Fundament

Ein Fundament (von lateinisch fundus „Bodengrund“; in der Schweiz auch Fundation) ist ein Baukonstruktionselement im Bauwesen und zugleich derjenige Teil der allgemeinen Gründung, welcher nach Bodenaustausch und Bodenverbesserung auf dem Baugrund aufgebaut wird. Das Fundament besteht aus Elementen wie Platten, Pfählen (Pfahlfundament, siehe Pfahlgründung), Trägern, Steinen und Ähnlichem. Heutzutage werden Fundamente hauptsächlich aus dem Verbundwerkstoff Stahlbeton hergestellt.

Freigelegtes Fundament aus Ziegelmauerwerk (Dom-Hotel, Köln)

Bewehrung eines Windrad-Fundaments, zugleich Einzel- und Plattenfundament

Schraubfundamente werden in unterschiedlichsten Größen produziert. Dieses Schraubelement ist 1,6 m lang.

Nähere begriffliche Eingrenzung

Schwerkraftbedingt leitet das Fundament die Gewichtskräfte des Bauwerks in den Baugrund hinein, wobei der Baugrund der für die Bauwerkserrichtung relevante Teil des Bodens darstellt. In der Fachsprache spricht man im Zusammenhang mit den Gewichtskräften des Bauwerks von sogenannten „Bauwerkslasten“, für welche es Berechnungs- und Bemessungsverfahren gibt. Nicht selten ergibt sich – strukturmechanisch betrachtet – die Verbindung einer leichteren oder empfindlicheren obenliegenden Struktur mit einer massiveren tragenden untenliegenden Struktur. 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; und der Baugrund muss Sicherheit gegenüber Grundbruch bei vorliegender Bauwerk-bedingter Auflast auf ein Fundament bieten, wofür er bemessen wird. Fundamente gelten als Schnittstelle zwischen verschiedenen Funktions- und Strukturbereichen. Sie erfüllen oftmals sowohl die Funktionskriterien der tragenden als auch der befestigten Struktur. Sonderformen dienen der Entkopplung oder Trennung von Strukturen (z. B. elastische Fundamente oder aktive Auflager). Fundamente können auch Teile einer größeren Struktur sein, die wiederum fundamentiert wird.

Fundamenttypen

Betonieren einer Bodenplatte (Plattenfundament)

Man unterscheidet folgende Fundamenttypen:

• Einzel- oder Punktfundamente 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.
• Streifenfundamente sind in Deutschland am weitesten verbreitet. Sie übernehmen die Lasten der auf ihnen errichteten, tragenden Wände, während nichttragende Innenwände in der Regel direkt auf der Bodenplatte ohne zusätzliche Fundamente errichtet werden. Die Fundamentbreite ist normalerweise immer breiter als die auf ihnen stehende Wände, die genauen Maße und gegebenenfalls die Bewehrung ergeben sich aus der Tragfähigkeit des Baugrundes. Die Fundamente werden oft in der Betonfestigkeitsklasse C20/25 oder C25/30 ausgeführt.
• 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. Vor dem Betonieren der Gründungsplatte wird auf dem Boden der Baugrube eine dünne Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und/oder eine feste PE-Folie eingebracht, damit die Bewehrung sich beim Betonieren nicht verschieben kann und der Beton sich nicht mit dem Baugrund vermischt. In letzter Zeit werden vor allem im Wohnhausbau vermehrt Gründungsplatten aus Stahlfaserbeton hergestellt. Der Vorteil ist die wesentlich einfachere Herstellung und auch der preisliche Vorteil gegenüber konventionellen Stahlbetonplatten.
• 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.
• 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.

Siehe auch: Gründung (Bauwesen)#Moderne Gründungen

Maschinenfundamente

Maschinenfundament der Dampfturbine des Biomasseheizkraftwerkes Baden, welches auf Federpaketen gelagert ist. Baujahr 2006, Leistung 5000 kW, Drehzahl des Läufers 12.000/min

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.

Literatur

• 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.
• Karl Josef Witt (Hrsg.): Grundbau-Taschenbuch; Teil 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. 7. Auflage, Ernst, Berlin 2009, ISBN 978-3-433-01846-0.
• 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.

Weblinks

Wiktionary: Fundament – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen