© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. Bautechnik 91 (2014), Heft 3 211

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Christian Böttcher, Jan Hübener, Alexander Mai

Süderweiterung NürnbergMesse – Entwurf Halle 3A

1 Einleitung

Das 1973 in Betrieb genommene Nürnberger Messege -lände umfasst heute 15 Messehallen mit ca. 160 000 m2

Bruttoausstellungsfläche sowie ca. 50 000 m2 Bruttoaus-stellungsfläche im Freigelände. Dank eines solidenWachstums und einer starken Nachfrage hochwertigerHallenflächen wird das Messegelände nach der erfolg -reichen Aufwertung des Bereichs Mitte nun mit dem13 000 m2 Bruttogeschossfläche (BGF) umfassenden ers-ten Bauabschnitt der Halle 3A in Richtung Süden er -weitert.

Die bautechnische Komplexität, die Budgetvorgaben unddas für die Planung und Realisierung der Ausnahmearchi-tektur zur Verfügung stehende enge Zeitfenster bis zur inder neuen Halle stattfindenden Spielwarenmesse 2014 er-forderten schon während der vorangegangenen Studieeine interdisziplinäre und konsequent am räumlichen Ge-samtsystem durchgeführte Bearbeitung, die in einem früh

gebildeten Generalplanerteam erfolgte. Nachfolgend sollaus verschiedenen Blickwinkeln zunächst über den Ent-wurf der Halle 3A berichtet werden.

2 Architektur

2.1 Vorgeschichte

Nürnberg blickt auf eine viele Jahrhunderte alte Ge-schichte als Handelsplatz zurück. Die Messe befand sichzunächst in der Nürnberger Innenstadt. Das dortige Ge-lände wurde jedoch schon in den 1960er-Jahren zu klein.Nach längerer Suche entschied man sich schließlich füreinen Neubau auf einem Gelände im südöstlichen Stadt-teil Langwasser. Hier wurde ein komplett neues Messege-lände geplant und 1973 zur Spielwarenmesse eröffnet.Dem damaligen Zeitgeist entsprechend, war die gesamteAnlage auf einem hexagonalen Raster aufgebaut, alleMessehallen waren als Sechsecke ausgebildet.

DOI: 10.1002 / bate.201400002

Das Nürnberger Messegelände wird nach Süden erweitert.Insbesondere Besucher und Aussteller der weltbekanntenSpielwarenmesse werden ab 2014 in den Genuss der von ZahaHadid Architects entworfenen neuen Halle 3A kommen. DerWunsch einer bezahlbaren und im vorgesehenen engen Zeit-fenster realisierbaren Ausnahmearchitektur erforderte ange-sichts der bautechnischen Komplexität bereits während der Ar-chitekturstudie im Jahr 2010 eine interdisziplinäre und amräumlichen Gesamtsystem durchgeführte Bearbeitung.Für die Tragwerksplanung galt es, zahlreiche Herausforderun-gen zu meistern, primär bei Entwicklung und Nachweis derprägenden Stahlbau-Dachkonstruktion mit Spannweiten vonüber 75 m. Dabei waren die Bauzustände bereits zu berück-sichtigen. Ähnlich anspruchsvoll gestaltete sich wegen hoherSichtbetonanforderungen bei zugleich komplexen Geometriender Massivbau des ca. 105 m langen und fugenlosen Hallenrie-gels sowie der Verbindung zur bestehenden Halle 4A. Grund-bautechnisch ergaben sich durch die gemischte Gründung ausGroßbohrpfählen im Hallenbereich und Flachgründung des Hal-lenriegels, die schadensfreie Herstellung der Baugrube direktneben einem großen Abwassersammler sowie dessen an-schließende Überbauung zahlreiche Besonderheiten.

