stahlbau förderpreis 2006

Förderpreis des Deutschen Stahlbaues 2006

Herausgeber:

BAUEN MIT STAHL e.V.Sohnstraße 6540237 DüsseldorfPostfach 10 48 4240039 DüsseldorfTelefon (02 11) 67 07-828Telefax (02 11) 67 [email protected]

Oktober 2006

Ein Nachdruck dieser Publikation –auch auszugsweise – ist nur mitschriftlicher Genehmigung des Herausgebers bei deutlicherQuellenangabe gegen ein Beleg-exemplar gestattet.

Titelbild:Förderpreis des Deutschen Stahlbaues 2006 1. Preis „HH-Lighthouse – A suspended tower on a former dumpsite“

Preisträger:Sebastian Junghänel, Burkhart Trostund Matthäus Wirth

Danksagung

BAUEN MIT STAHL dankt allen Jury-mitgliedern für ihren Einsatz und ihrEngagement, der KölnMesse sagen wirDank für die großzügige Unterstützungund die Zurverfügungstellung derRäumlichkeiten.

Unser besonderer Dank gilt auch derFachhochschule Köln, insbesondereden Herren Dipl.-Ing. Axel Kotitschkeund Dipl.-Ing. Heiner Rosenkranz, dieuns bei der Gesamtorganisation einegroßartige Hilfe waren.

Und natürlich sagen wir Dank allenteilnehmenden Studierenden, die mitihren Arbeiten zum Gelingen des Wett-bewerbs beigetragen haben sowie denProfessoren und Dozenten für ihren Einsatz an den Hochschulen.

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In einer Halle der Messe Köln präsentieren sich 81 Beiträge ausden Werkstätten deutscher Hoch-schulen den kritischen Augen derJury. Sie wollen bewertet werden,locken mit aufwendigen Plänen,farbigen Bildern, frechen Visio-nen. In der Ausstellung schlägtuns die Kühle des frühen April-morgens und die gefühlvolleWucht der Beiträge einer neuenGeneration junger Professionalsentgegen.

Es fallen hintergründige Bemer-kungen, spitze Ironie stochert inden Arbeiten, welche auffallendenge verwandtschaftliche Bezie-hungen zu berühmten Projektengeschätzter Kollegen unterhalten.Das muss es auch geben, das ken-nen wir schon. Aber dazwischen,unbescheiden und eigensinnig,Projekte, die uns fordern. KeineScherze mehr. Wir staunen, lassenuns verführen, verblüffen.

Die Bewertungsmaßstäbe warenim Vorfeld besprochen worden,die Erwartungen sind hoch, dennschließlich ist in diesem Wettbe-werb nicht zuletzt entscheidend,ob es den Autoren gelingt, in ihrenBeiträgen das Material Stahl inneue, innovative Zusammenhängezu stellen.

Wir denken: Stahl ist vor allemhart! Wir wissen, Produkte ausihm sind oft gigantisch: Brücken,Ozeanriesen, Eisenbahnen. Aberdie meisten der ausgezeichnetenBeiträge zeigen an der Schwellezum neuen Jahrtausend, dassAdolph Menzels realistisch-düs-terer Leinwand-Eindruck vom„Eisenwalzwerk“ einer Ästhetikund Leistungsfähigkeit des Materi-als gewichen ist, die in den stu-dentischen Entwürfen durchausBeschreibungen wie zart, schön,raffiniert und aufregend verdient.

Mit dem Stahl ist es wie mit demBerufsbild des Architekten: BeimStahl stellt sich angesichts seinervielfältigen Einsatzmöglichkeitenimmer wieder die Frage, ob miteinem anderen Material nicht ähn-liche Ergebnisse spezieller, effi-zienter, umweltfreundlicher undkostengünstiger zu erreichen sind.

Beim Architekten erweitern sichdie Handlungsspielräume undTätigkeitsfelder nicht nur, weil derMarktdruck und die Konkurrenz-situationen steigen, sondern weiler als Vertreter einer der letztengeneralistischen Disziplinen im-stande ist, in anderen Kausalitätenund Dimensionen zu denken, alses standardisierte Planungsmetho-den zulassen.

Immerhin, einige der prämiertenArbeiten dokumentieren eineWelt, in der das Visuelle sich ver-selbständigt und die Unterschei-dung zwischen Fiktion und Reali-tät nicht mehr eindeutig gelingenwill – eine Thematik, die mehr mitunserer Gegenwart als mit einerfernen Welt oder Phantasien zutun hat. Das beschert uns Stoff fürdie kontroverse Diskussion, wasArchitekten zu ihren originärenAufgaben zählen sollten.

Die besten Beiträge zeichnen sichnicht nur durch ihre professionelleBearbeitung oder Fachkenntnisaus, sondern vor allem durch ihreEmotionalität. In der Jury sind wiruns einig: Das ist das Verständnisvon Architektur, an dem sich Bau-kunst weiterentwickelt!

Vorwort der Vorsitzenden der Jury

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Doch jenseits der Emotionalitäthaben wir die Entwürfe auch da-nach zu bewerten, wie gut siequalitativ durchgearbeitet sind, obsie bei aller planerischen Freiheitstimmig und plausibel sind, stati-sche Grundregeln beachtet undnotwendige Details ausgearbeitetwurden. Mancher auf den erstenBlick hervorragend präsentierteEntwurf musste bei genauererBetrachtung doch wieder zurück-gestellt werden, da er den Nach-weis der Umsetzbarkeit schuldigblieb. Erfreut stellten wir fest, dassgerade viele der reinen Bauinge-nieurarbeiten sich durch bauprak-tisch anwendbare wissenschaft-liche Aufbereitungen von komple-xen Themen auszeichneten.

Der gemeinsame Blick auf einProjekt und über den Horizonterweist sich oftmals als besondersproduktiv, vor allem, wenn Inge-nieure und Architekten die ganz-heitliche Betrachtung und eineinterdisziplinäre Lösung beim Ein-satz von Stahl zu einem gemein-samen Ziel erklären. Dann entstehtein Dialog aus Perfektion undDisziplin, rationalem Kalkül undpoetischer Vision. So freuten wiruns über die große Anzahl an

Arbeiten, die von kooperierendenTeams aus Architekten und Bau-ingenieuren eingereicht wurden.Speziell der Siegerentwurf „HH-Lighthouse – A suspended toweron a former dumpsite“ zeigt, wiedurch die Zusammenarbeit vonArchitekten und Ingenieuren Formund Funktion optimal in Einklanggebracht werden.

Viele Aufgabenstellungen beweg-ten sich auf traditionellen Pfadenmit klassischen Themen wie Hal-len, Dächern und Brücken. Die inZukunft immer wichtigere Ausein-andersetzung mit anderen Materi-alien im Verbund mit Stahl fandsich in dem Entwurf „PrototypicAntarctic Research Station“, dermit dem 2. Preis gewürdigt wurdeund durch die Kombination vonStahl mit „Pycrete“ hervorsticht.

Die prämierten Arbeiten beweisen,dass sich der Wettbewerb, wie ervon BAUEN MIT STAHL ausge-richtet wird, innerhalb der akade-mischen Leistungslandschaft zueiner Instanz entwickelt hat. DerFörderpreis gibt Anreize im Bil-dungsbereich, fordert den Aus-tausch und die Kooperation vonDisziplinen und die Anerkennungdes guten Ausbildungsstandes anden deutschen Hochschulen. Vorallem aber schafft er die Grund-lage für das Bewusstsein, dassnoch lange nicht alles erfunden,erdacht und gemacht wurde, wasdas Material Stahl in der Archi-tektur zu leisten vermag. Mit demFörderpreis werden Erfindungsgeistund Leistungsbereitschaft des be-ruflichen Nachwuchses in beson-derem Maße unterstützt und dafürdankt die Jury dem Auslober.

