Architektur

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Architektur
Vielfältig ist das architektonische Bild der Vergangenheit. Genau wie jedes
andere Kunstwerk spiegelt auch ein Bauwerk die gesellschaftliche Wichtigkeit seiner
Zeit wider.
Im Laufe der Geschichte entstanden die bestimmten Baustile, wie die
Romanik, die Gotik, die Renaisance oder das Barock in der europäischen Baukunst.
Die Architekturformen der Romanik waren schwer und wuchtig. Möchtige
ungegliederte Mauerflächen, nur von kleinen Rundbogenfenstern durchbrochen,
massive Säulen, Pfeiler und Türme bestimmten das Bild. Romanische Kirchen
besitzen meist eine unterirdische Krypta.
Seit 1180 wurden in der Baukunst französische Einflüsse spürbar. Einzelne
Elemente dieses neu entstehnden Baustils, der als Gotik bezeichnet wird, drangen
in alle europäischen Länder ein. Die Gotik bevorzugte den aus zwei aneinander
gelegten Kreissegmenten gebildeten Spitzbogen. Das Wort Gotik bezeichnete das
Barbarissche, das Häßliche. Neben dem Kirchenbau entwicketlte sich auch der
bürgerliche Profanbau. Bei den gotischen Bauten ist besonders der hochstrebende
Vertikalismus auffällig. Die hohen Spitzbogenfenster, die reich verzierten Portale, die
Pfeiler, Fialen werden von Streben nach oben beherrscht.
Im 15. Jahruhndert verwarf man die gotische Kunst des Mittelalters. In den
Mittelpunkt alles Denkens traten der Mensch und seine Persönlichkeit, sowie die
reale Wirklichkeit.
In der neuen Baukunst, in der Renaissance, zeigt sich eine starke Neigung zur
Betonung der Bauelemente und des Gebäudes selbst. Die regelmäßigen Fassaden
der
wuchtigen, geometrisch einfachen Baukörper werden durch horizontale
Fensterreihen und Gesimse gegliedert. Der Begriff Renaisance bedeutete
Wiedergeburt der antiken Künste.
Auf dem Gebiet der Bautechnik wurden zur Zeit der Renaisance vor allem in
Italien Fortschritte erzielt, Architekten, Künstler und Mathematiker beschäftigten sich
dort mit theoretischen Problemen der Statik und Festigkeitslehre, so zum Beispiel
Leonardo da Vinci und Galileo Galilei. In der Baupraxis kamen kühne
Kuppelkonstruktionen zur Anwendung.
Nach dem Dreißigjährigen Krieg (1618 – 1648) wurden in Mitteleuropa
italienische, französische und holländische Bauformen übernommen, die als Barock
bezeichnet wurden. Die zentrale Bauaufgabe in der absoluten Monarchie im 17. und
18. Jahrhundert war das Schloss. Die barokken Bauten zeichnen sich durch einen
vielfältigen Formen- und Farbenreichtum aus. Für die Barockarchitektur sind stark
profilierte Fassaden mit ausladenden Gesimsen, mit gewaltigen, über mehrere
Geschosse reichenden Säulen, Halbsäulen und Pfeilern und mit üppigem
plastischem Schmuck bezeichnend.
Seit dem Ende des 18. Jahrhunderts wurden alle historischen Bauformen
nachgeahmt, von der griechischen Antike über die Gotik, die Renaissance bis zum
Barock. Die architektonischen Formen führen zur Wiederverwendung der
griechischen Antike, zum Klassizismus. Der Klassizismus fand besonders beim Bau
zahlreichender Museen und Theater Verwendung. Seine Merkmale waren Klarheit
der Kontur, Anwendung der Säule als tragendes und nicht nur schmückendes
Element, Vorherrschaft der horizontalen Linie und Betonung der Mitte.
Mauerwerksbau
Seit mehreren Jahrtausenden wird mit künstlichen und natürlichen
kleinformatigen Bausteinen gebaut. Die heute angewendeten handwerklichen
Regeln haben eine lange Tradition, und sie beruhen auf großen Erfahrungen. Bis
ins 20. Jahrhundert wurden aus Mauerwerk nicht nur Wohngebäude, sondern
auch Brücken, Gesellschaftsbauten und Industrieanlagen errichtet. Viele Vorzüge
führten dazu, dass der Mauerwerksbau auch unter industriellen Bedingungen
weiterhin einen bedeutenden Platz im Bauwesen einnehmen wird. Die Vorteile
der Mauerwerkskonstruktionen sind:
 Mauersteine werden aus einheimischen Rohstoffen hergestellt. - Die kleinen
Abmessungen ermöglichen eine gute Anpassung an unterschiedliche
Wandlängen, -dicken und -höhen bei Instandsetzungen, Lückenbebauungen
und Ausfachungen.
 Die Baudurchführung kann ohne Einsatz großer Baumaschinen erfolgen.
Mauersteine sind gut handhabbar.
 Die kleinen Formate ermöglichen eine Anpassung an unterschiedliche
Maßsysteme und Raster.
 Mauersteine sind gut transportierbar.
 Mauersteine mit großer Masse haben ein gutes Wärmespeichervermögen.
 Mit Mauersteinen ergeben sich gute Gestaltungsmöglichkeiten.
