Structure 01/2015

Optimierte Stahlkonstruktion für die Messe Frankfurt Ultrahochfester Beton im Hochbau Entwurfsprinzipien für Fußgängerbrücken

Zeitschrift für Architektur und konstruktiven Ingenieurbau Solar Decathlon 2012 in Madrid Review of Architecture Structural Engineering Qualitätsmanagement für and gesunde Innenräume Vorschau auf die EnEV 2012

01/13

structure

Green

editorial

01/15 structure

Die Schnittstelle zwischen Architekten und

The common ground shared by architects and

Bauingenieuren ist das übergeordnete Thema

structural engineers is the overarching theme

von DETAIL structure, dem neuen Fachmaga-

of DETAIL structure, a new professional maga-

zin, das ab sofort zweimal im Jahr parallel zu

zine that will be published twice a year parallel

DETAIL erscheint. Auch wenn beide Berufs-

to DETAIL. Even if both disciplines, due to dif-

gruppen aufgrund unterschiedlicher Aus-

ferent education and modes of thought, often

bildung und Denkweise oftmals sehr unter-

have very different approaches, they do have a

schiedliche Herangehensweisen zeigen, haben

mutual goal: the best possible results on the

sie doch ein gemeinsames Ziel: das bestmög-

construction site. In order to achieve this, un-

liche Ergebnis am Bau. Um das zu erreichen, ist

derstanding and trust needs to exist between

gegenseitiges Verständnis und Vertrauen so-

them as well as intensive and professional co-

wie eine intensive kollegiale Zusammenarbeit

operation. DETAIL structure shows how such

von Anfang an gefragt. DETAIL structure legt

collaborations lead to the creation of excep-

dar, wie aus einer solchen Zusammenarbeit

tional architecture. Planning and construction

herausragende Architektur entsteht. Planungs-

processes are illuminated in detail. Both sides

und Bauprozesse werden dazu ausführlich be-

provide their insight. The in-depth project

Vertrieb und Abonnement: weiss@detail.de tel.: 089 381620 51

leuchtet , beide Seiten kommen zu Wort. In

documentations include the major construc-

Einzelheft: € 18,90

den ausführlichen Projektdokumentationen

tion details and, most of all, the structurally rel-

zeigen wir neben den wesentlichen konstruk-

evant elements. This edition includes a mod-

tiven Details in vermaßten Zeichnungen vor

ern single family home in Ticino based on a

allem die tragwerkrelevanten Punkte. Das trifft

prestressed bridge construction, an expres-

in der vorliegenden Ausgabe auf ein als vor-

sively designed concert hall in Lower Bavaria’s

gespannte Brückenkonstruktion ausgebildetes

Blaibach, the filigree space frame covering an

Einfamilienhaus im Tessin oder den expressiv

archery range in Japan and a new roof struc-

gestalteten Konzertsaal im niederbayerischen

ture for the Messe Frankfurt – asymmetrical,

Blaibach ebenso zu wie auf das feingliedrige

yet efficient in terms of material usage. And,

räumliche Stabwerk über einer Bogenschieß-

the most important design principles for pe-

anlage in Japan oder die zugleich asymmetri-

destrian bridges are discussed thoroughly:

sche und materialeffiziente Tragstruktur einer

there hardly exists any other building type that

neuen Überdachung an der Messe Frankfurt.

displays such a tight connection between de-

Abschließend widmet sich ein ausführlicher

sign, structure and detail.

Fachartikel den wichtigsten Entwurfsprinzipien

Redaktion: Christian Schittich (Chefredakteur) Andreas Gabriel Roland Pawlitschko Sabine Drey (grafische Gestaltung) Redaktion Produkte: Tim Westphal Katja Reich Übersetzung englisch: Mark Kammerbauer Verlag und Redaktion: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG Hackerbrücke 6 80335 München Anzeigen: anzeigen@detail.de tel.: 089 381620 48

Christian Schittich

für Fußgängerbrücken – bei kaum einem anderen Bautypus sind Entwurf, Gestaltung und Tragwerk so eng verknüpft wie hier.

∂structure 01/15

editorial 3

inhalt content

projekt und prozess

produkte

project and process

products

22 Einfamilienhaus in Gordola Single Family House in Gordola Nicola Baserga, Christian Mozzetti, Muralto Pedrazzini Guidotti, Lugano

54 DETAIL research DETAIL research

28 Ovaldach Messe Frankfurt – Tor Nord Oval Roof at Messe Frankfurt – North Gate Ingo Schrader Architekt, Berlin Bollinger + Grohmann Ingenieure, Frankfurt a. M.

hintergrund context 6 Das Mastaba-Projekt von Christo und Jeanne-Claude The Mastaba Project by Christo and Jeanne-Claude Mike Schlaich

magazin journal 16 Museumserweiterung in Lausanne Museum Expansion in Lausanne 18 Frei Otto – forschen, bauen, inspirieren Frei Otto – A Life of Research, Construction and Inspiration Eberhard Möller

34 Bogenschießhalle in Tokio Archery Hall in Tokyo FT Architects, Fukushima Shuji Tada, Tokio

56 Beton und Mauerwerk Concrete and masonry 59 Bauphysik Building physics 64 Beschichtungen und Befestigungen Coating and fixing systems 66 Instandsetzung Rehabilitation

fachwissen 38 Konzerthaus in Blaibach Concert Hall in Blaibach Peter Haimerl, München a.k.a. ingenieure, München 46 Erweiterung Gymnasium Neufahrn Expansion Gymnasium Neufahrn Deppisch Architekten, Freising Planungsgesellschaft Dittrich, München

specialist know-how 70 Wesentliche Entwurfsprinzipien für Fußgängerbrücken Principles for Designing Pedestrian Bridges Andreas Keil

82 Vorschau Preview 83 Abbildungsnachweis, Impressum Imprint, copyright

20 SOM und die Entwicklung des Hochhausbaus SOM and the Evolution of Skyscraper Construction

4 inhalt

∂structure 01/15

projects

projekte

Einfamilienhaus in Gordola Single Family House in Gordola

Architekten / Architects: Nicola Baserga, Christian Mozzetti, Muralto Tragwerksplaner / Structural engineers: Pedrazzini Guidotti, Lugano

22 projekt und prozess

In klarer Formensprache fügt sich der eingeschossige längliche Baukörper des Einfamilienhauses in das Hanggrundstück der Tessiner Gemeinde Gordola. Zwischen Magadinoebene und Lago Maggiore gelegen, bietet der Ort ein eindrucksvolles Landschaftspanorama. So war der Bezug auf die landschaftlichen und topografischen Eigenheiten wesentliches Thema des Entwurfs. Um das vorhandene Gelände mit Blick über den See so wenig wie möglich zu verändern und um zwei auf dem Grundstück befindliche Rustici als Nebenräume nutzen zu können, ist das neue Haus entlang der Hangkante platziert und wird von lediglich zwei Stützpfeilern vom Boden angehoben.

Vom Parkplatz an der Zugangsstraße mit seiner markanten Überdachung führt ein gepflasterter Weg zur Eingangsrampe.

Das brückenartige Betontragwerk des Hauses gibt die innere Organisation vor. Alle Räume öffnen sich über die beiden durchgehend verglasten Längsseiten sowohl zum Tal als auch zur Bergseite. An den geschlossenen Stirnseiten befinden sich jeweils individuelle Zimmer, gefolgt von den um die Stützen angeordneten Nasszellen. Im Zentrum dazwischen erstreckt sich das gemeinschaftliche Wohnzimmer mit Küche. Die äußeren Betonoberflächen des innen gedämmten Gebäudes sind in einfacher Holzschalung ausgeführt, die zusammen mit der schlichten Ausbildung der Kanten die Prägnanz des Tragwerks unterstreicht. So entsteht ein spannendes Wechselspiel von Leichtigkeit und Massivität. Das Gebäude mit kontrollierter Lüftung erreicht den Minergiestandard, wozu auch sein kompaktes Volumen und die nutzbare Sonneneinstrahlung beitragen.