Vorsitzende der Jury zum Förderpreis des Deutschen Stahlbaues 2006

Ina-Marie OrawiecDipl.-Ing. Architektin BDA, OX2architekten(Vorsitzende Architektur)

Prof. Dr.-Ing. Jens KinaHRA Ingenieurgesellschaft mbH(Vorsitzender Bauingenieurwesen)

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Der Wettbewerb

Der alle zwei Jahre von BAUENMIT STAHL ausgelobte Förder-preis des Deutschen Stahlbauesfür den studentischen Nachwuchsder Architekten und Bauingeni-eure besteht seit 1974. Der Preiswird verliehen für fortschrittlicheund zukunftsweisende Ideen undLösungen auf den Gebieten desHoch- und Brückenbaues. DenArbeiten sollen Stahlkonstruktio-nen zugrunde liegen.

Um den Förderpreis können sichStudierende der Architektur unddes Bauingenieurwesens an deut-schen Universitäten, Hoch- undFachhochschulen bewerben sowiedeutsche Staatsangehörige, diean einer entsprechenden auslän-dischen Einrichtung studieren. Eskönnen sich sowohl Einzelperso-nen als auch Arbeitsgemeinschaf-ten beteiligen. Die Entwürfe sol-len im engen Einvernehmen mitentsprechenden Lehrstühlen derHoch- und Fachhochschulendurchgeführt werden; sie könnenim Rahmen einer Seminar- oderDiplomarbeit behandelt werden.

Der Wettbewerb erfolgt anonymüber Tarnzahlen, die mit einemFormblatt bei BAUEN MIT STAHLvorher anzufordern sind. Arbeiten,die bereits am Wettbewerb umden Förderpreis des DeutschenStahlbaues beteiligt waren, dürfennicht erneut eingereicht werden.Die Teilnahme an anderen Wett-bewerben ist kein Hinderungs-grund.

Eine unabhängige Jury bewertetdie eingereichten Arbeiten in nichtöffentlicher Sitzung. Ihre Entschei-dung ist endgültig, der Rechtswegist ausgeschlossen. Vergeben wer-

den erste bis dritte Preise, wobeijeweils mehrere Arbeiten prämiertwerden können. Je nach Entschei-dung der Jury werden weitereEinreichungen mit einem Lob aus-gezeichnet. Die Gewinner des1. Preises werden anlässlich desDeutschen Stahlbautages (13. Okt-ober 2006 in Dresden) vorgestellt.

Die Jurysitzung

Die Jury unter den VorsitzendenDipl.-Ing. Arch. Ina-Marie Orawiec(Vorsitzende Architektur) undProf. Dr.-Ing. Jens Kina (Vorsitzen-der Bauingenieurwesen) tagte am6. April 2006 in der KölnMesse.

Von den insgesamt 153 Teilneh-mern wurden 81 Arbeiten (ein-schließlich Gruppenarbeiten) ein-gereicht, davon 62 von Architek-ten, 10 von Bauingenieuren und9 von Gruppen beider Disziplinen.Beteiligt waren 19 TechnischeHochschulen/Universitäten mit46 Entwürfen und 15 Fachhoch-schulen mit 35 Entwürfen.

Da die Themenstellung des Stu-dentenwettbewerbs traditionelloffen ist, zeigen die Entwürfe einbreites Spektrum von Arenen undHallenbauten, Türmen und Ver-kehrsbauten, Industrie- und Büro-bauten bis hin zu futuristischenBaukörpern.

Die Einreichungen wurden in dreiWertungsdurchgängen beurteilt.Nach ausführlichen Diskussionenwurden ein erster, ein zweiter undzwei dritte Preise sowie zwölf Lobeermittelt. Die Preisgelder betragen3.000 Euro für den 1. Preis, 2.000Euro für den 2. Preis und je 1.000Euro für die 3. Preise. Die miteinem Lob ausgezeichneten Stu-denten erhalten Buchpreise.

In der vorliegenden Broschüre wer-den die prämierten und belobigtenArbeiten des Wettbewerbs um denFörderpreis 2006 dokumentiert.Die Entwürfe sollen Ansporn undWegweiser für den Nachwuchssein und können vielleicht sogarinnovative Wege für die Zukunftdes Bauens mit Stahl weisen.

Die Ausstellung

Die Wettbewerbsergebnisse zum„Förderpreis des Deutschen Stahl-baues“ für den studentischenNachwuchs werden gemeinsammit dem „Preis des DeutschenStahlbaues“ für Architekten ineiner Wanderausstellung gezeigt,die ca. zwei Jahre lang die ver-schiedensten Ausstellungsorte inder Bundesrepublik durchläuft.Interessenten, insbesondere Hoch-schulen, wird die Ausstellung kos-tenfrei zur Verfügung gestellt.Zum „Preis des Deutschen Stahl-baues 2006“ (Architektenwett-bewerb) erscheint gleichfalls eineDokumentation im Verlag GeorgD.W. Callwey.

Der nächste Wettbewerb

Im Frühjahr 2008 lobt BAUEN MITSTAHL wieder den Förderpreis desDeutschen Stahlbaues aus. Aus-lobungsbedingungen und Einrei-chungstermin werden rechtzeitigbekannt gegeben und sind imInternet unter www.bauen-mit-stahl.de/wettbewerbe.htm abruf-bar. An den Hochschulen wirdauf den Wettbewerb aufmerksamgemacht.

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Die Jury 2006 (Foto v. l. n. r.): Dipl.-Ing. Architekt BDA Thomas Deilmann (Deilmann Koch Architekten Stadtplaner, Düsseldorf), Prof. Dipl.-Ing. Architekt Gunther Vettermann (Corporate Architecture KölnMesse, Köln), Dipl.-Ing. Architekt Peter Ackermann (Ackermann und Partner, München), Prof. Dr.-Ing. Jens Kina (HRA Ingenieurgesellschaft, Bochum), Dipl.-Ing. Architekt BDA Eike Becker(Eike Becker Architekten, Berlin), Dipl.-Ing. Architektin Ina-Marie Orawiec (OX2architekten BDA, Aachen), Dipl. Oec. Ralf Becker (Leiter Vertrieb Peiner Träger GmbH, Peine), Prof. Dr.-Ing. Rainer Hempel (Prof. Dr.-Ing. Rainer Hempel & Partner Ingenieure, Köln),Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschaftsing. Marc Blum (Geschäftsführer Arcelor Sections Commercial Deutschland GmbH, Köln)Fachliche Beratung seitens BAUEN MIT STAHL: Dipl.-Ing. Horst Hauser, Dipl.-Ing. Ronald Kocker, Dipl.-Ing. Walter Suttrop

Die Jury bei der Arbeit

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HH-Lighthouse – A suspended tower on a formerdumpsite

1. Preis:Sebastian Junghänel, Burkhart Trost, Matthäus Wirth

Universität der Künste Berlin/Fakultät ArchitekturProf. Dr.-Ing. Eddy WidjajaUniversität Stuttgart/Fakultät Bau- und Umwelt-ingenieurwissenschaftenUniv.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann, Prof. Dr.-Ing. Werner Sobek

Laudatio der Jury

Dem im Entwurf vorgestelltenLIGHTHOUSE gelingt es, durchdie komplexe und vielschichtigeVerknüpfung der sich gegenseitigbedingenden Wirkungen von loka-ler Gegebenheit, Konstruktion undMaterial, eine ästhetische Qualitätzu entwickeln, die den Aussichts-turm zum verdienten Wahrzeichender BUGA machen könnte.

