Mischbauweise Stahl/Holz am Bei- spiel einer ... - Dlubal GmbH

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Stefan Demetz
Karl Frajo-Apor
Christian Schaur
Am Beispiel einer dreigeschossigen Parkdeckerweiterung im Bereich
eines bestehenden Einkaufszentrums wird über die Lösungsfindung innerhalb
komplexer Rahmenbedingungen, die konstruktive Umsetzung,
aber auch über die besonderen Montageanforderungen berichtet. Detailliert
wird auf die Kombination Stahl/Holz eingegangen und die Erfahrungen
in schwingungstechnischer Hinsicht zusammengefaßt.
Steel and wood mixed building technologies used in the design
of a parking garage enlargement. The example of a three storey
parking garage belonging to a shopping centre demonstrates a solution
to meet severe boundary conditions. The constructional design as
well as the specific demands for the erection are described. In detail
the mixed building technologies of steel and wood and the experience
concerning vibration calculation and measurement are summarised.
1 Ausgangssituation und Anforderungen
1.1 Allgemeines
Um den steigenden Anforderungen hinsichtlich Parkmöglichkeiten
Rechnung zu tragen, wurden in den vergangenen
Jahren im Bereich des dez-Einkaufszentrums am Ostrand
von Innsbruck bereits zwei Parkhäuser errichtet. Zur
weiteren Kapazitätserhöhung wurde das Architektur- und
Ingenieurbüro ATP Achammer-Tritthart & Partner, Standort
Innsbruck, beauftragt, zu untersuchen, inwieweit es
möglich ist, einen ebenerdigen Baumarkttrakt bei laufendem
Betrieb mit drei Parkebenen zu überbauen. Bei der
Bewertung waren die seit den 1970er Jahren wesentlich
verschärften Erdbebenlasten (Innsbruck liegt in der Erdbebenzone
4) und Unsicherheiten in den Bodenverhältnissen
zu berücksichtigen.
ATP untersuchte zuerst eine klassische Lösungsvariante,
eine Erweiterung aufbauend auf dem 10-m-Raster
mit manschettenartiger Verstärkung der Fertigteilstützen
und Verstärkung der Einzelfundamente über Micropfähle.
Die Detailprüfung hat jedoch gezeigt, daß eine solche Lösung
zu große Störungen des laufenden Betriebes und damit
verbundenen Kosten gebracht hätte. So entstand die Idee,
nur die Parkebene im 1. OG (Ebene A) direkt auf den Bestand
zu legen, die Ebenen B und C jedoch über ein weitgespanntes
Fachwerksystem – aufgeständert auf wenige in
den Baumarkt geführte Stützen – abzulasten. Sowohl für
die Ebene auf dem Baumarkt als auch für die darüberliegenden
Ebenen war es wichtig, auf jeden Fall eine möglichst
leichte Konstruktion zu wählen. ATP entschloß sich
daher zu einer Kombination mit dem heimischen Baustoff
Holz.
1.2 Bestand
Der bestehende Baumarkt (errichtet 1976) weist eine einfache
Struktur mit in Köcherfundamenten eingespannten
Fertigteilstützen im Raster 10,0 × 10,0 m auf. Auf diesen
Stützen liegen Einfeld-Fertigteilbinder und als Flächenelement
TT-Platten ohne Aufbeton.
Für eine Umsetzung war zuerst die Tragfähigkeit der
bestehenden Fertigteilstützen zu prüfen. Dazu wurden mittels
Kernbohrungen Festigkeitsuntersuchungen durchge-
Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel
einer Parkdeckerweiterung
führt. Die plangemäß ursprünglich in B 300 (alte ÖNORM
B 4200) konzipierten Stützen wiesen Festigkeiten größer
B 600 auf. Eine genaue Nachrechnung der Köcherfundamente
zeigte, daß auch hier ausreichend Tragreserven vorhanden
sind. Bei der Bestimmung der Zusatzlasten konnte
davon ausgegangen werden, daß der vorhandene Kies auf
dem Bestandsdach entfernt wird, es mußte also nur mit
Differenzzusatzlasten gerechnet werden.
1.3 Ablastungsmöglichkeiten auf umliegende
Gebäudeteile
Das erst vor wenigen Jahren errichtete westliche Parkhaus
kann aufgrund seiner Spezialkonstruktion (weit auskragende
Verbundflachdecke nach einem System von Prof.
Tschemmernegg) keine Zusatzlasten aufnehmen. Ebenso
tabu waren die alten, nördlich gelegenen Gebäudeteile.
