Dr. Tobias Huber und sein Team zeigt in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern MESH - Robotic Construction und DataB GmbH im Projekt TOPS, wie sich Stahlbetondecken deutlich materialeffizienter gestalten lassen, ohne die Tragfähigkeit zu reduzieren. Ausgangspunkt ist das große Einsparpotenzial bei Decken, da sie zu den materialintensivsten Bauteilen im Hochbau zählen und ein erheblicher Teil des weltweiten Betonverbrauchs sowie der CO₂-Emissionen auf die Zementproduktion entfällt.
Kern des Ansatzes ist die Kombination aus mathematischer Topologieoptimierung und digitaler Fertigung. Dabei wird berechnet, wo Material statisch wirklich benötigt wird und wo es eingespart werden kann. So entstehen organisch geformte Tragstrukturen mit Rippen, die dem Kraftfluss folgen und bis zu 50 Prozent weniger Material benötigen können.
Besonders wichtig ist dabei die durchgängige digitale Prozesskette vom Entwurf bis zur Produktion. Schalung und Bewehrung werden digital geplant und weitgehend automatisiert gefertigt, sodass auch komplexe Geometrien wirtschaftlich umsetzbar werden. Zwei großformatige Demonstratoren haben bereits gezeigt, dass das Konzept nicht nur in der Simulation, sondern auch in realen Bauteilen funktioniert.

V. l. n. r.: 
David Dabic, Tobias Huber, Heinrich Heilingsetzer, Daniel Ausweger, Fabian Fritz, Patrick Huber, Marc Pfleger

Weitere Informationen:

Tobias Huber
Institut für Tragkonstruktionen
Technische Universität Wien
tobias.alexander.huber@tuwien.ac.at