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E-Book

Tragwerkslehre

Grundlagen, Gestaltung, Beispiele Bauwerk-Basis-Bibliothek

AutorMichael Staffa
VerlagBeuth Verlag GmbH
Erscheinungsjahr2014
Seitenanzahl388 Seiten
ISBN9783410229117
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis36,00 EUR
Bei der Bemessung tragender Bauteile kann sich der Bauingenieur nicht nur auf statische Berechnungen stützen, er muss auch bauphysikalische, konstruktive und herstellungstechnische Belange berücksichtigen. In seiner "Tragwerkslehre" stellt Michael Staffa leichtverständlich die Grundlagen der Tragwerke in Hallenbau und Geschossbau vor. Durch die Berücksichtigung der verschiedenen Herangehensweisen und Betrachtungen von Architekten und Bauingenieuren beim Bemessen und Entwerfen von Bauten und Tragwerken soll das gemeinsame Verständnis gefördert werden. Wirkungsweise und Prinzipien der Tragwerke werden anschaulich mit über 1.700 Zeichnungen und Beispielen illustriert. Die notwendigen Gesetze der Statik und Festigkeitslehre werden auf ein Minimum reduziert. Die Betonung liegt auf Anschaulichkeit, Entwurf, Vordimensionierung und Gestaltung auch von komplizierten Tragwerken. Das Buch ist ein Grundlagenwerk für Studierende der Architektur- und des Bauingenieurwesens. Es unterteilt sich in die Kapitel: Statik // Hallenbau // Geschossbau // Räumliche Systeme (u. a. Lineare und räumliche Tragsysteme, Seilnetze und Textilkonstruktionen, Kuppeln + Schalen, Faltwerke) // Vordimensionierung (Dach- und Hallentragwerke, Geschossbau, Diagramme zur Vordimensionierung) // Querschnittstabellen.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Volltextsuche1
Tragwerkslehre1
Impressum / Copyright5
Vorwort6
Inhalt7
Kapitel A: Statik10
1 Zugstütze11
Schnittprinzip11
Normalkraftdiagramm11
Einheiten von Gewichten und Kräften12
Spannung12
Spannungsnachweis13
Rechenbeispiel Zugstütze14
2 Einfaches Stabwerk15
Seilwerk15
Knotenschnitt15
Krafteck16
Seilwerk mit geringem Stich17
Strebenbock18
Beispiele Zug- und Druckstützen19
3 Auflagerkräfte des Biegeträgers21
Gesamtschnitt21
Gleichgewichtsbedingungen22
4 Spannungs-Dehnungs-Verhalten25
Modellversuch25
Spannungs-Dehnungs-Diagramm26
Elastizitätsmodul26
Elastische und plastische Verformung27
5 Balkenbiegung28
Dehnung infolge Biegung28
Spannung infolge Biegung29
Widerstandsmoment29
Spannung infolge eines Moments31
Querschnittsformen für Biegeträger31
Stahlprofile HE-B32
Schnittprinzip33
Vorzeichenregelung33
6 Bemessung eines Biegeträgers mit Einzellast34
Schnitt34
Spannungsnachweis35
7 Momentenlinie eines Biegeträgers mit Einzellast36
Schnitt 136
Schnitt 236
Schnitt 337
Momentenlinie37
Erste Regeln für Momentenlinien37
Momentenlinie und Form38
8 Momentenlinie eines Biegeträgers mit Streckenlast40
Schnitt 140
Schnitt 241
Momentenlinie42
Momentenlinie und Form42
9 Momentenlinie und Trägerform43
Rechenbeispiel 144
Rechenbeispiel 245
Beispiele der Formgebung46
10 Querkraft48
Querkraftlinie49
