Förderphase 1

2014

Arbeitstreffen 2014 in Dresden

Abschluss der Förderphase 1 und Auftakt für die nächsten drei Jahre

Silke Scheerer | 22.10.2014

Gruppenbild SPP-Treffen 2014 — SPPler beim Arbeitstreffen im Herbst 2014 in Dresden

Nach nunmehr drei Jahren Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG fand vom 29. September bis zum 1. Oktober 2014 das jährliche Arbeitstreffen des SPP 1542 statt. Gastgeber war das Institut für Massivbau der TU Dresden, dem auch die Koordination des Programms obliegt. Neben den Forschern aus den Projekten konnten wir als Vertreter der DFG Dr. Holger Eggemann begrüßen, der bei der Veranstaltung einen umfassenden Überblick über Forschung und Zusammenarbeit im SPP gewinnen konnte. Die drei Tage waren geprägt vom intensiven Erfahrungsaustausch. In den Vorträgen aus den einzelnen Projekten wurde einerseits die geleistete Forschungsarbeit zusammengefasst und andererseits ein Ausblick auf das nun Geplante gegeben. Ausführlich stellten sich auch die Projekte im SPP vor, die nun neu in der zweiten Förderphase beginnen und die demnächst auf dieser Homepage zu finden sein werden. Auf große Resonanz stieß auch der Vortrag von Prof. Jan Knippers (Universität Stuttgart), der uns die Idee des kürzlich bewilligten SFB TR 144 nahe brachte.

Wettbewerbserfolg für die TU Kaiserslautern

Sören Müller | 23.06.2014

Vom 11. bis 13. Juni 2014 fand in Oslo erstmalig die Concrete Innovation Conference (CIC) statt. Ausgerichtet wurde sie vom norwegischen Betonverein (Norwegian Concrete Association). An der Konferenz nahmen 185 Wissenschaftler aus 34 Ländern teil. Beim im Rahmen der Konferenz stattfindenden Concrete Innovation Contest platzierte die Jury den gemeinsamen Wettbewerbsbeitrag der Fachgebiete Massivbau der TU Kaiserslautern und der Ruhr-Universität Bochum (Parabolrinnen aus Hochleistungsbeton für Solarkraftwerke) unter den besten elf.

Architekturpreis Beton 2014

Weinberghaus mit gesonderter Anerkennung ausgezeichnet

Sebastian Oster | 18.06.2014

40 Jahre nach seiner erstmaligen Stiftung 1974 wird der Architekturpreis Beton in diesem Jahr zum 19. Mal verliehen. Ausgelobt durch das Informationszentrum Beton in Kooperation mit dem Bund Deutscher Architekten BDA zeichnet der Preis herausragende Leistungen der Architektur und Ingenieurbaukunst aus, deren Qualität von den gestalterischen, konstruktiven und technologischen Möglichkeiten des Baustoffs Beton geprägt ist.

Die Jury vergab jetzt vier Preise, vier Anerkennungen und eine gesonderte Anerkennung. Die gesonderte Anerkennung errang das 2011 in Zusammenarbeit der Fachbereiche Architektur und Bauingenieurwesen der TU Kaiserslautern in Wörrstadt bei Mainz aus Hochleistungsbeton errichtete Weinberghaus.

In der Jurybegründung heißt es: „… Im Mittelpunkt der Betrachtung stand bei dem Projekt von Beginn an die Frage nach der materiellen Fügung von Boden, Wand und Dach. Die charakteristischen Eigenschaften des eingesetzten Hochleistungsbetons - ein hochfester, selbstverdichtender, mikrobewehrter Feinkornbeton-, wie hohe Festigkeit, hohe Dichte und hohe Fließfähigkeit ermöglichten schließlich lediglich 3 cm dicke Fertigteile für Wand und Dach, die ohne sichtbare Konstruktionsdetails gefügt wurden. Dadurch wirkt das Gebäude trotz der Verwendung des eigentlich 'schweren' Baustoffes Beton auf eigentümliche Weise entmaterialisiert. Das Projekt zeigt in beispielhafter Weise, wie aktuelle Entwicklungen der Betonforschung neue konstruktive und architektonische Möglichkeiten eröffnen. …“

Die Preisverleihung findet am 10. September 2014 im Museum Küppersmühle für Moderne Kunst in Duisburg statt.

Gradientenbeton demnächst bei ARTE

Michael Herrmann | 02.06.2014

Portal mit Hexapod zum automatisierten Herstellen von Gradientenbeton

Neben dem Entwurf und der Berechnung stellt die automatisierte Herstellung gradierter Betonbauteile einen Schwerpunkt des Forschungsvorhabens "Optimalstrukturen aus funktional gradiertem Beton" dar. In der Arte-Reportage “Architektur und das Wetter“ wird der im Projekt entwickelte Mehrachsmanipulator bei einem seiner ersten Einsätze zu sehen sein. Das Forschungsprojekt wird in einer interdisziplinären Kooperation der Institute für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren (ILEK), für Systemdynamik (ISYS) und für Werkstoffe im Bauwesen (IWB) der Universität Stuttgart bearbeitet und ist Teil des Schwerpunktprogramms 1542 "Leicht Bauen mit Beton". Die Sendung soll im Sommer 2014 ausgestrahlt werden.