Ein ausgeklügeltes statischesSystem lässt den Turm über demKrater der Mülldeponie „balancie-ren“ und trägt somit geschickt denschwierigen Gründungsverhält-nissen Rechnung. Diese ausglei-chende Beweglichkeit steht imspannungsvollen Widerspruch zurursprünglichen Eigenart eines Tur-mes, dem tradierten Sinnbild fürStandfestigkeit. Durch die „Reak-tionsfähigkeit“ des Bauwerkes aufdas flexible Terrain gewinnen dieAutoren einen ehemaligen Unortals Ereignis zurück. Die luftigeLeichtigkeit, mit der sich derschlanke Turm in den Himmelreckt, der durch die Anwendung

der Doppelhelix als Treppenver-lauf optimierte Funktionsraum,das durchdachte, die Gestalt undihre Eigenschaften unterstreichen-de Lichtkonzept zeugen von einemganzheitlichen Lösungsansatz, derbis in die Materialanwendungschlüssig vollzogen worden ist.

Stahl wird in seiner ganzen Viel-falt als metallischer Werkstoff ver-wendet. Die differenzierte unddetaillierte Ausgestaltung desTurms „porträtiert“ die Material-eigenschaften des Stahls sowohlin der Möblierung, der Hülle alsauch in der Konstruktion.

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Konzept

Auf dem renaturierten Geländeeines ehemaligen Müllbergs sollanlässlich der IBA und der BUGA2013 in Hamburg ein 100 mhoher Aussichtsturm entstehen.

Der weiche Untergrund gibt fürdie Gründung strikte Restriktionenvor: Aufgrund aggressiver Säurenim Müll darf nicht mehr als 2 min den Boden eingedrungen wer-den. Der weiche Boden lässt nurgeringe Druckspannungen undkeine Zugspannungen zu. Die zuerwartenden Setzungen sind nichtabschätzbar.

Entwurfsidee ist ein „hängenderTurm“ in Leicht(Light)-bauweiseund ein statisches System miteiner großflächigen Lagerung.

Der Mastfuß wird mittels Spann-seile von einem Druckring getra-gen. Durch unterschiedlich großeStahlkugeln im Anschlusselementwird ein entsprechendes Gegen-gewicht erreicht.

Der Druckring leitet die horizon-talen Kräfte in die Stützen weiter.In vertikaler Richtung ist der Ringdurch Eigengewicht überdrückt,wodurch die Stützen in keinemFall Zugkräfte erhalten. Gelenkigangeschlossene, computergesteu-erte Hydraulikteleskopstützen lei-ten die Kräfte ins Fundament einund passen sich kontinuierlichallen Setzungen an. Das Ringfun-dament leitet die Lasten über diegeschaffene Kreisringfläche in denweichen Boden ein.

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Prototypic Antarctic ResearchStation – Prototypische Antarktische Forschungsstation

2. Preis:Dirk Krolikowski

RWTH Aachen/Computergestütztes Planen in der ArchitekturUniv.-Prof. Dipl.-Ing. Arch. Peter Russel (M. Arch. BEDS)

Laudatio der Jury

Die Wahl der Aufgabe, Lebens-raum und Forschungseinrichtungenin einer extrem menschenfeind-lichen Umgebung wahrscheinlichwerden zu lassen, kommt demkonstruktiv und funktional gepräg-ten Entwurf sehr entgegen.

Der Pinoneergeist und der Wis-sensdurst, die Menschen in dieseunwirtliche Gegend treiben, wer-den durch die detaillierte Aus-arbeitung in Thema und Graphikdokumentiert. Der Autor entführtuns mit einer großen Informations-dichte und -vielfalt in die kom-plexen Strukturen seines Projekt-universums. Skizzen von Pionier-brücken, Photos von Eisbrechern(schiffen), Diagramme von Auf-bau- und Konstruktionsanleitun-gen der Station, Ansichten, die wiePerspektiven wirken, reich möb-lierte Grundrisse, In-Shore Riggs,Schneeballwerfer, deutsche Be-sucher und vieles mehr, werdenzu einem dichten Darstellungs-teppich verwoben und machen dieBetrachtung der Pläne zu einerFreude.

Dabei aktiviert er ebenso meta-phorische als auch tradierte Ele-mente unserer Vorstellungswelt –von der urtümlichen Sinnhaftig-keit des Iglos bis hin zu vergesse-nen Innovationen, wie z.B. demBaustoff „Pycrete“. Durch denplausiblen Einsatz von „Pycrete“statt Beton im Bereich der Grün-dung und dessen Kombinationmit Stahl gelingt es dem Entwurf,Materialien und Themen ausdem Kuriositätenkabinett der Bau-geschichte zu ziehen und in dieWelt des Möglichen zu stellen.Damit wird die Arbeit einem we-sentlichen Merkmal des Architek-

tenberufes gerecht: der universel-len Wirkung seines Schaffens. Dienotwendige ganzheitliche Heran-gehensweise bei der Lösung viel-schichtiger Aufgaben durch denArchitekten basiert somit nicht nurauf wirtschaftlichen und kommer-ziellen Erfordernissen, sondern istauch als Beitrag zum Fortschrittvon Wissenschaft und Technik,zur Ausgestaltung unserer Gesell-schaft, zur Weiterentwicklung un-serer Kultur zu verstehen. Die vor-gestellte Arbeit zeigt hierin einebesondere Reife und preiswürdigeHaltung.

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Konzept

In der Antarktis ist Eis der idealeBaustoff. Reines Eis ist aber sehrspröde. Vor rund 60 Jahren ent-wickelte Geoffrey Pike in Kanadaein Komposit aus Eis und 14%Masseanteil Holzspäne, das nachihm benannt wurde: PYCRETE.Das Material zeichnet sich durchherausragende Druck-, Schub- undZugfestigkeit aus. LangfaserigeHolzspäne nehmen, ähnlich wieim Lehmbau, Zug und Schubkräfteauf und bewehren so das Material.

Daraus werden die Stützen (jacks)der Forschungsstation gebildet.Um die Probleme des Baugrundszu lösen, wird die Station jedesJahr um ca. 1,5 m angehoben.Dies geschieht durch ein Verfah-ren ähnlich der Kletterschalungim Betonbau, wobei am Stützen-kopf neues Pycrete-Material her-gestellt wird.

Das Primärtragwerk besteht ausStahlfachwerken, die gefaltet zurBaustelle geliefert werden. NachMontage der Fachwerke werden dieRaumelemente (pods) durch einenKran an ihre Position gebracht.

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HMS UNICORN – Leichte Schutzüberdachungfür die Fregatte HMS Unicorn in Dundee/GB

3. Preis:Yann Friedl, Daniel Gärtner

Technische Universität München/Lehrstuhl für TragwerksplanungProf. Dr.-Ing. Rainer Barthel,Dipl.-Ing. Lars Schiemann

Laudatio der Jury

Den Autoren der Arbeit ist es inüberzeugender Weise gelungen,durch die sensible Wahl des Mate-rials, die sorgfältige Konstruktionund geschickte gestalterische Kom-position, die Anmutung des Schif-fes auf großer Fahrt atmosphä-risch in den Entwurf des „letztenHafens“ der HMS Unicorn zuübersetzen.

Dabei erzeugen sie ausgeglicheneBeziehungen zwischen konstruktivfunktionalen Aspekten des Ent-wurfs und der Metaphorik derSeefahrt. Das alte steinerne Dock,die in ein Aramidfasernetz gehäng-te Unicorn und die schützende,textile Spannkonstruktion stelleneine Einheit von hoher architekto-nischer und konstruktiver Gestaltdar. Der Kontrast des schwerenSteindocks zu dem darüber liegen-den leichten Flächentragwerk mitdem darin scheinbar schwebendenSchiff überzeugt.

