Auf diesem Gebiet verfügt Prof. Waldmann über einen großen Erfahrungsschatz, da sie bereits in Zusammenarbeit mit Industriepartnern Bemessungskonzepte zu folgenden Themen entwickelt hat:
- Bemessung und Bemessungskonzept zur Beschreibung der Tragfähigkeit von Flachdecken auf Basis von faserbewehrtem Beton ohne zusätzliche Bewehrung;
- Bemessung und Bemessungskonzept zur Beschreibung der Tragfähigkeit von Verbundblechprofilplatten auf Basis von Holzspanleichtbeton;
- Bemessung und Bemessungskonzept zur Beschreibung der Tragfähigkeit von Leichtmauersteinen;
- Bemessung und Bemessungskonzept zur Beschreibung des Tragverhaltens von trocken gestapelten Mauersteinen;
- Bemessungskonzept zur Vermeidung von Rissbildung in Sichtestrichen auf Basis von Hybridfaserbeton;
- Entwurfskonzept für Putz aus Waben und zementhaltigem oder tonhaltigem oder geopolymerem Material.
Dann interessiert sich Prof. Waldmann für innovative Bewehrungskonzepte. Hier ist z.B. ein Forschungsprojekt in Zusammenarbeit mit dem Stahlhersteller ArcelorMittal zu nennen, bei dem die Tragfähigkeit von Flachdecken bei Verwendung einer Betonmischung mit 100 kg/m3 Stahlfasern als einziger Bewehrung untersucht wurde. Ziel dieser Untersuchung war die Analyse des Tragverhaltens von Flachdecken mit nur Stahlfasern als Bewehrung unter symmetrischer Belastung um die Säule. Darüber hinaus wurde der Einfluss unterschiedlicher Plattendicken auf das Tragverhalten untersucht. Kernaspekte waren die Untersuchung der Faserverteilung und -orientierung in großformatigen Stahlfaserbetonelementen mit zunehmender Elementhöhe mittels experimenteller Versuche einschließlich eines Vergleichs mit einer analytischen Analyse nach der Fließlinientheorie. Abschließend wurde ein Bemessungsvorschlag für eine praktische Anwendung einer solchen Stahlfaserbewehrung abgeleitet.
Im Rahmen der Ganzheitlichen Planung und Gestaltung von Bauwerken konzentriert sich Prof. Waldmann auf die Entwicklung ressourcen- und energieeffizienter, anpassungsfähiger Gebäudekonzepte für mehrgeschossige Bauten. Prof. Waldmann ist zuversichtlich, dass dies durch die Entwicklung wiederverwendbarer, vorgefertigter, standardisierter, modularer Elemente oder Bauteile erreicht werden kann, die eine zerstörungsfreie De- und Remontage als Reaktion auf sich ändernde bauliche Anforderungen, Revitalisierung oder Rückbau ermöglichen, ohne die generellen Gestaltungsmöglichkeiten zu reduzieren. Das Ziel ist nicht, standardisierte Gebäude zu schaffen, sondern standardisierte, vorgefertigte, vereinfachte, wiederverwendbare und weniger komplexe Komponenten, die weniger Wartungs- und Reparaturaufwand erfordern. Dabei muss die gesamte Lebensdauer der Bauelemente berücksichtigt werden.
Als Beispiel kann das Projekt Eco-Construction for Sustainable Development ECON4SD angeführt werden. Dieses Projekt sieht vor, Gebäude auf einen zukünftigen Rückbau vorzubereiten, was nur erreicht werden kann, wenn die Konstruktion bereits in der Planungsphase entsprechend angepasst wird. Das Projekt ECON4SD zielt darauf ab, vorgefertigte modulare Bauelemente zu entwickeln, die eine zerstörungsfreie De- und Remontage ermöglichen, um auf veränderte strukturelle Anforderungen, Revitalisierung oder Rückbau zu reagieren, wobei der Schwerpunkt auf Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Aufrüstbarkeit mit lösbaren Verbindungen liegt. Die kollaborative Forschung, an der 6 Kollegen, 6 Doktoranden und 1 PostDoc aus verschiedenen Bereichen beteiligt sind, umfasst Aspekte der Architektur, des Bauingenieurwesens, der Computermodellierung, der technischen Anlagen, des Energieverbrauchs und der BIM. Prof. Waldmann betreut als PI das gesamte Projekt und leitet darüber hinaus ein Teilprojekt zur Entwicklung einer demontierbaren Holz-Beton-Plattenkonstruktion sowie ein weiteres Teilprojekt zur Entwicklung eines Konzepts für eine Material- und Bauteilbank.
Mit der gleichen Grundidee entwickelte sie neue Mauerwerkselemente für den Bau von mörtellosen Wänden. Diese Bauelemente werden einfach ineinander gestapelt, ohne dass Mörtel in den horizontalen Fugen benötigt wird. Neben der Entwicklung des Blockaufbaus lag der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Forschung auf der Analyse der Kontakteigenschaften der Zwischenfugen dieses trocken gestapelten Systems. Für diese Ergebnisse wurde die Arbeit von der in London ansässigen International Masonry Society international als beste Doktorarbeit des Jahres 2015 ausgezeichnet.
Das Konzept profitiert davon, dass sich die Bauzeit der Wände bereits durch die einfache Handhabung und Verlegung erheblich verkürzt und auch keine Aushärtezeit der Mörtelschichten beachtet werden muss. Der wichtigste Vorteil zeigt sich jedoch beim Rückbau der Wand: Die einzelnen Mauersteine können einfach durch Herausziehen der Mauersteine entfernt werden, was die Rückbauzeit ebenfalls verkürzt. Diese unbeschädigten Steine können dann problemlos wiederverwendet werden.