Demontierbare Raumzellen aus Hochleistungsbeton

Kaiserlauterer Bauingenieure des SPP und Architekten stellen gemeinsame Idee vor

Sören Müller | 20.05.2014

Raumzelle Erstes Modell im Maßstab 1:1 — Erstes Modell im Maßstab 1:1

An der TU Kaiserslautern entwickeln Architekten und am SPP 1542 beteiligte Bauingenieure in einem gemeinsamen Projekt demontierbare Raumzellen aus Hochleistungsbeton. Die nach dem Baukastenprinzip gestalteten Module sind vielfältig einsetzbar, beispielsweise als Notunterkünfte in Krisengebieten, aber auch als Pavillons oder Ausstellungsräume für den innerstädtischen Bereich. An einem ersten 1:1-Modell wurde jetzt die Montagetauglichkeit der Verbindungsknoten demonstriert. Zum Projektabschluss soll ein Prototyp als Übernachtungsquartier am pfälzischen Teil des Jakobsweges aufgebaut und genutzt werden.

Arbeitsgruppentreffen in Stuttgart

Am Donnerstag, 10. April 2014, fand das zweite Arbeitsgruppentreffen des SPP 1542 am ILEK in Stuttgart statt.

Silke Scheerer | 16.04.2014

Stuttgart Smart Shell — Nicht nur Beton ist gut für leistungsfähige Tragwerke, was Prof. Sawodny und sein Team anhand der Smart Shell eindrucksvoll demonstriert.

In Stuttgart trafen sich alle die Teilprojekte, die eher experimentell ausgerichtet sind bzw. die ein Dabeisein in Bochum nicht ermöglichen konnten. Prof. Sobek und Dr. Haase vom ILEK begrüßten alle Teilnehmer sehr herzlich. Dann stand ein umfangreiches Programm mit insgesamt 11 Vorträgen aus den Teilprojekten an, welches durch angeregte Diskussionen bereichert wurde. Nachmittags führten uns Prof. Sawodny und sein Team die Stuttgarter Smart Shell vor - das erste adaptive Schalentragwerk der Welt -, die unmittelbar neben der Zeltkonstruktion von Frei Otto & Rolf Gudbrod, in dem sich das ILEK befindet, aufgebaut ist. Das schöne Wetter und die liebevolle Versorgung aller Teilnehmer in den Pausen rundeten das AG-Treffen ab, welches bestimmt allen Teilnehmern in sehr guter Erinnerung bleiben wird.

SPP 1542 – Arbeitsgruppentreffen in Bochum

Am Freitag, 4. April 2014, fand ein Arbeitsgruppentreffen des Schwerpunktprogramms 1542 „Leicht Bauen mit Beton“ zur theoretischen Methodik der Teilprojekte am Lehrstuhl für Massivbau der Ruhr-Universität Bochum statt.

Patrick Forman | 16.05.2014

Das Treffen, in dem die Teilnehmer ihren aktuellen Stand der Projekte darstellten, wurde durch einen Impulsvortrag von Herrn Dr.-Ing. Steffen Freitag (Lehrstuhl für Statik und Dynamik, RUB) zum Thema „Numerische Strukturberechnung mit polymorphen Unschärfemodellen“ eröffnet, der auch bei nicht SPP-zugehörigen Teilnehmern großen Anklang fand. In seinem Vortrag stellte Herr Dr.-Ing Freitag sowohl theoretische Grundlagen von stochastischen und Fuzzy-Methoden dar, als auch ihre Verbindung untereinander, um Unschärfe beziehungsweise Unschärfemodelle fuzzy-probabilistisch aufzuarbeiten. Strukturmechanische Beispiele aus aktuellen Forschungsarbeiten zeigten praktische Anwendungsmöglichkeiten auf.

Im Anschluss berichteten die Teilnehmer des SPPs aus ihren Teilprojekten über Fortschritte. Aktuelle Herausforderungen wurden ausgiebig diskutiert und führten im regen Austausch zu neuen Impulsen und Lösungswegen.

2013

Kraftflussoptimiertes Knotenelement aus Beton

Braunschweiger SPP-Forschungsgruppe stellen ihr kraftflussoptimiertes Knotenelement aus Beton in der Architekturausstellung „Anything goes !?! - Die neue Lust am Material in der Architektur" im M:AI Museum für Architektur und Ingenieurkunst NRW aus