Abhängigkeit von Querkraft und Moment51
Rechenbeispiel 1: Querkraft- und Momentenlinie52
Rechenbeispiel 2: Querkraft- und Momentenlinie52
Schubkraft53
Schubspannung54
Beispiel: Aussparungen in Trägern55
11 Verformung56
Berechnung der Verformung57
Rechenbeispiel Verformung58
12 Stützen59
Stützenknicken59
Querschnittsformen60
Statische Systeme61
Bemessen einer Holz- oder Stahlstütze62
Rechenbeispiel Stütze64
Stützenformen65
Beispiele Stützen66
13 Lastfluss in einem Dachstuhl68
14 Lastannahmen69
Nutzlasten70
Gesamtdeckenlasten70
Kapitel B: Hallenbau72
1 Bauteile im Hallenbau73
Tragwerksfamilie des Trägers auf zwei Stützen74
Tragwerksfamilie des Trägers auf zwei Stützen mit Kragarm75
2 Durchlaufträger76
Durchlaufträger über zwei Felder77
Lastfälle78
Lastgruppen80
Maßgebende Lastgruppen81
Extremal-Momentenlinie81
Formgebung von Zweifeldträgern82
Durchlaufträger über drei Felder83
Lastfälle83
Lastgruppen85
Extremallinien86
Steifigkeiten der Durchlaufträgerfelder87
Randfeld87
Mittelfeld87
Einfeldträger87
Abhängigkeit der Momentenlinie von der Form88
Nutzung der Abhängigkeit von Momentenlinie und Form für den Brückenbau89
Formgebung von Dreifeldträgern89
Beispiele Durchlaufträger91
Beispiele Gerberträger92
3 Fachwerkträger93
Vorüberlegung93
Knotenschnitt und Krafteck95
Berechnung mit dem Computer98
8-feldriger Fachwerkträger98
Schnelles Erkennen von Zug- und Druckstäben99
Zum Layout von Fachwerkträgern100
Druck- und Zugstäbe100
Geringe und hohe Belastung100
Formen von Fachwerkträgern101
Beispiel Fachwerkträger102
Beispiele Fachwerkträger103
4 Unterspannter Träger105
Formen unterspannter Träger108
Beispiel109
Beispiele unterspannter Träger110
5 Vierendeelträger111
Schnittgrößen an einem Vierendeelträger112
Formen von Vierendeelträgern113
Beispiele von Vierendeelträgern114
6 Seilbinder115
Seillinie und Momentenlinie115
Seil mit Einzellast116
Seil mit Streckenlast117
Verformung bei unterschiedlichen Lastbildern119
Versteifung von Seilbindern119
Seilbinder mit Versteifungsträger120
Bauteile am Seiltragwerk mit Versteifungsträger120
Seilbinder mit Spannseil121
Grobe Berechnungsmöglichkeit123
Formen von Seilbindern124
Beispiele von Seilbindern125
7 Schrägseilbinder126
Grobe Berechnungsmöglichkeit126
Schnittgrößen im Schrägseilbinder127
Formen von Schrägseilbindern127
Beispiele von Schrägseilkonstruktionen128
8 Bogentragwerk129
Seillinie und Stützlinie129
Berechnung der Auflagerkräfte und der Normalkraft im Bogen130
Verformung von Bogentragwerken131
Versteifung von Bogentragwerken132
Beispiel Zweigelenkbogen133
Momentenextremallinie134
Die klassischen Bogensysteme134
Anordnung des Bogens135
Formen von Bogentragwerken136
Formen unterspannter Bögen137
Überspannte Bögen137
Weitere Bogenformen in der Stützlinie138
Bögen außerhalb der Stützlinie139
Beispiele Bogentragwerke140
9 Rahmen142
Vorüberlegungen142
Tragwirkung unter Vertikallast143
Die klassischen Rahmensysteme144
Aufnahme der Horizontallasten145
Systeme von Trägern auf zwei Stützen147
