Leicht Bauen mit Beton

DFG Schwerpunktprogramm 1542 Leicht bauen mit Beton: Grundlagen zur Entwicklung adaptiver Schalungssysteme für frei geformte Betonbauteile

Motivation und Ziel

Das DFG Schwerpunktprogramm 1542 wurde initiiert um einen Paradigmenwechsel im konstruktiven Betonbau hervorzurufen und der Baukultur neue Impulse zu geben. Es sollen die Grundlagen entwickelt werden um ästhetische, filigrane und somit auch materialoptimierte Bauwerke öfters zu bauen.

In der Regel wurden und werden Betonbauwerke als massige und eher unästhetische Bauwerke entworfen und gebaut. Umgangssprachlich werden derartig Bauwerke als „Betonklötze“ bezeichnet. Dieser Umstand verleiht der Betonbauweise ein eher negatives und plumpes Image. In der Vergangenheit haben aber Ausnahmen deutlich gezeigt, was für ästhetische und leichte Tragwerke mit Beton hergestellt werden können. Man denke nur an die Schalentragwerke des Schweizer Bauingenieurs Heinz Isler, an das Opernhaus von Sydney und an das Dachtragwerk des Restautante Florante Submarino in Valencia (siehe Abb.2) des Architekten und Bauingenieurs Santiago Calatrava. Diese Bauwerke zeigen das leichte und ästhetische Bauwerke mit Beton gebaut werden können, wenn man die Konstruktion so entwirft das man die günstigen Materialeigenschaften von Beton optimal ausnutzt. Insgesamt wurden 16 Einzel- und Gemeinschaftsanträge von verschiedenen Antragsstellern bewilligt. Die Antragssteller sind Bauingenieure, Architekten, Maschinenbauer, Mathematiker und Physiker. Die Antragssteller und Projektbearbeiter treffen sich halbjährlich um ihre gewonnenen Forschungserkenntnisse vorzustellen und sich gegenseitig auszutauschen um das große Ziel „Leicht bauen mit Beton“ optimal voranzutreiben. Detailliertere Informationen finden sie auf der eigenen Homepage des DFG Schwerpunktprogramm 1542.

Der Gemeinschaftsantrag des Fachgebiet Massivbau zum Thema: „Grundlagen zur Entwicklung adaptiver Schalungssysteme für frei geformte Betonbauteile“ wurde gemeinsam mit dem Architekt und Bionik Experten Herrn Prof. U. Knaack von der TU Delft gestellt.

Der Projektverlauf und die neusten Froschnungerkenntnisse werden auf der Projektseite Adaptive Schalungen der Homepage des SPP 1542 „Leicht bauen mit Beton“ aufgeführt.

  • Abb. 1: Beton-Schalungskonstruktion des Baustelle Restaurante Florante Submarino, Valencia
  • Abb. 2: Beton-Schalenkonstruktion des Restaurante Florante Submarino,Valencia

Details zum Forschungsvorhaben

Derartige Beton-Konstruktionen wie das in Abb.2 dargestellte Schalentragwerk Restaurante Florante Submarino in Valencia sind im baulichen Alltag eher die Ausnahme. Dieser Umstand resultiert unter anderem daher, dass die Schalungskonstruktionen Unikate sind, die extra für das jeweilige Bauvorhaben erstellt werden, nur für dieses verwendet werden können und dadurch die Herstellung von frei geformten Beton-Konstruktionen aufwendig und kostenintensiv machen.

Um diesen Zustand zu ändern erforscht das FG Massivbau gemeinsam mit dem Team von Herrn Prof. U. Knaack die Grundlagen zur Entwicklung adaptiver Schalungssysteme für frei geformte Betonbauteile.

Innerhalb dieses Gemeinschaftsforschungsvorhabens erforscht das FG Massivbau den Frischbetondruck auf geneigte und gekrümmte Schalungssysteme. Dieser Bereich ist weltweit noch weitestgehend unerforscht. Das Institut für Massivbau ist seit 2001 in dem Forschungsbereich des Frischbetondrucks tätig und besitzt daher eine ausgewiesene Expertise. Unter anderem sind umfangreich nummerische Untersuchungen, Kleinkörperversuch und Großversuche geplant.

Herr Prof. U. Knaack ist ein ausgewiesener Experte auf dem Gebiet der Bionik im Entwurf von frei geformten Strukturen sowohl im Bereich von Kunststoffen als auch im Bereich der faserbewehrten Betone. Herr Prof. Knaack wird geeignete Materialien und Herstellungsverfahren für neuartige Schalungssysteme identifizieren, welche verschiedene frei Formen aufnehmen können, dem Frischbetondruck wiederstehen und wiederverwendet werden können.