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Konstruktion 2 Modul B1.5 - Lehrstuhl Baukonstruktion RWTH Aachen

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Konstruktion 2 Modul B1.5
Kurs Baukonstruktion I + II
3.Semester . WS 2014/15
4.Semester . SS 2015
RWTH Aachen . Lehrstuhl Baukonstruktion . Prof. Hartwig N. Schneider
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
2
Veranstaltungstitel
Konstruktion 2, B1.5
Kurse
Baukonstruktion I + II
Studiengang
B.Sc. Architektur
Veranstaltungsart
Vorlesung + Übung, 7 CP
Teilnehmer:
220 – Arbeit in 6er-Gruppen
Betreuungstermine
dienstags, 09.00 – 14.00 Uhr
Lehrpersonen:
Prof. Dipl.-Ing. Hartwig N. Schneider, Dipl.-Ing. Christian Schätzke
(Koordination), Dipl.-Ing. Kai Grosche, Dipl.-Ing. Florian Henniges,
Dipl.-Ing. Florian Hoogen, Dipl.-Ing. Peter Knörr, Dipl.-Ing. Gregor
Mikolaschek, Dipl.-Ing. Sebastian Papouschek, Dipl.-Ing. Altin
Ramabaja, Dipl.-Ing. Emilia Schulz
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
3
Inhalt
Inhalt und Ziele
4
Organisation
5
Termine
7
Literatur
8
Übung 1 - Konstruktionsanalyse
10
Übung 2 - Holzskelettbau
15
Übung 3 - Stahlskelettbau
19
Übung 4 - Fassade 1 (Elementfassade)
21
Übung 5 - Fassade 2 (Pfosten-Riegel-Fassade)
25
Anhang
29
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
4
Inhalt und Ziele
Lehrinhalte
In Vorlesungen werden unter dem Aspekt der Integration Konstruktionen aus unterschiedlichen
Materialien für Tragwerk, Hülle und Ausbau und deren Einfluss auf die Gestalt eines Bauwerks
behandelt. Themenschwerpunkte sind dabei Konstruktionsweisen des Skelettbaus und elementierte
Bauweisen. Das vermittelte Grundwissen soll durch Selbststudium in Teilbereichen vertieft werden.
Mehrere Konstruktionsübungen dienen der direkten Wissensanwendung, der Erarbeitung von
Detailsammlungen und der Vorbereitung auf die Bearbeitung der Integrierten Projektarbeit. Anfang
des Sommersemesters beginnt die Integrierte Projektarbeit (Modul C1.3 Projekt B2), bei der die in
den Vorlesungen und Übungen behandelten Inhalte anhand eines eigenen Entwurfs vertieft und
angewendet werden sollen. Die Projektarbeit führt vom Vorentwurf bis zur baureifen Durcharbeitung
einer komplexen Aufgabe. Die Betreuung wird durch insgesamt 10 Fachberater (wissenschaftliche
Mitarbeiter des Lehrstuhls und Architekten aus der Praxis) durchgeführt.
Lernziele
Ziel ist die Vermittlung des Verständnisses für das Gesamtsystem Bauwerk und die Integration der
Subsysteme Tragwerk, Hülle, Ausbau und Technische Ausrüstung unter den Aspekten der
Funktionalität, der Gestalt und der Nachhaltigkeit. Lernziel der Baukonstruktionslehre ist es, das
Wechselspiel zwischen Entwerfen und Konstruieren, also das Entwickeln von integrierten Lösungen
als den eigentlichen kreativen Prozess zu begreifen und das Verständnis für den immanenten
Zusammenhang von Entwurf und Konstruktion zu vermitteln. Konstruieren soll nicht nur als das
geometrische und technische Fügen von Bauteilen, sondern als die Erarbeitung eines ganzheitlichen
Sinngefüges für ein Gebäude verstanden werden.
Modulstruktur
Modul B1.5
3.Semester
4.Semester
Kurs
Kurs
Baukonstruktion I
Baukonstruktion II
Vorlesung + 4 Übungen
Vorlesung + Prüfung
5 CP
2 CP
Konstruktion 2
Modulbewertung
Integrierte Modulprüfung als semesterbegleitend bewertete Übungen mit
Kolloquium. Gewichtung der Kurse:
Note Kurs Baukonstruktion I (50%)
Note Prüfung Baukonstruktion I+II (50%)
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
5
Organisation
Ablauf und Organisation der Übungen
Parallel zu den Vorlesungen werden im Laufe des 3. Semesters 5 Übungen zu unterschiedlichen
Themenschwerpunkten
der
Baukonstruktion
herausgegeben.
Die
Übungen
dienen
zur
praxisbezogenen Umsetzung des in den Vorlesungen vermittelten Wissens. Die erfolgreiche
Teilnahme an diesen Übungen und die Abgabe der geforderten Leistungen sind Voraussetzung für
das Bestehen des Moduls.
Sowohl die Übungen im 3. Semester als auch die Integrierte Projektarbeit im 4. Semester werden in
6er-Gruppen
bearbeitet.
Die
Studierenden
bilden selbständig
diese
Sechsergruppen.
Die
Raumzuweisung erfolgt im WS 2014/15 durch das Dekanat.
