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Fährterminal mit gewÜlbter Dachstruktur aus Stahl Ferry terminal with a vaulted roof structure in steel

Parkdecks aus filigranen Betonfertigteilen Parking decks with delicately proportioned precast units

2.18


Eine der ungewöhnlichsten Baustellen der letzten Jahre, die Bergstation der Seilbahn zur 2962 m hohen Zugspitze, zeigt wie Ingenieure auch für das Bauen unter extremen Bedingungen angemessene Lösungen finden. Die be-

© Bayerische Zugspitzbahn Bergbahn AG

editorial

02/18 structure

sonderen Herausforderungen beschreibt ein ­Artikel dieser structure-Ausgabe.

One of the most unusual building sites of

Die im folgenden vorgestellten Projekte de-

­recent years, the summit station for the Zug-

monstrieren, dass auch bei weniger spektaku-

spitze cable car, shows how engineers also

lären Aufgaben, wie etwa einem innerstädti-

have to find appropriate solutions for building

schen Parkhaus in Bordeaux, unkonventionel-

under extreme conditions. An article in this

le ­Tragwerkslösungen zu besonderen Ergeb-

­issue of structure describes the special chal-

nissen führen – in diesem Fall zu äußerst fili­

lenges of this project.

granen Parkdecks mit freiem Blick ringsum.

The other projects demonstrate that special

Beim ­Umbau der Alstom-Hallen zur neuen

situations can call for unconventional structur-

Kunsthochschule in Nantes gelang es den

al engineering solutions –such as the delicate-

­Planern, die alte Sheddach-Struktur großteils

ly proportioned and open vehicle decks that

durch ­eine neue zu ersetzen und trotzdem an

allow extensive views from the inner-city park-

die ­Atmosphäre der ursprünglichen Hallen

ing garage in Bordeaux. In the conversion of

­an­zuknüpfen. Ein Ort mit transzendentem

the Alstrom warehouses into the new Nantes

Charakter entstand mit der Gedenkstätte am

School of Art, the designers replaced most

Herzlberg westlich von Jerusalem. Den Innen-

of the existing sawtooth-roof structure with a

raum prägt eine zentrale Großskulptur aus

modern version, yet still managed to draw

Aluminiumblöcken mit raffiniertem Verbin-

on the atmosphere of the original halls. A

dungssystem. Insgesamt unterstreicht auch

place of transcendental character was created

unsere aktuelle Ausgabe der structure die

with the Memorial Hall at Herzlberg west of

wich­tige gesellschaftliche Rolle der Bauinge-

Jerusalem. The interior is defined by a central

nieure. Viel Freude bei der Lektüre!

sculpture made of ingeniously connected

Andreas Gabriel

­aluminium blocks. All the articles emphasise

redaktion@structure-magazin.de

PS: Im Rahmen des DETAIL Preises 2018 gibt es auch in diesem Jahr wieder einen Sonder-

the important role in society played by civil and structural engineers. I hope you find it ­enjoyable reading.

preis für Tragwerksplanung und den Leser-

DETAIL Awards 2018 will again include a spe-

preis. Vom 4. bis zum 29. Juni 2018 haben

cial award for structural engineering design as

Sie die Möglichkeit, mittels Online-Voting auf

well as a reader award. From 4–29 June 2018,

unserer Homepage Ihren Favoriten in jeder

you will be able to indicate your favourites in

­Kategorie zu bestimmen.

each category using the online voting system on our website.

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editorial 1


inhalt content

projekte

32 Fährterminal in ­Helsinki Ferry Terminal in ­Helsinki PES-Architects, ­Helsinki Sweco, Stockholm / Helsinki

22 Mount Herzl ­Memorial Hall Mount Herzl ­Memorial Hall Kimmel Eshkolot ­Architects, Tel Aviv mit Kalush Chechik Architects Haim & Yehiel ­Steinberg Structural Engineering, Tel Aviv

40 Sportzentrum Heuried in Zürich Heuried Sports ­Centre in Zurich EM2N Architekten, Zürich Mathias Müller, ­Daniel Niggli Schnetzer Puskas ­Ingenieure, Zürich Pirmin Jung Ingeni­ eure, CH–Rain

magazin reports

6 Synergien und Aus­ tausch beim 28. Dresdner Brücken­ bausymposium Synergies and Dis­ course at the 28th Dresden Bridge ­Building Symposium Heike Kappelt 10 DETAIL research DETAIL research

essay essay

14 Zur gesellschaftlichen Rolle der Ingenieure im Bauwesen The Role of Civil and Structural Engineers in Society Werner Lang

4 inhalt

projects

26 Kunstakademie ­Nantes Nantes School of Art Franklin Azzi Archi­ tecture, Paris SETEC Batiment, ­Paris

46 Bahnhofshalle mit Parkhaus in Bordeaux Station Hall with ­Multistorey Parking Garage in Bordeaux SNCF Gares & ­Connexions, Agence Duthilleul, AREP MaP3, Paris

produkte products

technik

technology 52 Bauen unter extremen Anforderungen – die Bergstation der neuen Seilbahn Zug­ spitze Building under ­Extreme Conditions – The Summit Station for the New Cable Car Zugspitze Hans-Georg Leitner

62 Baukonstruktion Building Construction 68 Fassadensysteme Facade Systems 72 BIM – Building Infor­ mation Modeling

56 Praxisgerechte Holz­ bauplanungen durch die frühe Einbindung von Fachfirmen Practical Timber Structures Design through the early ­Involvement of ­Specialist Firms Wolfgang Müll

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Tiefbauamt Kanton St. Gallen

Synergien und Austausch beim 28. Dresdner Brückenbausymposium Synergies and Discourse at the 28th Dresden Bridge Building Symposium

A

Sabine Wellner

Mit 1500 Gästen waren das Audimax und ein zweiter Raum im Hörsaalzentrum der TU Dresden am 13. März 2018 gut gefüllt. Das 28. Dresdner Brückenbausymposium konnte einen neuen Teilnehmerrekord verbuchen. Im Vorwort zum Tagungsband der alljährlichen Großveranstaltung für Bauingenieure unterstreicht Prof. Manfred Curbach vom Institut für Massivbau der TU Dresden, dass diese vom Start im Jahr 1991 an als »Multiplikator ­guter Ideen, interessanter Innovationen und erfolgversprechender Technologien« konzipiert worden sei.

