Das Forschungsprojekt zielt auf die Reduktion der CO2-Emissionen im Bauwesen ab. Erreicht werden soll dies durch eine Materialeinsparung bei Gründungskörpern im Hochbau, wobei der Fokus hier auf der Materialeinsparung im Bereich der Bohrpfähle liegt.

Ziel ist es, praxistaugliche Lösungen zu entwickeln, um Tragwerksplaner*innen im Entwurfsprozess von Bohrpfählen hinsichtlich deren Optimierungspotenzials in Bezug auf die Materialeinsparung zu unterstützen. Dies könnten Leitfäden/Tabellen sein, welche beispielsweise die Anordnung von Hohlkörpern innerhalb der Gründungskörper festlegen.

Hierzu werden zunächst numerische Untersuchungen (FEM) zur Bestimmung nicht benötigter Querschnittsbereiche der konventionellen Bohrpfähle durchgeführt. Die reduzierten Bauteile werden hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Interaktion mit dem Baugrund erneut berechnet und mittels Bauteilprüfungen verifiziert. D.h.: „Gleiches Lastabtragungsverhalten bei reduziertem Materialaufwand“.

In einem zweiten Teil des Projektes wird der Herstellungsprozess betrachtet, ein Prototyp entwickelt und getestet. Dabei werden die Schritte Bohrlochherstellung, Einbringen der Bewehrung, Einbau der Verdrängungskörper, Betonieren und Ziehen der Rohre berücksichtigt.

Erwartet werden, in Abhängigkeit von Gründungstyp und Bodenbeschaffenheit, Materialeinsparungen hinsichtlich des Betons von zirka 50%.
 

Das Forschungsprojekt zielt auf die Reduktion der CO2-Emissionen im Bauwesen ab. Erreicht werden soll dies durch eine Materialeinsparung bei Gründungskörpern im Hochbau, wobei der Fokus hier auf der Materialeinsparung im Bereich der Bohrpfähle liegt.

Ziel ist es, praxistaugliche Lösungen zu entwickeln, um Tragwerksplaner*innen im Entwurfsprozess von Bohrpfählen hinsichtlich deren Optimierungspotenzials in Bezug auf die Materialeinsparung zu unterstützen. Dies könnten Leitfäden/Tabellen sein, welche beispielsweise die Anordnung von Hohlkörpern innerhalb der Gründungskörper festlegen.

Hierzu werden zunächst numerische Untersuchungen (FEM) zur Bestimmung nicht benötigter Querschnittsbereiche der konventionellen Bohrpfähle durchgeführt. Die reduzierten Bauteile werden hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Interaktion mit dem Baugrund erneut berechnet und mittels Bauteilprüfungen verifiziert. D.h.: „Gleiches Lastabtragungsverhalten bei reduziertem Materialaufwand“.

In einem zweiten Teil des Projektes wird der Herstellungsprozess betrachtet, ein Prototyp entwickelt und getestet. Dabei werden die Schritte Bohrlochherstellung, Einbringen der Bewehrung, Einbau der Verdrängungskörper, Betonieren und Ziehen der Rohre berücksichtigt.

Erwartet werden, in Abhängigkeit von Gründungstyp und Bodenbeschaffenheit, Materialeinsparungen hinsichtlich des Betons von zirka 50%.
 

Das Forschungsfeld des Gradientenbetons wird sich in den nächsten Jahren unter anderem mit der Herstellung, dem Materialgesetz, der Bauteilgeometrie, der Bemessung und dem Prüfverfahren für den neuen Betonwerksstoff beschäftigen. Es sollen zunächst Arbeiten in Bezug auf rechnergestützter Materialmodelle erfolgen, in denen die Abhängigkeiten der Materialeigenschaften hinsichtlich Porengröße, Porenanordnung dem sogenannten Porositätslayout untersucht werden. Die Ergebnisse der theoretischen Modelle werden mittels Kleinkörperversuchen validiert. Als ein langfristiges Ziel ist die Bemessung und Herstellung von Betonfertigteilen als Gradientenbeton in Kooperation mit der Betonindustrie zu sehen. Ein Ziel des Forschungsfeldes ist es das Bewusstsein für zukünftige nachhaltige Bauaufgaben in der Lehre zu stärken und in der Forschung weiter zu entwickeln.

Mit dem Projekt soll der Grundstein für ein interdisziplinäres FE-Cluster gelegt werden, welches sich mit der rechnerischen (FEM) und messtechnischen Erfassung (Prüfstand) von statischen und dynamischen Struktureigenschaften befasst. Die zu identifizierenden Strukturparameter, wie z.B. Verformungsgrößen, Eigenfrequenz usw., werden für die Strukturüberwachung oder die zerstörungsfreien Schadensdetektion benötigt. Mit diesem Projekt sollen die Kompetenzen der Fachgebiete Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Systemengineering gekoppelt und erweiterte Dienstleistungen im Forschungsgebiet der Systemidentifikation und Structural Health Monitoring angeboten werden. Mit der neu geschaffenen Technologie können zukünftig neue innovative Materialien, Konstruktionen sowie Mess- und Analyseverfahren wissenschaftlich fundiert beurteilt, optimiert, weiter- bzw. neuentwickelt werden.

