Benutzer:Ferutsch/Fundament

Ein Fundament (von lateinisch fundus „Bodengrund"; in der Schweiz auch Fundation) ist der unterste Teil einer Konstruktion, welcher Lasten aus der Konstruktion in den darunterliegenden Bereich überträgt. Das Fundament eines Bauwerks liegt auf dem Baugrund auf und überträgt die Bauwerkslasten in diesen. Es ist somit Bestandteil der allgemeinen Gründung des Bauwerks.

Fundamente können auch Bauteile einer größeren Struktur sein, die wiederum fundamentiert wird. Sie bilden die Schnittstelle zwischen verschiedenen Funktions- und Strukturbereichen, beispielsweise bei Maschinenfundamenten. Sonderformen dienen der Entkopplung oder Trennung von Strukturen (z. B. elastische Fundamente oder aktive Auflager). Fundamente sind meist schwerer, steifer und schwingungsfester als die daran oder darauf zu befestigenden Bauelemente. Sie sollen eine unbeabsichtigte Bewegung oder Verformung der daran angeschlossenen Struktur verhindern.

Fundamente bestehen aus Elementen wie Platten, Pfählen (Pfahlfundament), Trägern, Steinen und Ähnlichem. Ein wesentlicher Baustoff für Fundamente ist Stahlbeton.

Fundamente spielen eine wesentliche Rolle im Bauwesen. Sie werden speziell dafür konstruiert und bemessen, die Bauwerkslast (z.B. Eigengewicht, Nutzlast, Wind) sicher in den Baugrund abzuleiten. Standsicher bedeutet in diesem Falle, dass keine Schäden, wie beispielsweise ein Einsinken des Bauwerks (übermäßig große Setzungen) auftreten. Ein wesentliches Grundprinzip besteht meist darin, dass die Auflast durch das Fundament auf eine große Fläche verteilt wird, um dadurch beispielsweise die Spannung im darunterliegenden Baugrund zu verringern.

Das Fundament wird als erster Teil des Bauwerks errichtet und ermöglicht erst den anschließenden Bau des restlichen Gebäudes. Im Vorfeld werden jedoch in aller Regel zunächst vorbereitende Maßnahmen am Baugrund durchgeführt. Dabei wird der Begriff Fundament je nach Kontext unterschiedlich verwendet und teilweise auch auf die unter dem eigentlichen Bauteil liegenden Veränderungen (bspw. Aufschüttungen, Sauberkeitsschicht, etc.) ausgeweitet^[1] . Diesem Artikel wird die engere Definition zugrunde gelegt, während die Perspektive des Grundbaus und die zugehörigen Bauverfahren im Artikel Gründung beschrieben werden. Im Folgenden wird ausschließlich auf das Fundament als Bauteil eingegangen, wobei eine Einteilung nach Bauformen und Baustoffen vorgenommen wird.

An dieser Stelle ist es zweckmäßig, eine Einteilung nach Baustoffen vorzunehmen.

Heutige Fundamente bestehen überwiegend aus Beton oder Stahlbeton. Gemauerte Fundamente werden aufgrund des hohen Arbeitsaufwandes kaum noch ausgeführt.^[2]

Die geschichtliche Entwicklung der Bautechnik im Bereich der Fundamente ist eng mit den zur Verfügung stehenden Baustoffen verknüpft.

Die ursprünglichste Form zur Konstruktion von Häusern mit großen Dachflächen sind die Firstsäulen die ohne Schwellen oder Steinlagen direkt auf den (möglichst festen) Grund gestellt wurden. Gründungskonstruktionen aus Holz können aus Schwellen (waagerecht) und Pfählen (senkrecht) bestehen. Von der römischen Antike bis in das frühe 20. Jahrhundert war auf weichem Untergrund eine Schwellenrostgründung üblich, wobei mehrere Schwellen im Wandverlauf nebeneinander gelegt und durch kürzere Querschwellen verbunden werden. Nur an den Gebäudeecken waren die Schwellen kreuzweise übereinander gelegt. Die Zwischenräume verfüllte man mit Kies, Bauschutt oder Lehm, und darüber wurde zunächst unvermörteltes und oberhalb vermörteltes Mauerwerk gesetzt.

Man unterscheidet zwischen Streifenfundamenten („Banketten"), rechteckigen Punktfundamenten (etwa unter Säulen) und Flächenfundamenten, die bis zur Einführung des Stahlbetons als umgekehrte Gewölbe ausgeführt werden mussten. Steingründungen wurden zur Sohle hin durch Abtreppung des Mauerwerks verbreitert, um die Lastverteilung zu verbessern.

