Stahlbau

Stilvolles Dachtragwerk über der Tiefgarage im Cocoon Center

Text: Bearbeitet von Architekt Filippo Broggini BlueOffice-Architektur, Bellinzona
Rita Mignami, Corrado Mignami Metalcostruzioni, Peccia
Bilder: Architekt Félix Stämpfli, Architekt Filippo Broggini Mignami Corrado Metalcostruzioni, Peccia.

Dieses Immobilienprojekt, entstanden aus der Zusammenarbeit zwischen der CP Immo Gruppe, dem Projektentwickler, und dem renommierten Architekturbüro ass architectes associés SA aus Lignon-Genf, hat zum Ziel, einen Raum zu schaffen, in dem Ästhetik, Funktionalität und Nachhaltigkeit harmonisch ineinandergreifen. Der Komplex besteht aus vier modernen Gebäuden mit freiem Blick auf die umliegende Natur und liegt verkehrsgünstig im Westen von Lausanne.
Das Gelände verfügt über 380 Tiefgaragenplätze. Die Tiefgarage bietet einen Zugang, der Besuchende in das Zentrum eines grosszügigen, von Grünflächen umgebenen öffentlichen Platzes führt, der sich harmonisch in den gesamten Komplex einfügt. Hier wurde zum Schutz des Fussgängereingangs ein markantes, vollständig aus Metall gefertigtes Dachtragwerk installiert.
Der Entwurf für dieses Dachtragwerk entstand in Zusammenarbeit zwischen Genf und Bellinzona, während die Fertigung dank der hervorragenden Zusammenarbeit zwischen ass architectes associés SA und BlueOffice Architecture sowie dem Bauunternehmen Mignami Corrado di Peccia im Tessin erfolgte.

Vorwort von Architekt Broggini

Ziel des Dachprojekts für die Tiefgarage des Cocoon Centers war die Schaffung eines statischen Systems, dessen Form sich aus dem Verlauf der Kraftflüsse ableitet. Die Hauptträger bilden den Verlauf der Kraftflüsse vom äusseren Dachrand zum Stahlbetonkern ab. Da das zentrale Element den Zugang zur grossen Tiefgarage ermöglicht, wurden die Ecken des Betonvierecks genutzt, sodass das Dachtragwerk ausschliesslich auf vier horizontalen Auflagekonsolen ruht. Die Grösse dieser Elemente wurde anhand der maximal zulässigen Druckspannungen für die Stahlbetonkonstruktion bestimmt.

 

Teilung mit speziellen Verbindungselementen

Das Dachtragwerk wurde in einfach zu montierende Elemente unterteilt. Deren Verbindung wird durch ein System durchlaufender Flächen mit vollständig verdeckten Muttern und Schrauben gewährleistet. Während für die Schrauben Standard-Senkkopfschrauben zur Anwendung kamen, wurde für die Muttern eine spezielle Senkkopf-Lösung entwickelt. Die Konstruktion wurden mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) dimensioniert und überprüft. Das Ergebnis dieser Verbindungsart ist eine relativ schlanke Konstruktion, bei der die Kraftverteilung einen ästhetischen Wert besitzt und die Ansicht des Innenraums, des für die Nutzer wichtigsten Bereichs, optimiert. Um die Transportabmessungen zu minimieren, wurde die Konstruktion für den Transport von Peccia (TI) – dem Sitz des Metallbauunternehmens Mignami Corrado – nach Bussigny (VD) in folgende Segmente unterteilt: (siehe Systemskizze 1):
G (gelb), Diagonalelement
B1, B2 (blau), Halbdiagonalelemente
R1, R2, R3, R4 (rot), Randelemente.
Zusätzlich zu diesen Elementen gibt es die Kastenrinne und die abnehmbaren Bleche des Elements G (gelb gestrichelt hervorgehoben), die separat transportiert und nach der Montage der Rinne verschweisst wurden.

