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Sonntag, Januar 24, 2021
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Definition Skelettbauweise

Die Skelettbauweise, auch als Rahmenkonstruktion bezeichnet, wird in der Architektur und Konstruktion als eine Art Struktur für ein Bauwerk verstanden. Die Gebäudehülle besteht aus Elementen, die die Hauptstützfunktion erfüllen. Die tragende Struktur wird als Skelett erstellt. Anschließend wird der Gebäuderahmen mit einer Fassade (Gehäuse oder Hülle) ausgekleidet und der Innenraum üblicherweise mit tragenden Wänden erweitert. Im Gegensatz zur robusten Struktur erfüllen die vertikalen Lagerkomponenten der Rahmenstruktur häufig nicht die endgültige Funktion im Raum. Eine Ausnahme bilden unter anderem einige Arten von vorgefertigten Gebäuden, beispielsweise Holzrahmenkonstruktionen, bei denen tragende Elemente auch im Sinne der inneren Struktur vorgefertigt werden.

Der Stahlrahmenbau ist eine um 1884 erbaute Struktur, bei der die Rahmenstruktur aus Stahlträgern besteht. Anschließend werden die Decken und Wände in die tragende Stahlkonstruktion eingesetzt, wodurch das gesamte Gebäude eine hohe Tragfähigkeit erhält. Dies wird beispielsweise für Lager- und Industrieräume benötigt. Dank dieser stabilen Konstruktion überlebten viele alte Stahlrahmenkonstruktionen die Luftangriffe des Zweiten Weltkriegs mit geringem Schaden.

Der Aufbau des Stahlrahmens wird üblicherweise durch die Tatsache bestimmt, dass die Hauptstruktur, d. h. die Stützen und Träger aus Stahlprofilen bestehen, die durch Nieten, Schrauben oder Schweißen verbunden sind. Somit ist ein schneller Konstruktionsfortschritt möglich. Aufgrund des Fehlens tragender Trennwände kann das interne Layout sehr flexibel gestaltet werden. Decken können aus vorgefertigten, halb fertigen oder Verbunddecken (Holz usw.) bestehen. Die erste Stahlrahmenkonstruktion war die 1796-97 erbaute Ditherington Flax Mill.

Die Stahlskelettbauweise ist vor allem in den USA dank der ersten Hochhäuser sehr beliebt geworden. Die ersten Beispiele für den Bau eines Stahlrahmens in Deutschland waren das Kaufhaus Berlin Vineyard (1904), das Rheingold-Spirituosengeschäft (1907) und das Vox House (1908), gefolgt vom Augsburger Glasschloss (1910), Weinhaus Huth und das Haus Vaterland (Berlin, 1912).

Skelettbauweise in der Bauindustrie

Bauwerke aus Fachwerkkonstruktionen haben im Vergleich zu anderen gängigen Bauweisen ein geringes Eigengewicht. Ihr großes Volumen kann einen Nachteil haben (Beispiel: Fachwerkbrücken mit einem starken visuellen Erscheinungsbild). Ihre Erdbebensicherheit ist dabei sehr hoch. Raumbinder sind in Form von Fassaden, Dächern (auch Vordächer und Dächer von Hallen) und Kuppeln erhältlich. Andere Anwendungen umfassen Brückenbinder, Krane (Portal, Brücke, Turmdrehkrane usw.), Masten (Hochspannungsmasten, Freileitungsmasten, Telefonmasten, Windenergiemasten) und Aussichtstürme.

Grundlagen der Skelettbauweise

Die Skelettbauweise entwickelte sich aus den Hallenkonstruktionen aus Gusseisen und Stahl im 19. Jahrhundert und reifte durch die Verwendung von Stahlbeton. Der Boom im Rahmenbau begann mit den ersten Hochhäusern in Amerika. Das ursprünglich zwischen Säulen und Decken angeordnete Fassadengießen wurde durch die Vorhangfassaden ersetzt. Die tragende Struktur bleibt nicht mehr sichtbar. Vorhangfassaden wurden erstmals seit Beginn des 20. Jahrhunderts (ca. 1919) in neuen Hochhäusern in den USA eingesetzt.

