Das Projekt "Teilprojekt 1: Entwurf und Bemessung von Carbonspannbetonbrücken sowie von vorgespannten Flächentragwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren - Massivbau durchgeführt. Tragwerke aus Carbonbeton sind insbesondere dann werkstoffgerecht entworfen und konstruiert, wenn die Carbonbewehrung vorgespannt wird. Die Erfolgsgeschichte des Spannbetons begann mit dem Aufkommen hochfesten Spannstahls, der es ermöglichte, dauerhaft hohe Vorspannkräfte in den Beton einzuleiten. Der Übergang vom Spannstahl zum noch festeren, leichteren und korrosionsbeständigen Carbon stellt eine fast natürliche Weiterentwicklung dieser leistungsfähigen Bauweise dar. Die Vorspannung mit Carbon erlaubt es, schlankere Querschnitte zu realisieren, die dauerhaft und robust sind. Vorgespannter Carbonbeton soll in zwei Teilprojekten erforscht werden (Teil A: Brückensysteme für den Straßenverkehr; Teil B: Dünnwandige Flächentragwerke).
Die Entwicklung eines Brückensystems mit Spannweiten von 35 bis 45 m ohne Mittelstütze aus vorgespanntem Carbonbeton in integraler Bauweise - also ohne Fugen und Lager - ist das Ziel des TP A. Das System enthält den Entwurf in Fertigteilbauweise, den Einsatz von hochfestem Beton sowie von gespannter und schlaffer Bewehrung aus Carbon. Im Projekt wird ein gestalterisch hochwertiger Entwurf entwickelt und kritische Punkte, beispielsweise das Biegetragverhalten (Duktilität), die Einleitung der Spannkraft sowie das Carbonspannglied experimentell untersucht. Am Ende des Projektes wird ein Fertigteilträger mit realen Abmessungen als Demonstrator hergestellt, an dem die Herstellbarkeit evaluiert wird sowie Langzeitmessungen durchgeführt werden. Somit wird die Grundlage geschaffen für die bauliche und planerische Umsetzung eines Pilotprojektes. Es werden weiterhin kompakte und wiederverwendbare Verankerungssysteme entwickelt, durch welche das Anwendungsfeld von vorgespanntem Carbonbeton auf den klassischen Hochbau erweitert werden kann und hierdurch die Vielseitigkeit der neuen Bauweise dargelegt wird.
Die Entwicklung von dünnwandigen Flächentragwerken aus vorgespanntem Carbonbeton ist Schwerpunkt des Teils B. Diese können eben und einachsig oder zweiachsig gekrümmt sein. Die Schalendicke von Flächentragwerken aus Stahlbeton wird maßgeblich durch den Korrosionsschutz bestimmt, der im Falle der Verwendung von Carbonbewehrung wegfällt. Durch das zusätzliche Vorspannen der flächigen Netzbewehrung aus Carbon werden sehr leichte Flächentragwerke mit hoher Steifigkeit möglich, welche zudem materialeffizient (sparsamerer Gelegeeinsatz, weniger Beton) sind und aufgrund ihrer Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit unter anderem im Behälterbau für aggressive Medien Anwendung finden können. Das Potential der Vorspannung von Carbongelegen für Flächentragwerke wird exemplarisch an Faltwerken und gekrümmten Betonschalen mittels Versuchen evaluiert. In einem nächsten Schritt werden Demonstratoren kommerziell nutzbarer Fertigteile für den Hoch- und Industriebau (PI-Platten und Trapezfaltwerke) entwickelt. Das Projekt soll in der Herstellung eines Demonstrators für einen Behälterdeckel münden, an dem das Langzeitverhalten erforscht wird.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Funktionsmorphologische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Botanischer Garten durchgeführt. Biegsame Konstruktionen sind im Bauwesen derzeit noch weitestgehend unerforscht. Biegsamkeit anstelle komplex auszubildender Gelenke ist jedoch ein Prinzip, das einer Vielzahl von Bewegungsabläufen in der Natur zugrunde liegt. Auf Grundlage solcher biologischer Vorbilder soll eine Konstruktionsweise entwickelt werden, die Wandelbarkeit durch elastische Strukturverformung ermöglicht. Für eine umfassende Erforschung dieser Konstruktionsweise wurde ein Verbund aus drei Instituten und einem industriellen Partner gebildet. Die Plant Biomechanics Group Freiburg wird sich mit den biologischen Vorbildern und deren Abstraktion beschäftigen, das Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen Stuttgart wird die konstruktiven und technischen Fragen der Kinematik, Aktuatorik und adaptiven