B

Deutscher Brückenbaupreis 2018 Den Auftakt bildete am Vorabend die Verleihung des Deutschen Brückenbaupreises mit rund 1200 Gästen aus Fachwelt, Politik und Wirtschaft. Den Preis vergeben Bundesingenieurkammer und VBI alle zwei Jahre. Deutschland sei »ein Land der Brücken«, sagte Rainer Bomba, Staatssekretär des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur, in seinem Grußwort: Addiert man die Länge der rund 39 500 Brücken auf Autobahnen und Landstraßen hierzulande zusammen, ergibt dies eine Strecke von etwa 2130 Kilometern, was cirka der Entfernung zwischen

6 reports

Berlin und Istanbul entspricht. Bomba betonte, dass dem Brückenbau und der Bauwerkserhaltung in den nächsten Jahren »oberste Priorität« eingeräumt werden. Weit oben auf der Agenda stünden derzeit Anpassungen im Baurecht und eine beschleunigte Planfeststellung. Unter den 29 Einreichungen in den Wettbewerbskategorien »Straßenund Eisenbahnbrücken« sowie »Fußund Radwegbrücken« gab es laut ­Jurymitglied Prof. Dr. Steffen Marx nicht nur Großprojekte, sondern auch kleine, feine Bauwerke, und nicht nur Neubauten, sondern auch interessante Sanierungen. Je drei Brücken aus jeder Kategorie gingen ins Finale. Sie zeigen, so die Jury, auf, wie nachhaltig, wirtschaftlich und ästhetisch anspruchsvoll moderner Ingenieurbau sein kann. In der Kategorie »Straßen- und Eisenbahnbrücken« siegte die Bleichinselbrücke in Heilbronn. Das Stuttgarter Ingenieurbüro schlaich bergermann partner (Andreas Keil) konzipierte die neue Überführung über den Neckar als vierspurige Straßenbrücke mit seitlichen Geh- und Radwegen. Sieger in der Kategorie »Fuß- und Radwegbrücken« wurde die Schaukelbrücke im Ilmpark in Weimar – laut Jury ein Paradebeispiel des verantwortungsvollen Umgangs mit dem baukulturellen Erbe. Indem sie eine Methodik zum experimen­tellen Nachweis des historischen Tragwerkes entwickelten und umgesetzten, gelang es dem Wei­ marer ­Ingenieurbüro für Bauwerkserhaltung (Oliver Hahn) in Zusammenarbeit mit der Klassik Stiftung Weimar (Philipp Jung), das Original weitergehend und langfristig zu erhalten.

Technologien, Projekte, ­Synergien Beim Symposium am Folgetag ver­ mittelten zwölf thematisch breit ge­ fächerte Beiträge renommierter Experten Einblicke in beeindruckende Projekte und innovative Technolo­ gien. Technisch anspruchsvolle Kon­ struktionsprinzipien und die Symbi­ ose zwischen Engineering und Design im Brückenbau veranschaulichten Prof. Dr. Jan Akkermann, Geschäftsführer von Krebs+Kiefer, und Bartlomiej Halaczek von Knight Architects am Beispiel der Kienlesbergbrücke in Ulm, einer gestal­terisch komplexen und baulogistisch herausfordernden Bus- und Straßenbahnbrücke mit kombiniertem Fuß- und Radweg. In eine völlig andere bauliche, nicht minder anspruchs­volle Situation, versetzte Volkhard ­Angelmaier von Leonhard, Andrä und Partner, Stuttgart, das Auditorium mit seinem Bericht vom Entwurfskonzept bis zur Fertigstellung der ­Taminabrücke, die die gleichnamige Schlucht im Schweizer Kanton St. Gallen seit 2017 mit einem langen, schmalen Bogen in beein­ druckender Weise quert. Vom Rückbau der 1964 gebauten Lahntalbrücke Limburg – mit einer Filmsequenz von der Pfeilersprengung direkt neben dem Neubau – ­berichtete Dr. Stephan Franz von der Deges Berlin. Weltrekorde und »robuste« Entwürfe Prof. Holger Svensson, Honorarprofessor an der TU Dresden, widmete sich seinem dortigen Schwerpunkt, dem Schrägkabelbrückenbau. Sein Vortrag ist in Zusammenarbeit mit Yaojun Ge von der Tongji Universität entstanden.

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projects

projekte


Fährterminal in Helsinki

Architekten /Architects: PES-Architects, Helsinki Mitarbeiter / Team: Tuomas Silvennoinen (chief designer), Pekka Mäkelä (project manager), Emmanuel Lopes, Hanna Eskelinen Tragwerksplaner / Structural engineer: Sweco, Stockholm / Helsinki Mitarbeiter / Team: Tomi Eloranta (responsible designer), Janne Peltonen, Joel Hekkala, Harri Laakso, Jussi Anttonen, Hannu ­Marttinen, Jooel Uuspelto, Antti Hämäläinen (BIM coordinator) Bauherr / Client: Hafen von Helsinki / Port of Helsinki

32 projects

Das West Terminal 2 liegt an der Südspitze ­einer künstlich aufgeschütteten Landzunge im Hafen von Helsinki. Der Neubau soll das Be- und Entladen der Fähren zwischen der finnischen Hauptstadt und Tallinn beschleunigen und so die Liegezeiten im Hafen verkürzen. Das T-förmige Gebäude erinnert mit der konkav geschwungenen Front zum Meer und dem sanft gewölbten Dach an einen – gestrandeten – Rochen. An den Enden der beiden Gebäudeflügel ist das Terminal an die parallel zu den Quaimauern verlaufenden Stege angeschlossen, von denen man über Brücken auf die Schiffe gelangt. Der Fußabdruck des Gebäudes ist so kompakt wie möglich, um ringsum ausreichend Fläche für die auf die Einschiffung wartenden Autos zu schaffen. Das rechtwinklige Eingangsgebäude ist über seine 15 m Höhe dreiseitig verglast und bildet mit der geneigten Stirn­ fassade und dem auskragenden Vordach eine zeichenhafte Geste zur Landseite. Die eigentliche Abfertigungshalle ist um 10 m aufgeständert. Der weit gespannte Raum ­erhält durch das mit Holzleisten verkleidete ­gewölbte Dach eine warme, sinnliche Atmosphäre. Technische Einrichtungen sind vollständig in die Dachkonstruktion integriert. Die lange Glasfassade und ein vorgelagerter Aussichtsbalkon erlauben den Blick auf die ankommenden und abfahrenden Schiffe. In diesen Genuss kommen jedoch nur die abfahrenden Passagiere – ankommende gelangen durch den rückwärtigen Teil der Halle direkt zu den Rolltreppen und hinab zur Zollabfertigung in der erdgeschossigen Lobby. BF

