Wohngebäude, Tschechische Republik
Das Gebäude ist als Hotel mit Tiefgarage und einem gewerblichen Teil im Erdgeschoss konzipiert. Die tragenden Teile der Struktur bestehen vollständig aus Beton. Es umfasst 12 Obergeschosse und 3 Untergeschosse. Aus tragwerksbezogener Sicht handelt es sich um ein zweiachsiges wandartiges Tragsystem. Im Untergeschoss sowie im gewerblichen Teil ist das Tragsystem eher als Skelettsystem ausgeführt, das hauptsächlich aus Stützen besteht, die die Deckenplatte punktuell unterstützen. Der Untergeschossbereich der Struktur ist als wasserdichte „Weiße Wanne" ausgeführt. Die gesamte Struktur wird von langen gebohrten Pfählen in Kombination mit einer relativ dicken Fundamentplatte getragen, die so bemessen ist, dass sie die Schnittgrößen aufnimmt, die durch die Interaktion mit dem Baugrund nach dem Setzen der Pfähle entstehen. Da das Gebäude von bestehenden Gebäuden umgeben ist, wurde auch eine Baugrubenverbauung geplant, deren Auswirkungen auf die Bemessung nachfolgend erläutert werden.
Obwohl das Gebäude von außen relativ einfach wirkt, gab es viele Aufgaben zu lösen. Der besonders anspruchsvolle Teil unserer Bemessung war (mehr als bei anderen Projekten) die Übertragung aller Lasten aus den Obergeschossen in die Untergeschosse, da erhebliche Unterschiede zwischen dem Grundriss der Ober- und Untergeschosse bestehen. Dies führt zu zahlreichen problematischen Bereichen in der Struktur. Ein weiterer sehr wichtiger Teil der Struktur sind wandartige Träger, die über 2 Geschosse geführt werden, wo das tragende Wandsystem in ein Skelettsystem übergeht.
Alle oben beschriebenen Gegebenheiten führten zu sogenannten „D-Bereichen", die die kritischsten Teile der Betonstruktur darstellen. Daher haben wir IDEA StatiCa hauptsächlich aus zwei Gründen eingesetzt: einerseits um uns in den D-Bereichen zu vergewissern, dass diese korrekt bemessen sind, andererseits um die Bewehrungsmenge in den wandartigen Trägern zu optimieren, die in dieser Struktur in erheblichem Volumen vorhanden sind.
Beispielsweise haben wir IDEA StatiCa für den Anschlussbereich zwischen der Außenwand des Untergeschosses, der Fundamentplatte und dem Pfahl eingesetzt. Das Hauptproblem bestand darin, dass die Pfähle an vielen Stellen nicht zentrisch unter den Wänden angeordnet werden konnten, da ein ausreichender Abstand zum Baugrubenverbau eingehalten werden musste. Ein großer Vorteil bei der Bemessung mit IDEA StatiCa war, dass wir den Pfahlkopf sehr detailliert und präzise überprüfen und die Dicke der Fundamentplatte entsprechend festlegen konnten. Ohne dieses Werkzeug hätten wir wahrscheinlich eine deutlich höhere Rippe entlang des gesamten Plattenrandes verwendet, um empirisch sicherzustellen, dass die Vertikalkraft auf die gesamte Pfahlfläche verteilt wird.
Ein weiteres Beispiel war ein Bereich, in dem die Stütze in der Fundamentplatte zwischen zwei Pfählen endet. Diese Situation tritt häufig auf, wenn die Einzeltragfähigkeit eines Pfahls nicht ausreicht und daher eine Pfahlgruppe erforderlich ist, beispielsweise zwei Pfähle mit einem Abstand gleich dem Pfahldurchmesser. Dies führt erneut zu einem D-Bereich, in dem die Kräfte aus der Stütze über geneigte Druckstreben mit entstehenden Zugkräften in die Pfähle übertragen werden.
Zwei weitere Beispiele waren die oben erwähnten wandartigen Träger sowie einige längere Stützen/Pfeiler, die in ihrer Längsrichtung stark exzentrisch belastet werden. Die Bemessung wandartiger Träger in IDEA StatiCa ermöglicht eine sehr gute Optimierung der erforderlichen Bewehrungsmenge (und überprüft neben vielen anderen auch unsere Bemessungsansätze). Bei exzentrisch belasteten Stützen hilft es uns erheblich, nicht zu konservativ vorzugehen und die Vertikalkraft im exzentrischen Abstand von der Stützenachse nicht nur als Biegemoment zu betrachten, sondern stärker im Sinne der Entwicklung von Druck und Zug in der Struktur.
Der Verfasser des Entwurfs ist das Atelier SPACE8 s.r.o.
Das Gebäude wurde in Allplan 3D nach dem „BIM"-Standard einschließlich Bewehrung modelliert. Für die allgemeine Tragwerksplanung wurde SCIA Engineer zusammen mit weiteren „unterstützenden" Softwarelösungen verwendet. In diesem Projekt war IDEA StatiCa die zentrale unterstützende Software, da zahlreiche „D-Bereiche" im Beton vorhanden waren.
