Abschnittsübersicht
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Traditionelle Bögen und Stürze
KURS 2 / MODUL 2 - BÖGEN UND STÜRZE / LEKTION 1 - TRADITIONELLE BÖGEN UND STÜRZE
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1. Stürze: geradlinige, spannende Konstruktionen über Öffnungen
Die ältesten Formen von Stürzen bestanden aus Holz oder Stein und waren entweder einfache Balken oder eine Reihe von Balken, die über die gesamte Spannweite verliefen. Aus baulicher Sicht handelt es sich um gebogene Konstruktionen, bei denen der obere Gurt auf Druckkräfte und der untere Gurt auf Zugkräfte ausgesetzt ist.
Steinbalken
Sowohl die Zug- als auch die Druckfestigkeit von Stein sind extrem gering, sodass er als gebogene Konstruktion unwirtschaftlich ist. Das bedeutet, dass größere Spannweiten nur mit einer außergewöhnlich hohen Konstruktionshöhe erreicht werden können, was keine wirtschaftliche Lösung darstellt.
Holzstürze
Im Gegensatz dazu gelten Holzbalken als hoch effiziente gebogene Konstruktionen und sind daher traditionell die am häufigsten verwendeten geradlinigen Stürze. Holzstürze sind quadratische, geschnitzte oder gesägte Holzbalken, die in Mörtel oder Lehmputz auf beiden Seiten der Öffnung verlegt werden und den Sturz-Elementen eine geeignete Tragfähigkeit verleihen. Bei breiteren Wänden sollten mehrere Balken nebeneinander verlegt werden, wobei zwischen ihnen Belüftungsspalten zu lassen sind, um Fäulnis zu verhindern. Stürze wurden auch freigelegt, um ihre Lebensdauer zu verlängern, und seltener weiß getüncht, gestrichen oder mit Holz verkleidet.
Stahlstürze
Im 19. Jahrhundert kamen zusätzliche Materialien auf, die die Funktion von Stürzen kostengünstig erfüllten. Eines davon ist der Stahlträger, der hauptsächlich aus I- oder U-Profilen oder aus deren Anordnung besteht. Die Träger müssen in der angeordneten Anordnung in Abständen von etwa einem Meter miteinander verschraubt werden. Die erforderliche Auflagerbreite für Stahlträger beträgt das 1,5- bis 2-fache der Trägerhöhe und wird in der Regel in Kleinelementmauerwerk platziert. Unter den Trägern wurden die Ziegel zur strukturellen Verstärkung in Zementmörtel gesetzt oder in Beton gegossen. Zwischen den Stahlträgern wurden häufig Ziegelsteine platziert, und die Träger erhielten eine Schutzbeschichtung.
Alternativ können Sie es auch mit einem Netz ummanteln, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Der Raum um die Balken herum könnte auch mit Beton gefüllt werden, indem man den gesamten Querschnitt verschalt oder einen oberen Rand bildet. Aus ästhetischer Sicht war die Verwendung einer Ziegelreihe aus dem gleichen Material wie das Mauerwerk, die an einem am Betonrückenteil befestigten Stahldraht aufgehängt wurde, eine besonders vorteilhafte Lösung.
2. Gewölbte Stürze – Bögen
Bögen sind eine besondere Form von Stürzen, die ursprünglich aus Stein oder Ziegeln unter Verwendung einer Holzschablone zur Stützung der Konstruktion errichtet wurden. Im Laufe der Jahrhunderte haben sich verschiedene Formen von Bögen entwickelt, aber allen gemeinsam ist, dass sie einer gekrümmten Druckkraft ausgesetzt sind, die zusätzlich zu den vertikalen Kräften an den Stützen horizontale Kraftkomponenten erzeugt. Ihre Ursprünge werden in der Regel den Römern zugeschrieben, die begannen, den Halbkreisbogen, den Rundbogen, als reinste Bogenform, auf sehr vielseitige und weit verbreitete Weise zu verwenden.
