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Tragwerksplanung für ein Bürogebäude innerhalb eines Geschäftshauskomplexes

©2008 Bachelorarbeit 157 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
In meiner Bachelor-Thesis handelt es sich um das Thema des konstruktiven Ingenieurbaus, der Tragwerksplanung über ein Einkaufs- und Geschäftshaus in Aalen.
Zuerst behandelte ich das Thema der Lastermittlung und Aussteifung des Gebäudes, wie die Lastabtragung der einzelnen Geschosse in der vertikalen. Danach beschäftigte ich mich mit der Bemessung der Ortbetonbodenplatte im 2.Obergeschoss. Demzufolge führte ich die Bemessung für das Durchstanzen, der Stütze, das Einzelfundament und für einen Unterzug durch.
Im Betracht dieser Thesis sollte ich eine Alternative für die Bemessung der Ortbetonplatte zu einer vorgespannten Fertigteildecke durchführen. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
RÜCKGABE DER BACHELORARBEITIII
ABBILDUNGSVERZEICHNISVI
TABELLENVERZEICHNISVII
LITERATURVERZEICHNISVIII
DANKSAGUNGIX
1.PROJEKTBESCHREIBUNG1
1.1ILLUSTRATION DES ARCHITEKTEN2
2.EINLEITUNG4
3.LASTERMITTLUNG UND AUSSTEIFUNGSBERECHNUNG5
3.1EINWIRKUNGEN6
3.1.1VERTIKALLASTEN AUS DECKEN6
3.1.2VERTIKALLASTEN (STÜTZEN, WÄNDE, FASSADE)10
3.1.3WINDLASTEN11
3.1.3.1Schwingungsanfälligkeit11
3.1.3.2Ermittlung Geschwindigkeitsdruck11
3.1.3.3Ermittlung des Außendrucks für nicht schwingungsanfällige Bauteile11
3.1.3.3.1Gebäudeteil 112
3.1.3.3.2Gebäudeteil 215
3.1.4FEM-BERECHNUNG ERMITTLUNG WIND- & SCHNEELASTEN GEBÄUDETEIL 119
3.1.5FEM-BERECHNUNG ERMITTLUNG WIND- & SCHNEELASTEN GEBÄUDETEIL 224
3.2FLÄCHENMOMENTE 2.GRADES AUSSTEIFENDER ELEMENTE27
3.3SEITENSTEIFIGKEIT28
3.3.1SEITENSTEIFIGKEIT GEBÄUDETEIL 128
3.3.1.1Y-Richtung28
3.3.1.2Z-Richtung29
3.3.2SEITENSTEIFIGKEIT GEBÄUDETEIL 229
3.3.2.1Y-Richtung29
3.3.2.2Z-Richtung29
3.4HORIZONTALVERDREHUNG30
3.4.1WIND AUS X-RICHTUNG GEBÄUDETEIL 130
3.4.2WIND AUS Y-RICHTUNG GEBÄUDETEIL 130
3.4.3WIND AUS X-RICHTUNG GEBÄUDETEIL 231
3.4.4WIND AUS Y-RICHTUNG GEBÄUDETEIL 231
4.BEMESSUNG ORTBETONPLATTE32
4.1BEGRENZUNG DER BIEGESCHLANKHEIT33
4.1.1SYSTEM & BAUTEILMAßE34
4.1.2EFFEKTIVE STÜTZWEITEN34
4.1.2.1Regelfall34
4.1.2.2Ausnahmefall34
4.1.3ERFORDERLICHE PLATTENDICKE35
4.1.4BEGRENZUNG DER BIEGESCHLANKHEIT FÜR ERHÖHTE ANFORDERUNGEN35
4.1.4.1Regelfall35
4.1.4.2Ausnahmefall35
4.1.5BEGRENZUNG DER BIEGESCHLANKHEIT BEI NICHT ERHÖHTEN ANFORDERUNGEN36
4.1.5.1Regelfall36
4.1.5.2Ausnahmefall36
4.1.5.3Erforderliche Plattendicke36
4.2RISSBREITENBEGRENZUNG37
4.3BRANDSCHUTZNACHWEIS DER ORTBETONDECKE39
4.4BEWEHRUNGSFÜHRUNG UND BAULICHE DURCHBILDUNG40
4.4.1MINDESTBEWEHRUNG ZUR SICHERSTELLUNG […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


Hasan Garic
Tragwerksplanung für ein Bürogebäude innerhalb eines Geschäftshauskomplexes
ISBN: 978-3-8366-2620-0
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2009
Zugl. Hochschule für Technik (HFT Stuttgart), Stuttgart, Deutschland, Bachelorarbeit,
2008
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2009

