Abgeschlossene Forschungsprojekte

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1326)

Forschungspartner: Fraunhofer-Einrichtung IGP Rostock, TU Dortmund Lehrstuhl Informatik VII

Laufzeit: 01.03.2018 bis 29.02.2020, verlängert bis 31.12.2020

Inhalt: Bauwerke sind Langfristobjekte, welche im Verlauf ihrer planmäßigen Nutzung einer Degradation unterliegen. Werden Mängel und Schäden zeitnah instandgesetzt, verbleiben die Bauwerke über ihre gesamte Nutzungsdauer in einem guten Zustand. Da Bauwerksprüfungen jedoch sehr teuer und zeitaufwendig sind, verfolgt der vorliegende Forschungsansatz die Idee einer automatisierten Zustandserfassung durch die Befliegung von Bauwerken mit unbemannten Flugobjekten und der nachfolgend automatisierten Bildverarbeitung sowie Bildauswertung.

Kurzfassung und Informationen zum Schlussbericht FOSTA P1326 (PDF, Deutsch und English)

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1200)

Laufzeit: 01.08.2016 bis 30.11.2019

Inhalt: Die Verwendung von wetterfestem Baustahl (kurz: WT-Stahl) im Brückenbau bietet klar ökonomische und ökologische Vorteile, da keine organische Beschichtung der Stahloberfläche notwendig ist und damit verbundene Instandhaltungs- und Erneuerungskosten entfallen.
Mit dem abgeschlossenen Forschungsprojekt wurde der Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau erfolgreich optimiert. Neben aktuellen Untersuchungen zur Bildung der korrosionshemmenden Deckschicht in der heutigen Atmosphäre erfolgte die Qualifizierung zweier geometrieunabhängiger und zerstörungsfreier Messtechniken zur Rissdetektion unterhalb der kompakte korrosionshemmende Deckschicht und deren Verifizierung an realen Brückenbauwerken. Außerdem wurden Untersuchungen zur Optimierung der Haftreibungszahlen gleitfest vorgespannter Verbindungen von wetterfestem Baustahl durchgeführt, da diese heutzutage im Bereich von Trägerstößen aufgrund ihrer hohen Ermüdungsfestigkeit bei Scherbeanspruchung bevorzugt werden. Bei gleitfest vorgespannten Verbindungen ist gemäß DASt-Richtlinie 007 bisher eine Oberflächenbeschichtung für die Kontaktflächen des WT-Stahls mit einem Reibbeiwert von μ=0,40 vorgeschrieben. Durch natürliche oder künstliche Bewitterung der Kontaktflächen des zuvor gestrahlten wetterfesten Baustahls konnten im Projekt jedoch sichere Haftreibungszahlen von µ ≥ 0,50 der Klasse A für effiziente gleitfest vorgespannte Verbindungen erzielt werden, die auch unter Dauerlasten und zyklischer Beanspruchung stabil blieben.

Kurzfassung und Informationen zum Schlussbericht FOSTA P1200 (PDF, Deutsch und English)

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1078)

Laufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2018

Inhalt: Da die nationale und europäische Logistikindustrie in den letzten Jahren einen enormen Wachstumsboom verzeichnet, hat sich in den letzten Jahren sowohl die Belastung als auch die Bauhöhe von Hochregallagern stetig vergrößert.

Die Stränderrahmen bilden das Haupttragwerk eines Regallagers und gewährleisten insbesondere dessen Stabilität durch ihre Schubfestigkeit zur Aussteifung der Regale in Querrichtung. Da die wirklichkeitsnahe Bestimmung der Schubfestigkeit von essentieller Bedeutung für die sichere und gleichermaßen wirtschaftliche Dimensionierung ist, ist es Forschungsziel, die wesentlichen, die Schubfestigkeit von Ständerrahmen beeinflussenden Faktoren durch experimentelle Untersuchungen zu erfassen und ein Bemessungsmodell analog zur Komponentenmethode nach DIN EN 1993-1-8 zu entwickeln.

