Mark/Schnell

Inhaltsverzeichnis

1. 1. 1. Projektinformationen
      2. Förderphase 1
         1. Kurzvorstellung
         2. Strukturberechnung und Optimierung (Ruhr-Universität Bochum)
         3. Experimentelle Untersuchungen (Technische Universität Kaiserslautern)
      3. Kurzvorstellung Föderphase 2
      4. Publikationen

Projektinformationen

Leichte verformungsoptimierte Schalentragwerke aus mikrobewehrtem UHPC am Beispiel von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke

Antragsteller 1 | Applicant 1: Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark
Ruhr-Universität Bochum (RUB), Lehrstuhl für Massivbau, Universitätsstraße 150, Gebäude IC 5 – 179, 44780 Bochum
+49 234 32 25980 | massivbau@rub.de | www.kib1.ruhr-uni-bochum.de

Antragsteller 2 | Applicant 2: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell
TU Kaiserslautern (TU KL), Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion, Paul-Ehrlich-Straße, Gebäude 14, 67663 Kaiserslautern
+49 631 205-2157 | juergen.schnell@bauing.uni-kl.de | www.massivbau-kl.de

Projektnummer | Project number: 198176582
Berichts-/Förderzeitraum | Reporting/funding period: 07/2011–30.06.2018
Team | Team: Patrick Forman (RUB, 07/2011–10/2014), Christoph Kämper (RUB, ab | since 10/2014), Sören Müller (TU KL, 07/2011–10/2014), Tobias Stallmann (TU KL, ab | since 08/2015), Janna Krummenacker (TU KL, 10/2014–08/2015)

Partner | Partners: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Solarforschung, Linienfokussierende Systeme, Köln; Solarlite CSP Technology GmbH, Duckwitz; Heinze Cobiax Deutschland GmbH, Wiesbaden; Dyckerhoff GmbH, Wiesbaden; durcrete GmbH, Limburg an der Lahn

Förderphase 1

Kurzvorstellung

Frei geformte Schalen aus hochfesten Feinkornbetonen (UHPC) mit Mikrobewehrung können extrem schlank und elegant ausgebildet sein. Sie erreichen nur wenige Zentimeter an Stärke und damit minimalen Materialverbrauch bei hoher Herstellungseffizienz und Dauerhaftigkeit. Die außerordentliche Schlankheit bringt enge Restriktionen an Herstellung und Formen der Schalen mit sich, die grundlegend nur interaktiv zwischen numerischer Entwurfsberechnung und dem Experiment zu erfüllen sind und zudem sämtliche Betrachtungsebenen vom Material zum System (Multilevel) beachten müssen. Ein besonders passendes Beispiel sind Schalen von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke, da an sie hohe, verschachtelte Anforderungen an Verformungsarmut und Langlebigkeit unter exponierten Umweltbedingungen gestellt werden und sie durch ihre außergewöhnlich große Wiederholung als Präzisionsfertigteil für Grundlagenuntersuchungen an Freiformen bis ins Detail geeignet sind.

Ziel der stark interdisziplinär angelegten Forschungsarbeit ist die konsistente Entwicklung solcher strukturoptimierten Schalen aus UHPC in mehrebenigem Ansatz (Multilevel) streng nach dem Prinzip form follows force, also nur geführt durch Kraftfluss und Verformungsrestriktionen. Dabei sind Optimierungen im Konzept, zur Schalenausbildung mit Aussteifungen und Details, Schwingungsuntersuchungen aus Windanregung und komplex nichtlineare Instabilitätsberechnungen vorgesehen und zwar in direkter Abstimmung auf minimierte Herstellungstoleranzen in Präzisionsschalungen, schwindreduzierende Betontechnologie und neuartige Fertigung. Realistische Unschärfen in Geometrie, Material und Einwirkungen werden ermittelt und einbezogen, genauso wie Degradationseinflüsse über die Lebensdauer.

Strukturberechnung und Optimierung (Ruhr-Universität Bochum)

Systemidentifikation. Derzeitiger Stand der Technik ist das bereits kommerziell meist genutzte Modul „EuroTrough“ mit einer Modullänge von 12,00 m und einer Öffnungsweite von 5,77 m. Zusätzlich ist ein Demonstrator hergestellt worden, der sich in der Geometrie an ein Kollektormodul auf dem Testfeld des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt orientiert und eine Länge von 3,20 m bei einer Öffnungsweite von 2,205 m besitzt. Numerische Analysen dienten der Dickenfindung des Demonstrators.

