UHPC Schale
In einem grundlagennahen Forschungsprojekt soll durch ein interdisziplinäres Team aus Architekten, Bauingenieuren, Maschinenbauern und Materialtechnologen der gesamte Prozess von der Planung bis zur Umsetzung einer UHPC-Betonschalenkonstruktion aus Fertigteilen wissenschaftlich aufbereitet werden. Mit ausgewählten Industriepartnern, die alle Prozessschritte repräsentieren wird die Grundlage für weitere industrienahe Entwicklungen gelegt.
Dabei werden für die Herstellung dünnwandiger Schalenelmente geeignete Einbringverfahren und die darauf abgestimmten Materialeigenschaften des UHPCs entwickelt. Zur kraftschlüssigen Verbindung der Fertigteile werden innovative Technologien basierend auf trockenen Kontaktfugen eingesetzt. Es werden modernste Werkzeuge in der Planung und Herstellung genutzt und wenn nötig auch neu entwickelt. So stehen neben der digitalen Erfassung der Geometrie und Konstruktion, die Entwicklung einer mechanisch flexiblen Schalung und die präzise Nachbearbeitung der Werkstücke mit einem Industrieroboter im Fokus der Forschung.
Schwerpunkt dieses Forschungsvorhabens ist insbesondere das Aufzeigen einer neuartigen energiesparenden prozesshaften Fertigteilbauweise für einen besonders ressourcenschonenden Umgang mit ultrahochfesten Betonen (UHPC). Des Weiteren bilden die rasante Entwicklung der digitalen Planungswerkzeuge und die damit verbundenen formalen Freiheiten den Hintergrund zu der Beantragung eines interdisziplinären und grundlagennahen Forschungsprojektes.
Schalen haben als gekrümmte Flächentragwerke aufgrund ihrer besonderen Formgebung ein besonders günstiges Tragverhalten, aus dem der typische systemimmanente geringe Materialverbrauch resultiert. Darüber hinaus faszinieren sie durch ihre konstruktive Kühnheit und Eleganz sowie einer logischen Verknüpfung von Form und Kraftfluss. Schalentragwerke verknüpfen in besonderer Art und Weise architektonischen Raum und Tragstruktur. Motiviert durch den bereits vorhandenen Forschungsschwerpunkt „Konstruktionen aus UHPC“ und das zuletzt umgesetzte Infrastruktur-Projekts „Resource-Efficient Non-Standard Structures“ an der TU Graz soll die Schalenbauweise durch Entwicklung einer neuartigen Fertigteil-Bauweise von der Planung bis zur Produktion im Rahmen eines interdisziplinären Projekts revolutioniert werden. Dabei soll im Rahmen des Projekts nicht nur die technische Machbarkeit eines Einzelstücks geprüft werden, sondern vor allem die Möglichkeiten neuer Technologien und digitaler Prozessketten zur zukünftigen wirtschaftlichen Fertigung und Herstellung von Konstruktionen aus dünnwandigen gekrümmten Fertigteilen aus UHPC wegweisend und beispielgebend wissenschaftlich aufbereitet werden.