Mit ihrem Beitrag vermögen dieAutoren, den Kampf menschlichenGeistes gegen die Elemente, wieer sich im Schiffsbau materialisiert,auf die Leistungsfähigkeit filigranerStahlseilkonstruktionen, wo hohe

Belastbarkeit und Beständigkeitbei gleichzeitiger Sparsamkeit imMaterialgebrauch erforderlichsind, in poetischer Weise zu über-tragen.

Konzept

Die „Unicorn“ (Stapellauf 1824)ist das älteste, noch schwimmen-de britische Holzschiff. Um sie imTrockendock des Hafens vonDundee vor Witterungseinflüssenzu schützen und gleichzeitig fürBesucher zugänglich zu machen,soll eine Schutzüberdachung ent-worfen werden.

Gewählt wird hierzu eine Mem-branüberdeckung mit einem außenliegenden Seilbinder-Tragwerkund Pylonen. Dieses Tragwerkermöglicht eine ungestörte Sichtauf das Schiff und eine besondersfiligrane Konstruktion.

Das leichte Membrandach über-spannt Dock und Schiff und lässtbeide zu einer Einheit verschmel-zen, denn der Unicorn fehlt dietypische Morphologie eines Segel-schiffes mit Takelage und Segeln.Für die Hauptmembran wurdePTFE-Folie mit höherer Festigkeitverwendet, während in den Augen-bereichen zur Erzielung einer bes-seren Lichtstreuung ein hochtrans-luzentes Fluorpolymergewebe ein-gesetzt wird. Da beide Materialienein unterschiedliches Dehnverhal-ten aufweisen, ist eine statischeEntkopplung erforderlich.

Das Schiff wird in ein großesKevlarnetz gebettet, um die auf-tretenden Kräfte flächig auf denRumpf zu verteilen und Schädenzu vermeiden. Zwischen denDruckstützen des Tragsystemsspannen Seile, von denen dasNetz abgehängt wird.

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Laudatio der Jury

Geschossdecken bei Hochbautenwerden überwiegend als unter-zugfreie Flachdecken in Ortbeton-bauweise erstellt. Für die hier vor-gestellte Ausführungsvariante alsFlachdecke mit Stahltrapezprofilenin Verbundbauweise ergeben sichdurch den hohen Vorfertigungs-grad erhebliche Vorteile bei derMontage. Die Bauweise ist z. Zt.allerdings nicht durch die gültigenVorschriften abgedeckt.

Ausgehend von Bauteilversuchenund Vergleichsrechnungen anFE-Modellen wird ein für die Inge-nieurpraxis verwendbares Inge-nieurmodell entwickelt, mit demsämtliche Nachweise für den Bau-und Endzustand sowie für denBrandfall geführt werden können.Die Arbeit zeichnet sich besondersdurch die klar strukturierte wissen-schaftliche Aufbereitung aus.

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Bemessung von Flachdecken mitStahltrapezprofilen in Verbund-bauweise für die Grenzzuständeder Tragfähigkeit und Gebrauchs-tauglichkeit

3. Preis:Markus Schäfer

Bergische Universität Wuppertal/Fachbereich Bauingenieurwesen Fachgebiet Stahlbau und VerbundkonstruktionenUniv.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille

Konzept

Hergeleitet wird ein Bemessungs-konzept für das Slim-Floor System,das eine praxisgerechte Dimen-sionierung und Nachweisführungerlaubt.

Bei dem untersuchten Slim-FloorTräger handelt es sich um einengeschweißten, trapezförmigenKastenquerschnitt, der im End-zustand ausbetoniert wird. Die inden Stegen angeordneten rundenÖffnungen wirken planmäßig alsVerbundmittel. Möglich ist eineAusführung des Trägers in Kombi-nation mit Ortbeton, Fertigteil-platten und Aufbeton sowie mitschlaff bewehrten oder vorge-spannten Fertigteilen.

Für den Nachweis der Längsschub-tragfähigkeit zwischen Kernbetonund Stahlprofil des untersuchtenSlim-Floor Trägers lag bisher keinIngenieurmodell vor. Auf derGrundlage von Push-Out Ver-suchen konnten Bemessungs-

Flachdecken in Verbundbauweise

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gleichungen zur Ermittlung derTragfähigkeit der Öffnungen alsVerbundmittel hergeleitet werden.

Ein weiterer Vorteil der Slim-FloorKonstruktionen ist der integrierteBrandschutz. Die in den Kernbe-ton eingelegte Längsbewehrungkann im Brandfall den unmittel-bar beflammten Untergurt substi-tuieren. In den Regelwerken wer-den bisher jedoch keine Tempera-turverteilungen zur Ermittlungder Tragfähigkeit solcher Systemeangegeben. Im Rahmen dieserDiplomarbeit wurde in einem ers-ten Ansatz das Nachweisverfah-ren der Stufe 2 (EN 1994-1-2) aufdas untersuchte Verbundsystemübertragen und eine gute Überein-stimmung mit den aus thermischenund mechanischen Analysen ge-wonnen Tragfähigkeiten erzielt.

Brandbemessung

TorsionSpannungen im Bauzustand

Längsschubtragfähigkeit

Querkrafttragfähigkeit

Momententragfähigkeit

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Hangar 7XX

Lob:Markus Wiring, Max Brüninghold

Technische Universität Braunschweig/Institut f. Industriebau u. konstruktives EntwerfenProf. Dipl.-Ing. Arch. Carsten Roth,Prof. Dr.-Ing. Udo Peil, Prof. Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer

Konzept

Für Wartungsarbeiten an Groß-raumflugzeugen benötigt die Luft-hansa Technik (LHT) einen Han-gar mit den lichten Innenmaßen:L = 72 m, B = 79 m, H = 24 m fürden sogenannten D-Check, denumfangreichsten Wartungscheckfür Passagierflugzeuge mit einerStanddauer von ca. 50 Tagen.

Der Hangar 7XX ermöglicht zumeinen eine flexible, maximaleFlächennutzung. Sein optimiertesstatisches System macht die Kon-struktion sehr ökonomisch und

lässt sie durch ihre Leichtigkeitund Filigranität eine Metapher fürdie Technologie des Flugzeugbauswerden. Die Grundfläche derHalle leitet sich aus einem Qua-drat ab, von dem zwei Ecken ausfunktionalen Gründen stark abge-rundet sind.

Das Dach, das in der Diagonaleneine Weite von 120 m überspannt,ist an Seilen abgehängt, die – überzwei einander gegenüber stehendePylone geführt – im Boden rück-verspannt sind. Die Angriffspunkteder am First liegenden Seile sinddabei unterhalb des Daches mit-einander wiederum durch Seile –den Kehlriegel – verbunden, umdie Dachhälften gegeneinanderabzuspannen.

Die Pylone sind zur besseren Kraft-ableitung schräg aufgestellt. Siebestehen aus speziell gefertigtenrunden Hohlprofilen. Die „Beine“sind im Gegensatz zum Bogenkonisch ausgebildet, um der Knick-last standzuhalten. Die Seilkraftwird durch am Pylonkopf aufge-schweißte Schellen aus Gussstahlumgelenkt.

Das Dachtragwerk besteht aus ei-nem Raster aus Sparren und Pfet-ten. Sie stoßen am Dachrand aufeinen umlaufenden Riegel, der diehorizontalen Kräfte aufnimmt. DasDach liegt in seinen Eckpunktenunter den Pylonen auf „Böcken“aus drei durch Seile ausgekreuzteStützen auf. Diese Böcke nehmenzugleich die anfallenden horizon-talen Lasten auf.

