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Macallan Destillerie Produktion formt Dachlandschaft Macallan Distillery Production Shapes Roof Landscape

Guy Nordenson Der Bauingenieur als Generalist Guy Nordenson Structural Engineer as Generalist

4.18


DETAIL research

LAB

research detail.de/research

Halle B0/204

14. – 19. Januar 2019 | 14 to 19 January 2019 Über die gesamte Dauer der BAU 2019 präsentiert das DETAIL research LAB zukunftsweisende Prototypen, Materialproben und Produkte etablierter Hersteller und weiterverarbeitender Unternehmen sowie innovative Entwicklungen von Universitäten und Instituten zum Thema Bauen. Das DETAIL research LAB finden Sie auf der Messe München in der Halle B0/ Stand 204. Throughout BAU 2019, the DETAIL research LAB will present pioneering prototypes, material samples and products from established manufacturers and processing companies, as well as construction-related innovations from universities and institutes. The DETAIL research LAB will be located at the Messe München in exhibition hall B0/ stand 204. Weitere Informationen / Further information: detail.de/bau2019

Veranstalter

Aussteller BAU KUNST ERFINDEN


editorial

Nicht aus jeder guten Idee wird auch ein ­Gebäude. Doch mit Beharrlichkeit und ausrei­ chendem Baubudget lassen sich selbst inno­ BuroHappold

vative Konzepte gelegentlich umsetzen. Ein Beispiel ist die Nachhallgalerie in der sanier­ ten Berliner Staatsoper, deren selbsttragende Gitterstruktur segmentweise aus Phosphat­

Not every good idea becomes a building.

keramik gegossen wurde. Mehr dazu im Tech­

However, with tenacity and an adequate build­

nikbeitrag in dieser structure-Ausgabe.

ing budget, even innovative concepts can be

Von der Materialisierung höchst unterschiedli­

occasionally realised. An example is the rever­

cher Gestaltungskonzepte handeln auch die

beration gallery in the renovated Berlin State

Gebäudebeispiele auf den folgenden Seiten.

Opera, the load-bearing lattice structure of

Maximale Transparenz war bei den U-Bahn-

which was moulded from phosphate ceramic.

Eingängen in Brescia gefordert, die nahtlose

The buildings on the following pages also

Integration der Dach- in eine Naturlandschaft

deal with the materialisation of completely

dagegen bei der Macallan Destillerie in

­different architectural concepts. Maximum

Schottland. Beim Morpheus Hotel in Macao

transparency was required for the metro en­

(Foto rechts oben) mussten die Ingenieure

trance structures in Brescia, while the roof of

­einer scheinbar völlig unregelmäßigen Form

the ­Macallan Distillery in Scotland seamlessly

eine regelhafte Struktur geben. Ganz anders

­integrates into a natural landscape. For the

das Teatro BioBío in Concepción: Hier galt

Morpheus Hotel in Macau, the engineers had

es, ein regelmäßiges, aber überaus schlankes

to give a completely irregular shape a regular

Raumgitter aus Beton erdbebensicher umzu­

load-bearing structure. Teatro BioBío in Con­

setzen. Mehrgeschossige Holzskelette prägen

cepción was different again: a regular but slim

sowohl das International House in Sydney

orthogonal reinforced concrete grid frame

als auch den chilenischen Expo-Pavillon von

had to be designed for earthquake loads.

2015. Bei Letzterem stand das Planungsteam

A multistorey timber frame characterises the

vor der Herausforderung, dass das Bauwerk

International House in Sydney and the Expo

zweimal errichtet werden sollte – zuerst in Mai­

2015 Chile Pavilion. In the latter, the structural

land und später an seinem endgültigen Stand­

engineers’ task was to design a building to

ort im südchilenischen Temuco. Die Faszina­

be erected twice – first in Milan and then in

tion, die von dieser »mobilen Immobilie« aus­

its final location in Temuco, southern Chile.

geht, hat auch die Jury des diesjährigen Detail

The fascination exercised by this “mobile

Preises erkannt. Sie sprach dem Pavillon den

building” was also recognised by the jury of

Sonderpreis in der Kategorie „structure“ zu.

this year’s Detail Prize. It awarded the pavilion the special prize in the category “structure”.

Viel Freude bei der Lektüre!

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I wish you an enjoyable read!

Jakob Schoof redaktion@structure-magazin.de

editorial 1


inhalt content

projekte projects

22 Morpheus Hotel in Macau

1 Editorial

magazin

interview

4 Effizientes Tragwerk: Steg in Ditzingen Efficient Structure: Footbridge in ­Ditzingen

14 Bauingenieure als Generalisten: Interview mit Guy Nordenson Structural Engineers as Generalists: ­Interview with Guy Nordenson

reports

Heike Kappelt

6 Detail Preis 2018: Sonderpreis für Chilenischen Pavillon Detail Prize 2018: Special ­Prize for the Chile ­Pavilion Heike Kappelt

8 10. Carbon- und Textilbetontage: Über die Idee hinaus 10th Carbon / Textile Reinforced Concrete Conference: Beyond the Idea Heike Kappelt

10 structure research: Holzkuppel als steckbare Schalenstruktur Timber Dome as a Slot-Connected Shell Structure Bettina Sigmund

2 inhalt

interview

Roland Pawlitschko

Zaha Hadid Architects, London BuroHappold Engineering, London

28 Theater BioBío in Concepción BioBío Regional ­Theatre in Concepción Smiljan Radic, Santiago de Chile B y B Ingeniería, Santiago de Chile

34 Macallan Destillerie in Aberlour Macallan ­Distillery in Aberlour

produkte products

technik

technology 54 Innovation im Denkmal: Nachhallgalerie der Staatsoper Berlin Innovation Inside a Listed Building – ­Reverberation Gallery, Berlin State Opera Knippers Helbig, ­Stuttgart / Berlin

60 Beton, Bewehrung, Schalungstechnik, Beschichtung Concrete, Reinforcement, Formwork, Coating 66 Logistik, Gerüstbau, Montage Logistics, Scaffolding, Assembly 70 Software / BIM 76 Impressum, Bild­nachweis Imprint, Copyright

Rogers Stirk Harbour + ­Partners, London Arup, London

42 Eingangsbauwerke der U-Bahn in Brescia New Entrance Structures for the Metro in Brescia Luigi Serboli, Brescia Claudio Toniolo, Sirmione

48 International House in Sydney Tzannes Architects, Sydney Lendlease DesignMake, Eastern Creek

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reports

magazin


Effizientes Tragwerk – Steg in Ditzingen Efficient Structure – Footbridge in Ditzingen

Bauherr / Client: Trumpf Immobilien, Ditzingen Entwurf, Ausführungs- und Lichtplanung / Structural engineers: schlaich bergermann partner (sbp), Berlin Architektonische Beratung /  Architectural consultant: Barkow Leibinger Architekten, Berlin Bauunternehmen / Contractor: Franz Prebeck, Bogen

