Parapluie – Realisierung einer ultraschlanken Betonschale durch Aktivierung einer Membrantragwirkung

Abstract Der Parapluie ist eine ultraschlanke Sichtbetonschale, die für eine Serienproduktion von Haltestellendächern entwickelt wurde, bei der die gefräste Schalung mehrfach verwendet wird und dessen Prototyp bereits errichtet wurde. Dabei wurde sich eines mikrobewehrten Hochleistungsbetons mit einer Armierung aus Edelstahl bedient, die gleichmäßig über den Querschnitt bis an die Randfasern verteilt ist. Dieses Material bietet eine größtmögliche Duktilität bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit des Bauteils. Der so erlangte biaxial homogene Werkstoff erlaubt zudem eine annähernd linear elastische Tragwerksanalyse. Das Ziel war, eine Schale zu fertigen, die so schlank und so leicht wie möglich ist. Mithilfe eines parametrischen Formfindungsprozesses wurde ein System entwickelt, dessen Lastabtrag, analog eines in der Hand gewölbten Blatt Papiers, fast ausschließlich über eine Membrantragwirkung stattfindet. Das Ergebnis ist eine Freiformschale ohne Stahleinbauteile mit einer Plattendicke an den Rändern von weniger als 24 mm. Parapluie – Fabrication of an Ultra Thin Concrete Shell by Activating Membrane Effects Parapluie is an ultra thin architectural concrete shell structure for a bus stop shelter designed for a serial production by multiple reuse of the formwork. It is made of ultra‐high‐performance‐concrete that is reinforced with a layered micro mat reinforcement distributed over the whole cross section with zero distance to the outer surfaces. This material composition leads to a highly ductile behavior that is substantiated by the biaxial homogenous cross section layout that allows a linear elastic structural analysis. The aim was to achieve a concrete shell that is as slender and lightweight as possible. By a parametric form finding process a system was developed that is able to transfer the loads of the shell mostly by membrane effects with the analogy of the structure of a sheet of paper. The result is a concrete shell with no steel embedded items and an edge thickness of less than 24 mm.