________________________________________________ 11
1 Allgemeine Baustoffeigenschaften und -kenngrößen ___ 13
1.1 Festigkeitslehre________________________________________ 13
1.1.1 Dichte _________________________________________ 13
1.1.2 Festigkeit _______________________________________ 13
1.1.3 Zugfestigkeit ____________________________________ 13
1.1.4 Druckfestigkeit __________________________________ 14
1.1.5 Biegefestigkeit___________________________________ 14
1.1.6 Schlagfestigkeit __________________________________ 14
1.1.7 Härte __________________________________________ 14
1.2 Kapillarität ___________________________________________ 15
1.3 Wärmelehre __________________________________________ 15
1.3.1 Wärmeströmung _________________________________ 15
1.3.2 Wärmestrahlung _________________________________ 15
1.4 Schall _______________________________________________ 15
2 Bausteine _______________________________________ 16
2.1 Die wichtigsten gesteinsbildenden Mineralien________________ 16
2.2 Die drei Gesteinsgruppen ________________________________ 16
2.3 Übersicht über die wichtigsten Gesteine ____________________ 17
2.4 Verwendung natürlicher Bausteine (Beispiele) _______________ 18
2.5 Künstlich hergestellte Steine _____________________________ 18
2.5.1 Keramische Baustoffe _____________________________ 18
2.5.2 Rohstoffe_______________________________________ 19
2.5.3 Mineralisch gebundene Baustoffe ____________________ 21
3 Bindemittel ______________________________________ 23
3.1 Baugips______________________________________________ 23
3.1.1 Rohstoff________________________________________ 23
3.1.2 Erhärten des Gipses_______________________________ 23
3.1.3 Gipssorten ______________________________________ 24
3.2 Anhydritbinder ________________________________________ 24
3.3 Baukalk______________________________________________ 24
3.3.1 Rohstoffe und Herstellung__________________________ 24
3.3.2 Luftkalke _______________________________________ 25
3.3.3 Hydraulisch erhärtende Kalke_______________________ 25
3.3.4 Handelsformen der Kalke __________________________ 26
3.4 Zemente _____________________________________________ 26
3.4.1 Zementarten_____________________________________ 27
3.4.2 Prüfung von Zement ______________________________ 27
Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
� HypZert GmbH, Berlin 3

Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
4 Zuschläge für Mörtel und Beton ____________________ 28
4.1 Natürliche Zuschläge ___________________________________ 28
4.2 Künstliche Zuschläge ___________________________________ 28
4.3 Anforderungen an Zuschläge für Beton _____________________ 29
4.4 Korngrößenverteilung __________________________________ 29
5 Mörtel __________________________________________ 30
5.1 Bestandteile des Mörtels ________________________________ 30
5.2 Mörtelarten___________________________________________ 31
5.2.1 Nichthydraulische Mörtel __________________________ 31
5.2.2 Hydraulische Mörtel ______________________________ 32
5.2.3 Mauermörtel ____________________________________ 32
5.2.4 Putzmörtel ______________________________________ 32
5.2.5 Sonstige Mörtel __________________________________ 33
5.3 Estriche______________________________________________ 33
6 Beton __________________________________________ 34
6.1 Einflussfaktoren auf die Betoneigenschaften _________________ 34
6.1.1 Zement ________________________________________ 34
6.1.2 Zuschläge ______________________________________ 35
6.2 Betoneigenschaften ____________________________________ 35
7 Stahlbeton und Spannbeton _______________________ 38
7.1 Stahlbeton____________________________________________ 38
7.2 Spannbeton-Bauteile ___________________________________ 39
8 Eisen und Stahl __________________________________ 40
8.1 Vom Erz zum Roheisen _________________________________ 40
8.2 Vom Roheisen zum Gusseisen ____________________________ 40
8.3 Formgebung von Stahl __________________________________ 42
8.4 Einteilung von Stahl ____________________________________ 43
8.5 Wichtige Handelsformen des Baustahls_____________________ 43
