Tragstrukturen aus Beton nach natürlichem Vorbild

Das Trag- und Verformungsverhalten von flächigen Stahlbetonbauteilen kann durch Entwicklung eines natürlichen Kraftflusses optimiert werden. Hierzu werden die Bauteile unter Einsatz geeigneter Optimierungsverfahren an natürliche Strukturen adaptiert und bestmöglich integriert. Hinsichtlich der Tragstruktur soll der Natur entsprechend nur soviel Material wie nötig eingesetzt und dadurch ein homogener Spannungsfluss innerhalb des Bauteils erzeugt werden.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes werden die natürlichen Prinzipien auf Stahlbetonplatten mit biaxialem Lastabtrag angewendet. Als Einsatzgebiet der entwickelten bionischen Plattensysteme bieten sich vor allem Flachdecken an, deren Eigengewichtsanteil und Tragverhalten hierdurch verbessert werden soll. Weitere Randbedingungen solcher Strukturen sollten die Wirtschaftlichkeit sowie eine ressourcenschonende und weniger umweltbelastende Bauweise sein.

Die unten dargestellten Bilder entstammen einer im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Versuchsreihe, in der die Wirksamkeit spinnennetzförmiger Bewehrungsmuster untersucht wird.

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1542 gefördert.

Literatur

Schnellenbach-Held, M., Pullmann, T.: Genetische Optimierung von Tragstrukturen. Bauingenieur, Band 86, September 2011, S. 390-399.

Schnellenbach-Held, M.: Tragverhalten zweiachsiger Hohlkörperdecken. In: Der Prüfingenieur 35, BVPI, Berlin, Oktober 2009.

Schnellenbach-Held, M., Habersaat, J.-E.: Bionik im Betonbau - Natürliche Strukturen und Konstruktionen als Inspiration für den Betonbau. Bauingenieur, Band 88, Mai 2013, S.205-213.

Habersaat, J.-E.: Innovative Bewehrungsanordnung nach dem Funktionsprinzip des SpinnennetzesIn: Breitenbrücher, R. und Mark, P. (Hg.): Beiträge zur 1. DAfStb-Jahrestagung mit 54. Forschungskolloquium; 07./08.  November 2013, Ruhr-Universität Bochum.