Bay Adelaide East: Das erste Stahltragwerk der Welt entworfen mit HISTAR®/ASTM A913 Güte 70

Beschreibung

Bay Adelaide East ist das zweite fertiggestellte Gebäude im Bay Adelaide Centre- Projekt, das insgesamt aus drei Hochhäusern besteht. Bay Adelaide West, mit 51 Geschossen, wurde 2009 fertiggestellt, der 33 Etagen hohe North Tower, derzeit in Bau, soll 2022 eröffnet werden. Bay Adelaide East verfügt über ein 6-stöckiges Sockelgebäude, das sogenannte “Podium”, und bietet Büro- und Geschäftsflächen und Parkplätze auf einer Nutzfläche von insgesamt 91.045 m2. Außerdem ermöglicht es den Zugang zu Torontos PATH-System, ein 27 km langes, unterirdisches öffentliches Netz an Fußwegen und Geschäftsflächen.

Das Bay Adelaide Centre-Projekt wurde ursprünglich 1987 entworfen, doch als eine Wirtschaftsflaute zu einem Anstieg an leerstehenden Geschäfts- und Büroräumen im Stadtzentrum von Toronto führte, wurde der Bau des Gebäudekomplexes in den frühen 90er Jahren gestoppt. Im Jahr 2005 wurde das Projekt wiederbelebt, sein Gesamtkonzept allerdings vollkommen überarbeitet. Anstatt der anfangs geplanten zwei Wolkenkratzer (North & South), sah der neue Entwurf drei Türme vor. Dieses Konzept konnte schneller voranschreiten und war vom Gesichtspunkt der Immobilienentwicklung aus einfacher zu finanzieren, besonders da 50% der Geschäftsflächen schon im Vorfeld vermietet werden konnten.

Das erste Stahltragwerk der Welt entworfen mit HISTAR®/ASTM A913 Güte 70

Das Verbundtragwerk von Bay Adelaide East besteht aus einem Stahlrahmen zur Hauptlastenabtragung und einem Stahlbetonkern zur Aussteifung. Der leitende Tragwerksplaner konnte bereits auf jahrelange Erfahrung im Einsatz von HISTAR®/ASTM A913-Stahl zurückblicken, da er als weltweit erster Tragwerksplaner Güte 450 (65) für ein Projekt spezifiziert hatte: Vor mehr als 25 Jahren, baute er HISTAR®/ASTM A913 Grade 450 (65) in das Tragwerkkonzept des ursprünglich geplanten Südturms ein, der allerdings nie fertiggestellt wurde. Auch Bay Adelaide West, ebenfalls entworfen von demselben Tragwerksplaner und 2009 fertiggestellt, wurde mit HISTAR®/ASTM A913 Güte 450 (65) errichtet.

Der Ausschreibungsprozess der Stahlbaufirma war bereits in Gange als das Planungsteam von Bay Adelaide East gebeten wurde, mit ArcelorMittal zusammenzuarbeiten und den Einsatz einer neuen ASTM A913-Stahlsorte mit einer Streckgrenze von 485 MPa (70 ksi) zu prüfen. Der alternative Tragwerksentwurf ergab eine Materialeinsparung von mehr als 9% des gesamten Baustahls im Gebäude. Dieser Vorteil, gekoppelt an die rigorose Prüfung des ASTM A913-Materials, an der der leitende Tragwerksplaner in den 80er Jahren teilgenommen hatte, machte es einfach für ihn, den Einsatz dieses Stahls als effiziente Alternative zu befürworten. Der Bau konnte ohne Verzögerungen fortschreiten und Bay Adelaide East ist somit offiziell das erste Hochhaus der Welt, das mit HISTAR®/ASTM A913 Güte 485 (70) entworfen und erbaut wurde.

ArcelorMittal Europe – Long Products lieferte 1.347 Tonnen HISTAR®/ASTM A913 Güte 485 (70) und 4.189 Tonnen CSA G40.21 Güte 350W über ArcelorMittal International North America.

