Die Hybridbauweise, bei der nichttragende Außenwandelemente in Holzrahmenbauweise an die Stahlbetonkonstruktion in Skelett- und Schottenbauweise befestigt werden, ist eine immer beliebter werdende Bauweise im Geschossbau in Deutschland. Sie überzeugt durch hervorragende physikalische Eigenschaften und kurze Bauzeiten durch Vorfertigung. Durch den hohen Vorfertigungsgrad und die Verbindung zweier Gewerke ist dafür allerdings sehr sorgfältige Planung erforderlich, besonders für die Detailausbildung der Bauteilanschlüsse. Um diesen Planungsaufwand zu verringern, werden in dieser Arbeit die Anschlüsse hinsichtlich möglicher Befestigungsmittel und -systeme typisiert. Es werden zunächst die Grundlagen der Hybridbauweise und ihren Komponenten dargestellt und die für das Bauen mit vorgefertigten Elementen besonders wichtigen Maßtoleranzen näher erläutert. Es werden unterschiedliche Befestigungsmittel bzw. -systeme und ihre Eigenschaften dargestellt, ehe der Montageablauf und die statische Bemessung für die beiden Systemvarianten mit vorgehängten und eingestellten Außenwandelementen beschrieben werden.
The hybrid construction, where non-load bearing exterior wall elements in timber frame are attached to the reinforced concrete structure in skeletal or wall construction, is an increasingly popular design in multi-storey building in germany. It impresses with excellent physical properties and short construction time, because of prefabrication. But due to the high level of prefabrication and the connection of two trades, very careful planning is necessary, particularly for the detailed design of the component connections. To reduce this planning effort, the connections are typed regarding possible fasteners and fastening systems in this thesis. It presents the basics of hybrid construction and its components and explains the dimensional tolerances, which are very important for building with prefabricated elements. There are shown different fasteners and fastening systems and their properties before the assembly process and the structural design are described for the two system variants of curtain walls and in-fill-wall-panels.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Komponenten der Hybridbauweise
2.1 Bauen mit vorgefertigten Elementen
2.2 Tragsystem aus Beton
2.2.1 Skelettbauweise
2.2.2 Schottenbauweise
2.3 Außenwand aus Holzrahmenbauelementen
3 Systemvarianten
3.1 Variante „vorgehängt“
3.2 Variante „eingestellt“
4 Maßtoleranzen
4.1 Grundlagen
4.2 Toleranzen bei der Hybridbauweise
5 Befestigungsmittel und -systeme
5.1 Befestigung am Holzrahmenelement
5.2 Befestigung an der mineralischen Tragstruktur
5.2.1 Nachträglich montierte Befestigungsmittel
5.2.2 Einbetonierte Befestigungsmittel
5.2.3 Zusammenfassung der Eigenschaften
6 Typisierung der Bauteilanschlüsse
6.1 Montage und Parameter
6.1.1 Eingestellte Variante
6.1.2 Vorgehängte Variante
6.2 Lastannahmen
6.3 Statische Bemessung
6.3.1 Eingestellte Variante
6.3.2 Vorgehängte Variante
7 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Herausforderungen bei der Verbindung von nichttragenden Außenwandelementen in Holzrahmenbauweise an Stahlbeton-Tragkonstruktionen (Skelett- und Schottenbauweise). Ziel ist es, durch eine Typisierung der Bauteilanschlüsse hinsichtlich der Befestigungssysteme den individuellen Planungsaufwand in Deutschland zu reduzieren und Kosten bei Planung, Fertigung und Montage zu senken.
- Grundlagen der Hybridbauweise und Beton-Tragsysteme
- Analyse von Bauteilanschlüssen und Befestigungsmitteln
- Maßtoleranzen und deren Bedeutung für die Passgenauigkeit
- Montageverfahren und statische Bemessung der Anschlussdetails
Auszug aus dem Buch
6. Typisierung der Bauteilanschlüsse
Bei der Montage von eingestellten Holzrahmenelementen müssen zuerst die Verbindungswinkel befestigt und ausgerichtet werden. Sie dienen als Anschlagspunkte für das Wandelement, das mit dem Kran in die Tragstruktur eingeschwenkt werden muss. Ihr maximaler Achsabstand s untereinander, und das zu verwendende Befestigungsmittel an den Beton, ergeben sich aus der statischen Bemessung. Begonnen wird mit dem Winkel an der Stelle, an der die Decke am weitesten herausragt. Dort sollte sich eine Stirnfuge SF von circa 40mm ergeben, sodass an der Stelle mit dem größten Abmaß eine Stirnfuge von bis zu 70mm möglich wäre.