Kari Palsila

MTA Design

Ferry Terminal in Helsinki

02/18


aa

West Terminal 2 lies at the southern tip of a ­reclaimed spit of land in the Port of Helsinki. The new building is intended to handle passenger flows to and from the ferries between the Finnish capital and Tallinn in Estonia and shorten the ferry turnaround times in the ­harbour. The T-shaped building, with its horizontally curved concave front facing the sea and gently arching roof, makes a passing allusion to a beached skate. At the ends of each of the two wings of the building, the terminal connects to overhead walkways running parallel to the quay walls from which the passengers cross bridges to get and from the ships. The footprint of the building is as compact as possible to leave enough open space around

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it for the cars waiting to drive on board. The 15 m high rectangular entrance building is glazed on three sides and offers, with its ­inclined end facade and a cantilevering front canopy, a symbolic gesture to the land side. The terminal‘s departure hall is 10 m above ground. The timber lath-clad ceiling gives this expansive space a warm, homely atmosphere and hides the building services equipment. The long glass facade and the viewing balcony allows people to watch the ships arriving and departing. This pleasure can be enjoyed only by departing passengers – arrivals use the rear part of the hall and from there travel directly by moving BF staircase down to customs clearance.

Lageplan Maßstab  1:20 000 Schnitt Maßstab 1:1000 site plan scale  1:20 000 section scale 1:1000

projekte 33


Sweco

C

In der Mittelachse des Gebäudes werden diese Kräfte durch Ortbeton-Wandscheiben aufgenommen, in den beiden Fassadenebenen durch je zwei Auskreuzungen über die volle Gebäudehöhe. Die Dachebene wird durch ­einen liegenden Fachwerkverband direkt hinter dem auskragenden Vordach ausgesteift. Die 14 m hohe Fassade ist vom Dachrand ­abgehängt, die Windlasten werden über horizontale T-Profile 100/250 mm in die dahinter stehenden Verbundstützen abgeleitet. Gebäudeteil 2 – Abfertigungshalle Der flügelförmige, dem Meer zugewandte ­Gebäudeteil gliedert sich in zwei Ebenen. Die klimatisch geschlossene Abfertigungs­ halle ruht auf einer offenen 10 m hohen Aufständerung aus Stützen und 2 m breiten Ortbetonscheiben im Abstand von 12,70 m bis 14,70 m. Auf der »Landseite« verjüngen sich die Betonscheiben trapezförmig zum Boden. Alle Stützen sind in Längsrichtung durch ­vorgefertigte Stahlbetonunterzüge verbunden, auf denen 1,20 m breite Hohlkammer-­ Deckenelemente auflagern. Die Aussteifung

B

­direction because of the inclined facade columns under the cantilevering canopy roof. These forces are transferred to the in situ ­concrete wall panels on the central axis of the building. Two pairs of cross-braced panels perform a similar task in the plane of each of the two facades. In the plane of the roof, stiffening is provided by a horizontal wind bracing directly behind the projecting canopy roof. The 14 m high facade is suspended from the edge of the roof. Wind loads are transferred by horizontal T-profiles 100/250 mm into the composite columns standing behind the facade. Building component 2 – departure hall The wing-shaped building component faces the sea and is split into two levels. The climatically sealed departure hall stands on an open 10 m high supporting frame consisting of columns and 2 m wide in situ concrete walls at spacings of 12.70 to 14.70 m. On the “land side”, the concrete panels are trapezoidal, narrowing as they approach the ground. All columns are connected in the longitudinal direction by prefabricated Sweco

B Stahlkonstruktion der Lobby mit Rahmenkonstruktion, auskragendem Vordach und geneigten Fassadenpfosten C statisches Diagramm Lobby (Querschnitt ) D der betonierte Übergang zwischen der Lobby und der aufgeständerten ­Abfertigungshalle im Rohbau

B lobby structural steelwork showing steel frames, cantilevering ­canopy and inclined ­facade mullions C structural idealisation ­lobby (cross section) D the concrete transition between the lobby and the raised departure hall structural carcass

36 projects

D

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r­ einforced concrete downstand beams, which support 1.20 m wide hollowcore concrete slab units (Fig. H). The stiffening on this lower level in the longitudinal direction is provided by the shear wall effect of the columns and in the transverse ­direction by two pairs of ­hollow steel tubular section struts arranged in an A-shape to both sides of the expansion joint. In the departure hall above, the construction changes to steel and the number of columns is halved. The arched roof is a directional structure constructed of truss girders and continuously ­reduces in height towards the outside. The main girders run parallel to the building access, with the secondary girders arranged ­polygonally to follow the curved glass facade.

Sweco

dieser unteren Ebene erfolgt in Längsrichtung über die Scheibenwirkung der Stützen, in Querrichtung über zwei Paar A-förmig angeordnete Druckstützen aus Stahlrohr beiderseits der Dehnfuge. In der Abfertigungshalle darüber wechselt die Konstruktion auf Stahl, die Anzahl der Stützen wird auf die Hälfte reduziert. Das gewölbte Dachtragwerk ist eine gerichtete Konstruktion aus Fachwerkträgern, deren Höhe nach außen kontinuierlich abnimmt. Die Hauptträger verlaufen parallel zur Gebäudeachse, die Nebenträger folgen polygonal der geschwungenen Glasfassade. Die Nebenträger haben die gleiche Höhe wie die Hauptträger. Um die Auslenkung der vorwiegend druckbeanspruchten Untergurte zu reduzieren, sind diese mit Kopfplatten an die Hauptträger angeschlossen. Diese werden so

