Prof. Philippe Block auf einem Boden-Prototyp aus Beton
(Foto: Peter Rüegg / ETH Zürich)
Forschende des „Instituts für Technologie in der Architektur“ an der ETH Zürich haben Bodenelemente aus Beton entwickelt, deren tragende Platte nur zwei Zentimeter dick, aber trotzdem sehr stabil ist. Die neuen Bauelemente kommen ohne Bewehrung aus und sind 70 Prozent leichter sind als herkömmliche Betonböden.
Stabil durch Wölbung: Durch ihre Form können die Bodenelemente sehr großen Belastungen standhalten (Foto: Peter Rüegg / ETH Zürich)
Äußerst tragfähig ohne Bewehrung aus Stahl oder Glasfaser
Ähnich wie historische Deckengewölbe in gotischen Kathedralen sind die Bodenelemente nicht flach, sondern leicht gewölbt. „Wir haben uns beim Design an historischen Bauprinzipien und -techniken orientiert, die in Vergessenheit geraten sind“ sagt Philippe Block, ausserordentlicher Professor für Architektur und Struktur an der ETH und Stellvertretender Direktor des Nationalen Forschungsschwerpunkts Digitale Fabrikation.
Die filigran ausgearbeiteten Bauteile können allein durch ihre Form sehr großen Belastungen standhalten, sodass sie keinen Bewehrungsstahl oder andere Bewehrungsmaterialien zur Verstärkung benötigen.
Bei ihren Recherchen analysierten die Forscher um Philippe Block unter anderem Bauwerke des spanischen Architekten Rafael Guastavino. Er verstärkte seine gemauerten Gewölbe Ende des 19. Jahrhunderts auf der Oberseite durch schmale, senkrechte Rippen. Dieses Prinzip der „Verstärkungsrippen“ machten sich die ETH-Forscher für ihre Betonelemente zunutze: Sie berechneten mit einer selbst entwickelten Software die bestmögliche Anordnung der Rippen, um die im Bauteil auftretenden Druckkräfte optimal zu verteilen und in die vier Ecken zu leiten. Ein Stahlrahmen, der das Bodenelement umspannt, nimmt die Druckkräfte auf.
Durch die Anordnung der filigranen Rippen können hohe Druckkräfte optimal verteilt werden (Foto: Peter Rüegg / ETH Zürich)
Die ersten Belastungstests waren erfolgreich: Die Prototypen hielten zweieinhalb Mal mehr Druck aus, als es die Schweizer Baunormen fordern.
Weitere Informationen zum Projekt findet Ihr auf ethz.ch.