Betonzwischendecke ohne Stahlarmierung

In vielen deutschen Großstädten haben sich die Preise für Wohnraum in den vergangenen 5 Jahren dramatisch erhöht; eine Folge der steigenden Urbanisierung. Obwohl die Bevölkerung in Deutschland abnimmt, werden die Einwohnerzahlen in Großstädten wie Berlin, Hamburg, Köln oder München weiter wachsen. Das Leben in der Stadt wird nicht nur für junge Leute immer attraktiver. Vor allem die ältere Generation zieht es aufgrund besserer Infrastruktur, medizinischer Versorgung und des großen Angebots an Kultur in die Städte.

70% Prozent Gewichtseinsparung bei Zwischendecken

Dieser Trend lässt den Ruf nach günstigen Bauweisen und kostenbewussten Werkstoffen stärker werden. Und auch bei der Aufteilung und Gestaltung von Wohnraum sind Architekten vermehrt auf der Suche nach kompakten Lösungen. „Ein Ansatz ist dabei die Leichtbauweise: Je dünner beispielsweise die Decken eines mehrstöckigen Gebäudes sind, desto mehr Platz bleibt für zusätzliche Etagen. Weil sie weniger Gewicht tragen müssen, lässt sich auch bei Fundamenten und Mauern Baumaterial sparen, was die Kosten senkt“, erklärt Philippe Block von der ETH Zürich die Ausgangssituation für die Neuentwicklung besonders dünnwandiger Betonlösungen.

Wissenschaftler der ETH Zürich haben jüngst einen cleveren Ansatz zur Einsparung von Beton in Bodenelementen präsentiert, in dem sie sich das Wissen der alten Baumeister des Barocks zu Nutzen machten. Vor allem die Analyse katalanischer Gewölbe führte zu einer Umgestaltung der bisher üblichen 25 cm starken Betonzwischendecken. Ihr Lösungsansatz berücksichtigt nicht nur die Kräfteverteilung von Gewölben, sondern auch die Anordnung verstärkender Rippen in dieser ungewöhnlichen Konstruktionsart.

Die gemauerten Gewölbe werden an der Oberseite mit schmalen und senkrechten Rippen verstärkt. Das erhöht die Stabilität und sorgt für eine ebene Auflagefläche für aufliegende Bodenmaterialien. Mit dieser Konstruktionsweise lassen sich laut Angaben der Schweizer bis zu 70% Gewicht einsparen. Das liegt nicht nur an der Reduzierung des Betonanteils, sondern auch am Verzicht einer Stahlarmierung. Mit Hilfe eines eigens entwickelten Computerprogramms lassen sich verschiedene Anspruchsszenerien und Belastungssituationen berechnen und die Anordnung sowie Größe der verstärkenden Rippen definieren. Die Bodenplatte selbst ist in einem Stahlrahmen eingespannt, der die Druckkräfte aufnimmt.

Die neuen Bodenplatten werden momentan im Forschungsgebäude NEST in Dübendorf unter realistischen Bedingungen erprobt. Auf dem Gebäudedach soll ein zweistöckiges Penthaus entstehen, indem zwei der vorgefertigten Bodenplatten Verwendung finden. Diese werden als Fertigelement angeliefert und per Kran in das Penthaus eingesetzt.

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