Bis auf Übung 1 stehen für jede Übung drei bis vier Wochen Bearbeitungszeit mit ein oder zwei
Betreuungsterminen zur Verfügung. Die Betreuungen finden in den Arbeitsräumen statt. Es wird
freigestellt, die Übungsaufgaben als Hand- oder CAD Zeichnungen anzufertigen. Zu den
Betreuungen
sind
Ausdrucke
der
Zeichnungen
bereitzustellen.
Besprechungen
an
Computerbildschirmen finden nicht statt. Die Übungsergebnisse werden zu den im Terminplan
genannten Terminen im Sekretariat des Lehrstuhls in einer Mappe DIN-A2 abgegeben. Die Arbeiten
werden
von
den
Betreuern
gesichtet
und
mit
Korrektureintragungen
versehen
zeitnah
zurückgegeben. Die Übungen sind am 10.02.2015 in einer Broschüre als verkleinerte Ausdrucke
(Format DIN A3 quer) mit Gruppennummer und Verfasserangaben im Lehrstuhlabzugeben.
Arbeitsräume
Für die Bearbeitung der Übungen, des Integrierten Projekts und aller anderen Module und Kurse im
2. Studienjahr stehen jedem Studenten ein Arbeitstisch und ein Schließfach in den Arbeitsräumen
zur Verfügung. Die Räume und das Mobiliar werden für ein Studienjahr zur Verfügung gestellt und
sind im Sommer 2015 in dem gleichen Zustand zu übergeben, in dem sie vorgefunden wurden. Die
Ausgabe der Arbeitsraumschlüssel erfolgt durch das Dekanat. Pro Student ist eine Kaution von 50 €
zu hinterlegen, die bei ordnungsgemäßer Übergabe der Arbeitsräume und des Mobiliars wieder
zurückgezahlt wird. Es gilt die jeweils aktuelle Nutzungsordnung.
Teilnahmevoraussetzungen
Da die Module B1.2 Konstruktion 1 und B1.1 Grundlagen der Tragwerklehre und Baustoffkunde im
ersten Studienjahr und B1.5 Konstruktion 2 sowie C1.3 Projekt B2 im 2.Studienjahr inhaltlich
aufeinander aufbauen, wird eine Teilnahme an den Modulen B1.5 Konstruktion 2 sowie C1.3 Projekt
B2 im 3. und 4. Semester nur dann empfohlen, wenn die Kurse Grundlagen der Baukonstruktion I+II
sowie Grundlagen der Tragwerklehre I+II und Baustoffkunde I, erfolgreich absolviert wurden.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
6
Bewertung und Notengebung
Bewertet werden die Arbeitsergebnisse des gesamten Studienjahres. Die Modulnote für das Modul
B1.5 Konstruktion setzt sich aus den Leistungen im Kurs Baukonstruktion I und Baukonstruktion II
zusammen. Aus den Einzelnoten der Übungen 1 - 4 im Kurs Baukonstruktion I wird eine
Durchschnittsnote gebildet, die mit 50 % in die Modulnote eingeht. Die Note des Kurses
Baukonstruktion II wird im Rahmen einer Prüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) Ende SS 2015
ermittelt und geht zu 50 % in die Modulnote ein. Voraussetzung für das Bestehen des Moduls ist,
dass die Teilleistungen der Kurse Baukonstruktion I + II jeweils mit min. 4,0 bewertet wurden.
Prüfungstermin Ende September 2015: wird noch bekannt gegeben
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
7
Termine
KW Datum
Vorlesung
Referent/in
Übung
Ausgabe
3. Sem.
Di 14:15 – 15:45 Uhr (PPS H2)
Di 09:00-14.00
14.10.2014
V1 Einführung / Strukturelle Architektur H.Schneider /
C.Schätzke
V2 Prinzipien des Skelettbaus (Grüner
H.Schneider
HS, Audimax)
Ü1 Analyse
V3 Holzbau 1
V4 Holzbau 2 (Grüner HS, Audimax)
H.Schneider
H.Schneider
Ü2 Holzskelett
44
21.10.2014
22.10.2014
18:15 Uhr
28.10.2014
V5 Modellbau
C.Schätzke,
J.Dahlhausen
Betreuung 1
45
04.11.2014
V6 Stahlskelettbau 1 10.00-14.00 Dies
G.Mikolaschek -
46
11.11.2014
V7 Stahlskelettbau 2
H.Schneider
Betreuung 2
47
18.11.2014
18.11.2014
10:00 Uhr Abgabe Ü2 im Lehrstuhl
V8 Hüllsysteme - Prinzipien
H.Schneider
Ü3 Stahlskelett
48
25.11.2014
weisse Woche
-
-
49
02.12.2014
V9 Fassaden 1 (Elementfassaden)
H.Schneider
Betreuung 3
50
09.12.2014