An der Westseite des Baumarktes wurde in den 1990er
Jahren ein schmaler Erweiterungsbau – überwiegend aus
Stahlbeton – errichtet. Eine Nachrechnung ergab hier, daß
eingeschränkt Vertikallasten und aufgrund der langen scheibenartigen
Struktur Horizontallasten in Nord-Süd-Richtung
eingeleitet werden können.
1.4 Gründungsproblematik
Um einerseits die Aufnahme der erhöhten Bodenpressungen
unter den bestehenden Fundamenten beurteilen zu
können und andererseits eine Optimierung für die neuen
Fundamente zu ermöglichen, wurden im Baumarkt mehrere
Rammsondierungen niedergebracht. Mit diesen Untersuchungen
war es möglich, Bodenpressungen in Höhe von
500 kN/m 2 zuzulassen – mit zu erwartenden Setzungen
von etwa 1,00 bis 1,50 cm bei den neuen Fundamenten.
1.5 Erdbeben
Im Raum Innsbruck war zum Planungszeitpunkt gemäß
ÖNORM B 4015-1 mit einem Erdbebenkoeffizienten ε=
0,111 zu rechnen. Damit kam von vornherein der Horizontalaussteifung
eine besondere Bedeutung zu. Mit Rücksicht
auf die sehr beengten Raumverhältnisse im Baumarkt
wurden nur auf der Nordseite für die Aussteifung in Ost-
West-Richtung V-Stützen im Gebäude situiert, alle anderen
Horizontalkräfte wurden über ein Fachwerksystem an
der im Freien liegenden Süd-West-Ecke und über einen
neuen Treppenkern (Fluchtwege) an der Süd-Ost-Ecke
geleitet.
Um die Kragstützen des Baumarktbestandes im Erdbebenfall
nicht zu überlasten, wurde die neue Konstruktion
der Ebene A über Gleitlager aufgelagert, die Horizontalkräfte
wurden überwiegend der Neukonstruktion
zugewiesen.
1.6 Ertüchtigungsmaßnahmen im Bereich der alten
Fertigteilkonstruktion
Zur Auflagerung der Ebene A mußten im Bereich der Stützenköpfe
konstruktive Ertüchtigungsmaßnahmen ergriffen
werden. Zur Vermeidung von Abplatzungen wurde der
© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 72 (2003), Heft 7

Spalt zwischen den Fertigteil-UZ-
Stirnflächen mit Kunstharzmörtel verpreßt.
Dies konnte ohne Gefährdung
der Lagerfunktionalität durchgeführt
werden, da die bestehenden Träger
ja keine wechselnde Belastung mehr
erhalten und Langzeitverformungen
längst schon abgeklungen waren.
1.7 Zu- und Abfahrtswege
Zur Erschließung der neuen Parkdecks
mußten keine eigenen Rampen erstellt
werden, die Decks wurden verkehrsmäßig
an die Ebenen des westlichen
Parkhauses angeschlossen. Dies bedeutete
zwar einen großen Vorteil für die
Flächennutzung, brachte jedoch nicht
unerhebliche Probleme im Zusammenhang
mit den zur Verfügung stehenden
Höhenentwicklungen und bei der
Ausbildung der Fahrbahnübergänge.
Aufgrund der Empfindlichkeit der bestehenden
Kragplatten mußte jede Vertikalverbindung
vermieden werden.
2 Statische Konzeption
Neben den schon genannten Randbedingungen
– möglichst leichte Konstruktion
und Bedachtnahme auf hohe
Erdbebenbeschleunigungen – mußte
die Neukonstruktion weiterhin auf
folgende Punkte Rücksicht nehmen:
– geringe Konstruktionshöhe aufgrund
der höhengleichen Anbindung an das
bestehende Parkdeck
– erschwerte Bauabwicklung innerhalb
des dreiseitig vorhandenen Bestandes
– schneller Bauablauf tunlichst ohne
Einschränkung des Betriebes im Einkaufszentrum
und im Baumarkt
– sichtbare Gesamtkonstruktion im
Endzustand, somit auch erhöhte Anforderungen
an die Optik
Grundsätzlich gliedert sich das Bauvorhaben in zwei hinsichtlich
Vertikalkraftableitung nahezu unabhängige Teile:
Ebene A – Fläche auf dem Baumarkt: Die Konstruktion
liegt direkt auf dem bestehenden Baumarktdach, die Horizontalkräfte
wurden sowohl in den Bestand als auch in
die Neukonstruktion eingebunden.
