Die Umsetzung der Ziele des DFG-Schwerpunktprogramms (SPP) 1542 „Leicht Bauen mit Beton – Grundlagen für das Bauen der Zukunft mit bionischen und mathematischen Entwurfsprinzipien“ erfordert eine Anpassung grundlegender, im Stahlbetonbau etablierter Konstruktionsformen. Ein Beispiel hierfür ist die Stahlbetonskelettbauweise. Aktuelle Konstruktionen weisen klare Strukturen aus Stützen, Unterzügen und Decken, im Regelfall mit rechteckigen, über die Bauteillänge konstanten Querschnitten auf. Um diese typischen Konstruktionen zu optimieren, können die im Rahmen des SPP 1542 an der TU Braunschweig entwickelten Bauteil-, Füge- und Herstellungstechnologien genutzt werden. Um dies exemplarisch zu zeigen, wurde der Demonstrator uni-con² entwickelt und hergestellt. Der Demonstrator stellt einen Ausschnitt eines innovativen Tragwerks aus Hochleistungsbeton dar, das aus Platten- und Stabelementen, die nach dem Prinzip „form follows force“ an die einwirkenden Beanspruchungen angepasst werden, zusammengesetzt wird (Bild 1). Die vorgefertigten Elemente werden trocken gefügt. So kann der Aufbau beschleunigt und eine direkte Belastung ermöglicht werden. Die Verwendung von Trockenfugen erfordert eine hohe Präzision bei der Herstellung der Bauteile. Dies kann durch den Einsatz von hochpräzise hergestellten Schalungen sichergestellt werden. Der symmetrische Aufbau der Tragkonstruktion sowie die gleichbleibenden Spannweiten ermöglichen die multiple Verwendung der komplexen Schalungen. In Kombination mit der Reduktion des Zementverbrauchs ermöglicht dies zudem die Einsparung von natürlichen Ressourcen und Energie. / The implementation of the objectives of the DFG Priority Programme (SPP) 1542 “Concrete light – Future concrete structures using bionic, mathematical and engineering formfinding principles” requires the modification of fundamental structural forms established in reinforced concrete construction. An example of this is the reinforced concrete framework construction. Current constructions show distinct structures consisting of columns, beams and slabs, usually having rectangular cross-sections that are constant over the entire length of the component. In order to optimise these standard structures, the construction, joining and manufacturing technologies developed within the scope of SPP 1542 at Technical University (TU) Braunschweig can be used. The demonstrator uni-con² was developed and manufactured to exemplify this. The demonstrator represents a cutout of an innovative load-bearing structure made of high-performance concrete, which is composed of slab and beam elements designed according to the “form follows force” principle and adapted to the relevant stresses (Fig. 1). The prefabricated elements are joined dry. In this way the assembly can be accelerated and a direct loading can be made possible. The use of dry joints requires high precision in the production of the components. This can be achieved by high precision formwork. The symmetrical configuration of the structure and the constant spans allow the multiple use of the complex formwork. In combination with the reduction of cement consumption, this also enables the saving of natural resources and energy.

Ein Blick in die Baugeschichte zeigt, dass sich in Abhängigkeit der vorhandenen Baumaterialien jeweils typische, sinnvolle Konstruktionsformen herausgebildet haben. Bereits vor mehr als 10.000 Jahren errichtete man Gebäude aus Ziegelmauerwerk [1]. Im antiken Rom erlebte der opus caementitium seine Glanzzeit [2]. Beide Materialien sind sehr druck-, aber wenig zugfest. Folglich findet man hauptsächlich druckbeanspruchte Strukturen wie Wände oder Kuppeln, für Decken wurde beispielsweise Holz genutzt. Für Naturbrücken aus zugfesten Pflanzenmaterialien hingegen sind Hängekonstruktionen prädestiniert. Mit Stahl und bewehrtem Beton können auch biegebeanspruchte Konstruktionen realisiert werden. Allerdings nimmt man hierbei in der Regel in vielen Tragwerksbereichen eine mangelhafte Materialausnutzung in Kauf. [Aus: Intention] / A look at the construction history shows that typical, sensible forms of construction have developed depending on the building materials available. More than 10,000 years ago, buildings were already made of brickwork [1]. In ancient Rome, the opus caementitium experienced its heyday [2]. Both materials were very resistant to pressure, but had little tensile strength. Consequently, one mainly finds structures subject to compressive stress such as walls or cupolas; for ceilings, for example, wood was used. For natural bridges made of tension-resistant plant materials, on the other hand, suspended structures are predestined. With steel and reinforced concrete, structural elements subject to bending stress can also be realised. However, in many areas of such structures, insufficient utilisation of the material is accepted. [Off: Intention]