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Konstruktion und Bemessung von Holzbauten

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<strong>Konstruktion</strong> <strong>und</strong> <strong>Bemessung</strong> <strong>von</strong> <strong>Holzbauten</strong><br />

Holzbausysteme<br />

Aussteifungsregeln<br />

Konstruieren im Raster<br />

<strong>Bemessung</strong> <strong>von</strong> Balken<br />

<strong>Bemessung</strong> <strong>von</strong> Stützen


Holzbausysteme<br />

Blockbau


Blockbau<br />

Entwicklung der Wandquerschnitte


Verzinkung


Peter Zumthor, Wohnhaus in Jenaz


Peter Zumthor, Wohnhaus in Jenaz


Peter Zumthor, Wohnhaus in Jenaz


Anton Lanzinger, Wohnhaus in Tirol


Querdruckproblematik beim Holz<br />

übereinandergestapelte<br />

Stämme<br />

Fensterdetail:<br />

Anton Lanzinger, Wohnhaus in Tirol


Fachwerkbau


Fachwerkbau


Zapfenverbindung<br />

bei Pfosten, Schwelle<br />

<strong>und</strong> Rähm


Baloon-Frame Platform-Frame


Ständerbau USA


Ständerbau USA


Richard Meier, Saltzam house, 1969


Rahmenbau/<br />

Ständerbau


Systemaufbau Holzrahmenbauwand<br />

Rähm<br />

Fußschwelle


Gebäudegefüge


Tafelbau - Montage Wandelemente


Tafelbau


Tafelbau<br />

Kleintafeln<br />

Großtafeln<br />

Raumzellen


Holzrahmenbau/Ständerbau/Tafelbau<br />

-<br />

Traggerippe mit engen Abständen<br />

- Kleinformatige, standardisierte Querschnitte<br />

-<br />

-<br />

Gebäudeaussteifung durch Beplankung (Scheibenbildung)<br />

Stockwerksweiser Aufbau<br />

- <strong>Konstruktion</strong> beidseitig bekleidet<br />

- Hoher Vorfertigungsgrad<br />

- geringe Flexibilität


Skelettbau<br />

Katsura, Kyoto


Skelettbau<br />

Kenzo Tange, Haus in Tokio, 1957


Skelettbau


<strong>Konstruktion</strong>sarten im Skelettbau<br />

Doppelträger (Zange) <strong>und</strong> Stütze


<strong>Konstruktion</strong>sarten im Skelettbau<br />

Doppelstütze <strong>und</strong> Träger


<strong>Konstruktion</strong>sarten im Skelettbau<br />

Stütze <strong>und</strong> aufliegender Träger


<strong>Konstruktion</strong>sarten im Skelettbau<br />

Stütze <strong>und</strong> anschließender Träger


Skelettbau<br />

-<br />

Stabförmige Tragkonstruktion<br />

- Tragendes Skelett <strong>und</strong> Raumabschluss <strong>von</strong>einander unabhängig<br />