G

E

F

Sweco

E Stahlkonstruktion der ­aufgeständerten Abfertigungshalle F statisches Diagramm ­Abfertigungshalle (Querschnitt) G Bewehrungsplan einer trapezförmigen Stütze Maßstab 1:200 H Stahl- und Betonkonstruktion der beiden Ebenen der Abfertigungshalle im Rohbau

E steel structure of the raised departure hall F structural idealisation ­departure hall (cross ­section) G reinforcement drawing of a trapezoidal column scale 1:200 H steel and concrete loadbearing structure of the two-level departure hall

H

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projekte 37


I Dach Abfertigungs­ halle: Ausschnitt eines Nebenträgers mit den polygonal verschweißten Kastenträgern der Oberund Untergurte (Stahl­ profil | 180/180 mm) Maßstab 1:100

Kari Palsila

I departure hall roof: part-elevation of a secondary truss girder with the polygonal welded box sections of the top and bottom chords (steel profile | 180/180 mm) scale 1:100

CP

R-7

(C

FR

HS

20

0x

20

0x

10

)

8 0x 18 0x CP 18 R-7 HS F(RC (C FRH S2 34 00 Rx2 S C 0

HS

CP

FR

0x

R-8

CSR-28 (CFRHS180x180x8)

(C

FR

4

-3

10

R CS

)

R-7

(C

(CF

RH

S2

CP

00

R-7

x20

HS

0x1

(CF

RH

0)

S2

00

x20

R-2

0x1

CS

0)

x8)

180

80x

S1

RH

F 9 (C

20

R-8

0x

20

0x

10

)

(C

FR

HS

20

0x

20

0x

10

)

HS

4*M30x100 CZ-1( PL10X420 )

37

R-

4*M30x100 CZ-1( PL10X420 )

CS

18

8)

0x

18

HS

4*M30x80CFR ( 37 RCS

18

8)

0x

18

0x

FR

(C

4*M30x80

J

K

J Axonometrie Anschluss Stütze – Hauptträger – ­Nebenträger K Axonometrie Anschluss Hauptträger – Neben­ träger L Tragwerksmodell der ­Abfertigungshalle mit Verbundstützen (rot), Hauptträgern (gelb) und Nebenträgern (violett), aussteifende Treppenkerne am rechten Bildrand J axonometric column – main girder – secondary girder connection K axonometric main ­girder – secondary girder connection L structural model of the departure hall with composite columns (red), main girders (yellow) and secondary girders (violet), stiffening stairwell cores on the right-hand edge of the picture

38 projects

9

R-2

CS

CP

0x

Sweco

14310

11931 12050 12212

I

8

0x 18

0x

18

CP

CSR-28 (CFRHS180x180x8)

1646

1712

1680

1714

8506 8631 8781

1575 1714 1855

5015 5146 5145 5292

1300

1671

1695

1600

1668

14325

L

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technology

technik


Praxisgerechte Holzbauplanungen durch die frühe Einbindung von Fachfirmen Practical Timber Structures Design through the Early Involvement of Specialist Firms

Text: Wolfgang Müll Der Autor ist gelernter Zim­ merer und Bauingenieur. Nach dem Studium war er sechs Jahre lang bei Los­ berger Holzleimbau tätig. Seit 1998 ist er Projekt­leiter bei Holzbau Amann GmbH. The author is a qualified ­carpenter and structural ­engineer. After completing his studies, he worked for six years at Losberger Holz­ leimbau. He has been project manager at Holzbau Amann GmbH since 1998.

Die ungeheuere Produktvielfalt an Holzwerk­ stoffen und Verbindungsmitteln, vielfältige bauphysikalische Aspekte, sich ständig än­ dernde Normen und anerkannte Regeln der Technik und nicht zuletzt die Interaktion all dieser Punkte können die Planung von Holz­ bauten sehr aufwendig machen. Ein Weg, um angesichts dieser Komplexität dennoch praxisgerechte und kostensichere Planungen entwickeln zu können, eröffnet die frühzeitige Einbindung von Fachfirmen. Vom gemeinsa­ men Entwickeln der Details können alle Betei­ ligten profitieren. Im Folgenden werden eini­ ge Projekte vorgestellt, bei denen dieser Weg zum Erfolg geführt hat. Hager Forum in Obernai Beim Hager Forum im französischen Obernai war Holzbau Amann beratend für die Archi­ tekten Sauerbruch Hutton und das Tragwerks­ planungsbüro Werner Sobek Frankfurt tätig (Abb. A–F). Die Planer entwarfen einen 39 ≈ 156 m großen Trägerrost im Raster von 3 ≈ 3 m, der nur auf wenigen Stahlpendelstützen auf­ gelagert war. Durch die Ausbildung einer weit auskragenden Dachscheibe aus Holz ­sollten sich horizontale Lasten im Bereich der massiven Treppenhäuser ableiten lassen. Die Holzquerschnitte waren zu den Stützen hin ­gevoutet, um den Kräftefluss ablesbar zu ma­ chen. Vorgesehen waren 3 m breite und bis zu 12 m lange, miteinander verschraubte Ein­ zelelemente aus zwei Brettschichtholzbalken mit aufgeleimter Brettsperrholzplatte. Die am Übergang zwischen Dach und Stützen auftre­ tenden Querkräfte und Momente sollten von nicht sichtbaren Stahllaschen und Vollgewin­ deschrauben aufgenommen werden (Abb. B). Angesichts der geplanten Elementfertigung und der sich daraus ergebenden Fragestel­ lungen zu Fertigungsmöglichkeiten, Verbin­ dungstechniken und Montagetoleranzen konnten die Architekten den Bauherrn davon überzeugen, uns als ausführende Firma früh­ zeitig beratend einzubinden. Zu unseren Auf­ gaben zählte unter anderem das Erstellen der Ausführungsstatik und die Einhaltung der ge­ stalterischen Anforderungen der Architekten. Folgende Aspekte machten die Konstruktion jedoch sehr aufwendig: die hohen Lastein­ träge bei den Stahlstützen, die in die Stützen integrierte Entwässerung, die R60-Brand­ schutzanforderung, die schub- und biegestei­ fe Verbindung der Dachelemente ohne sicht­

