XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

In Biel/Bienne (Schweiz) wurde im Jahre 1964 eine Hängedachkonstruktion vollendet, die durch ihre geometrische Form und insbesondere durch die Art ihrer Aufhängung an nur vier Stützböcken bemerkenswert ist.

Das Bauwerk beherbergt in wesentlichen ein Hallenbad und einen Konzertsaal. Überspannt wird ein rechteckiger Grundriss von 35x70 m. Aus funktionellen und architektonischen Gründen war es notwendig, dass alle vier Außenwände zum größten Teil keine kontinuierlich angeordneten Tragelemente vernünftiger Dimensionen enthalten konnten. Es wurde daher zu einer Lösung gegriffen, die bereits von einer Ausstellungshalle der Westfalenhalle AG in Dortmund her bekannt war [1], nämlich einem nur in einer Richtung gespannten Hängedach, dessen äußere Form und Abspannung den speziellen Anforderungen entsprechend so abgewandelt wurden, dass

1. eine unsymmetrische Kettenlinie entstand und

2. auch in der anderen Tragrichtung die sogenannten Fangeträger über 35 m freitragend ausgebildet wurden. Durch die biegesteife Verbindung dieser weitgespannten Fangeträger mit Druckstützen und Unterbau entstanden zwei räumliche Fangerahmen aufweist.

Man beachtet,

1. dass der Schwerpunkt S und das Drillzentrum C bei diesem Querschnitt 1.20 m auseinander liegen,

2. dass wegen der Vouten zu den Auflagern hin weder die Schweraxe noch die Drillaxe eine gerade Linie ist,

3. dass im Auflagerknoten weder die Schweraxe noch die Drillaxe die Schweraxe der Druckstütze trifft,

4. dass der Schnittpunkt von Zug- und Druckstütze aus architektonischen Gründen 1.40 m oberhalb der Konstruktion liegt und

5. dass die Seilkraft K des Hängedaches aus Gründen einer einfachen Dachhautgestaltung nur in Feldmitte einigermaßen in der Nähe des Drillzentrums angreifen konnte.

Vorgespannt wurden sowohl die Fangeträger als auch das Hängedach selbst mit Spannkabeln BBRV. Jede der Hängedachetappen bestand aus 4 bis 6 Strängen von vorfabrizierten Rippen-Elementen, die auf einem fahrbaren Gerüst zusammengefügt wurden und alsdann simultan zu spannen waren. Man kann eine solche Simultan-Spanngruppe der STAHLTON AG bei der Arbeit sehen. Durch dieses Simultanspannen wurde erreicht, dass jede Bauetappe sich beim Vorspannen gleichmäßig vom Gerüst abhob.

Der wesentliche Vorteil vorgespannter Hängedächer liegt bekanntlich darin, dass die Dehnungen und damit alle Normal-kraft-Deformationen viel kleiner ausfallen als bei nicht vor-gespannten Konstruktionen. Hierdurch werden wesentlich größere Spannweiten möglich. Durch das Hinzufügen weitgespannter Fangeträger konnten im vorliegenden Falle außerdem trotz rechteckigem Grundriss alle Reaktionen auf nur vier Knotenpunkte konzentriert werden.

Resume

Behandelt wird das Hängedach in Biel/Bienne (Schweiz). Es ist einaxig über 70 m gespannt als unsymmetrische Kettenlinie. In der anderen Richtung sind die Fangeträger über 35 m freitragend, womit trotz rechteckigem Grundriss alle Reaktionen auf nur 4 Stützböcke konzentriert wurden und auf Abspannungen nach außen ganz verzichtet werden konnte. Die spezielle Form der räumlichen Fangerahmen machte die Entwicklung eines Kraftgrößenverfahrens für exzentrische Rahmen nötig, das kurz skizziert wird. Die Bauetappen des Hängedaches selbst wurden durch simultanes Vorspannen von je 4 bis 6 Strängen der vorfabrizierten Rippenelemente gleichmäßig vom fahrbaren Gerüst abgehoben.

Literatur:

[1] VAESSEN, F.: Das Hängedach der grossen Trainings- und Aus-stellungshalle der Westfalenhalle AG in Dortmund.

Beton- und Stahlbetonbau 54 (1959), Seite 233

[2] KAMMENHUBER, J.: Kraftgrößenverfahren der Stabstatik bei nichtlinearem Elastizitätsgesetz.

Dissertation TH Achen 1961, Seite 176