V10 Fassaden 2 (PR-Fassaden)
F.Henniges
Betreuung 4
51
16.12.2014
16.12.2014
10:00 Uhr Abgabe Ü3 im Lehrstuhl
V11 Wärme + Sonnenschutz
42
15.10.2014
18:15 Uhr
43
Abgabe
Ü1
Ü2
Ü3
G.Mikolaschek Ü4 Fassade 1
Weihnachtspause 22.12.2014 - 02.01.2015
02
06.01.2015
V12 Fassaden 3 (Kalt- / Warmfassaden) C.Schätzke
Betreuung 5
03
13.01.2015
13.01.2015
10:00 Uhr Abgabe Ü4 im Lehrstuhl
V13 Stahlbetonbau (Vorfertigung)
C.Schätzke
Ü5 Fassade 2
04
20.01.2015
V14 Prinzipien Konstr. Entwerfens
H.Schneider
Betreuung 6
05
27.01.2015
V15 Hallenbauten
H.Schneider
Betreuung 7
06
03.02.2014
03.02.2015
10:00 Uhr Abgabe Ü4 im Lehrstuhl
V16 Einführung in die Projektarbeit
H.Schneider /
C.Schätzke
-
Ü4
Ü5
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Literatur
Grundlagen
Arbeitsblätter bauko
http://bauko.arch.rwth-aachen.de
Ackermann, Kurt
Tragwerke in der konstruktiven Architektur
Deplazes, Andrea
Architektur konstruieren
Grimm, Friedrich
Stahlbau im Detail
Grimm / Richarz
Hinterlüftete Fassaden
Pfeifer / Liebers
Der neue Holzbau
von Seidlein, Schulz
Skelettbau
Knaack, Ulrich
Fassaden
Atlanten
Herzog / Volz / Natterer
Holzbau Atlas Zwei
Schulitz / Sobek / Habermann
Stahlbau Atlas
Kind-Barkauskas / Kauhsen u.a.
Beton Atlas
Pfeiffer / Ramcke / Achtziger u.a.
Mauerwerk Atlas
v. Busse / Waubke / Grimme u.a.
Atlas Flache Dächer
Schunk / Finke / Jenisch u.a
Dach Atlas
Schittich / Staib / Balkow u.a
Glasbau Atlas
Herzog / Lang / Krippner
Fassadenatlas
Weiterführende Literatur / Baugeschichte / Monographien
Blaser, Werner
Mies van der Rohe, Lehre und Schule
Frampton, Kenneth
Grundlagen der Architektur
Gideon, Sigfried
Raum, Zeit, Architektur
Lambot, Ian
Norman Foster Vol. 1-4
Makowski, Z. S.
Räumliche Tragwerke aus Stahl
Piano, Renzo
Mein Architektur-Logbuch
Siegel, Curt
Strukturformen der modernen Architektur
Sulzer, Peter
Jean Prouvé
Schirmer, Wulf
Egon Eiermann, Bauten und Projekte
Schittich, Christian
Gebäudehüllen
Torroja, Eduardo
Logik der Form
Wachsmann, Konrad
Wendepunkt im Bauen
8
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
9
Detail
Zeitschrift „DETAIL“:mit monatlichen Themenheften zu Bauen mit Stahl, mit Holz, Beton, Fassaden,
Dachtragwerken, Flachen Dächer, Einfaches Bauen, etc.
Buchreihe „DETAIL Praxis“ Bauen mit Holz, mit Stahl, Transluzente Materialien, etc.)
Buchreihe „im DETAIL“ (Hrsg. Christian Schittich) zu Gebäudehüllen, verdichtem Wohnen, Bauen im
Bestand, solares Bauen, etc.
weitere Zeitschriften: db, db-Detailbuch, glas, baumeister
Produktinformation
Handbibliothek für Produktinformation in der Lehrstuhlbibliothek
im Internet u.a. unter: www.baunetz.de
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
10
Übung 1 - Konstruktionsanalyse
Aufgabenstellung
In der ersten Übung sollen anhand von vorbildlichen Bauten die Zusammenhänge zwischen
Entwurfskonzept, Konstruktionsprinzipien und Detailgestaltung bei Skelettkonstruktionen analysiert
werden. Es geht darum, ein Gebäude in seinen strukturellen Eigenschaften und seiner Konstruktion
ganzheitlich zu verstehen und zu ergründen.
Jede 6-er Gruppe bearbeitet ein vorgegebenes Beispiel. Die jeweiligen Unterlagen werden am
14.10.2014 von 16.00 bis 17.00 im Sekretariat des Lehrstuhls ausgegeben.
Die Analyse soll anhand der ausgegebenen Unterlagen und einer vorgegebenen Gliederung erfolgen.
Am Abgabetermin werden die Ergebnisse der Analyse unter Beteiligung aller Gruppenmitglieder
mündlich vorgetragen.
Anhand von selbst erstellten Zeichnungen und Schemata soll das strukturelle und konstruktive
System und das Zusammenwirken seiner Bauteile analysiert und in der Betreuungsgruppe erläutert
werden.
