Aussteifung von Hochhäusern mit Outriggers
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,0, Technische Universität Dortmund (Bauwesen), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:Die vorliegende Diplomarbeit untersucht das Aussteifungssystem für Hochhäuser mit Outriggers. Ziel der Arbeit ist eine Auseinandersetzung mit der Funktionsweise von Outriggertragwerken und ihren beteiligten Bauteilen, sowie eine Untersuchung zur optimalen Anordnung der Outriggers über die Gebäudehöhe. Nach einer Einarbeitung in die allgemeinen Entwurfskriterien von Hochhaustragwerken wird ein...
Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,0, Technische Universität Dortmund (Bauwesen), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht das Aussteifungssystem für Hochhäuser mit Outriggers. Ziel der Arbeit ist eine Auseinandersetzung mit der Funktionsweise von Outriggertragwerken und ihren beteiligten Bauteilen, sowie eine Untersuchung zur optimalen Anordnung der Outriggers über die Gebäudehöhe. Nach einer Einarbeitung in die allgemeinen Entwurfskriterien von Hochhaustragwerken wird eine Zusammenstellung von gebauten und geplanten Hochhäusern mit Outriggeraussteifung gemacht, die einen Überblick über die verschieden Varianten der Outriggerausbildung geben soll.
Nach der Erarbeitung der baulichen Voraussetzungen, Nutzungs- und Gestaltungskonsequenzen sowie Funktion und Beanspruchung der einzelnen Bauteile kann eine Optimierung unter Berücksichtigung der das Tragwerk beeinflussenden Parameter gemacht werden. Hierbei soll der Einfluss des Windlastprofils auf die optimale Lage der Outriggers besondere Beachtung finden.
Die durch die Optimierung gewonnenen Ergebnisse werden nun in zweierlei Hinsicht verwendet. Einerseits soll das Tragverhalten verschiedener Varianten der Outriggerausbildung an einem 200 m Hochhaus untersucht werden, die aufgrund der Optimierung angeordnet sind. Hiermit soll die Beanspruchung der beteiligten Bauteile an der Kopplungsstelle ermittelt werden. Andererseits wird an einem 200 m Hochhaus und einem 392 m Hochhaus die Gebrauchstauglichkeit des Gesamttragwerks nachgewiesen.
Ein Vergleich mit alternative Aussteifungssystemen rundet letztlich die Betrachtung des Aussteifungssystems mit Outriggers ab.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung und Aufgabenstellung5
2.Entwurfskriterien für Hochhaustragwerke6
2.1Baustoff7
2.1.1Stahl7
2.1.2Stahlbeton8
2.1.3Misch- und Verbundbauweise8
2.2Tragwerk8
2.2.1Horizontallastabtrag/Aussteifung9
2.2.2Vertikallastabtrag13
2.2.3Gründung17
2.2.4Abgrenzungskriterien23
2.3Einwirkungen28
2.3.1Horizontallasten28
2.3.2Vertikallasten45
2.3.3Temperatur47
2.3.4Sicherheitskonzepte48
2.4Bauphysikalische Anforderungen48
2.4.1Brandschutz48
2.4.2Wärmeschutz/Schallschutz49
2.5Gebäudetechnik und Erschließung50
2.5.1Erschließung50
2.5.2Gebäudetechnik53
3.Geplante und gebaute Hochhäuser mit Outriggeraussteifung53
3.1Überblick53
3.2US-Steel, Pittsburgh60
3.3One Liberty Place, Philadelphia63
3.4Jin Mao Tower, Shanghai65
4.Aussteifung mit Outriggers68
4.1Funktionsweise68
4.1.1Beteiligte Bauteile69
4.1.2Allgemeine bauliche Voraussetzungen70
4.2Varianten73
4.2.1Outriggers an einzelnen Stützen73
4.2.2Outrigger mit Belttruss 75
4.2.3Outrigger mit Megadiagonalen76
4.2.4Outrigger mit Megastützen77
4.2.5Outrigger mit Tube in Tube 79
5.Anzahl und Lage der Outrigger81
5.1Analytische Lösung für einen Outrigger mit EIOutr = [unendl.]84
5.2Analytische Lösung nach Staffort Smith und Salim87
5.3Untersuchung zum Einfluß des Windprofils91
5.3.1Systemeingabe92
5.3.2Auswertung der Ergebnisse98
5.4Einflüsse der Parametervariation auf das Outriggertragwerk105
6.Anforderung an die konstruktive Durchbildung der Kopplungsstelle106
6.1Beispiel 1: Eingeschosshoher Stahlbetonoutrigger108
6.2Beispiel 2: Zweigeschosshoher Fachwerkoutrigger134
6.3Beispiel 3: Outrigger mit Megadiagonale157
6.4Vergleich der Kopplungsstellen176
7.Entwurf des Aussteifungssystems für ein 200 m und 392 m Hochhaus181
7.1Tragwerksbeschreibung182
7.2Systemgenerierung183
7.3Lastzusammenstellung187
7.3.1200 m Hochhaus187
7.3.2392 m Hochhaus...
