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THEMA: Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul

Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 11 Feb 2017 21:31 #60436

Ich habe eine Frage für eine statische Auskunft zu einem Schulbau von 1974
- Aufstockung mit Holzmodulen möglich?


Vorgeschichte:
Die Schulleitung, Lehrer, der größte Teil der Eltern und Kinder sind gegen ein Vorhaben in unserem Dorf, das den Schulhof mit einem Mensa-Neubau zustellt und dadurch den Schulhof massiv verkleinert. Die Verbandsgemeinde hat jedoch aus Kostengründen und aus statischer Bedenken diesem Vorhaben zugestimmt. Es wurde dabei eine Variante mit einer Aufstockung verworfen, die alle glücklich stimmen würde.
Der Schule wurden die endgültigen Pläne erst im November vorgelegt, dem Elternauschuss erst Mitte Dezember. Ich habe als als Elternteil und Architekt wenig Zeit gehabt dagegen anzukämpfen, habe alles mögliche versucht gegen diese Entscheidung anzukämpfen. Ich sammelte Argumente, holte diverse Angebote ein, telefoniere mit der ADD, Brandschutzexperten, Architektenkammer etc., um die Kosten für eine Aufstockungsvariante zu senken, damit die Entscheidung nochmals revidiert wird. 
Das Zeitfenster war sehr knapp. Ich habe einen Statiker angeschrieben, der mir ein paar Unterlagen zu Druckfestigkeiten von Beton zugeschickt hat.
Dabei hatte ich mit sehr viel politischem Gegenwind zu kämpfen. 

Schulbau - Aufstockung:
Es handelt sich um ein Schulhaus aus dem Jahr 1974. Meine Idee ist es einen vorfabrizierten Holzmodulbau auf einem bestehenden eingeschossigen Betonbau aufzustellen, der von einem außenliegenden geschlossenen Treppenhaus, der gleichzeitig als Fassadenelement ausgebildet wird, erschlossen wird. Die einzelnen bestehenden Kuppeln sollen geschlossen werden und keine Durchbrüche durch den bestehenden Bau geschaffen werden. Die Aufstockung soll unabhängig vom Bestandsbau erfolgen. 
Der Holzmodulbau müsste über 6m bzw. 8,90 Meter spannen, was er laut Aussage der Firma Blumer-Lehmann, zu der ich über einen Freund einen sehr guten Kontakt habe und die im Modulbau spezialisiert sind, ohne Probleme schaffen wird.  
Bei einer Begehung konnte ich feststellen, dass es sich um betonierte Wände mit Fugen (Gummi) handelt, die wie ein Elementbausystem zusammengesetzt sind und auch parallel laufen, was man im Grundriss erkennen kann. Eine bevorstehende Dachsanierung soll für diese Aufstockung angepasst werden.
Viele sehr gute Argumente sprechen für diese Aufstockung.
Als Elternteil habe ich keine statischen Pläne bzw. Planunterlagen bekommen, die Schule hat welche angefordert. Ich habe nur Fotos und einen Architekturplan bekommen, der die Schulhofvariante zeigt. So bin ich zur Sitzung gegangen, mit der Aussage, dass ich mir sicher wäre und es doch überprüft werden sollte, dass eine Aufstockung in allen Bereichen der Schule möglich wären und dass die Belastbarkeit der betonierten Wände kein Problem darstellen sollten. Es ist nach meiner Ansicht ein kompletter Betonbau.
Leider hatte ich keine statischen Nachweise, so dass diese Behauptung kein Anklang fand. Die Verbandsgemeinde hat sich gegen die Aufstockung entschieden aus statischen Gründen und hat meine Ansicht völlig untergraben!

Fakten:
Ich habe leider keine Statikpläne.
Der anwesende Architekt für den Schulhofbau hat die Belastbarkeiten der Decken im Bestandsschulbau genannt und hat die Idee der Aufstockung vernichtet. Der Bereich der vorhandenen Klassenzimmer könnte wohl aufgestockt werden. Die Decke hat nach seiner Aussage einen Wert von 400kg/m2. Im Bereich der Verwaltung, ist nach seiner Ansicht keine Aufstockung möglich. Es hat einen Wert von 75kg/m2.

