Designing and constructing load-bearing building elements

Columns, walls and floors make up the skeleton of nearly every building. This third volume in the series SCALE, Support | Materialise , takes an in-depth look at these load-bearing structures, covering the development and realization of appropriate constructions from idea and design intention all the way to constructional implementation. Following the traditional building methods of massive, cross-wall, and skeleton construction, it points the way toward a material-appropriate constructional approach to these defining structural elements columns, walls, and floors. Special attention is given to how constructional and technical considerations can be harmonized with spatial and formal commitments. The load-bearing elements are organized, described, and explored in detail from a material as well as a formal and constructional perspective. Their practical implementation is illustrated by a series of international examples.

Autorentext

Alexander Reichel

Reichel Architekten BDA, Kassel, zahlreiche Veröffentlichungen und Auszeichnungen, u.a. Gastprofessor für Baukonstruktion an der TU Darmstadt, Autor zahlreicher Artikel und konstruktiver Fachbücher.

Kerstin Schultz

liquid architekten, Darmstadt, Professorin im Fachbereich Architektur, Gebäudesanierung - Schwerpunkt Gebäudeausbau und Gestaltung an der Hochschule Darmstadt, zahlreiche Veröffentlichungen und Auszeichnungen.

Klappentext

Designing and constructing load-bearing building elements

Columns, walls and floors make up the skeleton of nearly every building. This third volume in the series SCALE, Support | Materialise, takes an in-depth look at these load-bearing structures, covering the development and realization of appropriate constructions from idea and design intention all the way to constructional implementation. Following the traditional building methods of massive, cross-wall, and skeleton construction, it points the way toward a material-appropriate constructional approach to these defining structural elements - columns, walls, and floors. Special attention is given to how constructional and technical considerations can be harmonized with spatial and formal commitments. The load-bearing elements are organized, described, and explored in detail from a material as well as a formal and constructional perspective. Their practical implementation is illustrated by a series of international examples.

Inhalt

1. Kapitel Einführung

1.1 Einführung ins Thema

• Kulturgeschichte von Tragwerken
• Ausblick, Visionen (Megastrukturen, bewegliche Konstruktionen, Demontage/ Wiederaufbau, neue Werkstoffe)

1.2 Baugrundstück

• regionale, topographische Besonderheiten, (Klima, Umgebung, Nachbarschaft)

1.3 Gebäude
Welches Tragwerk eignet sich wofür: Massstäblichkeit und Nutzengen: Hallenbauten, Wohnungsbau, Bürobau?

1.4 Gestalterische Qualität von Tragwerken
Unterscheidung zwischen sichtbaren und nicht sichtbaren Tragwerken

1.5 Tragwerke

• Tragwerksübersicht von linear (Skelett) zu flächig (Wand, Decke)
• Tragwerksgrundsätze - Gründen, Tragen, Aussteifen
• Bestandteile - Stütze, Wand, Decke

1.6 statische Systeme

• Entscheidungskriterien für ein Tragwerkssystem, Vor- und Nachteile
• Skelettbau, Wandbau (hier dann auch Schottenbau?), Plattenbau, Hallenbau, Raumtragwerke, Schalen, Hybride, Seiltragwerke, Membrane / Folien/ Textile

1.7 Anforderungen an Materialeigenschaften

• Aufnahme von Zug, Druck, Biegung
• Spannweiten, Öffnungen, Maximalgrößen
• Durchbiegung, Fugen
• Bautenschutz (Brandschutz, Schallschutz etc.)
• Integration Haustechnik

1.8 Nachhaltigkeit

• Nutzung, Erweiterung, (allg. Definitionen)
  Instandhaltung, Wartung, Langlebigkeit, Erweiterung/ Anbau, Umbau/ Umnutzung, Demontage, Rückbau, Recycling
• Herstellung + Entsorgung, Umweltverträglichkeit (allg. Definitionen, Baustoffe im Vergleich)
  Primärenergiebedarf, Ressourcenverbrauch, Beeinträchtigung der Umwelt durch Schadstoffe, Lebenszyklus
• Wirtschaftlichkeit und Kosten (allg. Definitionen, Baustoffe / Tragsysteme im Vergleich)
• Erstellungskosten

2. Kapitel Konstruktionsarten
   2.1 Wandbau (inklusive Schottenbau und Plattenbau)

Darstellung der Tragwerkssysteme (Lasten, Tragen, Aussteifen)

• Wände (Schwerpunkt tragende Wände, Abgrenzung zu nicht tragenden)
• Decken, Unterzüge, Überzüge

Materialisierung (auf Bauteile Wand und Decke bezogen?)