Gehen Sie dabei insbesondere auf folgende Punkte ein:
−
Örtliche / topographische Situation
−
Nutzung und innere Organisation
−
Geometrische Ordnung
−
Tragwerk (Konzept und konstruktive Details)
−
Hüllkonzept (Konzept und konstruktive Details)
−
Gestalt
Ablauf
14.10.2014
14.15 Uhr
V01 Einführungsvorlesung (PPS H2)
14.10.2014
16.00 Uhr
Ausgabe der Analysebeispiele im Sekretariat bauko
15.10.2014
18.15 Uhr
V02 Vorlesung Prinzipien des Skelettbaus (Grüner Hörsaal Audimax)
21.10.2014
11.00 Uhr
Abgabe Übung 1 in den Arbeitsräumen
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
11
Leistungen
1. Gebäudeanalyse nach vorgegebener Gliederungsstruktur (siehe Hinweise zur Gebäudeanalyse).
2. Zeichnerische Darstellungen:
−
Analyse der geometrischen Ordnung, Primär- und Sekundärstruktur in schematischen
Grundriss- und Schnittdarstellungen 1:200 (Darstellungsvorgaben beachten)
−
Darstellung des Ausschnitts einer konstruktiven Einheit (dies kann ein Tragwerkfeld sein
oder die Gebäudeecke) als Modell 1:20 mit Darstellung von Tragwerk und Hülle.
−
Isometrie der Tragstruktur oder eines Ausschnittes der Tragstruktur (o.M.)
Die Zeichnungen sind auf Blattformat DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss
einheitlich sein.
Abgabe, Vorstellung und Besprechung: Dienstag, 21.10.2014, 11.00 Uhr
Kalkulation Zeitaufwand*
Schritt 1: Schematische Grundriss- und Schnittdarstellungen
:
20 h
Schritt 2: Modell Ausschnitt 1:20
35 h
Schritt 3: Isometrie Tragstruktur:
15 h
*Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro
Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
12
Hinweise zur Gebäudeanalyse
Analysen beschäftigen sich mit Bestehendem und extrahieren die angewandten Prinzipien. Sie
helfen Konzepte und Prinzipien zu erkennen und darzustellen. Wesentlich ist, dass nicht nur eine
Kopie oder Beschreibung des analysierten Objekts angefertigt wird, sondern eine Aufschlüsselung
des Inhalts nach bestimmten Themen erfolgt. Analyse ist eine wichtige Methode wissenschaftlicher
Arbeit.
Der Analyse eigen sind spezifische Ausdrucksmittel. Das sind neben den üblichen Mitteln wie
ausgewählten Grundrissen, Schnitten und Ansichten in einem geeigneten Maßstab Diagramme,
Schemata, Modelle und Prinzipskizzen. Eine Analyse gibt eine komplette Information über ein
Gebäude, sie hebt entscheidende Merkmale hervor, konzentriert sich auf das Wesentliche.
Die folgende Gliederung benennt die wesentlichen Aspekte einer Analyse und soll helfen diese zu
strukturieren.
Gliederungsstruktur zur Gebäudeanalyse
Steckbrief
Nutzung
Standort
Bauherr
Baujahr
Architekt
Tragwerksplaner
Anzahl Geschosse
Abmessungen
Bauweise / Material Tragwerk
Bauweise / Material Hülle
Situation
Einfügung in die Umgebung
Einfügung in die Topographie
Äußere Erschließung
(Wegeführung für Personen, PKW, Anlieferung)
Organisationskonzept
Eingang: Lage, Ausbildung, Vordach, Windfang
Innere Erschließung: Flure, Hallen, Abmessungen, Belichtung
Haupträume (HNF): Anzahl, Abmessungen, Belichtung
Nebenräume (NNF): Anordnung (integriert, angebaut, eingestellt,
etc.), Belichtung
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Geometrische Ordnung
13
Modul
Planungsraster
Stützenraster
Fassadenraster
Ausbauraster
Tragwerkskonzept
Tragsystem
Material
Tragglieder: Stützen, Haupt-/ Nebenträger, Abspannungen, etc
- Hierarchie, Material, Spannweite, Bauhöhe, Fügeprinzip
Eindeckung
- Material, Halbzeug, Spannweite, Bauhöhe
Aussteifungsmaßnahmen
- Art, Lage, Anzahl, Dimension, Anschlüsse
Gebäudehülle
Schichten
Fassadenteilung
- Gliederung horizontal, vertikal
Verglasung
- Anteil (%) / Verteilung verglaste und geschlossene Flächen
Öffnungselemente
- Art, Lage (Fenster, Türen, Tore, Lüftungsklappen, etc.)
Sonnenschutzmaßnahmen
- Typ, Material, horizontal/vertikal, starr/beweglich, etc.)
Rasterbezug TW/ Hülle/ Ausbau
versetzt, nicht versetzt
Bauteile
- Abmessungen, Material, Fügung,
Bezug TW / Hülle
- Lage vor, hinter, in Fassade, Befestigung, Anschlüsse
Eckausbildung
- mit/ohne Sonderelemente, positiv, negativ, etc.