Informationen zum Schlussbericht P1078 (PDF, Deutsch und English)

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P866)

Laufzeit: 01.05.2011 bis 30.04.2014

Inhalt: Hochregallager wurden in den letzten Jahren immer höher, inzwischen bis über 40 Metern Höhe gebaut. Mit dieser Entwicklung der Hochregal-Höhen stößt die derzeitige Konstruktionspraxis von Hochregallagern in Silobauweise an ihre statisch-konstruktiven Grenzen. Daher soll in diesem Forschungsprojekt eine Optimierung der Hochregallager in Silobauweise in Bezug auf Tragsystem, Einsatz höherfester Stähle, Konstruktion, Fertigung und Montage erfolgen. Konstruiert werden Hochregallager i.d.R. mit Hilfe dünnwandiger, kaltgeformter, individuell profilierter Profile aus Stahl. Aufgrund der komplexen Profilausbildungen im Hochregallagerbau ist die Bemessung und Konstruktion der Regalprofile nicht mit der gültigen Normung der EN 1993-1-3 abgedeckt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es ein Bemessungsmodell für dünnwandig, kaltgeformte Regalprofile bereitzustellen. Zudem sollen in diesem Forschungsprojekt auch die Anschlusskonstruktionen dünnwandiger, kaltgeformter Profile im Hochregallagerbau optimiert werden.

Gefördert durch: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1101)

Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.12.2017, verlängert bis 31.12.2018

Inhalt: Im Zuge der Energiewende soll in diesem Forschungsprojekt das Image der Freileitungen zu einem notwendigen und akzeptierten Teil unserer industriellen Gesellschaft verbessert werden. Ziel ist es, einen neuen Freileitungs-Masttyp aus Stahl zu entwickeln, der neben technisch und wirtschaftlich höchsten Anforderungen in seiner Gestalt eine neue Zeit, die Zeit der Energiewende der Bundesrepublik Deutschland symbolisiert. Der Vergleich mit optimierten Gittermastkonstruktionen soll die alternativen Möglichkeiten moderner Freileitungsmastkonstruktionen aufzeigen. Das vorliegende Projekt wird daher interdisziplinär von Ingenieuren und Architekten durch den Lehrstuhl Stahlbau und den Lehrstuhl Städtebau der Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen an der TU Dortmund bearbeitet.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1042)
Forschungspartner: RWTH Aachen, Institut und Lehrstuhl für Stahlbau

Laufzeit: 01.02.2015 bis 31.01.2018, verlängert bis 31.01.2019

Inhalt: Verbunddübelleisten sind insbesondere im Bereich kleiner und mittlere Spannweiten eine wirtschaftliche Variante für Verbundbrücken und seit 2013 durch eine AbZ geregelt. Um die Wirtschaftlichkeit auch in Bezug auf den Korrosionsschutz durch Feuerverzinkung weiterzuentwickeln, ist das Ziel dieses Forschungsprojektes, den Einfluss der Feuerverzinkung auf das Ermüdungsverhalten der Verbunddübelleisten in Klothoiden- und Puzzleform unter zyklischer Beanspruchung zu untersuchen. Durch experimentelle und numerische Untersuchungen sollen die Ermüdungsfestigkeit der feuerverzinkten Verbunddübelleiste bestimmt und Bemessungs- und Konstruktionsregeln für die Anwendung in der Praxis entwickelt und bereitgestellt werden.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1172)

Laufzeit 01.01.2016 bis 30.06.2018, verlängert bis 31.03.2019

Inhalt: Im Automobilbau und der Geräteindustrie hat sich seit langem das Fügeverfahren Clinchen, aufgrund seiner universellen Einsatzmöglichkeiten, der Möglichkeit der Automatisierung und der einfachen und flexiblen Handhabung  zum Verbinden dünnwandiger, metallischer Strukturen aus Feinblechen mit Dicken < 3 mm etabliert.
Hierbei können durch einen Kaltumformprozess ohne zusätzliche Hilfsfügeteile form- und kraftschlüssige Verbindungen realisiert werden. Durch die Weiterentwicklung der Werkzeuge können inzwischen Gesamtblechdicken bis zu 16 mm durch Clinchen gefügt werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen daher die Einsatzmöglichkeiten des alternativen Fügeverfahrens Dickblechclinchen für Strukturen im Nutzfahrzeug- und Stahlhochbau mit Halbzeugen im Einzelblechdickenbereich von 1,5 bis 10 mm untersucht werden, um das Clinchen für den Einsatz in neuen Anwendungsfeldern weiterzuentwickeln.