Ebene B und C – Fachwerkebenen: Neukonstruktion,
statisch gänzlich von den Bestandsobjekten getrennt.
2.1 Konzeption Ebene A
2.1.1 Vertikale Lastabtragung
Das Haupttragsystem wird durch einen Trägerrost (HEB
400) gebildet, welcher auf dem bestehenden 10,0 × 10,0-m-
Stützenraster des Baumarktes aufbaut. Aus Verformungsgründen
mußten die Längsträger durchlaufend ausgebildet
werden.
Für die Holzfahrbahn (vgl. Abschn. 2.4) wäre eine
Spannweite von 10,00 m konstruktiv nicht möglich gewe-
S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
Bild 1. Südansicht und Übersichtsgrundriß Ebene A
Fig. 1. South elevation and general plan of level A
sen, deshalb wurde die Spannweite mit zusätzlichen Trägern
(HEA 400) zwischen den Hauptlängsträgern halbiert
(Bild 2).
Bild 2. Trägerrost Ebene A vor der Holzmontage
Fig. 2. Girder grid in level A before timber assembly
Stahlbau 72 (2003), Heft 7
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S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
2.1.2 Horizontale Aussteifung
Für die horizontale Anbindung wurde ostseitig ein in den
1990er Jahren errichteter Erweiterungsbau sowie der neue
Fluchttreppenturm herangezogen. An den anderen Seiten
wurden die Horizontalkräfte in die Vertikalfachwerke geleitet.
Mittels Horizontalverbänden wurden die auftretenden
Horizontalkräfte zu den Vertikalelementen abgetragen.
Die Scheibenwirkung der Holzelemente wurde nicht
herangezogen, um einen möglichst geringen Befestigungsaufwand
für die Holzelemente zu erzielen. Dies war nötig,
da die Montage der Holzelemente nur bei Schönwetter
erfolgen konnte und die Ebene noch am gleichen Tag mit
einer Abdichtungsschicht versehen werden mußte.
Beim neuen Parkdeck handelt es sich um ein offenes
Bauwerk, wodurch entsprechend hohe Temperaturdifferenzen
zu berücksichtigen waren. Durch ausgeklügelte
Lagerdetails konnte die Konstruktion weitgehend zwängungsfrei
gehalten werden.
2.1.3 Bauphysikalische Besonderheiten
Durch das Überbauen des Baumarktdaches entstand ein
Hohlraum zwischen der bestehenden Pi-Plattendecke und
der neuen Stahl-Holz-Konstruktion. Durch Anordnung von
regelmäßigen Öffnungen in den Querträgerstegen wurde
eine Durchlüftung dieses unzugänglichen Bereiches sichergestellt.
2.2 Konzeption Ebene B und C
2.2.1 Vertikale Lastabtragung
Die Haupttragkonstruktion bilden fünf zweigeschossige
Fachwerke in einem Abstand von 16,50 und 16,95 m. Konstruktiv
kann man diese in drei Typen unterteilen. Das südliche
Fachwerk in Achse A, welches sich noch im Freibereich
vor dem Baumarkt befindet, den drei Innenfachwerken
(Achsen B, C und D) über dem Baumarkt und das
Fachwerk Achse E über der Randachse des Baumarktes. Die
Spannweite dieser Fachwerke beträgt 27,00 m mit einem
einseitigen Kragarm von 3,50 m. Die Konstruktionshöhe
entspricht der Geschoßhöhe der Parkebenen B und C (zusammen
ca. 6,40 m). Bei den Fachwerken A bis D wurden
die Diagonalen über beide Geschosse geführt, d. h., die
Längsträger für die Ebene C wurden in die Fachwerkpfo-
Bild 3. Binderansicht Achse A
Fig. 3. View of truss in axis A
Stahlbau 72 (2003), Heft 7
sten eingebunden. In Achse E wurden die Diagonalen geschoßweise
angeordnet.
Aus Formänderungsgründen und zur Verbesserung
des Schwingungsverhaltens mußten – trotz der damit verbundenen
aufwendigen Detailausbildungen – alle Knoten
biegesteif durchgebildet werden, dies galt auch für den
Anschluß der Deckenriegel.
