Bauunterstützung für die Fassadenerhaltung

Budapest
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Im Rahmen eines Sanierungsprojekts des Bem Centers in Budapest, Ungarn, wurde STEELEXPERT Ltd. beauftragt, eine temporäre Lösung für den Erhalt der Fassade zu entwickeln. Ziel war es, die Fassade des Gebäudes zu erhalten, während die innere Struktur dem neuen Konzept entsprechend umgebaut wird. IDEA StatiCa wurde eingesetzt, um Verbindungen für eine modulare, leichte und dennoch robuste Stahlkonstruktion zu entwerfen, die dem Wind standhält und sich in die dichte Infrastruktur des Stadtzentrums einfügt.

Über das Projekt

Das Bem Center, das den Bem-Platz an der Donau überblickt, stammt aus dem 19. Jahrhundert und ist eines der wichtigsten Wahrzeichen von Budapest. Der Hauptteil des Gebäudes, die Radetzky-Kaserne, war Zeuge einer Schlüsseldemonstration der ungarischen Revolution von 1956 und wurde so zu einem Symbol und einem integralen Bestandteil des Gedächtnisses der Stadt.

Nach jahrzehntelangem Verfall sollte das baufällige Gebäude schließlich im Rahmen des Bem-Projekts saniert werden, das darauf abzielt, aus der ehemaligen Kaserne und dem angrenzenden Gebäudekomplex einen neuen Gebäudekomplex zu schaffen. Alle Teile sollen zu einer modernen Einheit verbunden werden, die dem 21. Jahrhundert entspricht, aber auch der Geschichte Tribut zollt. Ab 2023 soll der Komplex als Hotel und Bürogebäude dienen, und in der teilweise offenen Passage sollen Geschäfte und Cafés untergebracht werden. Die Restaurierung des Bem-Platzes selbst ist ebenfalls Teil des Projekts, damit der Platz wieder zu einem lebendigen Treffpunkt für Einheimische und Touristen in Budapest werden kann.

Technische Herausforderung

In Anbetracht des historischen und architektonischen Wertes des Bem-Centers hatte die Erhaltung der historisierenden Fassade und der Ornamente im Rahmen des Projekts Priorität. Das Innere des Gebäudes war jedoch baufällig und sollte abgerissen werden, so dass eine provisorische Lösung für den Erhalt der Fassade gefunden werden musste. Dies stellte eine Reihe bedeutender Herausforderungen dar.

In erster Linie musste die Konstruktion die Fassade stützen, während der Rest des Gebäudes entfernt wurde, und gleichzeitig einen zuverlässigen Schutz vor dem Erdbeben und den starken Winden bieten, die am Standort herrschen. Aufgrund der dichten unterirdischen Verlegung von öffentlichen Versorgungsleitungen wie Abwasserrohren, Wasser, Gas, Strom (einschließlich Hochspannungsleitungen), Telekommunikation und Ampelanlagen war es jedoch nicht möglich, die Konstruktion vor dem Gebäude zu stützen. Der Platz reichte nicht einmal für eine dünne Außenabstützung aus, so dass eine besondere technische Lösung entwickelt werden musste.

Zusätzlich zu den oben genannten Anforderungen und Einschränkungen waren in dem Gebiet archäologische Ausgrabungen geplant, so dass die Tragkonstruktion eine zusätzliche seitliche Aussteifung vorsehen musste, um die abgetragenen Erdschichten auszugleichen.

Lösungen und Ergebnisse

Wie bereits erwähnt, war es nicht möglich, die Stahlkonstruktion vor dem Gebäude unterirdisch zu verankern. Um die erforderliche Steifigkeit zu erreichen, entschied sich STEELEXPERT für eine orthogonale Fachwerkkonstruktion (vertikal und horizontal). Die Schwierigkeit bestand darin, die gesamte Konstruktion von der Innenseite des Gebäudes aus abzustützen; zu diesem Zweck wurden vertikale Stützen hinter der Wand in den Boden eingelassen und durch die Fassadenfenster hindurch mit V-förmigen Verstrebungen mit der vorderen Konstruktion verbunden.

Das orthogonale Struktursystem - vertikale und horizontale Fachwerkbinder, die direkt mit dem Mauerwerk verbunden sind - kann die Stabilität und Integrität der alten Mauer bis zu einer Windgeschwindigkeit von 40 km/h gewährleisten. Da die Bauarbeiten jedoch bis zu anderthalb Jahre dauern sollten und in dieser Zeit ein starker Sturm oder ein Erdbeben auftreten konnte, waren zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die strukturelle Integrität der Mauer auch unter extremeren Bedingungen zu erhalten. Um dies zu erreichen, setzte STEELEXPERT drei Träger ein, um die Kräfte zwischen den vertikalen Rahmen zu verteilen, sowie fünf lange diagonale Stützen auf der Rückseite der Fassade, die in Pfahlfundamenten verankert sind.