Bachelor-Thesis Hasan Garic
WS 2008/2009
Seite | IV
1 Inhaltsverzeichnis
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ... VI
TABELLENVERZEICHNIS ... VII
LITERATURVERZEICHNIS ... VIII
DANKSAGUNG ... IX
1
PROJEKTBESCHREIBUNG ... 1
1.1
I
LLUSTRATION DES
A
RCHITEKTEN
... 2
2
EINLEITUNG ... 4
3
LASTERMITTLUNG UND AUSSTEIFUNGSBERECHNUNG... 5
3.1
E
INWIRKUNGEN
... 6
3.1.1
Vertikallasten aus Decken ... 6
3.1.2
Vertikallasten (Stützen, Wände, Fassade) ... 10
3.1.3
Windlasten ... 11
3.1.3.1
Schwingungsanfälligkeit ... 11
3.1.3.2
Ermittlung Geschwindigkeitsdruck ... 11
3.1.3.3
Ermittlung des Außendrucks für nicht schwingungsanfällige Bauteile ... 11
3.1.3.3.1
Gebäudeteil 1 ... 12
3.1.3.3.2
Gebäudeteil 2 ... 15
3.1.4
FEM-Berechnung Ermittlung Wind- & Schneelasten Gebäudeteil 1 ... 19
3.1.5
FEM-Berechnung Ermittlung Wind- & Schneelasten Gebäudeteil 2 ... 24
3.2
F
LÄCHENMOMENTE
2.G
RADES
A
USSTEIFENDER
E
LEMENTE
... 27
3.3
S
EITENSTEIFIGKEIT
... 28
3.3.1
Seitensteifigkeit Gebäudeteil 1 ... 28
3.3.1.1
Y-Richtung ... 28
3.3.1.2
Z-Richtung... 29
3.3.2
Seitensteifigkeit Gebäudeteil 2 ... 29
3.3.2.1
Y-Richtung ... 29
3.3.2.2
Z-Richtung... 29
3.4
H
ORIZONTALVERDREHUNG
... 30
3.4.1
Wind aus x-Richtung Gebäudeteil 1 ... 30
3.4.2
Wind aus y-Richtung Gebäudeteil 1 ... 30
3.4.3
Wind aus x-Richtung Gebäudeteil 2 ... 31
3.4.4
Wind aus y-Richtung Gebäudeteil 2 ... 31
4
BEMESSUNG ORTBETONPLATTE ... 32
4.1
B
EGRENZUNG DER
B
IEGESCHLANKHEIT
... 33
4.1.1
System & Bauteilmaße ... 34
4.1.2
Effektive Stützweiten ... 34
4.1.2.1
Regelfall ... 34
4.1.2.2
Ausnahmefall ... 34
4.1.3
Erforderliche Plattendicke ... 35
4.1.4
Begrenzung der Biegeschlankheit für erhöhte Anforderungen ... 35
4.1.4.1
Regelfall ... 35
4.1.4.2
Ausnahmefall ... 35
4.1.5
Begrenzung der Biegeschlankheit bei nicht erhöhten Anforderungen ... 36

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WS 2008/2009
Seite | V
4.1.5.1
Regelfall ... 36
4.1.5.2
Ausnahmefall ... 36
4.1.5.3
Erforderliche Plattendicke ... 36
4.2
R
ISSBREITENBEGRENZUNG
... 37
4.3
B
RANDSCHUTZNACHWEIS DER
O
RTBETONDECKE
... 39
4.4
B
EWEHRUNGSFÜHRUNG UND BAULICHE
D
URCHBILDUNG
... 40
4.4.1
Mindestbewehrung zur Sicherstellung des duktilen Bauteilverhaltens ... 43
5
NACHWEISE ­ BEMESSUNG ... 44
5.1
N
ACHWEIS
D
URCHSTANZEN AN
S
TÜTZE
21
NACH
DIN
1045-1,
10.5.3 ... 45
5.2
Q
UERKRAFTBEMESSUNG AUßERHALB DER
D
URCHSTANZBEREICHE
... 51
5.2.1
FEM-Berechnung Durchstanzen Stütze 21 ... 53
5.3
B
EMESSUNG
M
ITTELSTÜTZE
S
T
-21 ... 56
5.3.1
Lastermittlung für Stütze 21 im 1.OG ... 56
5.3.2
Bemessung Mittelstütze St-21 ... 57
5.3.3
Bewehrungsführung und Bauliche Durchbildung St-21 ... 62
5.3.4
FEM-Berechnung Mittelstütze 21 ... 64
5.4
E
INZELFUNDAMENTBEMESSUNG
... 67
5.4.1
Lastermittlung St-21 Tiefgarage ... 67
5.4.2
Nachweis Durchstanzen Fundament ... 70
5.4.3
FEM-Berechnung Einzelfundament ... 72
6
ERGEBNISSE AUS DER STATISCHEN BERECHNUNG MIT HILFE DES FEM-PROGRAMMS: MB AEC ... 76
6.1
E
RFORDERLICHE
Z
ULAGENBEWEHRUNG R
-R
ICHTUNG OBEN
... 78
6.2
E
RFORDERLICHE
Z
ULAGENBEWEHRUNG R
-R
ICHTUNG UNTEN
... 82
6.3
E
RFORDERLICHE
Z
ULAGENBEWEHRUNG S
-R
ICHTUNG OBEN
... 86
6.4
E
RFORDERLICHE
Z
ULAGENBEWEHRUNG S
-R
ICHTUNG UNTEN
... 90
6.5
S
TÜTZENKRÄFTE
... 94
6.6
L
INIENLAGER
-A
USWERTUNG
-
A
UFLAGERGRÖßE
F
T
... 98
6.7
V
ERFORMUNGEN
... 100
7
ALTERNATIVE: VORGESPANNTES PLATTENSYSTEM ZU ORTBETONAUSFÜHRUNG... 112
7.1
S
CHNITTGRÖßENERMITTLUNG
... 113
7.2
B
EMESSUNG
S
TAHLBETONUNTERZUG AN DEN
A
CHSEN
11,
F-J ... 115
7.2.1
FEM-Berechnung Unterzug für Vorgespanntes System... 125
8
GRAFIKEN ... 135
9
TABELLEN ... 141
10
PLÄNE ... 147
10.1
A
RCHITEKTEN
P
LÄNE
... 148
10.2
A
USFÜHRUNGSPLÄNE
... 148

