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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