Betonschalen

Betonschalen sind dünnwandige, gekrümmte Flächentragwerke aus Beton, die Lasten vorwiegend durch Membranwirkung tragen. Die Form entsteht durch eine durchgehende Krümmung der Schale, oft in Doppelkrümmung, wodurch sich Tragfähigkeit und Steifigkeit bei relativ geringer Materialdichte erhöhen. Typische Betonschalen bestehen aus Stahlbeton oder Spannbeton; sie werden als monolithische Strukturen oder aus Schalenelementen zusammengesetzt. Die äußere Oberfläche ist häufig glatt; die innere Seite kann je nach Fertigungsverfahren unterschiedlich ausgebildet sein.

Das Tragprinzip beruht darauf, dass die Schale in Druck- und Zugspannungen arbeitet, während lokale Biegemomente gering bleiben. Dies ermöglicht, große Spannweiten mit vergleichsweise dünnen Wandstärken abzudecken. Zur Sicherstellung der Form und Festigkeit kommen Bewehrung, Vorspannungen oder lastabhängig befestigte Stützstrukturen zum Einsatz. Die Herstellung erfolgt in der Regel mit Schalungen, die die gewünschte geometrische Form festlegen; in modernen Projekten kommen computergestützte Entwurfs- und Fertigungsprozesse sowie vorgespannte oder vorgefertigte Schalenelemente zum Einsatz.

Historisch gewann der Betonschalentyp im 20. Jahrhundert an Bedeutung, besonders durch Arbeiten von Félix Candela und Heinz Isler. Anwendungen finden sich vor allem in Hallen, Kirchen, Pavillons und Ausstellungslokalitäten, wo große, freie Spannweiten mit eleganten Formen realisiert werden sollen.

Zu den Vorteilen zählen Materialeinsparungen durch effiziente Tragfähigkeit, ästhetische Qualität der Geometrie und eine reduzierte innere Stützenlage. Nachteile sind aufwendige Fertigung, präzise Schalung und Montage, potenzielle Rissbildung bei ungenügender Bewehrung oder falscher Lastannahme sowie hohe Anforderungen an Bauqualität und Wartung.