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Masterthesis: Aufgeständertes Raumtragwerk

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  1. #1
    darstellungsart
    Gast

    Masterthesis: Aufgeständertes Raumtragwerk

    Hallo, ich hoffe die Frage geht in diesem Forumsbereich klar.

    Ich bin gerade dabei meinen Entwurf für die Masterthesis auszuformulieren. Habe nun eine Idee der Konstruktion im Kopf die ein wenig über konventionelle Konstruktionen hinaus geht:

    Ich habe einen "fliegenden" Pavillon, der außen orthogonal verläuft. Maße der Grundfläche sind 50x50m. Davon wird nun ein gewölbter Körper subtrahiert:


    Im ersten Geschoss soll dadurch also eine Landschaft entstehen (wieso erklär ich an dieser Stelle erstmal nicht, das sprengt den Rahmen dieses Posts) Die Fläche mit der vertikalen Schraffur stellt egtl. nur die Untersicht diese Fläche im hinteren Bereich dar (mehrachsig gekrümmte Fläche), also nicht so ernst nehmen. Das obere Geschoss soll dann wiederum eben sein:


    Nun zur Konstruktion:

    Die untere Ebene soll nun möglichst stützenfrei daherkommen, die obere Ebene kann dagegen ruhig Konstruktion beinhalten und auch zeigen. Ich habe mir daher folgendes ausgedacht:

    1) Als erstes Tragelement habe ich ein Raumtragwerk im Obergeschoss. Das wäre z.b. ein Rost aus Vierendeelträgern. So könnte ich dort immer noch Büroflächen unterbringen die in diesem Raumtragwerk liegen:


    2) Nun möchte ich meine unteres Geschoss von diesem Raumtragwerk abhängen, weil dieses Geschoss ohne große Konstruktionsflächen sehr offen wirken muss:



    Fragen:

    A) Ist das überhaupt so machbar?

    B) Mehr Leichtigkeit hätte das Ganze natürlich, wenn ich auf der Nullebene lediglich vier Punkte habe von denen Stützen ausgehen. (Gelenkig gelagerte Stützen die sich nach oben hin gleichmäßig verteilen) Siehe:

    C) Wie genau sieht die Abhängung aus? Wäre das mit Stahlseilen machbar? Zur Aussteifung hätte ich dann 3-4 kleine Kerne die das Gebäude durchdringen.


    So, das war viel Text, sorry. Würde mich aber freuen, wenn sich jemand die Mühe macht.
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  2. Masterthesis: Aufgeständertes Raumtragwerk

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  3. #2
    Inkognito
    Gast
    50m x 50m x ~6m x 5kN/m³ = 75000 kN = 75 MN.

    Naja, die Aufgabe ist das Gewicht soweit zu reduzieren, dass die Stützen am Ende noch schlank sind. Gelenkige Fußpunkte sind natürlich logischer, aber vielleicht bringt einen für's knicken eine Einspannung dann doch weiter, wenn einem Zwangsspannungen aus Temperatur nicht einen Strich durch die Rechnung machen. Gehen tut fast immer fast alles, nur bezahlen will es am Ende keiner.

    Ansonsten ist das üble Häuslemalerei, das sieht auf dem Rendering alles so schön luftig und leicht aus, weil irgendwie keiner kapiert, dass so ein Ding Schatten macht, und zwar gewaltig. Genau so wie Glasflächen, die sind tagsüber auch nicht transparent.
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  4. #3

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    Entschuldigung im Voraus :

    Sieht sehr nach "Transformers " aus .

    Ein Bekannter von mir baut Solarien in dem Style ..
    Geändert von JamesTKirk (21.11.2015 um 10:51 Uhr) Grund: Fullquote entfernt
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  5. #4

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    Warum ist der TO wieder weg?
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  6. #5

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    Zitat Zitat von Frau Maier Beitrag anzeigen
    Warum ist der TO wieder weg?
    vielleicht, weil hier gejodelt wurde?
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  7. #6

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    Zitat Zitat von Frau Maier Beitrag anzeigen
    Warum ist der TO wieder weg?
    Er müsste jetzt wieder da sein.

    Vermutlich ist bei der Registrierung was schief gelaufen. Es gibt immer mal wieder Leute die meinen die Felder im Profil wären nur zum Spaß da.
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  8. #7

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    So, bin wieder da. Mein Account wurde gelöscht. Habe leider keine Ahnung wieso.

