Im Rahmen des SFB 1683 entwickelt das Teilprojekt A01 Entwurfsmethoden für Tragwerke, die aus wiederverwendeten Stahlbetonbauteilen zusammengesetzt werden. Im Gegensatz zum konventionellen Entwurf von Stahlbetontragwerken, bei dem Stahlbeton als frei formbarer und skalierbarer Verbundwerkstoff behandelt wird, betrachtet unser Ansatz Stahlbeton als einen Bestand diskreter tragender Bauteile mit vordefinierten Geometrien, Materialeigenschaften, Bewehrungskonfigurationen und Schadenszuständen. Der Entwurfsprozess wird daher nicht mehr primär durch die freie Formgenerierung mit anschließender statisch-konstruktiver Dimensionierung und Herstellung bestimmt, sondern durch eine Reverse-Engineering-Logik, bei der verfügbare Bauteile den Ausgangspunkt sowohl für den tragwerksplanerischen als auch für den architektonischen Entwurf bilden.
Die in diesem Projekt betrachteten wiederverwendeten Bauteile stammen überwiegend aus bestehenden Stützen, Balken, Rahmen, Platten und verwandten Stahlbetonelementen. Diese Elemente weisen in der Regel feste und häufig rechteckige Geometrien, eine begrenzte Anpassbarkeit sowie bauteilspezifische Tragfähigkeiten auf. Nach ihrer Rückgewinnung, Klassifizierung und Charakterisierung bilden sie ein adaptives Baukastensystem, aus dem neue Tragwerke zusammengesetzt werden können. Die Entwurfsaufgabe wird folglich in das Problem überführt, bestehende Bauteile so auszuwählen, zu kombinieren, zu positionieren und miteinander zu verbinden, dass sowohl die strukturelle Leistungsfähigkeit als auch die architektonische Entwurfsintention erfüllt werden. Dies erfordert die systematische Nutzung geplanter Kontaktzonen, Lastübertragungsschnittstellen und Anschlussdetails, die mit der Geometrie, der Bewehrungskonfiguration und der mechanischen Tragfähigkeit der wiederverwendeten Elemente kompatibel sind.
Die Forschung ist entlang zweier eng miteinander gekoppelter methodischer Linien organisiert. Die erste Linie verfolgt einen tragwerksausnutzungsorientierten Ansatz und wird vom Lehrstuhl für Massivbau (RUB) geleitet. Ihr Ziel ist es, die Tragfähigkeiten wiederverwendeter Stahlbetonelemente im Zieltragwerk so effizient wie möglich auszunutzen. Innerhalb dieses Ansatzes werden unter vorgegebenen Randbedingungen wie Einwirkungen, Spannweitenanforderungen, lichten Räumen, Auflagern und architektonischen Zwangsbedingungen geeignete Elementanordnungen, Lastpfade, Lagerungsbedingungen, Anschlusspositionen und Anschlusstypologien identifiziert.
Die zweite Forschungslinie verfolgt einen formbezogenen Entwurfsansatz und wird vom Institute for Computational Design & Construction (Stuttgart) geleitet. Ihr primäres Ziel besteht darin, globale architektonische und tragwerksbezogene Entwurfsgeometrien unter Verwendung verfügbarer wiederverwendeter Elemente anzunähern und dabei Entwurfsqualität, räumliche Kohärenz und architektonische Entwurfsintention zu erhalten.
Methodisch kombiniert das Projekt kombinatorische Optimierung, Tragwerksoptimierung, topologiebasierte Verfahren und Strategien des computerbasierten Entwerfens.
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Last update: Jul 01, 2026