Leichte Schalenkonstruktion Die Schale nimmt die Lasten auf und leitet sie über vier Fußpunkte ab, die als Stahlkugeln mit je 80 mm Durchmesser ausgeformt sind. Der Nutzer bewegt sich direkt auf der Schale, die im 2,20 m breiten Laufbereich rutschfest beschichtet ist. Der flache Stich und die damit verbundene geringe Krümmung erhöhen den Gehkomfort. Aufkantungen, die an den Fußpunkten dreieckige Auflager bilden, verstärken und stabilisieren den Rand. Auf weitere Aussteifungen in der Schalenfläche konnten die Planer

vollständig verzichten. Entsprechend sparsam und nachhaltig konnte das Material eingesetzt werden: Der Steg besteht aus doppelt gekrümmten, nur 2 cm dicken Edelstahlblechen. 1,10 m hohe, entspiegelte Ganzglasgeländer mit Edelstahlhandlauf unterstreichen die Leichtigkeit der Brücke. Die Einzelteile wurden in Holland und Deutschland, unter anderem in Aalten, Dinklage und Stralsund gefertigt, bearbeitet und geformt. TrumpfLasermaschinen kamen zum Einsatz, um Öffnungen in die Schale zu schneiden, die dem Kraftfluss entsprechend verteilt sind. Deren Größe und Anordnung orientiert sich am Ausnutzungsgrad des Tragwerks. Die Bauteile wurden in Ditzingen zusammengeschweißt, die Oberfläche des Steges durch das Abstrahlen mit Glasmehl veredelt. Vor der finalen Beschichtung der begehbaren Fläche wurden die etwa 14 300 Bohrungen im Bereich der Lauffläche manuell mit flachen Glaspfropfen verschlossen. Diese bündeln den Tageslichteinfall und lassen das Bauwerk noch transparenter erscheinen. Ein Schwerlastkran hob die komplette Einheit innerhalb von zehn Minuten in ihre endgültige HK Position.

sbp

Der neue Fußgängersteg am Hauptsitz des Werkzeug- und Lasermaschinenspezialisten Trumpf in Ditzingen verbindet zwei Areale des Unter­ nehmens. Seit Juni 2018 ermöglicht der Steg den hier Beschäftigen die unkomplizierte, sichere Überquerung ­einer viel befahrenen Landstraße. Mit dem Projekt betraten alle Beteiligten ein konstruktives Experimentierfeld. Bei ihrem Entwurf setzten die ­Ingenieure von Schlaich Bergermann

Partner auch auf die Lasertechnologie des Bauherrn. Architektonisch ­beraten wurden sie vom Berliner Büro Barkow Leibinger. Schale und Laufweg sind eine Einheit aus Edelstahl und nicht – wie üblich – voneinander getrennt. Ein von Mike Schlaich mittels eines 2-kg-Orangennetzes entwickeltes Modell gab den Ausschlag für die Form des Bauwerks. Danach folgte der digitale Entwurf. Das Ergebnis ist ein ca. 28 m langer Steg mit 20 m Längs- und 10 m Querspannweite. Die mit 21 t verhältnismäßig leichte Konstruktion funktioniert als hocheffizientes Tragwerk.

4 reports

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Brückenquerschnitt Maßstab 1:100 1 Geländer VSG aus ESG 2≈ 10 mm 2 Gehweg Stahlblech 20 mm gelocht mit Glasfüllung 3 Widerlager (Stahlbeton) 4 Koppelbalken (Stahlbeton) 5 Fußpunkt als Frästeil: Platte und Kugel (beides Edelstahl) 6 Pfahlkopfplatte mit Sockel, Mikropfähle Ø 18 cm bridge cross section scale 1:100

sbp

 arapet rail laminated safety glass 1 p (2≈ 10 mm sheets toughened glass) 2 walkway surface 20 mm steel plate, glass-plugged perforations 3 abutment (reinforced concrete) 4 tie beam (reinforced concrete) 5 machined feet: plate and ball (both stainless steel) 6 pile cap with plinth, Ø 18 cm micropiles 2,20 1

2,39

0,62

2

3

5 6 4

Lightweight shell construction The shell carries the loads and distributes them to the four 80 mm dia. steel ball feet. Users walk directly on the shell, which has a 2.20 m wide non-slip coated walking surface.

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Wilfried Dechau

Downstands, which form triangular bearing points at the bases, strengthen and stabilise the shell edge. No further stiffening of the shell surface was ­necessary. The use of materials is particularly frugal and sustainable: the bridge consists of double-curved, 2 cm thick, stainless steel plates. A 1.10 m high, anti-reflective glass parapet with a stainless steel handrail, emphasises the lightness of the structure. Individual parts of the bridge were formed, processed and fabricated in the Netherlands and Germany, ­notably in Aalten, Dinklage and in Stralsund. Trumpf laser machines were used to cut openings in the shell to suit the flow of forces. Their size and arrangement give a measure of the degree of utilisation of the loadbearing structure. The bridge sections were welded together in Ditzingen and the surfaces shotblasted with ground glass to enhance their appearance. 14,300 drilled holes in the walking surface were sealed with flat glass droplets prior to the final coating to concentrate the light falling upon them and make the structure look even more transparent. A crane lifted the bridge into place as a complete unit in less than 10 minutes. HK

sbp

Completed in 2018, the new footbridge at the headquarters of the tool and laser machine specialist Trumpf in Ditzingen connects two parts of the company's site over a highly trafficked regional road. Engineers from schlaich bergermann partner drew heavily on the Client’s laser technology in the design of the bridge. The shell and walkway form a single unit in stainless steel. Architects Barkov Leibinger, Berlin, provided ­architectural advice. On this project, all the stakeholders were entering an experimental design field. A model developed by Mike Schlaich using a net bag for 2 kg of oranges tipped the scales in deciding the shape of the shell structure. Then followed the digital design. The result is a 28 m long footbridge spanning 20 m longitudinally and 10 m transversely. Weighing only 21 t, the comparatively lightweight bridge functions as a highly ­efficient structure.

4,80

sbp

4,80

magazin 5


Macallan Destillerie in Aberlour

Schnitt • Grundrisse Maßstab 1:1500  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11

Besuchereingang Empfang Shop Fasslager Gärungsbehälter Maischetank Anlieferung Ausstellungsbereich Flaschenarchiv Verkostungslounge Brennblasen

section • plan layouts scale 1:1500  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11

visitor entrance reception shop cask store fermentation vessel mash tun delivery area exhibition area bottle archive tasting lounge stills

34 projects

Mit einer Reihe von fünf künstlichen Hügeln auf einem begrünten Dach schmiegt sich der Neubau der Macallan Destillerie in die Landschaft der für ihren Whisky bekannten Gegend Speyside im Norden Schottlands. Die Brennerei erweitert mit dem neuartigen Haus ihre ­Kapazitäten um ein Drittel, die nahe gelegenen alten Produktionsgebäude werden stillgelegt. Architektur und technische Anlagen des Industriebaus bilden eine Einheit. Linear angeordnete, gleichartige Module bilden den Destillationsprozess ab und ermöglichen eine spätere Erweiterung. Vier Kuppeln wölben sich über kreisförmig organisierten zweigeschossigen Produktionseinheiten. Sie nehmen im durchgängigen Untergeschoß jeweils acht große Gärungsbehälter auf, die die darüber liegende ringförmige Gitterrostebene des Erdgeschosses durchdringen. Dort bilden kleinere Kreise aus jeweils zwölf Brennblasen das Herz der Brennerei. Sie wurden von schottischen Kupferschmieden als genaue Kopien der alten angefertigt, um den Geschmack des Whiskys nicht zu verändern. Unter der fünften Kuppel sind zwei große Maischetanks angeordnet. Die südliche Kuppel ist höher ausgebildet und markiert das Visitor Center, dessen Empfangsbereich im Untergeschoss betreten wird. Hier befindet sich ein Archiv wertvoller Flaschen und ein Fasslager, auf der Ebene darüber die Verkostungslounge. Ein oberirdischer Ausstellungsbereich, über dem das Dach flach ausläuft, schließt das Gebäude auf der Süd­seite ab. Eine quer durch den Raum verlau­fende feuerbeständige Glaswand erlaubt von hier den Blick auf den Produktionsbereich. Die gesamte Anlage wird auf der Rückseite durch eine Spange weiterer Funktionsräume und die durch Rampen erschlossene, offene Anlieferung begleitet. Nach vorne öffnet sich das Haus mit einer Glasfassade unter dem BF ­gewellten Dachrand zur Landschaft.