A

56 technology

The enormous diversity of wood-based mate­ rials and connections, the manifold aspects of building physics, continually changing stand­ ards and recognised rules of technology and not least the interaction of all these points can make designing timber buildings very time consuming and costly. One way to deal with this complexity and yet be sure of designing structures that are practical and within budget is to involve specialist firms at an early stage. Combining skills to develop details together can be to the benefit of all project stakehold­ ers. This article discusses a few projects in which this approach has led to success. Hager Forum in Obernai For the Hager Forum in the French town of Obernai, timber construction company Holz­ bau Amann provided early advice to the archi­ tects Sauerbruch Hutton and structural engi­ neers Werner Sobek (Fig.A–F). The original design was a 39 m ≈ 156 m timber grillage with a grid module of 3 m ≈ 3 m, which was to be supported on only a small number of steel columns. A timber roof with long edge cantile­ vers was envisaged to allow the roof loads to be transferred into the area of the concrete stairwells. The timber cross sections deepened towards the columns to clearly express the flow of forces. The plans showed individual elements being bolted together. The 3 m wide and up to 12 m long elements were manufactured out of two glued laminated timber beams with a glued-on, cross laminated timber panel. The shear forces and moments occurring in the transition between roof and columns were to be transmitted by concealed steel plates and continuously threaded bolts (Fig. B). Having decided on prefabrication, the archi­

B

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C

tects foresaw the decisions to be made about the methods of manufacture, connection tech­ niques and installation tolerances and per­ suaded the client to involve us as the contrac­ tor to provide advice at an early stage. One of our tasks was to complete the structural ­engineering design of the erection phase and ensure the structure complied with the archi­ tectural requirements. We identified several aspects that made con­ struction more costly and complicated when considered from the point of view of glued timber elements and looked for alternatives. Our first thought was a rafter-purlin alterna­ tive, but the shallowness of the beam required by the architect would have led to very high deflections because of the lack of grillage ­action. Instead, we developed a ­directional hybrid structure with steel main beams clad in glued laminated timber running trans­ versely to the structure and timber secondary

A–D Hager Forum in Obernai A, B Entwurf Tragwerkspla­ nung (Werner Sobek Frankfurt), mögliche Vorfertigung der Elemente im Bereich des Stützenknotens C Werkstattplanung ­(Holzbau Amann), Isometrie Stahlbinder (blau) mit Pfetten A–D Hager Forum in Obernai A, B structural engineering design (Werner Sobek Frankfurt), possible prefabricated elements near the ­column joints C workshop design (Holz­ bau Amann), isometric steel roof members (blue) with purlins

Jan Bitter

bare Verbindungsmittel sowie die klimatische Beanspruchung durch eine Kühl-Heizdecke direkt unter der Dachkonstruktion. Dies führte dazu, von der Ausführung mit verleimten Ele­ menten abzusehen. Als Alternative dachten wir zunächst über eine Binder-Pfetten-Lösung nach, die jedoch bei Berücksichtigung der von den Architekten ­gewünschten Trägerhöhen wegen der fehlen­ den Trägerrostwirkung zu hohen Verformun­ gen geführt hätte. Stattdessen entwickelten wir ein gerichtetes Hybridtragwerk aus StahlHauptträgern in Gebäudequerrichtung mit Brettschichtholzverkleidung sowie Holz-Neben­ trägern in Längsrichtung (Abb. C, E). Die Anschlüsse der teilweise gevouteten Holz­ träger an die Stahlträger erfolgte biegesteif, sodass die Durchlaufwirkung in Längsrichtung und somit der statische Trägerrost erhalten blieb. Die oberseitige Brettsperrholzbeplan­ kung wurde über eine enge Vernagelung mit den Nebenträgern ebenfalls zur vertikalen Lastabtragung herangezogen. Auf diese Wei­ se konnten die ursprünglich geplanten Trä­ gerhöhen umgesetzt werden. Um der klimati­ schen Beanspruchung der horizontalen Holz­ beplankung Rechnung zu tragen, wurden Hirnholzanstriche, eine Messanlage der relati­ ven Luftfeuchte und Temperatur vorgesehen sowie ein Holzfeuchtemonitoring eingerichtet. Über diesen letztlich ausgeführten Alternativ­ vorschlag haben wir uns im Rahmen einer ­offenen und vertrauensvollen Zusammenar­ beit intensiv mit Werner Sobek ausgetauscht. Die Beratung durch eine Fachfirma hat sich für den Bauherrn ausgezahlt: Für den Bauab­ lauf war alles sehr gut vorbereitet und auch

D

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technik 57


Baukonstruktion

Simon Menges

Building Construction

bauforumstahl.de

peikko.de

Schraubbewehrungen für Deutschlands höchste Aussichtsplattform Derzeit baut Thyssenkrupp in Rottweil einen 246 m hohen Aufzugstestturm und damit zugleich die höchste öffentliche Aussichtsplattform Deutschlands. Für die insgesamt 2640 t Bewehrungsstahl kam das Modix Schraubmuffensystem von Peikko zum Einsatz. Es erlaubt, Bewehrungsstäbe mit wenigen Handgriffen kraftschlüssig zusammenzufügen. Selbst Verbindungen zwischen zwei Stäben mit unterschiedlichen Durchmessern oder von geraden und gebogenen Stäben sind möglich. Die Stäbe werden im Biegebetrieb mit den Schraubelementen ausgestattet und in situ lediglich zusammengeschraubt. Ein Drehmomentschlüssel ist dafür nicht erforderlich. Screw reinforcements for Germany’s highest observation deck Thyssenkrupp is currently building a 246 m-high elevator test tower in Rottweil, making it Germany’s highest public-viewing platform. Peikko’s Modix rebar-coupling system was used for the total of 2640 t of reinforcing steel. It allows rebars to be forcelocked together in a few easy steps. Even connections between two bars with different diameters and between straight and curved bars are possible. The bars are equipped with the screw elements in bending shops and simply screwed together in situ. A torque wrench is not required.

62 products

Preis des Deutschen Stahlbaues 2018 für die Trumpf Smart Factory Der Preis des Deutschen Stahlbaues 2018 geht an Barkow Leibinger aus Berlin für ihre Trumpf Smart Factory, das neue Vorführ- und Vertriebszentrum des deutschen Werkzeugmaschinenherstellers Trumpf in der Nähe von Chicago, Illinois. Die Tragwerksplanung stammt von Knippers Helbig aus Berlin. Zum zweiten Mal in Folge gelingt es einem Industriebau, den Stahlbaupreis für sich zu beanspruchen. Die archaisch anmutende Vierendeel-Konstruktion ist mit ihrer unbehandelten Oberfläche ein imposanter räumlicher Abschluss, der zudem in dem dunklen, metallischen Glanz der Halle eine architektonische Präsenz verleiht, heißt es im Urteil der Jury. Die Verleihung der Urkunden erfolgt am Tag der Stahl.Architektur, am 12. Oktober 2018 in Duisburg.