GA

This single family house is nestled into a sloped site in the community of Gordola in Ticino. The stunning natural landscape panorama was a significant theme of the design. The new house is placed along the ridge line and is lifted above ground by merely two support pillars. A paved pathway leads from the parking space with its striking roof at the access road to the entrance ramp. The bridge-like concrete structure of the house determines its interior organization. The two continuously glazed longitudinal facades of the building connect all rooms with the valley as well as the mountains. Individual rooms are situated behind the closed end walls of the building. The shared living room with kitchen comprises the centre of the house. The exterior concrete surfaces of the building were created by use of typical wood formwork. Together with the simple corner details, they emphasize the striking character of the structure. This creates an exciting interplay between lightness and solidity.

With its controlled ventilation, the building conforms to the Minergie standard.

∂structure 01/15

Querschnitt Grundriss Längsschnitt Maßstab 1:400 Cross section Floor plan Section scale 1:400

aa

2 1 a

3

4 b

4

5

1 2 3 4 5 6

Parkplatz Rustico (Bestand) Zugangsrampe Schlafraum Wohnzimmer Küche

1 2 3 4 5 6

Parking Rustico (existing) Access ramp Bedroom Living room Kitchen

b

6 4 3

a

bb

∂structure 01/15

projekt und prozess 23

6

a

7

A 2

1 4

b

Querschnitte Tragwerk Verformungsdiagramme Längsschnitt Tragwerk Maßstab 1:200 Fassadenschnitt Maßstab 1:20 a Verformung Träger [mm] b Verformung Bodenplatte [mm] Überhöhung Durchbiegung t0 Durchbiegung t∞ Cross sections structural system Deformation diagram Section structural system scale 1:200 Facade section scale 1:20 a deformation beam [mm] b deformation floor slab [mm] camber bending t0 bending t∞

60

40 7 30

7,00

5,875

60

3,50

3,50

7,00

5,875

40 10

7

30 Verformung Decke b [mm]

1

4

67

2

3

5 a

b

9 8

24 projekt und prozess

∂structure 01/15

Ein vorgespanntes Tragwerk aus Stahlbeton Die gesamte Konstruktion hängt an zwei Längsträgern in Dachebene mit einem Querschnitt von 1100 × 300 mm. Diese sind über Querträger auf die beiden Stützpfeiler im Abstand von 21 m aufgelagert und kragen an beiden Enden jeweils 6 m aus. In den Hauptträgern sind vorgespannte Tragseile des Typs Cona in polygonalem Verlauf eingelassen, die aus je zwölf Spannbetonlitzen mit 150 mm2 Querschnitt bestehen. Die Hauptträger tragen sowohl die zwischen ihnen gespannte Dachplatte als auch die Bodenplatte des Hauses.

Diese hängt an den beiden Wänden der Stirnseiten und an vier in der Fassade sichtbaren, leicht geneigten Zugbalken. Die Zugbalken teilen die mittlere Zone der Bodenplatte zwischen den Pfeilern in drei Teile mit jeweils 7 m Spannweite. Um die Steifigkeit der Zugbalken sicherzustellen, sind sie im Inneren mit zwei Monolitzen vorgespannt. Die zwei Stützpfeiler mit separaten Fundamentplatten gewährleisten die gesamte Standsicherheit des Tragsystems. Um Zwängungen in Längsrichtung und die Gefahr des Vorspannungsverlusts zu vermeiden, ist der Fußpunkt eines Pfeilers gelenkig ausgeführt. Zur Begrenzung von Baukörperverformungen war bei der Ausführung einerseits eine negative Überhöhung der Auskragungen von 60 mm erforderlich, andererseits eine positive Überhöhung im mittleren Bereich des Hauses von 30 mm. Auch die Konstruktion des überdachten Parkplatzes besteht aus Stahlbeton: Das in der Stützmauer zum Hang verankerte Parkdeck, zwei geneigte Pfeiler unter und über diesem sowie ein Dach als gefaltete Schale. Dessen Plattenstärke variiert zwischen 250 mm in der Mitte und 60 mm an den Rändern.

AP 10

1

13 12

11

A

∂structure 01/15

Andrea Pedrazzini Der Autor ist Bauingenieur und Inhaber und Gründer des Ingenieurbüros Pedrazzini Guidotti in Lugano.

The author is a structural engineer and founder/owner of the engineering firm Pedrazini Guidotti in Lugano.

A prestressed structure made of reinforced concrete The entire construction is suspended by two longitudinal beams in roof level measuring 1100 × 300 mm. They are connected to two lateral beams supported by two pillars set apart by 21 m and extend outward by 6 m. The main beams include 12 prestressed concrete cables with a cross section of 150 mm2. The main beams support the roof slab spanning between them as well as the floor slab of the house. The latter is suspended along the end walls and four tie beams tilted towards them and visibly integrated in the facade. The tie beams divide the middle zone of the floor slab between the pillars into three areas. To ensure the rigidity of the tie beams, they feature two integrated mono-strand cables. The two support pillars ensure the stability of the entire structural system. One pillar is pin-ended in order to prevent longitudinal stress and prestress loss. To limit deformations of the building volume, it was necessary to provide a negative camber of 60 mm for the cantilevers and a positive camber of 30 mm in the midarea of the house. The construction of the folded shell roof of the carpark also consists of reinforced concrete.

1 Randträger Stahlbeton 1100/300 mm 2 Mehrlitzenspannglied in Hüllrohr Ø 76 mm 3 Monolitzenspannglied in Hüllrohr Ø 21 mm 4 Druckbewehrung 5 Kopfbolzendübel 6 Zugbewehrung 7 Druckbewehrung 8 Stützenfuß gelenkig 9 Stützenfuß eingespannt 10 Dachaufbau: Abdichtung Flüssigkunststoff Decke Stahlbeton 230– 300 mm Wärmedämmung, Schaumglas 120 mm Metallunterkonstruktion für abgehängte Decke mit Mineralwollelage Gipskartonplatte 12,5 mm 11 Holzparkett 15 mm Unterkonstruktion, OSB 25 mm Lattung/Wärmedämmung 80 mm Wärmedämmung Schaumglas 80 mm Bodenplatte, Sichtbeton 220 mm 12 Dreifachverglasung in Aluminiumrahmen 13 Sonnenschutzrollo 1 1100/300 mm edge beam, reinforced steel 2 multi-strand cable Ø 76 mm steel pipe 3 mono-strand cable Ø 21 mm steel pipe 4 compression reinforcement 5 shear stud 6 tensile reinforcement 7 comp. reinforcement 8 column base, pinned connection 9 column base, fixed connection 10 roof construction: liquid plastic waterproofing 230–300 mm ceiling slab, reinforced concrete 120 mm thermal insulation, foam glass metal framing for hung ceiling with mineral wool layer 12.5 mm gypsum board 11 15 mm wood parquet 25 mm subfloor OSB 80 mm framing 80 mm thermal insulation, foam glass 220 mm floor slab, exposed concrete 12 triple glazing in aluminium frame 13 sun blind

projekt und prozess 25

Konzerthaus in Blaibach Concert Hall in Blaibach

Architekten / Architects: Peter Haimerl, München Mitarbeiter / Team: Karl Landgraf, Ulrich Pape, Felicia Michael, Tomo Ichikawa, Jutta Görlich, Martin Kloos Tragwerksplaner / Structural engineers: a.k.a. ingenieure, München Thomas Beck

38 projekt und prozess

Das kürzlich eröffnete Konzerthaus in Blaibach, Herzstück verschiedener städtebaulicher Maßnahmen zur Revitalisierung des Ortszentrums, scheint wie ein vom Himmel gefallener Monolith schräg in der neu gestalteten Fläche des Dorfplatzes zu stecken. Dem geschulten Auge vermitteln lediglich die vertikalen Fugen zwischen den Fassadenelementen tektonische Kontrolle, die Granitsteinoberfläche erinnert an die Steinhauertradition des Ortes.