Die Basis der numerischen Untersuchungen ist an den bereits existierenden Parabolrinnenkollektor-Modulen angelehnt. Dazu sind modulare, parametrisierte Finite-Element-Schalenmodelle aufgebaut worden, welche die Schalenstruktur mithilfe von 8-knotigen Kontinuumsschalenelementen widerspiegeln und durch zusätzliche Aussteifungselementen bestehen. Restriktionen sind maßgeblich auf materieller Ebene angesetzt und werden anhand der Beschränkung der maximalen zentrischen Zugfestigkeit des Betons dominiert.

Spezifische Beanspruchungen. Windbeanspruchungen. Aufgrund der Sonnennachführung des Kollektors im Tageserlauf ergeben sich neben den Eigengewichtslasten zusätzlich auslenkungsbedingte Windbeanspruchungen auf die Kollektorschalenstruktur. Diese sind experimentell im Grenzschichtwindkanal der Ruhr-Universität Bochum für bestimmte Kollektorauslenkungen an einem einzelnen Modul für eine frontale Anströmrichtung hergleitet worden. Hieraus resultieren Formbeiwerte, die einer 50-jährigen Wiederkehrperiode genügen, und mithilfe eines zeitlich, gemittelten  Böenstaudrucks zu charakteristischen, quasi-ständigen Windeinwirkungen führen.

Instationäre Temperaturfelder. Instationäre Temperaturfelder im Kollektor sind abhängig von der Umgebungs-lufttemperatur, direkter und indirekter Globalstrahlung der Sonne und auch von dem Wärmeaustausch benachbarter Bauteile. Vereinfachend ist ein konservativ, einhüllender Berechnungsansatz mit Temperaturschwankungen bzw. -differenzen über die Schalendicke implementiert.

Kriechen und Schwinden. Schwindprozesse sind vereinfachend wie eine konstante Temperaturveränderung angesetzt und wirken sich als Stauchung der Parabelform aus. Zusätzliche Wärmebehandlung des Betons im jungen Alter lassen Schwindverformungen frühzeitig konvergieren, so dass diese kaum die Schalengenauigkeit beeinflussen.

Kriechprozesse lassen sich als Erhöhung der Dehnungen aus konstanten, ständigen Beanspruchungen (Dauerlast) interpretieren. Aufgrund des dynamischen Charakters der Sonnennachführung und somit veränderlichen Spannungsgeschichte im Kollektor ist zur Abschätzung der Kriechverformung ein Ansatz hergeleitet worden, der die mittleren, elastischen Dehnungen über den Tag beschreibt. Wird eine kontinuierliche Sonnennachführung unterstellt, kann so ein Kriechverhältnisbeiwert β bestimmt werden, der als Wichtungsfaktor der zugehörigen elastischen Dehnung einer Grenzfallauslenkung (z. B. nach oben geöffnet) dient.

Genauigkeitsanalyse der Schaleninnenfläche. Um die Verformungen des Schalentragwerks hinsichtlich einer maximalen Solarstrahlenbündelungen auf das Absorberrohr zu bewerten, wurde ein Genauigkeitskriterium auf Basis des Winkelfehlers θ der verformten Kollektoroberfläche entwickelt. Die numerisch ermittelten Verformungen aus den spezifischen Beanspruchungen werden dabei auf die resultierenden Winkelfehler zurückgeführt und anhand einer Akzeptanzfunktion zu lokale Wirksamkeiten gewichtet. Die gesamte Effektivität eines Kollektormoduls wird durch die Aufintegration der Wirksamkeiten über die projizierte Schaleninnenfläche erreicht.