Meine Behauptung:
Das Schulhaus wurde mit Betonelementen (24 cm) erstellt. Da Beton mit den Jahren noch härter wird und Betonwände Druckkräfte aufnehmen, ist es möglich die Modulbauten von Wand zu Wand zu spannen, falls keine Lasten auf die Decke abgetragen werden können. (ähnlich einer Brücke)
Die Decken ausserhalb des Klassenzimmertraktes werden höchstwahrscheinlich Hohlkörper- bzw. Rippendecken sein. Hier kann jedoch eine Erweiterung der Klassenzimmer in Zukunft erfolgen, weil Holzbaumodule über 6 bis 9m Spannweite gestützt werden und die Lasten hier über die vorhandenen betonierten Wände erfolgen können.



Ein Rechenversuch: (könnte peinlich sein!)
Das Gebäude ist von 1974. Es besteht hauptsächlich aus Betonelemente von 24 cm. (nur ein paar Toilettenwände sind vielleicht gemauert).
Auch wenn alles in B15 ausgeführt worden sein sollte, wird Beton mit der Zeit noch härter und müsste eine B25 Qualität erreichen. Die Druckfestigkeit von Betonwänden bei einer 24-er Wand müsste doch 2,5 kg/cm2 betragen.
Die Holzmodule wiegen für Klassenzimmer 3 Tonnen, die Sanitärmodule bis 7 Tonnen.
 
Ein Holzmodul (3Tonnen) wird über 6 Meter gespannt und nur auf den Wänden abgetragen (3 Meter Modulbreite).
Eine Auflagefläche der Wand für ein Modul beträgt 0,72 m2 (3m Modulbreite * 0,24m Wandstärke)

Modul 3000 kg/ 2 = 1500 kg pro Auflagerfläche  => 1500kg auf 0,72 m2 Fläche => 2084kg/m2
 
Beton hat ein Druckfestigkeit von 2,5 kN/cm2 =>250kg/cm2  => 2500000 kg/m2
 Hinzu kommen Verkehrslasten und Schneelast.

Schneelastzone 2
Dachneigung 0.0°
Höhe über NN 205m

Schneelast* [kN/m²][kPa] = 0,693

Schneelast* [kg/m²] = 70, 643

5b Versammlungsräume in öffentlichen Gebäuden, z.B. Kirchen, Theater- und Lichtspielsäle, Tanzsäle; Turnhallen; Tribünen mit festen Sitzplätzen; Flure zu Hörsälen und Klassenzimmer
Lotrechte Verkehrslast kg/m2 (kN/m2 ) -> 500 (5) 500 kg/m2

2084 + 70 + 500 = 2654 kg/m2

Stimmt die Rechnung?

Ich brauche hierfür dringend Hilfe. Ich mach das nur für die Schule, für die Eltern und für mein Ego, weil ich mir sicher bin, dass es doch funktionieren müsste!

Fragen:
Bekomme ich auch privat statische Unterlagen von einem öffentlichen Gebäude?
Muss eine Probe der Wand entnommen werden, oder würden die Planunterlagen für eine Berechnung ausreichen?
Die Qualität der Betonwand müsste doch noch wachsen..(siehe Anhang)
Kann mir jemand bei der Rechnung helfen?
Wie teuer wäre eine Prüfstatik, um die Wand zu untersuchen? Ich möchte unbedingt beweisen, dass es gehen würde, obwohl es an der Entscheidung nichts mehr ändern würde.
Oder hat jemand von Euch Erfahrungen gemacht mit Betonbauten aus den Siebzigern, vielleicht sogar einem Schulhaus?
Wie soll ich vorgehen? Wäre eine Prüfstatik das einzig wahre, oder kann man anhand dieser Punkte eine Aussage treffen?
Ich möchte unbedingt beweisen, dass eine Holzmodulbauweise finktionieren würde! Sonst glaubt mir es keiner!
Ich würde mich sehr freuen, wenn Ihr mir helfen könntet. Danke.

Gruß,

Thomas

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Letzte Änderung: 11 Feb 2017 23:14 von krukru.
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Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 11 Feb 2017 21:41 #60437

ich versuche ein pdf als Anhang hochzuladen. Die Größe ist 523 KB. Es heißt, dass die Größe überschritten wäre. Ich finde leider nicht, wie groß ein Anhnag maximal sein darf...
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Letzte Änderung: 11 Feb 2017 23:09 von krukru.
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Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 12 Feb 2017 08:12 #60438

Hallo Thomas,

die Frage

„- Aufstockung mit Holzmodulen möglich?“

würde ich als Statiker eindeutig mit ja beantworten.