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WS 2008/2009
Seite | VI
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Draufsicht mercatura Aalen ... 1
Abb. 2: Illustration Seitenansicht ... 2
Abb. 3: Illustration Ansicht Nordturm ... 2
Abb. 4: Illustration Ansicht Norden / Süden ... 3
Abb. 5: Illustration Ansicht Weidenfelder Straße / Nördlicher Stadtgraben ... 3
Abb. 6: Deckenaufbau über 3.OG ... 7
Abb. 7: Deckenaufbau über EG - 2.OG ... 8
Abb. 8: Deckenaufbau TG ... 9
Abb. 9: Bodenaufbau TG ... 10
Abb. 10: Unterteilung Wandbereiche 1 für Windlasten ... 12
Abb. 11: Unterteilung Dachbereiche für Windlasten ... 12
Abb. 12: Unterteilung Wandbereiche 2 für Windlasten ... 13
Abb. 13: Abmessungen zu Horizontalverformung Gebäudeteil 1 ... 30
Abb. 14: Grundriss Horizontalverformung Gebäudeteil 2 ... 31
Abb. 15: Systemmaße Regelstützweiten ... 34
Abb. 16: Systemmaße Ausnahmefall Gebäudeteil 1 (Balkon) ... 34
Abb. 17: Rechtwinklige Eckbewehrung auf der Oberseite und Unterseite von Platten ... 41
Abb. 18: Randbewehrung an freien Rändern von Platten ... 41
Abb. 19: Skizze außerhalb der Durchstanzbereiche & maßgebende Stützweiten ... 51
Abb. 20: Lasteinzugsfläche St-21 1.OG ... 56
Abb. 21: Grenzen für getrennte Nachweise in Richtung der beiden Hauptachsen ... 59
Abb. 22: Modellstütze 21 Tiefgarage ... 67
Abb. 23: Fundamentabmessungen unter St-21 ... 68
Abb. 24: Anordnung Plattensysteme: Vorspannung-Ortbeton ... 113
Abb. 25: Systemmaße Vorspannung I ... 113
Abb. 26: Systemmaße Vorspannung II ... 113
Abb. 27: Lastfallkombination UZ-Bemessung 5-7 ... 116
Abb. 28: Lastfallkombination UZ-Bemessung 1-4 ... 116
Abb. 29: Skizze zu Bemessungsmoment im Anschnitt am Zwischenauflager G/B ... 117
Abb. 30: Regelgeschoss ... 136
Abb. 31: Maße der Aussteifenden Elemente am TRH 2 & Gebäudeteiltrennung ... 137
Abb. 32: Maße der Aussteifende Elemente am TRH3 ... 137
Abb. 33: Maße der Aussteifende Elemente am TRH4 ... 138
Abb. 34: Schneelastzonenkarte Deutschland ... 139
Abb. 35: Windlastzonenkarte Deutschland ... 140

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Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Ständige Lasten über Decke 3.OG ... 7
Tabelle 2: Veränderliche Lasten über Decke 3.OG ... 7
Tabelle 3: Ständige Lasten über Decke EG-2.OG ... 8
Tabelle 4: Veränderliche Lasten über Decke EG-2.OG ... 8
Tabelle 5: Ständige Lasten über Decke TG ... 9
Tabelle 6: Veränderliche Lasten über Decke TG ... 9
Tabelle 7: Ständige Lasten über Bodenplatte TG ... 10
Tabelle 8: Veränderliche Lasten über Bodenplate TG ... 10
Tabelle 9: Ständige Lasten aus Stützen, Wände, Fassade ... 10
Tabelle 10: Bereichsauflistung & Windlasten Gebäudeteil 1 = 0° / 180° ... 13
Tabelle 11: Bereichsauflistung & Windlasten Gebäudeteil 1 = 90° / 270° ... 15
Tabelle 12: Bereichsauflistung & Windlasten Gebäudeteil 2 = 0° / 180° ... 16
Tabelle 13: Bereichsauflistung & Windlasten Gebäudeteil 2 = 90° / 270° ... 18
Tabelle 14: Zusammenstellung Flächenmomente 2.Grades ... 27
Tabelle 15: Verankerungslängen Ortbetonplatte ... 40
Tabelle 16: Gewählte Zulagenbewehrung für Stützen aus FEM-Berechnung ... 50
Tabelle 17: Gewählte Zulagenbewehrung für Wände aus FEM-Berechnung ... 50
Tabelle 18: Zusammenstellung Lasten St-21, 1.OG ständige Lasten ... 57
Tabelle 19: Zusammenstellung Lasten St-21, 1.OG veränderliche Lasten ... 57
Tabelle 20: Lastzusammenstellung St-21 Tiefgarage Ständige Einwirkungen ... 67
Tabelle 21: Lastzusammenstellung St-21 Tiefgarage Veränderliche Einwirkungen ... 68
Tabelle 22: Bewehrungsverteilung Einzelfundament Y-Richtung ... 69
Tabelle 23: Bewehrungsverteilung Einzelfundament X-Richtung ... 70
Tabelle 24: Zusammenstellung Schnittgrößen aller Lastfälle... 116
Tabelle 25: Flächenmomente für aussteifende Elemente der Wände am TRH2 ... 142
Tabelle 26: Flächenmomente für aussteifende Elemente des Aufzugkerns am TRH2 ... 142
Tabelle 27: Flächenmomente für aussteifende Elemente der Wände am TRH3 ... 143
Tabelle 28: Flächenmomente für aussteifende Elemente des Aufzugkerns am TRH3 ... 143
Tabelle 29: Flächenmomente für aussteifende Elemente der Wände am TRH4 ... 144
Tabelle 30: Flächenmomente für aussteifende Elemente des Aufzugkerns am TRH4 ... 144
Tabelle 31: Bemessungstabelle für Brespa Spannbetonhohldecken ... 145
Tabelle 32: IAD Bemessungstafel mit dimensionslosen Beiwerten ... 146

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Literaturverzeichnis
Beer, K. (2007). Bewehren nach DIN 1045-1. Wiesbaden: B.G. Teubner Verlag.
Bergmann&Ebeling&Gottfried. (2006). Stahlbetonbau Bemessung-Konstruktion-Ausführung.
Wiesbaden: B.G. Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH.
Bindseil, P. (2008). Massivbau Bemessung und Konstruktion im Stahlbetonbau mit Beispielen.
Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag.
Holschemacher&Klug. (2007). Lastannahmen nach neuen Normen. Berlin: Bauwerk Verlag GmbH.
Kolbitsch&Pech&Zach. (2007). bAukonstruktionen tragwerke. Wien: Springer-Verlag/Wien.
Minnert, P. D. (2007). Stahlbeton-Projekt. Berlin: Bauwerk Verlag GmbH.
Phocas, D.-I. A. (2001). Tragwerke für den Hochhausbau. Berlin: Ernst & Sohn.
Schneider, K.-J. (2004). Bautabellen für Ingenieure. München: Werner Verlag.
Stahlbetonbau I, Vorlesungsmanuskript. (2007). Stuttgart: Hochschule für Technik Stuttgart.
Stahlbetonbau II, Vorlesungsmanuskript. (2008). Stuttgart: Hochschule für Technik Stuttgart.