Entwicklung der Grundlagen und Optimierung der Herstellung und Bemessung, lasergeschweißter T-Stoß-Verbindungen – Entwicklung von Anschlüssen lasergeschweißter Halbzeuge für die Anwendung im Schiff- und Stahlbrückenbau

Das IGF-Vorhaben 16935 BG der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Laufzeit: 01.01.2012 bis 31.10.2015

Der Schlussbericht ist erhältlich bei der FOSTA Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. , Sohnstraße 65 in 40237 Düsseldorf (FOSTA P869)

Inhalt: Das Fügen von Stahlbauteilen mittels Laserschweißtechnik verdrängt in Teilbereichen der stahlverarbeitenden Industrie (Schiffbau, Rohrleitungsbau, Sonderprofilbau) zunehmend die konventionellen Schweißtechniken. Als Gründe hierfür sind die hohen erreichbaren Schweißgeschwindigkeiten bei gleichzeitig erzielbaren schmalen, schlanken Nähten mit guten Nahteigenschaften sowie die geringe Wärmebelastung zu nennen. Darüber hinaus können mithilfe sogenannter Laserstichnähte geschlossene Strukturen wie Stahlhohlplatten wirtschaftlich gefertigt werden. Zurzeit fehlen jedoch experimentell abgesicherte Bemessungsverfahren von lasergeschweißten T-Stoß-Verbindungen unter für den Stahlhoch- und Stahlbrückenbau relevanten Belastungskombinationen.  Innerhalb des Projektes wurden Schweißparameter und Mindestfertigungsstandards für laser- und laserhybridgeschweißte Vollanschlüsse und Laserstichnähte entwickelt und für die im Stahlbau typischen Belastungen – Normalkraft, Biegung und Schub – am Detail T-Stoß durch experimentelle Untersuchungen Bemessungsmodelle für statische sowie zyklische Beanspruchungen hergeleitet.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.Forschungspartner: MPA Darmstadt und Institut für Korrosionsschutz DresdenIn Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf.

Laufzeit: 01.05.2010 bis 31.12.2013

Inhalt: Für den Korrosionsschutz von atmosphärisch beanspruchten Stahlbauteilen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung hat sich das Feuerverzinken bewährt, eine Korrosionsschutzdauer von vielen Jahrzehnten ohne Wartungs- und Instandhaltungszwang ist die Regel. Zum Ermüdungsverhalten von feuerverzinkten Stahlkonstruktionen unter zyklischer Beanspruchung, wozu auch Stahl- und Stahlverbundbrücken für den allgemeinen Straßen- und Eisenbahnverkehr zählen, liegen bislang keine ausreichenden, wissenschaftlich abgesicherten Erkenntnisse vor. Daher kommt das Feuerverzinken für Verkehrswegebrücken in Stahl- und Verbundbauweise bislang fast nicht zum Einsatz. Mit dem Forschungsvorhaben werden experimentelle und numerische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten feuerverzinkter Stahl- und Verbundbrückenkonstruktionen und ihrer Konstruktionsdetails unter zyklischer Beanspruchung, die den Lastkollektiven typischer Verkehrsbeanspruchungen entsprechen, durchgeführt. Auf dieser Grundlage werden abgesicherte Kerbdetails entwickelt und bereitgestellt, so dass der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit praxisnah erfolgen kann.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln
In Zusammenarbeit mit dem Gemeinschaftsausschuss Verzinken e.V. (GAV), Düsseldorf

Laufzeit: 01.10.2019 bis 31.03.2022

Inhalt: Die Feuerverzinkung ist als Korrosionsschutz für Stahl- und Stahlverbundbrücken bestens geeignet und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zu deren Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. In abgeschlossenen Forschungsprojekten wurden die Auswirkung zyklischer Belastungen auf das feuerverzinkte Grundmaterial untersucht, ohne jedoch dabei die Mikrostruktureffekte der Feuerverzinkung allgemein und vollständig beschreiben zu können. Ziel dieses Forschungsprojektes ist, diese Grundlagen zu erarbeiten. Hierzu werden Untersuchungen durchgeführt, die die Einflüsse der Mikrostruktureffekte in der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit der Stahlbauteile bewerten können und eine Methode zur Detektion dieser wird überprüft. Außerdem erfolgt eine Validierung und weitergehende Untersuchungen in Form von Ermüdungsversuchen an bisher nicht in feuerverzinkter Ausführung untersuchten Konstruktionsdetails, insbesondere für den Einsatz als feuerverzinkte Stahlhohlkästen. So werden die Ergebnisse in Berechnungsnachweise einfließen und Konstruktions- und Ausführungsempfehlungen bereitgestellt.

