Angesichts der zunehmenden globalen Herausforderungen durch Klimawandel, Ressourcenknappheit und Urbanisierung steigt der Bedarf an nachhaltigen und materialeffizienten Bausystemen. Segmentierte Holzschalensysteme bieten eine vielversprechende Lösung, da sie Modularität, strukturelle Leichtigkeit und die effiziente Nutzung erneuerbarer Materialien mit fortschrittlichen digitalen Entwurfs- und Fertigungstechnologien kombinieren. Diese Dissertation entwickelt eine integrative Methodik für den statischen Entwurf, Planung und Konstruktion, um segmentierte Holzschalen als zukunftsfähige Lösungen für weitgespannte Tragwerke in der Architektur weiterzuentwickeln.
Kapitel 1 führt in die Forschungsmotivation und den Kontext ein und verdeutlicht die Relevanz segmentierter Holzschalen
als zukunftsweisendes Bausystem. Kapitel 2 bietet einen Überblick über den Stand der Technik, zeichnet die Entwicklung von
Schalenstrukturen nach und hebt das Potenzial modularer, leichter Holzbauten für nachhaltige Architektur hervor. Segmentierte Holzschalen vereinen diese Bereiche zu einer zeitgemäßen Alternative im sich wandelnden Bauwesen.
Kapitel 3 formuliert drei Forschungsziele (ROs), die zentrale Herausforderungen im Entwurf, in der Konstruktion und in
der Ausführung segmentierter Holzschalen adressieren. Diese Ziele bilden die Grundlage für die in Kapitel 4 beschriebenen Forschungsmethoden (RM1–RM3), die in grundlegende Entwicklungen und Innovationen für den integrativen, statischen Entwurf
segmentierter Holzschalensysteme überführt werden.
Die Hauptbeiträge sind in peer-reviewten Publikationen dokumentiert, die durch gebaute Demonstratoren gestützt werden:
den ITECH Research Demonstrator 2015–16, den Urbach Tower, den BUGA Wood Pavilion und die livMatS Biomimetic Shell. Kapitel 5 fasst diese Arbeiten zusammen und zeigt ihre Beiträge zum übergeordneten Forschungsrahmen auf.
Kapitel 6 diskutiert die Forschungsergebnisse (RR1–RR3) und belegt die statisch-konstruktive Leistungsfähigkeit, Lebensdauer
und industrielle Skalierbarkeit segmentierter Holzschalen.
Abschließend reflektiert Kapitel 7 kritisch die Beiträge und Limitationen der Arbeit und skizziert das zukünftige Potenzial
segmentierter Holzschalen für großmaßstäbliche Anwendungen, wodurch die Lücke zwischen experimenteller Forschung und Baupraxis geschlossen wird.