Tragwerksentwurf III - schwartz.arch.ethz.ch · Schraubverbindung Träger-Decke-Bodenaussteifung...

prof. schwartz Tragwerksentwurf III 1 Stahlbau - Haus R 128 von Werner Sobek

Tragwerksentwurf III


3. Semester im Überblick

Tragwerksentwurf III

Kraft - Form - Material

Modellbildung Modellapplikation

4-5 6-7 8-9 10-11 Mauerwerk

Stadttor Isny

Peter Zumthor

1 Gleichgewicht

Bogen- und Seil-

tragwerke, Material

2 Bogenseil-

Tragwerke

Fachwerke

3 Balken

Variation

Traglast

4-5 Stahlbetonbau

Studio in Locarno

Livio Vacchini

6-7 Stahlbau

Haus R 128

Werner Sobek

8-9 Holzbau

Ziegelwies

Burkhalter Sumi

Einführung


Haus R 128 von Werner Sobek in Stuttgart


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen

Schweissverbindungen

Eigenschaften des Baustahls

Profilarten und deren Anwendung


Situation und Ansicht mit Erschliessung/Versorgung


Gartenansicht


Längsschnitt, Grundriss des untersten Geschosses und perspektivische Darstellung des Tragwerks ohne Fassade


Innenraumaufnahmen und Deckentragwerk-Deckenelement im Grundriss


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Rechts: Bodenaufbau und Deckenauflager seitlich Links oben: Beanspruchung der Stahlträger Links unten: Bodenaufbau und Deckenauflager mittig


Innere Kräfte im Stahlträger


Links: Die Diagonalen im Steg im Auflagerbereich Rechts: Kraftausbreitung in den Flanschen


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Links: Belastung der Mittelstütze Rechts: Grundriss mit Einflusszone


Knickkurven von Stahlstützen


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Links: Windeinwirkung in Gebäude Querrichung Mitte und Rechts: Beanspruchung der Verbände


Windverbände


Innere Kräfte im Querverband unter Windlasten in Gebäudequerrichtung


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Verhalten eines geschraubten Stahlträgers


Oben l.: Aussteifung der Decken und Fassade (partiell dargestellt) Oben r.: Schraubverbindung Träger-Decke-Bodenaussteifung Unten: Kraftübertragung des Stosses


Oben: Innere Kräfte in den Schrauben Unten: Materialkennwerte von Schrauben


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Schweissverbindung


Darstellung verschiedener Schweissverbindungen


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Oben: Festigkeitseigenschaften der Baustähle Unten: Spannungs-Dehnungs-Kurven verschiedener Stahlsorten

Stahlsorte

Dicke t in [mm]

t ≤ 40 mm 40 mm ≤ t ≤ 100 mm

fy [N/mm2] ft [N/mm2] fy [N/mm2] ft [N/mm2]

S 235 235 360 215 340

S 275 275 430 255 410

S 355 355 510 335 490

S 460 460 550 430 530

S 460

S 355

S 235


Oben: Kubisch-raumzentriertes Gitter Mitte: Kubisch-flächenzentriertes Gitter Unten: Hexagonal-dichtgepacktes Gitter


Scherspannung


Schematische Darstellung möglicher Gitterfehler


Fliesbedingungen für Stahl unter zweiachsiger Beanspruchung

Fliessbedingungen nach Tresca

Fliessbedingungen nach Mises

σ1 (N/mm2)

σ2 (N/mm2)


Ermüdungsverhalten eines Bauteils anhand einer Wöhlerkurve


Inhalt

Entwurfskonzept

Decken

Stützen

Wind und Erdbeben

Schraubverbindungen





Oben: Walzprofilarten Unten: HEA, HEB und HEM

HEA leichte Reihe HEA 100 96 mm x 100 mm 16,7 kg/m

bis

HEA 1000 990 mm x 300 mm 272,0 kg/m

HEB normale Reihe HEB 100 100 mm x 100 mm 20,4 kg/m HEB 1000 1000 mm x 300 mm 314,0 kg/m

HEM verstärkte Reihe HEM 100 120 mm x 106 mm 41,8 kg/m HEM 1000 1008 mm x 302 mm 349,0 kg/m

