Zieglein wölb dich

Martina Metzner
25. März 2020
Grundidee ist, ein Ziegel-Schalentragwerk aus ausschließlich ebenen viereckigen Modulen herzustellen. (Foto: virtuaethic)

Neue Schale für traditionellen Ziegel – Forscher der TU Darmstadt haben ein Schalentragwerk aus Ziegelfertigteilen entwickelt.

Schalentragwerke aus Ziegeln sind material- und personalintensiv, weil für den Bau ein vollflächiges Lehrgerüst erforderlich ist und die Ziegel einzeln gesetzt werden müssen. Forscher der TU Darmstadt haben es nun geschafft, Ziegelschalen aus quadratmetergroßen Fertigteilen wirtschaftlich und ohne vollflächiges Lehrgerüst herzustellen. Das Forschungsprojekt wurde durch ein Team um Architekt Alexander Pick im Rahmen der Forschungsinitiative ZukunftBau am Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion (KGBauko) am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der TU Darmstadt durchgeführt und wurde durch die Partner Deppe Backstein-Keramik, das Steenfelder Betonwerk Johann Meinders sowie die Ripkens Wiesenkämper Beratende Ingenieure PartGmbB begleitet.

Digitales Lehrgerüst der Schale (Visualisierung: KGBauko)
Auch das Leergerüst aus geneigten Holzstielen wurde am Computer genau berechnet und passt genau zu den einzelnen Ziegelmodulen. (Foto: virtuaethic)

Zunächst wurde die Ziegelschale als Prototyp von 15 Metern Länge und 11,5 Zentimetern Dicke mit mehrfach gekrümmter Geometrie am Computer entworfen und berechnet. Dabei wurde absichtlich eine komplexe, statisch und konstruktiv eher ungünstige Geometrie gewählt, um die Leistungsfähigkeit des Prinzips nachzuweisen, so Alexander Pick. Das virtuelle 3D-Modell wurde dann in viereckige Module unterteilt, die knapp einen Quadratmeter groß sind und eine gleichbleibende Anzahl an Ziegeln haben. Sie sind zwar eben, aber verfügen über unterschiedliche Winkel. Durch Längs- und Querbewehrung können sie kraftschlüssig mit Hilfe eines Übergreifungsstoßes verbunden werden.

Durch Längs- und Querbewehrung können die Module kraftschlüssig verbunden werden. (Foto: virtuaethic)
Die Schale wurde als 3D-Modell am Computer erstellt, in Module unterteilt und dann planarisiert. (Visualisierung: KGBauko)

Exakt nach den digitalen Vorgaben wurden Ziegel und Module schließlich im Labor hergestellt und zu der am Computer entworfenen gebogenen und gewölbten Gesamtkonstruktion zusammengesetzt. Das Computer-Modell wurde aber nicht nur für die Fertigteile eingesetzt, sondern auch für das digital generierte Lehrgerüst aus Holzstielen, deren Querschnitte jeweils individuell geneigt sind und auf die die Module aufgelegt werden. Die Eckpunkte der Fertigmodule werden dann über Schablonen positioniert. Die sich dabei ergebenden Versätze der einzelnen Fertigteile dienen als Fügemechanismus zur Aufnahme der durchgängigen Längsbewehrung. Das so erbaute Schalentragwerk hält einem typischen Belastungstest für Tragwerke stand.

Vorgestelltes Projekt

Studio Libeskind

National Holocaust Monument

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