Keywords Tragwerksplanung; Baugrube; Pfahlgründung; Massivbau;Stahlbau; Formfindung; Überhöhung; BIM; Nachhaltigkeit

South extension of Nuremberg fairground – Design of Hall 3AThe Nuremberg fairground will be extended southwards. From2014 on, visitors and exhibitors of the world-famous Toy Fairwill be able to enjoy the new Hall 3A designed by Zaha HadidArchitects. Already during the initial architecture study of 2010,the need for an exceptional architecture was determined, withthe prerequisite to be affordable and feasible in the providedtight time window. Due to this and the technical complexity, therequirement of an interdisciplinary and fully 3D-based ap-proach was given.For structural engineering numerous challenges did exist, pri-mary within development and analysis of the architecturally ex-posed steel structure of the roof with spans of more than 75 m.Already during the early structural design phases, the con-struction sequence had to be taken into account. Additionally,the solid construction works of the approximately 105 m long,joint-less edge wing as well as for the connection to the exist-ing Hall 4A got ambitious due to architecturally exposed con-crete along with complex geometries. The mixed foundationwith large bore piles in the hall area in combination with a slabfoundation for the edge wing, the needs for a large building pitadjacent to a main municipal sewer and its subsequent super-structure led to geotechnical engineering challenges as well.

Keywords structural engineering; excavation pit; pile foundation; concreteconstruction; steel construction; form finding; presetting; BIM; sustainability

Sonderdruck

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K. Fischer, U. Sieb, C. Böttcher, J. Hübener, A. Mai: Süderweiterung NürnbergMesse – Entwurf Halle 3A

Erst ab Ende der 1990er-Jahre erfolgte mit Neubautenentlang der Großen Straße eine Abkehr von der altenSechseckstruktur. Hier entstanden u. a. zwei weitere Mes-sehallen sowie ein Kongress- und Eingangsgebäude.

2.2 Süderweiterung

Aufgrund des weiter wachsenden Bedarfs beauftragte dieNürnbergMesse Zaha Hadid Architects im Jahr 2010 miteiner Studie zur Süderweiterung, die zugleich Ergänzungund südlicher Abschluss des Messegeländes sein soll. Zielwar wiederum die Schaffung neuer Ausstellungsflächenin zwei Messehallen sowie eines neuen dritten Eingangs,um eine größtmögliche Parallelität unterschiedlicher Aus-stellungen und Auf- und Abbauphasen zu erreichen.

Die Studie musste sich mit den beiden oben beschriebe-nen, sehr unterschiedlichen Strukturen des Messegelän-des auseinandersetzen: Im Westen die ursprüngliche he-xagonale Anlage, die zwar charakteristisch für die Nürn-bergMesse ist, sich jedoch in der Nutzung als nachteiligerwiesen hat, sowie entlang der Großen Straße im Ostendie orthogonal organisierten neueren Erweiterungsbau-ten.

Es ist davon auszugehen, dass langfristig die hexagonalenStrukturen durch orthogonale ersetzt werden. Gleich-wohl werden noch auf lange Zeit die aus der Sechseck -struktur resultierenden Diagonalen das Messegeländeprägen.

Das Konzept für die Süderweiterung sieht daher mehrereEinzelschritte vor:

Durch Rückbau bzw. Ergänzung einiger Bestandsbautenentsteht eine gerade südliche Kante des Bestandes. Daranschließt eine 40 m breite Ladestraße an, die von Ostenund Westen her erschlossen wird. Entlang dieser Lade-straße – und damit die Nordfassade der neuen Baukörperbildend – verläuft als Rückgrat ein linearer massiver Rie-gel mit drei Obergeschossen, der alle dienenden Funktio-nen aufnimmt. Von diesem etwa 400 m langen Rückgrataus entwickeln sich die Hallen und das Konferenzzen-trum unterschiedlich in Richtung des südlich gelegenenVorplatzes: Die neuen Hallen beziehen sich in ihrerHöhe an der Nordseite auf die nördlich angrenzende be-stehende Halle 4a. Zum südlich gelegenen neuen Vor-platz hin fällt das Dach leicht ab. Während die Nordfassa-de eher geschlossen ist, öffnet sich die Halle nach Südenund Osten mit einer transparenten Glashaut.

2.3 Halle 3A

Als erster Bauabschnitt der Süderweiterung wird ein ca.105  m langer Teil der östlichen Halle 3A verwirklicht.Diese gliedert sich in zwei Zonen, Halle und Riegel.