With a series of five artificial hills on a green roof, the new building for the Macallan Distillery blends into the Speyside landscape, an ­area of northern Scotland well known for its whisky. The distillery intends to expand its ­capacity by one third with the new facility and shut down the old production building. The architecture and technical systems of this industrial building form an integral whole. The distillation process determines the linear arrangement of the similarly shaped modules, which leaves the option for a later extension. Four domes arch over circularly laid out twostorey production units. Their basements, where many of the system components are installed, each contain eight large fermentation vessels, which project upwards through the annular grid frame of the ground floor. Here is the heart of the distillery – smaller circular groups of 12 stills. The southern dome is taller than the rest and marks out the visitor centre, which is entered from the reception area in the basement. A fire-resistant glass wall running transversely gives a view onto the production area. The whole production facility is managed and served from a series of functional rooms at the rear and an open delivery area accessed by ramps. The front of the building opens to the landscape with a glass facade under the BF undulating roof edge.

Joas Souza

Architekten /Architects: Rogers Stirk Harbour + ­Partners, London, GB Graham Stirk, Andrew Morris, Toby Jeavons Tragwerksplaner / Structural engineer: Arup, London, GB Mitarbeiter / Team: Bob Lang, William Arnold, George Scott, Stuart ­Chambers, Paul Edwards Bauherr / Client: Edrington, ­Glasgow, GB Landschaftsarchitekt /  Landscape architect: Gillespies, London, GB Bauunternehmen /  Main ­contractor: Robertson Construction Group, Stirling, GB Holzbau / Timber ­subcontractor: Wiehag, Altheim, AT Stahlbau / Steelwork s­ubcontractor: SH Structures, North Yorkshire, GB Betonbau / Concrete ­subcontractor: PJ Carey, Wembley, GB

Joas Souza

The Macallan Distillery in Aberlour

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aa

b

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Erdgeschoss / ground floor

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4 3 1

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2

Untergeschoss / basement floor

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projekte 35


Mark Power/Magnum Photos

Text: Paul Edwards Der Autor ist Bauingenieur und Associate bei Arup in London. Er war dort leitender Ingenieur und Projekt­ manager für den Neubau der Macallan Destillerie. The author is a structural ­engineer and associate with Arup in London. He was lead structural engineer and Arup project manager for the Distillery project.

W Mehr Informationen further information structure-magazin.de/ 4-2018-destillerie

36 projects

Tragwerkselemente Der Neubau der Macallan Destillerie vereint unterschiedliche Materialien zu einem komplexen Tragwerk. Die Basis des Gebäudes bildet eine Bodenplatte mit flachen Fundamenten. Sie trägt eine Stahlkonstruktion, die vor allem aus fünf räumlichen Rahmen über den einzelnen Produktionsabschnitten besteht. Darauf ruht eine modulierte begrünte Dachkonstruktion aus Holz von 207 m Länge und 63 m Breite. Eine Glasfassade schließt das Gebäude nach Süden und Osten ab. Formfindung Dach Der industrielle Prozess der Whiskyherstellung definiert das repetitive Layout des Daches: Der modularen kreisförmigen Anordnung der Produktionsanlagen entsprechen fünf punktsymmetrische Aufwölbungen, deren Hochpunkte über den Brennblasen liegen. Die dort entstehende heiße Luft kann unter den künstlichen Hügeln aufsteigen und über Dachöffnungen kontrolliert entweichen. Um aus einer Reihe von fünf Kuppeln (Abb. A) ein zusammenhängendes Dach zu formen, werden sie im 3D-Modell mit einer „textilen“ Fläche überdeckt. Ein langgezogenes Rechteck zeichnet den Dachrand nach und dient als fixer Rahmen bei der Formfindung. Die Simulation einer gleichmäßigen Flächenlast auf die umgekehrte Dachfläche erzeugt im Bereich der Kuppeln einen Hängelinienquerschnitt mit

einer rein zugbeanspruchten Geometrie. Dabei löst sich die Dachfläche auf einer kreisförmigen Linie von der Kuppel und geht in eine komplexe Freiform mit einem gewellten Rand über (Abb. B). Ein auf diese Fläche projiziertes orthogonales Drei-Meter-Raster generiert schließlich die Grundlage für das Tragwerk. Tragwerkskonzept Die Materialisierung des digitalen Modells ­ergibt eine Gitterschale mit geraden und lotrecht stehenden Trägern. Die Entscheidung, das Dach aus Holz zu konstruieren, beruht auf dem im Vergleich zu Stahl geringeren Gewicht und der vernachlässigbaren Wärmeausdehnung des Materials. Auch treten in der Dachfläche unter Normallast vorwiegend Längskräfte und Biegung auf, die beide gut von Holz aufgenommen werden können. Durch die Konstruktionshöhe von 750 mm besitzt das Dach die notwendige Steifigkeit für Tor­ sionskräfte aus ungleichmäßigen Lasten. Jede Kuppel wird von einem geschlossenen, im Grundriss achteckigen Stahlrahmen getragen, der an vier Ecken auf V-förmigen Stützen ruht. Die Neigung dieser Stützen nach innen ermöglicht die Aufnahme horizontaler Lasten. Die Rundrohre des Rahmens durchdringen die Holzkonstruktion und sind über Laschen so angeschlossen, dass auch abhebende Kräfte aus dem Dach übertragen werden. Diese Verbindung von Holz und Stahl erfolgt in den

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Structural elements The new build for the Macallan Distillery combines a number of different materials into a single complex load-bearing structure. The building is founded on shallow foundations and has a ground-bearing slab in the main halls. This supports a steel structure principally composed of five 3D frames, one over each area of production. The steel structure supports a modular green roof, 207 m long, 63 m wide and constructed in timber. The building has glass facades on the south and east sides. Roof form-finding The industrial process of whisky-making ­defines the repetitive layout of the roof: the modular, circular arrangement of the production units equates to five point-symmetrical domes which have their apexes above the stills. The hot air resulting from the processes rises under these artificial hills for controlled venting through roof openings. To create a continuous roof from a series of five domes (Fig. A), a “fabric” is draped over them in the 3D model. An elongated rectangle represents the edge of the deck and acts as a fix frame for the form-finding. The simulation of a uniform area load on the inverted roof surface creates a funicular line from which a cross section that is always under tension (or compression when not inverted) can be derived in the area of the domes. The roof ­surface is made up of the circular plan shape of the curved dome, which transitions into a complex free-form with an undulating edge (Fig. B). An orthogonal 3 m grid projected ­onto the surface generates the basis for the load-bearing structure.

Schnitt Maßstab 1:500 A Ausgangssituation mit fünf Kuppeln B geschlossenes Dach durch Überlagerung mit textiler Fläche, Rechteckrahmen C Holzkonstruktion mit 3-mRaster und Stahltragwerk D Normalkräfte in einer typischen Gitterschale (blau = Druck, rot = Zug)

A

section scale 1:500 A s tarting point with five domes B roof surface formed by overlaying with a “fabric”, bounded by a rectangular frame C timber construction with 3 m grid & steel structure D normal forces in a typical grid shell (Blue = compression, red = tension)

GSA version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 Macallan 229222 Wiehag Model (V10b00) LC 71 changed to -7 from -10 

It was noticed that the DL was not included for the majority of the steel frmaing 20/08/2015. 

A seperate loadcase was then added (L3) an is not considered in any of the load combinations. 

Gravity of the steelwork was also added to LC 2 which is included in load combinations. 

Discovered lists for 4101, 4102 and 4104 were incorrect. old lists deleted.8/9/2015 

Noticed perimeter frame connected to timber roof beam at grid ~6F. Now structurally disconnected. 17/09/2015 

4No. still house z-restraints removed as only applied to the temporary case. 29/09/2015 File: 151109_Roof_Wiehag_Model7 GS_List Scale: 1:196.0 Isometric Scale: 1:240.1

Axial Force, Fx: 5000. kN/pic.cm 1547. kN 1016. kN 484.3 kN -47.18 kN -578.7 kN -1110. kN -1642. kN

B

-2173. kN

Case: C500 : ULS Envelope Signed absolute value of env.

