Glasdachaufsatz

Preisgekröntes Projekt

Einführungsvideo des Capital C Projekts

Das Gebäude wurde mit dem renommierten MIPIM Award 2020 als „Bestes saniertes Gebäude" während der Paris Real Estate Week ausgezeichnet. Kürzlich wurde das Capital C Gebäude auch mit dem Niederländischen Nationalen Stahlpreis 2020 ausgezeichnet. 

Octatube (Delft, Niederlande) nutzte fortschrittliche Berechnungswerkzeuge, um die Form und die Bauteile dieses einzigartigen Glas-Stahl-Dachs über einem historischen Gebäude in Amsterdam zu finden, zu optimieren und den Normnachweis zu führen. IDEA StatiCa in Kombination mit RFEM ermöglichte die Lösung dieser technisch anspruchsvollen Aufgabe.

Struktur und Entwurf

Das tragende System des Dachaufsatzes lässt sich als zylindrische Gitterschale mit zwei Kuppeln an beiden Enden beschreiben. Aufgrund des angrenzenden Gebäudes auf dem Dach und der Öffnung für den Fassadeneingang wurden Teile aus der Form der Gitterschale entfernt. Grundsätzlich weist die Kuppel nur eine sich wiederholende tragwerksbezogene Verbindung auf, jedoch bewirkt die freie Form, dass jeder Knoten unter Verwendung einzigartiger Teile unterschiedlich ist. Insgesamt wurden etwa 1000 verschiedene Stahlkomponenten und 200 Glasscheiben verwendet.

Für komplexe Projekte ist ein flexibles (Analyse-)Softwareprogramm erforderlich: ein Programm, das in der Lage ist, eine breite Palette einzigartiger Bauteile zu modellieren. Aus diesem Grund wurde RFEM in Kombination mit Rhinoceros (Rhino), Grasshopper und IDEA StatiCa eingesetzt. In der Vor- und Entwurfsphase diente das Rhino-Grasshopper-Linienmodell des Architekten als Ausgangspunkt. In diesem Modell wurden die Hauptlinien und Nebenlinien festgelegt.

Die Gitterlinien und die Krümmung in diesem Modell wurden eingehend analysiert und optimiert. Das Linienmodell und die tragwerksbezogene Belastung aus Grasshopper wurden mit RFEM verknüpft, sodass das Modell tragwerksbezogen optimiert werden konnte. Die Lasten auf die Struktur wurden durch eine direkte Verbindung zwischen Rhino und einem selbst erstellten Skript erzeugt. Hierfür wurde die indirekte Verbindung zwischen Grasshopper und RFEM über Excel genutzt. Die Bedingung war, dass die viereckigen Glasscheiben vollständig eben sein müssen, wie die Fläche eines Diamanten.

Mit der Analyse aus RFEM und IDEA StatiCa Connection wurden die Querschnittsformen der Hohlprofile (RHS) validiert. Da die Rotationssteifigkeit von wesentlicher Bedeutung ist, wurden zwei Modelle der Gesamtstruktur und ihrer Verbindungen verwendet, um die Steifigkeit und Tragfähigkeit der Gitterschale angemessen zu modellieren. Diese Modelle dienten als obere und untere Grenze der Verformungen und Steifigkeiten. Das obere Grenzmodell wurde mit allen ideal starren Verbindungen verwendet, sodass die Lasteffekte auf die Verbindungen bestimmt werden konnten. Die untere Grenze der Rotationssteifigkeit wurde iterativ zwischen RFEM und IDEA StatiCa Connection für jeden Verbindungstyp ermittelt. 

Dieses Modell mit flexibleren Verbindungen ist für den Nachweis der Steifigkeit und Stabilität der Gitterschale von Interesse. In diesem Modell wurde die unterhalb der Gitterschale befindliche Unterkonstruktion für die ordnungsgemäße Bestimmung der Lasten hinzugefügt. Dies war notwendig, da die Annahme der Federsteifigkeit der vertikalen Auflager zu zeitaufwendig gewesen wäre, da bei jedem Lastfall eine andere Steifigkeit vorgelegen hätte.

Fakten zur Struktur

Abmessungen der Struktur

 Verwendete Software

• RFEM 3D, RF-STEEL Members, RF-STEEL EC3 und RF-STABILITY
• IDEA StatiCa Connection
• Grasshopper
• Rhinoceros (Rhino)

Video

Dieses Projekt wurde auch in einem Webinar der Niederländischen Stahlgesellschaft ausführlich vorgestellt (Video auf Niederländisch):

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Foto- und Videocredits: ZJA Zwarts & Jansma Architects & Octatube