Um möglichst schlanke Stützen im Baumarkt zu realisieren,
wurden als Auflager für die inneren Fachwerke
Pendelstützen gewählt. Die Gelenke wurden mit Kipplagern
bei den Fachwerken und mit Topflagern über den
Fundamenten erreicht. Die Pendelstützenlösung erlaubte
auch eine rasche vorgezogene Montage mit möglichst kurzem
kritischen Offenlassen des Bestandes.
Für die beiden Fachwerke in Achse A und E wurde
jeweils ein gelenkig gelagerter Rahmen gewählt, wobei die
Stiele als V-Stützen ausgeführt wurden, um einerseits die
Räumlichkeiten in der Mall und im Freibereich nicht allzu
sehr einschränken zu müssen und andererseits optimale
Voraussetzungen für die Horizontalkraftfortleitung zu schaffen
(Bild 3).
2.2.2 Horizontale Lastabtragung
Zur Ableitung der Horizontalkräfte mußten horizontal
ganzflächig Verbände angeordnet werden. Da diese sichtbar
bleiben, wurden optisch ansprechende Zugstangensysteme
verwendet.
Horizontallasten in Nord-Süd-Richtung wurden
ostseitig in ein neu errichtetes Fluchttreppenhaus und
westseitig in ein stehendes Fachwerk Achse A/1 eingeleitet.
Die Horizontallasten in Ost-West-Richtung wurden
über die V-Stützen auf Achse A und E abgetragen.
Die Fachwerke wurden untereinander mit Durchlaufträgern
in den Fachwerksknoten (Abstand alle 5,40 m) miteinander
verbunden. Diese bilden einerseits das Auflager
für das Holz, andererseits stabilisieren sie die ca. 25 t schweren
Innenfachwerke gegen Kippen. Ein weiterer Vorteil lag
darin, daß bei der geschoßweisen Montage der Holzdecks
keine zusätzlichen Abspannungen für die Fachwerke nötig
waren.
Die Fachwerke wurden überhöht eingebaut, um nach
Fertigstellung der Parkdeckebenen (Längsträger, Holz, Abdichtung
und Asphalt) die Nullage zu erreichen.
2.3 Dachkonstruktion
Die Tragkonstruktion bildet auch hier ein Trägerrost, dessen
Ausführung denen der unteren Ebenen entspricht –
mit abgeschwächten Profilen entsprechend der geringeren
Gesamtauflast. Das Trapezblechdach mußte gebogen ausgeführt
werden, deshalb wurden Pfetten auf dem Trägerrost
in einem Abstand von 2,70 m aufgeständert. Das Trapezblech
stabilisiert die Pfetten, so daß sparsame IPE-
Profile verwendet werden konnten.
2.4 Holzkonstruktion
Für die Fahrbahnplatten wurden fünfschichtig verleimte
KLH-Massivholzplatten mit einer Breite von 2,15 m eingesetzt,
mit zwei Abdichtungsbahnen und einem Gußasphaltbelag
2 × 2 cm (Bild 4). Speziell kam ein Produkt der
KLH Massivholz GmbH in Holzqualität BS 11 zum Einsatz.

Bild 4. Regelquerschnitt Fahrbahnaufbau
Fig. 4. Standard cross-section of the deck
Es kamen Drei- und Zweifeld-Systeme zur Anwendung.
Im Bereich der Ebene A beträgt die Holzgesamtstärke
135 mm (Einzelstützweite = 5,00 m), im Bereich
der Ebenen B und C 145 mm (Einzelstützweite = 5,40 m).
Im Falle von kritischen, nicht gestützten Längsrändern
(z. B. bei den Entwässerungsrinnen) wurden Randverstärkungen
angebracht. An den Längsstößen wurde die Kontinuität
durch eine verschraubte Überplattung erzielt, bei
den Auflagerstößen wurde zusätzlich eine Verteilerplatte
eingelassen, um den Endverdrehungswinkel zu halbieren.
Die Befestigung auf den Stahlträgern erfolgte über eingelassene
Schraubenbolzen mit Gefällekeilen aus Holz zwischen
den Trägern und den Holzelementen.
2.5 Brandschutz
Seitens der Baubehörde wurde für alle tragenden Teile
F 60 vorgeschrieben. Dazu wurden alle Stahlteile mit einem
vor Ort aufgebrachten Brandschutzanstrich versehen, für
die Holzteile wurde die Resttragfähigkeit nach 60 Minuten
Abbrand nachgewiesen.