GSA version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 The Macallan Distillery 229222 Roof Model DL of steelwork added as gravity case 30/10/2015. File: 151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb Element list: all not PB30 to PB57 Part is excluded by volume Scale: 1:83.78 Isometric Scale: 1:102.6 Axial Force, Fx: 500.0 kN/pic.cm 125.7 kN 75.53 kN 25.40 kN -24.73 kN -74.87 kN -125.0 kN -175.1 kN -225.3 kN Case: L2 : Superimposed dead load roof Case: A2 : Superimposed dead load roof Contour case

C D

z

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Program GSA Version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 J:\200000\...\151109_Roof_Wiehag_Model7 GS_List mod_DL review_displacement check.gwb

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Program GSA Version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 J:\200000\229000\229222-00 Macallan Distillery\4 In...\151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb

Printed

John Paul

Structural concept The digital model is materialised in the form of a grid shell with straight, vertical beams. The decision to make the roof of timber was based on its light weight compared to steel, ease of working and its negligible thermal expansion. Under normal loads, the roof surface is mainly subject to longitudinal forces and bending moments, which timber is particularly good at resisting. With a structural depth of 750 mm, the roof has the necessary stiffness for resisting torsion arising from of out-of-balance loading. Each dome is supported by a 3D steel frame with an octagonal shape in plan at roof level,

Printed

z

projekte 37

11-Sep-2018

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1 16:26


GSA version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 The Macallan Distillery 229222 Roof Model DL of steelwork added as gravity case 30/10/2015. File: 151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb Part is excluded by volume Scale: 1:102.4 Isometric Scale: 1:125.4 Moment, Myy: 250.0 kNm/pic.cm 344.4 kNm 264.1 kNm 183.9 kNm 103.6 kNm 23.37 kNm -56.88 kNm -137.1 kNm -217.4 kNm Case: L2 : Superimposed dead load roof Case: A2 : Superimposed dead load roof Contour case

GSA version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 The Macallan Distillery 229222 Roof Model DL of steelwork added as gravity case 30/10/2015. File: 151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb

E

Part is excluded by volume Scale: 1:102.4 Isometric Scale: 1:125.4 Shear Force, Fz: 125.0 kN/pic.cm 58.38 kN 26.60 kN -5.182 kN -36.96 kN -68.74 kN -100.5 kN -132.3 kN -164.1 kN Case: L2 : Superimposed dead load roof Case: A2 : Superimposed dead load roof Contour case

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Program GSA Version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 J:\200000\229000\229222-00 Macallan Distillery\4 In...\151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb

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Program GSA Version 8.7 Copyright © Oasys 1985-2017 J:\200000\229000\229222-00 Macallan Distillery\4 In...\151030_Roof_Wiehag_Model8.gwb

E s ection forces diagram: bending moment F section forces diagram: shear force G sequential stages of construction, construction has just started on the third dome from the left (with temporary columns) H steel and timber construction grid scale 1:1500 I detailed section of ­column base scale 1:20 Base plates welded onto the bottoms of the columns are attached to the concrete below by castin bolts to create rigid supports. The steel tubes are bolted to one another through circular end plates with welded stiffeners to create an almost flush-finished connection capable of transmitting bending moments.

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Nullmoment-Linien der Kuppeln, das heißt ­nahe der Kreise, an denen die druckbeanspruchten Teile des Daches – die Kuppeln – in die zugbeanspruchten Flächen dazwischen übergehen (Abb. D). Aufgrund geometrischer Zwänge und um eine durchgängige Detaillierung zu erreichen, liegen die tatsächlichen Verbindungen etwas neben dieser Ideallinie. Die V-Stützen der Stahlkonstruktion leiten die Dachlast in steife Abfangkonstruktionen aus Beton an den Längsseiten des Unter­ geschosses und von dort schließlich in die Fundamentwanne. Betonkanäle unter der ­Bodenplatte nehmen die Schubkräfte aus den Kuppeln auf.

Joas Souza

E statisches Diagramm: ­Biegemomente F statisches Diagramm: Scherkräfte G sequenzielle Bauab­ schnitte, dritte Kuppel von links im Baubeginn mit Hilfsstützen H Raster Stahl- und Holzkonstruktion Maßstab 1:1500 I Detailschnitte Stützenfuß Maßstab 1:20 Die Fußpunkte der Stützen sind biegesteif auf Einbauplatten geschweißt und mit dem Beton vergossen. Darüber werden die Stahlrohre durch ­ringförmige Kopfplatten miteinander verschraubt. ­Zurückgesetzte angeschweißte Steifen stellen einen annähernd flächenbündigen biegesteifen Anschluss her.

Printed

An der westlichen Dachkante ist die statische Trennung von Beton- und Holzkonstruktion ablesbar. Hier läuft das Dach über der Fahrgasse als offener Rost aus und lagert gleitend auf der Stützwand auf, ohne Horizontalkräfte zwischen beiden Bauteilen zu übertragen. Dadurch konnten die umfangreichen Erdarbeiten beginnen, bevor die konstruktive Planung des Daches abgeschlossen war. Bauablauf Weil die Kuppeln statisch voneinander unabhängig sind, konnten die einzelnen Gebäudeabschnitte von Norden nach Süden zeitlich versetzt errichtet werden. Ein durch die Holzbaufirma erstelltes, parametrisches Gebäudemodell diente nicht nur der Klärung der unzähligen Details, sondern auch der Planung der Aufbausequenz und damit der Hierarchie der Tragelemente: Innerhalb der fünf Stahlrahmen spannen jeweils vier sich paarweise kreuzende Hauptträger über 27 m (in Abb. C und D dunkelblau dargestellt). An den vier Kreuzungspunkten sitzen Stahlknoten, die jeden Träger in drei Teile teilen und während der Montagephase durch temporäre Holz-

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Angus Bremner

°

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5 15

5

with V-columns transferring the loads down to concrete bases at four corners. The inward slope of these columns allows them to accept horizontal loads. The tubular sections of the frame pass through the timber construction and are connected by lugs in such a way that the uplift forces from the roof are transferred into the frame. This connection of timber and steel is located at the zero-moment lines of the dome, i.e. near where the compressionloaded parts of the roof – the dome – transition into the tension-loaded areas (Fig. D). ­Because of the geometric constraints and in order to achieve consistent detailing, the positions of the actual connections were ­varied slightly from the theoretical zero-moment lines. The V-columns of the steel structure transmit the roof load into the rigid concrete supports at the longitudinal sides of the basement and from there into the floor slab of the trough-like foundation. Shear keys under the baseplates carry the horizontal component of the thrust from the domes. The structural separation of concrete and timber construction is expressed at the western roof edge. Here the roof extends over the aisle as an exposed grillage and is supported on a sliding bearing at the retaining wall without transferring any horizontal forces between the two components. This enabled the extensive earthworks to begin before the roof had been fully designed.