Multilevel-Optimierung. Die Optimierungsstrategie ist auf mehreren Ebenen angeordnet, wie die Konzept-, Tragwerks- und Detailebene. Konzeptionell sind hierbei die Formentwürfe der Modelle des Demonstrators sowie das am „EuroTrough“ angelehnten Modell entstanden. Die Schalenebene ist geprägt durch eine Mehrzieloptimierung, da sowohl eine möglichst steifes und gleichzeitig leichte Tragstruktur angestrebt ist. Im ersten Schritt ist dieser gegenläufige Optimierungsprozess aufgelöst worden, indem die Volumen- und somit Massenminimierung die primäre Zielfunktion darstellt und die Steifigkeit über eine nachgeschaltete Verfomungskontrolle ausgelagert wurde. Restriktionen sind hierbei wesentlich die Zugfestigkeit des Betons, wobei verschiedene Beanspruchungsszenarien hinsichtlich der Sonnennachführung  Beachtung finden.

Experimentelle Untersuchungen (Technische Universität Kaiserslautern)

Betonauswahl. Gesucht wurde ein Beton mit hoher Zugfestigkeit bei – aus Kostengründen – gleichzeitig moderatem Zementverbrauch. Ein wesentlicher Aspekt des Forschungsvorhabens ist zudem die Formbeständigkeit von Betonstrukturen. Gewählt wurde eine von der Fa. Dyckerhoff, Wiesbaden, speziell für die Herstellung von Maschinenbetten und Werkzeuggestellen mit sehr hohen Präzisionsanforderungen entwickelte Bindemittelvormischung (Nanodur^® Compound 5941 weiß) auf Basis eines Zements CEM II/B-S 52,5 R. Diese wird mit Quarzmehl im Verhältnis 59:41 gemischt. Der Hersteller schlägt Mischungsentwürfe vor. Diese wurden in Hinblick auf die Anforderungen, die bei der Herstellung eines Großdemonstrators gestellt waren, bei Verwendung eines Größtkorns von 3 mm über die Variation des Fließmittelgehalts modifiziert. Als Fließmittel wurde das Produkt Glenium ACE 430 der BASF verwendet.

Da für Vorversuche zur Formbeständigkeit sehr filigrane Bauteile zu betonieren waren (Wandstärken ab 10 mm), waren die rheologischen Eigenschaften des Frischbetons ein wesentliches Kriterium. Hierzu wurden die Frischbetoneigenschaften bestimmt sowie Betonierversuche durchgeführt, bis eine lunkerfreie Betonage zielsicher erreicht wurde. Für die Herstellung aller Versuchskörper und des Großdemonstrators wurde dieselbe Mischung gewählt.

Rezeptur Nanodur®-Beton

Nanodur® Compound 5941	1.042,0 kg/m³
Wasser	160,0 kg/m³
Splitt 1/3	882,0 kg/m³
Sand 0/2	426,0 kg/m³
Fließmittel Glenium ACE 430	20,3 kg/m³
Schwindreduzierer Eclipse® Floor der Firma Grace Bauprodukte GmbH	8,0 kg/m³

Verformungsverhalten des jungen Betons. In einer Klimakammer wird derzeit eine Messreihe zur Überprüfung der Formbeständigkeit des verwendeten Betons vorbereitet. Es werden insgesamt 5 × 3 Prüfkörper (Schalenstärke konstant 10 mm, 30 mm, 100 mm bzw. Schalenstärke veränderlich von 10 mm auf 100 mm und 30 mm auf 100 mm) 28 Tage lang bei konstanter relativer Luftfeuchte von 60 % und einer Temperatur von 20 °C täglich vermessen. Die Prüfkörper werden nach ihrer Betonage 24 Stunden in der Schalung belassen. Ihre Geometrie wird unmittelbar nach dem Ausschalen mittels Streifenlichtscanner bestimmt. Eine Wärmebehandlung erfolgt nicht.

Die Anschaffung der für eine präzise berührungslose Vermessung erforderlichen Prüftechnik wurde an der TU Kaiserslautern durch einen von der DFG bewilligten Großgeräteantrag ermöglicht. Die neue Messstation, bestehend aus den Systemen PONTOS ARAMIS 5M und ATOS CS 5M 3D-Scanner der Firma GOM, befindet sich derzeit an der TU Kaiserslautern in der Erprobung.