3 Statische Berechnung
3.1 Systemanalyse
Die Tragkonstruktion mußte räumlich erfaßt werden, um
vor allem die Ableitung der Erdbebenkräfte wirklichkeitsnahe
simulieren zu können. Zu diesem Zweck wurde mit
dem EDV Programm RSTAB (Ingenieur Software Dlubal)
sowohl die Ebene über dem Baumarkt als auch die gesamte
Stahlkonstruktion Ebenen B und C räumlich eingegeben.
Es wurde mit elastischer Federung für die Lagerung
der Pendel- und V-Stützen gerechnet (Bild 5). Die
Holzteile wurden gesondert bemessen und flossen nicht
in das EDV-Modell ein.
3.2 Schwingungsverhalten
Bereits in der Entwurfsphase wurde zur Beurteilung des
Schwingungsverhaltens ein Schwingungsgutachter zugezogen.
Die mathematischen Untersuchungen zum dynamischen
Verhalten wurden von diesem mit dem FEM-
Programm SAP5 durchgeführt. Erste vereinfachte Untersuchungen
zeigten, daß der Grenzwert von 3 Hz gemäß
S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
Bild 5. Räumliche Gesamtstruktur
Fig. 5. Spatial overall structure
ENV 1993-1-1 eingehalten werden kann. Dabei wurde
jedoch das Kreuzlagenholz nicht in Rechnung gestellt und
diente somit als zusätzliche Sicherheit.
Die genaueren Berechnungen für das längste Feld mit
insgesamt vier PKW ergaben Eigenfrequenzen von 4,27
und 5,91 Hz (erste beide Eigenfrequenzen).
Nach Fertigstellung des Parkdecks wurden Messungen
im längsten, schwingungsanfälligsten Feld (16,95 m)
durchgeführt. An drei Meßpunkten wurden Beschleunigungsaufnehmer
am Gußasphalt befestigt. Die Schwingungsanregung
erfolgte über einen Unwuchterreger mit
stufenlos variierbarer Anregefrequenz. Es wurden Messungen
bei voller Feldbelegung (16 PKW bzw. schwerere Fahrzeuge)
und bei geringerer Belegung (sechs PKW) durchgeführt.
Für die Resonanzstellen ergaben sich Werte von
3,88 Hz und 7,13 Hz (16 PKW) und von 4,55 und 7,23 Hz
(sechs PKW). Die meßtechnisch ermittelten Systemdämpfungen
liegen bei etwa 10 % der kritischen Dämpfung.
Die gemessenen Eigenresonanzen des Parkdecks liegen
damit eindeutig über der kritischen Frequenz von 3 Hz. Die
berechneten Eigenfrequenzen und Eigenformen stimmen
ausreichend gut mit den Meßergebnissen überein.
Inzwischen liegen bereits Betriebserfahrungen über
mehrere Monate vor, und es zeigte sich im subjektiven
Empfinden bisher ein sehr „gutmütiges“ Verhalten.
4 Konstruktive Durchbildung und Montage
4.1 Detailausbildungen
4.1.1 Stützen
Die Lagerung der Pendelstützen der innenliegenden Fachwerke,
aber auch der V-förmigen Rahmenstützen in den
Randachsen wurde gelenkig ausgeführt. Dabei wurden im
Zuge der Herstellung bereits in den Fundamenten entsprechende
Einlegeteile vorgesehen. Diese wurden zur Aufnahme
von auftretenden Rückstellkräften mittels Kopfbolzendübeln
und zusätzlichen Schubprofilen zur Aufnahme
der Querkräfte in den Fundamenten verankert. Die Lagerung
der Hohlprofilstützen selbst erfolgte über steife Fußplatten
auf einem Elastomereblock.
Mit den gewählten bündigen Fußplatten war es möglich,
die Pendelstützen von oben durch die bestehende
Decke zu versetzen. In jenen Bereichen, in denen die er-
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S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
Bild 6. Auflagerung der Bestandsdecke auf den neuen Hohlprofilstützen
Fig. 6. Bearing brackets on the new hollow section columns
forderlichen Deckendurchbrüche die Stege der Pi-Platten
durchtrennen, mußten an den neuen Hohlprofilstützen Auflagerknaggen
für die Pi-Platten angebracht werden. Diese
wurden nach dem Einbringen der Stützen mittels Hollo-
Bolt-Schrauben befestigt (Bild 6).