Bay Adelaide Centre & HISTAR®/ASTM A913-Stahl: eine 25 jährige Innovationsgeschichte

Blicken wir wieder zurück: In den späten 80er Jahren, als der Entwurf des ursprünglichen Südturms als Stahlrahmenkonstruktion und vor Ort gegossenem Stahlbetonkern feststand, stand ArcelorMittal kurz vor der Markteinführung seines neuen hochfesten, niedriglegierten HISTAR®-Stahls, der ein Luxemburg produziert werden sollte. Diese neue, innovative Stahlsorte für Walzprofile konnte nach langen Jahren gemeinsamer Forschung und Entwicklungsarbeit von ArcelorMittal und dem Centre de Recherches Métallurgiques (CRM) endlich Realität werden. Der Zeitpunkt für das Bay Adelaide Center war ideal, da es kurz vor dem Materialkauf stand. Also präsentierte das Stahlbauunternehmen, mit der technischen Unterstützung von ArcelorMittal, ein Konzept für den Südturm mit Walzprofilen aus HISTAR® Güte 450 MPa (65 ksi) und wies eine Gesamtgewichteinsparung von rund 25% nach, wenn das Material für Stützenprofile und schwere Träger eingesetzt wird. Dank dieser Gewichteinsparung, dem attraktiven Preis und einem Lieferplan, der dem Projekt entsprach, wurde es schnell vom Bauherrn genehmigt.

HISTAR® war anders als alle auf dem Markt erhältlichen Baustähle, da seine Herstellung auf einem bestimmten Verfahren beruhte: mit einer Inline-Wärmebehandlung QST (Quenching and Self-Tempering- Abschrecken und Selbstanlassen) wurden Walzprofile (und werden das heute noch) gezielt abgekühlt und kontrolliert wieder erwärmt. Im QST-Prozess werden die Stahlprofile außen kurz mit kaltem Wasser abgeschreckt, in ihrem Inneren bleiben sie aber heiß genug, um sich von selbst wieder auf eine Temperatur von 600º C (1100 Grad Fahrenheit) aufzuheizen. Dieses kontrollierte Abschrecken und Selbstanlassen wirkt sich positiv auf die Mikrostruktur des Materials auf und ermöglicht die Entstehung eines Feinkornstahls mit hoher Festigkeit, guter Zähigkeit und sehr guten Schweißeigenschaften.

Die Einführung des QST-Prozesses für Profilstahl war bahnbrechend für die Stahlherstellung und seine Verfügbarkeit ermöglichte es Tragwerksplanern, in ihren Entwürfen von effizienten Konstruktionen bis an die Grenzen zu gehen. In den 80er Jahren bedeutete die Neuheit dieses Materials allerdings auch, dass es noch nicht formal in das Normenwerk aufgenommen war, weder von der Canadian Standards Association, dem Material Committee, noch dem ASTM Standard Committee. Nach vier Wochen gründlicher Untersuchung des Tragwerkentwurfs und Testen des Materials hatte das Planungsteam jedoch genug Informationen gesammelt, um das Material verifizieren zu können und kam zu dem Schluss, dass HISTAR®-Stahl eine machbare Alternative für das Projekt (dem eigentlichen Südturm) darstellte.

1989 wurde der Stahl für die ersten zehn Geschosse gekauft, gewalzt, geliefert und gefertigt, doch dann kam es zum Baustopp im Januar 1991, was diesem innovativen Projekt ein Ende setzte.

Als dem Bay Adelaide Centre-Projekt 2005 wieder Leben eingehaucht wurde, war diese umfangreiche und detaillierte Analyse, in die der leitende Bauingenieur bereits in den 80er Jahren involviert war, ausschlaggebend dafür, dass HISTAR® im Tragwerkskonzept des Bay Adelaide West-Gebäudes eingeplant wurde. Es gab jedoch eine erhebliche Erleichterung bei der Spezifizierung des Materials, da ArcelorMittal 1993 die Aufnahme von HISTAR® in die ASTM A913-Norm erreicht hatte. Bay Adelaide West wurde mit mehr als 1.900 Tonnen Güte 450 (65) - Stahl gebaut.