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Technische Erläuterung der Statik

Das Dachtragwerk der Allianz Arena
20.11.2003
Der erste Hauptstahlträger für das Dachtragwerk der Allianz Arena ist inzwischen montiert. Für diese aufwendige Konstruktion bedarf es einer genauen statischen Planung. Das Münchner Ingenieurbüro Sailer Stepan und Partner GmbH erläutert im Folgenden Grundprinzipien dieses Tragwerks anhand von Rechenmodellen.

Dem Wunsch des Architekten entsprechend wird vom eigentlichen Dachtragwerk im Endzustand nicht viel zu sehen sein. Vielmehr werden die mit Luft gefüllten Membrankissen die Wand- und Dachfassade als eine Einheit erscheinen lassen, die über dem Stadionrund zu schweben scheint. Getragen wird die Kissenfassade jedoch von einem imposanten Dachtragwerk, das in hochwertigem Baustahl S355 ausgeführt wird.

Die Dachlasten werden durch 48 Hauptkragträger (im Bild 1 der Fotogalerie dunkel dargestellt) nach außen zum Stadionrand getragen und dort über so genannte Dreiböcke in die Stützen des Stahlbetonbaus eingeleitet. Weiterhin ist zu sehen, dass die radial angeordneten Hauptträger mit einemrautenförmigen Netz, dem so genannten Sprossenwerk überspannt sind. Zwischen diesen Sprossen werden letztendlich die Membrane für die Kissenstruktur gespannt und mittels Druckluft in die endgültige Form gebracht. Vereinfachend gesagt werden die Membrankissen aufgeblasen.

Die Hauptkragträger und die aussteifenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Bauteile werden folgerichtig als Primärdachtragwerk (Bild 3), das Sprossenwerk als Sekundärdachtragwerk (Bild 2) bezeichnet. Für die Tragwerksplanung des Primärdachtragwerks, dessen Montage bereits auf Hochtouren läuft, ist das Münchner Ingenieurbüro Sailer Stepan und Partner GmbH verantwortlich. Bezogen auf das gesamte Stadionrund werden für das Primärdachtragwerk ca. 5300 t Stahl S355 und für das Sekundärdachtragwerk ca. 1800 t Stahl S355 verbaut werden.

Momentan sind in 2 Bauabschnitten bereits die Lagerböcke für die Primärdachkonstruktion gestellt (Bild 4). Dieser Zwischenbauzustand war für Oktober 2003 charakteristisch und von der Autobahn A9 aus gut zu erkennen. Am 20.11.03 wurden die auskragenden Trägerabschnitte mittels eines Schwerlastkrans eingehoben. Der erste Abschnitt (in Bild 5 dargestellt) hat dabei eine Kraglänge von ca. 60 m und ein Gewicht von ca. 95 t. Nachdem der erste Doppelträger samt Aussteifungselementen eingehoben und an den Auflagerböcken befestigt ist, können sukzessive die weiteren Träger des Bauabschnitts eingehoben und an den bereits stabilisierten Doppelträger angehängt werden.

Sobald ein Bauabschnitt der Primärdachkonstruktion bestehend aus 4 Hauptkragträgern fertig gestellt ist, kann mit der Montage der Sekundärdachkonstruktion begonnen werden. Da das Sekundärdach einen geschlossenen Ring darstellt (vereinfacht ist das Sekundärdach in der Draufsicht eine Scheibe mit ovalem Loch!), müssen die Zwischenbau-
zustände der Sekundärdachkonstruktion im Montagezustand durch Abspannungen stabilisiert werden. Im Gegensatz dazu ergibt sich aus dem oben Gesagten, das jeder Bauabschnitt des Primärdaches für sich selbst standsicher ist.

Zum Abschluss dieser kleinen Einführung hier eine Aufstellung der wichtigsten Kennwerte der Dachkonstruktion:

- Stahltonnage Primärdachkonstruktion: 5300 t Stahl S355

- Stahltonnage Sekundärdachkonstruktion: 1800 t Stahl S355

- Größte Auflagerdruckkraft unter Eigengewicht und voller Schneelast am inneren Auflager: 5000 kN (~500 t)
- Größte Auflagerzugkraft am äußeren Auflager: 3300 kN (~330 t)

- Durchbiegung der Kragspitze unter voller Schneelast und Wind: 55 cm

Die dargestellten 3-D-Modelle in der folgenden Bildergalerie entstammen der vorliegenden statischen Berechnung.


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