 Mauerwerk aus kleinformatigen Steinen kann mit einer für die meisten
Bauaufgaben ausreichenden Festigkeit hergestellt werden.
Nachteilig ist, dass das Herstellen von Mauerwerk schwere körperliche Arbeit
erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht in dem großen Mörtelbedarf. Der Mörtel
enthält viel Wasser, und frisches Mauerwerk benötigt längere Zeit, um
auszutrocknen. Deshalb werden immer mehr Hohl- und Lochziegel verwendet. Sie
sind leichter und können aus diesem Grund in größeren Formaten vermauert
werden. Dadurch nehmen der Fugenanteil und der Mörtelbedarf je 1 m 3 Mauerwerk
ab. Außerdem bewirken die Hohl- und Lochziegel eine bessere Wärmedämmung als
Vollziegel. Die Haupteinsatzgebiete für Mauerwerk sind:
 Eigenheimbau
 Lückenbebauung in Innenstädten
 Anbau und Umbau
 Modernisierung und Instandsetzung
 Rekonstruktion und Denkmalpflege
 Ausfachungen von Skelettkonstruktionen
 Bau von kleinen Einzel- und Sonderbauwerken
 Verblendung von Außenwänden
Ziegelwand
Jeder kennt die Ziegelwand, die auf der Erfindung eines handlichen Bausteines
beruht, der aus Lehm oder Ton gebrannt ist und ein hartes poriges Gefüge aufweist,
mit beispielhaften bauphysikalischen Eigenschaften. Hinsichtlich der Dampfdiffusion
weist der Ziegel vorteilhafte Eigenschaften auf, er nimmt die Feuchtigkeit zögernd an
und gibt sie wieder rasch ab.
Der Ziegel wird nach alten Regeln im Verband vermauert und ermöglicht daher viele
Variationsmöglichkeiten. Kein Außenwandsystem – und die Ziegelwand ist das
ausgeprägte traditionelle Außenwandsystem – ist so in den Grundlagen,
Erfahrungen, Regeln und in der Ausschöpfung aller Möglichkeiten gewährleistet wie
durch die Ziegelmauer.
Baustoffkorrosion
Die Baustoffkorrosion bedeutet ein grosses Problem, weil die Korrosion bis zur
völligen Zerstörung des Baustoffes führen kann.
Korrosion ist eine unbeabsichtige, zerstörende Einwirkung auf einen Werkstoff durch
das ihn umgebende, meist flüssige Medium. Sie beginnt in der Regel an der
Oberfläche und wird durch chemische, bei Metallen auch elektrochemische
Reaktionen verursacht. Die Einwirkug kann weiter in die Tiefe fortschreiten. Die
Einflussfaktoren auf baustoffschädigende Reaktionen sind sehr vielgestaltig.
Überblick über die wichtigsten Baustoffkorrosionen :
 Physikalische Faktoren : Wärme, Termperaturwechsel, Frost, Strahlung, Wind,
Staub
 Chemische Faktoren : Säuren, Laugen, Salzlösungen, organische Stoffe,
Abgase
 Biologische Faktoren : Mikroorganismen, Pilze, Algen, Muscheln, Würmel,
Insekten, höhere Pflanzen
Diese Faktoren wirken einzeln, meist aber kombiniert und damit stärkt die
Korrosionsförderung. Die für Baustoffkorrosion entscheidenden Einflussfaktoren sind
in aller Regel die chemischen Faktoren. Dazu kommt als ganz wesentlicher Faktor
die Feuchtigkeit in den verschiedenen Formen (z.B. Regen, Nebel, hohe
Luftfeuchtigkeit, Grundwasser, Wasserdampf, Tau, Meerwasser), die zur Korrosion
unter normalen bautechnischen Bedingungen stets erforderlich ist.
Die verschiedenen Baustoffe werden von den agressiven Medien sehr
unterschiedlich oder auch gar nicht beeinflusst. Je nach Anwendungsgebiet des
Baustoffes ist mit unterschiedlichen angreifenden Stoffen zu rechnen.
Korrosion und Korrosionsschutz der hydraulischen Mörtel und des
Betons
Unter Betonkorrosion wird der schädigende Angriff durch Stoffe, die von außen dem
Beton zugeführt werden, verstanden. Der chemische Angriff auf Beton und auf Mörtel
läuft durch Wasser oder durch wässrige Lösungen. Auch bestimmte Gase und Böden
können angreifend wirken, aber nur bei Feuchtigkeit.
Entstehen bei den Korrosionsreaktionen wasserlösliche Reaktionsprodukte, so wird
der Zementstein von der Oberfläche gelöst, man spricht von lösendem Angriff.
Lösender Angriff wird u.a. durch Säuren, austauschfähige Salze, weiches Wasser,
organische Öle und Fette bewirkt. Der Angriffsgrad der Säure ist von ihrer Stärke und
ihrer Konzentration abhängig. Starke Säuren, vor allem Mineralsäuren, wie
Salzsäuren lösen alle Bestandteile des Zementsteins unter Bildung von Calcium-,
Aluminium- und Eisensalzen auf. Besonders zu erwähnen ist die kalklösende
Kohlensäure, da ihr Angriffsvermögen nicht nur durch den pH-Wert anzugeben ist.
