Der Gecko, das Wappentier des Sportwagen-Bauers Wiesmann, wurde im Zuge eines Umbaus der Betriebsstätte zu einer weithin sichtbaren Landmarke. Vom Kopf bis zum Schwanz 155 m lang, spannt er über zwei Gebäude. Warum Holz vor Stahl den Zuschlag erhielt und wie diese Freiformstruktur konstruiert wurde, schildert dieser Beitrag.
Das Unternehmen Wiesmann ist eine Manufaktur, von der nach eigenen Konstruktionsplänen in deutscher Wertarbeit Sportwagen von Facharbeitern in Einzelanfertigung hergestellt werden. Das Logo der Wiesmann-Fahrzeuge ist ein Gecko, denn die Autos sollen "auf der Straße kleben wie Geckos an der Wand". Im Zuge der Erneuerung der vorhandenen Fertigungsstätte entstand die Idee, den Gecko in Form des Daches im Größtformat nach außen zu zeigen. Der Gecko als Dach sollte eine Halle um ein Geschoss erhöhen und sich über einen großen Teil der Halle legen.
Innerhalb einer Woche kam der Werkstoff Holz zum Zug
Zur Vorgeschichte berichtete Ulf Cordes, Ingenieur-Holzbau Cordes, Rotenburg/Wümme: "Geplant war der Gecko als Stahlobjekt mit einer Membran-Abdeckung. Die damit beauftragte Firma führte jedoch gleichzeitig weitere Großprojekte aus und hatte kurzfristig abgesagt, worauf wir ins Spiel kamen. Die Vorgabe war eine Entscheidung über die Machbarkeit sowie ein Pauschalangebot innerhalb von einer Woche. In Zusammenarbeit mit Hermann Blumer/Création Holz entwickelten wir ein statisches Konzept, definierten das Angebot und schufen letztendlich
die Voraussetzung, dass das Projekt realisiert werden konnte. Die Bauherren wollten passend zum Tier möglichst viel Struktur zeigen, was mit der Holzkonstruktion sehr gut umgesetzt werden konnte. Eingeschlossen in unseren Auftrag wurden die komplette äußere Hülle oberhalb der Fundamente."
Tragwerkskonzept ähnelt dem Flugzeugbau
Die Form der Echse sollte naturalistisch nachgebildet werden. Dies bedeutete, räumlich so genannte "freie Formen" konstruieren zu müssen. Die Basis war ein Drahtgittermodell der umhüllenden "Haut". Das neue Tragwerk sollte sich zu großen Teilen über eine der bestehenden Hallen legen und deren Tragstrukturen mit nutzen.
Seit Menschengedenken wird im Schiffsbaudie Spantenbauweise eingesetzt, um die auch dort gegebenen freien Formen bilden zu können. Das Prinzip wurde mit Beginn des Flugzeugbaus auf die Flugzeugrümpfe übersetzt und zwecks Gewichtsersparnis wurden die Spanten zu Fachwerken aufgelöst. Die Beplankung wurde durch die Bespannung ersetzt, weswegen auch an den Umhüllungsflächen Fachwerke Einzug hielten. Die wesentlichen beiden Vorzüge des Fachwerks sind, dass man mit Dreiecken welche stets ebene Flächen aufspannen beliebige, zweiachsig gekrümmte Flächen annähernd aus ebenen Flächen nachbilden kann, welche bei den Freiheitsgraden angemessener Lagerung statisch stabil sind. Der Vorteil von Spanten liegt darin, dass diese ebene Tragteile sind, die sich einfach berechnen und herstellen lassen. Durch die Vernetzung benachbarter Spanten ergeben sich dennoch die frei gewölbten Formen. Das Bildungsprinzip hat sich als sehr gewichtssparend und zugleich gut wirtschaftlich erwiesen. Wie im Flugzeugbau wurden auch hier zwei Bereiche unterschieden: Die Raumzelle, welche möglichst frei von störenden Tragwerksteilen gehalten werden soll, und die reinen Tragstrukturen, bei denen keine Anforderungen bezüglich ungestörter Hohlräume bestehen.
Raumzelle mit wirtschaftlichen Knotenausbildungen geschaffen
Die Spanten der Raumzelle, hier des Kopfes und des Rumpfes der Echse, wurden als Fachwerkträger definiert, die als Zwei oder Dreigelenkrahmen auf den Unterbauteilen lagern.
Die Anordnung dieser Spanten im Grundriss hatte die Lastabtragungsmöglichkeiten auf den bestehenden Hallenstrukturen einerseits und die äußeren Formvorgaben andererseits in Einklang zu bringen. Daraus ergab sich, dass sie nur teilweise parallel zueinander stehen. Jeder Spant hat eine andere und nicht einmal einachsig symmetrische Form. So sind auch entsprechend alle Knotenpunktgeometrien verschieden. Die Konstrukteure wählten für die Rahmen der Spanten eine Kombination aus ein- und mehrteiligen Querschnitten sowie eingeschlitzte Knotenplatten aus Sperrholz jeweils mit Nägeln als Verbindungsmitteln. Die Vorteile bestehen darin, dass die Verbindungsmittel nicht vorgebohrt werden müssen und die Knotenplatten nur in ihrer Kontur ausgeschnitten zu werden brauchen sowie zugleich größere Spielräume für Maßtoleranzen bestehen.
Die Vernetzung der Spanten erfolgte mit auf den Binder aufgebrachten, Dreiecke bildenden "Schräg"-Pfetten. Da die Binder so rundum in allen Feldern stabilisiert sind, sind die Normalkräfte in den Pfetten sehr klein und konnten mittels schräg eingedrehter, selbstbohrender Holzschrauben ohne weitere Stahlteile angeschlossen werden. Die Zwischenräume auf den Binderobergurten wurden bis zu den Pfettenoberkanten aufgefüttert. Jede Pfette und jedes Aufdoppelungsholz hat die Geometrie eines Grat- oder Kehlsparrens hat. Die Dreiecke der Hülle wurden 58 mm dicker, gespundeter Schalung versehen, woraus sich zusätzlich eine erhebliche Versteifung der Struktur in Dachflächenebene ergibt.
Den ausführlichen Artikel lesen Sie in Ausgabe BAUEN MIT HOLZ 6/2008.
Klaus Fritzen und Susanne Ruhrländer
Dipl.-Ing. (FH) Klaus Fritzen ist Herausgeber im Bruderverlag.Susanne Ruhrländer betreibt ein Pressebüro.