Vertiefungsmodul SoSe 2024

Wahlmodul C4: Leichtbau

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer

Die Lehrveranstaltung "Leichtbau" bietet einen umfassenden Einblick in die Konzeption und Realisierung von Schalentragwerken. Aufgrund ihrer gekrümmten Formen zeichnen sie sich durch besondere Leichtigkeit, Eleganz und Kühnheit aus. Daraus leitet sich auch eine sehr hohe Materialeffizienz ab. Der Werkstoff Beton weist scheinbar optimale Eigenschaften für den Bau von Schalentragwerken auf: er lässt sich in praktisch jede Form gießen, erhärtet schnell, ist dauerhaft und leitet Druckkräfte in idealer Weise ab. Trotzdem wurden in den letzten Jahrzehnten kaum mehr Schalentragwerke aus Beton gebaut. Dies ist zu einem guten Teil durch die aufwendigen Herstellung der notwendigen Rüstung und Schalung begründet. Ein Lösungsansatz dazu ist die Herstellung von Schalen aus Fertigteilen. Dieser Ansatz soll mit dem den Einsatz modernster Fertigungstechniken wie dem 3D-Betondruck für segmentierte Bauteile mit hohem Vorfertigungsgrad erprobt werden. Zu Beginn des Seminars werden Best Practice Beispiele von bereits existierenden Schalentragwerken und ihren Entwerfer:innen gesammelt und analysiert. Der Formfindungsprozess startet mit einem Workshop, der sowohl physische Arbeitsmodelle als auch digitale Tools einbezieht. Die Studierenden lernen die Grundlagen der 3D-Betondrucktechnologie kennen, die sie in das Konzept für ein Schalentragwerk aus segmentierten Bauelementen einbeziehen können. In der Übung wird die Tragfähigkeit des Entwurfs mithilfe von Rhino/Grasshopper und 3D-Statiksoftware erprobt und verifiziert.
Der gesamte Entwurfsprozess wird durch detaillierte Pläne und physische Tragwerksmodelle dokumentiert, die alle Schritte von der Konzeption bis hin zu wichtigen Leitdetails umfassen. Die Lehrveranstaltung bietet den Studierenden somit die Möglichkeit, ihre gestalterischen und technischen Fähigkeiten im Bereich der Schalentragwerke zu vertiefen und anzuwenden.


Diese Lehrveranstaltung ist Teil des Wahlmodules C4 "Leichtbau" und kann nur zusammen mit folgenden Lehrveranstaltungen absolviert werden:
143.717 Leichtbau (SE)
143.718 Leichtbau (UE)

Die Anmeldung erfolgt über die LV 100.007 "Vertiefungsmodule: Anmeldung".

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Vertiefungsmodule WS 2023/24

Wahlmodul C1: Tragstrukturen für Hochbauten

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Thomas Rumpf

Diese Lehrveranstaltung widmet sich dem Entwurf von Tragstrukturen für verschiedenste Gebäudetypologien des Hochbaus. Im Mittelpunkt steht der selbstständige Entwurf eines Tragwerks unter Berücksichtigung der wesentlichen Prinzipien des vertikalen und horizontalen Lastabtrags bis hin zur Vordimensionierung und Massenermittlung. Eine Betrachtung der aufgewendeten Massen, der Herstellung und der Bauverfahren sowie des Global Warming Potential (GWP) sind ebenfalls Bestandteil der Entwurfsaufgabe.
Nach erfolgreicher Absolvierung der Lehrveranstaltung verfügen die Studierenden über ein vertieftes Verständnis von Tragstrukturen für Hochbauten sowie fortgeschrittene Fähigkeiten in deren Entwicklung und Darstellung bis hin zum Detail.

