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Leicht, federnd, windbeständig

24.08.2018

Fortschritte im Stahlleichtbau will ein Forschungsteam des Fachbereichs Bauwesen der TH Mittelhessen durch ein Projekt erzielen, das vom Land Hessen gefördert wird. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen auch dazu beitragen, die Normen zur Bemessung von Bauteilen für Dächer und Wände europaweit zu vereinheitlichen. Projektleiter Prof. Dr. Bertram Kühn verspricht sich davon Materialeinsparungen mit positiven ökologischen Effekten.

Im Stahlbau greift man seit einiger Zeit beim Dachdecken und bei Fassaden zunehmend auf sogenannte Sandwichelemente zurück, die eine Dämmung enthalten, heutige Anforderungen an Wärme-, Schall- sowie Brandschutz erfüllen und sich großflächig leicht montieren lassen.


Prof. Bertram Kühn (links) und der Wissenschaftliche Mitarbeiter Tim Krieglstein besprechen Details des Prüfverfahrens im Labor.

THM/Erhard Jakobs

Nicht nur bei Lagerhallen, Fabriken, Büro- und Geschäftsgebäuden oder Einkaufszentren kommen sie zum Einsatz, sondern inzwischen auch schon bei Wohnhäusern. Um diese Elemente zu befestigen, benutzt man als Unterkonstruktion metallene Kantprofile.

Die gültigen Bemessungsstandards sehen vor, dass solche Konstruktionen auch stärkste Druck- und Sogeinwirkungen des Windes aushalten können. Deshalb müssen die Kantprofile, sofern diese allein allen Kräften standhalten sollen, massiv ausgebildet werden. Stabilisierende Halterungen (Drehfedern), die abhebende Windkräfte mit aufnehmen könnten, dürfen dabei in die Berechnung nicht einbezogen werden.

Ein Student am Fachbereich Bauwesen der THM hat das Tragverhalten dünnwandiger Kantprofile in Verbindung mit Sandwichelementen per Simulation in seiner Masterarbeit untersucht. Er konnte nachweisen, dass auch bei Windsogbedingungen eine gewisse stabilisierende Wirkung durch die Sandwichelemente möglich ist. Daran knüpft das aktuelle Forschungsvorhaben an.

Auf die theoretische Analyse folgen nun praktische Versuche mit Großbauteilen an einem eigens eingerichteten Prüfstand. Ziel ist es, durch die gewonnenen Erkenntnisse ein europaweit gültiges Berechnungsmodell zu besagten Anwendungszwecken präzise vorzubereiten. Positive Folgen wären eine durchgängig leichtere Bauweise insbesondere der Unterkonstruktion, reduzierte Materialkosten und Energieeinsparungen bei der Produktion der Metallprofile.

Bei dem Vorhaben kooperiert die THM mit der Ingenieurbüro Verheyen-Ingenieure GmbH & Co. KG (Bad Kreuznach/Mainz/Bonn) sowie den Industrieunternehmen Christmann&Pfeifer (Angelburg) und ArcelorMittal Construction Deutschland GmbH (Sandersdorf-Brehna).

Auch Prof. Dr. Gerhard Lener von der Technischen Universität Innsbruck ist im Rahmen einer partnerschaftlichen Promotion in die Arbeiten eingebunden. Unterstützt wird das Projekt mit einem Betrag von 35.000 Euro aus dem Landesprogramm „Forschung für die Praxis“.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

bertram.kuehn@bau.thm.de

Erhard Jakobs | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.th-mittelhessen.de/site/

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