Ziegelschalen aus planaren Fertigteilen
Mehrfachgekrümmte Ziegelschale aus ebenen Fertigteilen (Foto: virtuaethic)
Unter konstruktiven und ästhetischen Gesichtspunkten besitzen Schalentragwerke aus Ziegeln viel Potenzial für das Bauwesen. Trotz ihrer Vorteile gegenüber anderen Konstruktionen, kommen sie in der heutigen Architektur aus Kostengründen nur selten zur Anwendung. Dies ist auf einen hohen Ressourcenbedarf an Personal, Schalung und Unterkonstruktionen zurückzuführen. Durch die Verlagerung eines Großteils der Arbeiten von der Baustelle in die Vorfertigung lässt sich dem Problem entgegenwirken.
Die konstruktiven Anforderungen an den Ziegel sind in einer mehrfach gekümmten Geometrie hoch. Die Fertigteile und der Ziegel müssen gewährleisten, dass die Konstruktion neben Druck- auch Zugkräfte aufnehmen kann. Da der Ziegel selbst dafür nicht geeignet ist, wurden die auftretenden Zugkräfte über eine im Fertigteil integrierte Bewehrung sichergestellt.
Ziegel- und Modulentwicklung
Um die Aufnahme von Längs- und Querbewehrung zu ermöglichen, wurden vier Varianten spezieller Formziegel entwickelt, die in den Abmessungen einem Normalformat-Ziegel entsprechen, und sich je nach Position im Bauteil unterscheiden (Abb. 1). Unterschiedliche Aussparungen bei drei Varianten ermöglichen die Integration von Bewehrung und des Übergreifungsstoßes. Die Oberfläche des vierten Ziegels ist perforiert, um die an der Querachse aneinanderstoßenden Module zu verzahnen und diese beim Betonieren der Fugen besser zu verbinden.
Es zeigte sich, dass die Umsetzbarkeit erheblich von einem präzisen Lehrgerüst abhängt. Um komplexe Geometrien abzubilden, sind üblicherweise umfangreiche und kostenintensive Schalungen notwendig. Durch die Reduktion auf ebene Fertigteile konnte die Schalung auf individuell geneigte Holzstiele reduziert werden. Diese fixieren die Eckpunkte der Fertigelemente unter Zuhilfenahme von digital erzeugten und gelaserten Abstandsschablonen.
Das Forschungsvorhaben der TU Darmstadt demonstriert, wie hocheffiziente Schalentragwerke durch eine vereinfachte Bauweise mit optimierten Fertigteilen realisiert werden können. Im nächsten Schritt soll der Prototyp nun auf ein reales Bauwerk übertragen werden.
Galerie
