Concrete Shell - filigraner Betonschalenhangar für den A400M

Im andalusischen Sevilla liegt das südeuropäische Zentrum Aeropolis der spanisch-europäischen Flugindustrie. Die Airbus Group produziert und montiert hier das neue Frachtflugzeug A400M. Im Rahmen des Masterentwurfs sollten für den A400M ein Hangar bzw. eine großflächige Standorterweiterung entworfen werden, in dem Testversionen in der Entwicklungsfolge des neuen Frachtflugzeuges untergestellt und gewartet werden können. Im neuen Hangar sollte darüber hinaus potentiellen Kunden das Flugzeug präsentiert werden. Neben den mechanischen Arbeiten am A400M soll Raum für Werkstätten und Büroräumlichkeiten miteingebenden werden. Neben den nutzungsspezifischen Anforderungen muss das Gebäude den klimatypischen Parametern von Sevilla gerecht werden.

Flugzeuge, gebaut als Halbschalen dienten als Inspirationsquelle für Konstruktion und Form dieses Hangarentwurfes. Neben der imposanten gebogenen Form kann durch die Schalengeometrie ein minimaler Materialeinsatz mit geringsterstatischer Höhe im Vergleich zu den üblichen Konstruktionsformen gefunden werden. Mit einem durchschnittlichen statischen Querschnitt von lediglich 25 cm überspannt die Konstruktion elegant 140m in Längs- und 138m in Querrichtung.

Grundlegende Parameter für einen möglichst einfachen Bauvorgang liegen in der Wahl und Ausbildung der Schalengeometrie, was ein wesentlicher entwurfsbestimmender Faktor bei der Ausarbeitung darstellte.
Die Schalenform ergibt sich hierbei aus Kreissegmenten, die sich an einer zweiten Kreiskurve um einen gemeinsamen Mittelpunkt orientieren. So entsteht eine Rotationsfläche mit eliptischen Aufrissen. Die einzelnen Kreise, die diese Rotationsgeometrie ergeben befinden sich dabei imZwischenbereich von zwei größeren Kreisen (siehe Geometriedarstellung in den Planunterlagen).
Zum Verständnis dazu ist allgemein zu sagen:
Eine Rotationsfläche oder Drehfläche ist in der Geometrie eine Fläche, die durch Rotation einer ebenen Kurve (hier eine Kreiskurve), dem Hauptmeridian, um eine in derselben Ebene liegenden Gerade oder Kurve (hier Kreissegment), der Rotationsachse, entsteht.
Folglich ergibt sich eine doppelseitige Krümmung, was für die Wirkung eines Schalentragwerks grundlegend ist. Dies kann durch diese aus Nutzungs- und Herstellungsgründen gewählte Geometrie gewährleistet werden.
Hauptvorteil dieser Geometriewahl liegt im Fertigungprozess und der Realisierung der Schale. Beinahe 95 Prozent der Schalelemente sind nach einer Elementierung der Form in rechteckige Fertigteile (2,50m x 5,00m) identisch.

Aus der Entwurfs- und Projektbearbeitung hat sich eine Kooperation zum Institut für Massivbau und Structural Concrete (Sonderforschungsbereich „Einsatz von textilbewehrtem Beton“) von Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger der Bauingenieurfakultätder RWTH Aachen ergeben. Im vergangenen Sommersemester wurde in einer Masterabschlussarbeit in Aachen eine detaillierte rechnerische Ermittlung mit intensiver Untersuchung der Fertigteilverbindungen untersucht.