Entwicklung, Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im Bauwesen

Gefördert durch die Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf. In Kooperation mit IB Schmitt, Stumpf, Frühauf und Partner, München.

Laufzeit 01.10.2007 bis 31.12.2011

Inhalt: Mit der Neuentwicklung der Stahl-Verbund-Leichtbauweise werden über den Einsatz der modernen, optimal zusammenwirkenden Werkstoffe Hochfester Stahl und Ultrahochfestem Beton (UHPC) optimierte Tragstrukturen mit höchster Tragfähigkeit und geringer Bauhöhe erzielt. Die entwickelten Fertigteillösungen können mit üblichen, im Stahlbau gängigen Montageverfahren für leichte Verbundelemente und -module durch den Stahlbauer ohne Beteiligung und ohne Abhängigkeit von einem Betonbauer ausgeführt werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die zum Einsatz der Stahlleichtverbund-Bauweise im Bauwesen erforderlichen Voraussetzungen bereit zu stellen. Dies sind im Einzeln:

1. Entwicklung von Stahlleichtverbund-Systemen in Element- und Modulbauweise mit höchstem Vorfertigungsgrad mit dem Ziel einer einfachen Montage auf der Baustelle (Einsatz von Profilstahl)
2. Entwicklung von Bemessungshilfen für die wirtschaftliche Dimensionierung (Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit) der Stahlleichtverbund-Systeme
3. Bereitstellung von Konstruktionsregeln zur Gestaltung der Bauelemente und der Module sowie der Verbindungselemente im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung und eine einfache, möglichst stahlbaugerechte Montage
4. Entwicklung von Verbunddeckensystemen mit externer, flächiger Stahlbewehrung (Einsatz hochfester Bleche)
5. Analysen und Ausblick zum Einsatz der Stahlleichtverbund-Bauweise im Brückenbau im Bezug auf Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Ermüdungssicherheit und Dauerhaftigkeit

Gefördert durch das Europäische Förderprogramm RFCS (Research Fund for Coal and Steel).
In Kooperation mit RWTH Aachen, SCI (UK), Technische Universität Prag (CZ), CSTB (F).

Laufzeit: 01.07.2007 bis 30.06.2010

Inhalt: Stahl-Glas-Konstruktionen sind bevorzugte Strukturen in der modernen Architektur. Glas wird dabei zumeist als sekundäres Tragelement mit unterstützender Stahlkonstruktion, zunehmend aber auch als tragendes Element eingesetzt. Im Forschungsvorhaben werden verschiedene Stahl-Glas-Konstruktionen analysiert bzw. neu entwickelt: Es werden stahl-gestützte Glassysteme und ein neuartiger Stahl-Glas-Hybridträger - bestehend aus Stahlflanschen und einem Glassteg - experimentell und mit Hilfe numerischer Studien untersucht. Es werden Konstruktionsregeln und Detaillösungen sowie vereinfachte Bemessungsvorschläge erarbeitet, um innovative, anwendungsreife Stahl-Glas-Systeme für die praktische Anwendung anbieten zu können.

Entwicklung der Grundlagen und Optimierung  der Bemessung, Konstruktion, Herstellung und Unterhaltung zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Stahlbrücken

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf.
In Kooperation mit Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Universität Dortmund und PSP - Planung und Entwicklung im Bauwesen, Aachen

Laufzeit: 01.11.2006 bis 30.04.2009

Inhalt: Mit Hilfe moderner Laserschweißverfahren können Hohlplatten aus Stahl heute wirtschaftlich gefertigt werden und bieten damit gegenüber den heute üblichen Stahlbrückenkonstruktionen mit orthotroper Fahrbahnplatte entscheidende Vorteile im Hinblick auf Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Ermüdung, Ausführungsqualität, Montage und Wirtschaftlichkeit. Im Forschungsvorhaben sollen mit Hilfe theoretischer Studien und Versuchen die Grundlagen zum Einsatz der Hohlplatte im Stahlbrückenbau entwickelt und die Hohlplatte in einer Stahlbrückenkonstruktion in Bezug auf Bemessung, Konstruktion, Herstellung und Unterhaltung optimiert und zur Anwendungsreife gebracht werden.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf.
in Kooperation mit der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine der Universität (TH) Karlsruhe.

