Manipulation von Spannungs- und Verformungsfeldern für statische und dynamische Beanspruchungen von Tragstrukturen
Final Report Abstract
Im Teilprojekt B2 der Forschergruppe 981 konnten wichtige Erkenntnisse bzgl. der Realisierbarkeit von adaptiven Tragwerken gewonnen werden. Die Erarbeitung eines neuen Sicherheitskonzepts und der Methodentransfer aus dem Maschinenbau zeigen Möglichkeiten zur Implementierung aktiver Komponenten mit den speziellen Aspekten aus dem Bauwesen. Für die Energie- und Effizienzbetrachtung als Grundlage einer Beurteilung der Konkurrenzfähigkeit der neuen Bauweise wurde eine ökobilanzielle Betrachtung durchgeführt. Hierbei wurden die Massenströme sowie die Energieaufwendungen der Stuttgart SmartShell mit einer passiven Betonschale derselben Spannweite verglichen. Der Vergleich ergab, dass die Stuttgart SmartShell besser abschneidet als die passive Betonschale. Die in der 1. Förderphase erarbeiteten Konzepte wurden auf andere Tragwerksformen übertragen und erweitert. Hierbei wurden die Konzepte zur Manipulation des Lastabtrags auf Stab- und Seiltragwerke transferiert. Es wurde eine Reduzierung und Homogenisierung der Spannungen in den Tragwerken realisiert. Des Weiteren konnte ein Fassadentyp entwickelt werden, der eine Nullverformung der Glasscheibenebene ermöglicht. Die Konzepte wurden mit dem Ansatz der Manipulation der Einwirkungen, speziell in Gebäudeeckbereichen, erweitert. Die Untersuchung der Aktivierbarkeit von Öffnungen in Flächentragwerken zeigte, dass eine Reduzierung der Spannungen im Bereich von Öffnungen möglich ist. Hierbei wurden an Scheiben verschiedene Aktivierungsmöglichkeiten (uniaxial, biaxial und radial) untersucht. Die Aktivierung erwies sich als sehr effektiv. Im Rahmen des Teilprojektes B2 wird die experimentelle Validierung am Funktionsmuster des adaptiven Fassadenmoduls, das mit Teilprojekt B4 realisierte wurde, durchgeführt. Hierbei werden die theoretischen Ergebnisse aus AP 3 zur Manipulation von statischen Verformungen sowie dynamischen Verformungen untersucht.
Publications
- Adaptive Tragwerke – Aktuelle Forschungen im Ultraleichtbau, Stahlbau, 82 (2013), 6, 428–437
Neuhäuser, S.; Weickgenannt, M.; Haase, W.; Sawodny, O.
(See online at https://doi.org/10.1002/stab.201310057) - Stuttgart SmartShell – a full scale prototype of an adaptive shell structure, Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures, 54 (2013), 4, S. 259-270
Neuhaeuser, S.; Weickgenannt, M.; Witte, C.; Haase, W.; Sawodny, O.; Sobek, W.
- Ultralightweight Structures, Tagungsbeitrag, Beyond the Limits of Man, IASS Symposium 2013, Sep 23–27 2013, Wroclaw, Poland
Sobek, W.; Neuhaeuser, S.; Haase, W.; Sawodny, O.; Weickgenannt, M.
