One Bloor West: The distinctive structure is an outstanding addition to Toronto’s skyline.

One Bloor West: Kanadas erstes Superhochhaus mit HISTAR®

Der Stahl HISTAR® A913 von ArcelorMittal spielte eine zentrale Rolle bei der Verwirklichung dieses Projekts.

Ein Blickfang in der Skyline von Toronto

One Bloor West befindet sich an der Bloor Street West 1 in Toronto, Kanada, an einer der bekanntesten Kreuzungen des Landes in der Nähe der verkehrsreichsten U-Bahn-Station der Stadt. Aus diesem Grund sah der Planungsauftrag einen großzügigen Einzelhandelsbereich ohne Stützen im Inneren und an den Ecken des Gebäudes vor, um die hohe Besucherfrequenz zu nutzen. Das Projektteam hatte die Vision, mit diesem Bauwerk das höchste Gebäude Kanadas zu errichten und somit diesen ikonischen Standort zu vervollständigen.

Die unverwechselbare Konstruktion wertet das architektonische Profil der Stadt auf und ist eine Bereicherung in der Skyline von Toronto. Dieses „Superhochhaus“ („supertall building“, definiert als Wolkenkratzer mit mehr als 300 m Höhe) ist in erster Linie ein Wohnturm, umfasst aber auch Hoteletagen, die sich über hochwertigen Einzelhandels- und Veranstaltungsflächen befinden.

Konstruktionsoptimierung mit Stahl

Ursprünglich war das von dem international renommierten Architekturbüro Foster + Partners entworfene Bauwerk als fast 380 Meter hohes Gebäude mit einem Seitenverhältnis von 18:1 und einem diagonalen Stahl-Exoskelett konzipiert. Aufgrund bestimmter Herausforderungen mussten jedoch Änderungen vorgenommen werden.

Es wurden verschiedene Höhen, Formen, Seitenverhältnisse und Tragwerkssysteme untersucht. Zwar wurde zunächst ein externes, diagonales Stahltragwerk bevorzugt, für den Markt in Toronto erachtete man es jedoch als zu kostspielig. Ein vollständig aus Beton bestehendes System konnte keinen stützenfreien Einzelhandelsbereich im Gebäudesockel realisieren, weshalb man sich für eine Verbundkonstruktion entschied.

Der endgültige Entwurf sieht einen 85-stöckigen, quadratischen Turm vor, der zur Reduzierung der Windlasten optimiert wurde. Im Gegensatz zu den meisten Hochhäusern in Toronto, die herkömmliche Betonsysteme mit Betondecken und zentralen Kernen verwenden, werden die Lasten oberhalb der Einzelhandelsflächen bei One Bloor West auf große, geneigte Stahlträger übertragen. Diese ruhen auf enormen Verbundstützen aus Beton und Stahl im Erdgeschoss. Dadurch entfiel die Notwendigkeit von Stützen im Innenbereich oder einem Betonkern im Einzelhandelsbereich.

Speziell entworfene Stahlknoten für die Lastabtragung

Bei der Lastabtragung musste berücksichtigt werden, wie die Knoten für Bauteile gestaltet werden sollten, die großen Zugkräften in mehrere Richtungen ausgesetzt sind. Diese Kräfte sind mit einer typischen Verbundplatte aufgrund der kombinierten Druck-, lokalen Biege- und bidirektionalen Zugkräfte nur schwer zu erreichen. Die scheinbar einfache Lösung bestand darin, alle Elemente mit großen, massiven Stahlknoten zu verbinden. Es ist jedoch schwierig, diese Profile zu fertigen und gleichzeitig vollständige Durchlaufeigenschaften, Schweißbarkeit und eine hohe Festigkeit (450 MPa) zu gewährleisten.

Den Ingenieuren gelang es, Knoten zu entwickeln, die alle Konstruktionskriterien erfüllten und dennoch für die Fertigung und Montage vor Ort geeignet waren. Diese warmgeschmiedeten, speziell konstruierten und gegossenen Blöcke wurden mit hochfesten HISTAR®-ASTM-A913-Stahlprofilen (65 ksi, 450 MPa) von ArcelorMittal kombiniert, um Knotenpunkte und Profile zu schaffen, die vor Ort vollständig vorgefertigt montiert werden konnten. Die fertigen Knoten und Träger wogen zwischen 30 und 50 Tonnen.

Der HISTAR® A913-Stahl von ArcelorMittal erfüllte die Festigkeitsanforderungen und die geringeren Profilabmessungen reduzierten die Kranlasten. Es handelt sich dabei um einen hochfesten, niedriglegierten Stahl, der aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und wirtschaftlichen Vorteile häufig im Hochbau verwendet wird. Seine außergewöhnliche Streckgrenze in Verbindung mit hoher Duktilität ermöglicht schlankere und leichtere Bauteile ohne Einbußen bei Sicherheit oder Leistung. Dadurch wird der Materialverbrauch reduziert und die Effizienz gesteigert.

Verbund-Megastützen

Von der Ebene P2 bis zur Ebene 9 sind die Megastützen in Verbundbauweise ausgeführt. Dadurch wird einerseits die Festigkeit optimiert und Platz gespart, andererseits werden die Verbindungen zu den Stahl-Megastreben erleichtert. Verbund-Megastützen sind vertikale Tragwerkssysteme, die aus mehr als einem warmgewalzten Stahlprofil, Längsbewehrung und in Beton eingebetteten Verbindungselementen bestehen. Sie sind erheblichen vertikalen Lasten und sekundären Biegemomenten ausgesetzt.

Hinsichtlich ihres Tragverhaltens, ihrer Kosten und ihrer Ausführbarkeit stellen Verbund-Megastützen eine praktische Lösung für die Konstruktion hoher Gebäude, einschließlich so genannter Superhochhäusern, dar.

Aufgrund der Höhe des One Bloor West mussten die Streben und Megastützen sehr biegesteif sein und gleichzeitig eine ausreichende Tragfähigkeit gewährleisten, um großen Lasten standzuhalten.

Um diese Festigkeit zu erreichen, kamen neben Hochleistungsbeton auch Stahl und Bewehrungsstahl zum Einsatz. Dazu gehörten Bewehrungsstahl der Güteklasse 500, Baustahl der Güteklasse 450 sowie selbstverdichtender Beton mit einer Druckfestigkeit von 75 MPa. Die Verwendung von warmgewalzten HISTAR®-Stahlprofilen und die Konstruktion von Verbund-Megastützen waren zum Zeitpunkt der Planung vollkommen neuartig.

Der innovative Produktionsprozess von HISTAR® gewährleistet eine gleichbleibende Qualität und bessere Schweißbarkeit, wodurch sich der Stahl ideal für komplexe Konstruktionen wie Verbund-Megastützen eignet. Durch die Verwendung dieser Profile konnte ein heller und weitläufiger Raum geschaffen werden, der ein wesentliches Merkmal des architektonischen Entwurfs ist.

One Bloor West ist ein Beispiel dafür, was erreicht werden kann, wenn ein starkes technisches Design eine kühne Architektur, die auf der Philosophie „Form folgt Funktion” basiert, unterstützt und ergänzt.

Die Fertigstellung des Projekts ist für das Jahr 2028 geplant.