Entstehen bei den Korrosionsreaktionen im Inneren des Zementsteins
schwerlösliche, voluminöse Reaktionsprodukte, so können diese wachsenden
Neubildungen auf ihre Umgebung einen Druck ausüben, der das Gefüge des Betons
lockert, man spricht von treibendem Angriff. Dringen in den Beton Sulfatlösungen ein,
so kann es zu Reaktionen von Teilen des Zementsteins mit den Calcium
aluminathydraten kommen, wobei voluminöse Neubildungen im Betonieren
entstehen. Das entstehende kristallische Trisulfat hat durch den Einbau einer
erheblichen Menge von Kristallwasser ein wesentlich größeres Volumen als die
festen Ausgangsstoffe.
Bei schwachem und starkem Angriff genügt es, einen Beton aus den üblichen
Ausgangsstoffen, aber auch mit erhöhter Widerstandskraft, d.h. erhöhter Dichtigkeit,
herzustellen. Oft wird auch der sekundäre Oberflächenschutz durchgeführt.
Beton
Beton ist ein vielseitig verwendbarer Baustoff, der in fast allen Bereichen des
Bauwesens eingesetzt wird. Er hat eine hohe Druckfestigkeit, ist jedoch wenig zufest.
Deshalb wird er meistens zusammen mit dem Baustoff Stahl als Verbundbaustoff
Stahlbeton verwendet.
Beton ist ein künstlicher Stein, der aus Zement, groben und feinen
Zuschlagstoffen, Wasser und Betonzusätzen hergestellt wird.
Seine Bestandteile werden nach der Masse abgemessen und in Freifall - oder
Zwangsmischern gründlich miteinander vermengt. Beim Mischen entsteht der
Frischbeton. Dessen Eigenschaften sind abhängig von der Zusammensetzung der
Zuschlagstoffe, von der Kornform, vom Zementanteil, von Betonzusätzen (z.B.
Betonverflüssiger) und insbesondere von der im Beton enthaltenen Wassermenge.
Der Frischbeton beginnt etwa 90 Minuten nach dem Mischen zu erstarren. Bis
zu diesem Zeitpunkt muß er in die Form oder Schalung gebracht und dort verdichtet
worden sein.
Dem Erstarren folgt das Erhärten, das etwa 12 Stunden nach dem Mischen
beginnt. Nach 28 Tagen erreicht der Beton die vorgesehene Festigkeit, es ist der
Festbeton entstanden. Der Festbeton - auch kurz nur Beton genannt - hat folgende
wichtige Eigenschaften:
 hohe Druckfestigkeit
 geringe Zugfestigkeit, sie beträgt nur etwa 1/2 der Druckfestigkeit
 Korrosionsbeständigkeit unter Normalbedingunden. Laugen, Säuren und
Salze zerstören jedoch den Beton
 hohe Eigenmasse, wenn die Zuschlagstoffe aus Kies, Splitt oder Sand
bestehen, 1 m3 Beton hat eine Masse von 2,3 t.
Holzbau
Holz ist ein natürlicher Baustoff, der leicht bearbeitet werden kann (sägen,
bohren, hobeln, nageln, schrauben), der eine ausreichende Festigkeit und sehr gute
Wärmedämmeigenschaften aufweist.
Obwohl dieser Baustoff sehr günstige Eigenschaften hat, muß seine
Anwendung weiter eigenschränkt werden. Es ist nicht möglich, die Produktion von
Holz beliebig zu steigern, denn ein Nadelholzbaum muß etwa 100 Jahre wachsen,
bevor er zur Gewinnung von Bauholz gefällt werden kann.
Beim Einbau von Holz muss weiterhin beachtet werden, dss Holz
unterschiedlich viel Wasser enthalten kann und bei Wasserabgabe oder
Wasseraufnahme seine Form verändert. Frisch geschlagenes Holz enthält etwa 30
% Wasser. Beim Austrocknen schwindet es.
Anwendung
Bereits frühgeschichtlicher Zeit wurde Holz von den Menschen zum Bau von
Hütten, Palisaden und Stegen (Brücken) sowie zur Herstellung von
Einrichtungsgegenständen genutzt.
Besonders im Mittelalter erreichte der Holzbau auf handwerklicher Grundlage
ein hohes Niveau. Die Häuser, die zum Tei1 bereits im 14. oder I5. Jahrhundert
gebaut worden sind, zeigen die hohe handwerkliche Geschicklichkeit der
Zimmerleute. Sie beweisen aber auch, dass Holz bei einem baustoffgerechten
Einsatz und guter Pflege über lange Zeitabschnitte seine Tragfähigkeit behält.
Eine breite Anwendung hat die Holzbalkendecke gefunden. Bis etwa 1930
wurde der überwiegende Teil aller Decken aus Holz gebaut. Gegenwärtig wird Holz
nur noch begrenzt eingebaut. Decken, Treppen und teilweise auch die
Tragkonstruktionen von Flachdächern werden aus Stahlbeton hergestellt. Holz wird
dort verwendet, wo es durch andere Baustoffe nur schwer ersetzt werden kann, so
zum Beispiel zum Bau von Schalungen, Gerüsten und für Spezialaufgaben, die von
anderen Baustoffen nicht erfüllt werden können. So rufen Düngemittel (Salze) bei
Stahlbeton, Spannbeton oder Stahl starke Korrosionserscheinungen hervor: dagegen
wird Holz von diesen Salzen nicht angegriffen. Deshalb werden Lagerhallen für
Düngemittel aus Holz errichtet.