Die Stöße der V-förmigen Rahmenstützen wurden derart
angeordnet, daß alle Erfordernisse des Transportes und
der Montage erfüllt werden konnten. In diesem Zusammenhang
war der Zusammenbau im Gebäude ein entscheidendes
Kriterium. Um ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild
zu erzielen, wurde bei allen Stützenstößen auf
Bild 7. Stoßausbildung bei den inneren V-Stützen
Fig. 7. Joints in an inner V-shaped columns
Stahlbau 72 (2003), Heft 7
Bild 8. Kipplager auf Pendelstützen
Fig. 8. Rocker bearing on articulated column
die Ausbildung von außen liegenden Kopfplatten verzichtet
und stattdessen Stöße mit innenliegenden Laschen ausgeführt
(Bild 7).
Die Verbindung der Pendelstützen mit dem Überbau
erfolgt über Kipplager, deren Achsen rechtwinklig auf den
Fachwerksebenen stehen (Bild 8). Auf Grund der großen
zu übertragenden Vertikalkräfte, konnten mit herkömmlichen
Modellansätzen für die Stirnplatten keine zufriedenstellenden
Ergebnisse erzielt werden. Daher wurde die
Detailausbildung einer möglichst realistischen FE-Analyse
– unter Berücksichtigung der stark abgeminderten
Bemessungswiderstände der massiven Stahlteile – unterzogen.
4.1.2 Auflagerung der Ebene A über dem Baumarkt
Auf den bestehenden Betonteilen wurden im Mörtelbett
Grundplatten verlegt. Für die erforderliche horizontale Verschiebbarkeit
wurde zwischen der Grundplatte und einer
zusätzlich angeordneten Ausgleichsplatte ein Gleitlager
(Lastofol) eingebaut. Führungsknaggen verhindern ein Verrutschen
dieses Lagerpaketes.
4.1.3 Fachwerk- und Riegelausbildung
Die Vorgaben hinsichtlich der räumlichen Ausführung der
gesamten Konstruktion hatten entsprechende Auswirkungen
auf die Ausbildung der Detailpunkte. Insbesondere
ergaben sich durch die geplante Umsetzung von durchlaufenden
Riegeln zur Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit
bei den Fachwerken zusätzliche Momentenbeanspruchungen
in den Knotenpunkten der Stäbe. Diese waren
mit den Beanspruchungen aus der Fachwerkswirkung zu
überlagern.
Aus diesem Grund wurden sämtliche Riegel-Stöße
außerhalb der Knotenbereiche in den Momentennullpunkten
der Riegel angeordnet. Dadurch war es möglich, alle
Stöße mit bündigen Kopfplatten und nach innen versetzten
Kehlnähten auszuführen. Da sämtliche Stahlteile sichtbar
verbleiben, entsprach diese Lösung auch dem beabsichtigten
hohen optischen Anspruch der Architekturplanung
(Bild 9).
Die Optimierung des Stahlgewichtes der Konstruktion
erforderte eine sehr starke Abstufung der einzelnen

Bild 9. Ansicht Fachwerkknoten
Fig. 9. View of a truss joint
Bild 10. Eckknoten
Fig. 10. Edge joint
Profile. Für die Ausführung der Fachwerksknoten führte
dies zu komplizierten geometrischen Verhältnissen. Durch
die resultierende hohe Auslastung der Stäbe war es erforderlich,
den Kraftfluß zwischen den einzelnen Stäben ganz
genau zu verfolgen (Bild 10).
4.2 Montage
Die Montage der gesamten Tragkonstruktion stellte auf
Grund der beengten zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse
und der Vorgaben in terminlicher Hinsicht eine
besondere Herausforderung an die Arbeitsvorbereitung
dar. Die Tragelemente der Konstruktion wurden mangels
eines ausreichend großen Vormontageplatzes entsprechend
ihrer Schußteilung fertig zusammengebaut mit dem LKW
angeliefert, zwischengelagert und folglich versetzt.
Das Versetzen der Teile erfolgte mit einem 70-t-Turmdrehkran
mit 3 t Tragkraft bei einer maximaler Auslegung
von 70 m. Der Aufstellungsort des Krans mußte an der
Westseite des bestehenden Parkhauses gewählt werden. Aus
diesem Grund mußten alle Stahlteile über dieses ebenfalls
drei Parkebenen umfassende Parkhaus gehoben werden
(s. Bild 1). Um die Sicherheit während der Hubvorgänge
S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
Bild 11. Ansicht der Montagesituation
Fig. 11. View of erection state
zu gewährleisten, wurden die vom Kran überstrichenen
Parkflächen für die Benutzung während der Bauphase gesperrt
(Bild 11).