Diese Lehrveranstaltung ist Teil des Wahlmodules C1 und kann nur zusammen mit folgenden Lehrveranstaltungen absolviert werden:
140.711 Tragstrukturen für Hochbauten (SE)
140.712 Tragstrukturen für Hochbauten (UE)

Die Anmeldung erfolgt über die LV 100.007 "Vertiefungsmodule: Anmeldung".

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Wahlmodul C2: Tragstrukturen für große Spannweiten

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Iveta Šarmanová

Diese Lehrveranstaltung widmet sich den theoretischen Grundlagen von Tragstrukturen mit mittleren und großen Spannweiten. Es werden die Grundlagen für verschiedene eigenständige Simulationen und Berechnungen vermittelt.
Nach erfolgreicher Absolvierung der Lehrveranstaltung verfügen die Studierenden über ein vertieftes theoretisches Verständnis von Tragstrukturen mit mittleren und größeren Spannweiten.

Diese Lehrveranstaltung ist Teil des Wahlmodules C2 und kann nur zusammen mit folgenden Lehrveranstaltungen absolviert werden:
140.713 Tragstrukturen für große Spannweiten (SE)
140.714 Tragstrukturen für große Spannweiten (UE)

Die Anmeldung erfolgt über die LV 100.007 "Vertiefungsmodule: Anmeldung".

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Ergebnisse der Lehrveranstaltung


Entwerfen

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, David Gierlinger

Ein Fußballstadion der UEFA-Kategorie 3 für den Verein Grazer AK Stadien sind nicht nur Zentren des Sports und Treffpunkt für Sportbegeisterte, sondern sind auch Teil der
architektonischen und kulturellen Identität einer Stadt. Das Studio für Tragwerksentwurf im WS 2023/2024 widmet sich dem Entwurf und der Detailierung eines Fuß-
ballstadions für mindestens 10.000 Besucher. Aktualität erfährt das Projekt durch die geplante Übergabe des Stadions in Liebenau an den SK Sturm Graz und der gleichzeitigen Notwendigkeit einer Heimstätte für den Grazer AK. Nach Recherchen und Studien zu Tribünen, Erschließungen, Zugängen und Überdachungen wird der Fokus des Studios auf der Entwicklung, Überprüfung und Detailierung des Dachtragwerks liegen, begleitet von einer Analyse mittels RFEM.

Empfohlenes Wahlfach: 140.905 SE Tragwerke und Ressourceneffizienz


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Vertiefungsmodule SS2023

Vertiefungsmodul C5 - Life Cycle Assessment        

Konzept und Leitung: Marcella Ruschi Mendes Saade, Nicolas Alaux


Life Cycle Assessment SE I – 140.719

Der Gebäude- und Bausektor ist für fast 40 % der weltweit erzeugten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Das Verständnis, die Messung und die Vorhersage ihrer Umweltauswirkungen sind von größter Bedeutung.
Dieser Kurs führt in das Konzept der Nachhaltigkeit von Gebäuden und der Ökobilanzierung ein und behandelt die Geschichte von Labels und Zertifizierungen, die verschiedenen Instrumente zur Messung der Nachhaltigkeit und die Herausforderungen in diesem Bereich. Der Inhalt zielt darauf ab, das kritische Denken von Designern zu fördern, um Labels zu interpretieren, Materialien, Komponenten und Lieferanten auszuwählen und über die Umweltverträglichkeit ihrer Entwürfe nachzudenken.
 

Life Cycle Assessment SE II – 140.720

Aufbauend auf den Konzepten des nachhaltigen Bauens befasst sich dieser Kurs mit der Lebenszyklusanalyse (LCA) von Gebäuden und deckt die Schritte zur Durchführung einer LCA nach internationalen und europäischen Normen ab, nämlich (i) Definition von Ziel und Umfang, (ii) Bestandsanalyse (Datenbanken und Datenerfassung), (iii) Wirkungsanalyse (Klassifizierung und Charakterisierung) und (iv) Interpretation. Im praktischen Teil des Kurses sollen die Studierenden die Ökobilanz auf ein strukturelles System anwenden. Am Ende dieses Kurses werden die Studierenden in der Lage sein, den Lebenszyklusgedanken in ihre Entwürfe zu integrieren, die Nützlichkeit von Ökobilanzsoftware zu verstehen und ein besseres Verständnis der ihnen zur Verfügung stehenden Ressourcen zu erlangen.
 