Der geneigte Kubus erweist sich als schlüssige Antwort auf die Hanglage des Bauplatzes und seine Funktion als Konzertsaal. Der schräge Boden der geschlossenen Box trägt im Inneren die Sitzränge des Auditoriums und über-

dacht außen eine entsprechend breite Treppe, die vom Dorfplatz unter den Kubus führt. Hier liegt das Foyer mit den Nebenräumen, das einen ebenerdigen Zugang zum rückwärtigen Garten bietet. Besucher werden vorbei an Garderobe und Bar um das Auditorium herum und schließlich in dessen Inneres geführt.

Die Atmosphäre des Konzertsaals prägen die in horizontale Bänder gegliederten Sichtbetonoberflächen von Wänden und Decke. Die Maserung des Betons läuft über mehrere dieser »Faltungen« durch und stärkt so den Charakter eines am Stück gegossenen Raums. Verdeckte LED-Bänder auf der Unterseite der gekippten Betonflächen tauchen diesen in ein indirektes

∂structure 01/15

Lageplan, Maßstab 1:5000 Site plan, scale 1:5000

Licht. Die komplexe Gestalt des Innenraums ist ungeachtet seiner skulpturalen Qualität vor allem das Ergebnis einer präzisen Berechnung der Akustik. In den Faltungen der Wände und im Bodenaufbau des Saals sind neben den Beleuchtungsschienen Bassabsorber versteckt, während die offenporige Oberfläche des Leichtbetons einen absorbierenden Effekt auf mittlere Frequenzen erzielt. In die geneigte Bodenplatte sind neben Bewehrung und Verkabelung Lüftungsleitungen eingelegt. Es blieb gerade noch ausreichend Platz für die Befestigung der Stahlschwerter, die die filigranen Gitterschalen der Stühle scheinbar über dem Boden schweben lassen.

BF The concert hall in Blaibach, recently opened and centrepiece of various urban design measures aimed at revitalizing the town centre, looks like a monolith dropped from the sky, stuck at an angle within the newly designed pavement of the town square. Vertical joints between facade elements indicate tectonic intent to the expert eye, and the granite surface is reminiscent of the local stonecraft traditions. The inclined cube constitutes the conclusive response to the sloped construction site and the building’s function as a concert hall. The inclined floor of the closed box supports the rows of seats of the auditorium and covers the exterior stairs of corresponding width that lead from the town square to the underside of the cube. This is where the foyer and its auxiliary rooms is situated, providing ground level access to the garden in the rear of the building. Visitors are guided past the wardrobe and bar, around the auditorium, and finally into its interior. The atmosphere of the concert hall is characterized by the exposed concrete surfaces of the walls and ceiling, structured into horizontal bands. The texture of the concrete extends beyond many of these “folds” and emphasizes the appearance of a monolithically cast space. It is illuminated by indirect light provided by hidden LED bands along the underside of the tilted concrete surfaces.

Despite its sculptural quality, the complex form of the interior is most of all the result of the precise calculation of acoustic properties. Aside from lighting tracks, bass absorbers are hidden within the folds of the walls and the floor of the auditorium. The porous surface of the lightweight concrete can also absorb mid-range frequencies. The inclined floor slab features reinforcement, electrical wiring and ventilation ducts. Just enough space remained to connect the steel cantilevers that let the filigree lattice shell seats seemingly float above the floor.

Schnitt, Grundriss Maßstab 1:400 1 Eingang 2 Musiker 3 Garderobe 4 Bar 5 Bühne Section, floor plan scale 1:400 1 Entrance 2 Musicians 3 Wardrobe 4 Bar 5 Stage

aa

4

a

3

5

a

1 2

∂structure 01/15

projekt und prozess 39

H

I

J

K H Herstellung der Schalungselemente I Schalungselemente mit montierten Bassabsorbern auf der Baustelle J Bewehren der tragenden Wandschicht K Blick in den Schalungszwischenraum während des Betonierens H manufacturing of formwork elements I formwork elements with bass absorbers attached on-site J reinforcement of loadbearing wall layer K view into reinforcement gap during concrete pour

42 projekt und prozess

Ablauf Betonarbeiten Die Vorgabe des Architekten, die gefalteten Innenraumflächen des Vortragsaals monolitisch aus Beton herzustellen, erforderte aufwändige Schalungsarbeiten und eine ausgeklügelte Baustellenlogistik.

Die Schalung der Wände in einem Stück auf der Baustelle zu erstellen, hatte sich schnell als zu aufwändig erwiesen. Stattdessen wurden alle Betonflächen mithilfe des digitalen 3-D-Gebäudemodells in ein orthogonales Raster für etwa 2,50 × 3,00 m große Schalungselemente unterteilt. Deren formgebende Schicht besteht aus gefalteten, teilweise in Dreiecke unterteilten Betoplanplatten, die in unterschiedlichsten Winkeln auf Gehrung gesägt und fugenlos gestoßen werden mussten (Abb. H). Die Platten sind mit vertikalen, der Geometrie folgenden Schottträgern aus Sperrholz hinterlegt (Abb. L), auf der Vorderseite wurden bereits die kastenartigen Bassabsorber befestigt (Abb. I). Insgesamt mussten ca. 130 unterschiedliche Schalungselemente eindeutig gekennzeichnet und in der richtigen Reihenfolge auf die Baustelle geliefert werden. Nach längerer Suche war es kein klassischer Zimmerer, sondern ein österreichischer Fahrzeugbauer, der die Erfahrung und Kompetenz im Umgang mit komplexen dreidimensionalen Formen nachweisen und die erforderliche Präzision durch eine CNCgestützte Fertigung gewährleisten konnte.

Nach einer Anlaufphase gelang es, die Schalungselemente schneller fertigzustellen, als diese vor Ort verbaut werden konnten.

Um die erreichte Exaktheit der durch »baufremde« Spezialisten vorgefertigten Elemente bei den deutlich ungenaueren, standardisierten Abläufen der Baustelle nicht zu gefährden, wurden die Schalungselemente als eingestellte Matrizen zwischen zwei typischen Großflächenschalungen verwendet: Nach dem Erstellen der inneren Schalungswand wurden die formgebenden Schalungselemente daran befestigt (Abb. J). Konusförmige Ausfräsungen gewährleisten die formschlüssige, passgenaue Verbindung der Elemente untereinander.

Nach dem Bewehren der 25 cm starken Tragwandebene mussten die nach innen stehenden, »zackenartigen« Volumen bewehrt werden. Um deren ständig variierende Tiefe nicht durch hunderte verschiedene Stahlbügel abbilden zu müssen, hängte man vor Ort Eisen gleicher Länge in die Mattenbewehrung der »Zacken« ein und bog den überstehenden Teil in die Wandflucht (Abb. N). Im Anschluss folgte die Außenschalung. Schließlich konnte die Großflächenschalung im Raster durchgeankert und die Öffnungen mit elliptischen Manschetten verschlossen werden. Die Ankerlöcher wurden später zugespachtelt. Das Betonieren der Wände nach oben geschah in mehreren Takten (Abb. K, O). Nach dem Erstellen der Sitzebene wurde ein Schaltisch bis unter die Dachdecke erstellt, der als Auflager für die formgebenden Elemente des Dachs diente.

Process: concrete works Creating the folded interior wall surfaces of the auditorium monolithically in concrete required complex formwork and sophisticated logistics. Creating the formwork on-site was soon recognized as too complex. Instead, all concrete surfaces were subdivided based on an orthogonal grid to create formwork elements 2.50 by 3.00 m in size by use of a digital 3D building model. The formwork consisted of folded plywood formwork boards that were subdivided into triangles, mitered at various angles, and butt-joined (ill. H). The panels are supported by vertical plywood ribs (ill. L, M).

The box-shaped bass absorbers were preinstalled facing the formwork boards. The roughly 130 different formwork elements required distinct identification markings and had to be delivered on site in the appropriate sequence. Not a traditional carpenter, but instead an Austrian vehicle manufacturer was contracted who had the experience and competence in dealing with complex three-dimensional forms and who could guarantee the required precision by use of CNC-supported production. The formwork elements were used as infill liners between two standard formwork components used for large surfaces. After erecting the interior formwork wall, the actual formwork elements were connected to it (ill. J).