Die gesamte Stahlkonstruktion, die die Fassade trägt, wog 110 Tonnen und wies rund 20 verschiedene Verbindungsarten auf. STEELEXPERT konstruierte sie mit IDEA StatiCa. Am komplexesten waren die Verbindungen zwischen den horizontalen Trägern und den Diagonalträgern sowie zwischen den Trägern und der V-förmigen Aussteifung, die die Träger mit dem Fachwerk an der Stirnseite verbindet. Bei den vielen verschiedenen Winkeln und Exzentrizitäten wäre es äußerst schwierig gewesen, diese Verbindungen manuell herzustellen.

Einige der Verbindungen hatten eine so komplexe Geometrie, dass ohne IDEA StatiCa die korrekten Berechnungen und vor allem Optimierungen gar nicht möglich gewesen wären.
Csaba Bán
Csaba Bán
Sr. Structural Engineer, CEO & Owner – STEELXPERT Ltd.

In bestimmten Phasen der Bauarbeiten sollten einige der Stützen entfernt werden, um Platz für Bagger und umfangreiche Tiefbauarbeiten zu schaffen. Diese temporäre ungleiche Kraftverteilung musste in den Berechnungen berücksichtigt werden. Mit Hilfe von IDEA StatiCa konnte STEELEXPERT sicherstellen, dass die Konstruktion optimal steif ist und auch diesen Phasen standhält.

Nach vielen Jahren manueller Berechnungen haben wir nun endlich ein Software-Tool, das uns bei der Bewältigung der anstehenden Herausforderungen wirklich hilft.
Csaba Bán
Csaba Bán
Sr. Structural Engineer, CEO & Owner – STEELXPERT Ltd.

IDEA StatiCa bietet eine reichhaltige Auswahl an Vorlagen, was den STEELEXPERT-Ingenieuren den Aufwand ersparte, die Verbindungen von Grund auf neu zu entwerfen, und die anschließende Darstellung der Geometrie und die abschließende Prüfung wurde durch den IDEA StatiCa Berichtsgenerator erleichtert.

Die Zusammenarbeit mit anderen Teams verlief dank des IDEA StatiCa Online-Viewers reibungslos. Der Stahlbauzeichner erhielt einen kompletten Entwurf von STEELEXPERT und konnte diesen bequem in 3D mit Rotation inklusive aller Details in dem praktischen Online-Tool betrachten.

Insgesamt haben die Vorteile von IDEA StatiCa den Arbeitsfortschritt deutlich beschleunigt. Die gesamte Stahlbauplanungsphase dauerte zwei bis drei Monate, und die STEELEXPERT-Ingenieure sind sich einig, dass es 1,5 zusätzliche Monate Arbeit bedeutet hätte, alle Verbindungen von Grund auf neu zu planen und alle Berechnungen von Hand durchzuführen. Mit anderen Worten: Die gesamte Projektdauer hätte sich verdoppelt. Sie weisen auch darauf hin, dass eine korrekte Berechnung einiger der komplexen Verbindungen überhaupt nicht möglich gewesen wäre, so dass sie sich für eine suboptimale Lösung hätten entscheiden müssen. IDEA StatiCa ermöglichte es, alle Herausforderungen ohne Kompromisse zu lösen.

IDEA StatiCa ist ein großartiges Werkzeug und hat uns sehr geholfen. Ohne die Software und die entsprechenden Kenntnisse kann man auf diesem Markt nicht wettbewerbsfähig sein.
Csaba Bán
Csaba Bán
Sr. Structural Engineer, CEO & Owner – STEELXPERT Ltd.

Über STEELEXPERT

STEELEXPERT Ltd. ist ein Stahlkonstruktionsunternehmen mit Sitz in Budapest, Ungarn. Ihr Gründer und CEO, Csaba Bán, ist ein leitender Bauingenieur mit mehr als 25 Jahren Erfahrung in der Stahlkonstruktion und der numerischen Simulation von Baudynamik, Rissbildung und Ermüdung. Zu seinen Fachgebieten gehören die Verstärkung und Sanierung mit Stahl, spezielle Stahlkonstruktionen und die Analyse mechanischer Anlagen. Das Unternehmen ist stolz auf seine ganzheitliche Herangehensweise an technische Herausforderungen, seine hervorragenden analytischen Fähigkeiten und seine hochwertigen Ergebnisse.

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