Gitterschale

Eine Gitterschale ist ein gekrümmtes Trägerrostsystem und somit ein zweiachsig tragendes, zumeist grossflächiges und stützenfreies Tragwerk. Sie dient dazu, grosse Spannweiten zu überbrücken und eine freie Innenraumgestaltung zu ermöglichen. Allfällige Geschossdecken benötigen ein von der Gitterschale unabhängiges Tragwerk.

Die Lastabtragung einer Schale geschieht durch Normal- und Schubkräfte, nicht aber durch Biegekräfte. Um die Biegebeanspruchung zu vermeiden, ist beim Entwurf von Schalen ein besonderes Augenmerk auf die Geometrie, die Lastverteilung und die Lagerbedingungen zu legen. Die Gitterschale ist als Stabwerk eine Sonderform des sonst flächig ausgeformten Schalentragwerks und meist ein sehr harmonisches, ästhetisches Tragwerk, da sich ihre Form logisch aus dem Kraftfluss heraus entwickelt. Durch die Vielzahl an Knotenpunkten entsteht eine gleichmässige Belastung der einzelnen Stäbe durch Normal- und Schubkräfte, womit relativ geringe Stabquerschnitte und somit ein geringer Materialverbrauch möglich werden. Die Knoten der Gitterschale können gelenkig oder biegesteif ausgebildet sein, wobei der Gelenkknoten aus übereinanderliegenden Trägern, mittels ein- oder beidseitigem Einschnitt oder in Brettstapelbauweise konstruiert sein kann. Bei biegesteifen Knoten befinden sich beide Trägerlagen in der gleichen Ebene. Hier werden zumeist Stahlteile für die Anschlüsse eingesetzt.

Erste Gitterschalentragwerke im deutschsprachigen Raum sind die sogenannte Schwedlerkuppel von 1893 und die Zollbauweise beziehungsweise das Zollingerdach, das in den 1920er-Jahren entwickelt wurde. Den Durchbruch brachte die Mannheimer Multihalle aus dem Jahre 1975 von Frei Otto und Carl Friedrich Mutschler. Heute unterstützten digitale Planungsinstrumente die statische Berechnung und die Herstellung von Gitterschalen in Holz.