227 Sichtbare Aussteifung
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... die Pfeiler sind an Ort und Stelle und durch Randbalken miteinander verbunden — KASTENPFEILER (216), RANDBALKEN (217). Gemäß dem Prinzip der Kontinuität, das für die tragende Konstruktion bestimmend ist — RATIONELLE KONSTRUKTION (206) —, müssen die Verbindungen ausgesteift werden, damit die Kräfte fließend von den Balken auf die Pfeiler übergehen, vor allem bei freistehenden Pfeilern wie bei Arkaden oder Balkonen — ARKADE (119), DIE GALERIE RUNDHERUM (166), ZWEI-METER-BALKON (167), DER PLATZ AM PFEILER (226). Dasselbe kann durch bogenförmige Öffnungen auch in den oberen Ecken von Tür- und Fensterumrahmungen erreicht werden — GERAHMTE ÖFFNUNGEN (225)
Die Stärke einer Konstruktion hängt von der Stärke ihrer Verbindungen ab; und diese Verbindungen sind vor allem an den Ecken entscheidend, und zwar an jenen Ecken, wo die Pfeiler auf die Balken stoßen.
Verbindungen können aus zwei völlig verschiedenen Blickwinkeln gesehen werden:
- Von der Steifigkeit her, die durch dreieckige Aussteifung verbessert werden kann, um so die Verformung des Rahmens zu verhindern. Hier handelt es sich um eine momentübertragende Verbindung: eine Strebe. Siehe das obere Bild.
- Von der Kontinuität her, die dazu beiträgt, daß die Kräfte im Verlauf der Richtungsänderungen bei der Lastübertragung leicht über die Ecken fließen können. Hier handelt es sich um eine Kontinuität schaffende Verbindung: ein Kapitell. Siehe das untere Bild.
- Eine aussteifende Verbindung mittels einer Strebe. Ein Gebäude beginnt sich bereits während der Errichtung zu setzen und erzeugt winzige Spannungen innerhalb der Konstruktion. Wenn es sich ungleichmäßig setzt, was fast immer der Fall ist, geraten die Spannungen aus dem Gleichgewicht: In jedem Teil des Gebäudes treten Verformungen auf, und zwar unabhängig davon, ob die jeweiligen Teile so entworfen wurden, dass sie Verformungen aufnehmen und die Kräfte in den Boden weiterleiten können. Jene Teile des Gebäudes, die nicht zur Aufnahme dieser Kräfte entworfen wurden, werden zu Schwachstellen im Gebäude, an denen Risse und Sprünge auftreten. Diese Sprünge entstehen vor allem an Ecken von rechteckigen Rahmen, weil dort keine kontinuierliche Lastübertragung stattfindet. Um dieses Problem zu lösen, muss der Rahmen verstrebt sein - also zu einem steifen Rahmen gemacht werden, der Kräfte im ganzen überträgt. ohne sich dabei zu verformen. Die Verstrebung ist an jeder rechtwinkeligen Ecke zwischen Pfeiler und Balken oder in den Ecken von Tür- und Fensterrahmen erforderlich.
- Eine sichtbare Aussteifung mittels eines Kapitells.
Bei einem Bogen geschieht das am wirksamsten. Der Bogen erzeugt ein kontinuierliches Volumen von druckbeanspruchtem Material, das die Vertikalkräfte von einer vertikalen Achse zu einer anderen überträgt.
Es funktioniert deshalb gut, weil sich die Einflusslinie einer vertikalen Last in einem kontinuierlichen, druckbeanspruchten Medium in einem Winkel von ungefähr 45 Grad nach unten ausbreitet. Und ein Kapitell fungiert in dieser Hinsicht als ein kleiner, unvollständiger Bogen. Es verringert die Länge des Balkens und damit auch die Biegespannung. Und es liefert ansatzweise einen Weg für die Kräfte, die durch das Medium des Balkens von einer vertikalen Achse zu einer anderen verlaufen. Je größer das Kapitell, desto besser.
Die Aussteifung funktioniert am besten, wenn sie gleichermaßen als Kapitell und als Strebe wirkt. Das bedeutet, dass sie sowohl dick und massiv sein muss - wie ein Kapitell -, sodass sich die Kräfte auf viel Material verteilen, als auch steif, fest und kontinuierlich mit dem Pfeiler und dem Randbalken verbunden - wie eine Strebe -, sodass sie dem Schub und der Biegung standhalten kann.
Der unten gezeigte Knochenaufbau verwendet beide Prinzipien; die Druckbeanspruchung wird in dem dreidimensionalen, aus kleinen Stäben bestehenden Raumfachwerk kontinuierlich von einem Stab zum nächsten übertragen. An den Verbindungen, wo die Kräfte die Richtung wechseln, ist die Struktur am massivsten.
Eine ähnliche Aussteifung kann zwischen ausgegossenen, hohlen Pfeilern und Balken hergestellt werden. Die Formen für die Aussteifung sind Zwickel aus Schalungsmaterial: der Pfeiler, die Zwickel und der Balken werden dann in einem durchgehend mit Beton ausgegossen.
Von allen Mustern in diesem Buch ist dieses das am weitesten verbreitete; es hat im Laufe der Geschichte die vielfältigsten äußeren Formen angenommen. Ein massives Holzkapitell auf einer Holzsäule, ein mit gegossener oberer Pfeilerabschluss oder Bögen aus Stein, Ziegel oder Ortbeton sind Beispiele dafür. Und natürlich sind auch die typischen Kapitelle — ein größerer Stein auf einem Steinpfeiler oder die typische Zwickelplatte oder Zwickelstrebe — gut verwendbar, selbst wenn sie in mancher Hinsicht schwach sind. Unter den historischen Pfeileraussteifungen gibt es aber nur wenige, die gleichermaßen als Streben und als Kapitelle wirken.
Daraus folgt:
Bau Aussteifungen, wo Pfeiler und Balken aufeinanderstoßen. Jede Materialverteilung, durch die die Ecke gefüllt wird, funktioniert: Leisten, Zwickel! Kapitelle, Pilzstützen und - ganz allgemein - der Bogen, welcher Pfeiler und Balken in einer durchlaufenden Kurve verbindet.
Die Aussteifung bietet sich für das ORNAMENT (249) geradezu an; es gibt eine große Bandbreite an möglichen Aussteifungen, Schnitzereien, Gitterwerk oder Malereien für diese bedeutsame Stelle. In manchen Fällen kann die Aussteifung als „Schirm" für den PLATZ AM PFEILER (226) dienen