Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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Panel 1
The reference – an offi ce building with underground car park
Load-bearing structure
Das Referenzbeispiel – Bürogebäude mit Tiefgarage
Tragstruktur
Autor
Dipl.-Ing. Tobias Dreßen,
RWTH Aachen
tdressen@imb.rwth-aachen.de
Geb. 1977; 1997–2004 Studium
des Bauingenieurwesens
an der RWTH Aachen; seit 2004
wiss. Mitarbeiter am Lehrstuhl
und Institut für Massivbau
der RWTH Aachen; seit 2004
freier Mitarbeiter ITB Dreßen,
Herzogenrath; seit 2004 freier
Mitarbeiter H+P Ingenieure,
Aachen; staatlich anerkannter
Sachverständiger für Schall-
und Wärmeschutz.
The structural system is one of the key factors that infl uence
the fl exibility of a building. Structural systems that
allow for almost any required spatial division and routing
of services respond to various user profi les. They can thus
contribute to the effi cient utilization of the life cycle of a
building. Beyond the functional aspect, aesthetic reasons
may also play a crucial role in this regard. In modern multi-story
construction, structural systems are derived from
the design. For this reason, fl at fl oor slabs resting on columns
are most commonly used in offi ce buildings as they
enable almost any desired spatial division. Suspended
ceilings are usually required to accommodate building
services. In residential construction, the fl oor areas of
apartments or fl ats and their spatial division are determined
on an individual basis at the design stage in order
to respond to specifi c requirements. A re-arrangement of
rooms or entire apartments is considered only in exceptional
cases. In general, spans are limited in residential
construction whereas the ratio of load-bearing internal
walls is high. An initial approach to a solution for a fl oor
structure suitable for fl exible use that integrates building
services within the cross section of the fl oor is shown in
Fig. 1.
The soffi t of the reversed prestressed precast ribbed
slab has a smooth appearance. It enables a fl exible routing
of services due to a pattern of openings in the ribs. Despite
its low own weight, the fl oor system must be prestressed
to limit deformation. High concrete strengths are necessary
in order to introduce the high prestressing forces
whilst ensuring the structural strength of the compression
zone of the concrete. The use of ultra-high performance
concrete and/or of steel components embedded in
the ribs provide additional potentials for optimization.
Due to the option to install building services from above,
rooms can be variably arranged on each fl oor, independently
of the room layout on any other fl oor. This approach
makes it possible to respond to changing building service
requirements that arise from changes in use. Horizontal
fl exibility is thus complemented by vertical installation
fl exibility. The load-bearing structure enables modifi cations
within buildings to establish pure residential or offi
ce use but also provides opportunities to implement a
mixed offi ce/residential pattern or to keep the design/
construction open for the short-term specifi cation of an
intended use. In order to compare currently used struc-
Example of a fl oor slab cross section
exemplarischer Deckenquerschnitt
Fig. 1 Floor structure with integrated building services.
Abb. 1 Deckenkonstruktion mit integrierter Leitungsführung.
| Proceedings 54 th BetonTage
Das Tragsystem ist ein wesentlicher Einfl ussfaktor für die
Flexibilität eines Gebäudes. Tragsysteme, die eine beliebige
Raumaufteilung und Leitungsführung zulassen, befriedigen
unterschiedliche Nutzerprofi le und können damit
zur effi zienten Ausnutzung der Lebensdauer eines
Gebäudes beitragen. Neben der Funktionalität können
dafür auch ästhetische Gründe ausschlaggebend sein. Im
Geschossbau werden die Tragsysteme heute aus dem Entwurf
abgeleitet. Für Bürogebäude kommen daher meist
Flachdecken auf Stützen zur Ausführung, da sie eine beliebige
Raumaufteilung ermöglichen. Zur Unterbringung
der Gebäudetechnikleitungen werden i. A. Abhangdecken
erforderlich. Im Wohnungsbau werden Wohnungsgrößen
und Raumaufteilung bei der Planung individuell,
entsprechend den jeweiligen Anforderungen, festgeschrieben,
wobei eine Neuaufteilung von Räumen oder
ganzen Wohnungen nur selten in Erwägung gezogen
wird. In der Regel sind die Stützweiten im Wohnungsbau
begrenzt und der Anteil an tragenden Innenwänden
hoch. Ein erster Lösungsansatz für eine Deckenkonstruktion
für fl exible Nutzung mit integrierten Gebäudetechnikleitungen
innerhalb des Deckenquerschnitts ist in
Abb. 1 dargestellt.
Die vorgespannte, umgedrehte Fertigteilstegplatte
hat eine glatte Deckenuntersicht und bietet durch die
Anordnung von Öff nungen in den Stegen eine fl exible
Leitungsführung. Trotz des geringen Eigengewichts ist
das Deckensystem zur Begrenzung der Verformung vorzuspannen.
Um die großen Vorspannkräfte einleiten zu
können und die Tragfähigkeit der Betondruckzone sicher
zu stellen, sind hohe Betonfestigkeiten erforderlich. Der
Einsatz von ultrahochfestem Beton und/oder Stahleinbauteilen
in den Stegen bietet weitere Optimierungspotenziale.
Durch die Möglichkeit, die Gebäudetechnik
von oben zu installieren, können die Räume in jedem
Geschoss unabhängig voneinander auf der Grundfl äche
variabel angeordnet werden. So ist es möglich, bei Nutzungswechseln
auf die sich ändernden Anforderungen
an die Gebäudetechnik zu reagieren. Die horizontale Flexibilität
wird so durch eine vertikale Installationsfl exibilität
komplementiert. Die Tragstruktur ermöglicht zum einen
die Veränderung innerhalb von Gebäuden hinsichtlich
einer reinen Wohn- oder Büronutzung, des Weiteren
die Veränderung innerhalb von Gebäuden hinsichtlich
einer Mischnutzung Wohnen/Büro und zum Dritten das
Off enhalten der Planung/Erstellung hinsichtlich einer
kurzfristigen Nutzungsfestschreibung. Zum Vergleich
heute üblicher Tragsysteme mit einer fl exiblen Struktur
wurde eine ökologische Bewertung für die Erstellung der
Tragstruktur durchgeführt. Bei der Ermittlung der Baustoff
mengen zeigt sich, dass die Menge an erforderlichem
Stahl mit abnehmendem Betonverbrauch steigt. Die Standardtragstruktur
für den Wohnungsbau mit dem hohen
Anteil tragender Wände führt zu einem hohen Beton- und
geringen Stahlverbrauch. Die fl exible Struktur mit einem
BFT 02/2010