St. Elias Ukrainisch-Katholische Kirche in Brampton, Ontario, Kanada

Kundenprojekt

22. Februar 2017

Kanada RSTAB Holzbau Gebäude

Tragwerksplanung Moses Structural Engineers Inc.
Toronto, Kanada
www.mosesstructures.com
Architekt Zimmerman Workshop Architecture + Design
New York, USA
www.zimmermanworkshop.com

Maße der größten Kuppel: Länge: ~ 13 m | Breite: ~ 13 m | Höhe: ~ 23 m | Gewicht: 26 t
Anzahl Knoten: 404 | Stäbe: 691 | Querschnitte: 24

Die Kirche St. Elias wurde im architektonischen Stil "Boyko" entworfen, der im westlichen Teil der Ukraine vorkommt. Der unverkennbare Stil besteht aus ikonischen Kupferkuppeln, die am höchsten Punkt 23 Meter hoch und aus größerer Entfernung sichtbar sind.

Konstruktion und Bemessung

Die Struktur ist eine Kombination aus weitgespannten Brettschichtholzbindern und groß dimensioniertem massivem Schnittholz. Der große, offene Mittelgang hat eine Spannweite von 13 Metern und stützt die größte der 5 Kuppeln.

Die Holzkonstruktion ist über 23 Meter hoch (ungefähr 7 Stockwerke), gemessen vom Beton- und Steinsockel bis zum obersten Kreuz. Die Kupferkuppeln sind eine Hybridkonstruktion aus Brettschichtholz, Rahmenkonstruktion und gebogenem Sperrholz. Die größte der 5 Kuppeln wiegt knapp 20 Tonnen und lastet direkt auf einem 13 m x 13 m weitgespannten Raumfachwerkbinder aus Brettschichtholz. Die Binder sind um ihre Längsachse abgeschrägt und im Mittelgang sichtbar montiert. Jeder Binder wiegt ca. 6 Tonnen.

Die Binder werden von 4 massiven Eckstützen aus Brettschichtholz gestützt, die, zusammen mit Diagonalverstrebungen, so ausgelegt sind, dass sie enormen Querkräften durch Wind an der höchsten Kuppel widerstehen. Die Stützen sind fast 6 Meter hoch und bilden ein Mittelschiff ohne Hindernisse. Die kleineren Kuppeln bestehen aus ähnlichen Konstruktionen.

Die Hauptrahmen übertragen ihre Querlasten auf Wandscheiben aus Sperrholz. Die verkupferten Kuppeln wurden am Boden zusammengebaut und mit einem 260-Tonnen-Kran in Position gehoben. 

Es wurden 4 Kuppel-Modelle (2 sind gleich) dreidimensional in RSTAB eingegeben und mit Eigengewicht, Schnee und Wind belastet. Durch die parametrische Analyse des Modells konnte die optimale Geometrie der Hauptkuppeln, der Binder und Diagonalverstrebungen ermittelt werden.

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