Der als Stahlbetonskelett ausgeführte Riegel im Nordenenthält alle dienenden Funktionen: Im Untergeschossverläuft die Versorgungstrasse mit angelagerten Technik-räumen. Im überhohen Erdgeschoss reduziert sich der

Bild 1 Lageplan MessehallenSite plan fair halls

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Baukörper auf zwei Sichtbetonkerne mit Treppen,Schächten und Aufzügen, dazwischen dienen großforma-tige Tore der Anlieferung. Im 1. OG (+6,00 m) befindensich Mietbüros und Besprechungsräume, WC-Anlagensowie eine Cafeteria, die aus der Halle über eine offeneTreppe erreicht werden können. Darüber liegen im 2. OG(+9,70 m) die Technikräume. Auf dem Dach befinden sichdie nördlichen Auflager des Hallentragwerks. Der Riegelbegrenzt mit seiner sich über die gesamte Länge der Halleerstreckenden, 14,60  m hohen Sichtbetonfassade denHalleninnenraum nach Norden.

Grundlage des Dachtragwerks sind Dreigurtbinder inKompaktstahlbauweise. Etwa in den Drittelspunkten derSpannweite verschwenken die Untergurte um ein Feld,wodurch sich eine kontinuierliche, seriell erweiterbare„Dachträger-Landschaft“ ergibt. Die Geometrie des Trag-werks spiegelt damit die im Messegelände vorgefundenenunterschiedlichen Strukturen von pragmatischer Lineari-tät einerseits und expressiver Diagonalität andererseitswider. Die im Raster von 5 m angeordneten Vertikalstäbesind wie die Ober- und Untergurte aus Flachstahl kon-struiert und haben eine lamellenartige Form. In den Fel-dern zwischen den Vertikalen wird deren Form von Alu-miniumlamellen gleichen Querschnitts aufgenommen.Dies bewirkt eine halboffene modulierte Dachuntersicht,die je nach Blickwinkel geschlossen-skulptural oder fili-gran-transparent wirkt.

Das Dachtragwerk überspannt über ca. 75,75 m frei dieHalle bis zu den schwertartigen Stützen der Südfassade.Diesen außen vorgestellt ist eine Reihe von baumartigenStützen, welche das Prinzip des Dachtragwerks in dieVertikale transportieren, das Vordach tragen und der Ver-schattung der transparenten Südfassade dienen. DieBaumstützen prägen damit die Ansicht von Süden undverleihen ihr Tiefe und Durchlässigkeit. Im Kontrast dazusteht die Ostfassade, welche als glatte Glashaut die Fassa-dentypologie der angrenzenden Bestandsbauten auf-nimmt. Beide Fassaden sind als Pfosten-Riegelfassadeausgebildet und nehmen das 5  m-Raster des Dachtrag-

werks auf. Nach Westen hin wird der Hallenraum zu-nächst von einer temporären Blechfassade begrenzt, wel-che beim Weiterbau leicht demontiert und wiederverwer-tet werden kann.

3 Tragwerk

3.1 Allgemeines

Das Tragwerkskonzept wurde bereits im Rahmen der Ar-chitekturstudie Hand in Hand mit dem Gestaltungskon-zept unter Verwendung eines 3D-Gesamtmodells ent -wickelt. Grundlage für die dynamisch anmutende und zugleich sehr wirtschaftliche Tragkonstruktion des weit-gespannten Hallendachs ist die Einfachheit eines 4° ge-neigten Pultdachs mit im Abstand von 10 m parallel ange-ordneten Einfeld-Dreigurtbindern und beanspruchungs-gerecht kombinierter Fachwerk-Vierendeel-Tragwirkung.In Verbindung mit den sich zwischen den einzelnen Bin-dern verschwenkenden Untergurten, einer lamellenarti-gen Seiten- und Untersicht und einem konsequenten De-tailgestaltungskonzept auf Basis kompakter Voll- bzw.Blechquerschnitte entsteht ein einmaliger Raumeindruck.Dieser findet seine Fortsetzung in dem 105 m langen, fu-genlosen Sichtbeton-Riegelbauwerk, dessen stark geneig-te Wandflächen, geschwungene Brüstungen, trogförmigeTreppen, schlanke Stützen und abgerundete Kerne die dy-namische Formensprache des Dachs aufnehmen.

Die so bereits früh gefundene Konstruktion und Geome-trie war nach Beauftragung des Generalplanerteams imDezember 2011 gemäß den noch gemeinsam mit demBauherrn zu entwickelnden Anforderungen und unterdem Maßstab der Nachhaltigkeit gemäß geplanterDGNB-Zertifizierung zu verfeinern.

