Nemetschek Structural User Contest 2013

58 X1 Category 1: Buildings Aufgrund einer nicht ausreichend tragfähigen Trapezblechdacheindeckung wurde eine umfangreiche Sanierung einer Dreifachturnhalle (Baujahr 1974) notwendig, wobei zusätzlich eine Verbesserung der energetischen Hülle sowie der Architektur durchgeführt werden sollte. Da die vorhandenen Spannbetonbinder, mit einer Spannweite über ca. 29 m bei einem Achsabstand von 6 m, eine neue Dacheindeckung einschließlich Unterkonstruktion nicht aufnehmen können, werden diese durch eine neue Stahlkonstruktion überbaut. Diese neue Tragkonstruktion wird auf die Köpfe der vorhandenen und noch nicht voll ausgenutzten Doppelstahlbetonstützen aufgesetzt. Hierbei muss aber eine zentrische Vertikallasteinleitung der möglichst leichten neuen Konstruktion sichergestellt werden. Zu den zusätzlichen vertikalen Lasten kommen noch erhöhte horizontale Lasten aus einem höheren Aufbau, welche aus der umlaufenden Lamellenattikakonstruktion sowie der vergrößerten Dachneigung und den zusätzlichen Lichtbändern resultiert. Diese Horizontallasten dürfen hierbei nur an entsprechend ausgelegte Bestandstützen abgeleitet werden. Die Auflagerung auf den anderen Stahlbetonstützen hat horizontal verschieblich zu erfolgen. Da die Abstützung der ca. 2 m von der Binderachse abgesetzten Giebelwände des ca. 45,9 x 28,6 m großen Gebäudes an die Spannbetonbinder ebenfalls nicht mehr brauchbar war und keine eingespannten Giebelstützen vorhanden sind, muss die gesamte Giebelwand mitsamt der dortigen Lamellenkonstruktion in die neue Tragkonstruktion eingebunden werden. Dies bedeutet die Randgiebelbinder ohne vertikale Zwischenunterstützung an den jeweils ersten Stahlfachwerkbinder der Stützen anzuschließen. Um die Gesamthöhe der umlaufenden Lamellenkonstruktion bei einer Dachneigung von 5 Grad möglichst gering zu halten wurde die Systemhöhe der Stahlfachwerkbinder auf ca. 2 m festgelegt. An den Randpfosten der Innenbinder sowie den Pfosten der Giebelbinder wurden die Pfosten der Lamellenunterkonstruktion mittels SCHÖCK-Isokorb angeschlossen. Diese ca. 3,2 m hohe umlaufende Lamellenunterkonstruktion besteht aus 4 umlaufenden Hohlprofilriegeln, wobei die oberste Reihe das Gewicht der Alulamellen trägt und daher mit Kopfbändern abgestützt wird. An diesen horizontal verlaufenden Hohlprofilen werden die vertikalen Aluhohlprofile mit den Haltern für die Lamellen angeschraubt. Durch die umlaufende hohe Attikakonstruktion sowie die Oberlichtbänder ergab sich ein aufwendiger Ansatz der Schneeanhäufungen. Da die Konstruktion schon als 3D-Modell für Vorentwürfe vorhanden war, konnte mittels DWG-Schnittstelle das Scia Engineer Berechnungsmodell und die Lasteingabe zügig erstellt werden und eine möglichst wirtschaftliche Konstruktion ermittelt werden. Hierbei war es besonders wichtig, das komplizierte Tragverhalten des Gesamtsystems möglichst realistisch abzubilden um für den Bestand keine zu hohen Lasten zu erhalten und die Verformungen und Schnittgrößen der angehängten Giebel- und Lamellenkonstruktion ausreichend genau beurteilen zu können. Zur besseren Übersichtlichkeit und Kontrolle, insbesondere bei der Ergebnisdarstellung, wurde das Gesamttragwerk mittels Layern bauteilweise strukturiert. Generalsanierung Turnhalle Mittelschule - Dillingen, Deutschland Software: Scia Engineer

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