Optimierungsgestütztes Entwerfen und Bemessen liefert neuartige Methoden, bewehrten Beton besonders effizient einzusetzen. Dabei wird die mathematische Optimierung auf die praktischen Probleme des Betonbaus angewendet. Ziel ist es, sparsam mit dem weltweit meistverwandten Baustoff Stahlbeton umzugehen und damit den CO2-Ausstoß aus der Zement- und Stahlherstellung und den Ressourcenverbrauch an Kies, Sand und Wasser substanziell zu reduzieren.
Drei Themenbereiche sind angesprochen. Erstens, die Strukturfindung, also die Frage nach der richtigen äußeren Form, dass schlanke, nach dem Kraftfluss ausgerichtete Tragwerke entstehen. Baustoffgerecht sind sie weitgehend auf Druck beansprucht. Zweitens, die Bewehrungsführung, die sich am inneren Kraftfluss orientiert. Vorteile ergeben sich gerade für Scheiben, volumenartige Bauteile, an Lasteinleitungsbereichen und Aussparungen. Es entstehen anschauliche, direkt in Bewehrungen umsetzbare Fachwerkmodelle. Dritter Entwicklungsschritt ist die Behandlung von Querschnitten. Sie werden in ihrer Form optimiert und in ihrer Bewehrung bemessen. Dies gilt auch für anspruchsvolle Beanspruchungen (zweiachsige Biegung) und nahezu beliebige Formen. Eine Parametrisierung ermöglicht die allgemeingültige Übertragung auf ganze Klassen von Querschnitten.
Die optimierungsgestützten Methoden werden vertieft und anschaulich beschrieben. Sie sind universell anwendbar und unabhängig von Normen, Betonarten und Bewehrungen. Sie gelten für normalfeste bis zu ultrahochfesten Betonen, für Bewehrungen aus Stahl, Carbon oder Glasfasern und für Bewehrungsstäbe als auch -fasern. Zahlreiche Abbildungen und Berechnungsbeispiele verdeutlichen die Anwendung. Zudem werden praktische Umsetzungen vorgestellt, darunter ultra-leichte Stahl-Beton-Balken, schlanke Solarkollektoren aus Beton und verbesserte Bewehrungslayouts für Tunnelschalen. Das Buch richtet sich gleichermaßen an Studierende, Forscher und Praktiker.
There is hardly a topic among building professionals that is discussed more intensively than sustainable construction. (?) In view of the continuing increase in the world's population, we will not build less, but more. Contrary to this, we need to radically limit resource consumption and CO2 emissions. It is obvious that in the future, building will have to be completely different, not just marginally, but fundamentally. (?)
The methods, procedures and calculations described in this book represent an important step towards a kind of building that has little to do with the way we know it today. And this is a good thing.
(Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Manfred Curbach in his foreword.)
The introduction of state-of-the-art optimization methods [to concrete design] and the resulting minimum-material component shapes, which also have a minimized need for reinforcing steel (?), promote construction with concrete that is characterized by considerable material savings and thus considerable emission savings for the same utility value and durability. Supported by clearly understandable descriptions and a large number of examples, readers will find their way around quickly and easily. This makes it much easier to understand the subject matter, which is not always simple.
This book provides a significant contribution to establishing a new foundation for building with concrete, this wonderful building material for everyone and for almost everything.
(Prof. em. Dr. Dr. E. h. Dr. h. c. Werner Sobek in his foreword.)
