Die Produktivität und Materialeffizienz im Baugewerbe sind im Vergleich zu anderen Industriezweigen vergleichsweise niedrig. Hinzu kommt ein zunehmender Handwerkermangel in der Branche. Um diesen Problemen gegenzusteuern ist ein verstärkter Automatisierungsprozess in Planung und Bau zwingend erforderlich. Eine grundlegende Basis hierfür sind wiederholbare Prozesse in Planung und Produktion die häufig zu monotonen Konstruktionen wie sie in den 1970er Jahren weit verbreitet waren, führen. Im Gegensatz zu dieser Monotonität liegt die aktuelle hochwertige Baukultur die durch hohe Individualität charakterisiert ist, was wiederum im Gegensatz zur Automatisierung steht. Um eine solide Grundlage für die Entwicklung eines modulares Bausystems zu schaffen das problemlos automatisch optimiert und hergestellt werden kann, ist die Evaluierung der Bedürfnisse und Feststellung von Anforderungen hinsichtlich Individualität der Nutzer ausschlaggebend. Aktuell werden am Institut die Grundlagen für ein besseres Verständnis dieser Thematik erforscht.
Des Weiteren werden automatisierte Entwurfs- und Optimierungsstrategien für Betonbauteile (Balken und Deckenelemente) entwickelt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Vereinfachung und Verallgemeinerung der Optimierung gelegt, um eine tatsächliche Effizienz zu gewährleisten. Diese Entwicklung ermöglicht der Industrie nicht mehr zwischen einem ressourcenschonenden und einem kosteneffizienten Entwurf wählen zu müssen, indem modulare und dennoch anpassbare Strukturelemente, die automatisierte Weise hergestellt werden können, automatisch entworfen werden.
Parallel zu der automatisierten Strukturoptimierung verläuft die Erforschung der möglichen Automatisierung der Fertigungsprozesse. Im Vergleich zu aktuellen automatisierten Prozessen, wie sie aus der Fertigteilindustrie bekannt sind (z.B. Doppelwandproduktion), soll die Produktivität durch den Einsatz multipler 6-achsiger Industrieroboter, die mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen können, erheblich gesteigert werden. Durch die Bereitstellung von automatisierten Schalungssystemen für statisch optimierte Decken- und Unterzugskonstruktionen kann der derzeitige Stand der Technik übertroffen werden. Im Hinblick auf die erforderliche Schalung wird eine Strategie für einen einfachen und letztlich automatischen Geometriewechsel entwickelt wie auch ein Verfahren zur Positionierung und Fixierung der Elemente.
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Publikationen:
- Reichenbach, S., Kromser, B. State of Practice of Automation in Precast Concrete Production. Journal of Building Engineering. Nov 2021. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102527
- Stoiber, N; Kromoser, B Topology optimization in concrete construction: a systematic review on numerical and experimental investigations. STRUCT MULTIDISCIP O. 2021; 64(4): 1725-1749
- Stoiber, N; Kromoser, B (2021): Pushing concrete material usage to the limit: Weight optimised, 3D printed concrete girders with external reinforcement.[ International fib Symposium - Conceptual Design of Structures 2021, Solothurn, SWITZERLAND, SEP 16-18, 2021] In: FIVET, C; D'ACUNTO, P; FERNANDEZ RUIZ, M; OHLBROCK, P (Eds.), Proceedings of the International fib Symposium on the Conceptual Design od Structures ; ISBN: 978-2-940643-12-7