8.6 Betonstahl____________________________________________ 44
8.7 Spannbetonstahl _______________________________________ 45
8.8 Korrosionsschutz ______________________________________ 45
8.9 Brandschutz __________________________________________ 45
9 Nichteisenmetalle ________________________________ 47
9.1 Aluminium ___________________________________________ 47
9.1.1 Verwendung im Bauwesen _________________________ 47
9.2 Magnesium___________________________________________ 47
9.2.1 Verwendung im Bauwesen _________________________ 48
9.3 Blei _______________________________________________ 48
9.4 Zink _______________________________________________ 48
9.5 Zinn _______________________________________________ 49
9.6 Kupfer_______________________________________________ 49
4 � HypZert GmbH, Berlin

10 Kunststoffe (Plastik) ______________________________ 50
11 Dämm- und Abdichtstoffe__________________________ 51
11.1 Wärmeschutz _________________________________________ 51
11.1.1 Wärmeleitung __________________________________ 51
11.1.2 Wärmeübergang ________________________________ 51
11.1.3 Wärmedurchgang _______________________________ 51
11.1.4 Wärmedämmstoffe ______________________________ 52
11.2 Schallschutz __________________________________________ 52
11.2.1 Schalldruckpegel________________________________ 52
11.2.2 Lautstärkepegel _________________________________ 52
11.2.3 Luftschallschutz ________________________________ 52
11.2.4 Trittschallschutz ________________________________ 53
11.3 Abdichtung ___________________________________________ 53
12 Bauholz_________________________________________ 54
12.1 Aufbau des Holzes _____________________________________ 54
12.2 Holzarten und ihre Anwendung ___________________________ 55
12.3 Güte- und Schnittklassen ________________________________ 55
12.4 Vergütetes Vollholz ____________________________________ 56
12.5 Holzwerkstoffe ________________________________________ 56
12.5.1 Sperrholz______________________________________ 56
12.5.2 Holzspanplatten_________________________________ 57
12.5.3 Holzfaserplatten ________________________________ 57
13 Bauglas_________________________________________ 58
13.1 Allgemeines __________________________________________ 58
13.2 Flachglas_____________________________________________ 58
13.2.1 Rohstoffe______________________________________ 58
13.2.2 Arten und Eigenschaften__________________________ 58
13.3 Sicherheitsgläser_______________________________________ 59
13.4 Isoliergläser __________________________________________ 59
13.5 Brandschutzgläser______________________________________ 59
13.6 Pressglas _____________________________________________ 59
13.6.1 Glasbausteine __________________________________ 59
13.6.2 Glasfliesen_____________________________________ 59
13.7 Glasfasern____________________________________________ 60
13.8 Schaumglas___________________________________________ 60
14 Erd- und Grundbau _______________________________ 61
14.1 Baugrund ____________________________________________ 61
14.1.1 Beschaffenheit des Baugrundes ____________________ 61
14.1.2 Beanspruchung des Baugrundes ____________________ 61
14.1.3 Einteilung der Böden ____________________________ 62
14.1.4 Tragfähigkeit des Baugrundes______________________ 63
14.1.5 Setzungsverhalten _______________________________ 63
Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
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Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
14.2 Gründung ____________________________________________ 63
14.2.1 Zusammenhang zwischen Baugrund
und Gründungsart _______________________________ 63
14.2.2 Flachgründungen________________________________ 64
14.2.3 Anforderungen an Fundamente_____________________ 64
14.2.4 Tiefgründungen_________________________________ 65
14.2.5 Senkrechter Verbau______________________________ 65
14.2.6 Trägerbohlwände _______________________________ 65
14.2.7 Schlitzwände___________________________________ 65
14.2.8 Unterfangungen_________________________________ 65
14.3 Erdarbeiten ___________________________________________ 66