Fassadenelemente aus Glas, Metall oder Kunststoff, die über Dichtungsprofile miteinander verbunden sind, hängen wie Vorhänge an der Tragstruktur der Außenwand in Rahmengebäuden. Fensterelemente, einschließlich Verglasungen, werden hauptsächlich in vorgefertigte Fassadenelemente integriert.

Struktur und Planung

In der Skelettstruktur erfüllen einzelne Elemente wie Deckenplatten, Balken, Stützen und Fundamente eine Stützfunktion. Im Gegensatz zur Schottkonstruktion oder robusten Konstruktion erfolgt die vertikale Lastübertragung über Stützen. Unterschieden wird zwischen sichtbaren und unsichtbaren Skeletten. Komponenten können als Beton oder vorgefertigten Teilen an Ort und Stelle verwendet werden.

Um den Vorteil bei den Zeit- und Montagekosten zu nutzen, ist ein Entwurf und die richtige Planung der Konstruktion aus fertigen Teilen entscheidend. Die Fähigkeiten der Informationstechnologie bei der Schaffung von Netzwerken und der Koordination verschiedener Berufe und moderner Architekturkonzepte ermöglichen die weitverbreitete Verwendung vorgefertigter Strukturen.

Vorteile des Rahmendesigns

Die Wirtschaftlichkeit der Rahmenkonstruktion besteht in der Systematisierung der Gebäudestruktur und ihrer Komponenten sowie der Flexibilität des Grundrisses und der Fassadengestaltung. Durch die Unterteilung in tragende und nicht tragende Elemente entsteht ein Tragrahmen, der mit nicht tragenden Elementen gefüllt ist. Es erwachsen wirtschaftliche Bereiche, die hauptsächlich für den Bau von Hallen, Büros und gewerblichen Einrichtungen nützlich sind. Das Fassadendesign bietet Optionen zwischen Gitter und Vollschichtverglasung mit raumhohen Strukturen vom Boden bis zur Decke. Hinzu kommen die Vorteile der Bauphysik, insbesondere im Bereich des Brandschutzes.

Designoptionen der Skelettbauweise

Mit der Rahmenstruktur besteht die Hauptstruktur des Gebäudes aus schmalen horizontalen und vertikalen Säulen. Sie können aus verschiedenen Materialien wie Holz, Stahl oder Stein hergestellt werden. Zusammen mit Deckenpaneelen bilden sie die tragenden Elemente des Gebäudes, an denen Fassaden als Vorhänge angebracht sind. Sie können wiederum aus Glas, Kunststoff oder Holz bestehen.

Der Vorteil des Designs ist, dass die Rahmenstruktur sichtbar oder verborgen sein kann. Darüber hinaus können Umbauten und Ergänzungen vereinfacht werden, da die Wände keine Stützfunktionen haben. Aufgrund der Tatsache, dass die Rahmenstruktur eine solche systematische Struktur aufweist, können viele Elemente im Voraus hergestellt und direkt an Ort und Stelle installiert werden, was einen klaren wirtschaftlichen Vorteil bietet. Diese Methode kann für Büro- und Industriegebäude sowie Wohngebäude sowie für den Bau von Brücken und Hallen eingesetzt werden.

Mögliche Materialien: Holz, Stein, Eisen

Die Holzrahmenkonstruktion ist in dieser Hinsicht die älteste und wurde nicht nur für Fachwerkhäuser verwendet, sondern auch unter anderem für norwegische Holzkirchen. Demnach könnten mit dieser Bauweise ebenso höhere Gebäude errichtet werden. In einigen Fällen wurden Schiffbauprozesse hinzugefügt, um eine stärkere Stabilisierung zu erreichen. Steinrahmengebäude können in der Antike gefunden werden. Andere historische Gebäude wie gotische Gewölbe basieren ebenfalls auf der sichtbaren Skelettstruktur, die ebenso mit vielen Ornamenten und Elementen verziert ist. Gegenwärtig ist diese Bauweise aufgrund des Mangels an Spezialisten weniger verbreitet.

 

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