kö-bogen- düsseldorf : 3d – planung mit revit structure...
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Kö-Bogen- Düsseldorf : 3D – Planung mit Revit Structure und Sofistik
Tragwerksanforderungen und Simulation der Prognosen.
N.C.P.Nagaraj - NAi Nagaraj Ingenieure - Deichstraße 27 - 20459 Hamburg
Zusammenfassung:
Das Projekt Kö-Bogen auf der Königsallee in Düsseldorf wurde im Rahmen eines europaweiten
Investorenwettbewerbes durch den Projektentwickler die Developer in Düsseldorf gemeinsam mit
dem Architekt Daniel Libeskind aus New York gewonnen.
Das ca. 10.000 m² große Grundstück ist durch 4 Untergeschosse mit insgesamt 40.000 m² für
Parken und Technik sowie mit 5 oberirdischen Geschossen von ca. 40.000 m² für die Nutzung als
Retail und Büroflächen überbaut. Die oberirdischen Geschosse sind in Bauteil Kö (West) und
Bauteil Hofgarten (Ost) gegliedert.
Die nutzungsbedingte Entwicklung des Tragwerks zur vertikalen Lastabtragung mit wechselnden
Spannweiten innerhalb der Höhenentwicklung sowie das Absetzen der Fassadenstützen auf
Tunneldeckel gepaart mit einer genauen Aussage zur Deckenrand-Verformung resultierend aus der
Eigenverformung des im Grundriss gekrümmten Deckenrandes unter Abfanglasten und der
Durchbiegung der unterstützenden Bauteilen infolge Kriechen und Schwinden, stellten hohe
Ansprüche an die Tragwerksplanung.
Abbildung 1: Lageplan Nordgrenze Hofgarten, Südgrenze Königsallee
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Summary:
The European wide architectural competition for Kö-Bogen project was won by the die developer
along with the architect Daniel Libeskind from New York.
The Site of approximately 10.000 m² has 4 below grade floors and a five floor superstructure with
an overall built up area of 80.000 m². The Superstructure is conceived in 2 separate blocks:
To the west is the Block Kö and to the east is the Block Hofgarten.
Due to the mixed use concept of office space in the floors 2 thru 5 and Retail areas in the Ground
floor to 3rd floor, the column spacing varies from 5.4 m offset in the office space to 16 m offset in
the retail areas. In addition to this the façade columns on the south side of the building land on the
new road tunnel passing through the basement at a tangent.
The structural engineering required enhanced input in dealing with the gravity loads transfer as well
as account fort the long term deflections of the slabs due to creep and shrinkage in the transfer
floors bridging the office and retail floors.
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1 3D – TRAGWERKSPLANUNG MIT REVIT
1.1 Vertikallastabtrag
Die Büro-Geschosse mit einem Fassadenachsraster von 5.40 m und Innenstützen-Achsraster in der
Längsrichtung von bis zu 8.10 m erfolgt klassisch als punktgestützte Flachdecke.
Die Wechsel im 3.OG im Bauteil Hofgarten und im 2.OG im Bauteil Kö werden über eine
Transferdecke in Stahlverbundbauweise mit einer Konstruktionshöhe von 110 cm bzw. 90 cm
realisiert. Die Spannweite der Abfangdecke beträgt 16.20 m und im Randbereich entwickelt es sich
bis zu 19 m.
Abbildung 2: Revit Modell : Vertikallastabtrag Dars tellung Bürogeschosse, Transferdecke
1.2 Tragwerksanforderung - Gebrauchszustand.
Als Hauptanforderung an die Tragwerksplanung galt es die Begrenzung der Deckenrand-
Durchbiegung auf die Vorgaben der Fassadenplanung zu begrenzen und eine Prognose des
Verformungszuwachses über die Zeit zu erstellen.
Die Vorgaben der Fassadenfugenausbildung betrug einen max. Zuwachs von 8 mm bei einer
Deckenrandspannweite von ~ 19 m.
Um dieser Forderung einzuhalten wurden die Deckenrandbereiche auf 80 cm verdickt und
vorgespannt. Zusätzlich wurde die Fassadenunterkonstruktion mit einer justierbaren Vorrichtung
konstruiert um die Verformungszuwächse durch Nachjustierung der Fassadenkonstruktion zu
kompensieren.