Life Cycle Assessment UE–140.721

Im praktischen Teil des Kurses Ökobilanzierung II sollen die Studierenden durch die Durchführung einer Ökobilanzierung für ein strukturelles System die Berechnung von Ökobilanzen für ganze Gebäudesysteme und deren Komponenten beherrschen. Darüber hinaus sollen die Studierenden lernen, die Ergebnisse zu interpretieren und integrierte Planungsentscheidungen unter Berücksichtigung der Umweltauswirkungen zu treffen. Besonderes Augenmerk wird auf das globale Erwärmungspotenzial des Entwurfs gelegt, aber auch andere Umweltauswirkungskategorien werden behandelt.


Tragstrukturen für Gebäudehüllen Vertiefung SS 23

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Iveta Šarmanová

Lehm als lastabtragendes Baumaterial verfügt wie kein anderer mineralischer Baustoff über eine hervorragende Energie- und Emissionsbilanz. Ein Rückblick in die Historie von Kuppel- und Schalenkonstruktionen zeigt die Kunst und Fertigkeiten beim Entwurf, der Planung und dem Bau dieser filigranen und kühnen Bauwerke auf. Das Ausloten der Möglichkeiten des Einsatzes des Baustoffs Lehm zur Herstellung von Schalentragwerken bildet den Schwerpunkt dieser Lehrveranstaltung. Wie weit kann man gehen, im Hinblick auf Spannweiten und Bauhöhen sowie Geometrie und Vorfertigung, sind Fragen, mit denen wir uns in der Vertiefung auseinandersetzen wollen. Neben Tragwerksentwurf und Formfindung, den notwendigen ingenieurmäßigen Grundlagen, sind Betrachtungen über die eingesetzten Ressourcen, die Herstellung und die Montage Bestandteil der Lehrveranstaltung.

Es werden zunächst Beispiele für lastabtragende Anwendungen in Lehmbauweise aus der Praxis gesammelt und analysiert. Die Sammlung wird durch Informationen über Eigenschaften und Grundlagen von Tragwerkselementen erweitert. Weiterführend erfolgt eine betreute Einführung in die 3D Statik- Software RFEM, welche zur selbständigen Tragwerksanalyse benutzt werden kann und die eine Gesamtstrukturbeurteilung ermöglicht. Weiterführend werden diese Erkenntnisse und Fähigkeiten an Tragwerksentwürfen erprobt. Begleitende Massenermittlungen erlauben Rückschlüsse auf die Materialeffizienz und Klimaauswirkung der Tragwerksentwürfe.

Die Arbeitsergebnisse werden am Ende des Semesters als physische Tragwerksmodelle und als erläuternder Bericht mit den wichtigsten Tragwerksdetails präsentiert.


Entwerfen

Entwerfen - Projekt

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Eva Schwab, David Gierlinger

Die Radoffensive Graz 2030 setzt sich zum Ziel den Alltagsradverkehr um das Dreifache zu steigern. Dazu werden Vorschläge zur Verbesserung des Radwegenetztes gemacht. Ein Teilstück ist die Trasse entlang der Ostbahn, die als Teil des äußeren Ringes Wetzeldorf und St. Peter verbinden soll. Der Fokus unserer Betrachtung liegt auf dem Kernstück zwischen der Triester Straße und der Neuholdaugasse. Die Entflechtung des Verkehrs und der Wunsch nach höheren Geschwindigkeiten auf Radwegen erfordert großzügigere Radwegebreiten sowie Kreuzungsfreiheit. Ein Lösungsansatz dafür sind Radhochwege. Das Entwurfsstudio, das gemeinsam vom Institut für Tragwerksentwurf und dem Institut für Städtebau begleitet wird, betrachtet die Fragestellung vom städtebaulichen Maßstab bis hin zum konstruktiven Detail und sucht nach Lösungen für Bicycle Highways, Systeme von Brücken, Rampen und aufgeständerten Fahrbahnen entlang der beschriebenen Trasse sowie deren Einbindung in die bestehende Radinfrastruktur und den öffentlichen Raum der Stadt.


