207 Projektbeschreibung Für den Neubau des Hardenberg Gymnasiums wurde vom Architekten eigens ein Treppengeländer entworfen. Diese Konstruktion galt es nachzuweisen, und, aufgrund der beengten Platzverhältnisse, die Anschlusspunkte zu optimieren. Die architektonische Gestaltung des Gesamtkonzepts ließ nicht viel Spielraum, um die Struktur zu verändern. Berechnungsvorgang: Nach anfänglicher „ebener“ Überschlagsberechnung konnte mit den vorgeschlagenen Querschnitten des Entwurfs keine ausreichende Tragfähigkeit nachgewiesen werden. Außerdem war die Befestigung des Geländers am Treppenlauf nicht in wirtschaftlichem Maße realisierbar. Deshalb wurde beschlossen das Stahlgeländer mit Finiten Elementen räumlich zu berechnen, und so verschiedene Varianten der Anschlusspunkte mit geringem Zeitaufwand zu vergleichen. Es ergab sich so die Möglichkeit, bei maximaler Ausnutzung der Profile die minimale Anzahl an Anschlussplatten zu ermitteln. Wegen der ungleichmäßigen Befestigung des Geländers musste besonderes Augenmerk auf die Steifigkeit des Geländers im Allgemeinen und des Wangenblechs im Besonderen gelegt werden. Dabei wurden 3 Varianten der Treppengeländer untersucht: • Befestigung am Treppenlauf und den beiden Treppenpodesten oben und unten • Treppenlauf und Podest nur unten • Und das Treppengeländer am Treppenauge nur am Lauf befestigt. Ergebnisse Die räumliche Berechnung der Varianten führte zu dem Schluss, eine Befestigung des Geländers mit vertikal stehenden Anschlussplatten an den Setzstufen des Treppenlaufs und eine zusätzliche Befestigung auf den Podesten mit horizontalen Anschlussplatten auszuführen. Die direkte Befestigung des Geländers an der Wange des Treppenlaufs konnte nicht realisiert werden. Die Anzahl der Anschlussplatten wurde räumlich verteilt auf das notwendige Minimum reduziert. Durch die räumliche Beanspruchung und das Zusammenwirken aller Konstruktionselemente konnten die vom Architekten vorgegebenen Querschnitte minimiert werden, was zu einer Stahlersparnis von 25% führte!! Technische Daten Treppenlauf: Horizontale Länge: 3,08 m; Höhe 1,75 m (Geschosshöhe 3,50 m) Treppenpodestlänge: 1,36 m Anschlussplatten je Lauf: 7 (bei 11 Steigungen) Anschlussplatten je Podest: 2 Belastung: 1kN/m in Handlaufhöhe Minimale Blechdicke: 5 mm Stahlgewicht eines Geländers (am Treppenauge): 295 kg Es kommen insgesamt 20 Geländer zur Ausführung. Anzahl der Finiten Elemente (Kantenlänge 1 cm): 37 800 Treppengeländer für Hardenberg Gymnasium Handrail for stairway of Hardenberg Gymnasium For the Hardenberg Gymnasium, the architect designed a handrail for a stairway . There was very few space to connect the railing to the stairs, so an economical solution had to be found. The problem was to minimize the number of connection-points. After considering a few different variants, we could reduce the necessary steel material by 25%. This was only possible by considering the whole construction in the 3D-load demolition.
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