Der bauliche Aufwand hierfür ergibt sich nach Erkundung des Bestandes und entsprechender Planung.

Einzelne Bauteile mit nicht ausreichender Tragfähigkeit können verstärkt oder ersetzt werden.
Der Aufwand hierfür ist eher größer als bei einem Neubau.

Aus statischer Sicht noch ein paar Stichworte:
- Erdbebensicherheit
- Windlasten (durch größere Höhe/Fläche mehr Windlasten)
- Brandschutznachweise tragender Bauteile
- Höhere Fundamentlasten

Zudem müßten die Bestandsbauteile einschl. Gründung nach heutigen Normen nachgewiesen werden.

Wie gesagt, natürlich alles machbar, aber mit welchem Aufwand??

Dazu braucht es aber keinen Prüfingenieur sondern eine entsprechende Planung.

Sie schrieben:
„Die Verbandsgemeinde hat jedoch aus Kostengründen und aus statischer Bedenken diesem Vorhaben zugestimmt.
Es wurde dabei eine Variante mit einer Aufstockung verworfen......“

Hier würde ich die Frage stellen aus welchem Grund verworfen wurde und mir die Voruntersuchungen mal ansehen.
Die Aussage alleine von der Tragfähigkeit der Decken abhängig zu machen kann ja nicht der einzige Grund sein.

Wenn dem so wäre, würde ich die bisherige Planung als unzureichend ansehen, war jedoch vielleicht der
bequemste bzw. der zum Planungshonorar passende Weg.

Klar ist aber, daß die Planung eines Neubaus im Hof geringere Risiken und größere Kostensicherheit bedeutet.

Hier jetzt mit einer "oberflächlichen" Gegenplanung anzutreten (am besten noch mit
Berufung auf dieses Forum :) ) bringt gar nichts.
Dann eher die bisherige Planung "auseinandernehmen".
Der Administrator hat öffentliche Schreibrechte deaktiviert.

Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 12 Feb 2017 17:31 #60439

Vielen Dank für Ihre hilfreiche Antwort!!!

Zu den Punkten:

"entsprechender Planung"

-> Diese hat die Schulleitung angefordert. Ich hoffe, dass diese Erkenntnisse bringt.


"Aus statischer Sicht noch ein paar Stichworte: ...Fundamentlasten...Brandschutznachweise"

-> ja sehr wichtig!
zum Brandschutz ein Auszug der positiven Antwort des Brandschutzgutachters:
Statisch tragende Konstruktion
- die Decke zwischen dem Bestand und der Mensa - und somit auch die tragenden Teile
   der Decke -  ist feuerbeständig auszubilden. Dies sollte durch die Betonkonstruktion
   erbracht sein; ansonsten ist eine einfache unterseitige Verkleidung möglich
- da sich über dem "Mensageschoss" keine Aufenthaltgsräume befinden (können),
   kann die Tragkonstruktion aus Holz ohne Anforderungen an die Feuerwiderstands-
   dauer ausgeführt werden (§ 27 LBauO)
   Auch eine  feuerhemmende Ausführung (F 30-B) wäre nach LBauO möglich und 
   generell mehr als ausreichend.
Rettungswege
die Flurwände sind feuerhemmend (F 30) auszubilden
Ergebnis
Zusammenfassend ist eine Aufstockung aus Sicht des Unterzeichners baulich und
baurechtlich realisierbar, unter Berücksichtigung der Vorbemerkungen.


„Bestandsbauteile einschl. Gründung nach heutigen Normen nachgewiesen werden“


-> Wie aufwendig ist das? Ich würde das zu gerne machen lassen. Ist das ohne weiters möglich?
Ich würde es am liebsten aus meiner eigenen Tasche zahlen.

„Hier würde ich die Frage stellen aus welchem Grund verworfen wurde und mir die Voruntersuchungen mal ansehen“
-> Sie haben die Antwort bereits gegeben: „ Wenn dem so wäre, würde ich die bisherige Planung als unzureichend ansehen, war jedoch vielleicht der
bequemste bzw. der zum Planungshonorar passende Weg.“

-> Das denke ich auch: Einfacher und bequemer.