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Construction sequence Because the domes are structurally independent of one another, each section could be constructed sequentially from north to south. The parametric building model created by the timber construction contractor not only served to clarify countless details but also helped in planning the construction sequence and the hierarchy of the load-bearing elements: within

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Innovation im Denkmal – Nachhallgalerie der Staatsoper Berlin

HG Merz

Innovation Inside a Listed Building – Reverberation Gallery, Berlin State Opera

Ein prägender Teil des generalsanierten Innenraumes der Staatsoper Unter den Linden in Berlin ist die fünf Meter hohe Nachhallgalerie. Hoch über den Köpfen der Zuschauer stellt sie als praktisch einziges wirklich neues, sichtbares Bauteil in der ansonsten denkmalgerecht wiederhergestellten Oper eine gestalterische und technische Verbindung zwischen der bewegten Geschichte des Hauses und der Gegenwart her. Das 1742 eröffnete Opernhaus war von Kronprinz Friedrich II. und ­Wenzeslaus von Knobelsdorff als Teil des ­Forum Fridericianum konzipiert worden. Stetig steigende Anforderungen an den Opernbetrieb, Brand- und Kriegsschäden sowie schließlich der Wiederaufbau nach den Plänen des Architekten Richard Paulick in den 1950er Jahren führten zum heutigen Erscheinungsbild.

Text: Thorsten Helbig, Boris Peter, Matthias Oppe, Florian Scheible Thorsten Helbig ist Gründungspartner bei Knippers Helbig, ­Boris Peter ist Büropartner, ­Matthias Oppe leitet das Stuttgarter Büro und ­Florian Scheible leitet das Büro in Berlin. Thorsten Helbig is the founding partner of the consultancy Knippers Helbig, Boris ­Peter is a partner, Matthias Oppe heads the Stuttgart ­office and Florian Scheible heads the Berlin ­office. Architekten /Architects: HG Merz, Stuttgart / Berlin Tragwerksplanung /  Structural Engineers: Knippers Helbig, Stuttgart / Berlin – Team: Thorsten ­Helbig, Jan Knippers, Florian Scheible, Laurent Giampellegrini, ­Markus ­Gabler, Matthias ­Oppe Bauherr / Client: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin Ausführende Firma /  Contractor: Fiber-Tech Construction, Chemnitz Gutachter für Zulassung im Einzelfall (ZiE) / Approval consultant: Materialprüfanstalt ­Universität Stuttgart Erteilung der Zulassung im Einzelfall (ZiE) /  Approval authority: Oberste Bauaufsichtsbehörde Berlin Eigen- und Fremdüberwachung / Monitoring: TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, FG Leichtbau im Bauwesen

Oberste Priorität: Akustik Die Generalinstandsetzung erfolgte unter der Leitung von HG Merz von 2009 bis 2017. Dabei hatte die Akustik oberste Priorität, die Nachhallzeit sollte zugunsten eines besseren Klangvolumens verlängert werden. Weil das von den Akustikern und Architekten entwickelte Konzept eine Anhebung der Saaldecke vorsah, beinhaltete der Umbau neben der umfangreichen technischen Aufwertung und denkmalgerechten Sanierung also auch die Entwicklung und den Einbau der Nachhall­ galerie in der neu entstandenen Fuge. Sie ­besteht aus Segmenten mit einer Rautenstruktur, die durch robotergestützte Fertigung und innovative Materialtechnik im Kontrast zur ansonsten historischen Rekonstruktion stehen.

An impressive component of the general renovation of the inside of the State Opera Unter den Linden in Berlin is the 5 m high reverberation gallery. High above the heads of the audience, a practically unique, really novel visible component has been installed in the listed ­opera house: an architectural and engineering connection between the eventful history of the building and the present day. The opera house opened in 1742 and was conceived by Crown Prince Friedrich II and the architect Wenzeslaus von Knobelsdorff as part of the Forum Fridericianum. The way it looks today resulted from a combination of the ever-rising demands on the opera company, fire and war damage as well as a reconstruction to a design by architect Richard Paulik in the 1950s. Top priority: acoustics The general renovation was undertaken under the direction of architect HG Merz from 2009 to 2017. The plans had acoustics as top priority, in particular that the reverberation time should be extended to improve the sound volume. Because the concept developed by the acoustics engineers and the architects envisaged the auditorium ceiling be raised, the reconstruction would involve not only the complete engineering analysis and listed-building compliant renovation but also the development and installation of the reverberation gallery in the newly created gap. It consists of diamondpatterned segments produced by a robot-assisted manufacturing system using innovative materials technology – a contrast to the otherwise traditional styles and methods employed for the rest of the renovation.

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A vertical section roof–lighting gallery, scale 1:200 B basic segmentation of the lattice structure and separation at butt joints 1 joint 2 arrangement of basic segments

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A Vertikalschnitt Dach–Beleuchter­galerie Maßstab 1:200 B Grundsegmentierung der Rautenstruktur und Teilung durch Stoßfugen 1 Fuge 2 Teilung der Grund­ segmente

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HG Merz

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Material and form In view of the confined space between the roof construction and the lighting gallery (Fig. A), the design and installation presented a real challenge. The diamond-patterned lattice structure was divided into 13 spherically curved segments. The geometry was simplified so that only five different moulds (Fig. C) were required for the 13 segments (Fig. B), which were then halved for transport and subsequently butt jointed. The side face angles of the lattice members were adjusted to ensure that they were not restrained when demoulded. Methods of minimising robot usage and waiting times were developed from small-scale trials in the laboratory. The market offered a large number of different materials from which to choose. In addition to pourability, the designers had to consider self-weight and resistance to impact loads, for example from the lighting gallery, which would demand a

C S  egmentierung der Rautenstruktur in fünf Grundformen: 4 x C, 2 x B, 5 x D und 2 Eckelemente (v. l., sh. auch Abb. B) C s egmentation of the ­lattice structure into basic forms: 4 x C, 2 x B, 5 x D and 2 corner elements (l. to r., see also Fig. B)

Marcus Ebener

Material und Form Angesichts des beengten Raumes zwischen Dachkonstruktion und Beleuchtergalerie (Abb. A) waren sowohl die Planung als auch der spätere Einbau eine echte Herausfor­ derung. Die Rautenstruktur gliedert sich in 13 sphärisch gekrümmte Segmente. In ihrer organischen Formensprache und komplexen Geometrie machten sie die Verwendung eines gießfähigen Materials erforderlich. Zunächst wurde die Geometrie so vereinfacht, dass für die 13 Segmente (Abb. B) nur noch fünf verschiedene Formen (Abb. C) erforderlich waren. Zur Erreichung geeigneter Transportmaße wurden die Segmente mittig geteilt und mit einer Stoßfuge versehen. Um für den Fertigungsprozess sicherzustellen, dass die Formen zwängungsfrei ausgeformt werden konnten, wurden die Flankenwinkel der einzelnen Stabzüge optimiert. Anhand von Kleinproben wurden im Labor Methoden entwickelt, die

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D V  ergleich der Querschnitte an zwei Stäben für Teilsegment B rot: Idealisierung schwarz: tatsächlicher Querschnitt E statisches System für ­Teilsegment B mit möglichen Auflagerrichtungen 1 Abhängung über ­Pendelstütze 2 radiale und vertikale Lagerung der Kopfpunkte 3 radiale und vertikale Lagerung der Fußpunkte F usbildung der Auflagerpunkte, Maßstab  1:10 1  oberer Auflagerpunkt 2  mittlere Abhängung 3  unterer Auflagerpunkt D c omparison of the cross sections of two rods in part-segment B red: idealisation black: actual cross section E idealised structure for part-segment B with possible support directions 1 suspended intermediate vertical support A2 B 2 radial & vertical bearB A1 ings C at top support 3 radial & vertical bearD ings at bottom support C F details of bearings, D D scale 1:10 D 1  top bearing 1 D 2 2 intermediate vertical D suspended support D 3  bottom bearing C