Conical millings ensure continuous and precise connections between elements. After reinforcing the 25 cm thick load bearing wall surface, the “spiky” volumes facing the interior were reinforced as well. To prevent the use of hundreds of different spacers due to the continuously varying depth, reinforcement bars of identical length were placed into the welded wire fabric reinforcement of the “spikes”, and the excess part was bent back into the wall surface (ill. N). The large formwork panels received anchor bolts according to grid dimensions and openings were covered with elliptically shaped plugs. Bolt holes were spackled after stripping the formwork. Pouring the concrete walls took place in multiple steps from bottom to top (ill. K,O). After creating the seating level, a formwork table was created up to the underside of the ceiling and served as support for the formwork used to pour the roof.

∂structure 01/15

Bauherr / Client: Gemeinde Blaibach Initiator + Betreiber / Initiator + operator: Thomas Bauer, Uta Hielscher Hauptsponsoren Finanzen und Marketing / Main sponsors, finances and marketing: Euroboden Architekturkultur Grünwald Förderverein Konzerthaus Blaibach Akustikplanung / Acoustic engineering: Müller-BBM, München www.muellerbbm.de Heizung + Lüftung / Mechanical engineering: Cirtec Michael Hopf Landshut, www.cirtec.de Elektroplanung / Electrical engineering: Planungsbüro Stefan Schmid Blaibach www.planungsteam-schmid.de Beton + Betonschalung Fassade / Concrete and formwork, facade: Fleischmann & Zankl Viechtach, www.bau-zankl.de Betonschalung Innenraum / Formwork, interior: Gföllner, Fahrzeugbau und Containertechnik St. Georgen, www.gfoellner.at Akustiksysteme / Acoustic systems: Akustik & Raum AG, Olten www.akustik-raum.ch Metallbau Tribüne / Steel construction, grandstand: Metallbau Gruber, Weiding www.metallbau-gruber.de Sanitärkeramik + Armaturen / Sanitary ceramics and hardware: Duravit, Hornberg www.duravit.de Dornbracht, Iserlohn www.dornbracht.com

L, M Axonometrien vorgefertigte Schalungselemente (die jeweils vordere Tafel der Großflächenschalung ist ausgeblendet) N örtliches Einbiegen der Bewehrungsbügel in den Faltungen O Schnitt durch Schalungsaufbau mit Großflächentafel und eingestelltem Schalungselement Maßstab 1:50

15

Schichtplatte 21 mm

15

Anker Baumeister

60

60

Örtlich einbiegen

∅ 8/25 60

∅ 8/25

30

15

∅ 8/25

L, M axonometric illustrations, prefabricated formwork elements (front panel of large scale formwork omitted in the illustration) N on-site bending of reinforcement into folds O section, formwork composition with large scale panels and inlaid formwork element scale 1:50

Örtlich einbiegen

L

∂structure 01/15

M

N

O

projekt und prozess 43

Fassadenelemente Trotz des einfachen Erscheinungsbildes erwies sich die Herstellung und Montage der vorgehängten Natursteinfassade aus gebäudehohen Elementen als sehr aufwändig.

Die Produktion der Fassadenelemente erfolgte direkt neben der Baustelle. Da das Steinmuster über die einzelnen Felder durchlaufen sollte, wurden die vier Fassaden als Ganzes auf einer zuvor sorgfältig planierten Fläche aufgerissen und mit stehenden Brettern entlang der späteren Fugen unterteilt. Die Stärke der Bretter von 20 mm entspricht dabei der späteren Breite der Fugen (Abb. R). Anschließend konnte man die zum Ausschluss von Schwachstellen und Rissen vorsortierten Granitsteine auslegen (Abb. S).

Deren Zwischenräume wurden zum einem Drittel mit Sand verfüllt, anschließend die Bewehrung oberseitig aufgelegt (Abb. T), die Stahlformteile befestigt und schließlich die Platten betoniert (Abb. U). Das Aufstellen und Bewegen der bis zu 3 × 10 m großen und ca. 19 Tonnen schweren Platten erforderte Entwicklung und Bau eines eigenen Hebewerkzeugs (Abb. Q) in Form eines stählernen Fachwerkträgers.

Um geschlossene Eckelemente ohne Fuge zu erhalten, wurden die Randelemente der beiden Stirnfassaden nach dem Aushärten aufgerichtet, in die Schalung der entsprechenden Randstreifen der Seitenwände gestellt und mit diesen im rechten Winkel vergossen (Abb. V).

Die Windsogsicherung gewährleistet ein Ankersystem, das auf einer für haufwerksporigen Leichtbeton vorhandenen Zulassung für Klebeanker basiert. Zur Gewährleistung der Standsicherheit wurde eine Versuchsreihe am Objekt erstellt, das Bauteil bis zur zehnfachen notwendigen Last ohne Versagensfall getestet und so die Zustimmung des Prüfingenieurs erwirkt.

In den oberen Rand jedes Elements sind Stahlformteile eingelegt. Die Gegenstücke, die die Last in das Bauwerk einleiten, sind in die Decke als exakt vermessener, geschlossener Dachkranz einbetoniert (Abb. P). Dadurch konnte die Passgenauigkeit der Einbauteile im Bezug zu den nachträglich angehängten Fassadenplatten sichergestellt werden: Betonbau mit der Fertigungsgenauigkeit von Stahl!

P

Verbindungslehre mit Markierungen für den maßgenauen Stoß zweier Einbauteile am Dachrand Q Montage eines geneigten Fassadenelementes mithilfe des Hebewerkzeugs R Plan für das Schalen der Fassadenelemente mit der Position der Fugenbretter und der Verlegerichtung der Steine, für Element F14 ist exemplarisch die Lage eines Stahl-einbauteils dargestellt Maßstab 1:200 S – V verschiedene Arbeitsschritte bei der Herstellung der Fassadenelemente P

support structure with markings for precise connection of two inbuilt elements along roof border Q assembly of inclined facade element by use of hoist R formwork plan for facade elements, individual panel arrangement and layout direction for stone panels, Element F14 illustrated as example for position of inbuilt steel element S – V different work steps in manufacturing facade elements

P

Facade elements The production and assembly of the curtain wall facade with its natural stone panels was highly complex. The production of facade elements took place directly next to the construction site. Since the stone patterns were supposed to extend continuously beyond individual panels, the facades were drafted along a carefully levelled area and subdivided according to planned joints (ill. R). The granite stone was laid out in order to exclude weak spots and cracked elements (ill. S). Joints were infilled to one-third with sand. The reinforcement was placed on top (ill. T), the steel components were set, and finally, the panels were cast in place (ill. U). A steel truss hoist (ill. Q) served to erect and lift the panels measuring up to 3 m × 10 m and weighing 19 t. In order to achieve closed corner elements without visible joints, the border elements of the two front facades were erected after curing, set into the formwork of the corresponding border areas of side walls, and orthogonally cast in place together (ill. V). Steel components were integrated along the upper border of each element. Their connectors transmit loads into the building structure and are cast into the ceilings at precise dimensions, forming a closed roof ring (ill. P). This ensured the precision required to join the inbuilt elements and the facade panels during assembly: concrete construction with the production accuracy of steel!

22.33°

11 2.3 3°

67 .67 °

2.2

2.2

2.0

1 892.

ine 25.0

90.0 0°

.1 22 22 .7 87 18

2370.2

1 917.

F1

Ste

F12

F13

F14

2.0

F15

F16

7

401.

90.0 1°

F17

488.4

2.0

der

605.5

2.2

ng

839.7

2.0

722.6

2.2 0.7 se 32 Ach 6 318.

2.0

htu

20

956.8

Ric

2.2 0.7 se 32 Ach 6 318.

2.6 se 19 Ach 0 192.

2.0

2.0

0.7 se 32 Ach 6 318.

25.0

90.9 1°

2.2 7 320. se Ach 6 318.

0.7 se 32 Ach 6 318. .6 2185

18.6 se Ach 25.0 2.2 .1 17

7 320. se Ach 6 318.

