Die Entwicklung von Polymerbetonknoten als innovative Knotenlösung für Fachwerkträger: Ein Gespräch mit Dr. Thomas Lambert

Dr. Thomas Lambert hat seinen Bachelor und anschließend seinen Master in Bauingenieurwesen an der Hochschule Trier absolviert.Die Entscheidung für eine Promotion traf er während seiner Masterarbeit. Da merkte er, dass es ihm Spaß macht, wissenschaftlich zu arbeiten, zu forschen und zu entwickeln.Worum es in seiner Doktorarbeit ging und wie es war, eine kooperative Promotion zu machen, erklärt er uns in einem Interview.

© 2023, über Fachwerkknoten aus ultrahochfestem Polymerbeton

Kooperativ promovieren: Der Zugang zu einer Vielzahl von Einblicken und Denkweisen

Dr. Thomas Lambert entschied sich für eine kooperative Promotion an der Hochschule Trier und der Ruhr-Universität Bochum, da sie ihm die Möglichkeit bot, seine Forschung mit praktischer Erfahrung in der Bauindustrie zu verknüpfen. „Was ich am meisten schätzte, war die Vielzahl an Einblicken und Denkweisen, die mir die kooperative Promotion verschaffte und die meine Forschung bereicherten“, erklärt er.

Das Thema der Polymerbetonknoten kann als "interdisziplinär" beschrieben werden, da er dafür mit verschiedenen Fachgebieten zusammenarbeiten musste. Sein Doktorvater, seine beiden Betreuer und er selbst sind alle Bauingenieure, aber dennoch mit unterschiedlichen Schwerpunkten: Sein Doktorvater Professor Dr.-Ing. habil. Peter Mark von der Ruhr-Universität Bochum ist Lehrstuhlinhaber für Massivbau; sein erster Betreuer an der Hochschule Trier, Prof. Dr.-Ing. Michél Bender, ist Professor für Massivbau in der Fachrichtung Bauingenieurwesen; und sein zweiter Betreuer, Prof. Dr. techn. Wieland Becker, hat den Schwerpunkt Holzbau in der Fachrichtung Architektur

„Die Zusammenarbeit mit Fachleuten aus verschiedenen Fachgebieten ermöglichte es mir, innovative Lösungen für komplexe bautechnische Herausforderungen zu entwickeln“, resümiert er begeistert.

Polymerbeton im Bauwesen: Materialuntersuchungen und neue Anwendungen

Dr. Thomas Lambert hat sich mit der Anwendung von Polymerbetonknoten im Bauwesen befasst, einem Material, das bisher im Bauwesen von untergeordneter Bedeutung ist und keine spezifischen Zulassungen für die Anwendung im Bauwesen hat. Seine Forschung konzentrierte sich darauf, dieses Material zunächst nach den geltenden bautechnischen Regelwerken zu untersuchen und ein numerisches Materialmodell auf Grundlage der Materialuntersuchungen abzuleiten, welches die Basis für die weitere Entwicklung der Polymerbetonknoten bildete. „Dieses Material wird normalerweise nicht im Bauwesen eingesetzt, daher war es spannend, seine Eigenschaften zu untersuchen“, erzählt er.

Die Besonderheit seines Ansatzes lag darin, dass er sich auf die Entwicklung von Knotenpunkten konzentrierte, die in Fachwerkträgern verwendet werden können. Diese Tragwerke finden Anwendung in verschiedenen Bauwerken, die große Spannweiten überbrücken wie z. B. Dächer von Hallen oder Brücken. Durch die Einführung dieser innovativen Knotenpunkte ermöglichte Dr. Thomas Lambert die Konstruktion sowohl nicht-hybrider als auch hybrider, modularer Fachwerkträger.

Ein innovativer Ansatz zur Verbesserung der Tragfähigkeit von Knotenpunkten und Wiederverwendung einzelner Tragwerkskomponenten

Die Idee, Polymerbeton im Bereich von Knotenpunkten einzusetzen, stammte aus dem Holzbau, wo anisotropes Materialverhalten eine insbesondere in Knotenpunkten darstellt. Anisotrop bedeutet, dass das Materialverhalten richtungsabhängig ist. Beispielsweise besitzt Holz längs zur Faserrichtung eine höhere Festigkeit als quer zur Faserrichtung. Dr. Thomas Lambert verfolgte das Ziel, dieses Material durch ein höher festes Material wie Polymerbeton im Bereich von Knotenpunkten zu ersetzen, um die Tragfähigkeit zu verbessern und eine einfachere Konstruktion von Fachwerkträgern zu ermöglichen. Diese Knoten dienen als Verbindungsstücke zwischen den Fachwerkstäben und ermöglichen durch den Einsatz eines ultrahochfesten Materials im Bereich von hochbeanspruchten Bereichen effizientere Tragwerke zu gestalten. Darüber hinaus bietet der modulare Ansatz der Knoten die Möglichkeit, eine einfache Demontage der Tragwerke und Wiederverwendung der einzelnen Komponenten.

„Zuerst habe ich das Material nach bautechnischen Regelwerken untersucht, ein numerisches Materialmodell abgeleitet und auf dessen Basis die Knoten mit Hilfe numerischer und experimenteller Methoden entwickelt“, erklärt er.

Die Knoten sind bereits in Solar-Carports der Landesforsten Rheinland-Pfalz und einer Brücke in Schönecken verbaut, welche im Rahmen forschungsbegleitender Projekte des Holzkompetenzzentrums der Hochschule Trier entstanden. Diese Projekte demonstrieren die praktische Umsetzbarkeit und die potenziellen Vorteile der von Dr. Thomas Lambert entwickelten Knotenpunkte.

Ausblick in die Zukunft

Für die Zukunft plant Lambert, seine Karriere in der Bauindustrie fortzusetzen. Derzeit arbeitet er als Bauingenieur bei Steffen Holzbau S.A. in Luxemburg. Dort führt er Tragwerksplanungen und Forschungsprojekte durch und hofft, so weiterhin innovative Lösungen für die Bauindustrie entwickeln zu können. „Ich freue mich darauf, mein Wissen in der Praxis umsetzen zu können. Ich habe das Gefühl, bei meinem Thema und meiner Arbeitsweise angekommen zu sein.“

Dr. Juliane Tatarinov und Louise Gubanski