Estádio Jornalista Mário Filho

Die Randbedingungen für den Dachentwurf waren die neue erforderliche Dachtiefe von fast 70 Metern und die weitere Nutzung der denkmalgeschützten Beton-Unterkonstruktion für die Abtragung der Lasten aus dem Dach. Letztere bestand nach dem Abriss des alten Stahlbetondaches aus den dominanten Gebäude- und Fassadenstützen, sowie einem umlaufenden Ringbalken in Traufhöhe.

Um das äußere Erscheinungsbild des ursprünglichen Stadions so wenig wie möglich zu verändern, sollte sich die Dachkonstruktion am äußeren Rand niedrig zeigen und die Dachform insgesamt flach über der Stadionschüssel schweben. Erreicht wurde dies mit dem Entwurf eines Ringseildaches, welcher dem Konstruktionsprinzip eines Speichenrades folgt. Dabei bildet ein Kombination aus einem umlaufenden äußeren Druckringen und einem vorgespannten Seilnetz aus inneren Zugringen und radialen Verbindungsseilen eine stabile Dachscheibe, die Druck-, Sog- und auch horizontale Lasten abtragen kann.

Für das Estádio Jornalista Mário Filho wurde eine neue Variante dieser Konstruktionsart entwickelt, bei der die obere und untere Radialseilschar ausgehend von einem Druckring bei etwa zwei Dritteln der Dachtiefe von einer Luftstütze auseinandergespreizt werden, um sich am inneren Dachrand wieder zu treffen. Somit entstehen „drachenförmige“ Seilbinder mit einem Druckring und drei Zugringen als Eckpunkte. Die obere und untere Seilschar werden mit sogenannten Hängerseilen gegeneinander verspannt, um die Sog- und Druckkräfte in das jeweils aktivierte Tragseil einzuleiten.

Die vorhandene Gebäudegeometrie wird auf die Dachkonstruktion übertragen, die 60 Stützenachsen bilden die Grundgeometrie für ebenfalls 60 Dachachsen (Radialseilbinder). Entsprechend den Grundprinzipien des Ringseildaches ist der Verlauf der Ringseile im Grundriss affin zum Druckring, es ergibt sich somit bei einer konstanten Dachtiefe von 68 m eine Innenöffnung von 160 x 122 m. Die Spreizung der Radialseile, d. h. die Höhe der Luftstütze ist konstant und beträgt 13,5 m.

Die Luftstützen sind in der Ansicht wie die Radialseile aufgespreizt, sodass sie den umlaufenden Wartungslaufsteg aufnehmen können, auf dem die gesamte technische Ausrüstung des Daches, das Flutlicht, die Tribünen- und Effekt-Beleuchtung und die Beschallung einschließlich der gesamten Leitungsführung, untergebracht ist. Alle Laufstege wurden sorgfältig detailliert und die technische Ausrüstung im Detail eingeplant um die Laufstege insgesamt in ihrer Erscheinung im Vordergrund der Dachfläche zurückzunehmen.

Die Eindeckung des Daches erfolgt mit einer textilen Membrane, welche zwischen die oberen Radialseile gespannt wird. Um der Membranfläche die zur Stabilität erforderliche doppelte Krümmung zu verleihen, befindet sich jeweils in der Mitte der 60 Dachfelder ein zusätzliches, formgebendes, radial verlaufendes Kehlseil, welches die Membrane entgegen dem Verlauf der Haupt-Radialseile nach unten spannt. Das Kehlseil wird hierzu in der Achse der Luftstützen nach unten gegen den unteren Zugring abgespannt, wodurch an dieser Stelle Tiefpunkte in der Dachfläche entstehen. Insgesamt bildet die Membranhaut damit ein Faltwerk zwischen Hoch- und Tiefpunkten.

Die Montage des Seiltragwerks erfordert im Vorfeld eine rechnerische Verifizierung aller Einzelschritte, sowie ein hohes Maß an Erfahrung im Umgang mit den hochfesten Seilen und den entsprechenden Hebewerkzeugen. Die Herausforderungen bei der Dachkonstruktion für Maracanã liegen zum einen im Umstand, dass eine Konstruktion mit drei Ringseilen gleichzeitig gehoben wird, zum anderen werden die einzelnen Spannschritte (Heben der oberen Radialseile, Spannen der unteren Radialseile) mit derselben Konfiguration der Litzenheber durchgeführt, ohne dass letztere zwischenzeitlich umgesetzt werden müssen.

Fazit: Die neue Dachkonstruktion für das Estádio Jornalista Mário Filho ist als Leichtbaukonstruktion nicht nur eine wirtschaftliche Lösung für die gestellte Aufgabe, sondern sie geht auch sehr behutsam mit dem ursprünglichen Gebäude und seiner Bedeutung um. Unaufdringlich flach überspannt sie das Stadion und nimmt durch die leicht gefaltete Form die radiale Akzentuierung der Kragträger des früheren Daches auf.