Der Baugrund
Bevor man mit einem Bau beginnt, muss man geologische Untersuchungen
vornehmen. Es werden geologische Verhältnisse des betreffenden Gebietes, der
Verwitterungsgrad des Bodens, die Schwankung des Grundwasserspiegels usw.
untersucht. Die Untersuchung - die mit Sonden, Schürfgruben, Bohrungen,
Bohrschächten, Stollen u.s.w. geschieht, nimmt manchmal eine ziemlich lange Zeit
und nicht gerade geringe Mittel in Anspruch. Jedoch erhöht sie die Standfestigkeit
des Bauwerkes, vereinfacht die Konstruktion, erleichert die Durchführung und
verbilligt infolgedessen die Baukosten.
Vor allem muss man jedes Gebäude ordentlich gründen. Falls der Baugrund
nicht genug tragfähig ist, muß er künstlich verfestigt werden. Das Gebäude liegt
niemals direkt auf dem Boden, sondern auf Fundamenten verschiedener
Konstruktion je nach den Eigenschaften des Bodens, nach der Tiefe der Gründung,
nach der Höhe der Belastung und nach der Baukonstruktion. Ist die Gründung richtig
durchgeführt, ist auch die Stabilität des Gebäudes gut gesichert.
Die häufig sehr großen Eigenmassen der Bauwerke und die in ihnen
wirkenden Nutzlasten (Menschen, Maschinen, Lagergüter) müssen von Baugrund
getragen werden. Baukonstruktionen übertragen die Bauwerklasten auf den
tragfähigen Baugrund. Festgelagerter Kies oder Sand sowie Lehm, der sich in
trockenem Zustand befindet, bilden einen Baugrund mit guter Tragfähigkeit.
Lockergesteine, die einen hohen Anteil organischer Bestandteile enthalten, wie
Mutterboden, Faulschlamm oder Sand mit Torfschichten, sind a1s Baugrund
ungeeignet.
Durch die Bauwerklast wird das Lockergestein im Baugrund
zusammengepreßt. Dadurch sinkt jedes Bauwerk einige Milimeter in den Baugrund.
Dieser Vorgang wird als Setzung bezeichnet. Die Wah1 einer Gründungskonstruktion
wird von folgenden Faktoren beeintlußt:
 Größe der Bauwerklast
 Tragfähigkeit des Baugrunds
 Höhenlage der tragfähigen Schichten
 Lage und Verlauf der Wände und Stützen im Kellergeschoß
 Höhe des Grundwasserstands
 vorgesehene Nutzung des Kellergeschosses
Aufgabe der Geodäsie
Die Geodäsie befaßt sich damit, die Erdfigur zu bestimmen und die
Erdoberfläche zu vermessen sowie das Schwerefeld der Erde zu emtitteln. Mit ihren
Erkenntnissen
und
Ergebnissen
dient
sie
volkswirtschaftlichen
und
wissenschaftlichen Zwecken.
Für viele Zweige der Volkswirfschaft liefert die Geodäsie Planungsgrundlagen.
Geodätische Arbeiten sind für fast alle Phasen der Vorbereitung und Durchführung
von Investitionen notwendig, so für die Projektierung, für die Bauausführung,
Bauüberwachung und Baukontrolle von neuen Industrieanlagen, Städten und
Verkehrswegen. Sie sind wichtig für den Ausbau und die Rekonstruktion
vorhandener Anlagen. Vorhaben der Land- und Forstwirtschaft zur Erhöhung der
Bodenfruchtbarkeit durch Meliorationen erfordern ebenfalls geodätische Arbeiten.
Bedeutung haben sie weiterhin für die geologische und geophysikalische Erkundung,
für die Lagerstättenforschung und für den Bergbau.
Die Geodäsie hat an der planmäßigen Entwicklung der Volkswirtschaft einen
wesentlichen Anteil. Er besteht in dem termin- und qualitätsgerechten Erfüllen der
speziellen Aufgaben, die an die Geodäsie von Staat und Wirtschaft gestellt werden.
Es sind im einzelnen:
· die Schaffung und Erhaltung gesamtstaattlicher Triangulations-, Nivellements- und
Schwerenetze als Grundlage für alle Folgemessungen;
· die topographische Aufnahme des Landes als Grundlage für die Herstellung von
gesamtstaatlichen Kartenwerken;
· die Durchführung ingenieurgeodätischer Arbeiten für die verschiedenen
Wirtschaftszweige.
Brücken
Brücken sind Bauwerke zur Führung von Verkehrswegen oder Leitungsrohren über
Hindernisse. Es gibt Fußgängerbrücken, Straßenbrücken, Eisenbahnbrücken,
Aquäduktbrücken – es sind Brücken für die Überführung einer Wasserleitung -,
Energiebrücken (Rohrleitungsbrücke, Rohrbrücke) – sie sollen zur Überführung von
Energieleitungen aller Art dienen. Die Brückenkonstruktion besteht mit Ausnahme
der Bodenträger ausschließlich aus Rohr. Durchlässe sind kleine Brücken, die im
Zuge eines Dammes liegen. Die Durchlässe nennt man bei Lichtweiten kleiner als 1
m auch Dolen. Die Bezeichnung Unterführung benutzt man, wenn eine Straße oder
Eisenbahn unter einem anderen Verkehrsweg durchzuführen ist. Überfahrtsbrücken
(Überführungen) sind kleine Brücken über einen Straßen- oder Eisenbahnabschnitt.
