Herkulesbauwerk – Gewölbe

Projektbeschreibung

Baubeschreibung:
Das Herkulesbauwerk wurde im Auftrag von Landgraf Karl durch Giovanni Franceso Guerniero errichtet. Als Baustoff wurde der nordhessische Tuffstein verwendet. Das monumentale allegorische Bauwerk auf dem Bergrücken vom Bergpark Wilhelmshöhe am Westrand der Stadt Kassel wird von der kupfernen Herkulesstatue gekrönt. Die 300 jährige Geschichte ist von Beginn an geprägt von Verstärkungen, Teileinstürzen und Instandsetzungen. Häufige Instandsetzungen: Sehr verwitterungsanfälliger Tuffstein, nicht ausreichend mauerwerksgerechte Konstruktion, Schwierige Gründungssituation, Nachträgliche Entwurfsänderung, keine kontinuierliche Wartung

Als weitere konstruktive Hauptmängel sind die zu geringen tragenden Wandquerschnitte und der ungeschickte Entwurf zu nennen, der dazu führt, dass tragende Wände und Pfeiler teilweise auf Gewölben oder Bögen ablasten. Die Verwendung von mehrschaligem Mauerwerk, das aufgrund fehlender Bindersteine nicht mit der gesamten Wandstärke trägt, führt zu gering tragenden Wandquerschnitten und einem fehlendem Lastschluss. Der Horizontal Schub der Gewölbe kann so nicht weiter geleitet werden, zudem waren in den Tonnen-gewölben im zweiten Obergeschoss keine Zuganker vorgesehen wodurch der Gewölbeschub nicht geschlossen wurde. Die dadurch extrem erhöhte Belastung auf das Bauwerk, insbesondere an den Stützen und dem Mauerwerk, führte zu erhebliche Schiefstellungen nach außen.

Die Gewölbekonstruktionen des Bauwerkes können wie folgt beschrieben werden: 2.OG : Tonnengewölbe 1.OG : Kreuzgewölbe EG : Kreuzkuppelgewölbe über der Hofgrotte Ellipsoidgewölbe über der Außengrotte Tonnengewölbe über den Nebenräumen der Außengrotte

Die Instandsetzung sieht ein zweistufiges Konzept vor: Einbau eins Speichenrades, bei dem die auf die Stützen jeweils nach außen wirkenden Horizontalkräfte durch Zugbänder zwischen den Innen- und Außenstützen kurzgeschlossen werden. So werden die Schnittgrößen in den Stützen reduziert. Die Stützen werden am Fuß des 2. OG durch eine Stahlbetonscheibe gefasst, was einem zusätzlichen horizontalen Lager entspricht. Innenhofseitig wird der Scheibenrand als Druckring ausgebildet. So wird für die Innenstützen die Knicklänge auf etwa die Hälfte reduziert und die horizontalen Auslenkungen verringert. Die Scheibe dient zusätzlich als Abdichtungsebene mit bestimmbarem Gefälle.