Kaltgeformte Stahlbau-Hohlprofile und Online-Tools Tata Steel hat seine kalt- und warmgefertigten Hohlprofile und Rohre weiterentwickelt. Außerdem verfügt der Stahlhersteller über zwei neue OnlineTools. So können z. B. über den kostenlosen und webbasierten DNA Profiler Produkte als 3D- und BIM-Modelle ausgewählt werden. Zu den Produktneuheiten gehören die Erweiterungen des Hybox TT Sortiments. Diese kaltgeformten Stahlbau-Hohlprofile verfügen über enge Toleranzen und eine sehr gute Oberfläche für die automatisierte Bauteilfertigung. Cold-formed structural hollow sections and online tools Tata Steel has further developed its cold- and hot-manufactured hollow sections and tubes. The steel manufacturer also has two new online tools.

German Steel Construction Award 2018 for the Trumpf Smart Factory The German Steel Construction 2018 Award goes to Barkow Leibinger from Berlin for their Trumpf Smart Factory, the new demonstration and distribution centre of the German machine tool manufacturer Trumpf near Chicago, Illinois. The structural planning was carried out by Knippers Helbig from Berlin. For the second time in a row, an industrial building has succeeded in winning the steel construction prize. According to the jury, the archaiclooking Vierendeel construction with its untreated surface is an impressive spatial closure that also gives the hall an architectural presence with its dark, metallic sheen. The award ceremony will take place on 12 October 2018 — Steel Architecture Day — in Duisburg.

tatasteel.com

As a result, products, for example, can be selected as 3D and BIM models via the free and web-based DNA Profiler. New products include additions to the Hybox TT range. These coldformed structural hollow sections have tight tolerances and very good surfaces for automated component production.

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Höchste Eisenbahnbrücke der Welt mit Metall-Polymer-Technologie Mit 1315 m Länge, 359 m Höhe und einer Hauptspannweite von 469 m wird die Chenab-Eisenbahnbrücke am Fuße des Himalaya das weltweit größte Bauwerk dieser Art sein. Ihre Fertigstellung ist für 2019 geplant, die Lebensdauer ist auf 120 Jahre angesetzt. Der Stahlbogen ruht auf acht Auflagepunkten an den extrem steilen Hängen. Die hundertprozentig kraftschlüssige, spaltfreie Verbindung der jeweils 7 cm starken und 8 m2 messenden Stahlbogenfußpunkte mit den Betonfundamenten auf beiden Seiten wird von dem Metallpolymer MM1018 von Diamant Metallplastic abgesichert. MM1018 ist ein mit speziellen metallischen Stoffen hoch aufgefülltes Zweikomponenten-Reaktionsharzsystem. Der Werkstoff kann dabei pastös sowie flüssig gespachtelt oder, wie im Fall der Chenab-Brücke, injiziert werden. Es ist das bislang einzige MetallPolymer mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung und mit über 1000 Anwendungen weltweit in der Metallbranche etabliert.

Highest railway bridge in the world with metal polymer technology Once complete, the Chenab Railway Bridge at the foot of the Himalayas, 1315 m long and 359 m high, will be the largest structure of its kind in the world. It is scheduled for completion in 2019 with an envisaged service life of 120 years. The bridge’s steel arch rests on eight support points on the extremely steep slopes. The entirely friction-locked, gap-free connection between the 7 cm-thick and 8 m2 steel-arch base-

points and the concrete foundations on both sides is secured by the metal polymer MM1018 from Diamant Metallplastic. MM1018 is a two-component reaction-resin system highly filled with special metallic materials. The material can be applied in pasty or liquid form or, as in the case of the Chenab Bridge, injected. It is the only metal polymer to date with general building authority approval and has established itself in the metal industry with over 1,000 applications worldwide.

diamant-polymer.de

ADVERTORIAL

Edition ∂

PFEIFER UMIX – hat das Traditionsunternehmen imDie neue Einfachheit im Leichtbau mer wieder neue Standards am Markt Die Schwachstelle der gängigen Zugetabliert. So auch jetzt: Mit dem neustabsysteme auf dem Markt sind meist en Zugstabsystem Frei Otto – UMIX führt Pfeifer die Gewinde. Durch Bürsten oder standardmäßig vollwertig feuerverforschen, bauen, inspirieren Nachschneiden der verzinkten2015. GewinzinkteEberhard Gewinde ein. Das erhöht die Irene Meissner, Möller. 128 Seiten. 19 × 23,5 cm. Zweisprachig DE/EN. de wird die Zinkschicht aufFormat dem GeLebensdauer von LeichtbaukonstrukHardcover: EUR 34,– / CHF 51,–. winde zu großen Teilen wieder abgetionen deutlich. Zusätzlich verkürzt ISBN 978-3-95553-252-9 tragen. Anders bei den neuen UMIXdas innovative Fertigungsverfahren Systemen der Firma Pfeifer. In seiner fühlbar die Fertigungszeiten von ZugFrei Otto – a stabsystemen. life of research, knapp 440-jährigen Firmengeschichte Sämtliche Komponen-

ten des neuen Pfeifer-Systems lassen sich dank des komplett überarbeiteten und universell einsetzbaren Gabelkopfs bei gleichbleibenden Kräften sowohl für Seil- als auch für Stabsysteme nutzen — in Stahl und Edelstahl. UMIX bietet daher Raum für flexible Entscheidungen bis zur Bestellung. www.pfeifer.info/neue-einfachheit

construction and ­inspiration

2015. Irene Meissner, Eberhard Möller. 128 pages. Format 19 × 23.5 cm. Bilingual EN/GER. Hardcover: EUR 34.– / GBP 27.– / USD 48.– ISBN 978-3-95553-252-9

The competition for the constructions of the 1972 Olympic Games in Munich was won by the architectural firm Behnisch & Partner from Stuttgart, with an inspiring design that was obviously and demonstrably influenced by the shape and structure of the Montreal pavilion. In view of the fact that the spans are about three times those of the Montreal pavilion, the roof construction is however considered as very bold. After months of discussions, Frei Otto, who had not participated in the competition himself, was able to convince local and international experts that such a roofscape could indeed be realised. Together with the architects and the engineering office Leonhardt + Andrä, he was entrusted with the development and construction of the roofs. The spectacular roofing of the main sports facilities in the Olympiapark Munich finds worldwide acclaim. It was voted Germany’s best construction in a survey held by an architecture magazine in 2002, followed by Sanssouci Palace in Potsdam and Cologne Cathedral. Frei Otto was substantially involved in the development and construction of the lightweight cable net roofs covering a total area of approximately 70,000 m2. The apparently weightless roofs floating above the grounds are an extraordinary collective achievement by the architects and engineers involved.