Die Stützen im Inneren des bestehenden Gebäudes
wurden bei den innenliegenden Fachwerken der Achsen B
bis D von oben durch Bestandsdeckenöffnungen eingebracht.
Die V-förmigen Stützen in Achse E wurden mit
leichtem Hilfsgerät durch das Gebäude hindurch eingebaut.
Die Einteilung der dazu erforderlichen Stöße wurde
dementsprechend gewählt. Der Zusammenbau der Elemente
erfolgte vor Ort .
Die Montage der Baumarktebene (A) erwies sich als
problematisch, da die bestehende Decke, wie bereits angesprochen,
aus Fertigteilen in Form von Pi-Platten ausgebildet
ist. Auf Grund des sehr dünnen Pi-Platten-Spiegels
war es nicht möglich, schwerere Teile punktuell während
der Montagearbeiten abzusetzen. Es mußte ferner
auch stets gewährleistet werden, daß die zu montierenden
Träger immer ausreichend nach dem Versetzen lagegesichert
sind, um die Decke – und die neue Notabdichtung
– nicht durch ein Herabrutschen von den Gleitlagern
zu beschädigen. Da ein Herabfallen von Stahlteilen
nicht mit hundertprozentiger Sicherheit ausgeschlossen
Bild 12. Untersicht Ebene B
Fig. 12. Ceiling of level B
Stahlbau 72 (2003), Heft 7
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S. Demetz/K. Frajo-Apor/Chr. Schaur · Mischbauweise Stahl/Holz am Beispiel einer Parkdeckerweiterung
werden konnte, wurden sämtliche Montagearbeiten für
diese Ebene in der betriebsfreien Zeit des Geschäftes durchgeführt.
Nach dem Aufbringen der Holzbauteile auf der Baumarktebene,
erfolgte die Montage der Fachwerkträger beginnend
bei Achse A. Dies bot sich an, da sich auf dieser
Randachse der neue Betonkern und die V-förmigen Randstützen
befinden. Dadurch konnte eine stabile Lage des
zweigeschossigen Tragwerks erreicht werden. Die weiter
innenliegenden Fachwerke sind beweglich auf Kipplagern
aufgesetzt und mußten daher fortlaufend mit dem Randfachwerk
über die Längsträger verbunden werden.
Die gesamte Montage der Stahlteile mußte in enger
terminlicher Abstimmung mit dem Verlegen der Holzelemente
erfolgen. Sobald die Tragkonstruktion aus Stahl montiert
war, wurden anschließend sofort die Holzbauteile eingebaut.
In diesem Zusammenhang zeigte sich die starke
Witterungsabhängigkeit der gewählten Bauweise. Es bedurfte
stets einer entsprechend langen Schönwetterperiode,
um die Holzelemente verlegen und die Feuchtigkeitsisolierung
aufbringen zu können. Bei Einzel-Holzflächen
von bis zu 35 m 2 (16,2 × 2,15 m) durfte auch der berüchtigte
Innsbrucker Föhn gerade nicht blasen.
Gewicht der gesamten Stahlkonstruktion: ca. 580 t überwiegend
St 52
Holzkubatur: 840 m 3 BS 11
5 Schlußbemerkung
Mit der vorgestellten Umsetzung ist es nicht nur gelungen,
eine allen Randbedingungen adäquate Lösung zu finden;
die Parkdeckerweiterung ist auch formal ansprechend und
wird kundenseitig sehr gut angenommen. Dem Bauherrn
ist für seine stete Offenheit gegenüber Innovationen und
für die sehr gute Zusammenarbeit in allen Belangen zu
danken.
Rezensionen
Radomski, W.: Bridge Rehabilitation.
London: Imperial College Press 2002.
489 S., zahlreiche Bilder und Tabellen,
16 × 23,5 cm. Hardcover. ISBN 1-86094-
122-2. 43,– £.
Die Flut der Bücher zur Untersuchung,
Bewertung und Instandsetzung von
Brücken und auch anderen Konstruktionen
nimmt mit atemberaubender Geschwindigkeit
zu. Und man kann keineswegs
sagen, daß keine neuen gebraucht
werden. Im Gegenteil: Viele der erschienenen
Bücher decken nur einige Aspekte
ab und sind oft praxisfern.
