Konstruktion und statischer Nachweis eines Aussichtsturmes in Holzbauweise

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 1.1 Der Aussichtsturm in Neuenbürg-Dennach
• 1.1.1 Situation
• 1.1.2 Konstruktion
• 1.1.3 Holzschutz
• 1.1.4 Korrosionsschutz
• 1.2 Berechnungsgrundlagen
• 1.3 Materialkennwerte
• 1.4 Statikprogramm
• 2 Abschätzung des Schwingungsverhaltens
• 2.1 Allgemein
• 2.2 Abschätzung der Eigenfrequenz
• 2.2.1 Einseitig eingespannter Einfeldbalken
• 2.2.1.1 Allgemein
• 2.2.1.2 Abschätzung der Biegesteifigkeit
• 2.2.1.3 Abschätzung der Masse
• 2.2.1.4 Bestimmung der Eigenfrequenz
• 2.2.1.5 Nachweis der Schwingungsanfälligkeit
• 2.3 Ergebnis
• 3 Bemessung der Dachkonstruktion
• 3.1 Lastannahmen
• 3.1.1 Eigenlast
• 3.1.2 Schneelast
• 3.1.3 Windlast
• 3.1.3.1 Staudruck
• 3.1.3.2 Böenreaktionsfaktor QB
• 3.1.3.3 Abminderungsfaktor
• 3.1.3.4 Belastungsbild
• 3.1.3.5 Wirbelerregte Querschwingung
• 3.1.3.6 Sogwirkung auf Deckenunterseite
• 3.1.4 Verkehrslast
• 3.2 System und Berechnung der Lastfälle
• 3.3 Nachweis der erforderlichen Querschnittsabmessungen
• 3.3.1 Mittelstütze
• 3.3.2 Zange in Richtung der 1. Hauptachse
• 3.3.3 Ringbalken
• 3.3.4 Diagonalbalken
• 3.3.5 Sparren unten
• 3.3.6 Sparren oben
• 3.3.7 Deckenbalken
• 3.3.8 Zange in Richtung der 2. Hauptachse
• 3.3.9 Strebe
• 3.3.10 Aussteifung
• 3.4 Anschlüsse
• 3.4.1 Anschluss Mittelstütze an Zange
• 3.4.2 Anschluss Strebe an Mittelstütze
• 3.4.3 Anschluss Strebe an Zange
• 3.4.4 Anschluss Diagonalbalken an Zangel
• 3.4.5 Anschluss Ringbalken an Zange
• 3.4.6 Anschluss Diagonalbalken an Zange2
• 3.4.7 Anschluss Ringbalken an Zange2
• 3.4.8 Anschluss Sparren an Ringbalken
• 4 Bemessung der Aussichtsplattform
• 4.1 Lastannahmen
• 4.1.1 Eigenlast
• 4.1.2 Verkehrslast
• 4.2 System und Berechnung der Lastfälle
• 4.3 Nachweis der erforderlichen Querschnitte
• 4.3.1 Deckenbalken im Feldbereich
• 4.3.2 Deckenbalken im Randbereich
• 4.4 Bemessung der Diagonalträger
• 4.5 Bemessung der Hauptträger
• 5 Bemessung des Turmschaftes
• 5.1 Lastannahmen
• 5.1.1 Eigen- und Verkehrslasten
• 5.1.1.1 Belastung aus Etagendecken
• 5.1.1.2 Belastung aus Treppenaufgang
• 5.1.1.3 Belastung aus Zwischendecken
• 5.1.1.4 Belastung aus Wandelementen
• 5.1.1.5 Belastung aus Innenstützen
• 5.1.2 Windlast
• 5.1.2.1 Belastung des Turmschaftes
• 5.1.2.2 Belastung der Fachwerkbinder
• 5.2 Lastfälle
• 5.2.1 Lastfall „Eigenlast“
• 5.2.2 Lastfall „Verkehrslast“
• 5.2.3 Lastfall „Wind“
• 5.3 System und Berechnung
• 5.4 Nachweis der erforderlichen Querschnittsabmessungen
• 5.4.1 Innengurt
• 5.4.2 Wandstütze
• 5.4.3 Wanddiagonalen
• 5.4.4 Ringbalken
• 5.5 Anschlüsse
• 5.5.1 Wandelement
• 5.5.1.1a Anschluss Diagonale
• 5.5.1.1b Anschluss Randstütze
• 5.5.1.2 Anschluss Mittelpfosten
• 5.5.1.3 Anschluss Stütze
• 5.5.1.4 Querbalken
• 5.5.1.5a Anschluß Diagonale Mitte
• 5.5.1.5b Anschluss Querbalken
• 5.5.1.6a Anschluss Randstütze
• 5.5.1.6b Anschluss Ringbalken-Stütze

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Konstruktion und dem statischen Nachweis eines Aussichtsturmes in Holzbauweise. Ziel ist es, ein stabiles und funktionales Tragwerk zu entwerfen, welches den Anforderungen an die Sicherheit und den Witterungsbedingungen gerecht wird.

• Konstruktive Durchbildung des Haupttragwerks
• Konstruktive Durchbildung der Aussteifungen und Verbände
• Auswahl und Festlegung der konstruktiven Details
• Statische Berechnung und Bemessung der wesentlichen Tragwerksteile
• Abschätzung des Schwingungsverhaltens des Turms

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, in der der Aussichtsturm in Neuenbürg-Dennach vorgestellt wird. Dabei werden die Situation, Konstruktion, Holzschutz, Korrosionsschutz sowie die Berechnungsgrundlagen, Materialkennwerte und das Statikprogramm erläutert. Im zweiten Kapitel wird das Schwingungsverhalten des Turms abgeschätzt. Dabei wird die Eigenfrequenz eines einseitig eingespannten Einfeldbalkens bestimmt und die Schwingungsanfälligkeit des Turms nachgewiesen. Das dritte Kapitel befasst sich mit der Bemessung der Dachkonstruktion. Hier werden die Lastannahmen, das System und die Berechnung der Lastfälle sowie der Nachweis der erforderlichen Querschnittsabmessungen für die verschiedenen Bauteile durchgeführt. Auch die Anschlüsse der Dachkonstruktion werden detailliert beschrieben. Im vierten Kapitel wird die Aussichtsplattform bemessen. Die Lastannahmen, die Berechnung der Lastfälle sowie der Nachweis der erforderlichen Querschnitte für die Deckenbalken, Diagonalträger und Hauptträger werden erläutert. Im fünften Kapitel schließlich wird der Turmschaft bemessen. Die Lastannahmen, Lastfälle, das System und die Berechnung sowie der Nachweis der erforderlichen Querschnittsabmessungen und Anschlüsse werden vorgestellt.

Schlüsselwörter

Aussichtsturm, Holzbau, Konstruktion, Statik, Bemessung, Lastannahmen, Schwingungsverhalten, Dachkonstruktion, Aussichtsplattform, Turmschaft.