Automatisierte adaptive Schalungsmethoden zur Herstellung von Betonbauteilen mit gekrümmten Oberflächen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Werner Sobek
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation
• Term: from 2011 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 198455682

Die Anpassung der Bauteilgeometrie an den Kräfteverlauf birgt ein großes Potential im Hinblick auf eine Reduzierung des Bauteilgewichtes, die Reduzierung der eingesetzten Ressourcen und die Re-duzierung der damit verbundenen grauen (embodied) Energie.Die Entwicklung computergestützter Methoden bei der Modellierung, Simulation und Berechnung ver-einfacht heute das Entwerfen optimierter Bauteile. Dies führt zunehmend zum Entwurf von Bauteilen mit nicht-orthogonalen Kanten und nicht-ebenen Oberflächen. Während für andere Baustoffe in den vergangenen Jahren Methoden zur Herstellung derartiger Geometrien entwickelt wurden, stehen diese für den Massenbaustoff Stahlbeton immer noch nicht in einer wirtschaftlich vertretbaren oder gar attraktiven Weise zu Verfügung. Dies bedeutet für die Verwendung hoch- und ultrahochfester Betone und für die Einführung des nachhaltigen Bauens mit seiner Forderung nach Ressourcenminimierung und Minimierung der grauen Energie eine unüberwindbare Hürde. Das im Folgenden vorgestellte For-schungsvorhaben setzt hier an. In ihm sollen Methoden entwickelt werden, mit denen ein aufwändiger Schalungsbau durch automatisierte, geometrisch veränderbare Schalungssysteme ersetzt wird.Die bei diesen Schalungssystemen notwendige Flexibilität der Schalhaut führt unter Belastungen, wie sie durch den Betoniervorgang hervorgerufen werden können, zu unerwünschten Verformungen. Diese Verformungen können mit Hilfe adaptiver Systeme durch Sensoren und Aktuatoren erfasst und kompensiert werden. Umgekehrt können dieselben Aktuatoren auch zur gezielten Formveränderung der Schalhaut beim Übergang von der einen zur nächsten Bauteilgeometrie eingesetzt werden. Die Kombination flexibler Schalhäute mit adaptiven Komponenten bildet somit die Grundlage für geomet-risch veränderbare Schalungssysteme.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1542: Future Concrete Structures Using Bionic, Mathematical and Engineering Formfinding Principles
• Major Instrumentation: Hydrauliksystem (im Antrag spezifziert)
• Instrumentation Group: 2070 Hilfsgeräte und Meßeinrichtungen für Werkzeugmaschinen