Dabei waren viele verschiedene Nutzungsszenarien unddie für später geplante Hallenerweiterung nach Westenzu beachten. Auf der Grundlage des 3D-Gesamtmodellskonnte die Geometrie- und Querschnittsfindung trotz-

Bild 2 InnenperspektiveInterior perspective

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Bild 3 Außenperspektive von SüdostenOutdoor perspective from south east

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dem schnell und effektiv unter wirtschaftlichen Belangenvorangetrieben werden. Wie bei anderen im Ingenieurbü-ro Dr. Binnewies bereits bearbeiteten Projekten [1, 2, 3]bedingte das komplexe räumliche Tragverhalten desDachs eine präzise Modellierung der einzelnen Stabquer-schnitte und der tatsächlichen Exzentrizitäten, um dasglobale und lokale Trag- und Verformungsverhalten zu-treffend abbilden und untersuchen zu können. Es zeigtesich hierbei erneut, wie frühzeitig Stabwerksberechnungund Anschlussdetailausbildung geeignet aufeinander ab-gestimmt sein müssen. Schließlich entwickelte sich einGroßteil der Querschnitte aus den Anschlussdetails. EinVorteil dieser Vorgehensweise besteht in der einfachenMöglichkeit eines stetigen genauen Geometrieabgleichszwischen dem statischen Modell in Infograph und demarchitektonischen Modell in Rhino.

Da weiterhin die gesamte globale Aussteifung ohneWandverbände und damit im Wesentlichen nur durchzwei aussteifende Betonkerne des Riegelbauwerks sowiedurch eingespannte und rahmenartig verbundene Stützender Süd- und Ostfassade sichergestellt wird, ist die tragen-de Stahlkonstruktion im Bereich der Fassaden integralerBestandteil des Gesamttragwerks.

3.2 Dach

Das Haupttragwerk des Dachs stellen die ca. 75,75  mweit spannenden und 5  m breiten Dreigurtbinder dar.Diese lagern im Süden auf den sog. Haupttragstützen undim Norden auf dem Riegelbauwerk jeweils gelenkig imBereich der Untergurte auf. Die zur Verfügung stehendeKonstruktionshöhe beträgt brutto 3,60 m.

Ein wichtiges Merkmal der Dachkonstruktion sind die imAbstand von 50 cm jeweils an beiden Seiten des dreiecks-förmigen Binderquerschnitts angeordneten Lamellen.Aus gestalterischer Sicht ideal wäre ein vollständiger Ver-zicht auf jegliche Fachwerkdiagonalen durch vierendeel-artig tragende Ausbildung jeder einzelnen Lamelle inStahl gewesen. Angesichts der zu beherrschenden Kräfteund des hohen Eigengewichts war dies jedoch nicht zurealisieren. Daher ist im Feldbereich diskret im Abstandvon ca. 5  m jeweils ein Lamellenpaar tragend in Stahlausgebildet, während die dazwischenliegenden Lamellennichttragend und als Aluminiumhohlprofil ausgeführtsind. In Bereichen hinreichend geringer Querkräfte konn-

te auf additive Zugdiagonalen zur Ausbildung eines räum-lichen Fachwerks verzichtet und ein reines Vierendeel-Tragverhalten nachgewiesen werden. Im Gegenzugwaren allerdings die ansonsten als mehrteiliger Rahmen-stab ausgebildeten Lamellenpaare durch Stegbleche wei-ter zu versteifen.

Die gestalterisch aus der Analogie zu einem Flächentrag-werk motivierte Kopplung der einzelnen Binder durchdie einachsig verschwenkenden Untergurte bewirkt addi-tiv einen sekundären zwei- und dreidimensionalen Last-abtrag. Jedoch werden dabei auch zu beherrschende Um-lenkkräfte in den gezogenen Untergurten geweckt. Durchdie um eine Binderbreite von 5 m verschwenkten Unter-gurte ergibt sich ein gleichartiger Versatz zwischen demRaster der Haupttragstützen in der Südfassade und denAuflagern auf dem Riegelbauwerk.

Die gemeinsame Geometrieentwicklung der verschwenk-ten Untergurte ist ein Beispiel für die gelungene interdis-ziplinäre Zusammenarbeit zwischen Architekten undTragwerksplanern. Ziel war es, ein angemessenes Verhält-nis zwischen der Verträglichkeit der Umlenkkräfte undder Vierendeel-Tragwirkung zu finden, welches letztend-lich bei ca. einem Drittel der Spannweite gefundenwurde.