Steinbögen
Steinbögen wurden typischerweise in Steinmauern eingebaut. Grob behauene, leicht keilförmige Natursteine können verwendet werden, um gerade oder halbkreisförmige Bögen über kleinen Öffnungen zu schaffen. Präzise behauene Steine können verwendet werden, um Bögen jeder Form zu bilden. Einige Beispiele sind Halbkreisbögen oder Rundbögen, Segmentbögen, Dreikantbögen, Parabolbögen, Rampantenbögen, Dreispitzbögen, Spitzbögen, Rundhufeisenbögen, Ogee-Bögen, Kleeblattbögen oder Flachbögen.
Bögen aus Steinen
Wie geschnitzte Steinbögen können auch Ziegelbögen in verschiedenen Formen mit einheitlichen oder unterschiedlichen Laibungsbreiten hergestellt werden. Die Bögen werden auf die gleiche Weise wie die Pfeiler gebaut, nämlich in einer verbundenen Weise. In der Regel verwenden wir Ziegel ohne Schnitzereien und mit keilförmigen Mörtelfugen. Große Bögen mit geringem Radius können jedoch nur mit keilförmigen, geschnitzten Elementen gemauert werden. In diesem Fall entstehen zwischen den keilförmigen Ziegeln Fugen mit fast parallelen Seiten.
Das Mauerwerk ist nur mit Hilfe von Schablonen möglich. Die Ziegelsteine sollten symmetrisch von zwei Seiten, bis zum Zusammentreffen des Bogens gemauert werden. Die Rippen können erst entfernt werden, wenn der Mörtel ausgehärtet ist.
Während ein Halbkreisbogen (Rundbogen) eine Spannweite von 6 bis 8 Metern erreichen kann, beträgt die maximale Spannweite eines Geradbogens nur etwa 1,40 Meter. Der Flachbogen sollte leicht gewölbt sein und eine Steigung von 2 bis 4 Zentimetern aufweisen, damit sich die Konstruktion setzen kann. Während der Bauphase sollte der Bogen durch Bretter oder Planken abgestützt werden. Flachbögen können in zwei verschiedenen Ausführungen hergestellt werden:
- Mit radialer Spaltenbildung
- Parallele Spaltenbildung: In diesem Fall muss der mittlere Teil (die Krone) mit keilförmigen Ziegeln gefüllt werden.
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Moderne Stürze
KURS 2 / MODUL 2 - BÖGEN UND STÜRZE / LEKTION 2 - MODERNE STÜRZE
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1. Vorgefertigte Stahlbetonstürze
Vorgefertigte Stahlbetonstürze werden in festen Größen hergestellt und sind einbaufertig. Sie lassen sich schnell einbauen, erfordern keine Schalung und passen in Material und Abmessungen zu den Bausystemen, in denen sie verwendet werden. Ein Nachteil ist, dass sie nur in Außenwänden eingebaut werden können, wenn eine zusätzliche Wärmedämmung vorgesehen ist – idealerweise auf der Außenseite oder bündig mit dem Fenster-/Türrahmen. Ein weiterer Nachteil aufgrund der festen Größe ist ihre begrenzte Flexibilität: Da diese Bauteile in der Regel vorgespannt sind, ist das Zuschneiden strengstens untersagt.
Blockhohe Stürze mit sofortiger Tragfähigkeit
Die blockhohen, vorgefertigten Stahlbetonstürze entsprechen der Höhe der Mauersteine innerhalb des jeweiligen Systems – oder der für die kombinierte Verwendung empfohlenen Steine – und der Schichthöhe der aus diesen Steinen errichteten Wände. Frühere Konstruktionen, die auch heute noch verwendet werden, sind einfache trapezförmige Stahlbetonkonstruktionen mit vorgespannter Bewehrung. Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Elemente muss der erforderlichen Wandstärke entsprechen.