    Zitat Zitat von R.B. Beitrag anzeigen
    Er müsste jetzt wieder da sein.
    Vermutlich ist bei der Registrierung was schief gelaufen. Es gibt immer mal wieder Leute die meinen die Felder im Profil wären nur zum Spaß da.
    Ich habe die Registrierung normal ausgefüllt, wie ich es in zig Foren vorher getan habe. Habe dann auch ne mail mit der Aktivierung bekommen etc. Aber danke direkt für die Unterstellung.


    Zitat Zitat von rolf a i b Beitrag anzeigen
    vielleicht, weil hier gejodelt wurde?
    Weiß zwar nicht was "jodeln" in diesem Kontext bedeutet, aber wenn du meinst, dass ich mich nicht mehr gemeldet habe, weil es negative Kritik gab kann ich dich beruhigen. Das ist völlig ok.


    Zitat Zitat von Inkognito Beitrag anzeigen
    50m x 50m x ~6m x 5kN/m³ = 75000 kN = 75 MN.

    Naja, die Aufgabe ist das Gewicht soweit zu reduzieren, dass die Stützen am Ende noch schlank sind. Gelenkige Fußpunkte sind natürlich logischer, aber vielleicht bringt einen für's knicken eine Einspannung dann doch weiter, wenn einem Zwangsspannungen aus Temperatur nicht einen Strich durch die Rechnung machen. Gehen tut fast immer fast alles, nur bezahlen will es am Ende keiner.

    Ansonsten ist das üble Häuslemalerei, das sieht auf dem Rendering alles so schön luftig und leicht aus, weil irgendwie keiner kapiert, dass so ein Ding Schatten macht, und zwar gewaltig. Genau so wie Glasflächen, die sind tagsüber auch nicht transparent.
    Danke soweit. Wirtschaftlichkeit wird im Studium meist nicht besonders ernst genommen. Kann man natürlich kritisieren, soll mir aber dahingehend recht sein.
    Zum Schatten: Ich habe natürlich keine opake 50x50 Fläche, sondern ein paar durchgestanzte Lichthöfe. Der Platz darunter wird natürlich kein grüner Garten, das ist völlig klar.

    Aber worums mir egtl. hauptsächlich geht: Wie könnte denn diese Abhängung des gewölbten Geschoss aussehen? Könnte man da einfach Seile an das Raumtragwerk hängen? (Aussteifung wie gesagt durch Kerne)


    Zitat Zitat von jodler2014 Beitrag anzeigen
    Fullqouote entfernt
    Entschuldigung im Voraus :
    Sieht sehr nach "Transformers " aus .

    Ein Bekannter von mir baut Solarien in dem Style ..
    Entschuldigung angenommen im Voraus:

    Wenn du dich auf das letzte Bild beziehst, kann ich dich beruhigen. Es geht mir lediglich um die Konstruktion.
    Wie kann man denn ein Solarium so bauen?
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  9. #8

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    Zitat Zitat von darstellungsart Beitrag anzeigen
    A) Ist das überhaupt so machbar?
    Abstrahieren wir doch ein wenig:
    (1) Ebenen auf Stützen stellen ist prinzipiell machbar, sonst würden zahllose Carports einstürzen.
    (2) Ebenen abhängen ist prinzipiell machbar, sonst hätten Golden Gate und Viaduc de Millau ebenso wie die Köhlbrandbrücke ein - gravierendes! - Problem.

    (3) Die planerische Umsetzung ist sicher nicht trivial.
    Zitat Zitat von darstellungsart Beitrag anzeigen
    C) Wie genau sieht die Abhängung aus? Wäre das mit Stahlseilen machbar? Zur Aussteifung hätte ich dann 3-4 kleine Kerne die das Gebäude durchdringen.
    Ich denke, die Lösung müsste eine Idee komplexer werden. Der Themenbereich "Schwingungen" könnte - insbesondere mit der frei geformten Unterseite in Kombination mit Wind - recht komplex werden. Ist ja schon bei Hängebrücken mit optimierter Geometrie spannend.