Diese Sachlage kennt der Autor sehr
wohl und geht auch darauf ein. Er hat
versucht, in einem vor allem für die
Lehre gedachten Buch einen guten Überblick
zu geben und doch auch an einigen
Teilen bis zu handfesten Lösungen
durchzudringen. Bewußt hat er an vielen
Stellen auf Bezüge zu Normen verzichtet,
da diese in den verschiedenen
Ländern eben unterschiedlich sind. So
ist mehr ein Grundlagenwerk entstanden.
Stahlbau 72 (2003), Heft 7
Hauptsächlich sind Stahlbetonbrücken
Gegenstand der Darstellung,
einiges aber wird auch zu Stahlbrücken
und Verbundbrücken gesagt.
Durch extensives Eingehen auf Details,
die so differenziert in aller Regel
nicht in Lehrbüchern dargestellt werden,
wird der Umfang des Buches größer
als unbedingt nötig.
Bei den raschen Entwicklungen auf
dem Gebiet der Brücken-Rehabilitation
hätte man sich gewünscht, daß mehr Zitate
auf sehr aktuelle Veröffentlichungen
Bezüge herstellen. Nur wenige der
zitierten Quellen datieren aus der Zeit
nach 1996. Der Autor selbst bedauert,
daß sich die Fertigstellung des Buches
sehr lange hingezogen hat. Berücksichtigt
man aber, daß es bei der Konzeption
des Buches, das vor allem für Studenten
und Kursteilnehmer bei der Weiterbildung
gedacht ist, nicht so sehr auf
Aktualität ankommt, kann man dieses
Defizit in Kauf nehmen. Das trifft allerdings
nicht für das Kapitel der Brücken-
Management-Systeme zu, die zwar kurz
Am Bau Beteiligte:
Bauherr: dez Einkaufszentrum GmbH,
Amraserseestraße 56 A,
A – 6020 Innsbruck
Architektur und Statik: ATP Achammer-Tritthart &
Partner, Innsbruck, Planungs-
GmbH, Heiliggeiststraße 16,
A – 6020 Innsbruck
Detailstatik Stahlbau: A-MBT Anwendungszentrum
Mischbautechnologie GmbH,
Technikerstraße 13,
A – 6020 Innsbruck
Holzbaustatik: Dipl.-Ing. Johann Riebenbauer,
Lagergasse 65, A – 8020 Graz
Schwingungsgutachter: Dipl.-Ing. Dr. techn. Hansjörg
Schmid, Badgasse 6,
A – 6060 Hall in Tirol
Stahlbaufirma: UNGER Stahlbau GmbH,
Steinamangererstraße 163,
A – 7400 Oberwart
Holzbaufirma: Huter Johann & Söhne, Josef-
Franz-Huter-Straße 31,
A – 6020 Innsbruck
Verwendete Normen:
Lastannahmen: ÖNorm B 4012, B 4013, B 4014,
B 4015-2, B 4016
Stahlbau: ÖNorm B 4300 in Kombination mit
der DIN 18800 und dem EC 3
Holzbau: ÖNorm B 4100-2
Autoren dieses Beitrages:
Dipl.-Ing. Stefan Demetz und Dipl.-Ing. Karl Frajo-Apor, beide ATP Achammer-Tritthart
& Partner, Innsbruck, Planungs-GmbH, Heiliggeiststraße 16,
A – 6020 Innsbruck, Dipl.-Ing. Dr. techn. Christian Schaur, A-MBT Anwendungszentrum
Mischbautechnologie GmbH, Technikerstraße 13,
A – 6020 Innsbruck
erwähnt werden und deren Wichtigkeit
sehr wohl betont wird, die aber bei weitem
zu kurz kommen.
Ähnlich ist es um die Methoden der
zerstörungsfreien Prüfung bestellt. Die
baudynamischen Verfahren werden nicht
herangezogen, obwohl ihnen in anderen
Darstellungen breiter Raum eingeräumt
wird.
Die Fragen der Ermüdung sind weitgehend
ausgespart, auch wenn an mehreren
Stellen die Frage der Ermüdungsbeanspruchung
angesprochen ist.
Hier und da hat sich Unzutreffendes
eingeschlichen: so z. B., wenn beim
thermischen Richten verformter Stahlbauteile
von einer Temperatur von nicht
unter 650 °C gesprochen wird, oder wenn
behauptet wird, daß beim Kalt-Richten
die Streckgrenze herabgesetzt wird – das
Gegenteil ist der Fall, wohl aber wird
dabei die verbleibende plastische Verformungsfähigkeit
geringer!
Das Buch ist vor allem für die Ausbildung
zu empfehlen.
Dr.-Ing. Klaus Brandes, Berlin