HOCHHAUS KONSTRUKTIONEN...Johnson Wax First Reliance Olivetti Leiter halbsteife Rahmen steife Rahmen...

HOCHHAUS KONSTRUKTIONEN

JULIAN BODNER MARKUS GIANMOENA HANSPETER KALS

KONSTRUKTIVES GRUNDPRINZIP

EQUITABLE LIFE BUILDEING ERBAUT: 1870ETAGEN: 7HÖHE: 40m KONSTRUKTION: MAUERWERK

HOME INSURANCE BUILDING ERBAUT: 1885ETAGEN: 10 (ab 1890: 12)HÖHE 42m (ab 1890: 54,9m) KONSTRUKTION: SKELETTBAU

22

Oben: Typisches Pariser Haus aus der Zeit Haussmanns

Grundriss des Parterre (Geschäfte) eines der oberen Stockwerke mit drei Bürgerwohnungen

Links: die Idealvorstellung des Inneren eines gründerzeitlichen Pariser Hauses Benevolo 2000:848 Benevolo 2000:849

3.1 Bürgerliches Wohnen

KONVENTIONELLE KONSTRUKTIONEN SIND AUSGEREIZTNEUE KONSTRUKTIONEN SIND ERFORDERLICH

KONSTRUKTIVES GRUNDPRINZIP

MAUERWERK SKELETT

EIGENGEWICHT WINDLAST MOMENTENLINIE

WIRTSCHAFTLICHKEIT VON MAUERWERKSKONST-RUKTIONEN IST MIT IHRER HÖHE BESCHRÄNKT

DIE AUFLÖSUNG DES TRAGWERKES IN EIN SKELETT IST MITTELS NEUER MATERIALIEN MÖGLICH UND ERFORDERLICH

DURCH DIE NEUE HOHE BAUWEISE TRETEN EXTREME WINDLASTEN AUF, DADURCH WERDEN BESONDERE AUSSTEIFUNGEN ERFORDERLICH

TRAGSYSTEME

TRAGSYSTEMERAHMEN (RIGID FRAME)

AUSGESTEIFTE RAHMEN (BRACED FRAME)

WANDSCHEIBEN, GEKOPPELTE SCHEIBE (SHEAR WALL)

• Rahmensysteme mit Biegesteifen Verbindungen.

• Ableitung der Horizontalen Kräfte durch Biegung.

• Bis zu 25 Stockwerke möglich.

• Stützen, Träger und Stäbe bilden ein Fachwerk.

• Können höhere Horizontalkräfte aufnehmen als einfache Rahmen.

• HoheelastischeSteifigkeit.

• Stahlplatten als Aussteifung• Platten werden in einfache biege-

steife Rahmen eingesetzt.• Es können sehr hohe Horizontal-

kräfte aufgenommen werden.

Wgünstig

WgeringeAusmitte

WgroßeAusmitte

Kern Kern Kern

KERN

VDI-W

ettbewerb Integrale Planung

“Energieeffizientes Hochhaus” -Konstruktionsarten

> Laterales Tragsystem: A

nordnung

Verformung: 100%

VDI-W

ettbewerb Integrale Planung

“Energieeffizientes Hochhaus” -Konstruktionsarten

> Laterales Tragsystem: A

nordnung

Verformung: ~150%

VERFORMUNG: 100%

Wgünstig

WgeringeAusmitte

WgroßeAusmitte

Kern Kern Kern

Wgünstig

WgeringeAusmitte

WgroßeAusmitte

Kern Kern Kern

ZENTRISCHER KERN AUSMITTIGER KERN

VDI-W

ettbewerb Integrale Planung

“Energieeffizientes Hochhaus” -Konstruktionsarten

> Laterales Tragsystem:

Anordnung

Verformung: 240%

VERFORMUNG: 150% VERFORMUNG: 240%

DECKENSYSTEME

• Spannweiten bis 8,10m bei d~35cm,• Reduktionen möglich bei Einsatz von Vorspannung

