Neue Überdachungen für die Eingangstore der Messe Frankfurt
Kundenprojekt
Im Jahr 2008 lobte die Messe Frankfurt einen Architekturwettbewerb für den Entwurf der Neugestaltung der Eingangssituation zum Messegelände aus. Für die Tore Süd und Nord sollten jeweils ein Wachgebäude und eine Überdachung entworfen werden. Wunsch des Bauherrn war, mit den Dächern signifikante Strukturen mit hohem Wiedererkennungswert zu schaffen.
| Tragwerksplanung |
Digitale Planung und Tragwerksplanung Bollinger + Grohmann Ingenieure, Frankfurt www.bollinger-grohmann.com |
| Entwurf |
Ingo Schrader, Berlin www.schrader-architekt.de |
| Ausführung |
Prebeck GmbH, Bogen www.prebeck-stahlbau.de |
| Bauherr |
Messe Frankfurt www.messefrankfurt.com |
Modell
Das Rennen machte der Siegerentwurf des Architekten Ingo Schrader, Berlin, der in enger Zusammenarbeit mit den Tragwerksplanern Bollinger + Grohmann entstand. Dieser sah jeweils kreisförmige Dächer von ca. 25 m Durchmesser vor, die auf pyramidenförmigen Stützen ruhen sollten. Im August 2013 wurde die Überdachung am Tor Nord realisiert.
Dachkonstruktion Tor Nord
Aus der Kreisform wurde im Zuge der weiteren Planung, aufgrund der Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten, ein Oval. Es misst 42 m x 18 m bei einer max. Lamellenhöhe von 60 cm. Das Dach kragt bis zu 10 m aus und ist am Rand nur 15 cm hoch.
Die vier Stützen stehen in einem unregelmäßigen Raster und bilden durch ihre Pyramidenform den Kräfteverlauf ab. Durch ihre Dreiecksform wirken sie besonders schlank – das Dach scheint zu schweben.
Das Dachtragwerk wurde mit Hilfe eines Rechenmodells generiert und optimiert. Die Achsen der tragenden Lamellen sind dabei scheinbar zufällig angeordnet. Jedoch ist deren Anordnung das Ergebnis eines computerbasierten Entwurfsprozesses, bei dem strukturelle, formelle und herstellungsbedingte Randbedingungen in Einklang gebracht wurden.
Anschließend erfolgte die Optimierung der Lamellen in ihrer Höhe und Breite. Dazu wurde über ein individuell erstelltes VBA-Skript das Design-Programm Rhinoceros mit RSTAB verbunden. Ein spezieller Algorithmus reduzierte die Querschnittsdimension der Flachstahllamellen iterativ auf Grundlage der auftretenden Vergleichsspannungen.
Verwendete Programme
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- Aktualisiert 29. Oktober 2020
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Neu
Manuelle Anpassung der Knicklinie nach EN 1993-1-1
Das Zusatzmodul RF-/STAHL EC3 übernimmt die für den Biegeknicknachweis zu benutzende Knicklinie für einen Querschnitt automatisch aus den Querschnittseigenschaften. Insbesondere für allgemeine Querschnitte, aber auch für Sonderfälle, kann die Zuordnung der Knicklinie in der Moduleingabe manuell angepasst werden.
![Verteilung der Kräfte und Momente innerhalb des Stützenfußes nach [1]](/-/media/Images/website/img/000001-010000/009601-009700/009638.png?la=de&mlid=7D34CEAAE7354583A29169095622B515&hash=36A4E91E1EFB412CDF31357BB5F839590FB52E29)
![System und Belastung nach [1]](/-/media/Images/website/img/000001-010000/009601-009700/009634.png?la=de&mlid=F0F0A23924B8424CA1C2905961DF676B&hash=96F26173AF73CE7848C0945F5857B99406C3785F)
DUENQ ermittelt für kaltgeformte Profile die wirksamen Querschnitte nach EN 1993-1-3 und EN 1993-1-5. Die in EN 1993-1-3, Abschnitt 5.2 genannten geometrischen Verhältnisse zur Anwendbarkeit der Norm können optional überprüft werden.
Die Auswirkungen des lokalen Plattenbeulens werden nach der Methode der reduzierten Breiten und das mögliche Ausknicken der Steifen (Forminstabilität) wird bei versteiften Profilen gemäß EN 1993-1-3, Abschnitt 5.5 berücksichtigt.
Optional kann eine iterative Berechnung zur Optimierung des wirksamen Querschnitts vorgenommen werden.
Die wirksamen Querschnitte lassen sich grafisch darstellen.
Im Fachbeitrag "Nachweis eines dünnwandigen, kaltgeformten C-Profils nach EN 1993-1-3" wird die Bemessung von kaltgeformten Profilen mit DUENQ und RF-/STAHL Kaltgeformte Profile ausführlich beschrieben.
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