Jeldrik Mainka | 26.11.2013

Dass leichte Strukturen aus hochfestem bzw. ultrahochfestem Beton nicht nur effektiv, sondern auch ästhetisch sein können, beweist das Forschungsteam der TU Braunschweig um die Professoren Budelmann und Kloft mit ihrem Beitrag zur Ausstellung im M:AI. Das im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1542 entwickelte leichte Knotenelement für Stabtragwerke aus ultrahochfestem faserverstärktem Beton (UHPFRC) wurde ursprünglich aus rein ingenieurmäßigen Überlegungen entwickelt, zeigt aber auch eindrucksvoll, dass aus dem Ansatz form follows force ohne weiteres ein architektonischer Anspruch abgeleitet werden kann. Neben einer in weißem HPC ausgeführten Kopie des Original-Versuchskörpers aus dem SPP 1542 wird ein Schalungsteil des sich aktuell in Braunschweig in der Entwicklung befindlichen Schalungsverfahren für komplexe frei geformte Betonbauteile auf 100 % recycelbarer Wachbasis vorgestellt. Neben diesen Exponaten wird in der Ausstellung ein frei geformter Betonstuhl aus Textilbeton, welcher im Rahmen eines Studentenprojektes an der TU Braunschweig mit Unterstützung der TU Dresden entstanden ist, ausgestellt. Der Betonstuhl wurde unter Anleitung der Mitarbeiter des ITE von den Studierenden Makdasi, Plumeyer, Sommer und Senff entworfen und hergestellt. Mit den Exponaten erhoffen sich die Braunschweiger Wissenschaftler, dass durch diese Exponate auch bei Architekten die Lust am leichten bauen mit Beton geweckt werden kann und somit der Betonleichtbau nicht nur bei Ingenieuren, sondern in der gesamten Bauwelt eine weite Verbreitung findet.

SPP-Jahrestreffen in Darmstadt

Forscher trafen sich vom 16. bis 18. November zum Erfahrungsaustausch

Silke Scheerer | 22.11.2013

Jahrestreffen Darmstadt — Gruppenbild in Darmstadt

In der vergangenen Woche fand das nunmehr dritte Jahrestreffen des DFG-Schwerpunktprogramms 1542 im Hessischen Staatsarchiv in Darmstadt statt. Das Organisationsteam um Professor Graubner (TU Darmstadt) hatte dieses ehemalige Staatstheater als Tagungsort vorgeschlagen und das nahezu festliche Ambiente trug sicher wesentlich zu den vielen interessanten und inspirierenden Diskussionen bei. Zuerst trafen sich am Mittwochmittag die Doktoranden zum ungezwungenen Erfahrungsaustausch –ein Angebot, was viele gern angenommen haben. Das Fachprogramm eröffnete anschließend Prof. Schnell (TU Kaiserlautern) mit seinem Vortrag über die Möglichkeiten der Computertomografie im Bauwesen. Neben den Berichten aus den Teilprojekten, in denen nach nun reichlich zwei Jahren Bearbeitungszeit beachtliche Ergebnisse präsentiert wurden, wurde die Veranstaltung mit abendlicher Stadtführung, einem Kreativworkshop, einem Vortrag über Fassaden – für beides Danke an Prof. Knaack (HS Ostwestfalen-Lippe) – und mit Gesprächen bis spät in den Abend hinein abgerundet.

Fachzeitschrift zum Leicht Bauen mit Beton

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Beton- und Stahlbetonbau wird über Forschungsprojekte des SPP 1542 berichtet

Silke Scheerer | 05.11.2013

Titelblatt BUST — Tielbild der Leicht-bauen-Ausgabe der BUST

Die Forschung des SPP sichtbar machen ist nicht nur ein Anliegen der Koordinatoren, sondern aller Mitstreiter im SPP. Beleg für die erfolgreiche Arbeit in den Teilprojekten und den regen Austausch untereinander ist das soeben erschienene Novemberheft der Zeitschrift Beton- und Stahlbetonbau, in dem in allen fünf Fachbeiträgen Themen aus dem SPP - teilweise in projektübergreifenden Beiträgen - der Fachöffentlichkeit vorgestellt werden und somit ein Eindruck von der vielschichtigen Forschung im SPP vermittelt werden kann. Zu wünschen wäre, dass die Leser durch die Artikel angeregt werden, sich auch darüber hinaus über das SPP und die TP zu informieren, die nicht explizit vorgestellt werden.

Tag der Optimierung an der Ruhr-Universität Bochum

Am Freitag, 6. September 2013, fand an der Ruhr-Universität Bochum im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1542 „Leicht Bauen mit Beton“ ein Workshop zum Thema Optimierung statt.

Patrick Forman | 04.11.2013

Referenten und Teilnehmer des Optimierungstages in Bochum — Referenten und Teilnehmende des Optimierungstages in Bochum

Den teilnehmenden Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen wurden drei interessante Vorträge hochkarätiger Referenten unter dem Leitmotiv der „(Struktur-)Optimierung“ geboten. Nachdem Prof. Mark alle Anwesenden an der Ruhr-Universität herzlich begrüßt hatte, eröffnete Prof. Hartmann, ebenfalls von der Ruhr Universität Bochum, mit seinem Vortrag über „Simulationsbasierte Strukturoptimierung unter Berücksichtigung der modernen Methoden der Informatik“ und vermittelte einen umfangreichen, auch historischen, Überblick über Methoden und Lösungsstrategien in der Strukturoptimierung. Spezieller wurde es im Vortrag von Prof. Bletzinger von der TU München, der in seinem zweigeteilten Vortrag die Themenbereiche „Mehrkriterienoptimierung“ und „Numerische Formoptimierung von Schalen mit sehr vielen Variablen“ vorstellte, in denen sowohl die Handhabung von Optimierungsprozessen mit gegenläufigen Zielen als auch sehr rechenaufwändige Problemstellungen erläutert wurden. Im abschließenden Vortrag von Prof. Bucher von der TU Wien über „Unsicherheit, Sensitivität und Robustheit in der Strukturoptimierung“ wurden die stochastischen Grundlagen und die Bewertung, ob und wie ein erreichtes Optimum robust ist, nähergebracht. Zum Abschluss erörterten alle Teilnehmer in regen Diskussionen mit den einzelnen Referenten ihre speziellen Problemstellungen am runden Tisch, um konkrete Lösungswege und -strategien für ihre Projekte zu entwickeln.