Konzeptionierung und Herstellung eines Großdemonstrators. Allgemeine Aspekte. Die Herstellung des Demonstrators erfolgte an der TU Kaiserslautern. Seine Abmessungen wurden in Anlehnung an das auf dem Gelände des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln-Porz bereits erprobte Testfeld „SOPRAN“ festgelegt. Die Parabolrinne ist 3,20 m lang, ihre Öffnungsweite misst 2,205 m. Die Fokallänge – also der Abstand zwischen dem Scheitel der Parabel und dem Fokalpunkt (Mittelpunkt Absorberrohr) – beträgt 0,78 m. Die Strukturauslegung erfolgte an der Ruhr-Universität in Bochum. Es wurde eine Tonnenschale mit veränderlicher Dicke von 20 bis 30 mm und Randversteifung gewählt.

Ziel war es, zeitnah die grundsätzliche Leistungsfähigkeit von Betonschalen veranschaulichen zu können. Der Demonstrator wurde mit einem Antrieb ausgestattet, der die automatische Ansteuerung des jeweils optimalen Positionswinkels erlaubt. Neben der Herstellung aus Beton wurde bei dem verfolgten Abrollkonzept als weitere Besonderheit eine patentrechtlich geschützte Auflagerkonstruktion verwirklicht. Dabei wird das Prinzip verfolgt, dass der Schwerpunkt der Rinne stets auf gleicher Höhe bleibt. Der Energieaufwand zum Drehen der Rinne zur Nachführung gemäß Einfallswinkel der Sonnenstrahlen wird hierdurch minimiert.

Bewehrung. Der Demonstrator wurde so bemessen, dass in keiner Stellung eine Randzugspannung von 5 N/mm² überschritten wird. Eine Rissbildung ist deshalb nicht zu erwarten und nach bisher fünfmonatiger Standzeit auch nicht beobachtet worden. Die Bewehrung erfüllt also vorrangig konstruktive Zwecke. Eine fertigungsgerechte Bewehrungstechnik ist derzeit noch in der Entwicklung. Sie wird parallel zur Optimierung der Schalengeometrie vorangetrieben und daran angepasst. Infrage kommen metallische Mikrobewehrungen oder Bewehrungselemente aus glasfaser- oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen. Der Demonstrator wurde konventi-onell mit einer Betonstahlmatte B500/Q188A bewehrt. Aspekte des Korrosionsschutzes wurden dabei nicht beachtet, da für den Demonstrator nur eine begrenzte Standzeit vorgesehen ist.

Schalung. Für die Betonage wurde eine von der Firma Max Frank GmbH und Co. KG hergestellte einachsig gekrümmte Sonderschalung Fratec^® verwendet. Diese besteht aus einem mittels eines CAD-gesteuerten heißen Drahtes zugeschnittenen Polystyrolkern mit Schalhaut aus selbstklebender Folie. Für eine Serienproduktion sind jedoch Stahlschalungen wegen der hohen Präzisionsanforderungen und des hohen Wiederholungsfaktors sinnvoller.

Verspiegelung. Derzeit werden von den Herstellern von Solarkraftwerken drei Konzepte verfolgt, um die Verspiegelung von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke zu realisieren (Glas-Silber-Spiegel, Reflektorfolie und PVD (Physical Vapour Deposition)-beschichtetes Aluminium-blech). Aufgrund der einfachen Applizierbarkeit wurde für den Demonstrator ein PVD-Aluminiumblech der Stärke 0,5 mm verwendet, auch wenn der Reflexions-grad mit ca. 87 % im wesentlichen Lichtspektrum hinter dem von Glas-Silber-Spiegeln zurückbleibt. Die Verklebung der Spiegel auf der Betonschale erfolgte mittels doppelseitigem Haftklebeband Duplocoll^® 5122 und dem einkomponentigen Konstruktionsklebstoff Sikaflex^®-552. Durch das Haftklebeband wurde der Spiegel bei der Montage an der gewünschten Position fixiert. Die Dauerhaftigkeit der Verklebung wird durch den reaktiven Konstruktionsklebstoff und eine geeignete Oberflächenvorbehandlung sichergestellt.

Vermessung der Spiegelgeometrie. Am 21.08.2013 erfolgte eine photogrammetrische Vermessung des Demonstrators durch einen Mitarbeiter des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR. Vermessen wurde die Parabolrinne im Alter von 12 Wochen in “Mittagstellung“. Im Ergebnis zeigten sich nur geringfügige Abweichungen von der Sollgeometrie. Diese Abweichungen in aufgetretener Größenordnung beeinflussen den thermischen Wirkungsgrad des Solarkraftwerkes nur geringfügig.