Strombrücken führen über das ständig fließende Wasser großer Flüsse oder Ströme.
Flutbrücken (Vorlandbrücken) führen bei der Übersetzung großer Flüsse und Ströme
über das Hochwassergebiet. Talbrücken (Viadukte) übersetzen größere
Bodensenkungen an Stelle hoher Dämme. In der Regel werden mehrere
Brückenöffnungen ausgeführt, die im Talgrund oft sehr hohe Pfeiler benötigen.
Einteilung der Brücken nach dem Baustoff
Es gibt Holzbrücken, Holzfachwerkbrücken, Mauerwerksbrücken, Betonbrücken,
Brücken aus unbewehrtem Beton, Stahlbetonbrücken. Eine Eigenart der modernen
Spannbetonbrücken besteht darin, dass auch die Stahlbetonfahrbahnplatte
vorgespannt wird, in der Regel quer zur Brückenachse. Hierdurch erhält man größere
Hauptträgerabstände. In Anlehnung an die Bauformen des Stahlbaus werden auch
im Stahlbetonbau bisweilen reine Fachwerke und Rahmenfachwerke ausgeführt (mit
und ohne Vorspannung).
Zum Unterschied von stählernen Tragwerken mit aufgelegten Betonfahrbahnplatten
sind bei Verbundbrücken die Stahlträger mit den Stahlbetonplatten durch besondere
Bauteile schubfest so verbunden, dass sie gemeinsam tragen.
Bei Stahlbrücken ist der Überbau immer aus Stahl, während die Pfeiler auch aus
Stein, Beton, Stahlbeton oder Stein sein können.
Vollwandige stählerne Straßenbrücken bestehen aus einem oder zwei Stegblechen
und Gurtplatten, die bei geschweißten Brücken unmittelbar durch Schweißnähte und
bei genieteten Brückenträgern durch Gurtwinkel miteinander verbunden sind.
Gitterbrücken sind Brücken, deren Hauptträger als Gitterträger ausgeführt sind; doch
wird die Bezeichnung Gitterbrücke auch häufig auf die anderen Konstruktionen der
Fachwerksbrücken angewendet.
Fachwerksbrücken bestehen aus den Gurten, welche die obere und untere
Begrenzung bilden, und aus den Ausfachungsstäben oder Gitterstäben, die den
Ober- und Untergurt verbinden.
Eine Hängebrücke besteht aus einem schlaffen, hängenden Bogen, nämlich aus den
nach der Seillinie ausgehängten Tragketten, Drahtseilen oder Kabeln, die auf
Pylonen verschieblich gelagert oder von Pendelstützen getragen und als Rückhalt –
oder Spannketten zur Verankerung geführt sind. Die versteifte Brücke ist eine
Hängebrücke mit einem Versteifungsbalken, der die Durchbiegung unter
konzentrierter Belastung beschränkt und ausgleicht.
Einteilung der Brücken nach Tragsystemen
Das Tragwerk (Überbau) überträgt Verkehrslasten und Eigengewicht auf Pfeiler und
Widerlager. Pfeiler und Widerlager bilden den Unterbau einer Brückenanlage. Man
unterscheidet Balkenbrücken, Bogenbrücken, Rahmenbrücken, Auslegerbrücken.
Baugrundverfestigung und Baugründung
Falls der Baugrund nicht genug tragfähig ist muss er verfestigt werden. Die Erhöhung
der Tragfähigkeit kann man durch ein Schotterbett erweichen. Man kann auch durch
Stampfen oder Zementieren den Baugrund verfestigen. Den feinkornsandigen Grund
verfestigt man durch Verkieselung. Manchmal wird der schwache Boden durch
thermische Behandlung verfestigt.
Das Gebäude liegt nicht direkt auf dem Boden, sondern auf Fundamenten
verschiedener Konstruktion. Nach der Baukonstruktion, nach der Höhe der
Belastung, nach der Tiefe der Gründung und nach den Eigenschaften des Bodens
unterscheiden wir StreifenFundamente – sie laufen parallel mit den Tragmauern - , Sockelfundamente – sie
befinden sich unter den Tragpfeilern – und Grundplatten, die unter dem ganzen
Gebäude liegen.
Der Baugrund
Vor dem Bau muss der Baugrund geologisch untersucht werden. Man untersucht
den Verwitterungsgrad des Bodens, die Schwankung des Grundwasserspiegels usw.
Diese Untersuchungen werden mit Sonden, Schürfgruben oder Stollen gemacht. Das
dauert lange und ist ziemlich teuer. Doch Konstruktion und Durchführung des
späteren Bauwerkes werden dadurch erleichtert und so werden die Baukosten
niedriger .
Der Baugrund muss tragfähig sein bzw. künstlich tragfähig gemacht werden. Das
Gebäude liegt nie direkt auf dem Boden, sondern auf Fundamenten .Diese hängen
vom Boden ab, sowie z.B. von der Höhe der Belastung oder der Tiefe der Gründung.