Im Firstbereich sind die Sparrendurch Bögen miteinander verbun-den, die die auftretenden Druck-kräfte übertragen. Sie sind unter-spannt durch die sogenanntenKehlriegel. Diese übertragen diedurch die Seilabspannung auf-tretenden Zugkräfte. Das statischeSystem erlaubt eine Minimierungder Trägerquerschnitte. Der Firstbe-reich ist zur Belichtung der Hallemit einer Membran überspannt,die weiteren Dachflächen sind miteiner geschlossenen Dachhaut be-kleidet.

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Die vertikalen Lasten des Dacheswerden außerdem über die Stüt-zen der Fassaden abgetragen. Siebestehen aus Vierendeel-Trägernund sind am umlaufenden Riegeldes Dachtragwerks angeschlos-sen. An ihnen ist die Fassade alsPfosten-Riegel Konstruktion ange-schlossen.

Der Sonnenschutz auf der Südseiteder Halle wird durch Lamellen her-gestellt, die zwischen den Vieren-deelträgern angebracht sind. DieHalle ist großflächig verglast, umdas Dach optisch abzuheben unddie filigrane Konstruktion hervor-zuheben.

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Drunken Sailor – Hochbauentwurf Elbbrücken-zentrum Hamburg

Lob:Philipp Derksen, Annette Donat

Technische Universität Berlin/Konstruktives Entwerfen u. klimagerechtes BauenProf. Dipl.-Ing. Rainer Hascher

Konzept

Grundlage des Hochhausentwurfssind die Masterpläne „HafenCity“und „Stadttor Hamburg Süd-Ost“.Vom Masterplan „Stadttor Süd-Ost“ wird der Gedanke aufgegrif-fen, einen prägnanten Hochpunktam Elbbrückenzentrum als Ein-gang und Orientierungspunkt zurInnenstadt zu schaffen.

Der Hochhauskomplex stehtauf dem Sockel, am „Knick“ derElbbrücken in die Innenstadt.Er wird umrahmt von zwei auf-geständerten, zweigeschossigenRiegelbauten. Der Sockelbau sollals Park&Ride-Parkplatz dienen.In den Riegelbauten soll die inHamburg geplante „InternationalSchool of Logistic“ angesiedeltwerden.

Die Hochhaustürme beherbergenDienstleistungsangebote, Gastro-nomie, Hotel, Büros und Wohnen.Die Flächen der Türme könnenje nach Bedarf zusammen odergetrennt genutzt werden. Sky-Barund Casino laden in den oberenGeschossen über den DächernHamburgs und der Elbe zum Ver-weilen und Amüsieren ein.

Das Hochhaus besteht aus zweipunktsymmetrischen Türmen mitjeweils 40 Geschossen (150 mHöhe), die im Atrium durch ge-schossweise angelegte Brückenund Skygärten miteinander ver-bunden sind. Den Türmen liegtim Erdgeschoss ein gleichschenk-liges, rechtwinkliges Dreieck zu-grunde. Die Gebäudeform ergibtsich aus den Verbindungslinienzwischen dem im Erdgeschossliegenden Dreieck und dem iden-tisch im 40. Geschoss um 180°gedrehten Dreieck.

Das Tragwerk der Türme bestehtaus einer Tube-in-Tube-Konstruk-tion. Die innere Röhre bildet der8 m x 12,50 m große Kern mit dersenkrechten Erschließung. Dieäußere Röhre ist eine Gitterröhreaus diagonalen IPE-Profilen. Dervertikale Lastabtrag erfolgt überdie Kernwände, die innenliegen-

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den Stützen und die diagonalenStützen der Gitterröhre. Die Hori-zontalaussteifung des Gebäudeserfolgt über die Gitterröhre undden Kern, der über die gelenkiggelagerte Deckenplatte mit deninnenliegenden Stützen und deraußenliegenden Gitterröhre ver-bunden ist.

Zur weiteren Stabilisierung sinddie beiden Türme alle vier Ge-schosse durch halbseitig durch-gehende Deckenplatten mitein-ander verbunden. Dem Tragwerkliegt ein Raster von 1,60 m x1,60 m parallel zu den Kathetendes Grunddreiecks zugrunde.

Die Gliederung des Gebäudes istdurch die Fassade klar ablesbar.Beide Türme erhalten eine Doppel-fassade mit einer innenliegendenKlimafassade und einer außen-liegenden Wetterschutzfassade.So wird eine manuelle Zuführungvon Frischluft ermöglicht.

Alle tragenden Stahlteile sind mitBrandschutzmaterialien für F90ummantelt. Zum Brandschutz-konzept gehören außerdem Sicher-heitstreppenhäuser, ausgewieseneFluchtwege und Sprinkleranlagen.

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Schwimmende Start- und Landeplattform für Zeppelin LZ N07

Lob:Dipl.-Ing. Stefan Unnewehr

RWTH Aachen/Lehrgebiet Konstruktives EntwerfenUniv.-Prof. Dipl.-Ing. (TH Prag)Mirko Baum

Konzept

Start- und Landemanöver vonLuftschiffen müssen immer gegenden Wind erfolgen. BodenständigeHallen, obwohl in Richtung desüberwiegend herrschenden Win-des gebaut, können zeitweisenicht genutzt werden; drehbareHallen sind zu unwirtschaftlich.Deshalb ließ bereits Graf Zeppe-lin seine Luftschiffhallen auf demBodensee schwimmend errichten,die richtige Drehung besorgte derWind.

Anknüpfend an diese Idee, wirdder Entwurf eines schwimmendenLuftschiffhangars auf dem Boden-see für den seit 1997 in Friedrichs-hafen gebauten Zeppelin LZ NO7vorgestellt. Eine weitere Nutzung

wird in infrastrukturell schwachenGebieten gesehen, wo die Kom-bination aus Wasserflächen undLuftweg sich für ein sinnvolles Ver-kehrskonzept anbieten. Daher wirdnicht nur ein Einzelobjekt, sondernein auf Vorfertigung und Exportangelegtes Bauwerk angestrebt.

Die Entwurfsidee des Schwimm-körpers beruht auf dem aus derMeerestechnik bekannten Prinzipdes Halbtauchers und einem zylin-drischen Hallenkörper. Sowohldie Halle, als auch ihre beidseitigangeordneten Torverschlüsse sindals mobile Faltwerke konzipiert.

Über Ballastwasser in den beidenHauptauftriebskörpern kann dieEintauchtiefe geregelt werden.Die vierzehn voluminösen Stützendienen als Restauftriebskörper fürverschiedene schnell wechselndeLasten (z.B. Wind). Die geringe

Wasserlinienfläche dieser Stützensorgt für eine erhöhte Kippsicher-heit und Querstabilität der Gesamt-anlage. Das Gebäude wird in derfür die Meerestechnik typischenSpantenbauweise ausgeführt. Allestatisch wirksamen Bauteile wer-den aus Stahl gefertigt.

Die Halle ist als komplett öffen-bare Konstruktion geplant. Dasperipher klappbare Dach ist miteiner Vertikalbewegung der eigent-lichen Plattform gekoppelt, umden Start- und Landevorgang zuinszenieren und eine freie Sichtder Passagiere an Deck zu gewähr-leisten. Der Öffnungsmechanis-mus des Hallendaches wird überHydraulikzylinder angetrieben.Über einen Pleuel wird die Platt-form angehoben; eine Scheren-konstruktion hält die Plattform inPosition und dient als zusätzlichesAuflager. Transluzente GFK-Dop-pelstegplatten bilden die seitlicheRaumhülle des Hangars.

Durch das statische Konzept, denklaren modularen Aufbau der Ge-samtanlage, durch Verwendungmöglichst vieler gleicher Bauteileund durch den weitgehenden Ver-zicht auf komplexe, biaxial ge-krümmte Stahlflächen eignet sichder Hangar ideal zur Vorfertigungund kann sehr wirtschaftlich her-gestellt werden.