(~20%)• Geringe absolute Konstruktionshöhe• Einfache,flexibleInstallationsführung• Hohes Eigengewicht (Alternative -> Leichtbeton)

• Einachsig gespannt (bis ca. 9m), Taktverfahren• Teilfertigteile möglich (Filigrandecken)• Erschwerte Leitungsführung unter der Decke (Aus-

sparungen in Balken erforderlich)• Relativ hohes Eigengewicht

FLACHDECKEN DECKEN MIT UNTER- ÜBERZUG

DECKENSYSTEME

• Spannweite 7-10m• Schlechter Schallschutz• Hohe Konstruktionshöhe• Unregelmäßigen Grundrissen ungünstig• Relativ geringes Eigengewicht

• Spannweiten bis ca. 15m (Trägerhöhe!)• Bleche können leicht von Hand verlegt werden• Geringe Konstruktionshöhe• Installationsführung aufwendig wg. Rippen• Geringes Eigengewicht

RIPPENDECKEN VERBUNDDECKE

GRÜNDUNGENFRANKFURTER HOCHHÄUSER 1959-2003

FLACHGRÜNDUNG

PFAHLGRÜNDUNGSPITZENDRUCK

KOMBINIERTE PFAHL- PLATTENGRÜNDUNGMANTELREIBUNG

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

50

100

Anzahl der Geschosse

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

ARTEN DER LASTABTRAGUNG

DIREKTE LASTABTRAGUNG

SKELETTSYSTEME SCHEIBENSYSTEME RÖHRENTRAGSYSTEME (TUBES)

SEAGRAM BUILDING, MIES VAN DER ROHE 1958

TORRE PIRELLI, GIO PONTI 1958

JOHN HANCOCK TOWER, FAZLUR KHAN 1969

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

INDIREKTE LASTABTRAGUNG

ABFANGSYSTEME KRAGSYSTEME HÄNGESYSTEME

OLIVETTI AUSBILDUNGSZENTRUM, EGON EIERMANN 1967-72

JOHNSON WAX BUILDING, FRANK LLOYD WRIGHT 1939

JOHN HANCOCK TOWER, FAZLUR KHAN 1969

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

MEGASTRUKTUREN UND TRAGSYSTEM- KOMBINATIONEN

OUTRIGGER MEGA-RAUMFACHWERKE

PETRONAS TOWERS, CESAR PELLI 1997

BANK OF CHINA, I.M. PAI 1990

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

halbsteifeRahmen

steifeRahmen Abfang-K. Krag-K.

Abfang-K.und Röhremit Diago-nalaussteifung Rahmen

Skelett +Scheiben

Skelett +Rahmen-Streben

Skelett +Streben-Fachwerk

Mega-Fachwerk Hänge-K.

»tube« mitStützenDiagonalen-Fachwerk

»tube« mitKern

»bundledtube«

»tube intube« +Outrigger

Mega-Stützen +Outrigger

Jin MaoPetronasTowers

SearsTowers

WorldTradeCenter

John HancockTower

H+S-Bank

Bankof China

ChaseManhattan

SeagramBuilding

Lake ShoreAppartments

SchweizerNational

CityCorp. C

JohnsonWax

OlivettiRelianceFirstLeiter

CCTV- BUILDING, OMA, PEKING, 2009

HÖHE: 234mETAGEN: 54NUTZUNG: BÜROSYSTEM: MEGARAHMEN

TRAGWERK

TRAGWERK WIRD IN FASSADE SICHTBAR

LA TOUR D2, ANTHONY BéCHU, PARIS, 2014

HÖHE: 171mETAGEN: 34NUTZUNG: BÜROSYSTEM: TUBE IN TUBE

GRUNDRISS

TRAGWERK

SHERATON MOON HOTEL, MAD ARCHITECTS, CHINA, 2012

HÖHE: 102mETAGEN: 24NUTZUNG: HOTELSYSTEM: SKELETTBAU MIT BETONKERN

GRUNDRISS

SCHNITT

BIG WOOD, MICHAEL GREEN, WETTBEWERB 2013