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Vertiefungsmodule WS22/23

 Wahlmodul C1: Tragstrukturen für Hochbauten

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Christoph Holzinger

Größte Flexibilität in der Grundrissgestaltung und möglichst lange Nutzungsdauern sind Forderungen an Geschossbauten. Skelettkonstruktionen sind eine Bauweise, die diese Ansprüche erfüllt können. Während diese Bauweise für Bürobauten etabliert ist, werden Wohnbauten zumeist als Misch- und Schottenbauten errichtet. Die Vertiefung Tragstrukturen für Hochbauten setzt sich dieses Jahr mit Wohnbauten in Skelettbauweise auseinander, um deren Potentiale zu ergründen.
Dabei gilt es im Seminar Best Practice Beispiele zu sammeln und zu analysieren. Diese beschränken sich nicht auf den Typ Wohnbau, sondern sollen auch Büro- und Bildungsbauten analysieren. Die Sammlung wird durch Informationen über Randbedingungen und Grundlagen über Tragwerkselemente wie Deckenkonstruktionen erweitert. Die Tragwerksanalyse erfolgt mit 3D Statik- Software, die eine Gesamtgebäudebeurteilung erlaubt.
In der Übung werden diese Erkenntnisse an Strukturentwürfen erprobt und verifiziert. Als Ausgangspunkt dienen Volumenstudien für Bauwerke bis 20 Geschoße. Die Ergebnisse sind einerseits ein physisches Strukturmodell und ein Report mit den wichtigsten Leitdetails. Aus Massenermittlungen lassen sich Rückschlüsse auf die Klimaverträglichkeit der Strukturentwürfe ziehen.

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Wahlmodul C2: WS 22/23 UE Tragstrukturen für große Spannweiten

Konzept und Leitung: Stefan Peters, Andreas Trummer, Dominik Mlinar


Aufgabenstellung
Hallenbauten ermöglichen großflächige stützenfreie Nutzungen. Grundlage dafür sind Tragstrukturen mit mittleren bis großen Spannweiten. Mit zunehmender Spannweite ergeben sich konstruktive Herausforderungen sowie die Chance Beanspruchung und Formgebung in besondere Weise miteinander zu verbrinden. Daher bekommt der Tragwerksentwurf eine erhöhte Bedeutung zu.

Zunächst gilt dabei im Seminar Best Practice Beispiele zu sammeln und zu analysieren. Diese beschränken sich nicht auf einen speziellen Hallenbautypus, sondern es werden unterschiedliche weitgespannte Tragstrukturen analysiert. Die Sammlung wird durch Informationen über Eigenschaften und Grundlagen von Tragwerkselementen erweitert. Die Tragwerksanalyse erfolgt mit 3D Statik- Software, die eine Gesamtgebäudebeurteilung erlaubt.

In der Übung werden diese Erkenntnisse an Strukturentwürfen erprobt und verifiziert. Als Ausgangspunkt dient eine maximale Begrenzung der Gebäudehülle und der freizubleibende bespielbare Raum im Inneren des Gebäudes. Die Ergebnisse sind einerseits ein physisches Tragwerksmodell und ein Bericht mit den wichtigsten Leitdetails. Aus begleitenden Massenermittlungen lassen sich Rückschlüsse auf die Materialeffizienz + Klimaverträglichkeit der Strukturentwürfe ziehen.

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