Bei der eingestellten Variante sind die einzuhaltenden Mindestrandabstände c der Dübel zur Außenkante der Betondecke nicht so wichtig, da sie aufgrund der zurückgesetzten Montage der Winkel in die Tragstruktur sowieso eingehalten sind. Wenn die Winkel montiert sind, wird das Element mit dem Kran eingeschwenkt und unten bis an die Winkel herangezogen. Dort werden sie abgesetzt und dann oben bis in die senkrechte Position geschwenkt und befestigt. Um diese Montage wirtschaftlich durchführen zu können, muss vorab eine größere Montagefuge im Rahmen der Hochbautoleranzen als Spielraum eingeplant werden. Diese Montagefuge muss dabei besonders wegen der bauphysikalischen Aspekte genauer betrachtet werden und erfordert häufig umfangreiche Nacharbeiten. Um eine lotrechte Fassade zu erhalten, müssen die Wandelemente teilweise so montiert werden, dass sie relativ weit über die Decke hinausragen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die historische Entwicklung des Holz-Mischbaus in Deutschland sowie die Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit.
2 Komponenten der Hybridbauweise: Erläutert das Bauen mit vorgefertigten Elementen und detailliert die verschiedenen Tragsysteme aus Beton sowie Außenwandkonstruktionen.
3 Systemvarianten: Unterscheidet zwischen verschiedenen Anschlusstypen, insbesondere „vorgehängten“ und „eingestellten“ Fassadenelementen.
4 Maßtoleranzen: Behandelt die Grundlagen und die spezifische Bedeutung von Maßtoleranzen bei der Hybridbauweise.
5 Befestigungsmittel und -systeme: Gibt einen Überblick über die verschiedenen Befestigungslösungen und deren Eigenschaften im Hinblick auf ihre Eignung.
6 Typisierung der Bauteilanschlüsse: Analysiert die Montageparameter und führt eine beispielhafte statische Bemessung für die beiden Hauptvarianten durch.
7 Zusammenfassung und Ausblick: Resümiert die Erkenntnisse und diskutiert das Potenzial zur weiteren Standardisierung der Hybridbauweise.
Schlüsselwörter
Hybridbauweise, Holzrahmenbau, Stahlbeton-Tragsystem, Fassadenbefestigung, Bauteilanschluss, Vorfertigung, Maßtoleranzen, Winkelverbinder, Statische Bemessung, Montagefuge, Windsog, Schraubanker, Bolzenanker, Verbundanker, Gebäudehülle
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Anschlussdetails von nichttragenden Holzrahmen-Außenwandelementen an Stahlbeton-Tragkonstruktionen im Rahmen der Hybridbauweise.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die Arbeit beleuchtet die Systemvarianten der Fassadenanbindung, die Bedeutung von Maßtoleranzen und die Auswahl geeigneter Befestigungsmittel unter statischen Gesichtspunkten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Hauptziel besteht in der Typisierung der Bauteilanschlüsse, um den individuellen Planungsaufwand im Hybridbau in Deutschland zu verringern und wirtschaftliche Vorteile zu generieren.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit kombiniert eine Literatur- und Normenanalyse (DIN-Normen, ETAs) mit einer theoretischen Typisierung und beispielhaften statischen Nachweisen für die gewählten Anschlussvarianten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Darstellung der baulichen Komponenten, die Systematisierung der Anschlussvarianten, die Analyse der maßlichen Toleranzen sowie die detaillierte Bemessung der Befestigungstechnik.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Hybridbauweise, Vorfertigung, Fassadenmontage, Maßtoleranzen, Befestigungstechnik, Statik und Holzrahmenbau.
Warum spielt die Auswahl der Befestigungsmittel eine so entscheidende Rolle?
Die Befestigung muss sowohl die auftretenden Wind- und Eigengewichtslasten sicher in die Betonstruktur leiten als auch einen Ausgleich der unvermeidbaren Maßtoleranzen auf der Baustelle ermöglichen.
Welcher Unterschied besteht zwischen „eingestellten“ und „vorgehängten“ Varianten bei der Montage?
Während die „vorgehängten“ Fassaden oft geschossweise befestigt werden und hohe Anforderungen an die höhenvariable Verschraubung stellen, erlaubt die „eingestellte“ Variante eine direkte Lastabtragung in die Decke bei geänderter Fugenausbildung.
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- Dominik Ertl (Author), 2015, Typisierung von Bauteilanschlüssen für Hybridbauweisen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/301681
