H O C H S C H U L E L U Z E R N S T R U K T U R U N D M A T E R I A L D A N I E L Z I N D E L F R Ü H L I N G S S E M E S T E R

Transkript

1 H O C H S C H U L E L U Z E R N S T R U K T U R U N D M A T E R I A L D A N I E L Z I N D E L F R Ü H L I N G S S E M E S T E R S T R U K UT U R Durch eine zusätzliche Konstruktion eines Unterzugs, gekoppelt mit dem hyperbolischen Paraboloiden-Dachs, kann die Anordnung einer Galerie frei gewählt werden ohne Einschränkung der Öffnungen.

2 Entwicklung Tragwerk

3 Entwicklung des Tragwerks - Zu beginn der Entwicklung des Tragwerks wurde ein hyperbolisches Paraboloid aus Holz erstellt im Massstab 1:50. - Durch die Tragstruktur welche ein hyperbolisches Paraboloid aufweist, hat man erkannt, das es nur Vorteile hat wenn alles symmetrisch Aufgebaut ist. Da sich die Kräfte durch die Parablen ergänzen und so eine tragendes Netz entsteht.wenn sich aber durch eine Situation im Innenraum wie z.b eine Galerie, welche nicht symmetrisch im Raum einbezieht, bekommt man Komplikationen, welche man nicht mehr mit der Statik des hyperbolischen Paraboloiden lösen kann. großen zügigen Öffnungen bleiben. - In einem weiteren Schritt wurde die Tragstruktur mit der Topographie in den Kontext gestellt. Dabei wurden drei gleich grosse Körper geplant, welche miteinander verbunden werden und unterschiedliche Höhenniveaus aufweisen. Weiter ist ersichtlich, wie die Unterzüge an dem hyperbolischen Paraboloiden zusammenkommen und die grossen Öffnungen gewährleisten. Fazit - Es ist erstaunlich, wie wenig es braucht um ein praktisch nur von Vorteilen bestücktes System ins wanken zu bringen. Lösungungsansatz: - Die Kräfte mit zusätzlichen Stützen zu erweitern, jedoch werden die Öffnungen sowie die freien Fläche eingeschränkt. - Durch Scheiben, welche durch Lochöff - nungen versehen sind. Dabei kann man die Vorteile des hyperbolischen Paraboloiden nicht mehr nützen, da es auf den Scheiben abgestützte wird. - Einen Unterzug zu konstruieren, welche die Sicht nicht einschränkt und die Vorteile des Daches dennoch zu nutze macht, in dem die

4 Tragstruktur (Dokumentation der Tragstruktur) Schar Schar 1 Schar 2 Erzeugende Zugkraft Leitlinie Druckkraft

5 Recherche zum Tragwerk Geschichte: - Es ist das Verdienst französischer, tschechischer und italienischer Ingenieure, die grosse Bedeutung des hyperbolischen Paraboloides für das Bauen erkannt zu haben. - Mit der Theorie hyperbolischer Paraboloide haben sich als erste Aimond und Laffaille auseinandergesetzt. Baroni und Hruban haben bereits in den dreissiger Jahren Bauten dieser Art konstruiert. - Heute muss vor allem Felix Candela genannt werden, der mit seinen bauten und Schriften so nachhaltig auf unsere Zeit gewirkt hat, dass sich das hyperbolische Paraboloid geradezu mit seinem Namen verbindet. Bsp: Bacardi-Fabrik, Cuautitlán, Mexiko ( , in Zusammenarbeit mit Ludwig Mies van der Rohe). (Abb. 1, 2) Tragwerk: - Hyperbolische Paraboloide sind doppelt gekrümmte Flächen, die aus geraden Elementen (Regelflächen) oder aus zwei sich kreuzenden Scharen von Parabeln gebildet werden (Translationsfläche). - Die Regelfläche wird von zwei Scharen gerader Erzeugender gebildet.(abb. 3,4) Jeder dieser Scharen von Geraden liegen parallel zu einer vertikalen Ebene. Diese so genannten Leitlinie nebenen bilden einen beliebigen Winkel. - Die Translationsfläche wird geometrisch definiert durch eine Leitkurve und eine Erzeugende. Die Fläche entsteht durch paralleles verschieben der beiden Kurven entlang der jeweils anderen Kurve. Im Schnitt entstehen dabei kongruente Parabeln. (Abb. 5) - Der Hyperbolische Paraboloid besteht aus einer Reihe von stehenden Parabeln, die Druckkräfte und einer Reihe von hängenden Parabeln die Zugkräfte aufnehmen können. Diese beiden Reihen verweben sich zu einer Struktur, das sowohl Druck-, als auch Zugkräfte aufnehmen kann und keine Aussteifung nötig ist. (Abb.6) Charakter: - Die hyperbolischen Paraboloid-Schalen (HP-Schalen) werden gerne angewendet. Gründe hierfür sind zum einen die ästhe tische ansprechende Form, insbesondere in der Kombination von mehreren Schalen. - Die herstellungstechnisch günstige Form bei der Schalung. Bei den Stahlbetonschalen werden in einer Richtung die Schalungsbret ter, in die andere die Kanthölzer des Gerüstet gelegt. - Ein weiterer Punkt ist das günstige über schaubar Tragverhalten mit ziemlich gleich mässiger Schnittkraftverteilung bei entsprechender Lagerung und relativ günstigem Stabilitätsverhalten. - Die HP- Schalen kann mal schlank ausbilden.

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7 Fazit These - Um die These zu erstellen, spielte man unter schiediche Szenairen durch, welche Lösungen in Frage kamen ohne dabei die Vorteile des Systems hyperbolischen Paraboloiden-Dachs zu verletzten. Die Lösung war eine Unterzug zu konstruieren, welche die Statik unterstützen soll und dabei keine Einschränkungen ermöglicht in der Fläche sowie auch in der Höhe.