English: Frame construction / Español: Construcción de entramado / Português: Construção em estrutura de armazém / Français: Construction à ossature / Italiano: Costruzione a telaio

Die Rahmenkonstruktion ist ein zentrales Prinzip im modernen Bauwesen, das durch seine Flexibilität und Stabilität überzeugt. Sie bildet die tragende Struktur vieler Gebäude und ermöglicht große, offene Innenräume ohne stützende Wände. Dieses System ist besonders in der Architektur von Hochhäusern, Industriegebäuden und Wohnbauten verbreitet.

Allgemeine Beschreibung

Eine Rahmenkonstruktion besteht aus einem Skelett aus vertikalen Stützen (Säulen) und horizontalen Trägern (Balken oder Unterzügen), die gemeinsam ein stabiles Gerüst bilden. Dieses Tragwerk übernimmt die Lasten des Gebäudes – Eigengewicht, Nutzlasten, Wind- und Schneekräfte – und leitet sie kontrolliert in die Fundamente ab. Durch die klare Trennung von tragender Struktur und Ausfachung (z. B. Wänden, Fassaden) erlaubt die Rahmenkonstruktion eine hohe gestalterische Freiheit.

Historisch entwickelte sich dieses System im 19. Jahrhundert mit der Industrialisierung, als Stahl und später Stahlbeton als Baumaterialien verfügbar wurden. Die Chicagoer Schule der Architektur (ab 1880) nutzte frühe Formen der Rahmenkonstruktion für die ersten Wolkenkratzer, etwa im Home Insurance Building (1885, William Le Baron Jenney). Heute dominiert sie den Hochbau, da sie sich für fast alle Gebäudetypen eignet – von Bürotürmen bis zu Brücken.

Technisch unterscheidet man zwischen Stahlrahmen, Stahlbetonrahmen und hybriden Systemen (z. B. Stahl-Beton-Verbund). Stahlrahmen bieten hohe Tragfähigkeit bei geringem Eigengewicht, während Stahlbetonrahmen bessere Brandschutzeigenschaften und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Die Verbindung der Elemente erfolgt durch Schweißen, Schrauben (Stahl) oder Monolithisierung (Betonguss bei Ortbetonrahmen).

Ein Vorteil der Rahmenkonstruktion ist die Möglichkeit, große Spannweiten zu überbrücken, was stützenfreie Räume ermöglicht. Dies ist besonders in Gewerbehallen, Ausstellungsräumen oder offenen Bürolandschaften relevant. Zudem erlaubt das System eine einfache Erweiterung oder Umnutzung von Gebäuden, da nicht-tragende Wände flexibel versetzt werden können.

Technische Details

Die Statik einer Rahmenkonstruktion basiert auf dem Prinzip der Rahmenwirkung, bei der Stützen und Träger biegesteif verbunden sind. Diese Steifigkeit verhindert seitliches Ausweichen („Knickgefahr") und verteilt Lasten gleichmäßig. Kritisch sind dabei die Knotenpunkte (Stützen-Träger-Verbindungen), die oft durch Verstärkungen (z. B. Knotenbleche bei Stahl oder Bewehrungsdichte bei Beton) gesichert werden.

Bei Stahlbetonrahmen kommt die Monolithische Bauweise zum Einsatz: Stützen und Träger werden vor Ort betoniert, wobei die Bewehrung (Stahlstäbe) durchgehend geführt wird. Dies erzeugt eine homogene Struktur, erfordert aber aufwendige Schalungsarbeiten. Fertigteilrahmen aus vorgefertigten Betonelementen beschleunigen dagegen die Bauzeit, sind jedoch in der Gestaltungsfreiheit eingeschränkt.

Für Erdbebengebiete werden Rahmenkonstruktionen oft mit zusätzlichen Aussteifungssystemen kombiniert, etwa Kernen aus Stahlbeton oder diagonalen Streben („Braced Frames"). Diese erhöhen die horizontale Steifigkeit und reduzieren Schwingungen. Normen wie die Eurocode-Reihe (EN 1992–1999) regeln die Bemessung solcher Systeme in Europa.