Kurzbericht

Erfolgreich gefaltet

Aachener Studenten mit SPP-Technologie beim 5. TUDALIT-Architekturwettbewerb ausgezeichnet

Jan Dirk van der Woerd | 22.10.2013

Den TUDALIT-Architekturpreis 2013 erhalten Christiane Bongardt und Michael Kolodzie für ihren Beitrag „Oridome – Das Prinzip der Vielfaltigkeit“. Beide studieren an der RWTH Aachen Bauingenieurwesen im 6. Semester. Im Rahmen ihres Institutspraktikums am Institut für Massivbau (IMB) setzten sich die beiden mit der Origami-Faltkunst und ihrer Anwendung im Massivbau auseinander. Als Ergebnis entwarfen sie eine Faltwerkkuppel und beschrieben ein Konzept für die bauliche Umsetzung. Die dabei angewendete Entwurfs- und Herstellmethodik wurde im Projekt „Dünnwandige Faltwerke aus zementbasierten Verbundwerkstoffen“ entwickelt, das im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Leicht Bauen mit Beton“ am IMB Aachen bearbeitet wird. Die Preisverleihung fand im Rahmen der 5. Anwendertagung Textilbeton am 24.9.2013 in Friedrichshafen statt.

Betonkanuteam der RWTH Aachen mit "The Fouldious"

Neues Herstellverfahren - derzeit an der RWTH Aachen in der Erprobung - mit einem dritten Platz in der Konstruktionswertung belohnt

Jan Dirk van der Woerd | 01.10.2013

Faltboot — Betonkanuteam der RWTH Aachen mit „The Fouldious“

In diesem Jahr fand die 14. Deutsche Betonkanu-Regatta in Nürnberg statt. Daran nahm auch ein Team aus Bauingenieur- und Architekturstudenten der RWTH Aachen bei, welches von den Instituten für Massivbau (IMB) und für Bauforschung (ibac) - beide an der Bauingenieursfakultät beheimatet - und vom Lehrstuhl für Baukonstruktion (Fakultät für Architektur) betreut wurde. Unter dem Motto „The Fast and the Foldious“ entstand neben einem laminierten Rennkanu („The Fast“) auch ein analog zur Origami-Kunst aus einer ebenen Textilbetonplatte gefaltetes Kanu („The Foldious“). Inspiration und technische Unterstützung für das gefaltete Kanu fanden die Studenten im Projekt „Dünnwandige Faltwerke aus zementbasierten Verbundwerkstoffen“, das im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1542 „Leicht Bauen mit Beton“ am IMB bearbeitet wird. Trotz der großen Konkurrenz – es nahmen 81 Boote teil - erreichte „The Foldious“ den dritten Platz in der Konstruktionswertung und einen beachtlichen sechsten Platz in der Wertung ‚Gestaltung’.

Leichtes Bauen mit Beton für Deutschen Nachhaltigkeitspreis 2013 nominiert

Jürgen Schnell | 24.09.2013

Das Bundesforschungsministerium BMBF hat zum zweiten Mal den Forschungspreis „Nachhaltige Entwicklungen“ ausgelobt. Gesucht wurden „Ergebnisse von Spitzenforschung mit hoher Nachhaltigkeitswirkung, die in enger Kooperation mit Anwendern entstanden sind“.

Achtundsechzig deutsche Forschungseinrichtungen aus allen Wissenschaftsdisziplinen haben sich mit konkreten Projekten um den Preis beworben. Jetzt hat eine prominent besetzte 16-köpfige Jury die drei besten Vorschläge ausgewählt und für die Endausscheidung am 22. November 2013 nominiert. Zu den drei Finalisten gehört das Projekt „Ressourcen schonendes Leichtbauverfahren für Betondecken“. Forschungsgegenstand ist ein von der Wiesbadener Fa. Cobiax nach bionischen Vorbildern entwickeltes Hohlkörper-Deckensystem, bei dem die Grundidee des SPP 1542 wirkungsvoll umgesetzt wird. Der Hauptvorteil liegt in einer Reduktion des Betonverbrauchs in Decken von bis zu 30 % und damit verbunden in einer entsprechenden Verringerung des CO₂-intensiven Zementverbrauchs. Dies wir erreicht, indem abgeflachte kugelförmige Hohlkörper im Deckenkern platziert werden. Die biaxiale Biegetragfähigkeit bleibt erhalten. Die Querkrafttragfähigkeit wird jedoch spürbar herabgesetzt.

