Bauforschung

Schallschutz bei Massivtreppen im Mehrgeschosswohnungsbau

F 1759

Fraunhofer IRB Verlag

F 1759

Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geför- derten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder.

Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt.

Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde.

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SCHLUSSBERICHT

über das Forschungsvorhaben

"Schallschutz bei Massiv-Treppen im Mehrgeschoßwohnungsbau"

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Bearbeiter:

o. Prof. Dr.-Ing. H. Paschen Akademischer Direktor

Dr.-Ing. J. Steinert Dipl.-Ing. H. Malonn,

wiss. Ass.

Lehrstuhl für Baukonstruk- Institut für Baustoffe,

tion und Vorfertigung Massivbau und Brandschutz

unter gutachterlicher Mitwirkung von

Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. K. Gösele

Stuttgart

Verdete Bezeichnungen

a Abstand der ersten Setzstufe von der Wendekante

a f Sollfugenweite

A Auftrittsbreite

Amin Mindestfläche der Auflagerkonsolen bzw. -klauen

A09 B0 Auflagerkräfte der Treppenkonstruktion

Al , A2 Auflagerkräfte der quergespannten Podeste

Asba Bügelaufhängebewehrung

A Konsolzugbewehrungsz

b. Podestplattendicke

B19 B 2 Auflagerkräfte der quergespannten Podeste

bK Konsolbreite

c statisch wirksame Laufplattendicke

bzw. schalltechnisch: Federkonstante

c l Laufplattendicke

dK Konsoldicke

dB Treppen- bzw. Podestbelagdicke

Edyn dynamischer E-Modul

f Erregerfrequenz

f Resonanzfrequenz

F Konsolauflagerkraft

FR Restkraft

g Erdbeschleunigung

gL ständige Last der Läufe

gP ständige Last der Podeste

h stat. Plattenhöhe der Treppenkonstruktion

hK statische Höhe der Konsole

h K dK hK

1K

L

AL

M

q

m°

qp

qL

s '

T

t

At

Lauflänge bei durchgespannten Läufen

Lauflänge bei. Ortbetontreppen

Lauflänge bei. Fertigteilläufen

Konsollänge

bei quergespann-

ten Podesten

bei quergespann-

ten Podesten

Trittschallpegel

Normtrittschallpegel

Verbesserung des Trittschallschutzes

Masse

flächenbezogene Masse

max. Moment der Treppenkonstruktion

Verkehrslast der Treppe

Vollast der Läufe und Podeste

Vollast der Läufe

Vollast der Podeste

Hebelarm der Konsollast

bzw. schalltechnisch: dynamische Steifigkeit

flächenbezogene dynamische Steifigkeit

Steigungshöhe

Dicke der Zwischenlage

ZusammendrUckung der Zwischenlage

TSM Trittschallschutzmaß

TSMeq äquivalentes Trittschallschutzmaß

VM Verbesserungsmaß

innerer Hebelarm der Konsole

Steigungswinkel der Treppe

Rechenfestigkeit des Betons

zul. Stahlspannung der Konsolbewehrung

zul.Ce zul. Druckbeanspruchung des Dämmaterials

ZK

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es

Inhalt

1. Aufgabenstellung, Voruntersuchungen

2. Treppengeometrie

3. Konstruktive Möglichkeiten

4. Konstruktive Details

q . Statische Untersuchungen

6. Schalltechnische Beurteilung

7. Materialien zur Schalldämmung

8. Voruntersuchungen an schwimmend gelagerten

Stufen

9. Untersuchung einer schwingungsisoliert gelagerten

Modellplatte

10. Experimentelle Weiterführung

11. Kosten

12. Literatur

1. Aufgabenstellung, Voruntersuchungen

In mehrgeschossigen Wohnbauten mit Massivtreppen bindet

die Tragkonstruktion in der Regel in die Treppenraum-

wände ein, so daß die so entstehende Körperschallüber

tragung auch dann Schallbeeinträchtigungen in den Woh-

nungen hervorruft, wenn die Treppenraumwände ausrei-

chend iuftschalidämmend sind. Gezielte Maßnahmen zur

Verbesserung des Trittschallschutzes bei Treppen werden

im Geschoßwohnungsbau bislang so gut wie nicht ange-

wendet, nicht zuletzt deshalb, weil wirkungsvolle und

zugleich wirtschaftlich tragbare Lösungen für dieses

Problem bislang nicht bekannt sind. Dabei dürfte es

eine Rolle spielen, daß bis zum Neuentwurf zu DIN 4109

vom Sept. 1979 Anforderungen an den Schallschutz in

Treppenräumen nicht gestellt worden sind. Mit dieser

Arbeit soll ein Beitrag zur Lösung dieses Problems

geleistet werden® Sie ist als Voruntersuchung bautech-

nisch praktikabler Lösungen gedacht, enthält Kosten-

schätzungen und Hinweise auf zur Ergänzung notwendige

meßtechnische Untersuchungen. Die Arbeit wurde mit

Forschungsmitteln des BMBau unter beratender Mitwirkung

von Herrn Professor Gösele, Stuttgart, durchgeführt.

