Temporäre Raumzellen aus Hochleistungsbeton mit lösbaren Verbindungen

Die mechanischen Eigenschaften des ultrahochfesten Betons (UHPC) wurden in den letzten Jahren weitgehend erforscht. Für die praktische Anwendung fehlen allerdings noch die erforderlichen Regelwerke, sodass bei der Verwendung von UHPC-Bauteilen i.d.R. bauaufsichtliche Zulassungen oder Zustimmungen im Einzelfall (ZiE) notwendig sind.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde unter Zusammenarbeit von Architekten und Ingenieuren ein Modulsystem für multifunktionale, demontierbare Raumzellen entwickelt, das sich aus wenigen verschiedenen Betonelementen zusammenfügen lässt, aber mit dem sich beliebig viele unterschiedliche Gebäudestrukturen errichten lassen.

Zunächst wurden von Studierenden der Architektur in einem studentischen Projekt 3 Modulsysteme entwickelt und Ausschnitte daraus im Maßstab 1 zu 1 gebaut. Der Schwerpunkt für die Ingenieure lag auf der Konstruktion und der Prüfung der lösbaren Verbindungssysteme, mit denen die Fertigteile zu einem standsicheren Gebäude verbunden werden können, und auf der Konstruktion der zu verbindenden Betonelemente. Sowohl für die Verbindungssysteme als auch für die Betonelemente wurde ein Versuchs- und Nachweisprogramm erarbeitet, dass als Grundlage für die Erwirkung von allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen oder Zustimmungen im Einzelfall dienen kann. Hierzu wurde zunächst an einem beispielhaften Element, das sowohl als Wand als auch als Decke eingesetzt werden kann, die Schnitt- und Auflagergrößen bestimmt und die Elemente beispielhaft bemessen. Anschließend wurden drei Varianten des Modulsystems nummerisch untersucht und die maßgebenden Beanspruchungen der Verbindungsmittel herausgefiltert. Auf dieser Basis wurden dann drei Verbindungsysteme entworfen, konstruiert und hergestellt. Anschließend wurden sie in Traglastversuchen bis zum Bruch belastet. Weiterhin wurde ein Wandelement experimentell untersucht. Um die Ergebnisse aus den beschriebenen Untersuchungen sichtbar und „begreifbar“ zu machen und die Multifunktionalität zu demonstrieren, wird ein Prototyp gebaut und an einer geeigneter Stelle aufgebaut.