Auf dem Technikumplatz in Winterthur sind wir während des Herbstsemesters 2016 mit einem temporären Pavillon aus Holz und glasfaserverstärktem Kunststoff zu Gast. Der Pavillon zeigt als prototypische Versuchsanlage Konstruktionsprinzipien für den Holz-GFK-Verbundbau.

Die Konstruktionsprinzipien, Verbindungen und Trägersysteme für den Holzbau wurden in einem mehrjährigen Forschungsprojekt mit den Partnern Zehnder Holz und Bau AG und Walter Mäder AG erarbeitet. Der einfache Bau basiert auf Konzepten, die von Architekturstudenten der ZHAW über zwei Semester im Wahlfach Spezialfragen Technologie entwickelt wurden. Der Pavillonbau erfolgte innert 4 Tagen während eines Workshops gemeinsam mit Bachelor-Studenten der Architekturabteilung.

In diesem Wahlfach haben Architekturstudenten Bauprinzipien und Konstruktionen aus den Werkstoffen Holz und Glasfaserkunststoff eingesetzt und deren gestalterischen Möglichkeiten in Entwürfen für einen Pavillon ausgelotet. Grundlage sind die Forschungsergebnisse aus einem mehrjährigen Forschungsprojekt zum Holz-GFK-Verbundbau mit unseren Wirtschaftspartnern Zehnder Holz und Bau AG und Walter Mäder AG: Verbindungsteile aus Glasfaserkunststoff (GFK) ersetzen herkömmliche Verbindungen aus Stahl. Bei gleichzeitiger Reduktion des Arbeitsaufwandes auf der Baustelle und mit Trägern in hybrider Bauweise stehen leichte und leistungsfähige Tragwerksteile für eine breite Anwendung zu Verfügung.
Einen der entstandenen Entwürfe konnten wir mit den Studenten als temporären Pavillon auf dem Technikumplatz in Winterthur umsetzen.

Der Entwurf des Pavillons entstand massgeblich aus den Konstruktionsprinzipien, die den Materialien Holz und GFK entsprechen. Die Verbindungen sind jeweils verschraubt. Das GFK wird zwischen zwei Holzlagen eingeklemmt und verschraubt.
Die elliptische Wand des Pavillons besteht abwechselnd aus Schaltafeln 500mmx3000mm und Glasfaserkunststoffbahnen. Die Wandelemente sind zweiteilig: die Innenteile haben vorbereitete Schlitze als Auflager für die Dachträger, die Aussenseiten sind vollständige Schaltafeln. Das Dach bilden GFK-Platten, die auf den Trägern verschraubt sind und ein darüber liegender, umlaufender Ringträger aus Schaltafeln.

Durch eine elementweise Vorfertigung war es möglich, den Pavillon in nur vier Tagen zu errichten. Alle Elemente wurden an der ZHAW gemeinsam mit den Studenten hergestellt und verbaut. Während des Workshops wurde in mehreren Teams zeitgleich gearbeitet: Herstellung von GFK-Platten und Zuschnitt, Vorfabrikation der Wandelemente, Vorfabrikation der Dachträger, Zusammenbau und Dokumentation.

Durch den Einsatz von Fertigbauteilen kann auf der Baustelle wertvolle Zeit eingespart werden. Mit den neu entwickelten mit Carbon vorgespannten, filigranen und hoch belastbaren Betonplatten (CPC‑Platten) könnten Verbunddecken in Massivbauweise schnell, leicht und mit geringer Bauhöhe ausgeführt werden. Die CPC-Platten dienen dabei als Zugelement der Verbundbaudecke, das Einlegen einer Zugbewehrung entfällt daher. Auf der Baustelle können alle notwendigen Installationen auf der CPC-Platte verlegt werden, bevor diese mit Ortbeton verstärkt wird.

Der Einsatz von Carbonbeton und Carbonträgern im Brückenbau, speziell bei Brücken für Fuss- und Radwege, birgt viele Vorteile, wie zum Beispiel die Reduktion des Eigengewichtes oder das Ausbleiben von Korrosions- und Witterungsschäden. Im Rahmen der vorliegenden Masterthesis wurde für Fuss- und Radwegbrücken mit mittleren Spannweiten der gezielte Einsatz von Carbon-Beton-Verbundbrücken untersucht.