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Convertible Gliding Center – Entwurf eines Segel- und Solarflugzentrums

Lob:Sebastian Jud, Benjamin Krampulz, Michael Meyer, Martin Völkle, Moritz von Pein

Universität Stuttgart/Institut für BaukonstruktionProf. Dr.-Ing. Stefan Behling,Dipl.-Ing. Peter Seger, Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers, Dr.-Ing. Jürgen Graf

Konzept

Für ein Segelfluggelände am Randeder Schwäbischen Alb soll eineneue Anlage errichtet werden. Dader Sponsor des Vereins – ein re-nommierter Hersteller von Hoch-leistungssegelfluggeräten – gleich-zeitig einen repräsentativen Aus-stellungshangar für seine Flug-zeuge benötigt, soll das neue Bau-werk den Anforderungen beiderNutzer entsprechen.

Der Montageplatz als Zentrum derKommunikation und der Segel-flugaktivität bildet das Bindegliedzwischen Innen und Außen. Da-bei nehmen die Funktionsboxenmit den öffentlichen Räumen einezentrale Rolle ein.

Das Tragwerk bilden Rohr-Fach-werkträger, die mit einer Architek-turmembran bespannt sind. Es istauf die Hälfte zusammenfaltbarund ermöglicht ähnlich große Öff-nungen wie ein verschiebbaresTragwerk – mit wesentlich gerin-gerem Materialbedarf. Das Falt-system besteht aus parallel zuein-ander angeordneten, verfahrbarenFachwerkrahmen. Dabei sind diein den Längswänden angeordne-ten Fachwerkstäbe gelenkig ver-bunden, um die Faltung zu er-möglichen.

Förderpreis


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Arena am Ostbahnhof

Lob:Ulf Müller, Irena Bogacev, Niklas Klonek

Technische Universität Berlin/Konstruktives Entwerfen u. klimagerechtes BauenProf. Dipl.-Ing. Rainer Hascher,Dipl.-Ing. Joachim Dieter

Konzept

Die Arena liegt in Berlin zwischendem Ostbahnhof und der War-schauer Straße. Entsprechend demMasterplan soll sie zum Zentrumeines neuen Quartiers werden. AlsMultifunktionshalle mit Schwer-punkt Eishockey geplant, soll dieArena unterschiedlichen Nutzernzur Verfügung stehen.

Vorbild für die Entwurfsidee istdas antike Kolosseum – übersetztin die zeitgenössische Architektur.Die Gebäudestruktur gliedert sichin zwei Hauptteile: den sich nachaußen möglichst eindeutig ab-bildenden Veranstaltungsbereichund das sich als Rampe emporschraubende Nebengebäude. Diegeschwungene, dynamische Formder Rampe dient der Haupter-schließung und wird zum verbin-denden Element.

Die Arena besteht aus zwei statischvoneinander getrennten Baukör-pern. Den ersten bildet das Neben-gebäude mit seinem als Erschlie-ßung dienenden Dach. Der Last-abtrag wird durch Stützen undtragende Wände gewährleistet.Den zweiten Baukörper bildet derArenakörper mit seinen in 45%geneigten Tribünen.

Zur Stabilisierung der Form wurdeam oberen und unteren Ende jeein Stahlbetonring geplant. DerDruckring übernimmt drei wich-tige Aufgaben im Bauwerk. Erstabilisiert die Form des Arena-körpers, dient dem Seiltragwerkdes Dachs als Druckring und istAnschlusspunkt für die Pfostender Fassade.

Das Dachtragwerk besteht ausSeilbindern in zwei Richtungen imAbstand von 5 m, die gegen denDruckring der Schale gespanntsind. Ein Seilbinder setzt sich da-bei aus Tragseil (d = 43 mm) undSpannseil (d = 38 mm) zusammen,die über Spreizen gegeneinanderverspannt sind. Die Vorspannungim Seilbinder wurde so gewählt,dass auf die Trag- und Spannseileimmer nur Zugkräfte wirken. Immittleren, linsenförmigen Bereichdes Dachs ist eine feste Dachhautaus Trapezblechen auf einer aufden Druckspreizen aufgeständer-ten Sekundärkonstruktion aufge-bracht. Als Verblendung der Sekun-därkonstruktion und der Dach-haut dienen Alulochplatten.

Der äußere Bereich des Dachesbildet einen lichtdurchlässigenKranz aus Glas, der das Dachleicht und schwebend erscheinenlässt. Die Gläser werden von denDruckspreizen aus über Stäbe undPunkthalter gehalten. VerstellbareLamellenkonstruktionen über demGlasring ermöglichen eine Ver-dunklung der Halle.

Die Glasfassade entlang derRampe wurde als Wärmeschutz-Isolierverglasung in einer Pfosten-Riegelkonstruktion vorgesehen,die an einer Stützen- und Balken-konstruktion aus Hohlkastenpro-filen befestigt ist. Diese werdenmit einem Momentengelenk fürHohlkastenprofile miteinanderverbunden. Der Stützenabstandbeträgt 5 m. Ihre Form folgt idea-lisiert der Momentenlinie. Auf-grund der sich verringernden Höheder Fassade entlang der Rampe istes notwendig, auch die Wandungder Rechteckhohlprofile variierenzu lassen.

Förderpreis


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Tensegrity-Bridge

Lob:Manuel Loesaus, Axel Linde

Bergische Universität Wuppertal/Fachbereich Architektur, Design,KunstUniv.-Prof. Dr.-Ing. Karl Schwalbenhofer

Konzept

Die „Tensegrity-Bridge“ ist einexperimentelles Brückenbauwerk,das die Grenzen der klassischenTragwerklehre berührt.

Die Konstruktion besteht aus voll-ständig isolierten Druckstäben,die scheinbar fliegend in einemNetzwerk aus Stahlseilen gehal-ten werden. Die stringente Geo-metrie, die diesem Tragwerk zu-grunde liegt, offenbart sich aus-schließlich in der orthogonalenProjektion, aus der Perspektiveder Passanten lässt sie sich kaumentschlüsseln.

Durch das scheinbare Chaos derfliegenden Stäbe zieht sich einschmaler Steg, der an den Endeneinzelner Stäbe abgehängt ist undin einem kühnen Schwung die90 Meter überspannt. Gehaltenwird die Tensegrity Struktur vonmassiven Betonrahmen, die dieaus der Bogenform resultieren-den Normalkräfte ins Erdreichableiten.

Die Inspiration zu der vorliegen-den Arbeit lieferte der „Needle-Tower“ von Kenneth Snelson, deraus einer Stapelung von Tenseg-rity-Systemen besteht. Durch dieAnalogie der Normalkraftsysteme‚Turm‘ und ‚Bogen‘ lässt sich ausdem Needle-Tower das Konstruk-tionsprinzip für ein Brückenbau-werk ableiten.

Ziel dieser Forschungsarbeit ist es,die Möglichkeiten eines solchenTragwerks für die Nutzung als Fuß-gängerbrücke zu untersuchen. Da-zu wurde zunächst das Konstruk-tionsprinzip des Turms analysiertund für die Bogenform adaptiert.Die Dimensionierung des Brücken-querschnitts ergibt sich dabei ausder erforderlichen Durchgangs-höhe für einen Steg im innerendes Tragwerks. Berechnungen imSimulationsprogramm SCIA bele-gen die prognostizierte Lastab-tragung und ermöglichen eineDimensionierung der Druckstäbeund Zugseile. Maßgebend für dieTragfähigkeit des Systems ist dabeidas Vorspannen der Konstruktiondurch die horizontale Verschie-bung der Auflager.