14.3.1 Baugrube______________________________________ 66
14.3.2 Verdichten des Bodens ___________________________ 66
15 Mauerwerksbau__________________________________ 67
15.1 Anforderungen an Mauerwerk ____________________________ 67
15.1.1 Statische Anforderungen__________________________ 67
15.1.2 Bauphysikalische Anforderungen___________________ 67
15.2 Wandarten ___________________________________________ 67
15.2.1 Tragende Wände ________________________________ 68
15.2.2 Aussteifende Wände _____________________________ 69
15.2.3 Nichttragende Wände ____________________________ 69
15.2.4 Brandwände ___________________________________ 69
15.3 Standsicherheit ________________________________________ 69
15.3.1 Räumliche Steifigkeit ____________________________ 69
15.3.2 Ringbalken ____________________________________ 70
15.3.3 Ringanker _____________________________________ 70
15.4 Besondere Mauerwerkskonstruktionen _____________________ 70
15.4.1 Einschaliges Außenmauerwerk_____________________ 70
15.4.2 Zweischaliges Außenmauerwerk ___________________ 71
15.4.3 Kelleraußenwände_______________________________ 72
15.4.4 Bewehrtes Mauerwerk ___________________________ 72
15.4.5 Zweischalige Haustrennwände _____________________ 72
15.5 Überdeckung von Maueröffnungen ________________________ 72
15.5.1 Stahlbetonstürze ________________________________ 72
15.5.2 Stahlträger_____________________________________ 72
15.5.3 Ziegelstürze____________________________________ 73
15.5.4 Mauerbogen ___________________________________ 73
15.6 Ausführung von Mauerwerk______________________________ 73
15.6.1 Rezeptmauerwerk und Mauerwerk
nach Eignungsprüfung ___________________________ 73
15.6.2 Mauermörtel ___________________________________ 74
15.6.3 Ausführung der Stoß- und Lagerfugen _______________ 74
15.6.4 Verbände______________________________________ 75
15.6.5 Sicht- und Verblendmauerwerk ____________________ 75
15.6.6 Anschlüsse von Mauerwerk an andere Bauteile ________ 76
15.6.7 Natursteinmauerwerk ____________________________ 76
15.6.8 Ausführungsregeln für Natursteinmauerwerk__________ 77
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16 Beton- und Stahlbetonbau _________________________ 79
16.1 Schalung _____________________________________________ 79
16.1.1 Systemlose Schalung_____________________________ 79
16.1.2 Systemschalung_________________________________ 79
16.1.3 Sonderschalung _________________________________ 79
16.1.4 Ausschalen ____________________________________ 80
16.1.5 Schalungspläne _________________________________ 80
16.1.6 Besondere Betonierverfahren ______________________ 80
16.1.7 Leichtbeton ____________________________________ 81
16.1.8 Porenbeton ____________________________________ 81
16.2 Bewehrung ___________________________________________ 82
16.2.1 Betonstahlmatten________________________________ 82
16.2.2 Bewehrungsrichtlinien ___________________________ 82
16.2.3 Darstellung der Bewehrung in Bauzeichnungen________ 85
16.2.4 Beton- und Stahlbetonwände ______________________ 85
16.2.5 Wandarten_____________________________________ 85
16.2.6 Ausführung von Beton- und Stahlbetonwänden ________ 87
16.2.7 Stützwände ____________________________________ 87
16.3 Balken und Decken_____________________________________ 88
16.3.1 Balken in Stahlbeton _____________________________ 88
16.3.2 Decken in Stahlbeton ____________________________ 89
16.4 Stahlbetonstützen ______________________________________ 90
16.4.1 Krafteinleitung _________________________________ 90
16.4.2 Tragverhalten __________________________________ 90
16.4.3 Bewehrung nach DIN 1045________________________ 90
16.4.4 Betonieren einer Stütze ___________________________ 91
16.4.5 Stützenfundamente ______________________________ 91
16.5 Spannbeton ___________________________________________ 91
16.5.1 Allgemeines ___________________________________ 91
16.5.2 Schwinden und Kriechen des Betons ________________ 92
16.5.3 Vorspannarten __________________________________ 92
16.5.4 Spanngliedführung ______________________________ 92
16.5.5 Spannstähle ____________________________________ 92