Formen von Rahmensystemen147
Beispiele Rahmen149
10 Holzdachtragwerke151
Einfeldriges Pfettendach151
Zweifeldriges Pfettendach151
Pfette und Kopfbänder151
Pfettendach in Satteldachform152
Berliner Pfettendach152
Sparrendach153
Kehlbalkendach154
Pfettendach, Sparrendach, Kehlbalkendach155
11 Hallenaussteifung156
Aussteifung in Hallenlängsrichtung156
Aussteifung in Hallenquerrichtung158
Anordnung der Verbände159
Neigung der Zugstreben160
Formen von Vertikalverbänden161
Formen von Horizontalverbänden162
Beispiele für die Anordnung von Aussteifungen163
Beispiele Hallenaussteifung165
12 Raumwirkung166
Hallentragwerke geringer Stützweite166
Hallentragwerke großer Stützweite169
Kapitel C: Geschossbau172
1 Geschossbausysteme173
Zellenbau173
Schottenbau175
Skelettbau176
Beispiel Schloss Wittenberg um 1500177
Beispiel Wohngebäude um 1890177
Beispiel Fabrikgebäude um 1890177
Beispiele Schottenbau178
Beispiel eines Fertigteilgebäudes („Plattenbau“) der DDR178
Beispiele Skelettbau179
2 Gebäudeaussteifung180
Deckenscheiben180
Aussteifende Wandscheiben181
Anordnung aussteifender Wandscheiben181
Zwängungen183
3 Mauerwerksbau184
Festigkeit185
Wärmeschutz186
Schallschutz187
Feuchteaufnahme187
Schlagregenschutz188
Graue Energie189
Baubiologie189
Mauerziegel (Mz), Hochlochziegel (HLz)190
Klinker191
Kalksandsteine (KS)191
Porenbetonsteine192
Betonsteine192
Stahlbetonwände193
Lehmwände193
Außenwände194
Innenwände195
Kellerwände195
Beispiele Mauerwerk196
4 Stahlbetonbau197
Fachwerkanalogie bei Stahlbetonträger198
Bewehrung199
Beispiel Bewehrungsführung bei einem Zweifeldträger200
Beispiel Decke auf Unterzügen201
Beispiel Computerberechnung eines Stahlbetonträgers202
Momentenlinie und Längsbewehrung203
Querkraftlinie und Schubbewehrung203
Beispiel Fertigung von Stahlbetondecken204
5 Stahlbetonfertigteile206
Deckenfertigteile206
Stahlbetonunterzüge als Fertigteile207
6 Stahlbeton-Halbfertigteile210
Elementdecken210
Unterzüge als Halbfertigteile211
Beispiele Fertigteile212
7 Verbundbau214
Verbundträger214
Brandschutz des Verbundträgers215
Verbunddecken216
Deckenarten in Verbindung mit Verbundträgern217
Anschlüsse der Verbundträger an die Stützen218
Beispiele Verbundkonstruktion219
Beispiel Verbundkonstruktion mit Slim-Floor-Decken220
Beispiel Verbundträger großer Stützweite220
8 Holz im Geschossbau221
Beispiel Holz im Geschossbau222
9 Baustrukturen223
Flachdecke227
Ortbetonbau mit Unterzügen227
Verbundbau227
Holzbau227
10 Abfangungen228
Abfangende Wandscheibe mit einer Stützenlast229
Abfangung einer Stütze mit einem Stabwerk231
Abfangende Wandscheibe mit zwei Stützenlasten232
Abfangendes Stabwerk mit zwei Stützenlasten233
Abfangendes Fachwerk234
Abfangende Kragscheibe235
Abfangende Knaggenscheibe236
Stützenschiefstellung237
Vierendeelartige Abfangungen240
Große Abfangungssysteme241
Beispiele Abfangungen244
11 Gründung246
Erdgeschossige Gründung246
Erdgeschossige Gründung: Streifenfundamente und nichttragende Sohlplatte246