Die Finite Elemente Methode (FEM) bildet das Grundmodell für die Simulation von Strukturen im Maschinenbau und Bauwesen. Mit der Etablierung dieser Technologie sind neue Forschungsbereiche entstanden. Hierbei seien die neuen Möglichkeiten der rechnergestützten Strukturoptimierung und die Verfahren des Structural Health Monitoring (SHM) erwähnt. Dabei werden unter SHM jene Methoden zusammengefasst, welche kontinuierlich Anhaltspunkte über die Funktionsfähigkeit von Strukturen geben. Ziel des Projektes ist der Aufbau eines interdisziplinären FE-Clusters und dessen nachhaltige Verankerung durch Projekte in den Bereichen SHM und Strukturoptimierung. Durch die Bündelung unterschiedlicher Fachdisziplinen soll ein neuer F&E-Schwerpunkt aufgebaut werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eines Technologietransfers zwischen Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Messtechnik. Des Weiteren ermöglicht die Kombination von FE-Simulation mit Hochleistungsmesstechnik die Möglichkeit der Entwicklung oder Verifizierung neuer innovativer Materialien und Bauteile bzw. optimierter Strukturen.

Mit dem Projekt soll der Grundstein für ein interdisziplinäres FE-Cluster gelegt werden, welches sich mit der rechnerischen (FEM) und messtechnischen Erfassung (Prüfstand) von statischen und dynamischen Struktureigenschaften befasst. Die zu identifizierenden Strukturparameter, wie z.B. Verformungsgrößen, Eigenfrequenz usw., werden für die Strukturüberwachung oder die zerstörungsfreien Schadensdetektion benötigt. Mit diesem Projekt sollen die Kompetenzen der Fachgebiete Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Systemengineering gekoppelt und erweiterte Dienstleistungen im Forschungsgebiet der Systemidentifikation und Structural Health Monitoring angeboten werden. Mit der neu geschaffenen Technologie können zukünftig neue innovative Materialien, Konstruktionen sowie Mess- und Analyseverfahren wissenschaftlich fundiert beurteilt, optimiert, weiter- bzw. neuentwickelt werden.

Die Finite Elemente Methode (FEM) bildet das Grundmodell für die Simulation von Strukturen im Maschinenbau und Bauwesen. Mit der Etablierung dieser Technologie sind neue Forschungsbereiche entstanden. Hierbei seien die neuen Möglichkeiten der rechnergestützten Strukturoptimierung und die Verfahren des Structural Health Monitoring (SHM) erwähnt. Dabei werden unter SHM jene Methoden zusammengefasst, welche kontinuierlich Anhaltspunkte über die Funktionsfähigkeit von Strukturen geben. Ziel des Projektes ist der Aufbau eines interdisziplinären FE-Clusters und dessen nachhaltige Verankerung durch Projekte in den Bereichen SHM und Strukturoptimierung. Durch die Bündelung unterschiedlicher Fachdisziplinen soll ein neuer F&E-Schwerpunkt aufgebaut werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eines Technologietransfers zwischen Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Messtechnik. Des Weiteren ermöglicht die Kombination von FE-Simulation mit Hochleistungsmesstechnik die Möglichkeit der Entwicklung oder Verifizierung neuer innovativer Materialien und Bauteile bzw. optimierter Strukturen.

Mit dem Projekt soll der Grundstein für ein interdisziplinäres FE-Cluster gelegt werden, welches sich mit der rechnerischen (FEM) und messtechnischen Erfassung (Prüfstand) von statischen und dynamischen Struktureigenschaften befasst. Die zu identifizierenden Strukturparameter, wie z.B. Verformungsgrößen, Eigenfrequenz usw., werden für die Strukturüberwachung oder die zerstörungsfreien Schadensdetektion benötigt. Mit diesem Projekt sollen die Kompetenzen der Fachgebiete Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Systemengineering gekoppelt und erweiterte Dienstleistungen im Forschungsgebiet der Systemidentifikation und Structural Health Monitoring angeboten werden. Mit der neu geschaffenen Technologie können zukünftig neue innovative Materialien, Konstruktionen sowie Mess- und Analyseverfahren wissenschaftlich fundiert beurteilt, optimiert, weiter- bzw. neuentwickelt werden.

Die Finite Elemente Methode (FEM) bildet das Grundmodell für die Simulation von Strukturen im Maschinenbau und Bauwesen. Mit der Etablierung dieser Technologie sind neue Forschungsbereiche entstanden. Hierbei seien die neuen Möglichkeiten der rechnergestützten Strukturoptimierung und die Verfahren des Structural Health Monitoring (SHM) erwähnt. Dabei werden unter SHM jene Methoden zusammengefasst, welche kontinuierlich Anhaltspunkte über die Funktionsfähigkeit von Strukturen geben. Ziel des Projektes ist der Aufbau eines interdisziplinären FE-Clusters und dessen nachhaltige Verankerung durch Projekte in den Bereichen SHM und Strukturoptimierung. Durch die Bündelung unterschiedlicher Fachdisziplinen soll ein neuer F&E-Schwerpunkt aufgebaut werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eines Technologietransfers zwischen Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Messtechnik. Des Weiteren ermöglicht die Kombination von FE-Simulation mit Hochleistungsmesstechnik die Möglichkeit der Entwicklung oder Verifizierung neuer innovativer Materialien und Bauteile bzw. optimierter Strukturen.