• Mauerwerk (Ziegel, Betonstein, ...)
• Stahlbeton
• Anschlüsse/ Zeichnungen
  -(Zusammenfügen der einzelnen Teile), Schichtaufbau, Anschlüsse, Wand Boden Decke
  zwischen gleichen und unterschiedlichen Materialien

2.2 Skelettbau (inklusive Fachwerkbauweisen)

• Tragwerkssystem ( Lasten, Tragen, Aussteifen)

• Bauteile, Funktion/ Aufgabe: Stützen, aussteifende Elemente (Kerne, Decken, Wände, Seile...), Träger (hier dann auch Fachwerkträger), ausgefachte Bauteile, Wände und Decken

• Materialisierung: Stahl, Stahlbeton, Holz

• Anschlüsse/ Zeichnungen: Zusammenfügen der einzelnen Teile, Schichtaufbau, Anschlüsse, Wand Boden Decke, jeweils zwischen gleichen und unterschiedlichen Materialien

2.3 Sonderformen

• Hybride (Definition was ist ein Hybrid hier : Mix von Tragsystemen Abgrenzung zu Materialkombinationen die als ein Tragelement wirken z.B. Stahlbeton, konstruktiver Holzbau...)
• Schalenbau
• Hallenbau
• Raumfachwerke
• Seilnetz
• Membranen
  -Brücken

3. Kapitel Beispiele (8-10 Projekte)

• Skelettbauweise: Stahlbeton, Holz, Stahl
• Wandbauweise: Stahlbeton, Mauerwerk, Schottenbau

4. Kapitel Anhang

• Verweise auf Normen und Richtlinien (Auswahl)
• Verbände
• Links
• Weiterführende Literatur
• Tabellen
• Hersteller
• Bildnachweis

Projektliste Beispielteil:

Cukrowicz Nachbaur, St. Gerold, Vorarlberg, Österreich, Holz, Passivhaus

Hermann Kaufmann, St. Georgen im Attergau, Österreich, Holz, aus Serienprodukten

Jensen & Skodvin Architekturkontor, Tautra im Tronheimfjord, Norwegen, Holz, Tragwerk aus Brettschichtholz

Arbeitsgemeinschaft für Alpine Bauten, Rolf Furrer Architekten, Sent, Schweiz, Innenausbau historisches Haus

Tham Videgard Arkitekter, 2006, Inseln bei Stockholm, Schweden, Holzhaus

Tham Videgard Arkitekter, 2005, Stocksund, Djursholm, Schweden, Holz-Rahmenbau, Nominated as the best Nordic project, 2005

David Chipperfield, 2009, Berlin, Recyclte Ziegelsteine im Reichsformat, Vormauerschale 25 cm

Fioretti Marquez, 2009, Berlin Köpenik, Ziegelmauerwerk massiv, teilweise innen gedämmt

Laurent Sacioz architete, Schweiz, Erweiterung und Innenausbau in Beton

Burkaerd, Meyer + Partner, 1998-1999, Baden, Schweiz, Mauerwerksbau, massiv

Carouso St John Architects, 2001-2005, London, GB, Mauerwerk, 2005 Brick Awards Special Award/ 2006 RIBA Award/ 2006 London Building of the Year Award/ 2006 RIBA StirlingPrize 2007 European Union Prize for Contemporary Architecture Mies van der Rohe Award

Wespi de Meuron Architekten BSA, 2008, Brione/ Locarno, Schweiz, Natursteinmauerwerk

Morscher Architekten BSA SIA AG, 2008, Bünzmatt III, Schweiz, Beton

Christian Kerez, 1999-2003, Zürich, Beton, Scheibenbauweise

Toyo Ito, Japan, Beton- Schalenbau

Hiendl Schieneis, 2008, Stahlbau

Bucher-Beholz, 2008, München, Holz- Stahlskelettbau ohne tragende Wände