Laufzeit: 01.07.2007 bis 30.06.2008

Inhalt: Die Wirtschaftlichkeit einer Hohlprofilkonstruktion hängt im Wesentlichen davon ab, ob die Knotentragfähigkeit an den Verbindungspunkten der Stäbe ausreicht, die Beanspruchungen der anschließenden Stäbe zu übertragen. Mit dreiecksförmige Profile werden im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Rund- oder Rechteckrohrprofilen deutlich höhere Knotentragfähigkeiten erzielt. In dem Forschungsvorhaben werden mit Hilfe theoretischer, numerischer und experimenteller Untersuchungen die Tragfähigkeit und die Versagensmechanismen von T-Knoten mit dreiecksförmigen Profilen bestimmt. Ziel ist die Entwicklung eines Bemessungsverfahrens für ein wirtschaftliches und architektonisch anspruchsvolles Bauprodukt.

Gefördert durch die Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf. Projekt Nr. P628.
In Kooperation mit der RWTH Aachen und der Fa. Thyssen-Krupp GmbH.

Laufzeit: 01.01.2005 bis 30.09.2007

Inhalt: Stahlfahrbahnen von Brücken, Rampen oder Fähren werden üblicherweise als „orthotrope Platten“ ausgebildet. Bei der vom BMVBW qualitätsmäßig geregelten Lösung steht insbesondere die Kostenminimierung unter Berücksichtigung der Dauerhaftigkeit im Vordergrund. Die Herstellungskosten der orthotropen Platte sind jedoch vergleichsweise hoch, so dass sie nur in Sonderfällen eingesetzt wird. Eine Alternative zur herkömmlichen orthotropen Platte bieten neuartige Sandwichkonstruktionen von Stahlplatten mit Elastomerkern.
Forschungsziel ist die Entwicklung einer neuartigen Stahlfahrbahn für Brücken durch Verwendung innovativer Mischlösungen aus Stahlblechen und Elastomerkern (Sandwich-Konstruktionen) unter Berücksichtigung des Fertigungsaufwandes und der Lebensdauer.

Gefördert durch das Europäische Förderprogramm RFCS (Research Fund for Coal and Steel).
In Kooperation mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf, der Fa. Peiner Träger GmbH, SCI (UK), CTICM (F), PROFILARBED (LUX), Stalbyggnadsinstitutet (S)

Laufzeit: 01.07.2002 bis 31.12.2005

Inhalt: Ziel dieses europäischen Projekts mit Partnern aus Großbritannien, Frankreich, Benelux, Schweden und Deutschland ist es, die zukünftigen Tendenzen im Bausektor, insbesondere für die Stahlbauweise, in den kommenden 5-10 Jahren herauszufiltern und aufzuzeigen. Dafür wurden im Rahmen des Projektes umfangreiche, europaweite Umfragen mit Entscheidungsträgern im Bauprozess durchgeführt und die nationalen und europäischen, relevanten Normengenerationen zusammengestellt Als Resultat stehen dem Anwender (Architekten, Ingenieure, Bauherren, Behörden) innovative Lösungen und Beispiele für den stahlintensiven Bau von Industrie-, Gewerbe-, Büro- sowie Wohngebäuden zur Verfügung.

Gefördert durch das Europäische Förderprogramm RFCS (Research Fund for Coal and Steel).
In Kooperation mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf, der Fa. Peiner Träger GmbH, SCI (UK), CTICM (F), PROFILARBED (LUX), Stalbyggnadsinstitutet (S)

Laufzeit: 01.07.2007 bis 31.12.2008

Inhalt: Im vorliegenden Projekt werden die Ergebnisse des EUROBUILD-Projekts einer breiten Fach-Öffentlichkeit im Rahmen von europaweiten Seminaren präsentiert. Ziel ist es, den maßgeblich am Bau beteiligten Parteien (Architekten, Ingenieure, Bauherren, Baufirmen, Behörden) den Umgang mit dem Werkstoff Stahl bei der Planung und Ausführung von Industrie-, Gewerbe-, Büro- sowie Wohngebäuden nahe zu bringen und ihnen zukunftsfähige, innovative Lösungen in Stahl für statische, bauphysikalische und architektonische Probleme zu präsentieren.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. Köln.

