Aufbau, Bemessung und Planung der TWIST‐Carbonbetonschalen

Abstract

Das Carbonbetonhaus CUBE wurde ausschließlich mit nichtmetallischer Bewehrung, vor allem aus Carbonfasern gebaut, um deren Potenzial zur Realisierung von schlanken, betonminimierten Bauten zu zeigen. Dieser Aufsatz stellt den Aufbau der markanten, geschwungenen TWIST‐Carbonbetonschalen, die sich von der Vertikalen in die Horizontale drehen, den Lastabtrag am Gebäude und die Grundlagen für die Querschnittsbemessung der Betonelemente und Stahlbauteile der Unterstützungskonstruktion vor. Zudem wird das Vorgehen der Tragwerksplaner bei der Ausführungsplanung einschließlich der eingesetzten Softwareprodukte aufgezeigt. Hinweis: Im Beitrag wird meist auf ausführliche Quellenangaben und Informationen zu den verwendeten Materialien verzichtet. Diese sind im Beitrag [1] zu finden.

Schwinduntersuchungen zu einer fugenlosen 24,4 m langen Carbonbetonschale – ZiE TWIST

“…Den statischen Berechnungen, die vom Büro ASSMANN BERATEN + PLANEN GmbH, Dresden durchgeführt wurden (vgl. auch [10]), liegt zugrunde, dass die Wetterschale punktuell auf den in der Tragschale eingespannten Isolinkstäben gelagert und entlang der Schalfläche in Längs-und in Querrichtung kontinuierlich elastisch gebettet auf der Dämm-und Dichtebene ist. Senkrecht zur…”

Statisch‐konstruktive Durchbildung des Gebäudeteils BOX – Herausforderung aus planerischer Sicht

“…Für die Realisierung des Bauvorhabens CUBE war zu Planungsbeginn absehbar, dass die beiden wesentlichen Gebäudebestandteile TWIST und BOX in ihrer Ausbildung und im Erstellungsprozess zwei völlig unterschiedliche Konstruktionen darstellen werden (Bild 1), [1] und somit auch zwei voneinander abweichende planerische Herangehensweisen bedürfen. Während die TWIST-Schalen vor allem in Verbindung mit den Stahlstützen und -riegeln ein räumliches Gebilde darstellen, dessen Lastabtragung und Tragfähigkeit sich im Wesentlichen auch nur räumlich nachweisen lassen [2,3], sollte der Gebäudeteil BOX bewusst als quaderförmiger Baukörper mit herkömmlichen horizontalen Decken und lotrechten Wänden errichtet werden und damit gleichzeitig den Nachweis einer allgemeinen Tauglichkeit der Carbonbetonbauweise bei einem eher traditionellen Gebäudetyp erbringen (Bild 2). Deshalb wurde die BOX auch als Montagebau mit Vorfertigungs-, Transport-und Baustellenprozessen konzipiert.…”

“…Dies führte dazu, dass die statischen Nachweise so- Aus diesem Grund wurde für die Nachweise des CUBE vom Planungsteam eine begrenzte Auswahl von einzusetzenden Materialien getroffen [18]. Hauptkriterium hier waren bereits vorliegende Erfahrungen aus anderen C 3…”

Herstellung von Carbonbetonbauteilen im Spritzverfahren – Technologieentwicklung

“…24 m in der Art, dass sich eine Raumhöhe ab OK Fundament von etwa 6,25 bis 6,90 m ergibt, Bild 1a). Die beiden maßgeblich aus Spritzbeton gefertigten TWIST-Elemente sind geometrisch gleich und so verdreht zueinander angeordnet, dass im Dachfirstbereich eine Öffnung als Dachlichtband entsteht [4,5]. Die Innen-und Außenseiten der TWISTs stellen eine Regelfläche dar und können damit mathematisch durch eine Geradenschar beschrieben werden [6][7][8], was den erforderlichen Schalungsbau erleichterte.…”