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Tragwerk und Detaillierung Das statische System (Abb. E) ist prinzipiell für A2 B alle B Teilsegmente der gesamten RautenstrukA1 tur identisch und sieht eine Lagerung am Fußund Kopfpunkt vor. Die so aktivierte Schalentragwirkung ist jedoch gering. Es sind zusätzliche vertikale Abhängungen über Pendelstäbe 1 nahe der Kopfpunkte erforderlich, um die 2 ­äußeren Beanspruchungen über Biege- und Druckspannungen abtragen zu können. Eine eigens entwickelte Schnittstelle zur CAD-SoftE1 ware erleichterte die Generierung der FiniteE2C E1 B Elemente-Modelle (Sofistik). Damit ließen sich B E2 die komplexen 3D-Geometrien der einzelnen [m] Bauteile 2,50 präzise und mit geringem Aufwand [m] in die Berechnungssoftware einlesen. Eine 19,50 Optimierung der Geometrien sowie die Festlegung der erforderlichen Faserverstärkungen nach tragwerkstechnischen Gesichtspunkten waren so einfach möglich. Die Systemlinien entstanden auf Basis der von den Architekten als offene Flächenverbände zur Verfügung gestellten Liniengeometrien. Um die freigeform-

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dazu beitrugen, den Robotereinsatz- und die Standzeiten zu minimieren. Für die Materialwahl kamen vielfältige, auch marktübliche ­Lösungen infrage. Neben der Gießfähigkeit war dabei auch zu berücksichtigen, dass die Struktur neben ihrem eigenen Gewicht auch Anpralllasten beispielsweise von der Beleuchtergalerie standhalten muss und daher eine gewisse Schlagzähigkeit aufweisen sollte. Darüber hinaus mussten hohe Anforderungen an den Brandschutz (Klassifizierung A1) erfüllt werden. Das Material sollte sich nahtlos in das Erscheinungsbild des historischen Saales einfügen. Schlussendlich fiel die Wahl auf eine druck­ feste, spröde Phosphatkeramik (CBPC), die im Bauwesen so bislang noch nicht eingesetzt worden war. Um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, entstand im Zusammenspiel mit alkali-resistenten (AR) Glasfasern ein Verbundwerkstoff, bei dem die Fasern als Biegezugbewehrung dienen und helfen, Rissbildungen zu vermeiden.

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certain toughness. Fire protection requirements (A1) were also high. The material had to fit seamlessly into the historic auditorium without detracting from its appearance. Finally, the choice fell on a compression-resistant, brittle, chemically bonded phosphate ­ceramic (CBPC) that had yet to be used in building construction. Adding alkali-resistant glass fibres created a composite material with improved mechanical properties, in which the fibres act as bending reinforcement and help to prevent cracks forming. Load-bearing structure and detailing The load-bearing system (Fig. E) is principally the same for all the part-segments of the lattice structure, which has main supports at the bottom and top. The structure, however, does not mobilise much shell action. Additional ­intermediate suspended support rods are attached near the tops of the segments to allow the assemblage to carry external loads by bending and compression. An in-house developed interface to the Sofistik CAD software enabled the finite element models to be generated quickly. The complex 3D geometries of the individual components could be precisely calculated with very little effort using this software. Optimising the geometry and determining the required amount of glass fibre reinforcement was therefore fairly straightforward. The system lines were based on the linear ­geometry made available by the architect as open polysurfaces. In order to depict the freeform volume geometry as precisely as possible, the complex cross sections, which change over the length of the members forming the sides of the diamonds, were defined for generating the finite element models. By overlaying the original geometry (3D polysurface) and bar model (with idealised cross-section), it was possible to view the conservative modelling results graphically – even for the complex approval process (Fig. D). The appearance of the seamlessly inserted ­organic elements was not to be disturbed by visible details. The structural design of con-

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Beton, Bewehrung, Schalungstechnik, Beschichtung

Concrete, Reinforcement, Formwork, Coating

Bürgerspital in Solothurn: Carbonfasern als Bewehrungsmaterial Viel Licht, aber keine störende Sonne im Patientenzimmer ist eines der planerischen Ziele für den Neubau des Bürgerspitals in Solothurn (Schweiz), das bis zum Jahr 2020 fertiggestellt werden soll. Balkonartige horizontale und vertikale Betonelemente vor ­jedem Fenster dienen als Blendschutz und trennen optisch den privaten vom ­öffentlichen Bereich. Gestalterisch gefordert war ein eher massiver Gesamteindruck, der aus statischen Gründen nicht mit Stahlbeton realisierbar war. Daher entschied man sich für Hohlprofilelemente; ihre Schale ist lediglich 30 mm dick. Zum Einsatz kam die Carbonbewehrung solidian Grid. Die 700 Betonelemente wurden vorgefertigt und anschließend montiert. Bewehrungsmaterialien wie harz­ getränkte Carbonfasern ermöglichen vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten

maxfrank.com

und erhöht die Oberflächenhärte der Randbetonschicht. Der neue Flughafen soll im Juli 2019 fertiggestellt und eröffnet werden. Künftig werden bis zu 3,5 Millionen Passagiere pro Jahr befördert.

bishment of the existing buildings and the renewal of the carriageways. The two-storey building of the bus station is 80m long and up to 30 m wide. The steel structure of the covered pedestrian walkway on the east side of the building is supported by around 50 concrete columns. These were formed with Max Frank Tubbox column formers – “cavity-free” finish. The inlaid and water-repellent Zemdrain formwork liner ensures a largely cavity-free surface and increases the surface hardness of the edge concrete layer. The new airport facility is to be completed and opened in July 2019. In ­future, it will be used by up to 3.5 million passengers per year.

Split Airport, Croatia: Concrete Columns at a Coastal Location Split Airport is the second largest airport in Croatia and is located directly on the coast around 20 kilometres west of Split. Between the existing terminal and the airport apron, a new terminal with a total area of 35,000 m2 is being built, and on the site opposite, a new bus station. The entire project also encompasses the refur-

im Betonfassadenbau. Nicht korro­ dierende Bewehrungen sind deutlich leichter als herkömmlicher Bewehrungsstahl und in der Formgebung variabel einsetzbar. Public Hospital in Solothurn: Carbon Fibres as Reinforcement Material Plenty of light but no disturbing sun in patient rooms is one of the planning goals for the new building of the public hospital in Solothurn (Switzerland), which is to be completed by 2020. Balcony-like horizontal and vertical concrete elements in front of each window serve as glare protection and at the same time as optical separators between the private and public areas. The design called for a somewhat massive overall impression, but this wouldn’t have been possible with reinforced concrete for structural reasons. For this reason it was decided to use hollow profile elements with just a 30-mm-thick shell, with the architects

opting for the carbon reinforcement solidian Grid. The concrete elements, 700 in total, were prefabricated and then assembled by on the building site. Reinforcement materials such as resin-impregnated carbon fibres open up new and diverse design possibilities in concrete facade construction. Non-corrosive reinforcements are considerably lighter than conventional reinforcement steel and their shape can vary.

Sulser

Flughafen Split, Kroatien: Betonstützen an Küstenlage Der Flughafen Split ist der zweitgrößte Flughafen in Kroatien und liegt ­etwa 20 km westlich von Split direkt an der Küste. Zwischen dem bestehenden Terminal und dem Flughafenvorfeld entsteht ein neues Terminal mit einer Fläche von 35 000 m2 sowie ein neuer Busbahnhof auf dem gegenüberliegenden Gelände. Das gesamte Projekt sieht auch die Sanierung der Bestandsgebäude sowie die Erneuerung der Fahrbahnen vor. Das zweistöckige Gebäude des Busbahnhofs ist 80 m lang und bis zu 30 m breit. Die Stahlkonstruktion des überdachten Fußgängerwegs an der Ostseite des Gebäudes wird von rund 50 Betonstützen getragen. Diese sind mit Max Frank Schalrohren Tubbox – Oberflächenausführung „lunkerfrei“ – geschalt worden. Die eingelegte und wasserabführende Schalungsbahn der Marke Zemdrain sorgt für eine weitgehend lunkerfreie Oberfläche

solidian.com

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für eine Lebensdauer von 100 Jahren – auch in chemisch aggressiver Umgebung. Ein weiterer Vorteil ist die besonders niedrige Wärmeleit­ fähigkeit. Dadurch können Wärmebrücken auf ein Minimalniveau reduziert werden.