In einem AIF-geförderten Forschungsprojekt wurde unter Federführung des Fachgebietes Massivbau der TU Kaiserslautern und unter Mitwirkung der Hochschule Bochum dieses Deckensystem durch systematische experimentelle und numerische Untersuchungen bemessbar und damit praxistauglich gemacht.

„Deutschland entwickelt bahnbrechende neue Ideen für mehr Nachhaltigkeit in der Welt. Das belegen die ausgewählten Projekte“ sagte Prof. Johanna Wanka, Bundesministerin für Bildung und Forschung, aus Anlass der Nominierung.

Weitere Informationen unter www.nachhaltigkeitspreis.de

TU K'lautern präsentiert Großdemonstrator

Die Forscher und Mitarbeiter der Technischen Universität Kaiserslautern haben einen Großdemonstrator für Parabolrinnen aus hochfestem Beton für solarthermische Kraftwerke entwickelt und stellen ihn nun der interessierten Öffentlichkeit vor.

Sören Müller | 13.08.2013

Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1542 Leicht Bauen mit Beton wurde an der TU Kaiserslautern erstmals eine Parabolrinne aus Hochleistungsbeton hergestellt. Parabolrinnenkraftwerke sollen in Südeuropa und Nordafrika zukünftig nennenswert zur Stromerzeugung beitragen. Die gewählte Konstruktionsart besitzt gegenüber der bisher verwendeten Stahlbauweise zahlreiche Vorteile - insbesondere unter Kostengesichtspunkten. Das Forschungsvorhaben, das zusammen mit der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt wird, beschäftigt sich mit Formgebung, Maßhaltigkeit und Bewehrungstechnik.

Link zu You Tube

Sommerschule Meisdorf

Ulrich van Stipriaan | 11.07.2013

Während einer einwöchigen Sommerschule nutzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Schwerpuktprogramms "Leicht Bauen mit Beton" die Atmosphäre und Abgeschiedenheit vom Alltagstrubel zu intensiven Gesprächen. Schloss Meisdorf im Harz bot den idealen Rahmen für die Tagung: Mittendrin und doch weit genug entfernt von Allem sogar das Dorf hinterm Schloss(hotel) hat sich mit (sehenswertem) Museum, Kirche und Bauernschänke schnell erschlossen.

Das Programm der Woche war einerseits voll und bot dennoch Platz für zahlreiche individuelle Gespräche in den verschiedenen Räumlichkeiten des Schlosses und dem weit verzweigten Park mit Schatten spendenden Bäumen und sonnigen Flecken. So konnte jede(r) nach seiner (ihrer) Fasson hirnen und diskutieren. Neben den Fachdiskussionen der Wissenschaftler, die den Stand der Erkenntnisse aus 17 Teilprojekten zusammentrugen und diskutierten, gab es mannigfache Weiterbildung, die von soft skills bis zu Details bei Fragen der Versuchs- und Messtechnik gingen. Abendliche Vorträge rundeten das Angebot ab auch hier mit großer Spannbreite von Fachlichem (Schrägkabelbrücken und Beton-Geschichte bis zur Wirtschaftsspionage und anderen Themen der Wirtschaft).

Weinberghaus der TU Kaiserslautern mit Sonderpreis ausgezeichnet

Architekturstudent aus Kaiserslautern gewinnt Archtitekturpreis Wein.

01.07.2013

Auszeichnung Weinberghaus — Christoph Perka (Entwurfsverfasser), Christian Kohlmeyer, Weinprinzessin Anna Hochdörffer, Bernd Meyerspeer, Dirk Bayer

Der dritte Architekturpreis Wein, bundesweit ausgelobt vom rheinland-pfälzischen Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Ernährung, Weinbau und Forsten, dem Deutschen Weinbauverband und der Architektenkammer Rheinland-Pfalz, wurde am Donnerstag, dem 25. April, in Stuttgart verliehen. Neben den vier Preisen gingen sechs Auszeichnungen und vier Anerkennungen quer durch Deutschland an die Winzer und ihre Architekten. Das von den beiden Fachbereichen Architektur und Bauingenieurwesen entworfene und 2011 in der Nähe von Wörrstadt gebaute Weinberghaus erhielt dabei aus den Händen der amtierenden deutschen Weinprinzessin, Anna Hochdörffer, einen Sonderpreis.

2012

Drei Sieger beim Hornbach-Wettbewerb

Ulrich van Stipriaan | 29.11.2012

Sieger beim SPP-internen Hornbach-Wettbewerb — Sieger im Hornbach-Wettbewerb

Forschung kann fürchterlich anstrengend und trocken sein – aber sie kann auch, trotz aller Anstrengung, Spaß machen und, trotz aller Grundlagenforschung, Praktisches hervorbringen. Beste Beispiele dafür lieferten eine Reihe von Nachwuchswissenschaftlern, die im Rahmen eines bundesweiten Forschungsprogramms zum “Leicht Bauen mit Beton” ausloteten, was mit den Neuentwicklungen dieses Baustoffs alles machbar ist.

