Materialeffizienz

Abgespeckte Betondecken halten auch gut genug

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Vom Computer direkt in die Betonfertigung übergeben

Der entscheidende Innovationsschritt liege deshalb nicht allein in der Geometrie der Decken. Denn auch ihre Herstellung mache viel aus. Im Projekt wurde deshalb ein durchgängiger „File to Factory“-Prozess, basierend auf der Expertise der involvierten Unternehmen, entwickelt. Dabei werden digitale Planungsdaten direkt für die Fertigung genutzt, wie die Forscher erklären. Änderungen an der berechneten Geometrie könnten so unmittelbar in Produktionsdaten für Schalung und Bewehrung übernommen werden. Und die Schalung bildet nicht zuletzt die angestrebte Form, die später das ausgehärtete Betonteil zeigt.

Die Bewehrung, das ist das vielleicht von Rohbauten her bekannte Stahlskelett aus Stahlstäben oder -matten, verleiht dem Beton schließlich seine Zugfestigkeit. Beide Arbeitsschritte erfolgen heute noch häufig in aufwendiger Handarbeit und sind entsprechend zeit- und ressourcenintensiv. Im TOPS-Projekt werden sie stattdessen digital geplant und weitgehend automatisiert gefertigt, betonen die Wiener. „Entscheidend ist die durchgängige digitale Datenkette – vom Entwurf bis zur Fertigung. Änderungen am Modell können direkt in die Produktion übernommen werden. Das spart Zeit, reduziert Fehler und macht komplexe Geometrien überhaupt erst wirtschaftlich realisierbar“, wie Huber dazu kommentiert.

Demonstratoren wurden schon mit Erfolg getestet

Um den neuen Ansatz für Betondecken unter realistischen Bedingungen zu überprüfen, fertigte das Forschungsteam zwei großformatige Demonstratoren an (siehe Bild). Die Schalungen wurden dabei CNC-gestützt von der Data-B GmbH produziert. Die Bewehrungen wurden per Robotereinsatz von der Mesh AG geschweißt. Sie wurden auch Belastungstests unterzogen und mit konventionellen Deckensystemen verglichen. Untersucht wurden unter anderem die Aspekte Tragfähigkeit und Durchbiegung. Die Ergebnisse bestätigen, dass sich die gewünschten Materialeinsparungen durchführen lassen, ohne die konstruktiven Anforderungen zu beeinträchtigen. „Mit den Demonstratoren konnten wir endgültig beweisen, dass unser Konzept nicht nur in Simulationen funktioniert, sondern sich auch in realen Bauteilen bewährt“, freut sich Huber.

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