Attikaausbildung
Gestalterischer Ausdruck
liegend/stehend,
hautartig/strukturiert,
glatt,
hell,
dunkel,
etc.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Hinweise zur Erstellung der Zeichnungen 1:200
−
Achslinien Primärstruktur:
0,13 Strich-Punkt-Linie, rot
−
Achslinien Sekundärstruktur:
0,13 Strich-Punkt-Linie, grau
−
Tragwerksteile geschnitten:
0,35 Linie, schwarz
−
Ansichtslinien
0,13 Linie, schwarz
−
Ansichtslinien verdeckt
0,13 gestrichelte Linie, schwarz
−
Bemaßung
0,13 Linie, schwarz
−
Beschriftung
Arial 9 Punkt, Planunterschriften Arial 18 Punkt
Hinweise zur Erstellung der Zeichnungen 1:50
−
Achslinien Primärstruktur:
0,13 Strich-Punkt-Linie, rot
−
Achslinien Sekundärstruktur:
0,13 Strich-Punkt-Linie, grau
−
Tragwerksteile geschnitten:
0,35 Linie, schwarz
−
Ansichtslinien
0,13 Linie, schwarz
−
Ansichtslinien verdeckt
0,13 gestrichelte Linie, schwarz
−
Bemaßung
0,13 Linie, schwarz
−
Beschriftung
Arial 9 Punkt, Planunterschriften Arial 18 Punkt
Grafikbeispiele im Anhang
14
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
15
Übung 2 - Holzskelettbau
Aufgabenstellung
Gegeben sind vier verschiedene Haustypologien, für die jeweils zwei alternative Struktursysteme in
Holzskelettbauweise entwickelt werden sollen. Ziel der Aufgabe ist es, durch die Arbeit am Modell
unterschiedliche Konstruktionsprinzipien im Holzskelettbau anhand vorgegebener Kubatur und
Baukörpergeometrie anzuwenden. Durch die alternative Verwendung von unterschiedlichen
Konstruktionsprinzipien auf ein und dieselbe Baukörpergeometrie werden die Auswirkungen auf die
prinzipielle Anordnung und Fügung von linearen Bauteilen (Stützen, Hauptträger, Nebenträger,
Diagonalverbände) verdeutlicht.
Typologien:
−
Langhaus
−
Hallenhaus (stützenfreier Grundriss)
−
Hofhaus (Integration eines Innenhofes mit einer Fläche = 25% der Gesamtgrundfläche)
−
Turmhaus (4 Geschosse, Integration einer Treppe)
Ablauf
Jede Gruppe entwickelt bis zum ersten Betreuungstermin für die der Gruppe zugewiesene
Typologie zwei Struktursysteme in Holzskelettbau. Darstellung als Zeichnung im Maßstab M 1:100
(Aufsicht Trägerlage/ Längs- und Querschnitt) und Arbeitsmodell M 1:50. Material ausschließlich
Holz, Grundplatte MDF. Die vorgegebenen Außenabmessungen sind dabei weitgehend einzuhalten.
Die geometrische Grundordnung (Haupt- und Nebenraster) der Struktursysteme ist entsprechend zu
entwickeln.
Es sind alle Tragwerkselemente darzustellen, d.h. Stützen, Hauptträger, Nebenträger und
Windaussteifungen sowie die primäre Eindeckung von Dach und Boden (Brettschalungen,
Holzwerkstoffplatten) Schichtaufbauten wie Dämm- oder Dichtungsschichten sollen nicht dargestellt
werden.
Aus den zwei Alternativen wählt die Gruppe eine Alternative aus, die im zweiten Arbeitsschritt
konstruktiv durchgearbeitet und zeichnerisch dargestellt wird. Dabei sind ein Grundriss (oder
Trägerlage), zwei Schnitte im Maßstab 1:50 sowie Detailzeichnungen M 1:5 von allen relevanten
Anschlusspunkten zu erstellen.
In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt
zu achten.
Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden!
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
16
Zeitlicher Ablauf:
Bis zur 1.Betreuung: 2 alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100 und
als Arbeitsmodell M 1:50.
Bis zur 2.Betreuung: Konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung des ausgewählten
Struktursystems
Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen
Leistungen
1. 2 alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100 und Arbeitsmodell M 1:50
2. Grundriss, Tragwerksaufsicht (Trägerlage), Längs- und Querschnitt M 1:50
des ausgewählten Systems, beschriftet und vermaßt.
3. Detailzeichnungen M 1:5 (Verbindung Stütze Hauptträger, Nebenträger, Dachdecke,
Aussteifungsmaßnahmen vertikal und horizontal; Stützenfußpunkt etc.)
Alle Details mit Beschriftung, Materialangaben, Achsen, Maßangaben.
Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat
DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein.
Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1, 2 und 3.
Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt.
Abgabe: Dienstag, 18.11.2014, 10.00 Uhr im Lehrstuhl Bauko (ohne Modelle!)
Kalkulation Zeitaufwand*
Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung + Modelle)
40 h
Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung:
60 h
Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen:
20 h
*Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro
Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Vorgaben zu den Typologien
Typologie 1: Langhaus
Typologie 2: Hallenhaus
17
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Typologie 3: Hofhaus
Typologie 4: Turmhaus
18
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
19
Übung 3 - Stahlskelettbau
Aufgabenstellung
Für eine kleine Industrie-Halle mit einer stützenfreien Fläche von 250 m2 und einer lichte Raumhöhe
von 4,50 m, sollen zwei alternative Struktursysteme in Stahlskelettbauweise entwickelt werden. Ziel
der Aufgabe ist es durch die Arbeit am Modell unterschiedliche Konstruktionsprinzipien im
Stahlskelettbau anzuwenden und ein Verständnis für die materialspezifischen Füge- und
Konstruktionsmethoden zu entwickeln. Durch die alternative Verwendung von unterschiedlichen
Konstruktionsprinzipien auf ein und dieselbe Baukörpergeometrie werden die Auswirkungen auf die
prinzipielle Anordnung und Fügung von linearen Bauteilen (Stützen, Hauptträger, Nebenträger,
Diagonalverbände) verdeutlicht.