16.5.6 Verbund zwischen Spannstahl und Beton_____________ 93
16.5.7 Vorteile des Spannbetons und Anwendungsgebiete _____ 93
16.6 Stahlbeton – Montagebau ________________________________ 94
16.6.1 Bausysteme des Montagebaus______________________ 94
16.6.2 Herstellung der Fertigteile ________________________ 94
16.6.3 Ausführung ____________________________________ 95
16.7 Betonkorrosion und Betoninstandsetzung ___________________ 97
16.7.1 Betonkorrosion _________________________________ 97
16.7.2 Ursachen der Betonkorrosion ______________________ 98
16.7.3 Vorbeugender Betonschutz ________________________ 98
16.7.4 Betoninstandsetzung _____________________________ 98
Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
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Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
17 Holzkonstruktionen ______________________________ 100
17.1 Dachkonstruktionen ____________________________________ 100
17.1.1 Dachformen ___________________________________ 100
17.1.2 Pfettendachstühle _______________________________ 100
17.1.3 Sparren- und Kehlbalkendächer ____________________ 101
17.1.4 Dachbinder ____________________________________ 103
17.1.5 Traufe und Ortgang______________________________ 104
17.1.6 Dachflächenfenster, Dachgauben, Dacheinschnitte _____ 105
17.1.7 Dachdeckungen_________________________________ 106
17.2 Holzbalkendecken _____________________________________ 108
17.2.1 Anforderungen _________________________________ 108
17.2.2 Bezeichnungen _________________________________ 108
18 Treppenbau _____________________________________ 111
18.1 Bezeichnungen und Vorschriften __________________________ 111
18.2 Treppenformen ________________________________________ 112
18.3 Treppenregeln_________________________________________ 112
18.4 Treppenarten__________________________________________ 113
18.4.1 Treppenarten nach Konstruktion____________________ 113
18.4.2 Stufenarten ____________________________________ 114
18.4.3 Gemauerte Treppen______________________________ 114
18.4.4 Werksteintreppen _______________________________ 114
18.4.5 Treppen aus Stahlbeton (Ortbeton)__________________ 114
18.4.6 Keilstufentreppe ________________________________ 114
18.4.7 Laufträgertreppe (Lamellentreppe)__________________ 114
18.4.8 Stahltreppen ___________________________________ 115
18.4.9 Holztreppen____________________________________ 115
19 Stahlbau________________________________________ 116
19.1 Werkstoffe des Stahlbaus ________________________________ 116
19.2 Verbindungen des Stahlbaus _____________________________ 116
19.2.1 Schweißen_____________________________________ 116
19.2.2 Verbindungen mit Schrauben ______________________ 117
19.3 Knotenausbildungen____________________________________ 117
20 Ausbau_________________________________________ 118
20.1 Putze _______________________________________________ 118
20.1.1 Putzanwendung_________________________________ 118
20.1.2 Putzarten ______________________________________ 119
20.1.3 Putzweise und Putzsysteme _______________________ 119
20.1.4 Allgemeine Anforderungen________________________ 119
20.1.5 Putzgrund _____________________________________ 119
20.1.6 Innenputz _____________________________________ 119
20.1.7 Außenputz_____________________________________ 120
20.1.8 Trockenputz ___________________________________ 120
20.2 Fassadenbekleidungen __________________________________ 120
20.2.1 Arten _________________________________________ 121
8 � HypZert GmbH, Berlin

20.3 Estrich_______________________________________________ 121
20.3.1 Art und Verwendung_____________________________ 121
20.3.2 Zementestrich __________________________________ 122
20.3.3 Anhydritestrich _________________________________ 122
20.3.4 Gussasphaltestrich_______________________________ 122
20.3.5 Verbundestrich _________________________________ 122
20.3.6 Estrich auf Trennschicht __________________________ 123
20.3.7 Schwimmender Estrich ___________________________ 123
20.3.8 Fertigteilestrich _________________________________ 124
20.3.9 Fugen_________________________________________ 124
20.3.10 Fließestrich ____________________________________ 124
