Stahlbetonkonstruktion eines multifunktionalen Gebäudes in Brünn
Über das Projekt
In Brünn entsteht ein neues multifunktionales Gebäude, dessen Konstruktion aus Stahlbeton besteht. Das Gebäude wird das Stadtviertel Kralovo Pole dominieren und Gewerbeflächen im Erdgeschoss mit einem Hotel in den darüber liegenden Stockwerken kombinieren. Das Gebäude wird auch eine große Tiefgarage beinhalten.
Das Tragwerk ist komplett in Stahlbeton ausgeführt. In den Untergeschossen und Tiefgaragen kommt ein vertikales Stützensystem zum Einsatz. Statisch gesehen sind die Geschossdecken punktgelagert.
Die gesamte Gebäudestruktur wird von langen Bohrpfählen in Kombination mit einer starken Bodenplatte getragen. Letzteres soll die Effekte übertragen, die durch die Wechselwirkung der Platte mit dem Baugrund und die Wechselwirkung mit den Pfählen verursacht werden. Dadurch sind in der Struktur sogenannte
'Diskontinuitätsbereiche' entstanden, die die riskantesten Teile dieser Betonkonstruktion darstellen.
Da das Gebäude von anderen Gebäuden umgeben ist, wurde der Aushub der Fundamente sehr sorgfältig geplant.
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Technische Herausforderungen
Obwohl das Gebäude von außen relativ einfach aussieht, gab es unzählige technische Herausforderungen zu lösen.
Besonders herausfordernd war die Lastabtragung von den oberirdischen Geschossen in die Untergeschosse aufgrund der großen Grundrissunterschiede mit unterschiedlichen Tragwerkssystemen und den Anforderungen an die Funktion der einzelnen Räume (Untergeschoss: Rampe und Fahrspuren; Geschosse über den Garagen: kommerzielle Räume). Aus diesem Grund sind einige Teile der Struktur sehr hohen Belastungen ausgesetzt.
Als Lösung entwarfen die Ingenieure wandartige Träger, die an den Stellen, an denen das tragende Wandsystem von Wand zu Stütze übergeht, über zwei Stockwerke verlaufen.
Lösungen und Ergebnisse
STATIKON verwendete IDEA StatiCa, um den Kontakt zwischen den Außenwänden im unterirdischen Teil des Gebäudes, den Fundamentplatten und den Pfählen zu entwerfen und zu prüfen. Es war nicht möglich, die Pfähle mittig unter den Wänden zu platzieren. Grund dafür war die Einhaltung des vorgeschriebenen Abstandes zur Sohle der Baugrube.
In ähnlichen Fällen ist es möglich, eine massive Rippe um den Umfang der Fundamentplatte herum zu konstruieren, dies führt jedoch zu einer Erhöhung der Materialkosten (Beton und Bewehrung, Aushub, Vertiefung der Fundamentstruktur).
Eine andere Möglichkeit, die Situation zu lösen, ist die Verwendung der detaillierten Analyse in IDEA StatiCa. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, den Kontakt des Pfahlkopfes mit der Fundamentplatte unter der Außenwand im Detail zu untersuchen. Auf diese Weise stellten die Ingenieure fest, dass eine zusätzliche Rippe nicht erforderlich war. Die einzigen Ausnahmen waren die beiden am stärksten beanspruchten Bereiche, die ohne einen lokalen Verstärkung nicht bemessen werden konnten.
Dank dieser Herangehensweise gelang den Ingenieuren der STATIKON Solutions sro eine zuverlässige und präzise Konstruktion, die zudem den sparsamsten Materialeinsatz bei ausreichender Stabilität garantiert.
Ein weiteres Problem, das mit Hilfe von IDEA StatiCa gelöst werden konnte, war der Punkt, an dem die Stütze in der Fundamentplatte im Raum zwischen den beiden Pfählen endet. Diese Situation tritt auf, wenn die Tragfähigkeit eines einzelnen Pfahls nicht mehr ausreicht und ein " Satz " von Pfählen erforderlich ist.
In diesem Fall handelt es sich um zwei Pfähle mit einem gegenseitigen Achsabstand, der zwei Durchmessern des einen Pfahls entspricht. Damit sind wir wieder im Bereich der Diskontinuitäten, wo die Kräfte aus der Stütze über eine gestauchte Diagonale mit Zugkräften auf die Pfähle übertragen werden. Eine weitere Herausforderung, die die Ingenieure mit Hilfe von IDEA StatiCa lösten, waren die bereits erwähnten wandartigen Träger und einige hohe Pfähle, die aufgrund ihrer Übergröße sehr exzentrisch belastet sind.
Bei exzentrisch belasteten Pfählen brauchten die Ingenieure keinen konservativen Ansatz zu wählen und betrachteten die vertikale Kraft im exzentrischen Abstand von der Pfahlachse vereinfachend als Biegemoment. Sie hätten die Situation im Hinblick auf die Verteilung der Druck- und Zugspannungen auf die nachgelagerten Teile der Struktur behandeln können.
Hätten sie sich bei der Bemessung und Bewertung einer exzentrisch belasteten Stütze für einen konservativen Weg entschieden, wäre es gar nicht möglich gewesen, einen Entwurf zu erstellen. Die Bemessung mit Hilfe von IDEA StatiCa führte zur optimalen Menge der erforderlichen Bewehrung und deren Verteilung.
Durch die Anwendung von IDEA StatiCa Detail, konnten einige Herausforderungen schneller und mit weniger Aufwand bewältigt werden, als dies mit herkömmlichen Verfahren möglich gewesen wäre.
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Über STATIKON Solutions s.r.o.
STATIKON Solutions s.r.o., mit Sitz in Prag ist seit 2010 auf dem Markt tätig. Das Unternehmen befasst sich mit der Erstellung von bautechnischen Gutachten von Studien und Projekten für Planfeststellungsverfahren über die Dokumentation für Baugenehmigungen oder Bauanzeigen bis hin zur Ausführungsdokumentation.
Das Unternehmen arbeitet mit führenden Architekten, renommierten Planungsbüros, Bauträgern und Baufirmen zusammen.
Es hat sein Know-how bei mehr als zweihundert Großprojekten eingebracht.
STATIKON Solutions s.r.o. hat mit diesem multifunktionalen Bauprojekt den IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 in der Kategorie Large scale buildings gewonnen.
