Die Wandfassade der Allianz Arena in München

Kundenprojekt

Tragwerksplanung Fassadenplanung
IPL Ingenieurplanung Leichtbau GmbH
formTL ingenieure für tragwerk und leichtbau, Radolfzell
www.form-tl.de

Massivbau
Arup Associates
London, UK
www.arupassociates.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

Länge: 227 m | Breite: 258 m | Höhe: 50 m | Umfangslänge: 840 m
Anzahl Knoten: 21.572 | Stäbe: 18.672 | Materialien: 2 | Querschnitte: 36

Die Allianz-Arena im Münchner Norden ist Schauplatz des Eröffnungsspiels der Fußballweltmeisterschaft 2006. Das Stadion ist im Begriff, zum neuen Wahrzeichen der Stadt München zu werden. Die transluzente Außenfassade verleiht der Arena durch unterschiedliche Einfärbungen eine ganz besondere Ausstrahlung.

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

Verwendete Programme

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