Neue Formen des leichten und natürlichen, des anpassungsfähigen und veränderbaren Bauens Frei Ottos Arbeit als Inspirationsquelle für Architekten und Ingenieure weltweit

In consequence to the international renown of his work, Frei Otto – together with the architectural office Gutbrod and the engineers at BuroHappold – was commissioned with the construction of a multi-purpose hall for 5,000 spectators in Jeddah, Saudi Arabia. The team planned a double-walled, rear-ventilated tent construction with a cable net support structure, which manages without airconditioning systems during the more temperate periods of the year. Translucent building materials admit glare-free light inside the hall. The natural shape and dusty patina of the structure calls to mind a special kind of desert dune.

Olympiadächer München Olympia roofs,Munich (I.21)

Mit einem begeisternden Entwurf, der so offensichtlich wie nachweislich von Form und Struktur des Montreal-Pavillons beeinflusst ist, gewann das Architekturbüro Behnisch & Partner aus Stuttgart den Wettbewerb für die Bauten der Olympischen Spiele 1972 in München. Aufgrund der im Vergleich zum Montreal-Pavillon etwa dreimal größeren Spannweiten ist die Konstruktion der Dächer jedoch sehr kühn. Erst nach monatelangen Diskussionen konnte Frei Otto, der selbst nicht am Wettbewerb teilgenommen hatte, die lokale und internationale Fachwelt von der Realisierbarkeit einer derartigen Dachlandschaft überzeugen. Gemeinsam mit den Architekten und dem Ingenieurbüro Leonhardt + Andrä wurde ihm die Entwicklung und der Bau der Dächer anvertraut.

 New forms of lightweight and natural, adaptable and modifiable construction  Frei Otto’s work as a source of inspiration for architects and engineers worldwide

Überdachung der Hauptsportstätten Roofing for the Main Sports Facilities Olympiapark München Munich (I.21)

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Seilnetze Cable nets

Olympiadächer München Olympia roofs,Munich (I.21)

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Erhältlich unter

Available at

detail.de/shop 02/18

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Bauaufsichtliche Zulassung aktualisiert und verlängert Die Geltungsdauer der ABZ Z-30.3-6 für Erzeugnisse, Verbindungsmittel und Bauteile aus nichtrostenden Stählen vom 22. April 2014 lief am 1. Mai

Nigel Young/Foster + Partners

Stahl-Glas-Dach für Bloomberg An der neuen Europazentrale Bloomberg in London realisierte Seele eine Holz-Glas-Innenfassade, gläserne Balustraden und ein 335 m2 großes Stahl-Glas-Dach. Dieses besteht aus 37 Isolierglasfeldern, die in Aluminium-Profilen eingebettet und seitlich mit 236 Lüftungsflügeln ausgestattet sind. Aufgrund der großen Spannweiten und Verformungen der bauseitigen Primärstruktur konnten die Glasfelder nur an den Ecken aufgelagert werden, da sich ansonsten die Lüftungsflügel verklemmt hätten. Daher wurden Stahlrahmen konstruiert, die mit Verkleidungsblechen, Dämmung, Folienanschlüssen und den Lüftungselementen mit Verkabelung komplett vormontiert auf die Baustelle transportiert wurden. Das vereinfachte die Montage wesentlich. Zwischen den Isolierglasfeldern befinden sich noch Wartungsstege sowie die Dachentwässerung. Auf der Innenseite ist die Primärstruktur mit Aluminiumblechen verkleidet. Die Befestigung der Paneele erfolgte auf die aufgesetzten Stahlrahmen der Dachverglasung und auf die bauseitige Primärstruktur. Die große Herausforderung war die zwängungsfreie Anbindung der Verkleidung aufgrund der großen Bewegungen des Primärstahls, und dass sämtliche Befestigungen nicht sichtbar ausgeführt werden mussten.

seele.com

Steel-glass roof for Bloomberg For Bloomberg’s new European headquarters in London, Seele has realised a wood and glass interior facade, glass balustrades and a 335-squaremetre steel and glass roof. This consists of 37 insulating glass panels, which are embedded in aluminium profiles and fitted with 236 ventilation flaps on the sides. Due to the large span widths and on-site deformations of the primary structure, the glass panels could only be supported at the corners, as otherwise the ventilation flaps would have jammed. For this reason, steel frames were constructed, which were transported to the construction site completely pre-­

assembled with covering panels, insulation, foil connections and the ventilation elements with cabling. This simplified assembly considerably. Maintenance walkways and the roof drainage system are located between the insulating glass panels. On the inside, the primary structure is covered with aluminium sheets. The panels were attached to the steel frames of the roof glazing and to the primary structure. The big challenges were the constraint-free connection of the cladding due to the large movements of the primary steel, and the need for all fastenings to be invisible.