Da auch hierbei noch Biege-Torsions-Beanspruchungenim Tragwerk auftreten, ist eine seitliche Stabilisierung dersich auslenkenden Untergurte durch die Pfosten desFachwerks bzw. des Viereendels unumgänglich. DieseAufgabe wäre beispielsweise mit in sich rahmenartig ge-schlossenen Dreigurtbinderquerschnitten ohne zusätzli-che Pfetten zu bewältigen gewesen. Das bevorzugte flä-chentragwerksartige Erscheinungsbild harmoniert jedochbesser mit oberhalb der Obergurte im Bereich der Trapez-bleche liegenden, biegesteif angeschlossenen Pfetten.Diese verlaufen orthogonal zu den im Abstand von 5 mparallel und gerade verlaufenden Obergurten der Binderebenfalls parallel zueinander im Abstand von 5  m. DieStützen im Bereich der Ost- und Westfassade nehmendieses Raster der Pfetten auf. Weitere Vorteile durch diegewählte Anordnung der Pfetten ergaben sich bei der Sta-bilisierung der Binderobergurte gegen Knicken und Kip-pen sowie in der Weiterleitung und gleichmäßigen Vertei-

Bild 4 TragwerksmodellStructural model

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Bild 5 Dachansicht in TrägerebeneRoof view in girder level

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lung der auf die östliche und westliche Traufseite einwir-kenden Windlasten. Weiterhin eine Herausforderung wardie Ableitung der Umlenkkräfte der gezogenen Untergur-te an den östlichen und westlichen Randbereichen.

Die Wahl der einzelnen Querschnitte des Dachtragwerkswar gleichrangig hohen gestalterischen Aspekten unter-worfen und nicht wie sonst im wesentlichen den stati-schen Anforderungen.

Primäres Konstruktionsprinzip für die überwiegendrechteckförmigen Querschnitte ist die Kompaktstahlbau-weise als geschickte Komposition mehrerer Bleche größe-rer Dicken. Da die äußeren Querschnittsabmessungenaus gestalterischen Gründen nicht beanspruchungsaffinabzustufen waren, wurde planmäßig über angepassteStahlfestigkeiten zwischen S460 und S235 sowie durchörtlichen Übergang auf die Ausbildung von Hohlquer-schnitten bei gleichen äußeren Abmessungen optimiert.

Angesichts der geringen Bauhöhe und der besonderenVerformungskinematik z. B. der Untergurte war es unver-meidlich, das Dachtragwerk analog der Vorgehensweisebei dem Projekt Zayed University Abu Dhabi [1, 2] plan-mäßig räumlich zu überhöhen und mithilfe von temporä-ren Unterstützungen zu errichten. Um Zwangsbeanspru-chungen aus den Dachverformungen auf die Fassade zuminimieren, konnte der planmäßige Anschluss der Dach-konstruktion an die Ost- und Westfassade erst nach Ab-lassen des Dachs von den Hilfsstützen erfolgen.

3.3 Hallenstützen und Fassaden

Der Verzicht auf Diagonalverbände im Bereich der hoch-wertigen und transparenten Süd- und Ostfassade sowieder besondere Gabelstaplerverkehr in der Messehalle er-forderte die Entwicklung ungewöhnlicher Tragwerkslö-sungen samt eines bedeutungsgerecht abgestuften An-prallkonzepts für die tragenden Stützen im Bereich derFassaden.

Die ebenfalls in Kompaktstahlbauweise ausgeführte verti-kale Tragkonstruktion an der Südseite der Halle gliedertsich in die im Abstand von 10 m angeordneten schwertar-tigen Haupttragstützen 140 × 520 mm, dazwischenliegen-de Nebentragstützen 60 × 520 mm sowie die außen ther-misch getrennt vorgelagerten sog. Baumstützen. Die Ne-bentragstützen sind im Regelschnitt am Kopf durch einenTraufriegel sowie durch die drei weiteren, als ohnehin alsBasis der Verdunklungseinrichtung erforderliche Riegelbiegesteif miteinander verbunden und am Fußpunkt inden durchlaufenden Pfahlbalken eingespannt.