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Danksagung
Da ich mit Abgabe dieser Arbeit mein Studium beenden werde, möchte ich die Gelegenheit
nutzen, um mich bei meinen Eltern und meinen Geschwistern zu bedanken. Ohne sie hätte
ich dieses Studium nicht in dieser Weise bewältigen können. Sie gaben mir sowohl die
finanzielle Möglichkeit, als auch die moralische Unterstützung, die ich während meines
Studiums benötigte.
Des Weiteren möchte ich mich bei Herrn Prof. Dipl. - Ing. Drexler bedanken. Er gab mir
einerseits die nötige Freiheit sowohl bei der Themenwahl, als auch bei der Vertiefung in
einzelne Teilgebiete. Er stand stets zur Verfügung, wenn ich erklärende Worte benötigte.
Mein Dank gilt auch an Prof. Dr.-Ing. Peter Steidle von der HfT-Stuttgart und Herrn Krämer
vom Ingenieurbüro Bornscheuer Drexler Eisele, Sie begleiteten mich auf meinem Weg mit
Hilfe und Unterstützung.

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1 Projektbeschreibung
In meiner Bachelor ­Thesis
sollte ich das Projekt des
mercatura in Aalen
bearbeiten. Im Planungsbüro
Bornscheuer Drexler Eisele
wird dieses Projekt auch
aktuell bearbeitet. Dabei
handelt es sich um ein
Bürogebäude innerhalb eines
Geschäftshauskomplexes. Ich
sollte dabei nur den blau
markierten Teil auf
nebenstehender Abbildung
bearbeiten.
Das mercatura ermöglicht Einkaufsmöglichkeiten mit Gastronomie, Dienstleistung,
Wohnungen, Grünanlagen und Büroflächen. Das Gesamtkonzept setzt auf Großzügigkeit und
Funktionalität: Die Architektur des mercatura verbindet das Fassadenbild der Stadt Aalen mit
den modernen Ansprüchen an eine hochwertige Infrastruktur. Die Passage greift die Struktur
der Gassen und Straßen in der Altstadt auf und gliedert sich so in den Komplex ein. Die
Piazza und das Foyer werden als Orte der Begegnung und Kommunikation gestaltet. Der
einzigartige Nutzungsmix sieht jeweils im Erdgeschoss und im 1. Obergeschoss Einzelhandel,
Dienstleistung und Gastronomie vor, ergänzt durch großzügige Freiflächen und Terrassen. In
den Obergeschossen 2 und 3 sind Flächen für Büros, Dienstleistung und Wohnen, zum Teil
als Stadthäuser, untergebracht. Auch ein Wellnessbereich mit Fitness und Medizinzentrum
ist geplant. Im 4. und 5. Obergeschoss des Büroturms stehen zusätzliche 300 Quadratmeter
für Büro und Dienstleistung zur Verfügung. Die Flachdächer der Handelsflächen sind mit
weitläufigen Grünflächen bedeckt. Eine Tiefgarage unter dem Areal bietet zirka 300
öffentliche Pkw-Stellplätze. In der neuen Einkaufsmeile gruppieren sich Geschäfte des
täglichen und gehobenen Bedarfs, die das Angebot des Aalener Einzelhandels ergänzen. In
ihrem Mittelpunkt liegt eine Piazza, die von einer filigran gestalteten Glaskuppel überdacht
wird.
Standort: Die Kreisstadt Aalen liegt zirka eine Autostunde nordöstlich von Stuttgart und eine
Dreiviertelstunde nördlich von Ulm. Aalen zählt mit seinen 67 000 Einwohnern zu den
Mittelzentren Ostwürttembergs und übernimmt innerhalb der Region eine wichtige
Versorgungsfunktion. Das Areal des mercatura ist Teil der Aalener Innenstadt. In direkter
Umgebung liegen ein Facharztzentrum, Verwaltungs- und Wohngebäude sowie
Einzelhandelsgeschäfte. Die zukünftige Einkaufs- und Lebenswelt öffnet sich im Osten dem
Abb. 1: Draufsicht mercatura Aalen

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Zentralen Omnibus- und Hauptbahnhof und grenzt im Süden direkt an die Aalener Altstadt.
Im Norden schließt der herrliche und einmalig schöne Stadtgarten an.
1
Randbemerkungen:
Investitionssumme: 40 Mio.
Einzelhandel und Gastronomie: 12.000 qm
Büros: 2.800 qm
Medizinische Dienstleistungen: 950 qm
Wohnungen: 1.800 qm
Tiefgarage: 300 Parkplätze
Baubeginn: Frühjahr 2008
Fertigstellung: Ende 2009
2
1.1
Illustration des Architekten
Die folgenden Bilder wurden von der Homepage des Architekturbüros
entnommen. [http://www.blocherblocher.com]
1
http://www.aaleninfo.de/nov07/07/nordstadt.htm
2
Bachelorthesis im Konstruktiven Ingenieurbau 2008 (Jörg Henning)
Abb. 3: Illustration Ansicht Nordturm
Abb. 2: Illustration Seitenansicht