Die Konstruktion

Jedes Auflager besteht aus einer horizontalen, viereckigen Fussplatte, an deren Diagonale ein vertikales Element angeschweisst ist. Die Hauptdiagonalträger sind an dieser Auflagerkonsole angeschweisst. Aus planimetrischer Sicht wird die Zeichnung der Haupt- und Nebenträger wie folgt entwickelt (siehe Systemskizze 2): Ausgehend von einem zentralen Viereck mit den Eckpunkten A, B, C und D sowie einem Quadrat mit einer Seitenlänge von 9,0 m und den Eckpunkten 1, 2, 3 und 4 ergeben sich die folgenden zwei geschlossenen Rhomboide: Typ 1 = rot / Typ 2 = blau.
Durch die Ausbildung der beiden geschlossenen Rhomboid-Verläufe wird eine optimale Kraftverteilung sowie eine geringere freie Knicklänge der Träger erreicht.
Die Nebenträger verlaufen parallel zu diesen Kreisen und schneiden die Hauptträger hauptsächlich entlang der Diagonalen sowie in zwei Fällen entlang der Scheindiagonalen.
Die Primär- und Sekundärträger bestehen aus massiven Stahlblechen unterschiedlicher Stärken und Höhen (Primärträger = 40 mm stark / Sekundärträger = 20 mm stark). Sie sind nicht nur untereinander, sondern auch mit der oberen Dachschalung verschweisst. Aus statischer Sicht wurde die mittragende Wirkung dieser Bleche statisch nicht berücksichtigt, obwohl ihre Wirkung dem gesamten Tragwerk zugutekommt.
Die Regenwasserableitung wird durch ein zum zentralen Viereck gerichtetes Gefälle und ein bereits integriertes Rinnensystem gewährleistet. 

 

 

Transport und Montage

Die Topografie des Lavizzara-Tals sowie die Zufahrtsstrasse vom Werk in Peccia nach Locarno begrenzen aufgrund zweier enger Kehren die maximal transportierbare Bauteillänge auf 10 m. Deshalb entschieden sich die Konstrukteure für eine Segmentierung (siehe Systemskizze 3). Die sieben Elemente mit einem Gesamtgewicht von rund elf Tonnen wurden am Montageort, aufgrund einer Montageschablone, die den Abmessungen des Betonelements entspricht, zusammengefügt und verschraubt. Danach wurde das ganze Dachtragwerk mit einem Kran angehoben, in seine Endposition auf dem Stahlbetonkern gebracht und befestigt.
Anschliessend wurde die Entwässerungsrinne (einfach gelagert) eingesetzt, während die letzten vier Platten des Elements G angefügt und an die Hauptträger geschweisst wurden.
Danach folgte die Dachabdichtung mit Kunstharzen. Dies gewährleistet eine optimale, kontrollierte Ableitung des Meteorwassers.
Die Konstruktion ist das Ergebnis einer gelungenen Zusammenarbeit von Architekten, Ingenieuren und Handwerkern. Sie verkörpert ein hervorragendes Beispiel für «statische Systemästhetik». Besucher können das Zusammenspiel von Licht und Schatten innerhalb der vertikalen und horizontalen Elemente beobachten.

Reflexionen von Mignami Corrado Metalcostruzioni

Ein aussergewöhnliches Projekt, ein wahres Abenteuer!
«Eingebettet in die Berge des Lavizzara-Tals liegt unser kleines Metallbauunternehmen – fernab der grossen Zentren, in einer abgelegenen Region, in der vieles zwar anspruchsvoller, zugleich aber umso authentischer ist. Die Realisierung dieses Projekts war zweifellos eine Herausforderung für uns alle. Wir sind jedoch überzeugt, dass jede Herausforderung auch eine Chance bietet, zu zeigen, dass selbst in einem kleinen Unternehmen wie dem unseren, Grosses entstehen kann. Mit Entschlossenheit und Leidenschaft haben wir dieses aussergewöhnliche Bauwerk – eine Konstruktion, wie sie für einen Betrieb unserer Grösse nur selten vorkommt – erfolgreich realisiert. Dieses Projekt stellte nicht nur unser technisches Können, sondern auch unseren Teamgeist und unseren Willen, jedes Hindernis zu überwinden, auf die Probe. Jedes Detail dieser Dachkonstruktion wurde mit grösster Sorgfalt ausgeführt, jedes Bauteil mit handwerklicher Präzision gefertigt – eine Qualität, die wir heute mehr denn je als unser Markenzeichen verstehen. Das Projekt erforderte über 1400 Arbeitsstunden in der Werkstatt sowie zahlreiche konstruktive Anpassungen aufgrund seines aussergewöhnlichen Entwurfs. Seine markante Form mit den komplexen Neigungswinkeln infolge der besonderen Geometrie verlangte höchste Präzision. Die vollständig von Hand ausgeführte Montage direkt auf der Baustelle ermöglichte es uns, Tag für Tag die charakteristischen Linien entstehen zu lassen, welche diesem Bauwerk seine unverwechselbare Form verleihen. Das Ergebnis wird uns noch lange in Erinnerung bleiben. Ein Bauwerk, das ausserhalb unseres Kantons realisiert werden konnte, bedeutet für uns eine erfolgreich gemeisterte Herausforderung, eine wichtige Referenz und vor allem einen Beweis für den Wert unserer Arbeit. Unser besonderer Dank gilt unserem Team und allen, die an diesem Projekt mitgewirkt haben», so Rita Mignami von Mignami Corrado Metalcostruzioni, Peccia. ■