Konstruktionsprinzip

Förderpreis


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REVOLVIENT

Lob:Lukas Reichel

BTU Cottbus/Entwerfen: Wohn- u. SozialbautenProf. Dipl.-Ing. Bernd Huckriede

Konzept

Entwurfsidee ist eine Hochge-schwindigkeitsseilbahn, die Ver-bindungen schafft zwischen gro-ßen Ballungsräumen oder inner-städtischen Kommunikationszen-tren, wie Flughäfen, Bahnhöfenoder Stadtkernbereichen mit einerhohen Frequentierung.

Der REVOLVIENT ist ein neuar-tiges Seilbahnsystem. Beim Ver-drillen von sechs Stahlseilen zueinem wird Druck auf das hintereEnde der Gondel ausgeübt. Auf dergegenüberliegenden Seite wiede-rum lösen sich die Kabel von derersten Gondelhaut aufgrund einerentgegengesetzten Bewegung undbewirken, dass sich die Kabinenach vorne schiebt.

Auf der ersten Gondeloberfläche,die aus sinusförmig gekrümmtenStahlprofilen besteht, befinden sichVertiefungen, die die Stränge auf-nehmen können. Die Amplituden-höhen dieser Vertiefungslinien ge-währleisten ein bremsfreies Gleitender Litzenseile.

Die Form der Gondel ähnelt einerüberdimensionalen Express- oderSchnellbauschraube, die sich mitHilfe eines komplexen Walzen-seilübergabesystems in das Seil-ende eindreht. Da sich der Passa-gierraum bei dieser Primärbewe-gung mitdrehen würde, musste dieäußerste Trägerstruktur von derinneren Hülle entkoppelt werden.Infolge dessen ruht das Seilfüh-rungssystem auf vier Kranzwalzen-lagern und einem selbstschmie-renden Wellenlager im vorderenBereich.

Die Gondel selbst verfügt überkeinen eigenen Antrieb. Die Be-wegungsenergie wird durch dasDrehen am Ende der Seile erreicht.Große Antriebsmotoren erzeugenjene Drehleistung, die die Kabine

auf eine max. Geschwindigkeitvon ca. 300 km/h beschleunigt.Die Motoren befinden sich inStreckenpylonen und Bahnhöfen.

Die REV-Muster-Gondel der Deut-schen Bahn in der Langstrecken-version der Komfortklasse 1 hateine Kapazität von 28 + 2 Passa-gieren. Eine Nutzung für Logistik-unternehmen ist denkbar.

Die Kabinensegmente der Fahr-gastkabine sind als fachwerkarti-ge Stahlelemente konstruiert.Umlaufende Vouten gewährleis-ten den Lastabtrag in der Vertika-len und sind gleichzeitig die Auf-lagerpunkte des Trittbodens. Die„Trommeln“ bilden somit im Ge-samten das statische Grundgerüstund werden an die verbindendenKranzlagerringe angeschlossenund miteinander verbunden.

Bei einer Reisegeschwindigkeitvon 300 km/h könnten entfernteZiele nahezu linear miteinanderverbunden werden. Das Systemwäre eine Alternative zum Flug-zeug oder zu großen Brücken.Mit Hilfe von schwimmendenPonton-Pylonen ließen sich auchZiele in Übersee ansteuern.

Funktionsprinzip und Seilführungsplan

Die Plattform selbst wird durcheinen Trägerkranz gebildet, dervon dem auf den Druckstäbenaufliegenen Ringträger auskragt.Ein äußerer Ringträger wirkt zu-sammen mit dem inneren Trägerund dem Kragträger als liegenderVierendeelträger. Die Kragträgersind mit einem Winkelabstand von10° angeordnet und ermöglichenso eine natürliche Orientierungauf der nach Süden ausgerichtetenPlattform. Die Plattform selbst istbeplankt mit Holzbohlen, die aufTrägern auflagern, die wiederumauf den Kragträgern aufliegen.

Durch die Auskragung des Haupt-pylons samt Plattform von 50 mentsteht ein neuartiges Erleben desWaldes, wie „schwebend“ überden Baumkronen.

Förderpreis


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Walderlebnisturm „Heimliche Liebe“ in Essen

Lob:Arnd Dewald

Fachhochschule Bochum/Fachbereich ArchitekturProf. Dipl.-Ing. Hermann Kleine-Allekotte, Prof. Dipl.-Ing. Klaus Legner, Prof. Dr.-Ing. Karsten Tichelmann

Konzept

Der Aussichtsturm liegt zwischendem Stadtwald und dem Schellen-berger Wald an dem Ausflugs-lokal „Heimliche Liebe“. Mit einerHöhe von 30 m über dem Geländewürde er zum höchsten Aussichts-punkt im Revier. Er soll dem Forst-amt Essen als Peileinrichtung fürWaldbrände dienen und gleich-zeitig im Rahmen der Waldpäda-gogik mit Schulkindern genutztwerden.

Die Gestalt des Turmes brichtmit der traditionellen Vorstellungvon der Massivität eines Turmes.Die Neuinterpretation erzeugt eingegenteiliges Bild: Anstelle der Sta-bilität wird der Eindruck von Fra-gilität und Instabilität provoziert.

Die Konstruktion besteht aus einerauskragenden, elliptischen, stähler-nen Plattform (25 m lang und 16 mbreit), die sich auf einem schräg-stehenden, 50 m langen Druckstab(Hauptpylon) und zwei weiterenkleineren Druckstäben (Sekundär-pylone) abstützt. Stabilisiert wirddie Konstruktion durch zwei Pri-märtragseile, die rückwärtig imFels verankert sind, wobei die auf-tretenden Kräfte vom Hauptpylonüber die Plattform in die Sekundär-pylone geleitet werden, wo die

Hauptseile angreifen. Zur Stabili-sierung des Systems dienen die(je zwei auf jeder Seite) Sekundär-seile, die 10 m vor dem Pylon seit-lich verankert sind, und die denHauptpylon bzw. die Sekundär-pylone halten.

Den Zugang zur Plattform bildeteine 90 m lange Stahltreppe mitbeiderseitigen Brettschichtholz-wangen, die auch als Brüstungund Handlauf der Treppe dienen.Diese werden bei jedem zweitenPodest von den Primärseilen ab-gehängt, um auftretenden Schwin-gungen zu widerstehen.

Die Höhe der Holzbrüstungenvariiert von 1,5 m am oberen undunteren Ende bis 3 m in Treppen-mitte. Dort wird ein Podest ausge-bildet, das gerade über den Baum-kronen liegt.

Museum für Documenta (Museumspark/Documenta Kassel)

Lob:Kathrin Wiertelarz

Universität Kassel/Fachgebiet Digitale EntwurfstechnikenProf. Lars Spuybroek

Konzept

Entwurfsaufgabe war, für die allefünf Jahre stattfindende „docu-menta“ in Kassel ein Museum mitMediathek, Workshops und Cafézu entwickeln. Die Nutzflächesollte ca. 6000 m2 betragen.

In einem ersten Schritt wurdenzeitgenössische Museen (ZahaHadid Museum of ContemporaryArt/Cincinatti, Mario Botta/RemKunsthaus etc.) hinsichtlich ihrerBewegungsströme, Raumgrößenetc. analysiert. Die Ergebnisse wur-den in einer Matrix zusammen-gefasst und hieraus der Museums-körper entwickelt. Bewegungs-abläufe und Aufenthaltszeitenflossen in ein Relationsdiagramm.Verhältnisse und Interaktionenzwischen Raumgrößen und -höhenbildeten die Basis für die Kon-struktion.