2017 aus. Sie wurde nun vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) aktualisiert und die Geltungsdauer bis 1. Mai 2022 verlängert. Die Aktualisierung der Zulassung mit gleicher Nummer und gleichem Gegenstand reduziert die Regelungen zu Werkstoffauswahl und Bemessung auf Verweise zur DIN EN 1993-1-4 (Eurocode 3). Die Aussagen beispielsweise zu Verbindungsmitteln und Kaltverfestigungsstufen sowie zur Ausführung, insbesondere zum Schweißen und Korrosionsschutz, werden aber wie bisher zugelassen fortgeschrieben. Die Informationsstelle Edelstahl Rostfrei gibt die neue ABZ Z-30.3-6 als Sonderdruck 862 heraus. Sie ist download- oder als gedrucktes Exemplar kostenfrei abrufbar.

of stainless steel types dated 22 April 2014 expired on 1 May 2017. It has now been updated by the German Institute for Construction Technology (DIBt) and its validity extended until 1 May 2022. Updating the authorisation with the same number and same subject matter reduces the number of regulations on material selection and dimensioning with respect to DIN EN 1993-1-4 (Eurocode 3). The statements, for example, on fasteners and strain-hardening stages as well as on the design, in particular on welding and corrosion protection, will be ­carried forward and approved as ­previously. The Informationsstelle Edelstahl Rostfrei (Stainless Steel Information Office; ISER) has published the new general building approval Z-30.3-6 as special print (Sonderdruck) 862. It can be downloaded or obtained as a printed copy free of charge.

Building approval updated and extended The validity period of the general building approval Z-30.3-6 for products, fasteners and components made edelstahl-rostfrei.de

66 products

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Längste Schrägseilbrücke der Welt mit drei Pylonen World‘s longest three-tower, inclined cable-stayed bridge

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Begehbares Dachtragwerk aus Vierendeelträgern Walk-through Vierendeel girder roof structure

Impressum / Imprint

Zeitschrift für Tragwerksplanung und Ingenieurbau Review of Structural Design and Engineering www.structure-magazin.de ISSN 2568-2253 Verlag / Publisher: DETAIL Business Information GmbH Messerschmittstr. 4 80992 München / Munich Tel. +49 (0)89 38 16 20-0, Fax +49 (0)89 38 16 20-866 www.detail.de Postanschrift / Postal address: Postfach / PO box: 50 02 05 80010 München / Munich Geschäftsführung / Managing Director: Karin Lang Redaktion / Editorial: Tel. +49 (0)89 38 16 20-884, redaktion@structure-magazin.de Dr. Sandra Hofmeister (SaH) (Chefredakteurin / Editor-in-Chief, V. i. S. d. P.) Andreas Gabriel (GA) Heike Kappelt (HK) Burkhard Franke (BF), Roland ­Pawlitschko (RP) (freie Mitarbeit / Contributing Editor) Grafik / Design: Sabine Drey, Studio Umlaut (Cover) Florian Köhler, Michaela Linder, Maria Remter (Assistenz / Editorial Assistants) Herstellung, CAD, DTP /  Production, CAD, DTP: Peter Gensmantel (Leitung / Manager), Michael Georgi, Cornelia Kohn, ­Andrea Linke, Roswitha Siegler, ­Simone Soesters Ralph Donhauser (freie Mitarbeit / freelance contributor) Fotografen dieser Ausgabe / Photographers of this issue: Jan Bitter, Luc Boegly, Didier Boy de la Tour, Marcus Bredt, Alexander Burzik, Filip Dujardin, Roger Frei, Markus Fritschi, Amit Geron, Robert Grahn, Marc Goodwin, Jean-Luc Grossmann, Roy Henderson, Michael Kaltenböck, Kari Palsila, Damian Poffet, Ingolf Pompe, Mathieu Lee, Vigneau, Sabine Wellner Übersetzungen / Translation: Raymond Peat, Marc Selway Redaktion Produktinformation  Detail Research/ Product Information /Detail Research Editors: Katja Reich (V. i. S. d. P.) Katja Pfeiffer (KP) Bettina Sigmund (BS) (freie Mitarbeit /Contributing Editor) produkteredaktion@structuremagazin.de Verkauf und Marketing / Sales and Marketing: Claudia Langert (Verlagsleitung / Publishing Director V. i. S. d. P.) Hon. Prof. Meike Weber, Senior Vice President / Business Development Medialeistungen und Beratung / Media Services and Consulting: Annett Köberlein (Leitung / Manager) Tel: +49 (0)89 38 16 20-849 Anzeigendisposition / Advertisement Scheduling: Petra Ruckdäschel, Tel. +49 (0)89 38 16 20-879 Vertrieb und Marketing /  Distribution and Marketing: Kristina Weiss (Leitung / Manager) Irene Schweiger (Vertrieb / Distribution) Tel. +49 (0)89 38 16 20-837

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Cover structure 2/18 Bahnhofshalle mit Parkhaus in Bordeaux / Station Hall with Multistorey Parking Garage in Bordeaux Architekten /Architects: SNCF Gares & Connexions, Agence Duthilleul, AREP Photo: Didier Boy de la Tour

Redaktionsbeirat / Editorial Board Prof. Christoph Ackermann Prof. Dr. Annette Bögle Prof. Dr. Oliver Englhardt Prof. Dr. Stephan Engelsmann Prof. Dr. Norbert Gebbeken Knut Göppert Prof. Dr. Steffen Marx Prof. Dr. Lamia Messari-Becker Stefan Schmidt Dr. Heiko Trumpf Joram Tutsch Rubrikeinführende Aufnahmen / Photos introducing main sections: Seite / p. 5: Taminabrücke in St. Gallen Tamina Bridge in St Gallen Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Leonhardt, Andrä und Partner, Stuttgart Photo: © Tiefbauamt Kanton St.Gallen Seite / p. 13: Hybrid Tower One in Kopenhagen Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Udk – Universität der Kuenste Berlin Photo: Anders Ingvartsen Seite / p. 21: Mount Herzl Memorial Hall Architekten /Architects: Kimmel Eshkolot Architects, Tel Aviv (mit /in cooperation with: Kalush Chechik Architects) Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Haim & Yehiel Steinberg Structural Engineering, Tel Aviv Photo: Anders Ingvartsen Seite / p. 51: Bergstation der neuen Zugspitzbahn im Bau Summit Station for the New Zugspitzbahn under construction Generalplanung / Lead ­consultant: ARGE BauCon – Hasenauer.Architekten – AIS Photo: Bayerische Zugspitzbahn Bergbahn AG Seite / p. 61: Fährterminal in Helsinki / Ferry Terminal in Helsinki Architekten /Architects: PES-Architects, Helsinki Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Sweco, Stockholm / Helsinki Photo: Kari Palsila

impressum 77

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structure 02/2018  

Alle Informationen/More information: https://bit.ly/2sqEWXF

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