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Abbildung 3: REVIT Modell Fassadenstützen auf dem Tunneldeckel
Abbildung 4: Deckenvorspannung mit TENDON / SOFIPLUS
Die Berechnung Zustand II wird mit CSM und ASE durchgeführt.
1 +PROG CSM
2 $ Dat : C:\...\eg sofi 2012 VT\Decke über EG_VT_a.dat (#005) 27.03.2012
3 $ Job : NAG-LT:000807 18:39
4 KOPF KRIECHEN
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5 STEU PROB NONL W2 1500 -15 1.1 $ ITER TOL FMAX über CSM : STEU Prob NONL W2 W3 W4
6 STEU NMAT JA
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8 STEU ASE TEXT 'STEU WARN 353,350,354'
9 BA NR TYP T RH TEMP NKRI BEZ
10 1 P - - - - 'Aktivierung der Vorspannung'
11 10 G - - - 1 'Aktivierung der Decke' $ Ausschalung
12 15 C 90 50 20 1 'Kr. bis begin Fas.Mont.' $ 3 Monate Pause nur Deckengewicht
13 25 G_2 - - - 1 'Innenausbau aktiviert' $ nach 190 T Estrich aktiviert
14 35 C 100 50 20 1 'Kri_bis Nutzungsbegin' $ 100 Tage
15 65 G_2 - - - 1 'Nutzungsbegin:Q_Last' $ Verkehrslast+waren
16 75 C 30000 50 20 1 'Kri_bis T = unendlich' $ Langzeitverf.
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18 $ Definition der Bauteilaktivierung:
19 GRUP NR IBA1 WBIS GFIX ORTG PHIF T0 BEZ
20 - 1 - - - 1.0 14 'Ausschalung'
21 $ - ohne Gruppen-NR-Eingabe = alle Gruppen
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23 LF NR IBA1 FAKT $ Eingabe zusatzlastfälle, Eig. Gew wird durch FAKG simuliert !
24 2 25 1.0 $ Estrich+Aufbau 3 KN/m²
25 3 25 1.0 $ Fassadenlast 6 KN/M
26 4 65 1.0 $ Waren+Verkehrslast Quasiständig =5.0*0.6 =3 KN/m²
27 $ Dann die datei $(NAME)_csm.dat laufen lassen
28 $ Wird hier automatisch über +apply erledigt
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30 PHIP - GRP - PHI 2.22 EPS -6E-4 $ definierte Endschwindzahl
31 ENDE
Bauabschnitte
BA TYP Dauer RH Temp Takt_1 TAKT_2 Bezeichung
d % °C m m
1 P Aktivierung der Vorspannung
10 G_1 Aktivierung der Decke
15 C 90 50 20 Kr. bis begin Fas.Mont.
25 G_2 Innenausbau aktiviert
35 C 100 50 20 Kri_bis Nutzungsbegin
65 G_2 Nutzungsbegin:Q_Last
75 C 30000 50 20 Kri_bis T = unendlich
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1.3 Tragwerksanforderung – Standsicherheit Brandfall.
Die Fassadenstützen sind auf dem Tunneldeckel abgesetzt und die Standsicherheit unter dem
Lastfall RABT-Kurve wird mit ASE nach dem exakten Verfahren nachgewiesen.
Abbildung 5: System und Sofistik FE Modell
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Abbildung 6: temp. Verlauf über die Zeit in Höhe der unteren Bew. Lage
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Abbildung 7: temp. Verlauf in Quadelementen (HYDRA-T Ergebnis)
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Abbildung 8: Eingabe temp. Verlauf in Quadelementen
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Abbildung 9: Verformung infolge RABT temp. Kurve
Abbildung 20: Stahlspannung Heißbemessung
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2 BETEILIGTE
Bauherr : die developer Projektentwicklung GmbH, Düsseldorf.
Architect : Daniel Libeskind. Studio Daniel Libeskind, New York
Tragwerksplanung : NAi Nagaraj Ingenieure – Gründung, Hochbau, Heißbemessung Tunnelbau
KKK Ingenieur Gesellschaft – Untergeschosse, Tunnelbauwerk
3 LITERATUR
[1] Schneider / Horvath.; Brandschutz-Praxis in Tunnelbauten
[2] Schulze, E.; FE in Forschung und Praxis. SOFiSTiK Verlag, Oberschleißheim, 2012