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Abb. 5: Illustration Ansicht Weidenfelder Straße / Nördlicher Stadtgraben
Abb. 4: Illustration Ansicht Norden / Süden

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Seite | 4
2 Einleitung
In meiner Bachelor-Thesis handelt es sich um das Thema des konstruktiven Ingenieurbaus,
der Tragwerksplanung über ein Einkaufs- und Geschäftshaus in Aalen.
Zuerst behandelte ich das Thema der Lastermittlung und Aussteifung des Gebäudes, wie die
Lastabtragung der einzelnen Geschosse in der vertikalen. Danach beschäftigte ich mich mit
der Bemessung der Ortbetonbodenplatte im 2.Obergeschoss. Demzufolge führte ich die Be-
messung für das Durchstanzen, der Stütze, das Einzelfundament und für einen Unterzug
durch.
Im Betracht dieser Thesis sollte ich eine Alternative für die Bemessung der Ortbetonplatte zu
einer vorgespannten Fertigteildecke durchführen.

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Seite | 5
3 Lastermittlung und Aussteifungsberechnung

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Die Sicherheit von Bauwerken wird maßgeblich von der richtigen Einschätzung der auf eine
Tragkonstruktion einwirkenden Beanspruchungen beeinflusst. Insofern kommt der DIN 1055
,,Einwirkungen auf Tragwerke" eine zentrale Bedeutung in der Tragwerksplanung zu, da in
dieser Norm sowohl das Sicherheitskonzept als auch die charakteristischen Werte der
wichtigsten Einwirkungen geregelt sind. (Holschemacher&Klug, 2007, S. A.2)
Die Standsicherheit des Gebäudes wird durch seine Aussteifung gewährleistet. Das
Aussteifungssystem übernimmt die Ableitung aller horizontalen Lasten in die Fundamente
und bewirkt, dass die horizontalen Verformungen so gering wie möglich gehalten werden.
Die Aussteifungssysteme können an unterschiedlicher Stelle des Hochhausgrundrisses als
Kern, Innen- und Außenwand oder auch zur Bildung von räumlichen Tragstrukturen
eingesetzt werden. Die Abtragung der Horizontallasten erfordert, dass sich in jeder
Horizontalebene des Tragwerks mindestens drei Aussteifungselemente befinden, deren
Systemflächen sich nicht in einem Punkt schneiden. (Phocas, 2001, S. 39)
Aussteifung wird in der DIN 1045-1, 8.6.2: Steifigkeit des Tragwerks, geregelt.
3.1
Einwirkungen
3.1.1 Vertikallasten aus Decken
Eigenlast ist eine ständige vorhanden und in der Regel unveränderliche Einwirkung. Sie
resultiert aus dem Gewicht der tragenden oder stützenden Bauteile und den
veränderlichen, von den tragenden Bauteilen dauernd aufzunehmenden Einwirkungen
(z.B. Auffüllungen, Fußbodenbelägen, Putz usw.).
3
Nutzlast ist eine veränderliche oder bewegliche Einwirkung auf das Bauteil (z.B.
Personen, Einrichtungsgegenstände, unbelastete leichte Trennwände, Lagerstoffe,
Maschinen, Fahrzeuge).
4
3
DIN 1055-3, 3.3.1
4
DIN 1055-3, 3.3.2

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Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Technik
5,0
Vegetation
0,1
Vegetationsschicht
1,5
Dachvlies
0,02
Dämmung
10
1,0
Abdichtung wurzelfest 2-lagig
0,1
Stahlbetonplatte
30
7,5
Abgehängte Decke inkl. Installation
0,5
15,72
Tabelle 1: Ständige Lasten über Decke 3.OG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Nutzlast nicht begehbares Dach
20°
0,75
Schneelast für Schneelastzone II (siehe S. 139),
A=427,84m ü.NN
0,85
0,25 1,91 140
760
0,25 1,91
,
= 1,32
, ,
1,056 0,75
Tabelle 2: Veränderliche Lasten über Decke 3.OG
Abb. 6: Deckenaufbau über 3.OG

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Eine gleichzeitige Berücksichtigung von Schneelasten und Nutzlasten auf nicht begehbaren
Dächern (Nutzungskategorie H) ist nicht erforderlich. (Holschemacher&Klug, 2007, S. F.3)
Abb. 7: Deckenaufbau über EG - 2.OG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Teppich
0,03
Estrich
5
1,1
Trennlage
0,02
Gipsfaserplatte
1
0,11
Hohlraumboden inkl. Installation
0,4
Stahlbetonplatte
30
8,75
Abgehängte Decke inkl. Installation
0,5 10,91
Tabelle 3: Ständige Lasten über Decke EG-2.OG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Nutzlast Büro / Verkaufsräume / Cafés <
50 ²
(Kat. B1, C1, D1; C1 maßgebend)
3,0
Trennwandzuschlag
3
5 ä
1,2
4,20
Balkon, Terrasse
4,0
,
Nutzlast Treppen und Treppenpodeste (Kat. T2)
5,0
5,0
Tabelle 4: Veränderliche Lasten über Decke EG-2.OG

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WS 2008/2009
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Abb. 8: Deckenaufbau TG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Fliesenbelag
2
0,44
Estrich
5
1,1
Dämmung
10
0,1
Stahlbetonplatte
35
8,75
Installation TG
0,2 10,59
Tabelle 5: Ständige Lasten über Decke TG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Nutzlast Einzelhandel >
50 ² Kat. D2
5,0
Nutzlast Treppen und Treppenpodeste (Kat. T2)
5,0
Tabelle 6: Veränderliche Lasten über Decke TG
Ein Trennwandzuschlag ist bei Nutzlasten von 5,0
nicht erforderlich.
(Minnert, 2007, S. 16)