Bei der Entwicklung der zwei alternativen Struktursysteme ist darauf zu achten, dass ausschließlich
Pendelstützen
zum
Einsatz
kommen
sollen,
d.h.
die
Gesamtstruktur
zwingend
durch
Diagonalverbände ausgesteift werden muss.
Schwerpunkt
der
Aufgabenstellung
ist
die
Entwicklung
einfacher
und
sinnvoller
Konstruktionssysteme. Es ist nur das Tragwerk in Stahlbauweise darzustellen, d.h. Stützen, Hauptund
Nebenträger,
Aussteifungsmaßnahmen,
sowie
die
Eindeckung
(Trapezblech
oder
Holzwerkstoffplatten). Es sollen handelsübliche Stahlprofile verwendet werden.
Es soll keine statische Berechnung der Konstruktion durchgeführt werden. Angaben zu gängigen
Profilen und für eine überschlägige grobe Vordimensionierung der Tragglieder können dem
Arbeitsblatt „Stahlbau“ und dem TWL-Tabellenbuch entnommen werden.
Ablauf
Jede Gruppe entwickelt bis zum ersten Betreuungstermin zwei alternative Struktursysteme in
Stahlskelettbau. Darstellung als Zeichnung im Maßstab M 1:100 (Aufsicht Trägerlage/ Längs- und
Querschnitt). Aus den zwei Alternativen wählt die Gruppe eine Alternative aus und stellt diese als
Arbeitsmodell M 1:50 dar. Es sind alle Tragwerkselemente darzustellen, d.h. Stützen, Hauptträger,
Nebenträger und Windaussteifungen sowie die primäre Eindeckung des Dachs (Trapezblech,
Holzwerkstoffplatten).
Schichtaufbauten
wie
Dämm- oder
Dichtungsschichten sollen
nicht
dargestellt werden.
Im zweiten Arbeitsschritt wird die ausgewählte Alternative konstruktiv durchgearbeitet und
zeichnerisch dargestellt. Dabei sind ein Grundriss (oder Trägerlage), zwei Schnitte im Maßstab 1:50
sowie Detailzeichnungen M 1:5 von allen relevanten Anschlusspunkten zu erstellen.
In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt
zu achten.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
20
Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden
Zeitlicher Ablauf:
Bis zur 1. Betreuung: 2 alternative Struktursysteme Zeichnung M 1:100, eine ausgewählte
Alternative als Arbeitsmodell M 1:50.
Bis zur 2. Betreuung: Konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung des ausgewählten
Struktursystems und der Anschlusspunkte.
Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen.
Leistungen
1. 2 alternative Struktursysteme als Zeichnung M 1:100
2. eine ausgewählte Alternative als Arbeitsmodell M 1:50
3. Grundriss, Tragwerksaufsicht (Trägerlage), Längs- und Querschnitt M 1:50
des ausgewählten Systems, beschriftet und vermaßt.
4. Detailzeichnungen M 1:5 (Verbindung Stütze Hauptträger, Nebenträger, Dachdecke,
Aussteifungsmaßnahmen vertikal und horizontal; Stützenfußpunkt etc.)
Alle Details mit Beschriftung, Materialangaben, Achsen, Maßangaben.
Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat
DIN-A2 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein.
Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1, 3 und 4.
Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt.
Abgabe: Dienstag, 16.12.2014, 10.00 Uhr im Lehrstuhl Bauko (ohne Modell)
Kalkulation Zeitaufwand*
Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung + Modelle)
40 h
Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung:
60 h
Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen:
20 h
*Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro
Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Übung 4 - Fassade 1 (Elementfassade)
Aufgabenstellung
Für die Nordfassade eines kleinen, dreigeschossigen Bürogebäudes soll eine Fassadenkonstruktion
in Elementbauweise aus Holz entwickelt werden. Ziel der Aufgabe ist es, durch Untersuchung
alternativer Elementtypen auf einem vorgegeben Fassadenraster und die anschließende konstruktive
Bearbeitung von Regeldetails ein Verständnis für die Gestaltqualitäten und materialspezifischen
Füge- und Konstruktionsmethoden von Elementfassaden in Holz zu entwickeln.
