Leicht mit Gewölbekonstruktion

Bodenelemente aus Beton, die ohne Stahlverstärkung auskommen und 70 Prozent leichter sind als herkömmliche Betonböden.

Möglich wird die Gewichtsreduktion durch gewölbte Platten – abgeschaut bei Deckengewölben gotischer Kathedralen. Die Forscher analysierten unter anderem Bauwerke im Stil der katalanischen Gewölbe. Der Architekt Rafael Guastavino (Ende des 19. Jahrhundert) verstärkte diese Gewölbe zusätzlich auf der Oberseite durch schmale, senkrechte Rippen. Diese dienen einerseits dazu, eine ebene Fläche für den Fußboden zu schaffen. Andererseits erhöhen sie die Stabilität bei asymmetrischer Belastung.  Das Prinzip der Verstärkungsrippen machten sich die ETH-Forscher für ihre Betonelemente zunutze. Mit einem eigens entwickelten Computerprogramm berechneten sie, wie die Rippen angeordnet sein müssen, um bei Belastung auftretende Druckkräfte optimal zu verteilen. Das Resultat ist ein filigranes Muster dünner Linien, die jeweils an den Ecken zusammenlaufen. Das Element selbst wird in einen Stahlrahmen eingespannt, der die Druckkräfte aufnimmt – er hat damit dieselbe Funktion wie die Strebepfeiler, auf denen die Gewölbe von Kathedralen gelagert sind. Um die Herstellungskosten zu senken, wurden die erste Elemente mit Hilfe von 3D-Druck gefertigt – zunächst nicht aus Beton, sondern aus Sand und einem Bindemittel. Diese Platten halten schon Lasten von 1,4 Tonnen stand. Mit diesen Konstruktionsprinzipien könnten auch Materialien verwendet werden, die bisher nicht zum Bauen geeignet waren. Die richtige Form bringt die stabile Struktur, so die Einschätzung der Forscher.Bild: Peter Rüegg (ETH Zürich) – Prototyp des unbewehrten Bodens
BB
27.04.2017