Wechselklimaraum
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Entwicklung eines Eurocode-basierten Bemessungskonzepts für Klebverbindungen im Stahlbau (in Anlehnung an DIN EN 1990): Trotz vieler Vorteile des Fügeverfahrens Kleben konnte sich diese Technologie noch nicht im Bauwesen im Allgemeinen und speziell im Stahlbau etablieren. Grund hierfür sind Zweifel der Tragwerksplaner, Architekten und Bauherren an der Nachweisbarkeit, Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit von geklebten Stahlkonstruktionen. Um die innovative Klebtechnik auch dem Bauwesen nutzbar zu machen, ist es erforderlich Klebverbindungen normungsnah aufzuarbeiten. Das Forschungsprojekt hat die Entwicklung von Bemessungskonzepten für Klebverbindungen im Stahlfassadenbau zum Ziel. Das zusätzliche Studium des Tragverhaltens von Kleinteilproben und Musterbauteilen bei verschiedenen Temperaturen bzw. nach einer Alterungssimulation im Klimawechselraum geben dabei Aufschluss über die Auswirkung dieser Einflussfaktoren und führen im Ergebnis zu Umrechnungsfaktoren unter Berücksichtigung von temperatur- und umgebungsabhängigen Effekten. Schweißen dicker Bleche unter Baustellenbedingungen – Beurteilung der Einflüsse auf das Trageverhalten von Montagestößen: Baustellenschweißungen - wie sie z.B. im Brückenbau- oder Kraftwerksbau üblich sind - finden im Gegensatz zur Werksfertigung unter erschwerten Rahmenbedingungen statt. Gerade dicke Bleche stellen nicht nur besondere Anforderungen an den ausführenden Betrieb, die Bauleitung und Bauüberwachung sondern auch direkt an den Konstrukteur. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, Kriterien für die Durchführung von Schweißungen dicker Bleche unter Baustellenbeanspruchungen herauszuarbeiten, mit deren Hilfe über die Art und den Umfang der Schweißmaßnahme entschieden werden kann. Um dieses gesetzte Ziel zu erreichen, werden sowohl theoretische Untersuchungen bzw. numerische Simulation des Fügeprozesses, als auch eine umfassende experimentelle Verifikation unter realen Klimabedingungen durchgeführt. Als maßgebliche Randbedingung ist die Umgebungstemperatur bei der Herstellung der Demonstratoren definiert. Im Forschungsprojekt werden Umgebungstemperaturen zwischen –10 °C und +20°C untersucht. Die Notwendigkeit und Höhe zusätzlicher Vorwärmung bei den verwendete Stahlqualitäten (S355 und S460) sowie die mehrlagige Schweißfolge selbst (Abkühlzeiten und -Temperaturen) ist dabei direkt an die Umgebungstemperatur gebunden. Mit den Forschungsergebnissen erhalten Anwender, Konstrukteure (KMU) aber auch Prüfer wertvolle Empfehlungen für die Ausführung von typischen Baustellenschweißungen. Die Regelungen für die Ausführung von Schweißnähten können erweitert und konkretisiert werden. Durch die bessere Kenntnis der Vorgänge und Voraussetzungen kann sicherer und zuverlässiger geplant werden und die Kosten für aufwendige Nacharbeiten minimiert werden. Weiterhin kann eine qualitative Verbesserung der Schweißungen sowohl für die Tragfähigkeit als auch für die Werkstoffausbildung erreicht werden. Experimentelle Untersuchungen von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen unter Temperaturbeanspruchung: Holz-Beton-Verbundkonstruktionen werden bevorzugt im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen im üblichen Hochbau eingesetzt. Durch den Einbau einer Betonplatte auf einer alten Holzbalkendecke kann die Traglast einer solchen Konstruktion deutlich gesteigert werden. Für die Realisierung einer Verbundwirkung können verschiedene Verbindungsmitteltypen verwendet werden, deren Verhalten und Auswirkungen auf das Bauteil unter Temperaturbeanspruchungen zu untersuchen waren. Zwei Holz-Verbund-Träger mit unterschiedlichen Verbindungsmitteltypen wurden im Großklimaraum wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Es erfolgten an ausgewählten Stellen Verformungsmessungen aus denen, in Verbindung mit parallel durchgeführten Berechnungen, Aussagen zum Trag- und Verformungsverhalten der Konstruktionen sowie Erkenntnisse über die Eignung der Verbindungsmittel gewonnen werden konnten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Kleben im Stahlbau – Entwicklung von Bemessungskonzepten. Deutsche BauZeitschrift, 12/2010, S. 60 – 62
Yvonne Ciupack, Volkmar Bachmann
- Aktuelles aus der Forschung am Lehrstuhl für Stahl- und Holzbau. 18. Brandenburgischer Bauingenieurtag BBIT2011, 03.04.2011, Brandenburgische Technische Universität Cottbus
Y. Ciupack; G. Kubieniec
- Eurocode-based Design Rules for Adhesive Bonded Joints. Eurosteel 2011, Presenter, 31.08.2011, Budapest
Yvonne Ciupack; Hartmut Pasternak
- Eurocode-basiertes Bemessungskonzept für Klebverbindungen im Stahlbau. 12. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 28.02.2012, Frankfurt am Main
Ciupack Y., Pasternak H., K. Dilger, E. Hanssen
- Kalibrierung von Bemessungskonzepten gemäß Eurocode am Beispiel von Klebverbindungen. Bauingenieur 87 (2012), 2012, S. 116-123
Ciupack Y., Pasternak H.