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WS 2008/2009
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Abb. 9: Bodenaufbau TG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Fliesenbelag
2
0,44
Estrich
5
1,1
Dämmung
10
0,1
Stahlbetonplatte
50
12,5 14,14
Tabelle 7: Ständige Lasten über Bodenplatte TG
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Nutzlast mit Fahrzeugverkehr; Lasteinzugsfläche
A >
50 ² Kat. F3
,
Tabelle 8: Veränderliche Lasten über Bodenplate TG
3.1.2 Vertikallasten (Stützen, Wände, Fassade)
Bezeichnung der Einwirkungen
Charakteristischer Wert
Stützen TG; a*b = 0,4 * 0,8 m
,
Stützen EG; a*b = 0,5 * 0,5 m
,
Stützen 1.OG; a*b = 0,4 * 0,4 m
,
Stützen 2.OG ­ 3.OG; d = 0,35 m
,
Wände d= 0,25 m
,
Fassade
,
Tabelle 9: Ständige Lasten aus Stützen, Wände, Fassade

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WS 2008/2009
Seite | 11
3.1.3 Windlasten
Windlasten sind als veränderliche, freie Einwirkung entsprechend DIN 1055-100 (03.01) zu
betrachten. Bei ausreichend steifen, nicht schwingungsanfälligen Bauwerken sind die
dynamischen Wirkungen der Windlast vernachlässigbar. In solchen Fällen kann die Windlast
als vorwiegend ruhend betrachtet und somit wie eine statische Einwirkung behandelt
werden (Holschemacher&Klug, 2007, S. E.11)
Windlasten sind in der DIN 1055-4 definiert.
3.1.3.1
Schwingungsanfälligkeit
Ohne weiteren Nachweis dürfen Wohn-, Büro- und Industriegebäude mit einer Höhe bis zu
25m, sowie diesen in Form und Konstruktion ähnliche Gebäude als nicht schwingungsanfällig
betrachtet werden. Für andere Fälle ist in DIN 1055-4 ein rechnerisches
Abgrenzungskriterium zur Unterscheidung zwischen schwingungsanfälligen und nicht
schwingungsanfälligen Konstruktionen enthalten. (Holschemacher&Klug, 2007, S. E.10)
3.1.3.2
Ermittlung Geschwindigkeitsdruck
Auf Seite 140 ist eine Windlastzonenkarte abgebildet. Darauf ist zu erkennen dass der
Gebäudestandort Aalen sich in der Windzone 1 im Binnenland befindet.
Für Bauwerke mit einer Höhe h bis zu 25m über dem Gelände darf der
Geschwindigkeitsdruck vereinfacht konstant über die gesamte Gebäudehöhe angesetzt
werden. ... Überschreitet die Bauwerkshöhe einen Wert von h = 25m, ist der
Geschwindigkeitsdruck genau zu ermitteln. (Holschemacher&Klug, 2007, S. E.5)
Geschwindigkeitsdruck 0,65 ü 1018
3.1.3.3
Ermittlung des Außendrucks für nicht schwingungsanfällige Bauteile
Lasteinzugsfläche
,
; ü 1
,
,
,
; ü 1
10
,
; ü 10
,
ß ü 10 ²
Geographische Angaben:
A = 427,84m über Normal Null
Windzone 1, Standort Binnenland
Geometrie:
Flachdach, Traufbereich: Attika
Attikaüberstand = 0,5m
Bauteilabmessungen siehe Abb. 31: Maße der Aussteifenden Elemente am TRH 2 &
Gebäudeteiltrennung Seite 137.

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WS 2008/2009
Seite | 12
3.1.3.3.1
Gebäudeteil 1
Richtung = 0° / 180°
e min b2h
e min 32,02m
2 18
,
5
,
Unterteilung Wandbereiche A-B 5 32,025 ,
5 13 32,025 ,
Unterteilung Dachbereiche F-G-H-I
F e4 32,024 ,
G b 2 F 32,02 2 8,01
10 32,0210 ,
2 32,022 ,
Bereich I entfällt da Bereich H den
restlichen Dachbereich abdeckt!
Abb. 10: Unterteilung Wandbereiche 1 für Windlasten
Abb. 11: Unterteilung Dachbereiche für Windlasten

Bachelor-Thesis Hasan Garic
WS 2008/2009
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,, ,
Abweichung bei Interpolation gering
Abweichung bei Interpolation gering
0,5018,00 0,027 ,
Ohne Interpolation wird Winddruck höher somit auf
sicherer Seite (jedoch auch sehr gering!)
Bereich
Länge
Breite
,
,
²
A
6,40
18,00
-1,2
-0,78
B
6,60
18,00
-0,8
-0,52
D
32,02
18,00
0,8
0,52
E
32,02
18,00
-0,5
-0,325
F
3,20
8,01
-1,6
-1,04
G
3,20
16,00
-1,1
-0,715
H
9,80
32,02
-0,7
-0,455
Richtung = 90° / 270°
e min b2h
e min 13,00m
2 18
,
e d
,
Tabelle 10: Bereichsauflistung Windlasten Gebäudeteil 1 = 0° / 180°
Abb. 12: Unterteilung Wandbereiche 2 für Windlasten

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Unterteilung Wandbereiche A-B
, ,
, ,
32,02 13,00 ,
Unterteilung Dachbereiche F-G-H-I
Wie auf Abb. 11: Unterteilung Dachbereiche für Windlastenauf Seite 12.
F e4 13,004 ,
G b 2 F 13,00 2 3,25 ,
10 13,0010 ,
2 13,002 ,
32,02 6,50 ,
18,00
32,02 , 1
Abweichung bei Interpolation gering
0,5018,00 0,027 ,
Ohne Interpolation wird Winddruck höher somit
auf sicherer Seite (jedoch auch sehr gering!)