Steingründungen bestanden im unteren Bereich meist aus einer Packlage, indem Lagen aus größeren Steinen in den Zwischenräumen mit Schotter verfüllt wurden. Für die Packlage wurde bevorzugt dichtes Gestein verwendet, um den kapillaren Aufstieg der Bodenfeuchte zu unterbinden. Zusätzlich konnten oberhalb Sperrschichten aus Schieferplatten oder (ab etwa 1800) aus Teerpappe vorgesehen werden.

Erdbögen sind im historischen Bauwesen gemauerte Bögen im Grundbau. Es sind teils Bögen, die unter der Erde liegen, teils solche, die auf der Erde aufsitzen, teils solche, die gegen die Erde gemauert sind. Den sehr unterschiedlichen Konstruktionen ist nur die Bogenform, die Lage im Fundament und die Anwendung bei schwierigen Untergrundverhältnissen gemeinsam.^{[3] [4]}

Der Baustoff Beton ist von herausragender Bedeutung im Grundbau. Bei einem Fundament aus reinem Beton wird im einfachsten Falle lediglich eine Grube ausgehoben und diese mit Beton verfüllt, also direkt gegen den Erdboden betoniert. Der steile Lastausbreitungswinkel von 45 Grad oder mehr im unbewehrten Beton macht bei höheren Lasten jedoch große Fundamenthöhen und somit sehr massive Fundamente erforderlich.^[2] Fundamente aus unbewehrtem Beton kommen daher vor allem bei geringen Lasten zum Einsatz (Pfosten bspw. für Zäune oder Verkehrsschilder, Außenanlagen).

Beton als Füllstoff

Aufnahme von Zugkräften, Ermöglicht biegesteife Fundamente, bessere Lastausbreitung

Schaumglas

Stahlfaserbeton

Im Bauwesen ist das Fundament der unterste Teil des Bauwerks, welcher auf dem Untergrund aufliegt, die Bauwerkslast überträgt und als erstes errichtet wird.

Flachgründung/Tiefgründung

Je nach Bauteilgeometrie werden folgende Bauformen unterschieden:

Einzel- oder Punktfundamente sind i.d.R. symmetrisch und bilden das Fundament einer punktförmigen Auflast wie bspw. einer einzelnen Stütze. Sie werden vor allem bei großflächigen Gebäuden, wie Hallen, angewendet, die auf einem Skelett aus Stützen ruhen.

• Schraubfundamente sind Punktfundamente aus Stahlhülsen mit grobem äußeren Gewinde, die sich mit geringem Aufwand montieren und wieder demontieren lassen und dadurch ein vollständig reversibles Bauen ermöglichen.
• Köcherfundamente tragen einzelne Stützen, die nicht nur horizontale Lasten, sondern auch Drehmomente aufnehmen sollen.

Linienförmige Fundamente werden als Streifenfundamente, gelegentlich auch als Bankett(fundamente) bezeichnet.^{[5] [6]}

Ein solches Fundament übernimmt meist die Last einer darauf errichteten, tragenden Wand. Das Grundprinzip besteht darin, die Wand an ihrem Fuße zu verbreitern, wodurch die Auflast über eine größere Fläche auf den Baugrund übertragen werden kann.

Anstelle einer tragenden Wand kann auch eine Reihe von Stützen mit einem gemeinsamen Streifenfundament gegründet werden. Dies wird auch als Gründungsstreifen bezeichnet.^[2]

Plattenfundamente oder Sohlplatten sind Flachgründungen und werden eingesetzt, wenn Einzel- oder Streifenfundamente wegen hoher Baulasten nicht wirtschaftlich sind. Es kann auch bei geringen Lasten wirtschaftlicher sein, eine Sohlplatte einzusetzen, da der Arbeitsaufwand unter Umständen geringer ist. Man führt dann die gesamte Bodenplatte als Gründungsplatte aus. Eine Gründungsplatte ist stets an der Ober- und der Unterseite bewehrt. Seitlich steht sie oft über die Außenkante der (Keller-)Wände vor.

• Kämpferfundamente sind die Widerlager von Brücken, die neben senkrechten Lasten auch horizontale Lasten aus Brückenbögen in den Untergrund ableiten. Im Bauwesen wird gewöhnlich das Auflager der beiden Enden eines Bogens als Kämpfer bezeichnet, das dessen Schubkräfte am umgebenden Mauerwerk abstützt.
• Senkkasten

Maschinenfundamente dienen zur Befestigung des tragenden (meist untenliegenden) Korpus von stationär aufgestellten Maschinen, dem sogenannte Maschinengestell. Das Maschinengestell – oft aus einem Stück gegossen – trägt die einzelnen, beweglichen Funktionsgruppen der jeweiligen Maschine. Maschinengestelle können 70–90 % der Gesamtmasse einer Maschine ausmachen. Ihre träge Masse und verwindungssteife Bauweise ermöglichen ein genaues Arbeiten. Typische Maschinengestelle sind etwa der gusseiserner Korpus mit Schlittenführung einer Drehmaschine oder die stählerne Säule mit gegossenem Stahlfuß einer Säulenbohrmaschine.