Gründung eines Untergeschosses: Tragende Sohlplatte247
Gevoutete Sohlplatte247
Schwarze Wanne248
Weiße Wanne248
Gründung an Nachbargebäuden249
Tiefgründungen250
Senkkasten251
Beispiel Gründungen252
Beispiele Bohrpfähle253
12 Baugruben254
Gründung oberhalb des Grundwassers254
Gründung im Grundwasser255
Beispiele Baugruben256
13 Glasfassaden258
Liegende Fassadenflächen258
Große liegende Fassadenflächen260
Große stehende Fassadenflächen261
Quadratische Fassadenfläche263
Seilnetzfassade264
Unregelmäßige Fassaden265
Fassaden-Hauptträger266
Beispiele Fassaden268
Kapitel D: Räumliche Tragsysteme270
1 Trägerroste271
Vom Träger zum Trägerrost271
Punktgestütze Vollwandträgerroste272
Gevouteter Trägerrost276
Vierendeelträgerrost276
Unregelmäßiger Trägerrost276
Hybrider Trägerrost276
Gelenkroste277
Fachwerkroste281
Raumfachwerke282
Beispiel Raumfachwerke System MERO283
Sinnvolle Grundrisse für randgestützte Trägerroste284
Momentenlinie und Form285
Momentenlinie und Form bei einem kreisförmigen Trägerrost286
2 Seilnetze287
Vom Seil zum Seilnetz287
Die räumliche Tragwirkung von Seilnetzen288
Elementarformen von Seilnetz- und Textilkonstruktionen290
Seilnetz zwischen zwei Hoch- und zwei Tiefpunkten290
Seilnetz zwischen zwei Bögen290
Seilnetz als Zelt290
Randausbildung291
Textilkonstruktionen292
Vordimensionierung293
Doppelte Krümmung293
Stichverhältnis293
Ränder293
Beispiele Seilnetz294
Neue Stadionüberdachungen296
Tragwerkstyp: zwei Druckringe296
Tragwerkstyp: zwei Zugringe296
3 Kuppeln298
Vom Bogen zur Kuppel298
Die räumliche Tragwirkung von Kuppeln299
Konstruktionsarten zentrierter Rippenkuppeln301
Zentrierte Rippenkuppel303
Moderne zentrierte Rippenkuppel304
Zentrierte Dreiecks-Rippenkuppel305
Mehrteilige Dreiecks-Rippenkuppel306
Sechsteilige Dreiecks-Rippenkuppel307
Geodätische Kuppel (Fuller-Kuppel)308
Küchensieb-Kuppel312
Seillinie und Stützlinie bei Kuppeln314
Parabelförmige Seillinie314
Kettenlinie314
Kuppelkettenlinie315
Sogenannte freie Formen317
Beispiel einer „freien Küchensiebform“317
Erzeugung von freien Formen: Translationsflächen318
Beispiel: Flusspferdhaus Berlin 1997319
4 Faltwerke320
Vorüberlegungen320
Faltwerkformen321
Beispiele Faltwerk322
Kapitel E: Vordimensionierung324
Erläuterungen zur Vordimensionierung325
Dach- und Hallentragwerke327
1. Dachdeckungen327
2. Sparren und Pfetten327
3. Hauptbinder Vollwandträger328
4. Hauptbinder aufgelöst328
5. Bögen329
6. Rahmen330
7. Trägerroste331
8. Ebene Seiltragwerke332
9. Schrägseilkonstruktion333
10. Seilnetze und Textilkonstruktionen334
11. Kuppeln335
12. Fassadenpfosten und -riegel336
13. Hallenaussteifung337
Geschossbau338
14. Decken338
15. Unterzüge342
16. Stützen344
17. Tragende Wände345
18. Aussteifende Wände346
19. Abfangungen347
20. Gründung348
Diagramme zur Vordimensionierung350
21. Stützen350
22. Unterzüge365
Kapitel F: Querschnittstabellen368
Abbildungsnachweis387
Stichwortverzeichnis388

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