Vierendeelträger als Erfolgsschlüssel zum Schulneubau Wädenswil-Au

^© Bild: Beat Bühler Fotografie

Der Neubau der Schulanlage Ort, Au Wädenswil ist ein architektonisch und statisch herausforderndes Projekt – und gleichzeitig auch ein Musterbeispiel moderner Holzbaukunst. Besonders hervorzuheben ist die innovative Holzbau Tragwerkslösung: Über einer dreifach unterteilten Sporthalle wurden Schulräume errichtet, wobei die gesamte Konstruktion konsequent in Holzbauweise – ohne Stahlträger – ausgeführt wurde. Im Zentrum dieser Lösung stehen eigens entwickelte Vierendeelträger aus Holz, die eine zentrale Rolle bei der Lastabtragung und Raumbildung übernehmen.

Die zentrale Herausforderung bestand darin, die rund 28 Meter Spannweite der Turnhalle zu überbrücken, ohne auf konventionelle Stahlträger zurückzugreifen. Dies gelang durch eine mehrschichtige Tragwerkslösung: Die Deckenkonstruktion oberhalb der Turnhalle wurde mit bis zu 9 cm Überhöhung ausgebildet. Diese geometrische Vorkrümmung wurde so bemessen, dass sich die Konstruktion unter Eigen- und Nutzlasten nach Einbringen des Unterlagsbodens nivelliert und eine ebene Fläche als Grundlage für die Schulräume entsteht.

^© Bilder: Beat Bühler Fotografie

Zur Aufnahme der Dachlasten im Schulgeschoss kamen auf dieser Basis Vierendeelträger zum Einsatz – eine Fachwerkkonstruktion ohne Diagonalstreben, die grosse Öffnungen bei gleichzeitig hoher Steifigkeit erlaubt. Die Träger wurden im Raster von 7 bis 8 Metern angeordnet und ermöglichen grosszügige, stützenfreie Räume.

Die Träger bestehen vollständig aus Holz: Ober- und Untergurte wurden aus Fichte Brettschichtholz gefertigt, die vertikalen Füllelemente aus Fichte Brettsperrholz (CLT). Letztere wirken als Schubplatten, die die horizontale Kraftübertragung zwischen den Gurten übernehmen. Damit das System als Einheit funktioniert, war eine leistungsfähige Verbindung notwendig – und hier liegt die eigentliche Ingenieurskunst dieses Projekts.

^© Bilder: Beat Bühler Fotografie und Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG

Die Verbindung zwischen den CLT-Wänden und den Holzgurten erfolgt über sogenannte Schubnocken, die in Längsrichtung direkt aus dem Brettsperrholz ausgefräst sind. Diese Nocken übertragen die Schubkräfte formschlüssig in das Tragystem. Die Leistungsfähigkeit dieser Nocken wurde durch umfangreiche Versuche an der ETH Zürich eindrücklich belegt: Eine einzelne Nocke kann Schubkräfte von bis zu 30 Tonnen aufnehmen.

Exakt geplant ermöglicht diese Verbindungslösung eine sehr hohe Tragfähigkeit. Die Brettschichtholzträger wurden im Werk bei Hüsser Holzleimbau AG, Bremgarten gefertigt und im Anschluss kombiniert mit den CLT-Platten am Bau eingebracht. Die präzise vorgefertigten Komponenten können auf der Baustelle rasch eingebaut werden. Das reduziert die Bauzeit erheblich.

Erkenntnisse der Schubversuche

• Duktiles Verhalten
• Stauchung der CLT Platten (plastisches Verhalten)
• Sehr steife Verbindung ohne Schlupf
• Keine sichtbaren Schäden oder Risse von aussen
• Gleichmässige Lasteinleitung in CLT-Schubnocke

^© Bilder: Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG