Der T3-Pavillon am Fakultätsgebäude für Bauingenieurwesen greift die bestehende Grünfläche in seiner Architektursprache auf und verbindet diese mit ihrer Umgebung. Er wurde im Frühjahr 2015 fertiggestellt. Ein Team aus Architekten und Bauingenieuren der RWTH Aachen plante das filigrane Tragwerk aus textilbewehrtem Beton. Im Pavillon finden Studierende einen angenehmen Ort zum Lernen und Vorbereiten von Lehrveranstaltungen. Der klare und offene Raumeindruck fördert dies. Die Schalen wurden vor Ort neben dem Bauplatz erstellt. Dafür wurde ein Fertigungszelt mit verfahrbarer Arbeitsbühne und verschiebbarem Dach errichtet. Dadurch war es möglich, die Schalen ebenerdig herzustellen und später durch das offene Dach umzusetzen. Die Textilbetonschale wurde mit einem Autokran aus der Schalung herausgehoben und auf der Stütze montiert. Die 4 Schalen wurden schließlich untereinander gekoppelt. Nachdem der Rohbau fertiggestellt war wurde umlaufend eine Glasfassade montiert.
Tragwerksgeometrie
Die Tragstruktur besteht aus vier Textilbetonschalen. Diese setzen sich jeweils aus vier doppelt-gekrümmten Flächen, sogenannten hyperbolischen Paraboloiden zusammen. In seiner Formgebung zitiert der Pavillon Entwürfe des spanischen Architekten Felix Candela, der hauptsächlich in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts in Mexiko eine Vielzahl von Bauwerken schuf, die auf Variationen solcher Schalen basieren. Die Schalen des Pavillons weisen eine quadratische Grundfläche von 7 x 7m auf und sind jeweils mittig auf einer Stahlbetonstütze gelagert. Durch die Kopplung der Schirme mit gelenkigen Stahlscharnieren ergibt sich die Steifigkeit des Gesamtsystems gegenüber horizontalen Windlasten. Das statische System ist vereinfacht mit einem Dreigelenkbogen darzustellen.
Lastabtrag
Unter ausschließlich vertikalen Lasten bilden sich in Schalenmitte Druckspannungen aus, die wegen der hohen Druckfestigkeit des Feinbetons nicht bemessungsrelevant sind. An den Schalenrändern bilden sich deutliche Zugbänder aus. Die größten Zugspannungen treten dabei in der Mitte der Schalenränder auf. Da hier die Bauteildicke am geringsten ist, weisen diese Stellen die größte Bemessungsrelevanz auf. Die Verbindung von Schale und Stütze erfolgt nachträglich über eine biegesteife Schraubenverbindung. Die Druckkräfte werden durch die Stütze ins Fundament eingeleitet. Die Windlasten auf die Fassade werden je zur Hälfte direkt ins bodennahe Auflager und in die Schirme eingeleitet. Die vertikalen Lasten der Fassade werden komplett über deren Auflager abgetragen.
weitere Quellen:
Die Auflistung aller am Bau beteiligten Personen findet sich unter: http://www.db-bauzeitung.de/db-themen/technik/hauchduenn-2/
Alexander Scholzen, Rostislav Chudoba, Josef Hegger: Dünnwandiges Schalentragwerk aus textilbewehrtem Beton - Entwurf, Bemessung und baupraktische Umsetzung. Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 11, S. 767-776
Alexander Scholzen, Rostislav Chudoba, Josef Hegger: Thin-walled shell structures made of textile-reinforced concrete - Part I: Structural design and construction. Structural Concrete (2015), No. 1, S. 106-114. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.201400046/abstract
Alexander Scholzen, Rostislav Chudoba, Josef Hegger: Thin-walled shell structures made of textile-reinforced concrete - Part II: Experimental characterization, ultimate limit state assessment and numerical simulation. Structural Concrete (2015), No. 1, S. 115-124
Alexander Scholzen: Flächige Tragstrukturen aus textilbewehrtem Beton: Experimentelle und numerische Charakterisierung des Tragverhaltens, Bemessung und Herstellungsmethodik. Dissertation, Institut für Massivbau, Heft 43, RWTH Aachen, 2014
Schätzke, C., Joachim, T., Schneider, H. N.: Leichte Schalentragwerke aus Textilbeton. Pavillon an der RWTH Aachen, aus: BetonBauteile 2013, Bau‧verlag, Gütersloh, 2012. http://www.bft-international.com/media/downloads/beton-bauteile-2013.pdf
Bearbeitet durch: Architektouren Team