Die Tragkonstruktion sollte freigenerierbare Flächen adaptierenkönnen. Nach Analysen der Topo-logie von nurbs-Flächen, Flächen-Kurvaturen (bezüglich maximalerund minimaler Krümmung, Her-stellungsprozessen/cnc-miling etc.)sowie in der Natur vorkommendenTragwerksprinzipien (Wabenstruk-tur und Radiolarien) wurde ein ers-tes Tragwerkskonzept entwickelt.Entsprechend den analysiertengeometrischen Prinzipien (hier dieTessalierung der Flächen) wurdeein Polygonisierungs-Skript ge-schrieben und dann in ein FEM-Programm (Finite Elemente Metho-de) umgesetzt. Die „frei geformte“Fläche wurde weitestgehend tri-anguliert, so dass die Anzahl dervariierenden Stäbe gering gehaltenwurde (hier Variation zwischen

1, 1,25 und 1,50 m), um Vergla-sungs- bzw. Abdeckelemente an-zubringen. Zur Findung der opti-malen Tragkonstruktion wurde einVoronoi-Algorithmus entwickeltund auf die polygonisierte Flächeim Programm angewandt. AlsLösung ergab sich ein radiolarien-ähnliches, stählernes Raumfach-werk.

Opazität, Transluzenz und Trans-parenz variieren je nach Nutzungder Räume durch unterschied-liche Abdeckmaterialien sowieVerschattungsmöglichkeiten.

Förderpreis


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Förderpreis


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HAC – Hamburg Aviation Center

Lob:Johannes Leskien, Svend Jørgensen, Johannes Staudt, Stefan Sass

Technische Universität Berlin/Konstruktives Entwerfen u. klimagerechtes BauenDipl.-Ing. Ulrike von Schenck,Prof. Dipl.-Ing. Rainer Hascher

Konzept

Mit dem Hamburg Aviation Center(HAC) soll ein Besucherzentrumentstehen, das imagewirksam dasUnternehmen und die Marke Air-bus repräsentiert. Der Besuchererhält einen Einblick in die Weltdes Fliegens, in die technischenZusammenhänge und in den Flug-zeugbau.

Die Form des HAC orientiert sichan den vorhandenen Montage-hallen auf dem Airbusgelände. Ein Flugzeuggeschwader empfängtden Besucher. Er wird von Leit-objekten (besondere Exponate wieTurbinen etc.) durch eine Ausstel-lungstopographie geführt, die sichdurch die verschiedenen Themen-bereiche als eine Hügellandschaft

definiert. Die obere Ausstellungs-ebene scheint gleichsam im Raumzu schweben.

Für das großzügige Raumkonzeptwurde eine weit spannende Fach-werk-Rahmen-Konstruktion ge-wählt. Dabei wurde großer Wertauf die Standardisierung der Bau-teile gelegt. Das gewählte Kon-struktionsraster ermöglicht es, dieobere Ausstellungsebene einzu-hängen und schwebend erschei-nen zu lassen. Für die Ausstel-lungsebene wird ein Raumfach-werk gewählt, dem ebenfalls dasRaster der Rahmenkonstruktionzugrunde liegt.

Die Primärstruktur besteht aus13 Rahmen mit einem diagonalenStabwerk. Die Rahmen überspan-nen 31,5 m. Bei einer statischenHöhe von 2,25 m liegen sie imAbstand von 9 m. Der äußereFachwerkknoten wird an die dia-gonale Pfosten-Riegel-Konstruk-tion gelenkig angeschlossen. DieseRautenstruktur überspannt alleRahmen und bildet im Verbunddie Quer- und Längsaussteifungdes Gebäudes.

Den äußeren Abschluss des Ge-bäudes bilden die Fassadenplatten,die an die Diagonalstruktur überabdichtende Klemmprofile ange-schraubt werden. Bei der Wahl

der Rastergröße dient als Vorgabedas maximale Herstellungsmaß fürGlasscheiben in herkömmlichenFabrikationsstraßen (3,20 m x 6 m).Somit bestimmt die Seitenlänge(3,20 m) = Diagonale (4,50 m) ei-nes Fassadenelementes die Größedes Rasters – und damit die Ab-stände der Rahmen und letztlichdie genauen Ausmaße des gesam-ten Gebäudes.

Durch Drehung des Rasters um45° konnte der Rahmenabstandauf 9 m maximiert und die Größeder Fassadenelemente auf dasHerstellermaß optimiert werden.Es wurde eine Deckungsgleichheitdurch alle Tragstrukturen erreicht.So entspricht die Diagonale einesFassadenelements dem Abstandder inneren Enden eines Stab-paares (4,5 m); das Diagonalmaßzweier Elemente (9 m) dem Achs-abstand der Rahmen und dieHälfte einer Diagonalen der stati-schen Tiefe der Rahmenkonstruk-tion (2,25 m).

Das faltbare Hangartor bestehtaus einzelnen Segmenten, dieüber Scharniere miteinander ver-bunden sind. Die Segmente sindüber den Rahmen, der als Drei-gurt ausgeführt ist, in ein Schie-nensystem eingehängt.

Förderpreis


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• Durch eine hohe Ausführungs-qualität der Schweißnaht kanndas Ermüdungsverhalten positivbeeinflusst werden.

• Den größten Ermüdungswider-stand erzielen Rippen, die miteinlaufenden Nähten auf dasGurtrohr geschweißt werden.Bei einer sorgfältigen und vor-schriftsmäßigen Schweißungkann dieses Detail in die Kerb-klasse 90 eingestuft werden.

• Auch eine ausgerundete Rippemit beschliffener Schweißnahterzielt bei sachgerechter Aus-führung gute Ergebnisse.

• Der Einfluss der Streckgrenzespiegelt sich in der Wöhlerlinien-neigung wider, die mit steigen-der Streckgrenze zunimmt.

Zum Einfluss von aufgeschweißten Längsrippen auf das Ermüdungsverhaltenhoch- und ultrahochfester Feinkornbaustähle

Lob:Jennifer Bergers

Universität (TH) Karlsruhe/Versuchsanstalt für Stahl, Holz und SteineUniv.-Prof. Dr. Eur.-Ing. Ram Puthli, Dr.-Ing. Stefan Herion

Konzept

Aufgeschweißte Längsrippenwerden im Kranbau für verschie-dene Installationen wie Leitungen,Abspannungen und Anschlüsseeingesetzt. Da das Eigengewichteinen wesentlichen wirtschaftli-chen Faktor darstellt, werden heutehochfeste Stähle mit einer Streck-grenze von bis zu 1100 N/mm2

verwendet.

In dieser Arbeit werden sechsverschiedene Ausführungsvarian-ten der aufgeschweißten Längs-rippe experimentell und nume-risch untersucht und daraus Norm-empfehlungen entwickelt.

Alle Rippen werden auf ein Gurt-rohr (100 x 100 x 5 mm) von1600 mm Länge geschweißt, dasaus einer U-Schale und einemGurtblech zusammengesetzt wird.Zum Einsatz kommen Stähle miteiner Streckgrenze von 460, 690,960 und 1100 N/mm2.

Die wichtigsten Ergebnisse:• Die Kerbschärfe hat den größ-

ten Einfluss auf den Ermüdungs-widerstand von aufgeschweiß-ten Längsrippen.

• Die numerische Untersuchungzeigt, dass abgeschrägte Rippenmit Schweißsteg im Vergleichzu Rechteckrippen gleicherLänge keinen Vorteil bieten.

• Die Parameterstudie in Bezugauf die Rippenlänge zeigt, dasseine lineare Abhängigkeit zwi-schen SCF und Rippenlängebesteht, wobei der SCF mit stei-gender Rippenlänge zunimmt.

• Anhand der Parameterstudienmit variierender Dicke von Gurtund Rippe wird deutlich, dassdie Spannungskonzentrations-faktoren bei gleicher Blechdickevon Gurt und Rippe ein Mini-mum erreichen.

stahlbau förderpreis 2006

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