Optimierte Assemblierung seriengefertigter Betonfertigteile

In dieser Arbeit werden Betonfertigteile für die Serienproduktion entwickelt und ihr Zusammenbau optimiert. Ersteres wird durch eine schnelle Wärmebehandlung sowie durch eine Bottom-up-Modularisierung erreicht, die Wände in modulare Wabenstrukturen auflöst. Der Einfluss der schnellen Wärmebehandlung auf die Materialeigenschaften des hochfesten Betons wurde empirisch untersucht. Dabei wurde keine schädigende sekundäre Ettringitbildung festgestellt und die Abnahme der Normfestigkeit infolge temperaturinduzierter Gefügeschädigung durch übliche Mikrofasermengen auf maximal 8 % begrenzt. Gleichzeitig konnte die Erhärtung des Betons um 88 % beschleunigt und wesentliche Anteile der Schwindverformungen vorweggenommen werden. Die Anordnung der Module zur Gesamtstruktur erfolgt anschließend tragfähigkeitsorientiert und toleranzausgleichend. Die hierfür formulierten kombinatorischen Optimierungsprobleme werden heuristisch mittels Tabu-Search und Simmulated Annealing gelöst. Bei ersterem werden die Module entsprechend ihrer Tragfähigkeit gezielt den entsprechend belasteten Bereichen der Wabenstrukturen zugeordnet, bis sich überall Module mit minimal zulässigen Querschnittsabmessungen und Wärmebehandlungsdauern befinden. Der nachträgliche Ausgleich von Maßänderungen der Module erfolgt durch gezieltes Vertauschen der Modulanordnung. Durch die Kombination von zu kleinen mit zu großen Modulen können Ausschuss und Nacharbeit nahezu vollständig vermieden werden.