schoeck.de

Glasfaserverbundwerkstoff als Bewehrungsstab Ein Bewehrungsstab aus Glasfaserverbundwerkstoff ist der Schöck Combar. Glasfaserbewehrung ist wesentlich leichter als Betonstahl, gleichzeitig aber sehr belastbar. Es ist eine viel geringere Betondeckung notwendig, wodurch sich schwierige Bewehrungsaufgaben wie zum Beispiel filigrane flächige Betonbauteile konstruieren lassen. Die Fasern des Combar sind von einer Harzmatrix umgeben und parallel ausgerichtet – mit dem Ergebnis einer hohen Zugfestigkeit von über 1000 N/mm2. Das Elastizitätsmodul liegt bei 60 000 N/mm2. Das spezielle Herstellungsverfahren und die chemische Zusammensetzung des Harzes sorgen für eine ex­ treme Alterungsbeständigkeit: Geprüft und nachgewiesen ist Combar

Umbau der Oberstdorfer Skiflugschanze: Plattform wird abgedichtet Die Heini-Klopfer-Skiflugschanze in Oberstdorf wurde aufwändig umgebaut. So brach man den ursprüng­ lichen Schanzentisch auf eine Länge von 45 m ab. Nach dem Versetzen um etwa 7 m nach hinten und 5 m nach oben ließ man die Konstruktion auf dem bestehenden Spannbetonbauwerk des Anlaufturmes aufsetzen. Ebenso gehörten eine Vergrößerung des Auslaufbereiches sowie die Errichtung einer Tribünenanlage mit Geländestehplätzen zu den Baumaßnahmen. Um den Erhalt der Skiflugschanze für

Glass-fibre Composite Material as a Reinforcement Bar The Schöck Combar is a reinforcement bar made of glass fibre composite material. Glass fibre reinforcement is considerably lighter than reinforcing steel, but at the same time very resilient. Much less concrete cover is required, enabling difficult reinforcement tasks such as the construction of filigree flat concrete components to be realised. The fibres of the Combar are surrounded by a resin matrix and aligned laterally, resulting in a high tensile strength of over 1000 N/mm2. The modulus of elasticity is 60,000 N/mm2. The special manufacturing process and the chemical composition of the resin ensure extreme resistance to ageing, and Combar has been tested and proven for a service life of 100 years – even in chemically aggressive environments. Another advantage is the particularly low thermal conductivity, which allows thermal bridges to be ­reduced to a minimum.

viele Jahre zu sichern, sollte die neue Konstruktion der Aussichtsplattform mit einer Abdichtung versehen werden, die in der exponierten Lage dauerhaft Bestand hat sowie Einwirkungen aus Tausalz, Frost und UV-Strahlung trotzt. Hierbei entschied man sich für Triflex ProPark Variante 2 auf Polymethylmethacrylat-Basis. Das ­Abdichtungssystem kann selbst bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden, härtet rasch aus und schützt die Bausubstanz dauerhaft vor Nässe. Die Variante 2 mit der Beschichtung Triflex Cryl M 264 bildet eine rutschsichere Nutzschicht, die für starke mechanische Belastungen bei Wind und Wetter ausgelegt ist. Conversion of the Oberstdorf Skijumping Hill: The platform is Sealed The Heini-Klopfer Ski-jump in Oberstdorf has been extensively rebuilt. Thus the original jump-off platform has been truncated to a length of 45 metres. After moving it by about 7m to the rear and 5m to the top, the construction was placed on the exist-

Abdichtung komplexer Bauformen Mit Imberal DAB 30P bietet Heinrich Hahne einen Flüssigkunststoff für die Detailabdichtung am Bau an. Er ist auch für schwer zugängliche und komplizierte Konstruktionen – wie erdberührte Sockelbereiche oder Bauteilfugen im Betonbau – geeignet. Das einkomponentige System auf ­Polyurethanharz-Basis ist streich- sowie rollfähig. Mit der Luftfeuchtigkeit reagiert der Flüssigkunststoff zu einer dauerhaft elastischen Abdichtung. Sealing of Complex Designs With Imberal DAB 30P, Heinrich Hahne offers a liquid plastic for detail waterproofing in construction. It is also suitable for difficult to access and complicated structures – such as base areas in contact with the ground or component joints in concrete construction. The one-component system based on polyurethane resin can be brushed and rolled, with the liquid plastic reacting with the air humidity to form a permanently elastic seal.

hahne-bautenschutz.de

ing pre-stressed concrete structure of the start tower. The construction measures also included an extension of the run-out area and the erection of a grandstand with outdoor standing areas. In order to ensure that the ski jumping hill remains in operation for many years to come, the new observation platform has been fitted with sealing that is durable in the exposed location and which withstands the effects of de-icing salt, frost and UV radiation, namely Triflex ProPark Var. II with a polymethyl methacrylate (PMMA) base. The sealing system can be applied even at low temperatures, cures quickly and permanently protects the building fabric from moisture. Variant II with the Triflex Cryl M 264 coating forms a non-slip wear layer designed for heavy mechanical loads whatever the weather.

triflex.com

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Iwan Baan

peikko.com

Ricola-Kräuterzentrum: Hybridbauwerk aus Lehm und Beton Für das neue Kräuterzentrum in Laufen von Herzog & de Meuron wurden innerhalb von fünf Monaten 666 Stampflehm-Blöcke vorgefertigt und montiert. Die Rohstoffe hierfür – Erde, Kies und Mergel – stammten aus der direkten Umgebung. Die 45 cm starken, selbsttragenden Außenwände sind an das Tragwerk aus Betonfertigteilen angehängt. Die Betonfertigteilkonstruktion verhindert, dass die Stampflehm-Außenwände kippen; zudem nehmen sie die Windkräfte auf. Jede der 70 Stützen wurde mit einem selbstverdichtender Beton C50/60 bemessen und im Elementwerk produziert. Die Errichtung der Beton­ fertigteile auf der Baustelle führte das Montageteam in nur zehn Tagen aus. Bis zu 17 Stützen inklusive Verguss wurden an einem Tag aufgestellt. Gehalten werden die Stützen mittels geschraubter Stützenverbindungen von Peikko. Eine Stütze mit Peikko-Stützenschuhen kann in 30 Minuten montiert und gerichtet werden. Die Montage mit Richtstützen hingegen dauert bis zu 30 Minuten länger. Die Richtstützen müssen zudem separat entfernt und abtransportiert werden. Im neuen Ricola-Kräuterzentrum werden jährlich 250 Tonnen getrocknete Kräuter geschnitten, gemischt und gelagert. Anschließend werden sie im Hightech-Produktionsgebäude nebenan zu Bonbons weiterverarbeitet.

Ricola Herb Centre: A Hybrid Structure of Clay and Concrete For Ricola’s new Herb Centre in Laufen, designed by Herzog & de Meuron, 666 rammed-clay blocks were prefabricated and assembled within five months. The raw materials for this – soil, gravel and marl – came from the immediate surroundings. The 45cm-thick, self-supporting outer walls are attached to the supporting structure made of precast concrete ­elements. The precast concrete construction prevents the rammed-clay outer walls from falling over and absorbs wind forces. Each of the 70 columns was dimensioned with C50/60 SCC/SVB (Self Compacting Concrete) and produced in the element factory. The erection of the precast concrete elements on the construction site was carried out by the assembly team in just ten days. Up to 17 supports including grouting were erected in one day. The supports are held by bolted support connections from Peikko. A support with Peikko support shoes can be assembled and aligned in approx. 30 minutes. Assembly with push-pull props takes up to 30 minutes longer. Pushpull props also have to be removed and transported separately at a later date. At the new Ricola Herb Centre, 250 tonnes of dried herbs are cut, mixed and stored annually. They are then processed into sweets in the hightech production building next door.