Diese Stürze müssen nicht abgestützt werden und unterliegen keinen zusätzlichen Verfahren; sobald sie eingesetzt sind, können sie sofort belastet werden. Lehmschalungen, Blockhöhe, Stahlbetonstürze sind für die Kombination mit Lehmhohlziegeln ausgelegt. Eine C- oder U-förmige Lehmschalung umgibt den tragenden, vorgespannten Stahlbetonkern. In die Tragbreite des Sturzes dürfen nur ganze Steine eingebaut werden. Sie dürfen nur in einem herkömmlichen Mörtelbett verlegt werden; der Einbau mit Klebeschaum oder Dünnbettmörtel ist verboten.
Für Porenbetonsteinsysteme wurden ebenfalls Blockhochstürze mit Silikatschalung entwickelt. Diese Stürze müssen mit einem Mindestauflager von 20 Zentimetern in Mauermörtel verlegt werden. Der U-förmige Silikatschalungssturz wird beim Mauerwerk mit dem Schenkel nach unten positioniert.
Zugbereich-Stürze
Die Zugbereich-Fertigteil-Stahlbetonstürze mit einer Blockhöhe von 6–12 Zentimetern bilden nur den unteren, gespannten Teil des endgültigen Sturzes. Um den tragenden Sturz zu vervollständigen, muss der Druckbereich vor Ort darüber konstruiert werden, entweder durch Aufmauern oder durch Betonieren. Bei Tonformwerkstürzen ist der obere Stahlbetonabschnitt von einer U-förmigen Tonformwerkform umgeben. Ihre typischen Höhen betragen 6,5 oder 8,5 Zentimeter.
Die Druckzone kann aus kleinen Vollziegeln oder, im Falle von Trennwänden, aus Tonformsteinen oder aus Beton gegossen werden. Die Stürze müssen eine Mindestauflage von 12,5 Zentimetern haben und an den Stützen in einem herkömmlichen Mörtelbett verlegt werden. Tonformsteinstürze müssen bis zur Tragfähigkeit der Druckzone abgestützt werden, wobei die maximale Spannweite zwischen den Stützen 1 Meter betragen darf.
U-förmige monolithische Stahlbetonstürze
Sowohl Ton- als auch Porenbetonsteinsysteme umfassen ein U-förmiges Sturzprodukt, das auf die spezifischen Abmessungen des jeweiligen Systems abgestimmt ist. Die schmalen, U-förmigen Elemente bilden eine durchgehende, dauerhafte Schalung für den vor Ort gegossenen Stahlbetonkern. Diese Elemente müssen aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden, sodass sie nur bei ausreichender Abstützung aufgestellt und mit Beton gegossen werden können.
Vor dem Betonieren müssen Dämmplatten in die U-Profile eingelegt und an der Außenkante des U befestigt werden. Die U-förmigen Tonelemente sind in der Regel 23,8 Zentimeter lang und werden mit Mauermörtel miteinander verbunden, wodurch eine Mindestauflagefläche von 12 Zentimetern entsteht. Um zu verhindern, dass das äußerste Schalungselement über die Öffnungskante hinausragt, muss ein Schalungselement in Sondergröße zugeschnitten werden, das genau auf die Auflagefläche passt.
Typischerweise sind die U-förmigen Schalungselemente aus Porenbeton 60 Zentimeter lang und müssen mit einer Mindestauflage von 20 Zentimetern verlegt werden. Die Elemente müssen mit Klebemörtel miteinander verbunden werden.
2. Monolithische Stahlbetonstürze
Der wesentliche Vorteil monolithischer Stahlbetonstürze besteht darin, dass sie in jeder Größe mit individuell dimensionierter Bewehrung und jedem Querschnitt hergestellt werden können. Ihr Nachteil ist, dass sie mehr Arbeit vor Ort erfordern: Zur Fertigstellung sind Stützschalungen, die Installation von Eisenbewehrungen sowie das Gießen und Entfernen der Schalungen vor Ort erforderlich. Es kann von Vorteil sein, wenn die Nähe zum Ringbalken es ermöglicht, sie zusammen mit dem Ringbalken zu schalen und zu betonieren. Die Stürze sollten für Außenwände mit einem reduzierten Querschnitt ausgelegt werden, um Platz für zusätzliche Wärmedämmung zu lassen.
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