Diplomvortrag von Isabel Scholz

Schöne Aussichten!100 Jahre Schönbergturm Pfullingen –

Modellierung, Bemessung und Kalkulationim Vergleich gestern und heute

Erstbetreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Steidle

Zweitbetreuer: Prof. Dr.-Ing. Dieter Spranz

Übersicht

● Die Stadt Pfullingen

● Der Schönbergturm und seine Entstehung

● Belastungsannahmen

● Modellierung und Bemessung

● Turmbau heute

● Ergebnisse

Die Stadt Pfullingen

Lage und Geschichte

Pfullingen liegt am Fuße der Schwäbischen Albam Eingang zum oberen Echaztal und gehörtzum Landkreis Reutlingen.

Der Schönbergturm und seine Entstehung

(„Lange Unterhos‘ “)

Lage: Schönberg bei Pfullingen793 m über NN

Höhe: OK Fundament bis Spitze: 26,4 m

Bauzeit: Mitte August bis Mitte November 1905

Einweihung: 25. März 1906, 14 Uhr

Bauherr: Schwäbischer Albverein

Architekt: Prof. Theodor Fischer, Stuttgart

Tragwerksplaner: S. Zipkes, Zürich

Baufirma: Luipold und Schneider, Stuttgart

Kosten: 17.000 Mark

Angaben zu Abmessungen und Material:

Pläne: Baugesuch (Stadt Pfullingen)

Artikel aus der Deutschen Bauzeitung von S. Zipkes

Material: Schmidt`scher Hammer: ≥ C12/15

Bohrkernentnahme nicht möglich

Annahme: BSt 500 (Stahl IV)

Konstruktion des Turms:

Der Schönbergturm und seine Entstehung

Der Architekt – Theodor Fischer

Geburt: 28. Mai 1862 in Schweinfurt

Lehrtätigkeit: 1901 bis 1908 an der TH Stuttgartals Professor für Baukunde

Tod: 25. Dezember 1938 in München

Studium: 1880 bis 1885 an der TH München

1909 bis 1929 an der TH München als Professor für Städtebau

Arbeitssiedlung Gmindersdorfin Reutlingen1903 – 1915

Ev. Garnisonskirche (heutePauluskirche) in Ulm1906 - 1910

Kunstgebäude am Schlossplatz in Stuttgart1909 – 1913

Gustav-Siegle-Hausin Stuttgart1913

Entwurf für dasVölkerschlachtdenkmalin Leipzig1895

Belastungsannahmen

Nach DIN 1055

Ständige Einwirkungen:

Stahlbeton: gk = 25 KN/m³Fußbodenbelag: gk = 0,2 KN/m²Dacheindeckung: gk = 0,3 KN/m²

Veränderliche Einwirkungen:

Windlasten: wk = -0,25 bis +0,88 KN/m²Schneelasten: sk = 0,64 KN/m²Verkehrslasten: qk = 5 KN/m²

Modellierung und Bemessung

Allgemeines

● Mindestbewehrung wurde nicht berücksichtigt

● Das schmaler werden der Turmschäfte wurde vernachlässigt

● Bemessung mit BSt 500 (Stahl IV)Vorhandener Stahl vermutlich BSt 220 (Stahl I)

Modellierung und Bemessung

Ebenes Stabwerk

1

22 33

4

1

2

3

6.50

20.0

0

1. Querschnittswerte A und I für Stiel (Schaft) und Riegel (Galerie)

2. Schnittgrößen: Friedrich und Lochner ESK

3. Bemessung: mbAEC

Ergebnis:

Schaft: max. erf. Bewehrung: 1,53 cm²vorh. Bewehrung: > 9,42 cm²

Modellierung und Bemessung

Ebenes Stabwerk

1

22 33

4

1

2

3

6.50

20.0

0

Modellierung und Bemessung

Räumliches Stabwerk

Z

XY

1. Fachwerk

2. Schnittgrößen: Dlubal RSTAB

3. Bemessung: Friedrich und Lochner

Ergebnis:

Rechteckstützen: max. erf. Bewehrung: 0,71 cm²vorh. Bewehrung: > 9,42 cm²

Modellierung und Bemessung

Räumliches Stabwerk

Z

XY

3

12

456

44

304 4

+Mz

+My Nx

Biegebemessung---------------------------------------------------Nr Nsd Myd Mzd totAs

[KN] [KN/m] [KN/m] [cm²]

1 -4,46 -9,62 -1,59 0,71

Σ aller Stäbe im Schaftquerschnitt links oben unterder Einwirkungskombination EG + Wx:

As = 1,41 cm²

Modellierung und Bemessung

Schalentragwerk

1. Eingabe in proFEt von mbAEC

2. Schnittgrößen: mbAEC

3. Bemessung: mbAEC

Ergebnis:

Vorhandene Bewehrung > erforderliche Bewehrung

Modellierung und Bemessung

Schalentragwerk

Statisch erforderliche Bewehrung im linken Schaft obenunter der Einwirkungskombination EG + Wx:

As = 1,8 cm²

Turmbau heute

Anforderungen nach DIN 1045-1

Expositionsklasse: XC4

Betonfestigkeitsklasse: C20/25 C12/15

Wandstärke: min d = 10 cm d = 10 cm(aus baupraktischer Sicht gewählt: d = 20 cm)

Keine Stützen Stützen 30x56 cm

Stahltreppe Ortbetontreppe

Deckenstärke: d = 16 cm d = 6 bis 10 cm

Entwurf heute: Schönbergturm vor 100 Jahren:

Turmbau heute

Bemessung

Schnittgrößenermittlung und Bemessung mit mbAEC, proFEt

Turmbau heute

Bauausführung und Kalkulation

Schäfte: Kranabhängige Kletterschalung

Galerie: Arbeitsgerüst auf Konsolen

Kalkulation (Kostenschätzung):

1. Fertigungsmengen (Massenermittlung) 2. Arbeitszeit über Aufwandswerte3. Arbeitsablauf pro Kletterabschnitt, Grobablaufplanung4. Leistungsverzeichnis5. Kostenschätzung

Ergebnisse

…und er steht doch!

● Bauentwurf entspricht nicht den heutigen Normen

Aber: Statik und Konstruktion erfüllen dennoch die Anforderungen anStandsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit

● Kosten für den Bau des Schönbergturms heute: 300.000,- €Kosten für den Bau des Schönbergturms 1905: 17.000 Mark

das entspricht heute: 217.600,- € (Grundlage Baupreisindex)87.000,- € (Grundlage Verbraucherpreisindex)

● Entwurf nach DIN 1045-1: ca. 53 % mehr Betonca. 90 % mehr Betonstahl