Kurzvorstellung Föderphase 2

In der zweiten Förderperiode werden, basierend auf den Ergebnissen aus Förderphase 1, der mehrebenige Entwicklungsprozess zu einer leichten, schalenartigen Struktur für Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke fortgeführt und streng nach dem Prinzip form follows force formoptimierte Strukturen erarbeitet. Dabei wird die Entwicklung zu großformatigen Kollektoren mit Aperturweiten von bis zu 10 m und Stützweiten von 30 m forciert. Die analog zur Kollektorgröße steigenden Belastungen führen zu größeren Zugspannungen im Querschnitt, sodass diesen durch eine optimierte Bauteilgeometrie, verbesserte Materialeigenschaften oder durch die Anwendung spezieller Bewehrungstechniken wie z. B. Vorspannung gezielt entgegengewirkt werden muss. Das übergeordnete Ziel ist dabei nach wie vor das Verbleiben des Querschnitts in Zustand I. Um eine effiziente und dem Kraftfluss angepasste Struktur zu realisieren, wird der homogene Querschnitt in eine vielzellige Hohlkörperstruktur mittels topologischen Optimierungskonzepten aufgelöst, wobei stets das Erreichen des Optimums zwischen maximaler Steifigkeit und minimalem Gewicht das Ziel ist.

Als Folge der angepassten Materialverteilung resultieren Bereiche, die folglich in unabhängige Einzelstrukturen unterteilt werden können. Mit derart identifizierten Teilsegmenten des Querschnitts werden Einzelschalenfelder gebildet, die zunächst auf Robustheit gegenüber geometrischen und materiellen Unschärfen sowie gegen Stabilitätsversagen optimal ausgelegt sind, um nachfolgend die erwähnten Strategien auf die Gesamtstruktur anzuwenden. Unter Berücksichtigung bereits entwickelter Genauigkeitsverfahren zur Bestimmung der Gesamteffizienz des Kollektors entsteht somit eine ökonomische sowie robuste Tragkonstruktion, die kontinuierlich an optimierte Herstellungsverfahren und Produktionsprozesse abgestimmt wird. Explizit stehen dabei die Verarbeitung und Anpassung der Eigenschaften der Betons an die neue Struktur sowie eine entsprechende Schalungstechnik zur Herstellung filigraner Strukturen im Vordergrund, ergänzt durch eine optimierte Bewehrungstechnik.

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Im ersten Jahr der zweiten Förderperiode wurde, basierend auf den Entwicklungen zu kleinformatigen Kollektor-Modulen, aus einem homogenen, dünnwandigen Querschnitt ein aufgelöster Querschnitt in Form einer Hohlstruktur für großformatige Kollektor-Module mit Aperturweiten von bis zu 10 m entwickelt. Erste Ermittlungen der optischen Wirksamkeit η unter vereinfachten Annahmen für Eigengewicht, Wind und Temperatur zeigen, dass für eine optische Wirksamkeit von η = 1 mindestens eine Konstruktionshöhe von ~0,5 m im Scheitel vorzusehen ist (siehe unteres Bild). Eine höhere Struktursteifigkeit bei gleicher Volumenreduktion kann dabei durch eine optimierte Materialverteilung im Querschnitt sowie angepassten Hohlstellenformen realisiert werden. Dies ist Gegenstand laufender Forschungen.

