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08.11.2018 | Baukonstruktion | Im Fokus | Onlineartikel

Eine 3-D-gestrickte Schalung für eine Betonstruktur

Autor:
Christoph Berger

Forscher der ETH Zürich enzwickelten für eine in Mexiko-Stadt ausgestellte fünf Tonnen schwere Betonstruktur eine neue Schalungstechnologie. Die wog gerade mal 55 Kilogramm und konnte in einem Koffer von der Schweiz nach Mexiko transportiert werden.

"Bei der Errichtung baulicher Anlagen sind häufig zur sicheren Durchführung von Bau- und Montagearbeiten stählerne oder hölzerne Hilfskonstruktionen erforderlich. Zum einen betreffen diese in einem großen Bereich die Sicherung von Baugruben, zum anderen die planmäßige Formgebung des Frischbetons in jeder gewünschten Ausführung und Montagehöhe sowie Arbeiten an oder in baulichen Anlagen bei Umbau- oder Sanierungsarbeiten", heißt es in der "Einführung" des Springer-Fachbuchs "Gerüste und Schalungen im konstruktiven Ingenieurbau".

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2017 | Supplement | Buchkapitel

FB-Bemessung

Mit Hilfe der statischen Berechnung werden die Kräfte und Momente in einem System (Bauwerk oder Bauteil) ermittelt, das in die Natur umgesetzt werden soll. Es ist also die Anforderung der Belastung aus der Statik bekannt, es muss jetzt nur noch …


Auf stählerne und hölzerne Hilfskonstruktionen verzichteten die ETH-Forscher für die Schalung der Betonstruktur "KnitCandela". Sie bedienten sich stattdessen eines auf Knopfdruck gestrickten Textils als formgebendes Element für geschwungene Betonschalen – gespannt mit Stahlseilen. Die Struktur selbst ist ein Gemeinschaftswerk mit Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHACODE) und Architecture Extrapolated (R-Ex).

Das richtige Strickmuster

Für das Werk produzierte eine industrielle Strickmaschine die Schalung anhand eines digital generierten Strickmusters: In vier Bahnen strickte sie in 36 Stunden ein fertiggeformtes 3-D-Textil mit zwei Lagen. Die untere Lage bildet dabei die sichtbare Decke, die obere Lage enthält die Tunnel für die Kabel des Schalungssystems und Taschen für herkömmliche Luftballone, die nach dem Betonieren dann zu Hohlräumen wurden. Die Lösung ist leicht und materialsparend.

Dann wurde die gestrickte Schalung in einen Rahmen gespannt, auf sie eine speziell entwickelte Zementmischung gespritzt. Diese erste Schicht ist nur wenige Millimeter dünn, allerdings ausreichend dick, um eine starre Form zu erzeugen. Danach wurde konventioneller, faserverstärkter Beton aufgebracht – wie Faserbeton zu bemessen ist, wird im Kapitel "FB-Bemessung" des Springer-Fachbuchs "Faserbeton" besprochen. Die Strickware selbst wog 25 Kilogramm, die Stahlseile etwa 30 Kilogramm. Beide Komponenten konnten als normales Aufgabegepäck per Flugzeug in einem Koffer transportiert werden.

Mariana Popescu, die die Technologie zusammen mit Lex Reiter im Rahmen des Forschungsprojekts NFS Digitale Fabrikation entwickelt, sagt: "Stricken bietet den Vorteil, dass 3-D-Formen nicht aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden müssen. Mit dem richtigen Strickmuster können wir sämtliche Wölbungen, Taschen und Kanäle per Knopfdruck produzieren."

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Einführung

Quelle:
Gerüste und Schalungen im konstruktiven Ingenieurbau

2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

Zement

Quelle:
Dauerhaftigkeit von Beton

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