Wandschalung mit flexibler Ankerstelle Die Wandschalung Mammut XT von Meva verbindet mit der integrierten Kombi-Ankerstelle drei Ankermethoden in einem System. Die Elemente mit 50 und 75 cm Breite haben eine Frischbetondruckaufnahme von 100 kN/m2 und verfügen neben der mittigen Ankerstelle auch über Ankerstellen im Rahmen. Diese ermöglichen das zweiseitige Ankern im Eckbereich. Diese Methode spart beispielsweise den Einsatz weiterer Richtschienen. Mit nur drei Außen- und zwei Innenecken können außerdem alle Wandstärken im 5-cm-Raster geschalt werden. Die patentierte Ankerstelle erlaubt es, mit einem Handgriff den innen liegenden Korpus zu drehen, sodass man zwischen den drei Ankermethoden wählen kann. Ein Umbau ist also nicht nötig und jedes Element kann flexibel als Stell- oder Schließschalung eingesetzt werden. Wall Formwork With a Flexible Anchoring Point With its integrated combination anchoring point, the Meva Mammut XT wall formwork combines three anchoring methods in one system. The 50- and 75-cm-wide elements boast fresh-concrete pressure absorption of 100 kN/m2 and, in addition to the central anchoring point, also have ­anchoring points in the frame. These allow two-sided anchoring in the corner area, so that the use, for example, of additional straightening rails can be dispensed with. With just three outer and two inner corners, all wall thicknesses can also be formed in 5cm increments. The patented anchoring point allows the internal body to be rotated with one manipulation, so that one can choose between the three anchoring methods. Conversion is therefore not necessary and each element can be used flexibly as adjusting or closing formwork.

meva.de

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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 / Editors: Tel. +49 (0)89 38 16 20-884 redaktion@structure-magazin.de Dr. Sandra Hofmeister (SaH) (Chefredakteurin / Editor-in-Chief), Jakob Schoof (JS) (stellvertretender Chefredakteur / Deputy Editor-in-Chief, V. i. S. d. P.), Heike Kappelt (HK) Freie Mitarbeit / Contributing Editors: Burkhard Franke (BF), Roland ­Pawlitschko (RP) Grafik / Design: Sabine Drey, Studio Umlaut (Cover) Assistenz / Editorial Assistants: Laura Oberhofer, Michaela Linder, Maria Remter Redaktion Produktinformation und  Detail Research / Product Informa­ tion / Detail Research Editors: produktredaktion@structuremagazin.de Katja Reich (V. i. S. d. P.) Freie Mitarbeit / Contributing Editors: Katja Pfeiffer (KP), Bettina Sigmund (BS) Lektorat / Proofreading: Gabriele Oldenburg Herstellung, CAD, DTP /  Production, CAD, DTP: Peter Gensmantel (Leitung / Manager), Michael Georgi, Cornelia Kohn, ­­Roswitha Siegler, Simone Soesters Freie Mitarbeit / Freelance Contributor: Ralph Donhauser Übersetzungen / Translation: Raymond Peat, Marc Selway

Schalung für die ESO: Jedes Element ein Unikat ESO Special Formwork: Every Element is Unique

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 Repro / Reprographics: ludwig:media, Schillerstr. 10 5700 Zell am See, A Druck / Printing: W. Kohlhammer Druckerei GmbH + Co. KG Augsburger Str. 722 70329 Stuttgart CAD-Zeichnungen / CAD drawings: Alle CAD-Zeichnungen, die im ­Dokumentationsteil der Zeitschrift veröffentlicht werden, wurden mit dem Programm erstellt. All CAD drawings in the Documen­ tation section were produced with VectorWorks®. Abonnementverwaltung und Adressänderungen / Subscriptions and address changes: Vertriebsunion Meynen Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel. +49 (0)61 23 92 38-211 Fax: +49 (0)61 23 92 38-212 detailabo@vertriebsunion.de structure erscheint 2018 am 1. März, 1. Juni, 3. September und 3. Dezember. / structure appears in 2018 on 01 March, 01 June, 03 September and 03 December. structure ist einzeln oder im Abonnement über den DETAILOnline-Shop oder den Buchhandel erhältlich. / structure can be bought ­individually or on subscription via the DETAIL Online Shop or bookstores. www.detail.de/structure Bezugspreise / Prices: structure Einzelheft / Single issues: € 18,90 zzgl. Versandkosten / plus shipping costs Abonnement / Subscription: (4 Ausgaben inkl. Versandkosten / 4 issues including shipping): Inland / Germany: € 79,– / Ausland / Other countries: € 89,– Studenten / Students: Inland / Germany: € 45,– / Ausland / Other countries: € 55,–  Ausland zzgl. MwSt., falls zutreffend / Other countries plus VAT, if applicable Abonnements sind 6 Wochen vor Ablauf kündbar. / Subscription ­cancellation 6 weeks before expiry.

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Schlotterbeck-Areal: Autowerkstatt wird Wohnanlage Schlotterbeck Area: Car Garage Becomes Residential Complex

Bei Nichtbelieferung ohne Ver­ schulden des Verlages oder infolge von Störungen des Arbeitsfriedens bestehen keine Ansprüche gegen den Verlag. No claims can be accepted for non­-­ delivery resulting from industrial ­disputes or where not caused by an omission on the part of the ­publishers. Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 1.   2018 für alle Beiträge, soweit nicht anders angegeben bei DETAIL Business Information GmbH. Current valid advertising rates are ­listed on Rate Card No. 1. © 2018 DETAIL Business Information GmbH, for all contributions, unless otherwise stated. Dieses Heft ist auf chlorfrei­ gebleichtem Papier gedruckt. This journal is printed on chlorinefree bleached paper. Alle Rechte vorbehalten. Für unverlangte Manuskripte und ­Fotos wird nicht gehaftet. Nachdruck nur mit Genehmigung. Für Vollständigkeit und Richtigkeit aller Beiträge wird keine Gewähr übernommen. All rights reserved. No liability is ­accepted for unsolicited manuscripts or photos. Reproduction only with permission. No guarantee can be ­given for the completeness or correctness of the published contributions. Die Beiträge in structure sind urheberrechtlich geschützt. Eine Verwertung dieser Beiträge oder von Teilen davon (z. B. Zeichnungen) sind auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des ­Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. ­Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts. Any use of contributions in whole or in part (including drawings) is ­permitted solely within the terms of ­relevant copyright law and is ­subject to fee payment. Any contravention of these conditions will be subject to penalty as defined by ­copyright law.

Cover structure 4/18 Morpheus Hotel in Macau copyright: Ivan Dupont Rubrikeinführende Schwarz-Weiß-­ Fotos / Black-and-white photos intro­ ducing main sections: Seite / page 3: Steg in Ditzingen Footbridge in Ditzingen copyright: sbp Seite / page 13: Glassell School of Art, Houston copyright: Richard Barnes Seite / page 21: Morpheus Hotel in Macau copyright: Ivan Dupont Seite / page 53: Nachhallgalerie Staatsoper Berlin: Form aus Brettschichtholz Reverberation Gallery, Berlin State Opera: Mould in glued laminated timber copyright: Fiber-Tech Seite / page 59: Eingangsbauwerk U-Bahn Brescia: Detail des Dachtragwerkes New Entrance Structures for the Metro in Brescia: Detail of roof structure copyright: Luigi Serboli

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

Konto für Abonnementzahlungen / Bank details for subscription ­payments: Deutsche Bank München BLZ 700 700 10 · Konto 193 180 700 IBAN: DE24700700100193180700 SWIFT: DEUTDEMM

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structure – published by DETAIL 04/2018  

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

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