Anwendungsbereiche

• Hochhausbau: Rahmenkonstruktionen ermöglichen schlanke, hohe Gebäude mit großer Grundrissflexibilität, wie im Burj Khalifa (Dubai), dessen Kern aus einem Stahlbetonrahmen besteht.
• Industrie- und Gewerbebauten: Hallen für Produktion oder Logistik nutzen oft Stahlrahmen wegen der schnellen Montage und großen Spannweiten (z. B. Amazon-Lagerhallen).
• Wohnungsbau: Mehrfamilienhäuser in Skelettbauweise erlauben variable Grundrisse und sind besonders in urbanen Gebieten verbreitet (z. B. Plattenbauten der 1970er).
• Brückenbau: Rahmenbrücken (z. B. Gateway Bridge, Brisbane) nutzen das Prinzip für große Freiräume unter der Konstruktion.
• Kultur- und Verwaltungsbauten: Museen oder Rathäuser setzen auf Rahmenkonstruktionen für repräsentative, stützenfreie Räume (z. B. Centre Pompidou, Paris).

Bekannte Beispiele

• Seagram Building (New York, 1958): Meisterwerk von Mies van der Rohe mit Stahlrahmen und vorgehängter Glasfassade, prägend für die moderne Architektur.
• Farnsworth House (Illinois, 1951): Glas-Pavillon von Mies van der Rohe, dessen Stahlrahmen die transparente Gestaltung ermöglicht.
• Berliner Hauptbahnhof: Kombiniert Stahlrahmen für die Dachkonstruktion mit Betonfertigteilen für die Bahnsteige.
• Lloyd's Building (London, 1986): „Inside-Out"-Design von Richard Rogers mit externem Stahlrahmen für technische Installationen.

Risiken und Herausforderungen

• Brandschutz: Stahlrahmen verlieren bei Hitze (ab ~500°C) ihre Tragfähigkeit; Schutz durch Sprinkler, Brandschutzplatten oder Betonummantelung ist nötig (vgl. DIN 4102).
• Korrosion: Stahlkonstruktionen erfordern regelmäßige Wartung (Beschichtungen, kathodischer Schutz), besonders in Küsten- oder Industriegebieten.
• Schwingungsanfälligkeit: Hohe, schlanke Rahmen können durch Wind oder Erdbeben zu Schwingungen neigen; Dämpfer oder Aussteifungen sind Gegenmaßnahmen.
• Kosten: Stahl- und Hybridrahmen sind materialintensiv; Betonrahmen erfordern aufwendige Schalung und Aushärtezeiten.
• Nachhaltigkeit: Die Herstellung von Stahl und Beton ist CO₂-intensiv; Recyclingstahl oder Holz-Hybridrahmen (z. B. „Brettsperrholz"-Kombinationen) gewinnen an Bedeutung.

Ähnliche Begriffe

• Skelettbau: Oberbegriff für Tragwerke, bei denen das Skelett (Rahmen, Fachwerk) die Lasten trägt; die Rahmenkonstruktion ist eine Unterform.
• Fachwerkkonstruktion: Besteht aus dreieckigen Stabilisierungselementen (Streben), während Rahmen rechteckige Öffnungen aufweisen.
• Schottenbau: Tragende Wände (Schotten) übernehmen die Aussteifung, im Gegensatz zur flexiblen Rahmenstruktur.
• Hybridkonstruktion: Kombiniert Rahmen mit anderen Systemen (z. B. Kernen aus Stahlbeton für zusätzliche Steifigkeit).
• Leichtbauweise: Nutzt dünnwandige Profile (z. B. im Stahlleichtbau), während Rahmenkonstruktionen oft massivere Querschnitte aufweisen.

Zusammenfassung

Die Rahmenkonstruktion ist ein fundamentales Prinzip der modernen Architektur, das durch seine Kombination aus Stabilität und Flexibilität besticht. Als Skelett aus Stützen und Trägern ermöglicht es große, stützenfreie Räume und eine einfache Anpassung an Nutzungsänderungen. Während Stahlrahmen für schnelle Montage und hohe Tragkraft stehen, bieten Stahlbetonrahmen besseren Brandschutz und Langlebigkeit. Trotz Herausforderungen wie Korrosion oder Schwingungsanfälligkeit bleibt die Rahmenkonstruktion dank innovativer Materialien (z. B. hochfester Beton, recycelter Stahl) und hybrider Systeme ein zukunftsfähiges Bauprinzip.

--