Wenn die Gründung richtig durchgeführt ist, ist die Stabilität des Gebäudes gut
gesichert. Der Baugrund muss die schweren Eigenmassen der Bauwerke und ihre
Nutzlasten ( z.B. Maschinen, Menschen, Lagergüter) tragen. Also muss er tragfähig
sein. Kies, Sand, trockener Lehm sind tragfähig. Lockergesteine mit organischen
Bestandteilen ( Mutterboden, Torf oder Faulschlamm ) sind als Baugrund nicht
geeignet.
Durch die Last des Bauwerks wird der Baugrund zusammengepresst. Das Bauwerk
sinkt einige Zentimeter in den Baugrund. Das bezeichnet man als Setzung.
Die Gründungskonstruktion hängt von folgenden Faktoren ab :
1. Schwere der Baulast
2. Lage der tragfähigen Schichten
3. Höhe des Grundwasserspiegels
4. Verlauf der Wände und Stützen im Kellergeschoss
5. vorgesehener Nutzung des Kellergeschosses
Straßenbau
Unter einer Straße versteht man einen Verkehrsweg, der planmäßig angelegt und
befestigt ist und dem Verkehr von Fahrzeugen, Tieren und Fußgängern dient. Um die
Leistungsfähigkeit zu erhöhen wird bei modernen Straßen jedem Verkehrsteilnehmer
ein besonderer Streifen zugewiesen. Eine Straße muss so geführt werden, dass sie
in bautechnischer, fahrtechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht die zweckmäßigste
Lösung
darstellt.
Nach
der
Verkehrsbedeutung
und
nach
den
verwaltungstechnischen Gesichtspunkten unterscheidet man:
Autobahnen,
Fernverkehrsstraßen, Landstraßen I. Ordnung, Landstraßen II. Ordnung, kommunale
Wege.
Der Verkehr auf allen öffentlichen Straßen wird durch die Straßenverkehrsordnung
geregelt. Die Straße muss so ausgebaut werden, dass sie so bequem und gefahrlos
wie möglich befahren werden kann.
Autobahnen sind ausschließlich für den Schnellverkehr bestimmt und verbinden
einzelne Verkehrszentren auf große Entfernungen. Die Autobahn besteht aus zwei
Richtungsfahrbahnen, die durch einen Mittelstreifen getrennt sind. Das Netz der
Autobahnen ergänzen Fernverkehrstraßen. Landstraßen I. Ordnung vermitteln den
Verkehr innerhalb des Bezirks und mit den Nachbarstädten. Landstraßen II. Ordnung
vermitteln den Verkehr zwischen Nachbarstädten.
Stadtstraßen unterliegen den Gestaltungsgrundsätzen des Städtebaus. Bei der
Planung sind Verkehrs- und Wohnstraßen streng zu trennen. Der
Durchgangsverkehr ist von den Wohngebieten fernzuhalten. Wohnstraßen und
Siedlungswege dienen nur dem geringen Verkehr in Wohnkomplexen. Die
Verkehrstraßen verbinden in der Großstadt die einzelnen Stadtbezirke untereinander.
Die Hauptverkehrstraße ( die Hauptausfallstraße ) ist die bedeutendste
Verkehrstraße der Großstadt. Die Hauptverkehrsstraße ist kreuzungsarm und
ausbaufrei auszubilden. Die Hauptverkehrsstraßen erhalten mindestens vierspurige
Fahrbahnen und haben in der Regel die Straßenbahn aufzunehmen.
Materialeigenschaften
Nimmt ein Körper nach Aufhören einer Belastung seine ursprüngliche Gestalt wieder
an, federt er zurück, so ist er elastisch.
Treten unter der äußeren Kraftwirkung größere Formveränderungen auf, die auch
nach dem Aufhören der Last in ihrer Gesamtheit bestehen bleiben, so ist der Baustoff
bildsam oder plastisch.
Besitzt ein plastischer Körper eine hinreichende Zähigkeit, so dass sich seine
Teilchen einer Trennung widersetzen, so nennt man ihn dehnbar.
Der Baustoff, der eine große Bruchdehnung besitzt, wird als zäh bezeichnet.
Tritt der Bruch bereits bei sehr kleinen Dehnungen plötzlich auf, so ist der Baustoff
spröde.
Als Härte kann man den Widerstand angeben, den ein Körper einem von außen
eindringenden zweiten Körper entgegenbringt.
Belastungen
Unter der Belastung eines Tragwerkes versteht man jene Kräfte, die aus dem
Eigengewicht, der Benutzung und dem Zweck des Bauwerkes herrühren.
Hauptlasten sind: ständige Last, Verkehrslast (einschließlich Schnee-, aber ohne
Windlast), freie Massenkräfte von Maschinen.
Zusatzlasten
sind:
Windlast,
Bremskräfte,
waagerechte
Seitenkräfte,
Wärmewirkungen.
Ständige Last (auch bleibende, unveränderliche Last) besteht aus dem Eigengewicht
des Tragwerkes im engeren Sinne und den von den tragenden Bauteilen dauernd
aufzunehmenden Lasten.
Die von Personen, Einrichtungsgegenständen, Lagerstoffen, Maschinen,
Fahrzeugen, Schnee usw. herrührenden veränderlichen (wechselnden) und
beweglichen Lasten heißen Verkehrslasten.
