Kaum ein anderer Baustoff ist so gut für nachhaltiges Bauen geeignet wie Stahl.Spezifische Problemlösungen zur Berechnung und Bemessung waren Thema des 2. Grazer Stahlbautages. 75 Ingenieure und Planer aus Industrie, Behörden sowie Planungs- und Beratungsbüros waren der Einladung der TU Graz gefolgt.

75 Teilnehmer, das klingt nach fehlendem Interesse. »Die meisten Gebäude in Österreich werden heute in Massivbauweise errichtet. Für Stahlbau gibt es nur wenige Büros. Mit 75 Teilnehmern haben wir daher nahezu ganz Österreich abgedeckt«, relativiert Institutsvorstand Univ.-Prof. Harald Unterweger. Im Wohnbau kommt Stahl in Österreich nur ein Randthema zu. Das Augenmerk liegt hier auf dem Massiv- und Holzbau. Die Tragkonstruktion Stahl hat im Wohnbau nie richtig gegriffen. »Bereits in den 70er-Jahren waren einzelne Firmen darauf spezialisiert, z.B. Doubrava. Aber im Gegensatz zu Verwaltungs- und Bürogebäuden haben sich im Wohnbau nie Baukastensysteme durchgesetzt.« Im Holzbau entstand starke Unterstützung durch Gewerbe und Industrie, Forschungsgelder wurden lukriert. »So etwas fehlt im Stahlbau. Das Budget des Stahlbauverbandes ist zu gering für wesentliche Forschung«, betont der Institutsvorstand. »Mit dem müssen wir leben. Wir suchen Forschungsgelder auf europäischer Ebene, nehmen an europäischen Projekten teil, wo es um Stabilität und Ermüdung geht.«

Aus der Praxis
Für das Bemessen von Stahltragwerken gab es bis vor einem Jahr nationale Normen und Rechenverfahren. Mit dem Eurocode 3 wurden diese vereinheitlicht und abgelöst. Die Mitarbeit in der Erstellung und Weiterentwicklung dieser neuen europäischen Stahlbau-Norm war und ist ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung am Grazer Institut. »Wir haben noch unter meinem Vorgänger Prof. Greiner jene Formeln mitentwickelt, die jetzt in ganz Europa angewandt werden«, berichtet Unterweger, der entsprechende Schulungen für das Normungsinstitut hält. »Wir verstehen uns als angewandtes Fach. Viele Fragestellungen entstehen erst bei Schadensfällen oder wenn sich bei komplexen Aufgabenstellungen Planer und Prüfer auf keine gemeinsame Lösung einigen können.«
 
Aus der Forschung
Die Forschungsthemen im Fachbereich Stahlbau sind laut Harald Unterweger sehr heterogen. Drei Universitäten beschäftigen sich mit Stahlbau: die TUs in Wien und Graz sowie die Uni Innsbruck. »Die Institute haben untereinander ein sehr gutes Verhältnis. Jeder hat aber sein Spezialgebiet, auf dem er forscht.« Aktuelle Themen in Graz sind die Tragfähigkeit und Stabilität von schlanken, dünnwandigen Stahltragwerken mit dem Ziel des ressourcenschonenden Einsatzes und der optimalen Ausnutzung des Werkstoffes. Daneben wird der Fokus auf die Betriebs- und Ermüdungsfestigkeit, insbesondere bei Brückentragwerken, gelegt. Die internationale Forschung widmet sich der Robustheit von Tragwerken (u.a. Verhalten bei außergewöhnlichen Einwirkungen wie Erdbeben, Explosionen und Brand). Im Hochbau ist die Weiterentwicklung der sogenannten Verbundbauweise für die Haupttragkonstruktion, d.h. für Stützen und Träger, zu nennen. Darunter wird das Zusammenwirken von Stahlprofilen mit Stahlbeton verstanden, z.B. betongefüllte Hohlprofile. Durch die Verwendung hochfester Werkstoffe wie Beton und Stahl ergeben sich damit sehr schlanke Bauteilquerschnitte, sodass sich insbesondere bei Hochhäusern deutlich mehr nutzbare Nettoflächen ergeben. Auch der Ressourceneinsatz für die Haupttragkonstruktion kann dadurch reduziert werden. Einen noch wenig gewürdigten Aspekt sieht Unterweger in der möglichst langen Weiterverwendung von Bestandstragwerken, insbesondere von Bauwerken der Infrastruktur, wie Brücken.
 