25.0

90 .9 2°

° 158.59

32.1

646.6

463.8

90 .9 2°

399.

33.94°

F10

159.5

296.7

89 .0 8°

136.2

8

Achse 137.2

2.0

294.7

2.0

Achse 296.7

294.7

2.0

294.7

2.0

Achse 296.7

Achse 296.7

294.7 Achse 296.7

2.0

86.8

0 300.

8 406.

Achse 87.8

1411.9

1 546.

310.6

12 3.9 4°

9° .3 78

Q

44 projekt und prozess

3

300.8 Achse 302.9

9° .3 78

2.0 30.119.

3 Achse 20.

Abtrennungen definieren die Fugenbreite.

Fugenbreite = 2cm

2.0 161.8 Achse 162.8

Schalungshöhe=25 cm

R

∂structure 01/15

products

produkte

Beton und Mauerwerk Bewehrung, Schalung, Beton, Betonfertigteile, Kalksandstein, Ziegel

Verbesserter Pumpensumpf Hieber entwickelte eine bemerkenswerte Neuerung im Bereich Pumpensumpf und setzte sie in Kooperation mit StekoX um. Der »Typ SA« ist bereits zum Patent angemeldet. Jeder Pumpensumpf kommt als Fertigteil auf die Baustelle und wird vor Ort über die überstehenden Eisenelemente mit der Bodenplatte verbunden. Auf dem Weg dorthin wird das 1 bis 3 t schwere Teil transportgesichert, auf-, um- und abgeladen und zuletzt auf der Baustelle gelagert. Das einbetonierte Dichtband, das üblicherweise aus der Oberseite des Pumpensumpfs ragt, erleidet dabei immer wieder Schäden. Mit bloßem Auge ist dies kaum zu erkennen.

Zudem muss in Handarbeit dagegenbetoniert werden, was Zeit kostet und weitere Fehler verursachen kann. Bei dem neuen Hieber-System liegt die Anschlussbewehrung zur Bodenplatte nun nicht mehr oben, sondern seitlich.

So entsteht auf der Oberseite an der Schachtkrone eine schalungsglatte Oberfläche. Die zweite Verbesserung betrifft die Dichtigkeit. Mit drei aufeinander abgestimmten Abdichtungsprodukten – »Polymerquellpaste SX100«, »Polyfleece SX1000« und »Quellband Polyproof X1« – kann der Pumpensumpf nun geschlossen produziert und angeliefert werden. Der Verarbeiter muss vor Ort nur noch seitlich anbetonieren, was einer Zeitersparnis von ca. drei Stunden gegenüber dem bisherigen System entspricht.

Hieber Betonfertigteilwerk GmbH www.hieber-beton.de StekoX GmbH, Magstadt www.stekox.de

56 produkte

Leichtbeton als Sichtbeton für Wiederaufbau Meisterhäuser 1996 wurden das Bauhaus und die Meisterhäuser in Dessau auf die Liste des Weltkulturerbes der UNESCO aufgenommen. Die von Walter Gropius entworfenen Bauten sind weltweit ein Symbol für die weiße Moderne.

Mit dem Wiederaufbau der im Zweiten Weltkrieg zerstörten Häuser Gropius und Moholy-Nagy wurde das Berliner Architekturbüro Bruno Fioretti Marquez beauftragt. Das für deren Entwurf benötigte Baumaterial musste ganz spezielle Anforderungen erfüllen – so wurde für die Außenwände ein sehr heller Leichtbeton als Sichtbeton geplant. Eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Materials sollte den Verzicht auf zusätzliche Dämmstoffe ermöglichen. Außerdem musste der Beton ein niedriges Raumgewicht haben, da die unter Denkmalschutz stehenden Fundamente der historischen Gebäude nicht verändert werden durften.

Die Dyckerhoff-Niederlassung Betontechnologie führte umfangreiche Versuche durch und entwickelte eine spezielle Rezeptur: durch einen kompletten Austausch der natürlichen Gesteinskörnungen wie Kies und Sand durch Blähtonkugeln und Leichtsand konnte ein Leichtbeton mit einer sehr niedrigen Rohdichte hergestellt werden. Dieser Beton erfüllte die in Deutschland im Stahlbetonbau gültigen Normen und gleichzeitig alle Anforderungen an Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Wärme-, Feuchte-, Brand- und Schallschutz. Die Dyckerhoff Beton Niederlassung ElbeSpree produzierte den Leichtbeton im

Transportbetonwerk Zerbst. Insgesamt wurden für das Objekt 400 m³ des speziellen »LC 12/13« produziert.

Eine wesentliche Herausforderung bestand in der zielsicheren Einhaltung der Frischbetonrohdichte. Durch einen eigens erstellen Qualitätssicherungsplan konnte ein erstklassiges Ergebnis in der Sichtbetonklasse 4 realisiert werden.

Dyckerhoff GmbH, Wiesbaden www.dyckerhoff.de

∂structure 01/15

KS-Funktionswand

Nachhaltiger Zement Holcim White hat sein Produktportfolio um den nachhaltigen Portlandkalksteinzement »CEM II/ A- LL 52,5 N« erweitert. Da bei seiner Herstellung weniger Klinker erforderlich ist, konnte die CO²-Bilanz um 10 % zu vergleichbaren Zementen gesenkt werden.

Gleichzeitig besitzt er ein verbessertes Wasserrückhaltevermögen und eine geringe Entmischungsgefahr. Infolgedessen ist der mit ihm hergestellte Beton sehr geschmeidig und lässt sich gut mithilfe von Pumpen befördern.

Wie die beiden bewährten Weißzemente des Herstellers eignet sich das neue Produkt für ästhetisch anspruchsvolle Betonflächen.

Holcim White, SK-Rohožník www.holcim-white.com

Außenwände müssen eine Vielzahl von Funktionen erfüllen. Eine klare Trennung verschiedener bauphysikalischer und statischer Funktionen ist hierbei sowohl konstruktiv als auch materialbezogen sinnvoll. »Unika-Kalksandstein« ist als Grundlage einer multifunktionalen Außenwandkonstruktion besonders geeignet.

Aufgrund der produktspezifischen Eigenschaften lassen sich Außenwände statisch hoch belastbar ausführen.

Gleichzeitig sorgt eine KS-Außenwand für schlanke Konstruktionen und eine deutliche größere Flexibilität bei der späteren Ausführung der Fassade.

Dank der hohen Rohdichte verfügt sie über exzellenten Schallschutz sowie sommerlichen Wärmeschutz. Zudem bieten die nichtbrennbaren Außenwände einen hervorragenden Brandschutz.

Dank der schlanken Abmessungen gewinnt man nicht nur mehr Raum, sondern erhält auch eine moderne und energetisch hochwirksame Gebäudehülle. Schon eine zweischalige Wand aus einer tragenden Kalksandstein-Schale von d = 17,5 cm, einer 14 cm dicken Dämmung mit λ = 0,024 W/mK sowie einer Verblendschale erzielt einen U-Wert von 0,16 W/m2K. Kombiniert man eine Unika-Kalksandstein-Wand in d = 17,5 cm mit einem 20 cm dicken WDV-System mit λ = 0,032 W/mK, verfügt die Außenwand über einen U-Wert von 0,15 W/m2K. Die großformatigen KalksandsteinPlanelemente bieten darüber hinaus eine rationelle und wirtschaftliche Bauweise.

Ziegel trifft Holz Unipor erweitert sein Sortiment durch einen mit Holzfasern gefüllten Mauerziegel. Der mit nachwachsenden Rohstoffen gefüllte »Unipor W07 Silvacor« bietet einen Wärmeleitwert von 0,07 W/mK und ermöglicht damit den Bau von Effizienzhäusern nach KfW-Standard. Auch in den Bereichen Tragfähigkeit, Brand- und Schallschutz überzeugt der nachhaltig gefüllte Mauerziegel.

