T-Lab Campus Diemerstein

Tragwerk

Abbildung: Visualisierung der Tragstruktur

Aufgrund der Spannweite von ca. 13 m bietet sich der Einsatz von stabförmigem Furnierschichtholz aus Buche für das Tragwerk an. Für die Verbindungen sollen Entwicklungen aus abgeschlossenen und laufenden Forschungsprojekten sowie Promotionen des T-Labs Berücksichtigung finden.

Das Haupttragsystem besteht aus nebeneinander liegenden 12,50 m weit spannenden Rahmen aus Buchenfurnierschichtholz, die in einem Abstand von 2,50 m angeordnet sind. Statisch lässt sich dieses System als Dreigelenkrahmen betrachten, wobei die Träger zwischen den Gelenken aufgelöst sind, sodass eine effiziente Struktur aus Zug- und Druckstäben entsteht. Entsprechend ihrer Belastung werden die Stäbe mit zwei verschiedenen Querschnitten ausgeführt. Da die innenliegenden schlanken Stäbe eine reine Druckbelastung erfahren, sind sie in beiden Achsen knickgefährdet. Dementsprechend werden hier quadratische Querschnitte mit einer Kantenlänge von 20 cm eingesetzt. Die außen liegenden Stäbe, die auf Zug und Biegung belastet werden, werden mit einer Höhe von 24 cm und einer Breite von 20 cm ausgebildet.

Abbildung: statisches System - aufgelöster Dreigelenkrahmen

Eine ungleichmäßige Verteilung der Lasten wirkt sich besonders ungünstig auf den statisch bestimmten Dreigelenkrahmen aus. Ein besonderes Augenmerk im Bemessungsprozess liegt deshalb auf der Bestimmung von Laststellungen, die möglichst einseitig auf den Rahmen wirken. Diese ergeben sich durch Wind- und Schneelasten sowie möglicherweise aus zusätzlichen Belastungen aus einer Solaranlage.

Abbildung: einseitige Lastanordnung als kritischer Belastungsfall des Rahmens

Größere Durchbiegungen können im System lediglich am Dachträger auftreten. Hier wirken erhebliche Kräfte aus Wind, Schnee und Eigengewicht rechtwinklig zur Stabachse und führen somit potentiell zu einem Durchhängen des Trägers. Die Verteilung der Kräfte im System führt dazu, dass die unter Zug stehenden äußeren Balken in einem gewissen Umfang wieder gerade gezogen werden. So ist es möglich auch mit sehr schlanken Biegeträgern eine große Spannweite zu überbrücken.

Abbildung: verformtes System (überhöhte Darstellung)