Insgesamt bildet die Summe der genannten Tragwerksele-mente einen gebäudelangen und fassadenhohen Rahmen,über den die hinreichende globale Ost-West-Querausstei-fung des südlichen Hallenbereichs allein gewährleistetwird. Die Aussteifung der Halle in Nord-Süd-Richtung er-folgt anteilig ebenfalls über die eingespannten Stützen imBereich der Südfassade, jedoch primär über das im Nor-den befindliche Riegelbauwerk.

Gemäß dem Anprallkonzept wurden die hochbelastetenHaupttragstützen für eine äquivalente statische Ersatzlastvon 2 000 kN aus einem 40 t-Gabelstapler bemessen. Beider entsprechend verstärkten Detailausbildung der einge-spannten Stützenfüße waren die beengten Platzverhält-nisse mit den vielen Haustechnikleitungen, der Lage derGlasfassade und den Baumstützen sowie mit der Pfahl-balken- und Bohrpfahlbewehrung zu berücksichtigen.Die Nebentragstützen wurden hingegen für eine statischeErsatzlast von 500 kN entsprechend einem GabelstaplerG4 ausgelegt. Die Standsicherheit des Hallentragwerkskonnte trotz rechnerischen Ausfalls einer Stütze bei einerhöheren Anpralllast am Gesamtsystem nachgewiesenwerden.

Die vertikale Tragkonstruktion im Bereich der parallelzur Hauptspannrichtung des Dachs verlaufenden Ost -fassade ist aufgrund der erheblich geringeren Belastun-gen ebenfalls aus einteiligen Flachstahlquerschnitten60 × 520 mm konzipiert, die analog zu den Nebenstützen

Bild 6 Längsschnitt der Halle 3ALongitudinal section of Hall 3A

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der Südfassade durch biegesteif angeschlossene horizon-tale Riegel ausgesteift werden. Hinsichtlich des Anprall-schutzes wurde analog der Vorgehensweise bei den Ne-bentragstützen der Südfassade vorgegangen.

Die Baumstützen (Bild 8) weisen als primär gestalteri-sches Element besonders komplexe Stahlbaugeometrienauf. Bei der interdisziplinären Konzeption wurde jedochsehr auf die Ausführbarkeit geachtet und hierzu beispiels-weise nur mit einachsigen Krümmungen der mitteldickenBleche gearbeitet. Gemäß statischer Konzeption sind dieFußpunkte und die thermisch getrennten Anbindepunkteam Kopf gelenkig, während die Kopplung der einzelnenBaumstützen untereinander biegesteif ausgeführt ist. DieBaumstützen bilden daher analog zum Tragwerk im Be-

reich der Südfassaden einen gebäudelangen Rahmen, waszur verformungsminimierten Aufnahme der selbstindu-zierten Windlasten auch erforderlich ist.

3.4 Hallenriegel und Verbindung zur Halle 4A

Die vertikale Tragstruktur des fugenlosen Hallenriegelsbesteht aus Gründen der Flächeneffizienz trotz hohervertikaler und horizontaler Lasten des Hallendachs ausnur zwei Treppenhauskernen sowie durchlaufenden,schlanken Stahlbeton- und Verbundstützen und verein-zelten Wandscheiben. Die Deckenspannweiten betragenin der Regel ca. 10,0 m in Längsrichtung und ca. 7,50 min Querrichtung. Zur Hallenseite hin kragen die Oberge-schossdecken dabei 2,50 m weit aus. Daher wurden diesekreuzweise gespannten Ortbetonflachdecken mit planmä-ßiger Überhöhung ausgeführt.

Rechnerisch und konstruktiv aufwändig war die Ablei-tung der über Einbauteile abgegebenen Horizontallastenaus dem Dachtragwerk über die oberste Geschossdecke,die beispielsweise bis zur späteren Erweiterung des 2. BAim westlichen Bereich als horizontaler Kragarm trägt, indie beiden Kerne. Erschwerend und deshalb ebenfalls zubeachten waren zahlreiche große Haustechnikdurchbrü-che in der Decke und den beiden Kernen. Für die Ausstel-lung schwerer Messeexponate musste in den Lastannah-men für die Untergeschossdecke sowie in den Abdeckun-

Bild 7 Tragwerkselemente im Bereich der Süd- und OstfassadeStructural elements of the southern and eastern façade

Bild 8 Der Südfassade vorgelagerte BaumstützenSouth façade tree columns

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gen der Kasematten ebenfalls der 40  t-Gabelstapler be-rücksichtigt werden.

