Ziegelschale aus planaren Ziegelfertigteilen

quadrat+ architektengesellschaft mbH

SO GRAZIL WIE BELASTBAR

Einer selten gewordenen Bauweise widmete sich ein Forschungsprojekt der TU Darmstadt: Mit Hilfe von Modulen entstand ein belastbares und doch fragil wirkendes Schalentragwerk. 

Schalentragwerke aus Ziegeln sind hoch belastbar, ästhetisch und können bei geringen Querschnitten große Spannweiten abdecken. Ihre Herstellung ist jedoch material- und personalintensiv, vor allem weil für den Bau eine Unterkonstruktion in Form eines vollflächigen sogenannten Lehrgerüsts erforderlich ist. Dieses gibt die Wölbung vor und kann erst nach der kompletten Fertigstellung entfernt werden, da die Schalentragwerke aus Ziegeln erst mit dem letzten Stein voll tragfähig sind. Tragwerke dieser Art kommen daher praktisch nie zum Einsatz. Das Forschungsprojekt hat untersucht, ob und wie sich Ziegelschalen durch den Einsatz von Fertigteilen wirtschaftlich herstellen lassen: Die Grundidee des Projekts besteht darin, aus ausschließlich ebenen, viereckigen Modulen eine gewölbte und gekrümmte Form herzustellen. Ein wesentlicher Punkt war die Auflösung des vollflächigen in ein punktuelles Lehrgerüst, indem statt einzelner Ziegel stabile vorgefertigte Module verbaut wurden. 
 

MODELLIERUNG AM COMPUTER 

Alle Details, die Größe und die Winkel der Module, die Ziegel und ihre Anordnung sowie die Abmessungen und die Anordnung des Lehrgerüsts wurden vorab digital ermittelt und optimiert. Das Computermodell hat nicht nur den Entwurf und die Bemessung der Ziegelschale erleichtert, sondern auch ermöglicht, dass die Unterkonstruktion für den Bau des Tragwerks wirtschaftlich gestaltet werden konnte. Nach den digitalen Vorgaben wurden Ziegel und Module schließlich im Ziegelwerk hergestellt und zu Fertigteilen zusammengesetzt. Das Forschungsvorhaben zeigt, dass sich ein hocheffizientes Tragwerk mit einem extrem dünnen Querschnitt trotz großer Spannweite und einer mehrfach gekrümmten Geometrie durch die entwickelte Methode realisieren lässt. Das so erbaute Schalentragwerk sieht nicht nur ästhetisch und grazil aus, es hält auch einem typischen Belastungstest für Tragwerke stand. Die entwickelte Methode stellt eine Möglichkeit dar, das hocheffiziente Tragwerk wirtschaftlich herzustellen. So konnte eine alte, aufwendige Technik wieder belebt werden, die die Architektur auch in Zukunft bereichern kann. 

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