Publikationen

• Forman, P.; Müller, S.: Shape-optimised Parabolic Trough Collectors made of micro reinforced Ultra High Performance Concrete. In: Müller, H. S.; Haist, M.; Acosta, F. (Hrsg.) Proc. of the 9th fib Int. PhD Symp. in Civil Engineering, 22.–25.07.2012 in Karlsruhe, Karlsruhe: KIT Scientific Publishing, 2012, S. 297–302
• Patent: Weissbach, R.: Die abrollende Parabolspiegelrinne. Schutzrecht DE102011011805 A1, Industrial property right (23.08.2012)
• Müller, S.; Forman, P.; Schnell, J.; Mark, P.: Collectors for solar parabolic trough power plants made of micro reinforced Ultra High Performance Concrete. In: Uzoegbo, H. C.; Schmidt, W. (Hrsg.): Proc. of the Int. Conf. on Advances in Cement and Concrete Technology in Africa (ACCTA 2013), 28.–30.01.2013 in Johannesburg (Südafrika), 2013, S. 491–498, publ. on CD-ROM
• Forman, P.; Müller S.: Verformungsoptimierte Parabolrinnenkollektorschalen aus hochfestem Beton. In: Breitenbücher, R.; Mark, P. (Hrsg.): Tagungsband des 54. Forschungskolloquiums des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), 07./08.11.2013 in Bochum, 2013, S. 15–22
• Müller, S.; Forman, P.; Schnell, J.; Mark, P.: Leichte Schalen aus hochfestem Beton als Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke. Beton- und Stahlbetonbau 108 (2013) 11, S. 752–762
• Müller, S.; Forman, P.; Schnell, J.; Mark, P.: Innovative concrete parabolic trough collectors for solar power plants as an example for concrete in mechanical engineering. In: Proc. of the 1st Concrete Innovation Conf. (CIC), 11.–13.06.2014 in Oslo (Norwegen), 2014, 8 S. (flash drive)
• Müller, S.; Forman, P.; Schnell, J.; Mark, P.: Concrete collectors for parabolic trough solar power plants. In: Bastien, J.; Rouleau, N.; Fiset, M.; Thomassin, M. (Hrsg.): Proc. of the 10th fib Int. PhD Symp. in Civil Engineering, 22.07.2014 in Quebec City (Kanada), Québec: Research Centre on Concrete Infrastructure (CRIB), Université Laval, 2014, S. 309–314
• Müller, S.; Schnell, J.: Parabolrinnen für solarthermische Kraftwerke. In: Scheerer, S.; Curbach, M. (Hrsg.): Leicht Bauen mit Beton – Forschung im Schwerpunktprogramm 1542, Förderphase 1, Dresden: Institut für Massivbau der TU Dresden, 2014, S. 94–101 – http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-171407
• Forman, P.; Mark, P.: Numerische Simulation und Optimierungsstrategien für Betonschalen von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke. In: Scheerer, S.; Curbach, M. (Hrsg.): Leicht Bauen mit Beton – Forschung im Schwerpunktprogramm 1542, Förderphase 1, Dresden: Institut für Massivbau der TU Dresden, 2014, S. 242–253 – http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-171546
• Müller, S.; Forman, P.; Schnell, J.; Mark, P.: Kollektorelemente solarthermischer Kraftwerke aus innovativen hochfesten Betonfertigteilen. BetonWerk International (2014) 5, S. 182–188 – http://www.cpi-worldwide.com/de/journals/artikel/36767
• Forman, P.; Müller, S.; Mark, P.; Schnell, J.: Design, detailing and future potential of high-strength concrete collector modules for parabolic troughs. ALITinform International Analytical Review 36 (2014) 4–5, S. 48–58
• Schnell, J.; Kämper, C.; Krummenacker, J.; Mark, P.: Design of light-weight, large-scale Parabolic Troughs made of high-strength Concrete. In: Proc. of the 11th Central European Congress on Concrete Engineering, 01.10.2015 in Hainburg (Österreich), 2015, S. 18–21
• Forman, P.; Müller, S.; Ahrens, M. A.; Schnell, J.; Mark, P.; Höffer, R.; Hennecke, K.; Krüger, J.: Light concrete shells for parabolic trough collectors – Conceptual design, prototype and proof of accuracy. Solar Energy 111 (2015), S. 364–377 – http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X14005349
• Kämper, C.; Krummenacker, J.; Forman, P.; Mark, P.; Schnell, J.: Slender large-scale parabolic troughs using shape-optimized hollow structures made of high-strength concrete. In: Papadrakakis, M.; Papadopoulos, V.; Plevris, V. (Hrsg.): Proc. of the 5th Int. Conf. on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2015), ECCOMAS Thematic Conf., 25.–27.05.2015 in Kreta (Griechenland), 2015, 8 S.