Von statischer oder ruhender Beanspruchung spricht man, wenn die Belastung so
langsam aufgebracht wird, dass nennenswerte Schwingungen des Tragwerkes und
Erschütterungen vermieden werden.
Tragwerk
Ein Tragwerk ist ein materielles System von Bauelementen bzw. Trägern. Ein
Tragwerk darf sich nicht Ganzes nicht in seiner Ebene bewegen.
Ein statisch unbestimmtes Tragwerk liegt vor, wenn die Zahl der vorhandenen
Glieder die Anzahl der zur Stabilität notwendigen Glieder und damit die Zahl der
verfügbarer Gleichgewichtsbedingungen übersteigt.
Unter einem statisch bestimmten ebenen Tragwerk verstehen wir ein solches, bei
dem die drei Gleichgewichtsbedingungen ausreichen, die Schnittkräfte zu
bestimmen.
Tragwerke können sein eben oder räumlich, sie können ausgebildet sein als
Stabwerke oder Fachwerke. Außer diesen aus Stäben zusammengesetzten
Tragwerken gibt es noch Flächentragwerke, die sich einteilen lassen in Scheiben,
Platten und Schalen.
Stabwerke sind Tragwerke, bei denen die Stäbe biegesteif miteinander verbunden
sind.
Fachwerke bestehen aus Stäben, die an den Enden – in den Knotenpunkten –
miteinander verbunden sind. Das Fachwerk ist statisch bestimmt und
unverschieblich.
Flächentragwerke sind dünnwandige, nach Flächen geformte Traggebilde.
Rohbaukonstruktionen
Gebäude werden zuerst als Rohbau hergestellt, und danach wird der Ausbau
vorgenommen. Zum Rohbau gehören alle tragenden Bauwerksteile , wie
Gründungen, Wände, Decken, Treppen und Dachtragwerke.Beim Ausbau werden
Wände geputzt, die Decken erhalten Fußböden und es werden Türen eingesetzt.
Außerdem wird das Eindecken des Daches zum Ausbau gezählt. Im modernen
Montagebau besteht keine scharfe Grenze zwischen Rohbau und Ausbau.Die
grossen Wandfertigteile haben eine so glatte Betonoberfläche , dass es nicht mehr
erforderlich ist , die Wände zu putzen. Vom Betonwerk wird das Fertigteil mit bereits
eingeglasten Fenstern, eingesetzter Fensterbank und endgültigen Oberflächen zur
Baustelle geliefert und dort montiert. Durch diese weitgehende Komplettierung der
Fertigteile kann die Bauzeit auf der Baustelle erheblich verkürzt werden.
Im allgemeinen werden Gebäude, bei denen die Ausbauarbeiten noch nicht
begonnen wurden, als Rohbau bezeichnet.
Fertigteile sind ergänzende Bauteile zur rationellen Herstellung von Bauwerken. Für
Baufertigteile gilt eine aus der Fertigungindustrie übernommene Regel :
Wirtschaftlich lassen sich Produkte nur herstellen, wenn große Mengen abgesetzt
werden können.
In den Hochkonjunkturzeiten des Wohnungsbaues war Masse gefragt.Heute
dagegen sind technisch – wirtschaftliche Lösungen vom Markt gefragt. Fertigteile
ergänzen technisch – wirtschaftliche Lösungen im System, wie z. B. Stürze aus dem
gleichen Material wie das Mauerwerk.
Fertigteile sollen folgenden Kriterien genügen, bzw. folgende Anforderungen erfüllen:
Wirtschaftlichkeit
Transport und Lagerung, Lieferung
Maßanpassung und Maßgenauigkeit
universeller Einsatz
normengerecht
preisgünstig im Einkauf
einfache und sichere Verarbeitung
Arbeitslauf muss nicht bei widrigen klimatischen Verhältnissen unterbrochen werden
geringer Raumbedarf für Zwischenlager
wenig Energieaufwand zur Verarbeitung
Die Baustoffe
Allgemeines. Wer zweckmäßige, technisch und wirtschaftlich geeignete Bauwerke
errichten will, muss wissen, welche Eigenschaften die in Betracht kommenden
Baustoffe aufweisen müssen. Deshalb sind für die leitenden Ingenieure, die leitenden
Architekten, ebenso für die ausführenden Ingenieure und Architekten umfassende
Kenntnisse der Eigenschaften der von ihnen verwendeten Baustoffe unentbehrlich.
Wo diese Voraussetzungen nicht genügend erfüllt werden, entstehen oft
zeitraubende und kostspielige Nacharbeiten und Ergänzungen, auch vorzeitige
Instandhaltungsarbeiten.
Es handelt sich hier nämlich um eine technische Aufgabe allgemeiner Art. Jede
technische Arbeit ist nur dann gelöst, wenn der Aufwand an Stoff und Arbeit sehr
niedrig gehalten wird.