-<br />

-<br />

Gr<strong>und</strong>rissgestaltung variabel<br />

Holzskelett sichtbar oder verkleidet<br />

- Primärkonstruktion mit großen Rasterabständen<br />

- Verbindungen vorwiegend mit Stahlteilen


Massivholzbau


Massivholzelemente<br />

Brettstapel Brettsperrholz


Großformatige Platten<br />

Brettsperrholz


Wohnanlage Spöttelgasse, Wien, Architekt Hubert Ries


Massivholzbau<br />

-<br />

Tragwerksschicht aus massiver, flächiger Platte<br />

- Gebäudeaussteifung durch Flächentragwerk<br />

-<br />

Stockwerksweiser Aufbau<br />

- Tragende Platten verkleidet oder sichtbar<br />

- Hoher Vorfertigungsgrad


Zusammenfassung Holzbausysteme<br />

Traditioneller Holzbau<br />

- Blockbau<br />

- Fachwerkbau<br />

- Ständerbau(Balloon-<br />

Moderner Holzbau<br />

- Rahmenbau/Ständerbau/Tafelbau<br />

- Skelettbau<br />

- Massivholzbau<br />

<strong>und</strong> Plattformframe) in den USA


Holzbausysteme<br />

Vorfertigungsgrad


Lage des Tragwerks<br />

innenliegend In der Wand außenliegend


Lage des Tragwerks<br />

innenliegend<br />

In der Wand<br />

außenliegend


FREI OTTO, MUTSCHLER, LANGNER, WESSA, OVE ARUP MULTIHALLE MANNHEIM 1975


Aussteifungsregeln


ausgehend <strong>von</strong> einer Deckenscheibe:<br />

3 Wände (4 Wände ohne Deckenscheibe)<br />

in mindestens 2 Richtungen<br />

deren Achsen sich nicht in einem Punkt schneiden


Konstruieren im Raster


<strong>Bemessung</strong> <strong>von</strong> <strong>Holzbauten</strong>


Primärtragkonstruktion<br />

1 Stütze<br />

2 Träger / Zange<br />

3 Träger / Wandpfette<br />

4 Firstpfette<br />

Sek<strong>und</strong>ärtragkonstruktion<br />

5 Deckenbalken<br />

6 Sparren


Balkenbemessung<br />

h = l/20<br />

ausgehend <strong>von</strong> :<br />

Lasteinzugsbreite (ca. 5 m Balkenabstand)<br />

Statisches System (Einfeld- Mehrfeldträger)<br />

Holzart <strong>und</strong> Qualität (KVH, BSH, etc.)<br />

b = ca. 0,4-0,6 h<br />

3<br />

I = b x h /12<br />

Trägheitsmoment


Statisches System


Beispielhafte <strong>Bemessung</strong> - Dachsparren


Beispielhafte <strong>Bemessung</strong> - Firstpfette<br />

h (BSH) = 0,8 x h (KVH)


Beispielhafte <strong>Bemessung</strong> - Traufpfette


Fachwerkträger<br />

Wandartiger Träger


Sützenbemessung<br />

Stützenquerschnitt abhänig <strong>von</strong>:<br />

Stützenlast - Stützenraster (Lasteinzugsfläche)<br />

Stützenquerschnitt (rechteckig/quadratisch/r<strong>und</strong>,etc.)<br />

Holzart <strong>und</strong> Qualität (KVH, BSH, etc.)<br />

Knicklänge (Halterung der Stütze)


Knickrichtung abhängig vom Querschnitt


Sützenbemessung


Sützenbemessung<br />

Ca. Stützenquerschnitte bei 5/5 m Stützenraster<br />

Stützenquerschnitt abhängig <strong>von</strong> der Lasteinzugsfläche (Stützenraster) <strong>und</strong> Holzqualität!!!


Sützenbemessung - Eulerfälle


Zusammenhang <strong>von</strong> Entwurf <strong>und</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Entwurfsbedingungen für Wahl des <strong>Konstruktion</strong>ssystems:<br />

Raumsystem <strong>und</strong> Gr<strong>und</strong>riss<br />

Spannweiten <strong>und</strong> Lasten<br />

Sichtbarkeit der <strong>Konstruktion</strong><br />

Größe <strong>und</strong> Art der Öffnungen<br />

Lage <strong>und</strong> Art der Raumhülle<br />

Vorfertigungsgrad<br />

Baukosten <strong>und</strong> Zeitplan


Literatur zur Vorlesung<br />

„Holzbau mit System“; Josef Kolb; 2007<br />

„Holzbau Atlas Zwei“; Natterer, Herzog, Volz, u.a.; 1991<br />

„Architektur konstruieren“; Andrea Deplazes (Hrsg.), 2005<br />

„Gr<strong>und</strong>lagen der Architektur“; Kenneth Frampton; 1993<br />

„Holz Pionier Architektur“, Werner Blaser; 1995

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