Vor einem Jahr hatte man bei einem Abend mit dem Baumarkt-Unternehmer Albrecht Hornbach einen Wettbewerb ausgeschrieben. Beim diesjährigen Treffen der Forscherinnen und Forscher des Schwerpunktprogramms an der Uni Braunschweig wurden die Sieger ermittelt: Eine unabhängige Fachjury bewertete die eingereichten Exponate – und kürte drei gleichberechtigte Sieger. Hier die Begründung der Jury – die drei Exponate stehen in der (zufällgen) Reihenfolge der Ausstellungsnummern. Und selbstverständlich kannte die Jury weder die herstellende Uni noch die konkreten Macher – das ist im Nachhinein eingefügt worden!

Die perfekte Welle (TU Kaiserslautern, Jun.-Prof. Kohlmeyer) setzt das Grundprinzip „Form follows Force“ sehr gut sichtbar, auch durch die Ergebnisse der numerischen Analyse, die präsentiert werden, um. Die sehr leichte Trennwand gewinnt ihre Stabilität aus der Form. Als Material wird sehr schlüssig ein hochfester Stahlfaserbeton eingesetzt. Mit dem ansprechenden Design und der Modulfähigkeit ist die Vermarktbarkeit sichergestellt. Die Fragestellung ist umfassend bearbeitet. Die erforderliche Gründung und die Verbindung der Einzelelemente stellen in der Umsetzung noch eine Herausforderung dar. Die Kosten liegen eher im oberen Segment.

Der Fahrradständer (TU Dresden, Dipl.-Ing. Robert Ritter) folgt ebenfalls dem Grundprinzip „Form follows Force“. Das Potential des Textilbetons mit eingelegten Glas‐ bzw. Carbon‐Fasern wird vor allem bezüglich der freien Formbarkeit sehr gut ausgeschöpft. Der Preis ist angemessen. Das Produkt ist sofort vermarktbar und einsetzbar. Auch das geringe Gewicht überzeugt.

Das Winkelstützelement (TU Dresden, Dr.-Ing. Regine Ortlepp) nimmt das Grundprinzip „Form follows Force“ exzellent durch das innenliegende Zugband und die Aussparungen auf. Durch den Einsatz hochfesten Betons (Textilbeton mit Carbon‐Faser) kann die Konstruktion besonders dünn und damit leicht ausgeführt werden. Damit ist das Bauteil mit Muskelkraft gut bewegbar und hat entsprechende Vermarktungschancen. Der Preis bleibt im Rahmen herkömmlicher Produkte, und variable Größen sind herstellbar.

Hörtipp

Ulrich van Stipriaan | 12.10.2012

PROGRAMMTIPP DEUTSCHLANDRADIO KULTUR: Wortwechsel. Am 12.10.2012, 19:07 Uhr. "Ideen und ihr Preis - Urheberrecht im digitalen Zeitalter", Moderation: Monika van Bebber

BTU Cottbus lädt zur Tagung ein

Egbert Müller | 13.09.2012

Vom 18. Oktober bis 19. Oktober findet an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus eine Tagung rund um Schalenkonstruktion statt. Der erste Tag beginnt mit einer Veranstaltung im Rahmen der Vortragsserie „Praktiken & Potenziale von Bautechnikgeschichte“ und endet anschließend mit einem Empfang in der historischen Peter-Behrens Halle.

Am zweiten Tag werden die Vorträge über den aktuellen Stand der Schalenkonstruktion gehalten. Die detaillierte Auflistung finden sie auf der Homepage der BTU Cottbus.

Lernen von den Textilbeton-Profis

Ulrich van Stipriaan | 24.07.2012

Die TU Dresden ist bei der Herstellung von Textilbewehrung und textilbewehrtem Beton absoluter Vorreiter, sagten sich Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Seminars „Design und Bau eines Möbels aus Hochleistungs-Beton“ des Instituts für Tragwerksplanung der TU Braunschweig und machten sich mit ihren Betreuern Dipl.-Ing. Jeldrik Mainka und Dipl.-Ing. Lukas Ledderose auf, den Geheimnissen des Textilbetons vor Ort nachzuspüren.

"Wenn einige von uns Studierenden bis dato die Vorstellung hatten, dass Möbelstücke eine Dicke von mindestens 2 Zentimeter haben müssten, wurden wir vor Ort eines Besseren belehrt," schreiben Katharina Keese und Ulrike Knauer in ihrem Bericht zur Exkursion und berichten von einem "Leuchten in den Augen".

Dr. Silke Scheerer, Katrin Schwiteilo, Enrico Lorenz und Michael Frenzel vom Institut für Massivbau zeigten den Teilnehmern der Exkursion neue Möglichkeiten bezüglich des Umgangs mit Beton. Im Otto-Mohr-Labor gab es praktische Vorführungen vom Laminieren bis zur Prüfung eines Balkens: "Mit einem lauten Knall endete einer der Tests während unserer Anwesenheit, als ein mit etwa 6,5 Tonnen (65 kN) belasteter Träger in zwei Teile brach." In der Textilmaschinenhalle erklärte Ulrike Berger vom ITM die von den Dresdner Maschinenbauern eigens entwickelte Maschine, mit der die Gelege für den Textilbeton hergestellt werden.