    Was hindert daran, die erste (geschwungene) Ebene direkt auf den Stützen aufzusetzen? Bei deinem favorisierten Konzept müssten ja die Stützen a) die Gesamtlast des Gebäudes tragen und b) die gewölbte Ebene durchdringen so dass zwischen den Ebenen (ganz grob abgeschätzt) sehr sehr dicke Stützen vorhanden wären. Würde man die untere Ebene direkt Stützen, so müssten die Stützen oberhalb der unteren Ebene nurmehr das Gewicht der oberen Ebene tragen und nicht mehr das der Gesamtkonstruktion... Wenn man dann noch für die Stützen der oberen Etage dasselbe Konzept wie für die untere nehmen, aber auf den Kopf stellen würde, dann läge der "Büro-Deckel" auf vier Punkten auf. Irgendwie ein Hauch von Filigranität... So würden die Stützen unten eine Geometrie ähnlich eines auf der Spitze stehenden Tetraeders einnehmen, das obere Dreiecksfläche dieses Tetraederähnlichen Konstrukts gleichsam die Unterfläche des oberen Stützentetraeders darstellen und - durch Abwesenheit von Materie im Bereich dieser Grenzfläche - auf magische Weise die angestrebten Lichthöfe formen. Es entstünde eine Art Kristall, ein Doppeltetraeder oder meinethalben auch ein Oktaeder - ein Diamant?, der seine Existenz aus dem Nichts schöpft. Und was kann filigraner sein als nichts, was edler als ein Diamant, was konträrer zur frei geschwungenen Ebene als ein streng geometrisches Konstrukt?
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  10. #9
    Inkognito
    Gast
    Zitat Zitat von Ein Name Beitrag anzeigen
    Danke soweit. Wirtschaftlichkeit wird im Studium meist nicht besonders ernst genommen. Kann man natürlich kritisieren, soll mir aber dahingehend recht sein.
    Zum Schatten: Ich habe natürlich keine opake 50x50 Fläche, sondern ein paar durchgestanzte Lichthöfe. Der Platz darunter wird natürlich kein grüner Garten, das ist völlig klar.

    Aber worums mir egtl. hauptsächlich geht: Wie könnte denn diese Abhängung des gewölbten Geschoss aussehen? Könnte man da einfach Seile an das Raumtragwerk hängen? (Aussteifung wie gesagt durch Kerne)
    Stahlfachwerk. Die Vergrößerung des Flächenträgheitsmoments z.B. im Stützbereich wirkt günstig.

    Mir ging es weniger um die Wirtschaftlichkeit, das ein solches Vorhaben nur mit überquellenden Taschen möglich ist, das ist ja wohl hoffentlich von vornherein klar. Es geht um die Machbarkeit schlanker Stützen. Oder sollen die Kerne alles tragen?
    Dann im Zweifel mal für das Tragwerk eine Ölbohrplattform angucken.
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  11. #10

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    Zitat Zitat von ziesel Beitrag anzeigen
    Abstrahieren wir doch ein wenig:
    (1) Ebenen auf Stützen stellen ist prinzipiell machbar, sonst würden zahllose Carports einstürzen.
    (2) Ebenen abhängen ist prinzipiell machbar, sonst hätten Golden Gate und Viaduc de Millau ebenso wie die Köhlbrandbrücke ein - gravierendes! - Problem.

    (3) Die planerische Umsetzung ist sicher nicht trivial.

    Ich denke, die Lösung müsste eine Idee komplexer werden. Der Themenbereich "Schwingungen" könnte - insbesondere mit der frei geformten Unterseite in Kombination mit Wind - recht komplex werden. Ist ja schon bei Hängebrücken mit optimierter Geometrie spannend.

    Was hindert daran, die erste (geschwungene) Ebene direkt auf den Stützen aufzusetzen? Bei deinem favorisierten Konzept müssten ja die Stützen a) die Gesamtlast des Gebäudes tragen und b) die gewölbte Ebene durchdringen so dass zwischen den Ebenen (ganz grob abgeschätzt) sehr sehr dicke Stützen vorhanden wären. Würde man die untere Ebene direkt Stützen, so müssten die Stützen oberhalb der unteren Ebene nurmehr das Gewicht der oberen Ebene tragen und nicht mehr das der Gesamtkonstruktion... Wenn man dann noch für die Stützen der oberen Etage dasselbe Konzept wie für die untere nehmen, aber auf den Kopf stellen würde, dann läge der "Büro-Deckel" auf vier Punkten auf. Irgendwie ein Hauch von Filigranität... So würden die Stützen unten eine Geometrie ähnlich eines auf der Spitze stehenden Tetraeders einnehmen, das obere Dreiecksfläche dieses Tetraederähnlichen Konstrukts gleichsam die Unterfläche des oberen Stützentetraeders darstellen und - durch Abwesenheit von Materie im Bereich dieser Grenzfläche - auf magische Weise die angestrebten Lichthöfe formen. Es entstünde eine Art Kristall, ein Doppeltetraeder oder meinethalben auch ein Oktaeder - ein Diamant?, der seine Existenz aus dem Nichts schöpft. Und was kann filigraner sein als nichts, was edler als ein Diamant, was konträrer zur frei geschwungenen Ebene als ein streng geometrisches Konstrukt?
    Das klingt zwar interessant, bin mir aber nicht sicher, ob das die angemessene Reaktion auf das Problem ist. Die Ebene wo die unteren Stützen in die oberen übergeht ist ja gewölbt. D. h. die Anschlüsse dieser "Diamantkonstruktion" hätten an jedem Punkt eine andere Höhe.