„Hier jetzt mit einer "oberflächlichen" Gegenplanung anzutreten (am besten noch mit
Berufung auf dieses Forum ) bringt gar nichts.“


-> das will ich auch nicht machen. Ich würde am liebsten einen Statiker damit beauftragen, der eine Untersuchung macht.
Wir fühlen uns so ungerecht und undemokratisch behandelt. Wir haben zu spüren bekommen, was Politik heißt und welche Machtspiele im Hintergrund laufen. Unglaublich... Hier wird nichts hinterfragt...das ärgert mich enorm und das reizt mich auch, alles zu hinterfragen und nachzuhaken.

Ich habe eine Ausbildung zum Bauzeichner bei einem Staiker gemacht und ich war viel unterwegs mit meinem alten Chef. (Bugenings&Eisenbeis, Calw). Dabei haben wir auch viele Bauten aus den 70-er Jahren untersucht. Und die Qualität der Bauten war sehr gut! Das sind echte Betonbunker gewesen. Nur einige Beton-Balkonbrüstungen sind aufgrund Ihrer Überdeckung runtergefallen :S Gott sei Dank ist hier nichts schlimmes passiert.
Wenn ich diese Bauten mit diesem Schulbau vergleiche und vor diesen Betonwänden stehe, dann kann mir einfach nicht vorstellen, dass diese Wände nicht tragen würden....das sagt mir erst einmal nur mein Bauchgefühl. Nachweise müssten definitiv erbracht werden. Nur zu behaupten, dass es statisch gar nicht gehen würde, finde ich nicht in Ordnung. Hier hätte man sich auf eine Voruntersuchung einigen können...Auch für die Zukunft. Denn es heißt es kommen vielleicht 4 Klassen dazu...der Bereich der vorgesehenen Aufstockung bietet aber nur Platz für zwei Klassenzimmer!
Diese Planung der Verbandsgemeinde hat leider kein Gesamtkonzept!

herzlichen Dank für die Antwort!!!
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Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 13 Feb 2017 07:38 #60440

Hallo krukru

sie haben doch geschrieben, das ein Berufskollege von Ihnen beauftragt wurde, die Varianten zu untersuchen.
Das hat er ja wohl auch gemacht, und die Gemeinde ist dann nach diesem Gutachten zu dem Entschluss gekommen
das der Neubau wirtschaftlicher ist.
Das bedeutet doch nichts anderes als das was sie hier versuchen schon stattgefunden hat.
Ihr Kollege hast vermutlich überschlägig geplant, ist dann zu einem Statiker gegangen der überschlägig
Konstruktionen und Machbarkeiten geprüft hat, dann hat ihr Kollege bei den Varianten einen Strich drunter gemacht,
und nach Kosten/Nutzen/Wirtschaftlichkeit ein Empfehlung gegeben.

Nicht immer steckt bei augenscheinlich undurchsichtigen Entscheidungen ein Watergate dahinter..... :whistle:

Natürlich ist, aus allein aus statischer Sicht, vieles möglich. Bei entsprechendem Budget baue ich Ihnen unter dem Ganzen Areal eine zweigeschossige Tiefgarage....
Sie schreiben sie sind Architekt. Wie einfach wäre es, sich mit ihrem Kollegen in Verbindung zu setzen, und mit ihm die Varianten zu diskutieren, oder wenn sie dies nicht mögen, setzen sie sich mit der Gemeinde zusammen, und bitten um Akteneinsicht zu der Arbeit des Kollegen.....
..
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Druckfestigkeit Schulbau - Aufstockung Holzmodul 13 Feb 2017 07:47 #60441

evtl. wurde es ja in den Texten schon erwähnt, aber trotzdem ...

Bei Schulbauten ist häufig die Zeitschiene ein wesentliches Kriterium. Die Baumaßnahmen können nur in den Ferien laufen und müssen in diesen abgeschlossen sein. Wenn darüber hinaus Räume unbenutzbar sind, kommt die Schule in große Schwierigkeiten und müsste z.B. temporäre Schulcontainer aufstellen. Das ergibt andere logistische Ärgernisse.

Das führt dazu, dass selbst auf den ersten Blick wirtschaftliche und konstruktiv mögliche Lösungen dennoch nicht realisierbar sind.

In diesem Falle kann tatsächlich eine für sich geschlossene und ansonsten den Schulbetrieb nicht behindernde Maßnahme sinnvoller sein.
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COM_KUNENA_THANKYOU: krukru