Als Baustoffe, die seit Jahrtausenden benutzt werden, kennen wir die Hölzer, sowie
die natürlichen und die gebrannten Steine. Das Holz ist unter allen Baustoffen am
leichtesten zu bearbeiten, und außerdem technisch sehr wertvoll und vielseitig
verwendbar. Die natürlichen Steine wurden ursprünglich einzeln zum
Blockmauerwerk passend bearbeitet und dann geschichtet. Die künstlichen Steine vor allem gebrannte Steine - ließen sich in dieser Weise nicht verwenden. Zum
Aufrichten einer Mauer aus gebrannten Steinen war ein Mauermörtel nötig, ein
Gemisch aus Sand und Bindemittel. Das Bindemittel bestand aus Lehm oder aus
Bitumen oder aus Kalk oder aus Kalk mit Puzollanen. Wesentlich war die
Verarbeitbarkeit der Mörtel, ihre Tragfähigkeit im Gebrauchszustand und oft auch
ihre Witterungsfähigkeit. Neben dem Mauermörtel verwendete man schon sehr früh
den Putzmörtel zum inneren und äußeren Anschluss der Mauern. Aus der
Mörteltechnik entsprang die Betontechnik, also die Herstellung von Baukörpern
beliebiger Form aus Sand, Kies oder gebrochenen Steinen, sowie einem
hydraulischen Bindemittel,, das nach anfänglicher Erhärtung an der Luft auch unter
Wasser weiter erhärtet.
Die Eigenschaften der Baustoffe
Wenn die Baustoffe nach ihrer Eignung für bestimmte Bauaufgaben beurteilt werden
sollen, so sind folgende Eigenschaften wichtig:
der Wert der Baustoffe wegen des Aufwands an Stoff und Arbeit, auch wegen der
Beförderung von der Gewinnungsstelle zur Baustelle;
das Verhalten der Baustoffe beim Befördern und Stapeln wegen des Verlusts durch
Bruch, durch Einwirkung von Regen und Frost usw.;
die technischen Eigenschaften wie Maßhaltigkeit, Aussehen, Änderung des
Aussehens,
Elastizität,
Formbarkeit,
Druckfestigkeit,
Biegezugfestigkeit,
Dauerfestigkeit, Abnutzwiderstand, Witterungsbeständigkeit, Verhalten gegen
angreifende Wässer u.a.;
Baumaschinen
Den wachsenden Umfang der Bauproduktion und die wachsenden Ansprüche an
Bauwesen kann man mit der Aufnahme weiterer Arbeitskräfte nicht mehr befriedigen.
Die Bauproduktivität kann nur mit Vervollkommnung der bestehenden Maschinen und
durch Einführen von neuen Mechanismen und durch Automatisierung erhöht werden.
Die Konstruktion und Funktion der Maschinen muß jedem Bauingenieur so bekannt
sein, insofern es für Praxis notwendig ist. Die Kenntnisse über die Baumaschinen sind
auch
für
die
Sicherheit
beim
Arbeitsprozess
von
großer Bedeutung.
Die Baumaschinen können in fünf Hauptgruppen geteilt werden. In den
Anfangsphasen der Bauarbeiten werden die Erdbaumaschinen eingesetzt, z.B.
Mehrzweckbagger,
Planierraupen,
Schürfwagen,
Straßenhobel,
Walzen,
Schaufellader, Schürfkübel. Zum Transport und zur Montage dienen die Transportund Montagegeräte. Beim Transport kommen vor allem Kippwagen, Hinterkipper,
Einachsenschlepper in Frage. Beim Aufbau aus Beton-großplatten oder aus
vorgefertigten Montageelementen (Fertigteilen), die a u f
dem Bauplatz
zusammengebaut werden, werden Montageböcke, Bauaufzüge, Baukräne usw.
verwendet.
Bei den Beton- und Mauerarbeiten muss man sich auch über verschiedene
Maschinen informieren, z.B. über Aufbereitungs- und Verdichtungsmaschinen, über
Zerkleinerungs-, Mahl- und Mischanlagen, über Trocken- und Vakuumpressen u.a.m.
Zum Straßen-, Auto- und Eisenbahnbau werden außer anderen speziellen Maschinen
immer Straßenfertiger und Eisenbahnkräne eingesetzt.
In den Schlussphasen der Bauarbeiten benutzt man sog. Ausbaumaschinen:
motorisierte
Fassadenbühnen,
Verputzmaschinen,
beim
Wohnungsausbau
Bolzenschußgeräte, Hämmer, Sägen, Schleifer, Fräsen, Schrauber, Bohrmaschinen
usw.
Alle Maschinen sollen über ein Höchstmaß an vorbildlicher Technik verfügen. Die
hohen Qualitätsnormen setzen nur beste Werkstoffe und Einbauteile voraus. Die
Fertigung der mechanischen und elektrischen Teile soll durch ständige
Zwischenkontrollen und Abnahmenkontrollen überwacht werden. Bei Elektro- und
Luftdruckwerzeugen wird die Leistung und Sicherheit auf platzsparendste Weise
verpackt. Man betont, sie nach den neuesten ergonomischen Erkenntnissen zu
gestalten. Sie sollen wie angegossen in der Hand liegen, alle Arbeiten schnell, sicher
und ermüdungsfrei erledigen, ihre vibrationsarme Funktion soll Muskelkräfte schonen.
Alle Baumaschinen und Werkzeuge sollen auch mit nötigem Absaugsystem
versehen werden, damit es keinen staubwirbelnden und lautstarken Betrieb gibt. Das
schützt den Bedienenden und die Umwelt.