    Zitat Zitat von Inkognito Beitrag anzeigen
    Stahlfachwerk. Die Vergrößerung des Flächenträgheitsmoments z.B. im Stützbereich wirkt günstig.

    Mir ging es weniger um die Wirtschaftlichkeit, das ein solches Vorhaben nur mit überquellenden Taschen möglich ist, das ist ja wohl hoffentlich von vornherein klar. Es geht um die Machbarkeit schlanker Stützen. Oder sollen die Kerne alles tragen?
    Dann im Zweifel mal für das Tragwerk eine Ölbohrplattform angucken.
    Meinst du das so, dass ich Fachwerke als Unterzüge an mein Raumtragwerk hänge? Nein, die Kerne sollen nicht primär tragen.
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  12. #11

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    The Squaire in Frankfurt steht auch auf Stützen... Oben drin stehen auch Bäume, allerdings im Pflanzkübel.
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  13. #12

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    Ich könnte mir noch etwas vorstellen wie bei Toyo Itos Mediathek in Sendai:







    Mit so einer Konstruktion könnte ich die Belichtung über die Lichthöfe, welche das Tragwerk selbst sind, regeln. An diese Röhren wären dann meine zwei Geschosse als Trägerroste gehängt.
    Die Geschosse würden so auch eine gewisse Luftigkeit bekommen.

    Problem dabei ist wohl, dass diese Stabkonstruktionen bei mir auch im kalten Bereich wären. (Außer ich packe sie genauso in Glas wie oben...)
    Formal fände ich diese Lösung bisher aber am elegantesten. Übersehe ich etwas?
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  14. #13
    Inkognito
    Gast
    Zitat Zitat von Ein Name Beitrag anzeigen
    Meinst du das so, dass ich Fachwerke als Unterzüge an mein Raumtragwerk hänge? Nein, die Kerne sollen nicht primär tragen.
    Ein paar mehr Skizzen, z.b. ein Grundriss und ein Schnitt/Ansicht mit Kernen/Stützen wäre hilfreich. Nicht tragende Kerne sind keine; nicht grundfeste Aussteifungselemente verformen sich zu stark um aussteifend wirken zu können.

    Grundsätzlich würde ich das Flächentragwerk als Raumfachwerk/Rahmentragwerk auflösen. Wie hoch das jetzt ist, ob eine Ebene oder zwei, das ist egal, im Bereich großer Momente um so höher desto besser.
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  15. Schau dir mal das Bauherren-Handbuch an.. Sehr viele nützliche Infos!
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  16. #14
    Inkognito
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    Aufgelöste Megastützen find' ich ja ziemlich großartig.
    Über Wärmebrücken braucht man sich erst dann Gedanken zu machen wenn ein funktionierendes Tragwerk existiert und irgendwelche wärmedämmenden Weichschichten zwischen Stahlbauanschlüssen, weil man die Bauphysik auf die dritte Nachkommastelle ausgeknautscht hat, damit kann man sich hervorragend ins Knie schießen. Bei den hier vorhandenen Lasten ist sowas eh' utopisch.
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  17. #15

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    Mir gefällt bei der Konstruktion die Simplizität. (Auch wenn die Anschlüsse sicher alles andere als simpel sind)
    Wenn ich sage ich habe eine freie geschwungene Landschaft, find ich es nur konsequent eine ebenso "lockere" Konstruktion zu wählen.
    Ein Fachwerk in diesem Geschoss würde die Konzeptidee ein wenig konterkarieren.

    Ich werd mal dran weiterarbeiten.
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