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht das Aussteifungssystem für Hochhäuser mit Outriggers. Ziel der Arbeit ist eine Auseinandersetzung mit der Funktionsweise von Outriggertragwerken und ihren beteiligten Bauteilen, sowie eine Untersuchung zur optimalen Anordnung der Outriggers über die Gebäudehöhe. Nach einer Einarbeitung in die allgemeinen Entwurfskriterien von Hochhaustragwerken wird eine Zusammenstellung von gebauten und geplanten Hochhäusern mit Outriggeraussteifung gemacht, die einen Überblick über die verschieden Varianten der Outriggerausbildung geben soll.
Nach der Erarbeitung der baulichen Voraussetzungen, Nutzungs- und Gestaltungskonsequenzen sowie Funktion und Beanspruchung der einzelnen Bauteile kann eine Optimierung unter Berücksichtigung der das Tragwerk beeinflussenden Parameter gemacht werden. Hierbei soll der Einfluss des Windlastprofils auf die optimale Lage der Outriggers besondere Beachtung finden.
Die durch die Optimierung gewonnenen Ergebnisse werden nun in zweierlei Hinsicht verwendet. Einerseits soll das Tragverhalten verschiedener Varianten der Outriggerausbildung an einem 200 m Hochhaus untersucht werden, die aufgrund der Optimierung angeordnet sind. Hiermit soll die Beanspruchung der beteiligten Bauteile an der Kopplungsstelle ermittelt werden. Andererseits wird an einem 200 m Hochhaus und einem 392 m Hochhaus die Gebrauchstauglichkeit des Gesamttragwerks nachgewiesen.
Ein Vergleich mit alternative Aussteifungssystemen rundet letztlich die Betrachtung des Aussteifungssystems mit Outriggers ab.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung und Aufgabenstellung5
2.Entwurfskriterien für Hochhaustragwerke6
2.1Baustoff7
2.1.1Stahl7
2.1.2Stahlbeton8
2.1.3Misch- und Verbundbauweise8
2.2Tragwerk8
2.2.1Horizontallastabtrag/Aussteifung9
2.2.2Vertikallastabtrag13
2.2.3Gründung17
2.2.4Abgrenzungskriterien23
2.3Einwirkungen28
2.3.1Horizontallasten28
2.3.2Vertikallasten45
2.3.3Temperatur47
2.3.4Sicherheitskonzepte48
2.4Bauphysikalische Anforderungen48
2.4.1Brandschutz48
2.4.2Wärmeschutz/Schallschutz49
2.5Gebäudetechnik und Erschließung50
2.5.1Erschließung50
2.5.2Gebäudetechnik53
3.Geplante und gebaute Hochhäuser mit Outriggeraussteifung53
3.1Überblick53
3.2US-Steel, Pittsburgh60
3.3One Liberty Place, Philadelphia63
3.4Jin Mao Tower, Shanghai65
4.Aussteifung mit Outriggers68
4.1Funktionsweise68
4.1.1Beteiligte Bauteile69
4.1.2Allgemeine bauliche Voraussetzungen70
4.2Varianten73
4.2.1Outriggers an einzelnen Stützen73
4.2.2Outrigger mit Belttruss 75
4.2.3Outrigger mit Megadiagonalen76
4.2.4Outrigger mit Megastützen77
4.2.5Outrigger mit Tube in Tube 79
5.Anzahl und Lage der Outrigger81
5.1Analytische Lösung für einen Outrigger mit EIOutr = [unendl.]84
5.2Analytische Lösung nach Staffort Smith und Salim87
5.3Untersuchung zum Einfluß des Windprofils91
5.3.1Systemeingabe92
5.3.2Auswertung der Ergebnisse98
5.4Einflüsse der Parametervariation auf das Outriggertragwerk105
6.Anforderung an die konstruktive Durchbildung der Kopplungsstelle106
6.1Beispiel 1: Eingeschosshoher Stahlbetonoutrigger108
6.2Beispiel 2: Zweigeschosshoher Fachwerkoutrigger134
6.3Beispiel 3: Outrigger mit Megadiagonale157
6.4Vergleich der Kopplungsstellen176
7.Entwurf des Aussteifungssystems für ein 200 m und 392 m Hochhaus181
7.1Tragwerksbeschreibung182
7.2Systemgenerierung183
7.3Lastzusammenstellung187
7.3.1200 m Hochhaus187
7.3.2392 m Hochhaus...
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