High-Steel
Neben Plattenbeulen und Biege­drillknicken von Trägern und Stützen galt dem Thema der optimalen Bauteil­auslegung und damit auch der Nachhaltigkeit besonderes Augenmerk am Stahlbautag. Stahl ist ökologisch vorteilhaft, da er praktisch eine hundertprozentige Wiederverwendung ermöglicht. Auch aus ökonomischer Sicht bietet er viele Vorteile. »Aufgrund seiner hohen Festigkeit sind sehr leichte, schlanke und weitgespannte Tragstrukturen möglich. Wegen geringem Konstruktionsgewicht und filigranen Strukturen sind Stahltragwerke ideal für ganze Hochhäuser.« Das spart Kosten bei den Fundamenten sowie bei der Errichtung. Der hohe Vorfertigungsgrad in der Werkstätte verkürzt die Bauzeiten vor Ort. Stahltragwerke sind leicht umbau- und verstärkbar und reagieren damit sehr flexibel auf Nutzungsänderungen. Im Gebäudebau hat Stahl eine sehr lange Tradition. »Die ersten Wolkenkratzer waren komplett als Stahlskelettkonstruktionen konzipiert.« Nach einem Holz- und einem Betonhype gibt es aktuell wieder Projekte in Stahl/Beton-Verbundbauweise. »Einige Kritiker halten Stahl entgegen, dass die Erstproduktion einen sehr hohen Primärenergieverbrauch aufweist. Durch die Recyclingfähigkeit wird die ›grüne Haube‹ von Stahl jedoch erkennbar. Es fällt auch kein Abfall an«, zeigt Unterweger auf.

Zukunftswerkstoff Stahl
Für Univ.-Prof. Unterweger ist Stahl der Werkstoff der Zukunft. »Bauen mit Stahl ist einerseits industrialisiertes Hightechbauen, gefertigt durch höchst spezialisiertes und kompetentes Personal auf Basis sehr hoher, international etablierter Qualitätsstandards. Andererseits ist Stahl die Grundlage für die ausgefallensten Geometrien und Formen. Er lässt sich gut mit anderen Materialien wie Beton, Glas, Holz kombinieren und eröffnet damit für Architekten alle Freiheit«, schließt der Institutsvorstand.

Aktuelle Projekte

- Zukunftsweisender Neubau
Für die dachundwand Handels GmbH realisierte die Unger Steel Group als Generalunternehmer in nur acht Monaten den neuen Betriebsstandort in Achau auf einem Areal von 30.000 m². Seit Mitte Oktober bietet die neue Lager- und Verkaufshalle mit einem umfangreichen Sortiment von rund 30.000 Artikeln allen Fachkunden im Bereich Dach und Wand eine vielfältige Plattform.
Zu den ergänzenden Leistungen zählten sowohl die Abbrucharbeiten als auch die Tiefengründung und Fundierung, die Statik und die gesamte Ausführung des Bürogebäudes und der anschließenden Lager- bzw. Verkaufshalle inklusive der Errichtung der Tragkonstruktion und Hülle. Die Architektur und planerische Leistungen wurden vom Salzburger Architektenbüro Architekten Resmann & Schindl­meier ZT-GmbH realisiert. Die Übergabe des fertiggestellten Objektes seitens Unger erfolgte termingerecht im August 2013.

- Himmelsschraube aus Holz und Stahl
Im österreichischen Kärnten, auf dem Pyramidenkogel oberhalb des Wörthersees, steht der höchste überwiegend aus Holz konstruierte und öffentlich zugängliche Aussichtsturm der Welt. Technikzylinder und Antennenspitze eingerechnet ragt er 100 Meter hoch in den Himmel. Vom ellipsenförmigen Grundriss ausgehend bilden zehn jeweils um 22,5 Grad versetzte Ebenen eine Schraubenform bis zur höchsten Besucheretage in knapp 71 Metern Höhe.
Gebildet wird die Turmhülle von 16 Brettschichtholzstützen aus Lärche, die sich korbartig um das Treppenhaus mit integrierter Gebäuderutsche – die längste Europas – und den zentralen Lift schließen. Zehn aus geschweißten Stahlkästen gebildete Ellipsen im Abstand von 6,40 Metern und 80 Diagonalstreben aus Rundrohren steifen die ungewöhnliche Konstruktion aus. Für den Betrachter wirkt sie mit ihrer elegant geschwungenen Taillierung schlank und leicht. Dabei wurden aber 600 Kubikmeter Holz sowie 300 Tonnen Stahl verbaut. Für die Holzarbeiten zeichnete Rubner Holzbau verantwortlich, für die Stahlarbeiten Zeman.