Neben dem Studium der Literatur zum Thema selbst wurde

zunächst eine umfassende Literaturauswertung bezüglich

der Formen und Abmessungen von Treppenanlagen vorgenom-

men. Letzteres geschah, um festzustellen, ob es genügen

würde, sich bei den folgenden Untersuchungen auf eine

Treppenform zu beschränken, oder ob der sich ergeben-

den, unterschiedlichen Voraussetzungen für die Lösung

des anstehenden Problems wegen, verschiedene Treppen-

formen untersucht werden müßten. Gleichzeitig ging es

dabei um die Registrierung auftretender Maße.

Die Literatur zum Thema selbst ergab keine wesentlichen

Anhaltspunkte. Erfahrungen liegen bislang nur vor mit

weichfedernden Treppenbelägen oder mit der Abtrennung

der Treppenläufe von Treppenraumwänden, die an Aufent-

haltsräume angrenzen /1/,/6/ (s. Bild 1). Bei den

2

Treppenformen sind zahlreiche Varianten vorhanden. Im

Geschoßwohnungsbau jedoch tritt überwiegend nur die

zweiläufige Treppe mit Zwischenpodest (s. Bild 2) auf,

außerdem noch die zwei- bzw. dreiläufige Treppe, die um

einen Fahrstuhlschacht herumläuft (s. Bild 3). Dabei

kann die Art der Wohnungserschließung allerdings ganz

unterschiedlich sein. Sehr viel seltener werden einlau

fige Treppen angetroffen. Alle übrigen Treppenformen,

insbesondere freigespannte, gekrümmte oder gewendelte

Treppen haben im Geschoßwohnungsbau keine Bedeutung und

bieten auch keine besonders vorteilhaften Voraussetzun-

gen für die Problemlösung. Von größerem Interesse ist

der Umstand, daß bei manchen Bauwerksentwürfen ganz

oder teilweise aus dem Gebäudegrundriß herausgelöste

Treppenräume auftreten, die nicht nur günstige Vorbe-

dingungen zur Ausbildung von Sicherheitstreppenräumen,

sondern auch für den Trittschallschutz bieten (siehe

Bild 4). Diese Besonderheit wurde in der vorliegenden

Arbeit allerdings nicht berücksichtigt, sondern die

vorhandenen Mittel zu einem möglichst gründlichen Stu-

dium der bei einer normalen zweiläufigen Treppe als

häufigster Erscheinungsform bestehenden Möglichkeiten

genutzt. Bei der um den Fahrstuhlschacht herumgeführten

Treppe bestünde die Möglichkeit des Auskragens aus dem

Schacht bei völliger Ablösung der Läufe und Podeste von

der umgebenden Tragstruktur. Diese Lösung wäre durchaus

realisierbar, ist aber aufwendig. Außerdem entfiele der

Schacht als aussteifendes Gebäudeelement.

Als erster Schritt auf dem Wege zur Lösung der gestell-

ten Aufgabe wurde die Treppengeometrie unter Zugrunde-

legung der einschlägigen Bestimmungen studiert (DIN

4174, 18064, 18065). Denn einige Lösungsmöglichkeiten

könnten darin bestehen, die Treppen mit Hilfe von

Konsolen oder Klauen schallgedämmt aufzulagern, wobei

die Realisierung solcher Vorschläge auch von statischen

Größen abhängt. Um die entsprechenden Nachweise führen

zu können, muß daher von realistischen Abmessungen und

Belastungen ausgegangen werden.

cost( a-tanot mit tan« = b=

cos c ot

2. Treppengeometrie

Die Untersuchung befaßt, sich mit Geschoßtreppen im Woh-

nungsbau unter Zugrundelegung einer Geschoßhöhe von

275 cm und einem Treppensteigungsverhältnis von 17,2 cm

zu 29 cm. Es ergeben sich zwei Läufe mit jeweils 8 S