Erstellt am 08. Dezember 2015, 06:08

von Doris Schleifer-Höderl

Betonkuppeln zum Aufblasen erfunden. Amstettner Bauingenieur Benjamin Kromoser entwickelte eine neue Baumethode.

Die neue Betonkuppel-Baumethode des Amstettner Bauingenieurs Benjamin Kromoser ist revolutionär, spart sie doch enorme Baukosten ein. Die Freiformschale beim Großversuch oben vor dem Aufblasen und unten nach dem Aufblas-Vorgang.  |  NOEN, TU Wien
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Große Kuppelbauten aus Beton sind schwierig zu errichten. Man braucht nämlich normalerweise ein aufwendiges Gerüst aus Holz, das den Beton hält, bis er vollständig ausgehärtet ist“, erklärt Benjamin Kromoser, Bauingenieur und Mitarbeiter am Institut für Tragkonstruktionen an der Technischen Universität Wien. Der 28-jährige Amstettner hat in seiner Dissertation allerdings eine Methode entwickelt, die ganz ohne Holzverschalung auskommt.

Eine ebene Betonplatte wird mithilfe eines Luftkissens verformt, bis sie die gewünschte Krümmung erreicht hat. Dafür erhielt Kromoser am 2. Dezember den Fehrer-Preis der TU Wien, der jährlich für besondere technische Forschungsleistungen mit praktischer Anwendbarkeit vergeben wird.

Beton wird zu einer Schale gekrümmt

Doch wie funktioniert Benjamin Kromosers Entwicklung? „Wenn man eine Orangenschale einschneidet und flach auf dem Tisch ausbreitet, dann ergeben sich keilförmige Aussparungen zwischen den einzelnen Orangenschalen-Segmenten“, sagt der Bauingenieur. „So ähnlich kann man sich die Betonschale vorstellen, die zunächst am Boden betoniert und dann zu einer gekrümmten Schale geformt wird.“ Zuerst berechnet man die Form der Platte, die ausbetoniert werden muss, mit den passenden keilförmigen Aussparungen.

„Aus ganz gewöhnlichem Beton stellen wir die Platte her und lassen sie völlig aushärten. Danach kommt der entscheidende Trick: Ein Kunststoff-Pneu aus zwei miteinander verschweißten Folien wird unter der Betonplatte langsam aufgeblasen. Die einzelnen Betonsegmente werden mit Metallschienen geführt, damit sie sich alle gleichmäßig verformen.

„Dieser Vorgang dauert einige Stunden“, so Kromoser. „Er läuft also in viel kürzerer Zeit ab, als man für die Errichtung einer Stückkonstruktion brauchen würde.“ In der Betonplatte bilden sich beim Verformen unzählige kleine Risse. Für die Stabilität der Schale sind diese Risse allerdings kein Problem. „Die Konstruktion hält am Ende genauso großen Belastungen stand wie eine herkömmliche hergestellte Betonschale.“

Von der Theorie zum Großversuch

Zunächst waren allerdings theoretische Berechnungen nötig, um abzuschätzen, ob die Spannungsverteilung im Beton diese Art der Krümmung überhaupt zulässt. „Dazu führten wir in unseren Labors auch verschiedene Biegeversuche durch. Der entscheidende Schritt war dann im Juni des vergangenen Jahres auf den Aspanggründen der TU Wien. „Dort haben wir mit der neuentwickelten Technik ein Kuppelgebäude mit großem Erfolg errichtet.“

Mit einer komfortablen Raumhöhe von 2,90 Metern ließ sich die Kuppel als Veranstaltungshalle nutzen. Um zu beweisen, dass auch andere geometrische Formen auf diese Weise errichtet werden können, wurden später Teile der Kuppel entfernt, die Stabilität der Konstruktion wurde dadurch nicht beeinträchtigt. „Anstatt einer vollständigen Kuppel könnte man mit dieser Technik auch eine Brücke oder eine Überdachung für Freiluftkonzerte herstellen“, erklärt Benjamin Kromoser.

Auf der steirischen Koralmbahn soll nun auf diese Weise eine Wildbrücke mit einer Spannweite von über 38 Metern entstehen. Benjamin Kromoser hofft, dass sich seine Betonkuppeltechnik künftig in vielen Bereichen durchsetzt. Bis etwa 50 Prozent der bisherigen Baukosten, so schätzt der junge Am stettner, könnten durch die Luftpolstertechnik eingespart werden.