B. van Berkel, F. Steller: Zentrum für virtuelles Engineering ZVE am Fraunhofer-Institut in Stuttgart-Vaihingen
gegenüberliegenden Gebäudeflügeln. Gleichzeitig dienen die Foyertreppen als Verbindungs- und Erschließungselement.
3.2
Unter Berücksichtigung der eben genannten Gründe erschien es deshalb sinnvoll, nur zweiachsig gespannte Systeme aus Normalbeton in die weiteren Überlegungen einzubeziehen. Folgende Alternativen wurden näher untersucht:
Gebäudegrundrisse
Im Grundriss besteht das Gebäude aus zwei sich in VForm öffnenden Baukörpern, die das Atrium aufspannen. In beiden Gebäudeflügeln befinden sich auf versetzten Ebenen Labor- und Bürobereiche, die eine Differenzierung der Geschosshöhen erforderlich machten. Die vertikalen Lasten werden ausschließlich über die Fassadenstützen und die drei innen liegenden Erschließungskerne abgetragen, sodass die Anforderungen an eine stützenfreie Nutzung im Inneren des Gebäudes erfüllt werden. Im Zuge der Weiterentwicklung des architektonischen Entwurfs wurde der große zentrale Erschließungskern in zwei einzelne Kerne aufgespalten, um auch im Kopfbau die Transparenz zwischen dem innen liegenden Atrium und der Außenfassade herzustellen. Die Erschließungskerne mit ihren Versorgungseinrichtungen, dem Aufzug und den Fluchttreppenhäusern dienen gleichzeitig als Aussteifungselemente für das Gebäude.
3.3 Deckentragwerke 3.3.1 Allgemeines Um die großen lichten Deckenspannweiten von bis zu 15 m stützenfrei zu überbrücken, wurden verschiedene Tragwerksalternativen auf ihre Verwendbarkeit untersucht und hinsichtlich ihrer Kosten bewertet. Anschließend wurde unter Berücksichtigung aller veränderbaren Faktoren gemeinsam mit der Bauherrschaft eine Tragwerkslösung ausgewählt, die sowohl den hohen Gestaltungsansprüchen Rechnung trägt als auch unter wirtschaftlichen und nutzungstechnischen Gesichtspunkten ein optimales Ergebnis darstellt.
– Konventionelle Stahlbetonmassivdecke – Vorgespannte Stahlbetonmassivdecke – Stahlbetonmassivdecke mit Hohlkörpern Hier seien nur die wesentlichen entscheidungsrelevanten Kriterien genannt. So wären die Deckenstärken bei einer konventionellen Massivdecke um bis zu 10 cm größer gewesen als bei den beiden anderen Alternativen, während die Vorspannung durch die Verformungsbehinderung der beiden Aussteifungskerne zu aufwendigen Anschlusskonstruktionen der Geschossdecken an die Aussteifungskerne geführt hätte. Von den drei untersuchten Lösungen erwies sich deshalb die Stahlbetonmassivdecke mit Hohlkörpern sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht als die überlegene Lösung.
3.3.3 Ausgeführte Lösung als leichte Hohlkörperdecke Nachdem die Entscheidung zugunsten der Hohlkörperdecke ausgefallen war, galt es, die gewählte Konstruktion weiter zu optimieren. So wurde z. B. aus tragwerksplanerischer Sicht vorgeschlagen, einen der drei Erschließungskerne um 2,50 m zu verschieben, um die maximale Deckenspannweite von 15 m auf 12,50 m zu reduzieren. Indem gleichzeitig bei den größten Deckenspannweiten in der Hauptrichtung vorgespannte Halbfertigteile (Bild 5, graue Flächen) eingebaut wurden, konnten sowohl die
3.3.2 Die untersuchten Alternativen Wegen der eingebauten Betonkerntemperierung konnten nur Lösungen mit einer glatten Deckenuntersicht berücksichtigt werden. Konventionelle leichte Rippendecken oder vorgefertigte vorgespannte Hohlkörperdecken mussten deshalb von Anfang an ausgeschlossen werden. Auch aufgrund der unregelmäßigen Grundrissgeometrie wären vorgefertigte einachsig gespannte leichte Deckensysteme nicht für die Entwurfsaufgabe geeignet gewesen. Ebenso wurden Tragwerkslösungen aus Konstruktionsleichtbeton verworfen, da mit diesen aufgrund des gegenüber Normalbeton ungünstigeren Kriech- und Schwindverhaltens die Anforderungen an den Grenzwert der Deckendurchbiegungen nicht hätten eingehalten werden können. Dies galt ebenso für jede Form von einachsig gespannten Deckensystemen. 848
Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 12
Bild 5
Entwurfsplan Decke über Ebene 2 Preliminary drawing, slab above 2nd floor