20.4 Fußboden ____________________________________________ 124
20.4.1 Sonderkonstruktionen ____________________________ 124
20.4.2 Aufbau mit Fußbodenheizung______________________ 125
20.5 Fliesenarbeiten ________________________________________ 125
20.6 Fenster und Verglasung _________________________________ 126
20.7 Türen _______________________________________________ 127
20.8 Haustechnik __________________________________________ 128
20.8.1 Hausanschlussraum______________________________ 129
20.8.2 Sanitärinstallation _______________________________ 129
20.8.3 Gasinstallation__________________________________ 129
20.8.4 Elektroinstallation _______________________________ 130
20.8.5 Heizungsanlagen ________________________________ 130
20.8.6 Lüftungs- und Klimaanlagen_______________________ 131
21 Bautenschutz ____________________________________ 132
21.1 Schallschutz/Raumakustik _______________________________ 132
21.1.1 Luftschallschutz ________________________________ 133
21.1.2 Trittschallschutz ________________________________ 133
21.1.3 Raumakustik ___________________________________ 133
21.2 Wärmeschutz _________________________________________ 133
21.3 Brandschutz __________________________________________ 134
21.4 Feuchtigkeitsschutz ____________________________________ 134
22 Baumängel und -schäden__________________________ 136
22.1 Definition von Mängel und Schäden _______________________ 136
22.1.1 Gesetzliche Grundlagen __________________________ 136
22.1.2 Allgemein anerkannte Regeln der Bautechnik _________ 136
22.1.3 Bauschaden ____________________________________ 137
22.1.4 Musterbauordnung ______________________________ 137
22.1.5 Weitere Begriffe ________________________________ 138
22.1.6 Überlegungen bei Mängel und Schäden ______________ 138
23 Die Sanierung von Schäden und Mängeln ____________ 139
23.1 Grundlagen der Sanierung _______________________________ 139
23.2 Die Wirtschaftlichkeit von Sanierungen_____________________ 139
23.3 Die Alterung von Gebäuden______________________________ 140
23.4 Schadbereiche an Wohnhäusern in Abhängigkeit vom Baujahr __ 144
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Bautechnik für Nichttechniker
Inhaltsverzeichnis
23.5 Gebäudemängelbereiche ________________________________ 145
23.5.1 Mängel nach Gebäudetypen _______________________ 146
23.5.2 Checklisten für Besichtigungen ____________________ 146
23.5.3 Sanierungsverfahren _____________________________ 147
23.6 Ausgewählte Bauschäden________________________________ 148
23.6.1 Ausblühungen __________________________________ 148
23.6.2 Rissbildung an Innenwänden ______________________ 148
23.6.3 Betonaussprengungen ____________________________ 149
23.6.4 Schwitzwasserkorrosion __________________________ 149
23.6.5 Ablösen von Fußbodenbelag am Beispiel
von Tennisbelag ________________________________ 150
23.6.6 Stockfleckenbildung _____________________________ 150
24 Baukonstruktive Besonderheiten von Nichtwohnbauten 157
24.1 Pflegeheime __________________________________________ 157
24.1.1 Bauliche Konzeption_____________________________ 157
24.1.2 Bauliche Voraussetzungen nach
DIN 18024 und 18025 ___________________________ 157
24.2 Discountmärkte _______________________________________ 167
24.2.1 Bauliche Konzeption_____________________________ 167
24.2.2 Aufbau _______________________________________ 167
24.2.3 Innenausbau ___________________________________ 168
24.3 Hotels _______________________________________________ 169
24.3.1 Bauliche Konzeption_____________________________ 169
24.3.2 Ausbau _______________________________________ 172
24.3.3 Versorgung ____________________________________ 174
Anhang 1: Instandsetzungs- und Modernisierungskosten
Preisbasis 2000 (inkl. USt.) in Euro ____________________________ 175
Anhang 2: Energieausweis____________________________________ 184
Literaturverzeichnis _________________________________________ 187
Stichwortverzeichnis ________________________________________ 188
Abbildungs- und Tafelverzeichnis _____________________________ 190
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