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3.1.3.3.2
Gebäudeteil 2
Richtung = 0° / 180°
e min b2h
e min 13,00m
2 18
,
e d
,
Unterteilung Wandbereiche A-B-C
Wie auf Abb. 12: Unterteilung Wandbereiche 2 für Windlasten
auf Seite 13.
5 13,005 ,
45 45 13,00 ,
96,85 13,00 ,
Bereich
Länge
Breite
,
,
²
A
2,60
18,00
-1,2
-0,78
B
10,40
18,00
-0,8
-0,52
C
19,02
18,00
-0,5
-0,325
D
13,00
18,00
0,8
0,52
E
13,00
18,00
-0,5
-0,325
F
1,30
3,25
-1,6
-1,04
G
1,30
6,50
-1,1
-0,715
H
5,20
13,00
-0,7
-0,455
25,52
13,00
-0,6
-0,39
25,52
13,00
0,2
0,13
Tabelle 11: Bereichsauflistung Windlasten Gebäudeteil 1 = 90° / 270°

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Unterteilung Dachbereiche F-G-H-I
Wie auf Abb. 11: Unterteilung Dachbereiche für Windlasten auf Seite 12.
F e4 13,004 ,
G b 2 F 13,00 2 3,25 ,
10 13,0010 ,
2 13,002 ,
96,85 6,50 ,
18,00
96,85 , 0,25
0,5018,00 0,027 ,
Ohne Interpolation wird Winddruck höher somit
auf sicherer Seite (jedoch auch sehr gering!)
Bereich
Länge
Breite
,
,
²
A
2,60
18,00
-1,2
-0,78
B
10,40
18,00
-0,8
-0,52
C
83,85
18,00
-0,5
-0,325
D
13,00
18,00
0,7
0,455
E
13,00
18,00
-0,3
-0,195
F
1,30
3,25
-1,6
-1,04
G
1,30
6,50
-1,1
-0,715
H
5,20
13,00
-0,7
-0,455
90,35
13,00
-0,6
-0,39
90,35
13,00
0,2
0,13
Tabelle 12: Bereichsauflistung Windlasten Gebäudeteil 2 = 0° / 180°

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Richtung = 90° / 270°
e min b2h
e min 96,85m
2 18
,
5
,
5 36,005 ,
5 13 36,005 ,
Unterteilung Dachbereiche F-G-H-I
F e4 36,004 ,
G b 2 F 96,85 2 9,00 ,
10 36,0010 ,
2 36,002 ,
Bereich I entfällt da Bereich H den restlichen Dachbereich abdeckt!
18,00
13,00 , 1
Abweichung bei Interpolation gering
0,5018,00 0,027 ,
Ohne Interpolation wird Winddruck höher somit
auf sicherer Seite (jedoch auch sehr gering!)

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Bereich
Länge
Breite
,
,
²
A
7,20
18,00
-1,2
-0,78
B
5,80
18,00
-0,8
-0,52
D
96,85
18,00
0,8
0,52
E
96,85
18,00
-0,5
-0,325
F
3,60
9,00
-1,6
-1,04
G
3,60
78,84
-1,1
-0,715
H
9,40
96,85
-0,7
-0,455
Tabelle 13: Bereichsauflistung Windlasten Gebäudeteil 2 = 90° / 270°

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3.1.4 FEM-Berechnung Ermittlung Wind- Schneelasten Gebäudeteil 1
Pos. W1
Flachdach mit Schnee u. Wind für Regelfall
System
Gebäudedaten
Abmessungen
Gebäudebreite
B
=
13.00
m
Gebäudelänge
L
=
32.03
m
Gebäudehöhe
H
=
18.00
m
Geländehöhe über NN
A
= 427.84
m
Geograf. Angaben
Windzone
Wz
=
1
Schneelastzone
Slz
=
2
Standort Binnenland
Flachdach
Geometrie
Traufbereich
Attika
Attikaüberstand
h
p
=
0.50
m
Windlasten
Windlastermittlung nach DIN 1055 Teil 4 (03/05)
Ermittlung mit vereinf. Annahmen nach Abs. 10.2
Geschwindigkeitsdruck
q
=
0.65 kN/m²
Lasteinleitungsfläche
A
10.0
Bereichsgröße
e
D
=
32.03 m
Richtung =0°
e
W
=
32.03 m
Bereichseinteilung
M 1:400
Wind
13.00
3
2
.
0
3
D
E
A
B
6.41
6.59
Wind

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M 1:400
F
G
F
H
Wind
3.20
9.80
8
.
0
1
8
.
0
1
13.00
3
2
.
0
3
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
6.41
18.00
-1.43
-1.22
-0.79
B
6.59
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
D
32.03
18.00
1.00
0.80
0.52
E
32.03
18.00
-0.52
-0.50
-0.33
F
3.20
8.01
-2.18
-1.58
-1.03
G
3.20
16.02
-1.78
-1.08
-0.70
H
9.80
32.03
-1.20
-0.70
-0.45
Bereichsgröße
e
D
=
13.00
m
Richtung =90°
e
W
=
13.00
m
Bereichseinteilung
M 1:450
W
i
n
d
3
2
.
0
3
13.00
D
E
A
B
C
2.60
10.40
19.03
Wind

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Seite | 21
M 1:400
F
G
F
H
I
W
i
n
d
1
.
3
0
6
.
5
0
3.25
3.25
13.00
3
2
.
0
3
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
2.60
18.00
-1.40
-1.20
-0.78
B
10.40
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
C
19.03
18.00
-0.50
-0.50
-0.33
D
13.00
18.00
1.00
0.74
0.48
E
13.00
18.00
-0.50
-0.38
-0.25
F
1.30
3.25
-2.18
-1.58
-1.03
G
1.30
6.50
-1.78
-1.08
-0.70
H
5.20
13.00
-1.20
-0.70
-0.45
I
Sog
25.53
13.00
-0.60
-0.60
-0.39
I
Druck
25.53
13.00
0.20
0.20
0.13
Bereichsgröße
e
D
=
32.03
m
Richtung =180°
e
W
=
32.03
m
Bereichseinteilung
M 1:400
Wind
13.00
3
2
.
0
3
E
D
A
B
6.59
6.41
Wind