Unipor-Ziegel Marketing GmbH, München www.unipor.de

Aufeinander abgestimmt

Die patentierte »DX-Systemdecke« gibt es in zahlreichen Ausstattungsvarianten und Detaillösungen – sie wurde nun um eine Systemvariante speziell für den Holzhausbau erweitert. Jedes Element der Systemdecke wird exakt nach Plan gefertigt und als komplett trockenes Bauteil montagefertig auf die Baustelle angeliefert. In den Deckenplatten ist bereits werkseitig ein Ringanker integriert. Alle gewünschten Besonderheiten werden bereits im Werk in die Deckenplatten integriert. Brand- und Schallschutz sind optimal. Ein weiteres Highlight ist die integrierbare Raumklimafunktion.

»Piano« ist eine funktionsgetrennte Neukomposition der KS-Außenwand, bestehend aus KS-Planelementen und einer außen auf das Mauerwerk aufgebrachten Wärmedämmung aus Foamglas-Blöcken. Das Produkt wurde von den Unternehmen Schencking Vertriebsgesellschaft und Deutsche Foamglas GmbH, in Zusammenarbeit mit der Isocom GmbH entwickelt und erfolgreich erprobt. Das System trägt entschieden zum vorbeugenden Brandschutz bei. Es gehört zur Baustoffklasse A1. Beim Wärmeschutz ist mit einer Dämmstoffdicke von 30 cm und U-Werten bis 0,13 W/m2K Passivhausstandard erreichbar. Anforderungen an den Schallschutz werden aufgrund der hohen Rohdichte optimal erfüllt. Piano kommt als vorkonfektionierter Wandbausatz auf die Baustelle.

Dennert Baustoffwelt GmbH & Co. KG,

Schencking Vertriebsgesellschaft mbH,

Schlüsselfeld

Saarlouis

www.dennert-baustoffe.de

www.ks-original.de

Unika GmbH, Rodgau

Betondecke für Holzbau

58 produkte

www.unika-kalksandstein.de

∂structure 01/15

Bleiwolle schützt vor Elbwasser Der alte Elbtunnel ist längst nicht mehr die schnellste Möglichkeit, den Hamburger Hafen zu unter- oder überqueren. Viel besucht ist das ungewöhnliche Baudenkmal mit seiner charakteristischen, gefliesten Innenfassade aber nach wie vor. Jetzt wird der im Jahr 1911 eröffnete Tunnel erstmals vollständig saniert – Bleiwolle der Röhr + Stolberg GmbH sorgt dabei als Fugenmaterial für einen lang anhaltenden Feuchtigkeitsschutz.

Seit über 100 Jahren hält der alte Elbtunnel Druck und Wasser stand. Die Fugen des 426 m langen unterirdischen Wahrzeichens bieten an vielen Stellen jedoch Angriffspunkte für die Feuchtigkeit. Für die Sanierung war die Wahl des richtigen Fugenmaterials zwischen den Stahltübbings daher entscheidend: Die Arbeitsgemeinschaft Alter Elbtunnel, bestehend aus den Firmen HC Hagemann und Ed. Züblin, hat sich für die erneute Verwendung des traditionsreichen Werkstoffs Bleiwolle entschieden.

Das Material ist nahezu wartungsfrei, langlebig und chemisch mit allen gän-

Betoninstandsetzung

Erfolgreiche Tiefeninjektion

Die Remmers »Betofix«-Produktlinie setzt seit Jahren Maßstäbe in der Betoninstandsetzung. Betofix R4 z.B. hat den höchsten Chlorideindringwiderstand seiner Klasse. Dieser ist nicht nur für die Instandsetzung von Meerwasserbauwerken von ausschlaggebender Bedeutung, sondern ebenso für Verkehrsbauten wie Parkhäuser oder Tiefgaragen, wo Pfeiler und Rampen dem durch die Fahrzeuge eingeschleppten Tausalz ausgesetzt sind.

Für den Fassadenbereich wurden Betofix R2 und Betofix RM entwickelt, die ohne Haftbrücke für das Schließen von Ausbruchstellen, Lunkern, Poren und Kiesnestern eingesetzt werden können.

Das ehemalige Exerzierhaus aus dem Jahr 1883 ist ein bedeutendes historisches Zeugnis: als letztes Bauwerk verweist der imposante neugotische Bau auf Wittenbergs strategische Bedeutung als Garnisonsstadt. Zuletzt wurde der langestreckte Ziegelbau als Reithalle genutzt. Nun soll eine öffentlich zugängliche Cranachgalerie einziehen. Hierzu müssen vor allem die Setzrisse an der Ziegelfassade instandgesetzt werden. Zudem ist eine Innenraumsanierung und ein nicht unterkellerter Anbau am Westgiebel geplant.

Vor allem an den Außenwänden im westlichen Gebäudeteil waren massive Risse im Mauerwerk zu erkennen.

Die durchgeführte Baugrunduntersuchung förderte schnell die Ursache ans Licht: ein nicht ausreichend tragfähiger Baugrund. Die Setzungsrisse in den Ziegelmauern rührten von einem mit Sand verfüllten alten Wassergraben her – Teil der einstigen Stadtbefestigungsanlage.

Um weitere Setzungsrisse zu verhindern war eine langzeitstabile Baugrundverstärkung gefragt. Die »Uretek-Deep-Injection-Methode« bot sich zur Auffüllung der Hohlräume in der

Remmers Baustofftechnik GmbH, Löningen www.remmers-fachplanung.de

68 produkte

gigen Baumetallen kompatibel. Die bisher verwendeten Bleidichtungen leisten dementsprechend nach wie vor einen guten Dienst, müssen jedoch aufgrund von Korrosionsschäden stellenweise erneuert werden.

So können selbst nach einem Jahrhundert immer noch drei Viertel der insgesamt 37 km langen Dichtungen weiter verwendet werden.

Bleiwolle besteht aus feinen Bleifäden oder -streifen, die äußerst biegsam sind und sich auch in engsten Spalten zu einer homogenen, dichten Fugenoberfläche verstemmen lassen. Die Anpassungsfähigkeit des Produkts an nachträgliche Bewegungen in der Konstruktion ist dabei ein Vorteil gegenüber anderen Fugenmaterialien.

Das Material ist darüber hinaus zu 100 % recycelbar und eignet sich für nachhaltiges Bauen. Allerdings sollten nur speziell geschulte oder erfahrene Handwerker die Verstemmarbeiten durchführen. Mit umfangreichen Schulungsmaßnahmen wurden in Hamburg daher vorab Handwerker mit Spezialwissen versorgt.

Röhr + Stolberg GmbH, Krefeld www.roehr-stolberg.de

heterogenen Wassergrabenverfüllung an. Dadurch sollte auch die Tragfähigkeit des Baugrunds und der Kraftschluss zwischen Baugrund und aufgehender Konstruktion wiederhergestellt werden. Von der Innenseite des Mauerwerks wurden Bohrlöcher in den Baugrund gelegt. Durch diese Bohrlöcher konnten die Injektionslanzen eingebracht werden. Hierdurch ließ sich das Zweikomponenten-Expansionsharz unter kontrolliertem Druck in den Baugrund injizieren. Bei der Volumenvergrößerung der Harze (Polymerisation) entstehen Expansionskräfte. Dadurch wachsen die Horizontalspannungen im Baugrund langsam an, bis das Maß der vertikalen Auflast erreicht ist.

Uretek Deutschland GmbH, Mülheim an der Ruhr www.uretek.de

∂structure 01/15

know-how

fachwissen

Wesentliche Entwurfsprinzipien für Fußgängerbrücken Principles for Designing Pedestrian Bridges

Andreas Keil Der Autor ist seit 1985 bei schlaich bergermann und partner tätig, seit 1994 als Partner. Er befasst sich insbesondere mit dem Entwurf und der Realisierung von Brücken.

Andreas Keil ist Autor von: Detail Praxis – Fußgängerbrücken, Institut für internationale Architektur-Dokumentation, München 2012.

The author works for schlaich bergermann und partner since 1985 and became a partner in the firm in 1994. He is deeply involved in the design and realization of bridges.

