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Koordinationsprojekt

Antragsteller

Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Mark Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau

Bearbeiter

Dr.-Ing. Patrick Forman Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau

Vera Langanke, M.A. Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Massivbau

Projektbeschreibung

Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, die grundlegenden wissenschaftlichen Methoden für eine Herstellung von teiladaptiven Modulen aus Hochleistungsbeton in industrieller Fließfertigung zu entwickeln. Die Module sollen Seriencharakter besitzen und im Schnellbau assemblierbar sein. Die optische Individualität der zusammengesetzten Tragstruktur ist dabei zu erhalten, so dass skalierbare, adaptive und auch über die Nutzungszeit wandelbare Module und passende Fertigungskonzepte gesucht sind. Wissenschaftlich Entwicklungen erfolgen in den drei konkreten Forschungsfeldern: Entwerfen und Konstruieren unter dem Aspekt der Modularisierung, Fertigungsstrategien und Produktionskonzepte für skalierbare Module sowie durchgängig digitale Modelle für die Prozesse.
Die Generalisierung und Zusammenführung der Entwicklungen im Programm erfolgen grundlagenorientiert methodisch aus dem Zentralprojekt heraus. Es liefert ganzheitlich methodisch geschlossene Konzepte für die angesprochenen Stab- wie Flächenstrukturen, sämtliche Schritte des Batch-Prozesses der Produktion und ihre digitale Verknüpfung. Dies erfolgt längs der angesprochenen Felder aber auch verknüpfend dazwischen. Ziele sind ebenen übergreifende, allgemeingültige Konzepte für Modulstrukturen (System, Modul, Detail), zur generellen Etablierung und Kopplung von Qualitätssicherungsmaßnahmen und die Identifikation von erreichbaren Genauigkeiten bzw. unvermeidlichen Unschärfen, was sich nur übergreifend ganzheitlich erforschen lässt und sich in der Datenakquise aus den Teilprojekten generiert. Es führt den Verbund kohärent zusammen und dient dem Schluss von Lücken insgesamt. Inhaltlich wird die Vernetzung durch den Anschluss aller Teilprojekte an eine digitale Gesamtrepräsentation eingefordert. Entsprechende Plattformen und Softwarestrukturen werden aus einem Zentralprojekt heraus initiiert, etabliert und weiterentwickelt. Eigens motivierte Interaktionsketten zwischen den Teilprojekten und Benchmarks zeigen erste methodisch verbundene Teilabschnitte und exemplarische Gesamtkonzepte.

Poster zu den Projektinhalten

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Struktur- Herstellungs- und Digitallinien zum SPP (grau), durch Teilprojekte abgedeckt (grün), Bereiche der Interaktionsketten und Benchmarks (rot) und Arbeitsfelder des ZP (blau)
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Struktur- Herstellungs- und Digitallinien zum SPP (grau), durch Teilprojekte abgedeckt (grün), Bereiche der Interaktionsketten und Benchmarks (rot) und Arbeitsfelder des ZP (blau)

Veröffentlichungen

2022

[10] Forman, P.; Mark, P.
Fertigungstoleranzen von Betonfertigteilen für die modulare Bauweise
Beton- und Stahlbetonbau 117(5), 2022, S. 286-295. (https://doi.org/10.1002/best.202200007)

2021

[9] Forman, P.; Mark, P.
Interaktionsbemessung für schlanke Querschnitte aus UHPC
Beton- und Stahlbetonbau 116(8), 2021,  S. 607–619. (https://doi.org/10.1002/best.20210002)

[8] Forman, P.; Glock, C.; Mark, P.
Schnelles Bauen – Motivation, Historie und Konzepte
Beton- und Stahlbetonbau 116, Sonderheft Schneller bauen S2, September 2021, S. 2–11.
https://doi.org/10.1002/best.202100064

[7] Forman, P., Penkert, S.; Mark, P.; Schnell, J.:
Heliostate aus UHPC – modularer Ultraleichtbau
BFT International 87(2), 2021, S. 40-41.

[6] Mark, P.; Forman, P.:
Schneller Bauen mit adaptiven Serienbauteilen – das Schwerpunktprogramm 2187
BFT International 87(2), 2021, S. 57.

2020

[5]    Forman, P.; Mark, P.:
Generalisierungsmethoden für den modularen Präzisionsschnellbau.
In: BetonWerk International Nr. 4, 2020, S. 18-19
Link zum Artikel

[4]    Forman, P.; Mark, P.:
Modulare Vorfertigung zum schnellen Leichtbau.
In: BetonWerk International Nr. 3, 2020, S. 24-25
Link zum Artikel

[3]    Mark, P.; Forman, P.:
Interdisciplinary collaboration of structural engineering, production engineering and engineering informatics – precise constructions made in an flux.
In: BFT International 86(2),2020, p. 11

[2]    Forman, P.; Mark, P.: DFG Schwerpunktprogramm 2187:
Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden – Präzisionsschnellbau der Zukunft.
BetonWerk International 85(6), 2019, S. 12-14
Link zum Artikel

[1]    Mark, P.; Forman, P.:
Schneller Bauen mit intelligenter Vorfertigung – das Schwerpunktprogramm 2187.
In: DBV-Rundschreiben 263, Hrsg. Deutscher Beton und Bautechnik-Verein, Berlin, 2019, S. 12 – 15

Abschlussarbeiten

2021

[4] Marjanovic, J.
Machbarkeitsstudie zur Erneuerung von sohloffenen Bahntunneln mit Fertigteilen
Master-Thesis, Lehrstuhl für Massivbau der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Ruhr-Universität Bochum

[3] Müller, D.
M-N-Interaktionsbemessung von Stahlbetonfertigteilen aus Hochleistungsmaterialien unter Berücksichtigung von Umweltwirkungen
Master-Thesis, Lehrstuhl für Massivbau der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Ruhr-Universität Bochum

2020

[2] Heußner, L.
Sensitivitätsanalyse von modularen Baustrukturen mit prozessbedingter Unschärfe
Master-Thesis, Lehrstuhl für Massivbau der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Ruhr-Universität Bochum.

[1] Koke, S.
Entwicklung von M-N-Interaktionsdiagrammen für Stahlbetonquerschnitte aus ultra-hochfestem Beton unter Berücksichtigung geometrischer Unschärfe
Bachelor-Thesis, Lehrstuhl für Massivbau der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Ruhr-Universität Bochum.