Brandverhalten von Schraubenverbindungen im Stahl- und Verbundbau

Projektbeschreibung

Das moderne Brandschutzingenieurwesen entwickelt sich in Richtung schutzzielorientierter Bemessungsmethoden. Dabei werden in zunehmendem Maße reale Brandszenarien zugrunde gelegt. Konsequenterweise muss bei der Ermittlung des Feuerwiderstandes eines Tragwerks das globale Tragverhalten betrachtet werden, welches an die Stelle der Bauteilnachweise rückt. Zur Gesamtstruktur gehören neben Bauteilen auch Verbindungen.

Während für die üblichen Werkstoffe der Bauteile die Eigenschaften bei hohen Temperaturen bekannt sind, liegen für die in den Verbindungen sehr häufig verwendeten hochfesten Schrauben keine ausreichenden Erkenntnisse über ihr Hochtemperaturverhalten vor. Es werden daher dringend Nachweisverfahren benötigt, die es ermöglichen, geschraubte Verbindungen brandschutztechnisch zu bemessen.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es Materialeigenschaften hochfester Schrauben zu bestimmen und validierte numerische Modelle zu geschraubten Verbindungen im Stahl- und Verbundbau zu entwickeln, die derzeit nicht existieren. Weiterhin sollen neue Erkenntnisse zum hochtemperaturverhalten von geschraubten Anschlüssen in realen Bauwerkssituationen gesammelt werden.

Zum Erreichen dieser Ziele werden numerische und experimentelle Untersuchungen vorbereitet und durchgeführt. Innerhalb der experimentellen Untersuchungen werden Werkstoffkennwerte von Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9 ermittelt, die als Grundlage für numerische Berechnungen von Verbindungen herangezogen werden. Weiterhin werden Großversuche an Verbindungen durchgeführt, die Aufschluss über dass Brandverhalten von Schraubenverbindungen mit hochfesten Schrauben im Brandfall geben sollen sowie zur Validierung der numerischen Modelle herangezogen werden können.

Das IGF-Vorhaben 16586 N der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. –FOSTA, Sohnstraße 65, 40237 Düsseldorf wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Vertragspartner

• Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover
• Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik, TU Darmstadt