Folgende Anforderungen und Randbedingungen sind festgelegt:
−
Fassadenraster: 1,30 m, Geschosshöhe: 3,24 m
−
Die Fassade ist die thermische Hülle des Gebäudes. Das bedeutet bei verglasten Elementen die
Verwendung von Dreifachverglasungen, bei geschlossenen Elementen Dämmstoffstärken von
ca. 16 – 18 cm)
−
Ausreichende Belichtung und Möglichkeit der natürlichen Lüftung
−
Es ist kein Sonnenschutz notwendig
−
Die Befestigung der Elemente erfolgt ausschließlich an den Geschossdecken
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Zunächst ist ein Entwurf für die Fassade unter Berücksichtigung der Anforderungen und
Randbedingungen zu entwickeln. Dabei sind die grundlegenden geometrischen Randbedingungen
definiert (Fassadenraster: 1,30 m, Geschosshöhe: 3,24 m). Dies schließt nicht aus, dass die
Elemente innerhalb dieser Grenzen weitere vertikale oder horizontale Teilungen aufweisen können.
Bei der Erarbeitung des Entwurfs empfiehlt es sich, unterschiedliche Elementtypen in Alternativen
zu untersuchen.
Auf Basis des Fassadenentwurfs sind ein Fassadenschnitt mit Teilansicht M 1:20 und konstruktive
Details im Maßstab 1:5 für zwei Regeldetails zu entwickeln.
Bei der Durchbildung der Elemente ist zu berücksichtigen, dass die Elementpfosten statisch
gesehen wie Einfeldträger mit einer Stützweite von Geschossdecke zu Geschossdecke
funktionieren. Die Elementpfosten müssen also den wesentlichen Teil der Windlasten aufnehmen
und in die Geschossdecken leiten. Daher sind für die Profile der Elementrahmen mindestens
Abmessungen von b x t = 60 x 180 mm2 anzunehmen.
Bei der Entwicklung der Anschlüsse der Elemente untereinander und der Integration von
Öffnungsflügeln in das Element sollte die leichte Bearbeitbarkeit von Holz genutzt werden. Falze,
Nuten und Aussparungen lassen sich mit den gängigen Bearbeitungstechniken leicht herstellen.
Für die Lage der Fassadenelemente in Bezug zur Geschossdecke gibt es zwei Möglichkeiten:
a. Die Elemente werden direkt miteinander gefügt. Die Elementstoßfuge liegt dabei etwa in
Höhe der des Fertigfußbodens
b. Die Elemente enden jeweils an UK Geschossdecke und OKFF und werden mit einem
Sonderelement im Bereich der Geschossdecke gefügt
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Ablauf
Bis zum ersten Betreuungstermin entwickelt jede Gruppe einen Fassadenentwurf für die
Nordfassade des vorgegebenen Gebäudes im Maßstab 1:50. Darstellung jeweils in Grundriss und
Ansichten. Für den Fassadenentwurf sind Regeldetails 1:5 des horizontalen Elementstoßes und des
Anschlusses an die Geschossdecke zu entwickeln.
Bis zur Abgabe sind die vorgenannten Leistungen zu überarbeiten und ein Fassadenschnitt mit
Teilansicht 1:20 zu entwickeln.
Fassadenschnitt-Rohling mit Teilansicht und Grundrissausschnitt
Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden.
Zeitlicher Ablauf:
Bis zur 1. Betreuung: Fassadenentwurf (Ansicht und Grundriss 1:50). Zwei Regeldetails 1:5.
Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen 1:50, 1:20, 1:5.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Leistungen
1. Fassadenentwurf und konstruktive Ausarbeitung:
−
Ansicht und Teil-Grundriss (nur die Fassadenseite) M 1:50
−
Fassadenausschnitt mit Teilansicht und Teilschnitt vertikal + horizontal M 1:20
−
Regeldetail Anschluss Elementfassade / Geschossdecke Vertikalschnitt M 1:5
−
Regeldetail Elementstoß Horizontalschnitt M 1:5
Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat
DIN-A1 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein.
Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 1.
Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt.
Abgabe: Dienstag, 13.01.2015, 10.00 Uhr im Lehrstuhl Bauko
Kalkulation Zeitaufwand*
Schritt 1: Fassadenentwurf
15 h
Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung:
35 h
Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen:
30 h
*Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro
Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.
Folgende Unterlagen werden zur Bearbeitung als download zur Verfügung gestellt:
−
Grundriss Regelgeschoss dwg
−
Querschnitt dwg
−
Fassadenschnitt-Rohling dwg
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Übung 5 - Fassade 2 (Pfosten-Riegel-Fassade)
Aufgabenstellung
Für eine Industriehalle mit Abmessungen von 22,5 x 12 m und einer Traufhöhe von etwa 5,30 m
sollen zwei alternative Fassadenkonzepte in Pfosten-Riegel-Bauweise entwickelt werden. Ziel der
Aufgabe ist es, durch Untersuchung alternativer Fassadeneinteilungen mit unterschiedlichen
Proportionen, Anordnungen von Öffnungselementen und Sonnenschutzsystemen die geometrischen
Abhängigkeiten zwischen Tragwerk und Hülle zu erkennen und ein Verständnis für die
materialspezifischen Füge- und Konstruktionsmethoden von verglasten Fassadenkonstruktionen in
Pfosten-Riegel-Bauweise zu entwickeln.
Zunächst sind zwei gleichwertige Alternativentwürfe für die Fassade zu entwickeln. Dabei sind die
Längsseiten als verglaste Fassadenfläche auszubilden. Die Schmalseiten des Gebäudes sind
geschlossen, als hinterlüftete Fassaden durchzubilden. In allen Fassadenalternativen ist die
Integration öffenbarer Elemente (Türen, Fenster, oder Lüftungsklappen, etc.) vorzusehen. Der Anteil
an
Lüftungselementen
sollte
mindestens
bei
10%
der
Fassadenfläche
liegen.