In Zusammenarbeit mit Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1314)

Laufzeit: 01.11.2018 bis 30.04.2022

Inhalt: Stahlsandwichelemente besitzen neben ihrer herausragenden raumabschließenden Funktion lastabtragende Eigenschaften, die einen Lastabtrag in und aus ihrer Ebene ermöglichen. Eingeschossige Bauwerke, beispielsweise Tankstellenshops und -waschhallen, können daher unter Verzicht auf zusätzliche tragende Rahmenkonstruktionen nur mit Sandwichelementen gebaut werden. Bei selbsttragenden Konstruktionen aus Sandwichelementen werden diese über die bislang übliche Biegebeanspruchung als Ein- oder Mehrfeldträger hinaus statisch beansprucht. Zusätzlich treten axiale Druckkräfte und Querkräfte in Scheibenrichtung auf. Die Sandwichelemente haben nunmehr einen Beitrag zur Gesamttragfähigkeit eines Tragwerks und müssen folglich nach DIN EN 1993-1-3 der Konstruktionsklasse I zugeordnet werden.
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen durch theoretische und experimentelle Untersuchungen die bislang fehlenden Berechnungsansätze zur Trag- und Gebrauchstauglichkeit und die Detaillösungen zur Lasteinleitung und –verteilung als Grundlage einer bauaufsichtlichen Zulassung entwickelt werden.

Kurzfassung und Informationen zum Schlussbericht FOSTA P1314 (PDF, Deutsch und English)

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.(IGF Nr. 18623 N/2)
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P1098)

Laufzeit: 01.02.2015 bis 31.12.2017

Inhalt: Die energetische Sanierung und das Bauen im Bestand gewinnen im Rahmen der Klimaschutzpolitik zunehmend an Bedeutung. Verschiedene Studien belegen, dass eine deutliche Reduktion der Emissionen und des Energieverbrauchs im Gebäudebereich nur durch energetische Sanierungen im Bestand erzielt werden kann. Mit den Bausystemen des Stahlleichtbaus – insbesondere mit den Stahl-Sandwichelementen ist eine Optimierung und bauphysikalische Ertüchtigung zur energetischen Sanierung der Fassaden- und auch Dachkonstruktionen vielversprechend realisierbar.

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.(IGF Nr. 453ZN)
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P977)

Laufzeit: 01.11.2012 bis 01.11.2014

Inhalt: Sandwichelemte kommen trotz der Vielzahl an Vorteilen im Hinblick auf bauphysikalische und tragkonstruktive Eigenschaften bisher hauptsächlich im einfachen Industriebau zur Anwendung. Hohe Kosteneffizienz wird dort häufig zu Lasten der architektonischen Qualität in den Vordergrund gestellt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll die Sandwichtechnik für den Fassadenbereich in Interdisziplinärer Zusammenarbeit von Architekten und Ingenieuren soweit vorrangetrieben werden, dass eine Anwendung von Sandwichelemten auch im Geschossbau für Architekten mit hohen gestalterischen Anforderungen möglich ist. Dazu soll eine entsprechende wirtschaftliche Systembauweise entwickelt werden, die insbesondere auf einer Optimierung der Befestigungstechnik beruht

Gefördert durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA (P929), Düsseldorf

Laufzeit: 01.01.2012 bis 28.02.2014

Inhalt: Bei der Bemessung der Druckauflagerung von Sandwichelementen wird eine erfolderliche Auflagerfläche bestimmt, welche den Anforderungen der Druckfestigkeit des Kernwerkstoffes genügt. Die damit errechneten Auflagerbreiten vernachlässigen die zusätzlichen günstigen Trageffekte, die das Deckblech im Verbund mit dem Kern aufweist. Bei einer punktuellen Lagerung im Windsogfall durch Schraubenverbindungen in Durchsteckmontage werden rechnerisch deutlich höhere Tragfähigkeiten zugelassen, auf der Druckseite wird jedoch der äußerst konservative Ansatz über die Druckfestigkeit des Kernwerkstoffes gewählt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen eine wirtschaftlichere Bemessung von Druckauflagerbreiten zu ermöglichen, sowohl im Hinblick auf die Tragfähigkeit als auch auf die Gebrauchstauglichkeit.