A

B

Mit teilweise aufsehenerregenden Konstruktionen haben sich Fußgängerbrücken in den letzten Jahrzehnten als eigenes Genre im Brückenbau etabliert. Errichtet an den unterschiedlichsten Orten, überraschen sie vielfach mit besonderen Konstruktionen, spannenden Wegeführungen und hoher Aufenthaltsqualität. Für den Tragwerksplaner sind sie ein interessantes und reizvolles Aufgabenfeld. Jede Fußgängerbrücke dient in erster Linie dem Zweck, Menschen sicher über Hindernisse hinwegzuführen. Anders als Straßen- oder Bahnbrücken verbinden sie aber nicht nur zwei Orte miteinander, sie sind für den Fußgänger auch unmittelbar haptisch erlebbar. Die Herausforderung besteht darin, einen Entwurf zu verfassen, bei dem sich Konstruktion und Form entsprechen und auch dem Betrachter angemessen und logisch erscheinen.

Sich mit dem Entwurf von Fußgängerbrücken auseinanderzusetzen, führt zu der grundsätzlichen Frage, was eigentlich einen guten Entwurf auszeichnet. Andere Disziplinen, die sich mit Form und Funktion von Gebrauchsgegenständen beschäftigen, haben dies bereits umfassend diskutiert und analysiert. Beispielsweise hat der Industriedesigner Dieter Rams Mitte der 1990er-Jahre »10 Thesen über gutes Produktdesign« aufgestellt und veröffentlicht (S. 71 oben), die sich durchaus auch auf Fußgängerbrücken übertragen lassen – sind doch auch sie Gebrauchsgegenstände für Menschen. Die Thesen erlangten große Bekanntheit und Anerkennung und überzeugen bis heute. Auf ihrer Grundlage soll im Folgenden erläutert werden, wie unser Büro, schlaich bergermann und partner, die Anforderungen an den Entwurf von Fußgängerbrücken versteht und davon ausgehend seit Jahren Tragwerkskonzepte und Entwürfe entwickelt.

Drei Prinzipien Auf den Entwurf von Fußgängerbrücken angewandt, kristallisieren sich für uns unter Rams‘ Thesen drei Prinzipien heraus: Fußgängerbrücken sollten nicht nur funktional, sondern auch ehrlich und innovativ sein. Alle weiteren seiner Thesen lassen sich aus unserer Sicht diesen drei Prinzipien zu- bzw. unterordnen. Werden diese Aspekte im Entwurfsprozess angemessen berücksichtigt und immer wieder hinterfragt und überprüft, können am Ende spannende und gut funktionierende Fußgängerbrücken entstehen.

70 fachwissen

Funktionalität Brauchbarkeit durch gute Gestaltung Um eine individuelle Entwurfsgrundlage zu erhalten, ist es bei der Planung von Fußgängerbrücken unerlässlich, die funktionalen Anforderungen an eine Brücke genau zu analysieren und zu definieren.

Neben den geometrischen Parametern, wie etwa Breite oder Steigung, müssen Sicherheitskriterien, wie beispielsweise die Rutschfestigkeit oder die sichere Ausbildung des Geländers, berücksichtigt werden. Eine Brücke, die in einem einsamen Tal nur gelegentlich von einigen Wanderern genutzt wird, unterliegt anderen Anforderungen als eine Brücke, die von Besuchern einer Großveranstaltung reibungslos und sicher passierbar sein muss (Abb. A, B).

Besonders stark frequentierte Brücken benötigen eine ausreichende Breite. Die erforderliche Kapazität von Fußgängerbrücken kann mithilfe detaillierter Untersuchungen und Gutachten genau berechnet werden. Viele Brücken brauchen allerdings nur eine geringe Kapazität, die weit unter der maximal möglichen liegt. In diesen Fällen muss die Breite so ausgelegt sein, dass Passanten sich problemlos auf der Brücke bewegen können, ohne sich gegenseitig zu behindern.

Der Grundrissverlauf sollte, insbesondere wenn auch Radfahrer die Brücke nutzen, möglichst fließend sein, das heißt Ecken und scharfe Richtungswechsel sollten nach Möglichkeit vermieden werden (Abb. C). Des Weiteren müssen Fußgängerbrücken barrierefrei nutzbar sein. Können Rampen nicht flach genug ausgeführt werden, ist es ratsam, frühzeitig Aufzüge bei der Entwurfsbearbeitung miteinzubeziehen.

Das Verformungsverhalten einer Fußgängerbrücke kann die Nutzbarkeit ebenfalls beeinträchtigen. Dies betrifft neben den statischen Verformungen auch das dynamische Verhalten. Der Entwurf sollte zum Ziel haben, die vertikalen und – noch wichtiger – die lateralen Beschleunigungen so gering wie nur möglich zu halten.

∂structure 01/15

Gutes Design … ist innovativ … macht ein Produkt brauchbar … ist ästhetisch … macht ein Produkt verständlich … ist unaufdringlich … ist ehrlich … ist langlebig … ist konsequent bis ins letzte Detail … ist umweltfreundlich … ist so wenig Design wie möglich

Good design … is innovative … ensures a product is usable … is aesthetic … makes a product comprehensible … is unobtrusive … is honest … is long-lasting … is consistent down to the smallest details … is environmentally friendly … is as little design as possible

(Zehn Thesen über gutes Produktdesign von Dieter Rams)

(Ten theses for good product design by Dieter Rams) A einfache Hängebrücke aus Weidengerten in der indischen Region Ladakh B Fußgängerbrücke mit sehr dichtem Verkehr: Freies Gehen ist eingeschränkt; Überholen ist kaum mehr möglich.

C Fußgängerbrücke in Sassnitz, schlaich bergermann und partner; Architekturbüro Pieper A simple suspension bridge made of willow bundles in the Indian region of Ladakh B pedestrian bridge with very dense traffic: walking freely is inhibited, overtaking hardly possible.

C pedestrian bridge in Sassnitz, schlaich bergermann und partner; Architekturbüro Pieper

C

With their spectacular structures, pedestrian bridges became established in the past decades as an independent category of bridge building. Erected at the most diverse locations they surprise viewers with their special constructions, exciting pathways, and highly welcoming character. For structural engineers, they comprise an interesting and appealing field of expertise. Each pedestrian bridge has the primary task of safely guiding people across obstacles. Different than road or railway bridges, they don’t simply connect two places by the shortest possible route. The challenge is to create a design that observers consider an adequate and logical example of construction and form. Dealing with the design of pedestrian bridges almost inevitably leads to questions on which attributes actually characterize a good design. This topic has already been comprehensively discussed and analysed by other disciplines that deal with form and function of items of everyday use. The industrial designer Dieter Rams formulated his “10 theses for good product design” (p. 71 top). They can be applied to pedestrian bridges rather well – considering that they are also items of people’s everyday use. The theses re-

∂structure 01/15

ceived a large amount of recognition and remain valid to this day. Based on these principles we will explain how our firm, schlaich bergermann und partner, interprets the requirements for designing pedestrian bridges and in follow creates and develops structural design concepts and projects.

Three core theses With regards to pedestrian bridges, particularly three of the ten theses stand out and call for particular attention: pedestrian bridges shouldn’t only be functional, but also honest and innovative. All further aspects can be considered partial to or can be correlated to these three core theses. If these aspects are given adequate consideration within the design process and are perpetually challenged and tested, exciting and well-functioning pedestrian bridges can be created.

fachwissen 71

Optimierte Stahlkonstruktion für die Messe Frankfurt Ultrahochfester Beton im Hochbau Entwurfsprinzipien für Fußgängerbrücken

Zeitschrift für Architektur und konstruktiven Ingenieurbau Solar Decathlon 2012 in Madrid Review of Architecture Structural Engineering Qualitätsmanagement für and gesunde Innenräume Vorschau auf die EnEV 2012

01/13

001_Titel_Detail-structure.indd 1

structure

23.03.15 13:28

Green

001_Titel_Detail-structure.indd 1

Abbildungsnachweis

Impressum

Fotos, zu denen kein Fotograf genannt ist, sind Architektenaufnahmen, Werkfotos oder stammen aus dem Archiv DETAIL.