• Kämper, C.; Krummenacker, J.; Forman, P.; Mark, P.; Schnell, J.: Lightweight thin-walled shell structures made of high-strength concrete for parabolic trough collectors. In: KIVI (Hrsg.): Future Visions – Proc. of the Int. Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symp. 2015, 17.–20.08.2015 in Amsterdam (Niederlande), paper No. IASS2015-504012, 10 S. (flash drive)
• Forman, P.; Kämper, C.; Mark, P.; Schnell, J.: Parabolschalen als Unterkonstruktionen für Solarkollektoren. In: Ing. Ges. Niemann & Partner GbR (Hrsg.): Einwirkungen auf Ingenieurtragwerke und Sicherheitskonzepte – Festschrift Prof. Niemann, Bochum, 2015, S. 77–92
• Smarslik, M.; Kämper, C.; Forman, P.; Stallmann, T.; Mark, P.; Schnell, J.: Topologische Optimierung von Betonstrukturen. In: Scheerer, S.; van Stipriaan, U. (Hrsg.): Festschrift zu Ehren von Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach. Dresden: Institut für Massivbau der TU Dresden, 2016, S. 234–255
• Forman, P.; Kämper, C.; Stallmann, T.; Schnell, J.; Mark, P.: Parabolschalen aus Hochleistungsbeton als Solar-kollektoren. Beton- und Stahlbetonbau 111 (2016) 12, S. 851–861 – DOI: 10.1002/best.201600051
• Stallmann, T.; Kämper, C.; Schnell, J.; Mark, P.: Design of light-weight, slender parabolic troughs made of high-strength concrete. In: Middendorf, B.; Fehling, E. (Hrsg.): Proc. 4th Int. Symp. on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction Materials – HiPerMat 2016, 11.03.2016 in Kassel, 2016, 9 S. (flash drive)
• Müller, S.: Zur Auslegung von innovativen Betonkollektorelementen für solarthermische Parabolrinnenkraftwerke. Dissertation, TU KL, 2016 – https://kluedo.ub.uni-kl.de/frontdoor/index/index/docId/4362
• Forman, P.: Optimierungsstrategien für Parabolschalen zur Solarstrahlenkonzentration aus Hochleistungsbeton. Dissertation, RUB, 2016 – http://hss-opus.ub.ruhr-uni-bochum.de/opus4/frontdoor/index/index/docId/5132
• Kämper, C.; Stallmann, T.; Mark, P.; Schnell, J.: Hollow Core Concrete Shells for Large Aperture Parabolic Troughs. In: Hordijk, D. A.; Lukovic, M. (Hrsg.): High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet – Proc. of the 2017 fib Symp., 12.–14.06.2017 in Maastricht (Niederlande), 2017, S. 1119–1127 – DOI: 10.1007/978-3-319-59471-2_130
• Stallmann, T.; Forman, P.; Kämper, C.; Schnell, J.; Mark, P.: Development and Construction of Light-Weight Parabolic Troughs made of High-Performance-Concrete. In: Abramski, M.; Korzeniowski, P. (Hrsg.): Current Scientific Challenges in Concrete and Steel Structures, 19.06.2017 in Gdansk (Polen), 2017, S. 123–133
• Kämper, C.; Forman, P.; Stallmann, T.; Ahrens, M. A.; Mark, P.; Schnell, J.: Optimised High-Performance Concrete Shells for Parabolic Trough Collectors. J. IASS 58 (2017) 1/191, S. 105–119 – https://doi.org/10.20898/j.iass.2017.191.843
• Kämper, C.; Forman, P.; Mark, P.: Entwurf topologisch optimierter Schalentragwerke. In: Pahn, M.; Thiele, C.; Glock, C. (Hrsg.): Vielfalt im Massivbau – Festschrift zum 65. Geburtstag von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell, Kaiserslautern, 2018, S. 675–692
• Winkelmann, U.; Kämper, C.; Höffer, R.; Mark, P.: Wind tunnel experiments and numerical analysis on large-scale parabolic shells for solar trough collector modules. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 146 (2020), S. 2390–2407 – https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.08.057
• Stallmann, T.: Zum Trag- und Verformungsverhalten von Hohlkörperdecken aus Hochleistungs-Feinkornbeton. Dissertation, TU KL, 2020 – urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-60767
• Kämper, C.: Entwurf gewichtsminimierter Flächentragwerke aus Hochleistungsbeton. Dissertation, RUB, 2022
• Schlussbericht: https://doi.org/10.25368/2022.343