Abgehängte Glastreppe im Wohnhaus Moongate in Sedona, Arizona, USA

Modell-Parameter der Glastreppe

• Länge: ~ 7,5 m
• Breite: ~ 4,5 m
• Höhe: ~ 6,5 m
• Anzahl Knoten: 1051
• Anzahl Stäbe: 399
• Anzahl Flächen: 154

Modell

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Modell | Abgehängte Glastreppe

Einheimische Steine verschiedener Größen fügen sich perfekt in die rötliche Steinwüstenumgebung ein, einschließlich der Zufahrt, deren Gestaltung aus halbrunden Steinformationen besteht und dem Haus seinen Namen verliehen hat. Das Haus besteht aus einem rechteckigen Glasbau, der den Eingangsbereich und die abgehängte Glastreppe beinhaltet. Vom Glasbau aus schließen zwei Flügel im Halbkreis an.

Projektdetails

Die Glastreppe im Eingangsbereich, die mittels Stahlstangen abgehängt ist, ist vielleicht der Blickfang und die bemerkenswerteste technische Meisterleistung im Haus. Stutzki Engineering aus Milwaukee, Wisconsin, USA war mit dieser einzigartig herausfordernden Konstruktion für dieses Projekt beauftragt worden. Die geschwungenen gläsernen Treppenstufen scheinen über den riesigen Fenstern des Eingangsbereichs und den Innenwänden aus dekorativem rötlichem Gestein zu schweben.

Auf der linken Seite der Treppe sind die Stufen sicher, aber dennoch filigran am Gestein befestigt. Die rechte Seite der Treppe wird vollkommen an dünnen Stahlstangen abgehängt, die sich jeweils von mehreren Punkten der einzelnen Stufen aus zur Decke spannen. Für diese Konstruktion waren keinerlei Bauteile unter der Treppe erforderlich, wodurch die Glastreppe und der Schwebeeindruck noch mehr Leichtigkeit erfährt.

Konstruktionsdetails

Wie auf den Fotos zu erkennen ist, ist die Konstruktion eine ungewöhnliche Zusammenstellung von Glasstufen, Zugstäben (Seilen), Stahlträgern und filigraner, individuell angepasster Verbinder aus Edelstahl. Diese Verbinder, hergestellt von Tripyramid (Massachusetts), bieten sowohl Anpassungsfähigkeit als auch Beanspruchbarkeit. Sie ziehen jede Glasstufe zum Stein auf der einen Seite und zu den Stahlstangen entlang des inneren Kreises der Treppe. Die komplexe Ausführung der Verbinder minimiert örtliche Spannungsspitzen im Glas. Jedes Detail wurde entsprechend seiner einzigartigen Funktion und mittels der Gelenkfreiheitsgrade in RFEM modelliert.

Der Schwingungsnachweis zeigte ausreichend hohe Frequenzen, wodurch es für die Nutzer der Treppe zu keinen unangenehmen Situationen kommt. Die Spannung in den Stangen wird durch das Gewicht des Glases verursacht, ist aber sehr gering. Der Handlauf wurde aus Sicherheitsgründen montiert, aber hat keine statische Notwendigkeit.

Eine vereinfachte Vorbemessung wurde mit nur einer repräsentativen Stufe und wenigen dazugehörigen Zugstangen durchgeführt. Die Entscheidung, das komplette Modell der ganzen Treppe zu konstruieren, war notwendig, um die seitliche Stabilität und das dynamische Verhalten richtig zu verstehen. RFEM zeigte mal wieder seine solide und genaue Modellierung und Lösungsmöglichkeiten, obwohl dieses Modell aus verschiedenen Materialien und Details besteht, deren Steifigkeiten sehr weit voneinander abweichen.

Wie schon an anderer Stelle gezeigt [1], ist diese Konstruktion eine Kombination aus Kunst und Technologie, die sich als räumliches Tragwerk mit Zug- und Druckstäben zeigt.

[1] C. Stutzki: “Steel- and Glass Spaceframes between Art and Technology”. In: Proceedings of the IASS Annual Symposium 2019, Barcelona, Spain. ISSN 2518-6582 (Online).

Projekt-Standort