Die Ingenieure standen vor der Aufgabe, diese architektonische Vision der Schweizer Architekten Herzog und De Meuron in die Realität umzusetzen. Planung und insbesondere die statische Dimensionierung stellte an die Ingenieure besondere Anforderungen.
Konstruktion und Abmessungen
Die Wandfassade der Allianz Arena in München ist eine mit Folienkissen bespannte Stahlkonstruktion. Sie besteht aus einem räumlich gekrümmten Tragwerk, das die gesamte Außenseite des Massivbaus ellipsenförmig ab einer Höhe von +12,40 m bis +43,75 m über Spielfeldniveau fugenlos umschließt. Die Halbmesser der Ellipse sind 130 m und 115 m, der Umfang ca. 810 m. Das zentrale Bauteil der Stahlkonstruktion ist ein rautenförmiger Gitterrost.
Die Lagerung des Rostes erfolgt im Wesentlichen über am Massivbau bzw. am Primärstahl eingespannte, radial angeordnete Kragstützen, die gelenkig an den Gitterrost anschließen.
Die Eindeckung der hinterlüfteten Fassade bilden 768 pneumatisch gestützte, rautenförmige ETFE‑Kissen, die auf Rechteckrohren befestigt werden. Dabei bilden 96 Kissen einen Ring um das gesamte Stadion. Die Wandfassade besteht aus acht Kissenringen. Jedes Einzelkissen wird an zwei horizontalen und zwei diagonalen Rahmenstäben befestigt. Durch die fugenlose Ausbildung des Trägerrostes ist es möglich, eine effektive Kissendetaillierung auszuführen.
Statische Berechnung
Der Fokus bei der Entwicklung des Tragwerks lag somit darin, die Beanspruchungen aus Zwängungen im Stahltragwerk zu minimieren. Die wesentlichen Ursachen für Zwangsbeanspruchungen sind die Temperaturunterschiede in der Stahlkonstruktion sowie die Bewegung des Massivbaus, der in acht voneinander entkoppelten Bauabschnitten erstellt wurde.
Um die Zwängungen zu reduzieren, werden in nahezu allen Kreuzungspunkten des Stahlrostes Normalkraftgelenke eingeführt. Der Verformungsweg der Normalkraftgelenke wird begrenzt, damit die aufmontierten Kissen bei der Verformung der Unterkonstruktion nicht beschädigt werden. Da dieses Spiel in den untersuchten Lastfallkombinationen aufgebraucht wird, schlagen einige Gelenke an und es entstehen an den betreffenden Stellen normalkraftstarre Kopplungen.
Um das komplexe Tragverhalten abzubilden, wurde eine iterative Berechnung nach Theorie II. Ordnung unter Berücksichtigung der spannungslosen Werkstattform am Gesamtsystem durchgeführt.
Mit freundlicher Unterstützung
Christian Würfl, Gerhard Fessler
Projektleiter Allianz Arena bei der IPL GmbH
| Tragwerksplanung | Fassadenplanung IPL Ingenieurplanung Leichtbau GmbH formTL ingenieure für tragwerk und leichtbau, Radolfzell www.form-tl.de Massivbau Arup Associates London, UK www.arup.com |
| Architekt | Herzog & de Meuron Basel, Schweiz www.herzogdemeuron.com |
| Konstruktion | Generalunternehmer Alpine Bau Deutschland AG, Eching Generalplaner HVB Immobilien AG, München www.hvbimmobilien.com |
| Bauherr | Allianz Arena - München Stadion GmbH allianz-arena.com |
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