Sonnenschutzmaßnahmen sind auf der SO-Seite des Gebäudes notwendig und mit einzuplanen. Die
Zugänglichkeit der Halle ist durch Integration von mindestens zwei Doppeltürelementen zu
gewährleisten.
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Die Lage der Fassade (vor, hinter oder zwischen den Stützen) ist unter Berücksichtigung der
gegebenen Tragkonstruktion zu bestimmen.
Neben Überlegungen zu Proportion und Gestalt sind bei der Aufteilung folgende Aspekte zu
bedenken:
−
Abstimmung der geometrischen Ordnung zwischen Fassade und Tragwerk
−
Orientierung des Gebäudes
−
Ausreichend Öffnungselemente zur natürlichen Lüftung, Zugang
−
Möglichkeiten und Qualität der Belichtung
Entwickeln Sie hierfür geeignete Anschlusspunkte / Details unter Berücksichtigung Ihres Tragwerks
und Konstruktionsprinzips.
Ablauf
Bis
zum
ersten
Betreuungstermin
entwickelt
jede
Gruppe
zwei
unterschiedliche
Fassadenalternativen im Maßstab 1:50, die sich in geometrischer Aufteilung, Lage zum Tragwerk,
Anordnung und Art der offenen und geschlossenen Elemente und Sonnenschutzmaßnahmen
deutlich unterscheiden. Darstellung jeweils in Grundriss und Ansichten.
Entscheiden Sie sich dann innerhalb der Gruppe für eine Alternative, die weiter konstruktiv
ausgearbeitet wird. Die Auswahl sollte aufgrund nachvollziehbarer Kriterien wie der technischen und
funktionalen Brauchbarkeit, der Materialökonomie, der einfachen Herstellung und Montage, sowie
der gestalterischen Qualität erfolgen. Diese ausgewählte Alternative wird im Maßstab 1:20 in
Schnitt, Ansicht, Grundriss über Eck und im Maßstab 1:5 weiterbearbeitet.
In der Darstellung der Details ist auf eine sinnvolle Zuordnung zwischen Grundriss, Ansicht, Schnitt
zu achten. Räumliche Darstellungen von Knotenpunkten (Isometrien) können hilfreich sein.
Es sollen keine Perspektiven und Computeranimation des Gebäudes erstellt werden.
Zeitlicher Ablauf:
Bis zur 1. Betreuung: 2 Alternative Fassadenentwürfe (Ansichten und Grundriss 1:50)
Bis zur 2. Betreuung: Konstruktive Ausarbeitung der ausgewählten Alternativen M 1:20 bis 1:5
Bis zur Abgabe: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werk- und Detailplänen
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
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Leistungen
1. 2 Alternative Fassadenentwürfe (jeweils Grundriss und 2 Ansichten) M 1:50
2. Konstruktive Ausarbeitung der ausgewählten Alternativen, jeweils:
−
Grundriss und 2 Ansichten M 1:50
−
Fassadenausschnitt Glas-Fassade mit Teilansicht und Teilschnitt vertikal + horizontal M 1:20
−
Fußpunkt und oberer Anschluss (Dachrand) Glas-Fassade Vertikalschnitt M 1:5
−
Fassadenecke Horizontalschnitt M 1:5
−
Öffenbares Element: Horizontal- und Vertikalschnitt M 1:5
Die Zeichnungen sind als Strichzeichnungen (schwarzer Strich auf weißem Grund) auf Blattformat
DIN-A1 quer zu präsentieren. Das Layout für alle Pläne muss einheitlich sein.
Gegenstand der Übungsabgabe sind die Leistungen unter Punkt 2.
Zusätzliche Leistungen werden nicht berücksichtigt.
Abgabe: Dienstag, 03.02.2015, 10.00 Uhr im Lehrstuhl Bauko
Kalkulation Zeitaufwand*
Schritt 1: Alternativenbildung (Zeichnung)
20 h
Schritt 2: konstruktive und zeichnerische Ausarbeitung:
80 h
Schritt 3: Darstellung der ausgearbeiteten Lösung in Werkplänen- und Detailplänen:
40 h
*Die angegebenen Zeiten stellen den Stundenaufwand pro 6er-Gruppe dar. D.h. der Zeitaufwand pro
Person ergibt sich aus den o.g. Zeiten geteilt durch 6.
Folgende Unterlagen werden zur Bearbeitung als download zur Verfügung gestellt:
−
Grundriss dwg
−
Querschnitt dwg
−
Ansicht dwg
−
Fassadenschnitt-Rohling dwg
Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Längsansicht und Querschnitt
Fassadenschnitt-Rohling mit Teilansicht und Grundrissausschnitt
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Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Anhang
Beispiel Darstellung M 1:200
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Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Beispiel Darstellung M 1:50
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Konstruktion 2 . Modul B1.5 . Baukonstruktion I + II . WS 2014/15 + SS 2015
Beispiel Layout A2
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