∂ structure Zeitschrift für Architektur und konstruktiven Ingenieurbau

Seite 4, 38, 39, 41 unten, 42 rechts, 43, 53: Edward Beierle, D–München Seite 7,9: © Christo/Photo:Wolfgang Volz Seite 15–17: © B+W/Marc Schellenberg Seite 18 oben: Nigel Young, GB–London Seite 18 unten: Eberhard Möller, D–Karlsruhe Seite 20: Christian Schittich, D–München Seite 21, 34–37: Shigeo Ogawa, T–Tokio Seite 22–25, 27: Nicola Roman Walbeck, D–Düsseldorf Seite 28, 29: Christian Richters, D–Berlin Seite 31 viertes von oben: Ingo Bach, D–Frankfurt am Main Seite 31 zweites von oben, 31 rechts: Bollinger + Grohmann, D–Frankfurt am Main Seite 40, 42 links, 44, 45, 82 links unten: Karl Landgraf, D–Blaibach Seite 41 oben: Burkhard Franke, D–München Seite 46–48, 49 unten, 50, 51: Sebastian Schels, D–München Seite 49 oben, 52: Planungsgesellschaft Dittrich, D–München Seite 56 oben, 56 Mitte: Christoph Rokitta/Stiftung Bauhaus Dessau Seite 58 rechts Mitte: Deutsche FOAMGLAS GmbH, D–Hilden Seite 63 oben rechts: John Schofeld, DE / Sto SE & Co. KGaA Seite 64: Conné van d’Grachten/HD Wahl Seite 65 oben links: David Stifani Seite 66 oben rechts, 66 unten links: Gerhard Zwickert/Wienerberger

Seite 66 oben links: Anja Castens/Stadt Brandenburg FG Denkmalschutz Seite 66 links Mitte: Jens Krüger/Wienerberger Seite 67 rechts: Bernd Ducke, D–Ottobrunn Seite 68 oben links: stefanbtsv/fotolia.com Seite 69: Alan Karchmer/Esto Seite 70 oben: Manfred Gerner, D–Fulda Seite 70 unten: Elsa Caetano, P–Porto Seite 71: Jürgen Schmidt, D–Köln Seite 72, 75 unten, 77, 79 oben, 80: schlaich bergermann und partner, D–Stuttgart Seite 73, 74, 75 oben, 78 unten, 79 unten: Michael Zimmermann, D–Stuttgart Seite 76, 78 erstes von oben: Gert Elsner, D–Stuttgart Seite 78 zweites von oben: nach: RWTH Aachen u. a.: Advanced Load Models for Synchronous Pedestrian Excitation and Optimised Design Guidelines for Steel Foot Bridges (SYNPEX). 2008, S. 13 Seite 78 drittes von oben: seggel, www.pfenz.de/wiki/Wachtelsteg (cc) Seite 78 viertes von oben: nach: RWTH Aachen u. a.: Advanced Load Models for Synchronous Pedestrian Excitation and Optimised Design Guidelines for Steel Foot Bridges (SYNPEX). 2008, S. 14 Seite 82 rechts: Tomás Bujnovzky, H–Budapest

Rubrikeinführende s/w-Aufnahmen Seite 5: Seite 15: Seite 21: Seite 53: Seite 69:

Ovaldach Messe Frankfurt – Tor Nord Architekten: Ingo Schrader, D–Berlin Museumserweiterung in Lausanne Architekten: B+W architecture SA, CH–Lausanne Bogenschießhalle in Tokio Architekten: FT Architects , J–Fukushima Konzerthaus in Blaibach Architekten: Peter Haimerl, D–München Nieuw Vennep Brücke über den Hoofdvaart-Kanal Architekten: Santiago Calatrava, CH–Zürich

∂structure 01/15

Verlag: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, Hackerbrücke 6, 80335 München Tel. (089) 38 16 20-0, Fax (089) 38 16 20-66 Internet: http:// www.detail.de Postanschrift: Postfach 20 10 54, 80010 München Persönlich haftende Gesellschafterin: Institut für internationale ArchitekturDokumentation Verwaltungs-GmbH, München, eine 100 %-ige Tochter der ATEC Business Information GmbH. Kommanditistin (100 %): ATEC Business Information GmbH, München.

Verlagsleitung: Meike Weber Redaktion DETAIL structure: (Anschrift wie Verlag, Telefon Durchwahl -84, E-Mail: redaktion@detail.de): Christian Schittich (Chefredakteur, V. i. S. d. P., CS), Johanna Christiansen (JC), Sabine Drey (SD), Andreas Gabriel (GA), Maria Remter (MR), Jakob Schoof (JS).

Freie Mitarbeit: Burkhard Franke (BF), Sophie Karst (SK), Florian Köhler (FLK), Roland Pawlitschko (RP) Zeichnungen: Dejanira Ornelas Bitterer, Marion Griese (MG), Emese M. Köszegi, Simon Kramer (SiK), Freie Mitarbeit: Ralph Donhauser, Kwami Tendar Übersetzungen englisch: Mark Kammerbauer Redaktion DETAIL transfer: (Anschrift wie Verlag) Tel. (089) 38 16 20-0 Meike Weber (V. i. S. d. P.), Tim Westphal (Leitung), Katja Reich, Hildegard Wänger Herstellung /DTP: Peter Gensmantel (Leitung), Cornelia Kohn, Andrea Linke, Roswitha Siegler, Simone Soesters Vertriebsservice: (Abonnementverwaltung und Adressänderungen) Vertriebsunion Meynen, Große Hub 10, 65344 Eltville Tel. (0 61 23) 92 38-211, Fax: -212 E-Mail: detailabo@vertriebsunion.de Marketing und Vertrieb: Claudia Langert (Leitung) Irene Schweiger (Vertrieb) Tel. (089) 38 16 20-37 (Anschrift wie Verlag) Anzeigen: Martina Langnickel (Leitung, V. i. S. d. P.), DW -48 Claudia Wach, DW -24 (Anschrift wie Verlag) Tel. (089) 38 16 20-0

23.03.15 13:28

DETAIL structure erscheint im Mai + Oktober DETAIL structure ist nur über den DETAIL Online Shop erhältlich: www.detail.de/shop oder innerhalb des DETAIL Abonnements.

DETAIL structure Einzelheft: € 18,90 / CHF 28,– / £ 13,60 / US$ 24,50 Abonnement 10 Ausgaben und zusätzlich 6 Sonderhefte: Inland: € 179,– Ausland: € 179,– / CHF 251,– / £ 119,– / US$ 234,– Für Studenten: Inland: € 95,– Ausland: € 95,– / CHF 137,– / £ 67,– / US$ 124,– Ausland zzgl. MWSt, falls zutreffend Alle Preise verstehen sich zuzüglich Versandkosten. Abonnements sind 6 Wochen vor Ablauf kündbar.

Konto für Abonnementzahlungen: Deutsche Bank München BLZ 700 700 10 · Konto 193 180 700 IBAN: DE24700700100193180700 SWIFT: DEUTDEMM Alle Rechte vorbehalten.

Für unverlangte Manuskripte und Fotos wird nicht gehaftet. Nachdruck nur mit Genehmigung. Für Vollständigkeit und Richtigkeit aller Beiträge wird keine Gewähr übernommen.

Repro: Martin Härtl OHG Kistlerhofstraße 70, 81379 München Druck: W. Kohlhammer Druckerei GmbH + Co.KG Augsburger Straße 722, 70329 Stuttgart Bei Nichtbelieferung ohne Verschulden des Verlages oder infolge von Störungen des Arbeitsfriedens bestehen keine Ansprüche gegen den Verlag.

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 47 2015 für alle Beiträge, soweit nicht anders angegeben bei Institut für internationale ArchitekturDokumentation GmbH & Co.KG Dieses Heft ist auf chlorfreigebleichtem Papier gedruckt.

Die Beiträge in DETAIL sind urheberrechtlich geschützt. Eine Verwertung dieser Beiträge oder von Teilen davon (z. B. Zeichnungen) sind auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.

impressum 83