Architektur und Entwurf
Der Opportunity Pavilion wurde von AGi Architects entworfen. Ziel war es, ein offenes und inspirierendes Umfeld zu schaffen, das die Zielsetzung der Expo 2020 widerspiegelt – insbesondere die Förderung des Zugangs zu grundlegenden Ressourcen im Sinne der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung.
Das Stahltragwerk, das in 32 m Höhe "schwebt", symbolisiert Wolken als Metapher für menschliche Träume. Die Überdachung besteht aus sechs überlappenden Lagen aus Stahl, deren Erscheinung sich je nach Tageslicht verändert. Das Gelände ist in zwei Ebenen aufgeteilt, wobei die Überdachung den Geländesprung überbrückt.
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Konstruktive Herausforderungen
Die architektonischen Vorgaben stellten höchste Anforderungen an die Tragwerksplanung. Mehrere Fachwerkträger-Ebenen sind räumlich miteinander verwoben und spannen mit Auskragungen von über 40 m. Die gesamte Lastabtragung erfolgt über nur wenige Stützen.
Die Bauzeit war extrem knapp: Für Entwurf, Beschaffung, Koordination, Fertigung und Montage standen insgesamt nur vier Monate zur Verfügung – davon lediglich ein Monat für die statisch-konstruktive Durcharbeitung einschließlich des Nachweises von mehr als 1.600 individuellen Knotenpunkten. Teilweise treffen bis zu 18 Stäbe unter verschiedenen Winkeln in einem einzigen Knoten zusammen. Jeder Knoten erforderte eine Bemessung und Optimierung im Hinblick auf Materialeffizienz und Tragfähigkeit. Da das Tragwerk temporär war und wieder demontiert wurde, wurde besonderes Augenmerk auf eine materialsparende Ausführung mit schlanken Querschnitten gelegt.
\[\textsf{\textit{\footnotesize{Beispiel für eine komplexe Verbindung, die aus 17 Elementen besteht}}}\]
Lösungsansatz und Ergebnisse
Das Tragsystem wurde zunächst in Tekla modelliert. Alle Stäbe wurden als kreisförmige Hohlprofile (CHS) ausgeführt. Um sichtbare Verbindungsmittel zu vermeiden, wurden ausschließlich geschweißte Knoten vorgesehen. Aufgrund der geringen Wanddicken war eine genaue Spannungsanalyse notwendig.
Zur Bemessung der Knotenpunkte kam IDEA StatiCa Connection zum Einsatz. Damit konnten die Eversendai-Ingenieure die Knoten im Hinblick auf Tragverhalten, Spannungsverteilung und Materialeinsatz optimieren – auch bei gleichzeitigem Nachweis vieler Lastkombinationen.
Die Software ermöglichte unter anderem geometrisch-nichtlineare Analysen (GMNA) zur Beurteilung lokaler Verformungen der Hohlprofile. Diese können bei punktueller Belastung und sehr schlanken Wandstärken zu Stabilitätsproblemen führen.
Typische Versteifungen wie Ringsteifen, Innenrippen oder Knotenbleche waren in diesem Projekt nicht umsetzbar. Um den Fertigungsaufwand möglichst gering zu halten, wurde auf solche Maßnahmen weitgehend verzichtet.
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In enger Abstimmung mit der Fertigung wurde darauf hingearbeitet, die Montage zu beschleunigen: Statt üblicher 3 m-Stücke wurden bereits im Werk vormontierte Baugruppen von bis zu 5,5 m Länge zur Baustelle geliefert, was die Montagezeit erheblich verkürzte.
Aufgrund der komplexen Geometrie mussten wir jeden Knoten einzeln bemessen – mit bis zu 18 Rohren, die sich in einem Punkt treffen. Ohne IDEA StatiCa hätten wir den engen Zeitplan von einem Monat nicht einhalten können.
Vijayabharathi Renganathan
Structural Engineer – Eversendai Engineering
Vereinigte Arabische Emirate
Über Eversendai Engineering
Mit Standorten in Indien, den VAE und Katar bietet Eversendai umfassende Planungsleistungen von der Konzeptphase bis zur Ausführungsstatik. Dank der engen Zusammenarbeit mit der Bauausführung werden Planungsfehler und Nachträge minimiert. Die Umsetzung des Opportunity Pavilion in nur vier Monaten unterstreicht die hohe Kompetenz aus über 40 Jahren Erfahrung.
Fazit
Der Opportunity Pavilion ist ein gelungenes Beispiel dafür, wie gestalterisch anspruchsvolle Architektur und konstruktive Effizienz miteinander in Einklang gebracht werden können. Die Kombination aus intelligenter Software, enger Planungspartnerschaft und hohem Fertigungs-Know-how ermöglichte die fristgerechte Umsetzung unter herausfordernden Bedingungen.
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