Da die Funktionsgruppen der meisten Maschinen in ihrer Bewegungsmöglichkeit untereinander zwangsgeführt sind, können Maschinen in der Regel vom Fundament genommen und versetzt werden. Große Antriebsmaschinen oder Generatoren im Anlagenbau werden teilweise auf Federn gelagert, die im Maschinenfundament fixiert werden.

Eine Sonderform des Maschinenfundamentes ist das Druckfundament.

• Sockel

• Basis (Architektur)

• Unterbau (Bauwesen)

• Stereobat und Krepis – Gründung und Basis eines antiken, griechischen Tempels

• Eduard Schmitt: Fundamente. In: Handbuch der Architektur, Teil III, Bd. 1: Constructions-Blemente in Stein, Holz, Eisen; Fundamente. Darmstadt 1886, S. 229–338. (Digitalisat auf archive.org, abgerufen am 21. Januar 2024)
• Hans Koepf, Günther Binding: Bildwörterbuch der Architektur. Mit englischem, französischem, italienischem und spanischem Fachglossar (= Kröners Taschenausgabe. Bd. 194). 4., überarbeitete Auflage. Kröner, Stuttgart 2005, ISBN 3-520-19404-X (Digitalisat auf moodle.unifr.ch, abgerufen am 20. Januar 2024), S. 195 f.
• D. Makovicka: Dynamische Zusammenwirkung von Fundament und Fundamentboden. In: "Anwendung mathematischer Methoden und der EDV zur Intensivierung der Bauproduktion." Internationaler Kongress über Anwendung der Mathematik in den Ingenieurwissenschaften. Weimar, Sept. 1981. Hochschule für Architektur und Bauwesen, Weimar 1981, S. 12–16.
• Shamsher Prakash, Vijay K. Puri: Foundations for machines: analysis and design. Wiley, New York 1988, ISBN 0-471-84686-4 (englisch)
• Janusz Lipinški: Fundamente und Tragkonstruktionen für Maschinen. Bauverlag, Wiesbaden 1972.
• Ernst Rausch: Maschinenfundamente und andere dynamisch beanspruchte Baukonstruktionen. 3., überarb. u. erw. Aufl., VDI-Verl. [in Komm.], Düsseldorf 1959.
• Bernd Thurat: Maschine, Fundament, Baugrund: Bestimmung des Gesamtverhaltens bei statischer und dynamischer Beanspruchung, gezeigt am Beispiel von Werkzeugmaschinen. VDI-Verl., Düsseldorf 1980.
• Rudolf Stiefenhofer: Beitrag zur Berechnung des Einflußes der Aufstellung auf das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen. Dissertation an der TU München 1977.
• Karl H. Lepper: Einfluß des Fundamentes auf die Schwingungen von Rotoren. Dissertation an der TH Darmstadt 1984.

1. ↑ Otto Lueger: Gründungsmethoden. In: Lexikon der Gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften. 1904, archiviert vom Original am 19. Juni 2010; abgerufen am 25. Januar 2025. 
2. ↑ ^{a b c} Kohl, Bastian, Neizel: Baufachkunde Hochbau. 19. Auflage. B. G. Teubner, Stuttgart / Leipzig 1998, ISBN 978-3-322-83010-4, S. 54 ff.  Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „:0" wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert.
3. ↑ Walther Huber, Walter Haas: Erdbogen. In: Reallexikon zur Deutschen Kunstgeschichte, Bd. V, 1964, Sp. 993–996. (Abschrift auf rdklabor.de, abgerufen am 10. Februar 2024)
4. ↑ Hans Koepf, Günther Binding: Bildwörterbuch der Architektur. Mit englischem, französischem, italienischem und spanischem Fachglossar (= Kröners Taschenausgabe. Bd. 194). 4., überarbeitete Auflage. Kröner, Stuttgart 2005, ISBN 3-520-19404-X (Digitalisat auf moodle.unifr.ch, abgerufen am 10. Februar 2023), S. 157.
5. ↑ Bankett. Abgerufen am 28. November 2024. 
6. ↑ Streifenfundament. www.gartenhaus.de-Internetportal, abgerufen am 25. März 2014. 

• Wikipedia:Du darfst