Angesichts hoher Lasten und weitgespannter Deckenwar die Lasteinleitung in die schlanken Stützen beson-ders zu beachten, es wurden überwiegend Dübelleisten,aber auch Stahleinbauteile vorgesehen.

Die hohen Sichtbetonanforderungen an die 105 m langehallenseitige Längswand, samt integrierten geschwunge-nen Brüstungen und einer weitgespannten Trogtreppezwischen Erdgeschoss und erstem Obergeschoss, sowiean die meisten Kernwände erforderten eine sehr enge Ab-stimmung zwischen Objekt- und Tragwerksplanungsowie später zwischen allen am Bau Beteiligten.

Der spätere monolithische Anschluss des zweiten Bauab-schnitts an der westlichen Stirnseite war auf der Grundla-ge von eigens erstellten, vorausgreifenden Berechnungenz. B. mittels Bewehrungszulagen in den Geschossdeckenund Kernen sowie mittels Schraubanschlüssen zu berück-sichtigen.

Die tragwerksplanerischen Herausforderungen beim Ver-bindungsbau (Bild 10) zwischen der alten Halle 4A und

der neuen Halle 3A bestanden in der schadensfreien Inte-gration des städtischen Hauptsammlers (s. Abschn. 3.5)sowie in der 12,8 m × 5,2 m großen Öffnung für die Lade-hofzufahrt angesichts einer optionalen späteren Aufsto-ckung. Hierzu wurden weitgespannte Überzüge sowieschwierig neben den bestehenden Gründungselementender Halle 4A zu platzierende Großbohrpfähle erforder-lich.

3.5 Gründung und Baugrube

Im gesamten Bereich der Halle 3A steht ca. 4 bis 5  munter Geländeoberkante der sog. Untere Burgsandsteinan, der sich trotz seiner lokal sehr unterschiedlichen Ver-witterungszustände und bindiger Einschlüsse prinzipiellfür eine Flachgründung eignet.

Aufgrund des im Riegelbauwerk vorhandenen, bereichs-weise überhohen Kellergeschosses wurde hier eine Flach-gründung als ca. 60  cm dicke, elastisch gebettete Plattekonzipiert.

Im nordöstlichen Bereich der Halle 3A, genau unterhalbdes neu zu errichtenden Verbindungsbauwerks zur beste-

Bild 9 Längsschnitt HallenriegelLongitudinal section edge wing

Bild 10 Längsschnitt Verbindungsbau inklusive Gründung und SammlerLongitudinal section of link building including foundation and sewer

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henden Halle 4A und schräg das Riegelbauwerk tangie-rend, befindet sich ein städtischer Hauptsammler Baujahr1936.

Zum Schutz der Halle 3A, insbesondere des Verbindungs-bauwerks, bei einem Einsturz des Sammlers sowie umumgekehrt die Lastfreiheit des Sammlers aus den neuenBauteilen sicherzustellen, musste in diesem Bereich eineGründung mit Großbohrpfählen ausgeführt werden. DieGründung sowie das Stützenraster im Verbindungsbauwurden somit maßgeblich vom Hauptsammler bestimmt.Insbesondere im Bauzustand musste die Auftriebssicher-heit des Sammlers sichergestellt sein. Die angrenzendeBaugrube des Riegelbauwerks konnte daher in diesemBereich nicht geböscht, sondern musste unabhängig vonder hydrogeologischen Situation als Bohrpfahlwand aus-geführt werden.

Für den Abtrag der vertikalen und der wg. Gabelstapler -anprall sehr hohen horizontalen Lasten der Stützen imsüdlichen und östlichen Hallenbereich wurde, aufgrundder geringen Tiefenlage der Fundamente, von Beginn an

eine Tiefgründung aus im Unteren Burgsandstein ein -gespannten Großbohrpfählen vorgesehen. Dabei wurdedie stützende horizontale Bettung von Pfahlbalken undPfählen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit berücksich-tigt.

Die temporäre Westfassade wurde so positioniert, dassdiese durchgängig auf einem vorauseilend neu zu errich-tenden, in nord-südlicher Richtung verlaufenden Versor-gungstrasse flach gegründet werden konnte.