Gefördert durch das Deutsche Institut für Bautechnik, Berlin

Laufzeit: 01.01.2012 bis 30.06.2012

Inhalt: Allein in Deutschland wurden im Jahr 2008 4,8Mio m² Dachfläche mit Sandwichpanelen eingedeckt. Häufig werden diese Dachflächen nachträglichen zur solaren Energiegewinnung durch die Montage von Solaranlagen genutzt. Sandwichelemente sind jedoch nur als raumabschließende Bauteile zugelassen und sind nicht als lastabtragendes Bauteil vorgesehen. Daher sind Sandwichelemente auch nur für gleichmäßig verteilte äußere Lasten zu bemessen. Diese Begrenzung der Anwendbarkeit von Sandwichelementen steht im Gegensatz zu dem Wunsch, Dachflächen mit Sandwichelementen auch für die Montage von Solaranlagen zu nutzen. Die Zielsetzung in diesem Vorhaben ist es daher eine grundlegende Untersuchung zu vorhanden Solaranlagen-Verankerungssystemen und deren Anwendbarkeit auf Sandwichelementen durchzuführen.

Neue Einsatzmöglichkeiten für den Stahlleichtbau durch die Entwicklung und Optimierung der Befestigungsmethoden

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. FOSTA (P794), Düsseldorf

Laufzeit: 01.05.2009 bis 31.07.2012

Inhalt: Bei der Errichtung von Gewerbe-, Industrie- und Lagerbauten kommen bauaufsichtlich geregelte Sandwichelemente (Stahlhartschaum-Verbundplatten) als Fassaden- und Dachelemente zum Einsatz, da sie wirtschaftlich sind, schnell montiert werden können und sehr gute bauphysikalische Eigenschaften besitzen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es die zum allgemeinen Einsatz der Befestigungsmethoden von Sandwichelementen erforderlichen Voraussetzungen bereit zu stellen. Dabei sollen die unterschiedlichen Befestigungssysteme theoretisch, numerisch und experimentell analysiert, optimiert und die Bemessungsmodelle derart entwickelt und aufbereitet werden, dass ggf. auf bauaufsichtliche Zulassungen verzichtet werden kann.

Potentiale und Chancen der Stahl(leicht)bauweise

Gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke“ e.V. Köln.In Zusammenarbeit mit der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e.V. FOSTA, Düsseldorf.

Laufzeit: 01.05.2010 bis 30.11.2013

Inhalt: Mit dem prognostizierten, wachsenden Markt des Bauens im Bestand – der Verdichtung, Modernisierung und Sanierung von bestehenden Gebäuden im Allgemeinen – ergeben sich große Chancen für den Stahl- und Stahlleichtbau. Dabei besteht der Wunsch nach intelligenten, überzeugenden, ganzheitlichen und gut dokumentierten Systemlösungen für Gebäudestrukturen unter städteplanerischen, architektonischen, bauphysikalischen, statisch-konstruktiven und baubetrieblichen Anforderungen. Die Ausarbeitung von möglichen Konzeptionen und Entwicklung von modularen Tragsystemen im Stahl(leicht-)bau für das Bauen im Bestand nach der statisch-konstruktiven Analyse von Bestandsgebäuden, sowie Weiterentwicklung von modularen, stückgefertigten Sandwichelementen ist das Ziel des Forschungsvorhabens.

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG, Berlin
In Kooperation mit der ETH Zürich

Laufzeit: 01.11.2005 bis 31.12.2007

Inhalt: Die tragende Konstruktion vieler Industriebauten der Vorkriegszeit besteht aus Stahl. Im Sinne nachhaltigen Handelns stellt sich die Frage nach Erhalt und Instandsetzung und in der Folge die Beurteilung der Strukturtragfähigkeit. Im Vergleich zum modernen Stahlhochbau sind dabei insbesondere die zur Zeit der Bauwerkserstellung üblichen Werkstoffeigenschaften, statischen Berechnungsverfahren und baukonstruktiven Lösungen.
In dem interdisziplinären Projekt von Ingenieuren und Bauforschern wird durch Analyse zeitgenössischer Fachliteratur, exemplarischer Auswertung historischer Planunterlagen der Gutehoffnungshütte und Objektstudien die Entwicklung von Stahlhochbaukonstruktionen ausgewertet, systematisiert und in einem Handbuch zusammengefasst. Das Handbuch soll als Grundlagendokument den mit den Maßnahmen des Bauens im Bestand betrauten Architekten und Ingenieuren.