Steifigkeit behandeln, während das ITV Denkendorf geeignete Faserverbund- und dehnbare Membranwerkstoffe entwickeln wird. Clauss-Markisen wird die gesamte Forschung, unter dem Gesichtspunkt der industriellen Umsetzbarkeit, begleiten. Ergänzend werden sich weitere unterbeauftragte Industriepartner an der Forschung und Umsetzung der Demonstrationsobjekte beteiligen. Die Ergebnisse werden schriftlich und in Medienbeiträgen veröffentlicht. Die gewonnenen Erfahrungen werden Anstoß für weitere gemeinsame Forschungsvorhaben zu Detailfragen des Themas geben. Sie dienen außerdem den beteiligten Firmen als Basis, um die neue Konstruktionsweise und die daraus entstehenden Technologien in die Praxis einzuführen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Werkstoffentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) durchgeführt. Biegsame Konstruktionen sind derzeit insbesondere im Bauwesen noch weitestgehend unerforscht. Biegsamkeit anstelle komplex auszubildender Gelenke ist jedoch ein Prinzip, das einer Vielzahl von Bewegungsabläufen in der Natur zugrunde liegt. Auf Grundlage solcher biologischer Vorbilder soll eine Konstruktionsweise entwickelt werden, die Wandelbarkeit durch elastische Strukturverformung ermöglicht. Für eine Umfassende Erforschung dieser Konstruktionsweise wurde ein Verbund aus drei Instituten und einem industriellen Partner gebildet . Ergänzend werden sich weitere unterbeauftragte Industriepartner an der Forschung und Umsetzung der Demonstrationsobjekte beteiligen. Die Ergebnisse werden schriftlich und in Medienbeiträgen veröffentlicht. Die gewonnenen Erfahrungen werden Anstoß für weitere gemeinsame Forschungsvorhaben zu Detailfragen des Themas geben, sie dienen außerdem den beteiligten Firmen als Basis, um die neue Konstruktionsweise und die daraus entstehenden Technologien im Alltag zu etablieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Strukturentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) durchgeführt. Biegsame Konstruktionen sind derzeit insbesondere im Bauwesen noch weitestgehend unerforscht. Biegsamkeit anstelle komplex auszubildender Gelenke ist jedoch ein Prinzip, das einer Vielzahl von Bewegungsabläufen in der Natur zugrunde liegt. Auf Grundlage solcher biologischer Vorbilder soll eine Konstruktionsweise entwickelt werden, die Wandelbarkeit durch elastische Strukturverformung ermöglicht. Für eine umfassende Erforschung dieser Konstruktionsweise wurde ein Verbund aus drei Instituten und einem industriellen Partner gebildet. Ergänzend werden sich weitere unterbeauftragte Industriepartner an der Forschung und Umsetzung der Demonstrationsobjekte beteiligen. Die Ergebnisse werden schriftlich und in Medienbeiträgen veröffentlicht. Die gewonnenen Erfahrungen werden Anstoß für weitere gemeinsame Forschungsvorhaben zu Detailfragen des Themas geben, sie dienen außerdem den beteiligten Firmen als Basis, um die neue Konstruktionsweise und die daraus entstehenden Technologien im Alltag zu etablieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Produktentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von clauss markisen Projekt GmbH durchgeführt. Biegsame Konstruktionen sind derzeit insbesondere im Bauwesen noch weitestgehend unerforscht. Biegsamkeit anstelle komplex auszubildender Gelenke ist jedoch ein Prinzip, das einer Vielzahl von Bewegungsabläufen in der Natur zugrunde liegt. Auf Grundlage solcher biologischer Vorbilder soll eine Konstruktionsweise entwickelt werden, die Wandelbarkeit durch elastische Strukturverformung ermöglicht. Für eine Umfassende Erforschung dieser Konstruktionsweise wurde ein Verbund aus drei Instituten und einem industriellen Partner gebildet . Ergänzend werden sich weitere unterbeauftragte Industriepartner an der Forschung und Umsetzung der Demonstrationsobjekte beteiligen. Die Ergebnisse werden schriftlich und in Medienbeiträgen veröffentlicht. Die gewonnenen Erfahrungen werden Anstoß für weitere gemeinsame Forschungsvorhaben zu Detailfragen des Themas geben, sie dienen außerdem den beteiligten Firmen als Basis, um die neue Konstruktionsweise und die daraus entstehenden Technologien im Alltag zu etablieren.