Vor dem und im Beyer-Bau, dem Stammhaus der Dresdner Bauingenieure, konnten sich die Exkursionsteilnehmer davon überzeugen, dass man in Dresden schon lange die Ergebnisse der Forschungen zum Textilbeton in die Praxis umsetzt: Ein U-Boot, eine Sitzbank, eine Installation gibt es schon. Die Kompetenz vor Ort nutzen die Besucher, um die Designentwürfe mit den Dresdener Profis des Institutes für Massivbau zu besprechen.

2011

Filigranes Weinberghaus aus Hochleistungsbeton bei Mainz eingeweiht

Sören Müller | September 2011

Rechtzeitig zur Weinlese wurde am 23. September 2011 das erste Weinberghaus in UHPC-Bauweise seiner Bestimmung übergeben. In einem Weinberg südwestlich von Mainz bei Wörrstadt (Rheinland-Pfalz, Landkreis Alzey-Worms) wurde das Gebäude mit nur 30 mm dicken Wand-und Dachelementen auf Grundlage eines studentischen Entwurfes von Christoph Perka (TU Kaiserslautern) errichtet.

Weinberghäuser, die zuerst im Mittelmeerraum genutzt wurden, finden sich in ähnlicher formaler Ausprägung seit Langem auch in der Pfalz. Sie dienen der Unterstellung von Gerät und bieten Schutz bei Regen. Ihre eigenartigen Konstruktionen haben immer wieder die Frage nach ihrer Herkunft aufgeworfen. Nicht nur topographisch – in der Regel stehen sie außerhalb der geschlossenen örtlichen Bebauung – auch formal stehen sie außerhalb der bekannten stilgeschichtlichen Einordnungen und Erklärungen. Dennoch weisen sie in vielen Fällen in ihrer Erscheinungsform auf die Urformen des archaischen Bauens hin.

In einem Entwurfsseminar im Studiengang Architektur wurde die Frage gestellt, wie sich dieser Bautyp in eine zeitgemäße Konstruktion und Form übertragen lässt, ohne in weinselige Klischees zu verfallen. Da die Absicht bestand, das überzeugendste Entwurfsergebnis mit Betonfertigteilen tatsächlich zu realisieren, standen von Anfang an Fragen der materiellen Fügung von Boden, Wand und Dach im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im Ergebnis wurden sieben Fertigteile, die mit freundlicher Unterstützung der FA. Ducon (Mörfelden-Walldorf) und unter Verwendung der von dieser entwickelten Bewehrungstechnik hergestellt wurden, mit geklebten Steckverbindungen zusammengefügt.

Die für das Gebäude an der TU Kaiserslautern entwickelte Verbindungstechnik ergab wertvolle Erkenntnisse, die jetzt im SPP-Projekt Konstruktion und Optimierung von Klebeverbindungen für Platten- und Scheibenbauteile aus ultrahochfestem Beton von Jun.-Prof. Christian Kohlmeyer genutzt werden.

Herausforderungen für die Zukunft des Bauens

Ulrich van Stipriaan | 24.06.2011

Auftaktreffen des SPP 1542 in Dresden — Sie wollen den Paradigmenwechsel für die Zukunft des Bauens herbeiführen

Bei einem ersten Treffen haben knapp 40 Spitzenforscher aus ganz Deutschland die Arbeit an einem Schwerpunktprogramm „Leicht Bauen mit Beton“ begonnen. In insgesamt 16 Projekten wollen die Forscher aus elf deutschen Hochschulen die Grundlagen für das Bauen der Zukunft erforschen. Die überregionale Kooperation führender Bauingenieure, Architekten, Maschinenbauer und Mathematiker soll dabei den Blick über den Tellerrand und Synergien beim Gedankenaustausch fördern. „Form follows force“ – die Form folgt dem Kraftfluss – ist das vielversprechende Motto, mit dem Details untersucht und letztendlich zu einem wegweisenden Ganzen zusammengefügt werden sollen. Dabei liefert die Natur zahlreiche Vorbilder für neuartige Baukonstruktionen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Schwerpunktprogramm, dessen erste dreijährige Phase jetzt beginnt, mit insgesamt rund 7 Mio. Euro. Zum Koordinator des Programms wählten die Forscher auf ihrem zweitägigen Treffen in Dresden Prof. Manfred Curbach vom Institut für Massivbau der Technischen Universität Dresden. Mit drei Fachprojekten leistet die TU Dresden auch inhaltlich einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen des Schwerpunktprogramms.

„Leicht Bauen mit Beton“ sei eine Herausforderung, betonte Prof. Curbach und forderte einen Paradigmenwechsel: „Wir müssen uns von der Idee trennen, dass Beton etwas Schweres ist!“ sagte er und wünschte sich ein Ende der Betonwüsten. Es gebe genug Beispiele, dass man auch mit Beton leicht und schön bauen könne. Dass dies die Regel und nicht die Ausnahme werde, sei ein Ziel des Schwerpunktprogramms.

