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Leichterer, federnder, windbeständigerer Stahlleichtbau mit Sandwichelementen

(6.9.2018) Im Stahlbau verwendet man schon seit geraumer Zeit Sandwichelemente mit Dämmstofffüllung. Sie genügen allen relevanten Anforderungen an Wärme-, Schall- sowie Brandschutz und lassen sich großflächig montieren. Nicht nur bei Lagerhallen, Fabriken, Büro- und Geschäftsgebäuden kommen sie zum Einsatz, sondern inzwischen auch schon bei Wohnhäusern. Um die Elemente zu befestigen, kommen als Unterkonstruktion metallene Kantprofile zum Einsatz. Die gültigen Bemessungsstandards sehen vor, dass solche Konstruktionen hohe Winddruck- und Windsogeinwirkungen aushalten müssen. Deshalb sind die Kantprofile - sofern sie allein allen Kräften standhalten sollen - massiv auszubilden. Stabilisierende Halterungen (Drehfedern), die abhebende Windkräfte zum Teil aufnehmen könnten, dürfen derzeit in die Berechnung nicht einbezogen werden.

Prof. Bertram Kühn (links) und der Wissenschaftliche Mitarbeiter Tim Krieglstein besprechen Details des Prüfverfahrens im Labor. (Foto © THM / Erhard Jakobs) 

Ein Student im Fachbereich Bauwesen der TH Mittelhessen (THM) hat vor diesem Hintergrund 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.

An die Masterarbeit knüpft nun ein aktuelles 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. Projektleiter Prof. Dr. Bertram Kühn verspricht sich davon ...

  • eine durchgängig leichtere Bauweise insbesondere bei der Unterkonstruktion,
  • reduzierte Materialkosten und
  • Energieeinsparungen bei der Produktion der Metallprofile.

Bei dem Vorhaben kooperiert die THM mit dem Ingenieurbüro Verheyen-Ingenieure sowie den Industrieunternehmen Christmann & Pfeifer und ArcelorMittal. Auch Prof. Dr. Gerhard Lener von der Technischen Universität Innsbruck ist im Rahmen einer partnerschaftlichen Promotion in die Arbeiten eingebunden.

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