Forschungs- und Laborbauten 2016

Projektvorstellungen
Bild 4. Spanngliedführung in der Abfangdecke über den Seminarräumen
Bild 5. Spannseilfassade zu den Innenhöfen
bestand der Wunsch nach einer optimierten Ausnutzung
des umbauten Raumes und einer Minimierung der tragenden
Bauteile mit dem Ziel, ein Maximum an Nutzwert, Flexibilität
und repräsentative Architektur sowie größtmögliche
Transparenz in Einklang zu bringen.
Bedingt durch die unterschiedlichen Nutzungen des
Biologicums und die damit verbundenen stark abweichenden
Anforderungen an das Tragwerk, war es trotz der minimierten
Anzahl tragender Bauteile und der großen Regelspannweiten
nicht möglich, ein über das gesamte Gebäude
einheitliches und durch alle Ebenen streng durchlaufendes
Tragsystem auszubilden. So ergab sich aus der nutzungsbedingten
Anordnung von stützenfreien Seminarräumen mit
ca. 15 m × 15 m Grundfläche im 1. Untergeschoss des nördlichen
Flügels A die Anforderung, die Mittelstützen der vier
darüber liegenden Geschosse über den Seminarräumen
abzufangen.
Da über den gesamten Gebäudekomplex geschossweise
einheitliche Deckenoberkanten ohne Deckensprünge
erforderlich waren und eine Vergrößerung der Geschosshöhe
des gesamten 1. Untergeschosses aufgrund von einzelnen
Seminarräumen sowohl wirtschaftlich als auch gestalterisch
nicht vertretbar war, kam eine Abfangung der
Stützen mittels Trägerrost beziehungsweise Unterzugssystemen
nicht in Betracht. Zur Anwendung kam eine nur
60 cm dicke Stahlbetonabfangdecke, welche die Seminarräume
als Mehrfeldsystem überspannt. Besonderes Augenmerk
bei jeglicher Art von Stützenabfangungen ist auf die
Einhaltung minimaler Verformungen zu legen, da sich
diese als Stützensenkungen über alle darüber liegenden
Geschosse fortsetzen und sich die Gesamtverformungen
im Zusammenspiel mit den hinzukommenden Deckenverformungen
um ein Vielfaches erhöhen und so für den Ausbau
und die spätere Nutzung negative Einflüsse haben
können.
Beim Biologicum wurde von der Ingenieurgesellschaft
Mayer-Vorfelder und Dinkelacker eine Vorspannung der
Abfangdecke mittels Monolitzen konzipiert, mit der es
zum einen möglich wurde, die Verformungen unter den
abzufangenden Stützen auf wenige Millimeter zu begrenzen
und zum anderen durch die über die Vorspannung
aufgebrachten Betondruckkräfte die Tragfähigkeit der Decke
soweit zu erhöhen, dass die Einleitung der hohen Stützenlasten
in die vergleichsweise dünne Decke statisch
möglich wurde.
Die Vorspannung der Decke erfolgt über insgesamt
50 Spannglieder mit jeweils vier Monolitzen, welche in einem
Abstand von 20 cm angeordnet sind. Teilweise wurde
es erforderlich, diesen Regelabstand an die Durchführungen
von Haus- und Labortechnik anzupassen. Um die Untersprießungszeiten
der Abfangdecke zu reduzieren und
somit eine wirtschaftliche Vorhaltungsdauer der Rüstung
zu ermöglichen, wurde die Vorspannung schrittweise in
Abhängigkeit von der Erstellung der darüber liegenden Decken
und der dementsprechend erhöhten Beanspruchungen
aus Eigengewicht aufgebracht. Durch diese Wahl der
Spannreihenfolge war es zudem möglich, bereits während
der Rohbauerstellung der oberen Ebenen mit dem Innenausbau
und den Installationsarbeiten in den Untergeschossen
zu beginnen, da diese nicht durch störende Absprießungen
beeinträchtigt wurden, was eine schnelle Inbetriebnahme
des Gebäudes förderte.
Für die Konzeption und Bemessung der vorgespannten
Abfangdecke sowie der Taktung der Spannvorgänge
war eine komplexe dreidimensionale Finite-Elemente-Modellierung
erforderlich, mittels welcher sowohl der Baufortschritt
als auch die sukzessiv erhöhten Vorspanngrade sowie
die zeitlichen Einflüsse des Kriechens und Schwindens
simuliert werden konnten.
22 Ernst & Sohn Special 2016 · Forschungs- und Laborbauten