2010

ELiSE hilft Bauingenieuren

Ulrich van Stipriaan | 22.10.2010

Die Idee ist nicht ganz neu, aber konsequent angewandt wird sie noch nicht: sich in der Natur Vorbilder fürs Bauen zu suchen. Über die sinnvolle Verknüpfung von Bionik und Bauwesen spricht am 28. Oktober im Rahmen des Seminars für Bauwesen Dr. Christian Hamm-Dubischar über „Planktonorganismen als Vorbilder für den Leichtbau“.

Die bioimineralisierten Schalen einzelliger Planktonorganismen (z.B. Kieselalgen und Radiolarien) sind hervorragend konstruierte stabile Leichtbaukonstruktionen. Weil ca. 100.000 verschiedene Arten mit jeweils unterschiedlichen Leichtbaugeometrien verfügbar sind, kann dieser Pool auch für technische Strukturen aus unterschiedlichen Branchen (u. a. Automobilindustrie, Maschinenbau, Bauingenieurwesen) eingesetzt werden. Hierfür wurde das Verfahren ELiSE (Evolutionary Light Structure Engineering) entwickelt, das das Leichtbaupotenzial dieser effizienten, natürlichen Strukturen systematisch nutzt.

Eine Nutzung vieler unterschiedlicher Leichtbauprinzipien ist interessant, weil Leichtbaukonstruktionen für konkrete technische Aufgabenstellungen durch sehr unterschiedliche Geometrien gelöst werden können. Dieses „Optimierungsgebirge“ verdeutlicht gleichzeitig eine Schwierigkeit der linearen Optimierungsverfahren wie Computer Aided Optimization (CAO) und Soft Kill Option (SKO) bzw. Topologie- und Gestaltoptimierung, nämlich dass durch eine iterative, lineare Optimierung wohl ein lokales, aber nicht das globale Optimum erreicht wird.

Im Verfahren ELiSE wird dagegen auf eine Datenbank aus konkreten, voroptimierten Leichtbaustrukturen zurückgegriffen, die eine effektive und schnelle Entwicklung diverser neuer Leichtbaulösungen ermöglichen. Unterstützt wird die technische Umsetzung durch Grundlagenforschung in den Bereichen Plankton-Evolution, Plankton-Biomechanik, Diatomeen-Taxonomie und genetische Algorithmen. Das Verfahren ELiSE wir am Beispiel der Enwicklung von Gründungsstrukturten für Offshore-Windenergieanlagen erläutert

Leicht Bauen mit Beton: Jetzt bewerben

Ulrich van Stipriaan | 24.08.2010

Logo des SPP 1542

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms (SPP) 1542 “Leicht Bauen mit Beton. Grundlagen für das Bauen der Zukunft mit bionischen und mathematischen Entwurfsprinzipien” beschlossen. Als Laufzeit sind zwei dreijährige Förderperioden vorgesehen. Koordinator des SPP und Ansprechpartner für inhaltliche Rückfragen ist Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach vom Institut für Massivbau der TU Dresden.

Auszug aus der Ausschreibung: “Die Möglichkeit der freien Gestaltung begleitet und charakterisiert die Stahlbetonbauweise seit mehr als einem Jahrhundert, denn Beton ist vor seiner Erhärtung plastisch bis flüssig und kann nahezu jede beliebige Form im Erstarrungsprozess konservieren. Diese Möglichkeit wurde bereits in der Vergangenheit von Ingenieuren und Architekten genutzt. Herausragende Beispiele für leichtes Bauen mit Beton – schlanke Schalen, große Kuppeln, elegant gevoutete Brücken oder organische Bauten – blieben aber örtlich oder zeitlich solitär, nicht zuletzt durch den relativ großen Aufwand bei der Herstellung. Die Formensprache von gewöhnlichen Bauwerken aus Stahlbeton wurde besonders aus Kostengründen in den letzten Jahrzehnten immer einfacher, der Trend ging verstärkt zu ebenen Oberflächen und rechteckiger Geometrie.

Im Schwerpunktprogramm wird ein grundlegend neuer Ansatz verfolgt, um bei allen Bauwerken Leichtbau mit Beton betreiben zu können. Dabei erhalten maßgebende Konstruktionselemente wie Decken, Wände und Stützen ihre Geometrie nach dem Prinzip “form follows force” als Folge des gegebenen, aber durchaus auch beeinflussbaren Kräfteflusses im Bauteil selbst. Die geplante Forschung soll die theoretischen und konstruktiven Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bau frei geformter und leichter Konstruktionen aus Beton bereitstellen.

Die vollständigen Anträge für die erste Förderperiode sind in elektronischer Form auf CD-ROM und in zweifacher, ungebundener, gelochter Ausfertigung bis spätestens 31. Oktober 2010 unter dem Stichwort “Leicht Bauen mit Beton (SPP 1542)” bei der DFG einzureichen. Ein weiteres Exemplar des Antrages ist in elektronischer Form direkt an den Koordinator des SPP zu senden. Die Begutachtung wird voraussichtlich im Januar/Februar 2011 stattfinden. Der genaue Termin wird rechtzeitig bekannt gegeben.”