Kaufhaus Peek & Cloppenburg

Köln

Tragwerksplanung, Sonderkonstruktion Leistungen

Renzo Piano Building Workshop Paris Architekt

Kaufhaus mit doppelt gekrümmtem Schalentragwerk aus Holzlamellenbindern und Seildiagonalen

Projekt

Mit dem neuen Kaufhaus Peek und Cloppenburg ist ein Bau von herausragender architektonischer Qualität mitten im Herzen der Kölner Altstadt entstanden. Das Textilkaufhaus gliedert sich in einen kubischen, geschlossenen Teil und einen freigeformten Ostflügel, der von einer transparenten Hülle umschlossen wird. Die feingliedrige, hochaufgelöste, selbsttragende Fassadenschale war in vielfacher Hinsicht eine besondere Herausforderung für die Tragwerksplanung. Dazu mussten zahlreiche Konstruktionsdetails, insbesondere die neu entwickelte Lamellenfügung aus Gussstahl, erstmals gelöst werden.

Freitragende, ressourceneffiziente Schalenkonstruktion mit neuartiger reversibler Lamellenfügung

KONSTRUKTION SCHALE

Die Freiformschale besteht aus einer geschuppten Gebäudehülle aus Glas, Tragelementen aus aufgelösten, neuartigen Holzlamellenbindern sowie ergänzenden Stahlrohrprofilen. Die Schalentragwirkung wird durch das Einfügen vorgespannter Seildiagonalen in die aus vertikalen Holzbindern und horizontal angeordneten Stahlrohren gebildete Rechteckstruktur realisiert. Die 66 Holzbinder sind in einzelne Brettschichtholzlagen aus sibirischer Lärche aufgelöst und durch punktuelle, schubsteife Verbindungen aus Gussstahl gekoppelt. Die Anzahl der übereinander angeordneten Brettschichtholzlamellen ist entsprechend der vorherrschenden Beanspruchung abgestuft. Das Schalentragwerk sitzt vertikal auf dem Stahlbetonskelettbau in Höhe des 4. Obergeschosses auf. Oberhalb des 4.OG bis zum Firstträger spannen die Binder somit frei über max. ca. 15m.

Die Schalenkonstruktion wurde anhand verschiedener statischer Modelle untersucht

Analyse des Tragwerks

Im Planungsprozess wurde die Schale anhand verschiedener statischer Modelle untersucht, die sich vor allem im Grad der Detaillierung unterschieden. Die geometrisch nichtlinearen Berechnungen des Gesamttragwerks wurden an einem Modell durchgeführt, bei dem die aufgelösten Holzbinder mit einem ideellen Ersatzquerschnitt vereinfacht abgebildet wurden. Neben den üblichen Lasten aus Eigenlast und Schnee waren Vorgaben aus Temperatur- und Windgutachten, sowie die Interaktion zwischen Fassade und Rohbau zu berücksichtigen. Zudem wurden in umfangreichen Montageberechnungen die erforderlichen Vorspannkräfte der Diagonalseile sowie Überhöhungen und Hilfsabstützungen ermittelt. Dabei wurde entsprechend des geplanten Montageablaufs das Endsystem „rückgebaut“. Die bereichsweise fertig verspannte Konstruktion wurde in Teilbereichen mit Glaselementen belegt, um die einzelnen Montagesequenzen nachzuvollziehen.