4 Zusammenfassung

Die neue Halle 3A ist ein gelungenes Beispiel für diefrühe Bildung eines schlagkräftigen Generalplanerteams,moderne Planungsmethoden, innovative Konstruktionenund zugleich für das städtebaulich-architektonisch mo-derne wie nachhaltige Bauen. Dieser Bericht wird fortge-setzt durch einen zweiten Teil mit Schwerpunkten beiAusführungsplanung und Ausführung.

Bild 11 GründungFoundation

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Literatur

[1] BÖTTCHER, C.; FRENZ, M.; KAUFMANN, H.: Neubau derZayed University Abu Dhabi. VDI-Bautechnik, Jahresausga-be 2011/2012, S. 37–50.

[2] BÖTTCHER, C.; FRENZ, M.: Iconic Campus of the ZayedUniversity Abu Dhabi. Steel Construction 5 (2012), Issue 2,pp. 108–116.

[3] Bauverlag: Konstruktive Leichtigkeit. Fachmagazin metallbau 2008, Heft 4, S. 22.

Ausgewählte ProjektbeteiligteBauherr: NürnbergMesse GmbHArchitektur (Generalplaner): LP 1-5, KüO: Zaha Hadid Architects, Lon-

don/HamburgLP 6-8: ganzWerk GmbH, Nürnberg

Tragwerk, Baugrube, Gründung,Bauzustände, Baubehelfe: LP 1-8: Ingenieurbüro Dr. Binnewies,

HamburgTechnische Gebäudeausrüstung: LP 1-4: Ebert Ingenieure, Hamburg

LP 5-8: Ingenieurbüro Frank Rohloff, Neu-biberg (HLS) und Varoplan, Abensburg(HLSE)

Fassaden: Werner Sobek, StuttgartBauphysik: IFB Sorge, NürnbergBrandschutzgutachter: HHP West, BielefeldBaugrundgutachter: CDM Consult GmbH, NürnbergBaugrube, Gründung, Massivbau, Stahlbau: Max Bögl, NeumarktVerbundstützen: Spannverbund, Waldems-EschWerkstattplanung Stahlbau, Anschlussstatik, Baubehelfe: IB Peters Schüßler Sperr, NürnbergPrüfingenieur: BOB NürnbergGlasfassaden: Roschmann, GersthofenMetallfassaden: Fill Metallbau GmbH, Hohenzell

Wesentliche Technische DatenBauteil Hallenriegel: Bruttogeschossfläche ca. 5 000 m2

Bruttorauminhalt ca. 19 000 m3

3 Obergeschosse + 1 UntergeschossHöhe ca. 20,00 mLänge ca. 105 mBreite ca. 10 m

Bauteil Halle: Bruttogeschossfläche ca.7 600 m2

Bruttorauminhalt ca. 143 000 m3

10–15 m lichte HöheHöhe max. ca. 20,00 mLänge ca. 105 mBreite ca. 75 mBauhöhe Dachtragwerk ca. 3,60 mFreie Spannweite ca. 75,75 m

Bauteil Verbindung 4A: Bruttogeschossfläche ca. 420 m2

Bruttorauminhalt ca. 4100 m3

1 Geschoss + optionale AufstockungHöhe ca. 6 mLänge ca. 40 mBreite ca. 18 m

Gesamt: Bruttogeschossfläche ca. 13 000 m2

Bruttorauminhalt ca. 168 000 m3

Nachhaltigkeit: Zertifizierung nach DGNBMassen: 7 000 m3 Bodenaushub

43 Großbohrpfähle Durchmesser 88, 120und 150 cm5 500 m3 Konstruktionsbeton300 m3 Unterbeton1100 t Betonstahl S500 (A)1 900 t Baustahl S235 bis S460

AutorenDr.-Ing. SFI Christian BöttcherGeschäftsführender Gesellschafter, Beratender Ingenieur, Prüfingenieur fürBautechnikM.Sc. Alexander MaiProjektleiter Entwurf

Ingenieurbüro Dr. Binnewies, Ingenieurgesellschaft mbH,Alsterterrasse 10a20354 Hamburgwww.dr-ing-binnewies.demail@dr-ing-binnewies.de

Dipl.-Ing. Jan HübenerAssociate, ArchitektZaha Hadid Architects Ltd., London/HamburgBei den Mühren 7020457 Hamburgwww.zaha-hadid.comjan.huebener@zaha-hadid.com