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

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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 7 501
502 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.
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