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Seite | 22
M 1:400
F
G
F
H
Wind
3.20
9.80
8
.
0
1
8
.
0
1
13.00
3
2
.
0
3
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
6.41
18.00
-1.43
-1.22
-0.79
B
6.59
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
D
32.03
18.00
1.00
0.80
0.52
E
32.03
18.00
-0.52
-0.50
-0.33
F
3.20
8.01
-2.18
-1.58
-1.03
G
3.20
16.02
-1.78
-1.08
-0.70
H
9.80
32.03
-1.20
-0.70
-0.45
Bereichsgröße
e
D
=
13.00
m
Richtung =270°
e
W
=
13.00
m
Bereichseinteilung
M 1:450
W
i
n
d
3
2
.
0
3
13.00
E
D
A
B
C
2.60
10.40
19.03
Wind

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M 1:400
F
G
F
H
I
W
i
n
d
1
.
3
0
6
.
5
0
3.25
3.25
13.00
3
2
.
0
3
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
2.60
18.00
-1.40
-1.20
-0.78
B
10.40
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
C
19.03
18.00
-0.50
-0.50
-0.33
D
13.00
18.00
1.00
0.74
0.48
E
13.00
18.00
-0.50
-0.38
-0.25
F
1.30
3.25
-2.18
-1.58
-1.03
G
1.30
6.50
-1.78
-1.08
-0.70
H
5.20
13.00
-1.20
-0.70
-0.45
I
Sog
25.53
13.00
-0.60
-0.60
-0.39
I
Druck
25.53
13.00
0.20
0.20
0.13
Schneelasten
Schneelastermittlung nach DIN 1055 Teil 5 (03/05)
charakteristische Schneelast
s
k
=
1.32 kN/m²
Formbeiwert der Schneelast
µ
=
0.80
Schneelast auf dem Dach
s
i
=
1.05 kN/m²

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WS 2008/2009
Seite | 24
3.1.5 FEM-Berechnung Ermittlung Wind- Schneelasten Gebäudeteil 2
Pos. W2
Flachdach mit Schnee u. Wind für Regelfall
System
Gebäudedaten
Abmessungen
Gebäudebreite
B
=
96.85
m
Gebäudelänge
L
=
13.00
m
Gebäudehöhe
H
=
18.00
m
Geländehöhe über NN
A
= 427.84
m
Geograf. Angaben
Windzone
Wz
=
1
Schneelastzone
Slz
=
2
Standort Binnenland
Flachdach
Geometrie
Traufbereich
Attika
Attikaüberstand
h
p
=
0.50
m
Windlasten
Windlastermittlung nach DIN 1055 Teil 4 (03/05)
Ermittlung mit vereinf. Annahmen nach Abs. 10.2
Geschwindigkeitsdruck
q
=
0.65 kN/m²
Lasteinleitungsfläche
A
10.0
Bereichsgröße
e
D
=
13.00
m
Richtung =0°
e
W
=
13.00
m
Bereichseinteilung
M 1:1600
Wind
96.85
1
3
.
0
0
D
E
A B
C
2.60
10.40
83.85
Wind
M 1:800
F
G
F
H
I
Wind
1.30
6.50
96.85
1
3
.
0
0
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
2.60
18.00
-1.40
-1.20
-0.78
B
10.40
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
C
83.85
18.00
-0.50
-0.50
-0.33
D
13.00
18.00
1.00
0.70
0.45
E
13.00
18.00
-0.50
-0.30
-0.20
F
1.30
3.25
-2.18
-1.58
-1.03
G
1.30
6.50
-1.78
-1.08
-0.70
H
5.20
13.00
-1.20
-0.70
-0.45
I
Sog
90.35
13.00
-0.60
-0.60
-0.39
I
Druck
90.35
13.00
0.20
0.20
0.13
Bereichsgröße
e
D
=
36.00
m

Bachelor-Thesis Hasan Garic
WS 2008/2009
Seite | 25
Richtung =90°
e
W
=
36.00
m
Bereichseinteilung
M 1:950
W
i
n
d
1
3
.
0
0
96.85
D
E
A
B
7.205.80
Wind
M 1:800
F
G
F
H
W
i
n
d
9.00
9.00
96.85
1
3
.
0
0
Bereich
Länge
Breite
c
pe,1
c
pe,10
w
e,10
[m]
[m]
[-]
[-]
[kN/m²]
A
7.20
18.00
-1.43
-1.22
-0.79
B
5.80
18.00
-1.10
-0.80
-0.52
D
96.85
18.00
1.00
0.80
0.52
E
96.85
18.00
-0.52
-0.50
-0.33
F
3.60
9.00
-2.18
-1.58
-1.03
G
3.60
78.85
-1.78
-1.08
-0.70
H
9.40
96.85
-1.20
-0.70
-0.45
Bereichsgröße
e
D
=
13.00
m
Richtung =180°
e
W
=
13.00
m
Bereichseinteilung
M 1:1600
Wind
96.85
E
D
A
B
C
2.60
10.40
83.85
Wind
M 1:800
F
G
F
H
I
Wind
1.30
6.50
3
.
2
5
3
.
2
5
96.85
1
3
.
0
0

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783836626200
DOI
10.3239/9783836626200
Dateigröße
4.8 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bauphysik und Wirtschaft
Erscheinungsdatum
2009 (Februar)
Note
1,7
Schlagworte
tragwerksplanung massivbau stahlbetonbau statik konstruktion
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Titel: Tragwerksplanung für ein Bürogebäude innerhalb eines Geschäftshauskomplexes
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