Schallschutz bei Massivtreppen im Mehrgeschosswohnungsbau ... · PDF file SCHLUSSBERICHT...

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    25-Aug-2020
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Transcript of Schallschutz bei Massivtreppen im Mehrgeschosswohnungsbau ... · PDF file SCHLUSSBERICHT...

  • 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.

    © by Fraunhofer IRB Verlag

    Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages.

    Fraunhofer IRB Verlag

    Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau

    Postfach 80 04 69 70504 Stuttgart

    Nobelstraße 12 70569 Stuttgart

    Telefon (07 11) 9 70 - 25 00 Telefax (07 11) 9 70 - 25 08

    E-Mail [email protected]

    www.baufachinformation.de

  • SCHLUSSBERICHT

    über das Forschungsvorhaben

    "Schallschutz bei Massiv-Treppen im Mehrgeschoßwohnungsbau"

    r Ö, ^1 -rn 1 '1D "" OV V.1. /7 if

    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

    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

    04

    41;

    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