HEA, HEB und HEM

Doppel-T-Profile

INP und UNP

Normalprofile

IPE, UPE und IPET

Profile mit // Flanschen

quadratisch, rechteckig oder rund

Hohlprofile

RND und VKT

Rund und Vierkantprofil


Schulhaus in Losone, 1975, Livio Vacchini und Aurelio Galfetti


INP, UNP, IPE, IPET und UPE

INP INP 80 80 mm x 42 mm 5,9 kg/m bis

INP 550 550 mm x 200 mm 166,0 kg/m

UNP UNP 60 65 mm x 42 mm 7,1 kg/m UNP 400 400 mm x 110 mm 71,8 kg/m

HEA, HEB und HEM

Doppel-T-Profile

INP und UNP

Normalprofile

IPE, UPE und IPET



Hohlprofile

RND und VKT


IPE IPE 80 80 mm x 46 mm 6,0 kg/m

bis

IPE 600 600 mm x 220 mm 122,0 kg/m

IPET IPET 80 40 mm x 46 mm 3,0 kg/m IPET 600 300 mm x 220 mm 61,2 kg/m

UPE UPE 80 80 mm x 50 mm 7,9 kg/m UPE 400 400 mm x 115 mm 72,2 kg/m


Seagram Building, New York, 1958, Arch. Mies van der Rohe


RRW, RRK und ROR

RRW/RRK

quadratisch

RRW 40 x 40 40 mm x 40 mm 3,4 kg/m

bis

RRW 400 x 400 400 mm x 400

mm

191 kg/m

RRW/RRK rechteckig RRW 50 x 30 50 mm x 30 mm 3,6 kg/m RRW 400 x 200 400 mm x 200

mm

141 kg/m

RORrund ROR 21,3 Ø 21,3 mm 0,9 kg/m ROR 813 Ø 813 mm 159 kg/m

HEA, HEB und HEM

Doppel-T-Profile

INP und UNP

Normalprofile

IPE, UPE und IPET



Hohlprofile

RND und VKT



Haus R128 von Werner Sobek, IPE-Träger und Hohlprofile als Stützen


Guggenheim Museum, Bilbao, 1997, Arch. Frank O. Gehry


Zentrum Paul Klee, Bern, 2005, Architekt Renzo Piano


RND und VKT

RND RND 10 Ø 10 mm 0,6 kg/m

bis

RND 500 Ø 500 mm 1540,0 kg/m

VKT VKT 10 6 mm x 6 mm 0,3 kg/m VKT 200 200 mm x 200

mm

314,8 kg/m

HEA, HEB und HEM

Doppel-T-Profile

INP und UNP

Normalprofile

IPE, UPE und IPET



Hohlprofile

RND und VKT



Pompidou Center, Paris, 1977, Arch. Renzo Piano & Richard Rogers


Vordach des Schulhauses Eschenbach, 2003, Arch. Christian Kerez, Ing. J. Schwartz


Schulhaus Leutschenbach, 2009, Arch. Christian Kerez, Ing. Joseph Schwartz und Walter Kaufmann


Winkel und Kleinprofile

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

1 Winkel - rundkantig, gleichschenklig

2 Winkel - rundkantig, ungleichschenklig

3 T-Stahl - rundkantig, hochstegig

4 U-Stahl

5 Z-Stahl - Normalprofil

6 Flachstäbe

7 Winkel - scharfkantig, gleichschenklig

8 Winkel - scharfkantig, ungleichschenklig

9 T-Stahl - scharfkantig

10 Coulissenstahl

11 Z-Stahl - scharfkantig

12 Geländerrohr

13 Winkelprofil - kaltgerollt, gleichschenklig

14 Winkelprofil - kaltgerollt, ungleichschenklig

15 U-Profil - kaltgerollt

16 Z-Profil - kaltgerollt

17 Hut-Profil - kaltgerollt

18 C-Profil - kaltgerollt

Tragwerksentwurf III - schwartz.arch.ethz.ch · Schraubverbindung Träger-Decke-Bodenaussteifung...

Documents

Transcript of Tragwerksentwurf III - schwartz.arch.ethz.ch · Schraubverbindung Träger-Decke-Bodenaussteifung...