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Forschung

Forschung und Innovation

Die ECS-Mitglieder entwickeln qualitativ hochwertige Produkte mit hohem Mehrwert für die Anwender. Verbunden mit zuverlässigen Dienstleistungen ermöglichen sie moderne Alternativen zu herkömmlichen Bauweisen, erhöhen die Sicherheit am Bau und leisten dadurch einen Beitrag zum effizienten Bauen.

Die ECS übernimmt dabei die Aufgabe der Initiierung und Koordination von vorwettbewerblichen Forschungsprojekten. Die Umsetzung in die Praxis steht dabei immer im Fokus.

Aktuelle Forschungsarbeiten sind zum Beispiel:


The research project SAFECLADDING is aimed to investigate the seismic behavior of precast structures with cladding wall panels and to develop innovative connection devices and novel design approaches for a correct conception and dimensioning of the fastening system to guarantee good seismic performance of the structure throughout its service life.

Occasion is the finding that the current design approach does not represent the real conduct in case of seismic impact. Several recent violent shakes showed dramatically, that the cladding panels, fixed to the structure, come to be integral part of the resisting system conditioning its seismic response. The high stiffness of this resisting system leads to forces much higher than those calculated from the frame model precast buildings are usually designed with. Therefore, the design of these connections cannot rely on the seismic reduction factor used for design of the bare structure. New technological solutions for connectors with proper design approaches are urgently required.

An den Verbund zwischen Beton und Stahl werden sowohl im Gebrauchszustand als auch im Traglastzustand hohe Anforderungen gestellt. Es existieren daher Vorgaben für die Oberflächengeometrie, um ausreichende Verbundeigenschaften zu garantieren. Entsprechende Richtwerte sowie Mindestwerte für die bezogene Rippenfläche fR werden in DIN 488-2 (2009) vorgegeben. Alternativ zu den Richtwerten ist in DIN EN 10080 (2005) ein Nachweis anhand der RILEM Auszieh- und Balkentests möglich.

In diesem Fall werden keine Anforderungen an die Rippengeometrie gestellt, was unter Umständen jedoch dazu führen könnte, dass der Stab im Bauteil nicht in allen Situationen den Anforderungen entspricht. In dieser Arbeit wird der Einfluss der bezogenen Rippenfläche auf die Durchbiegung, die Rissbildung, die Rotationsfähigkeit und auf das Spaltvermögen anhand bereits existierender Ergebnisse in der Literatur sowie anhand numerischer Berechnungen von Bauteilen untersucht.

Mit der Einführung der zehn Eurocodes mit den jeweiligen Nationalen Anhängen wird ein wesentlicher Meilenstein im europäischen Harmonisierungsprozess für die Bemessung und Konstruktion von Tragwerken erreicht. Der Eurocode2 in Verbindung mit dem Nationalen Anhang DIN EN 1992-1-1;NA:2013-04 /1.1/ für den Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbau ersetzt die nationalen Normen DIN 1045-1:2008-08 /1.2/, DIN-Fachbericht 102 /1.3/ und DIN 4102-4 /1.4/ (teilweise).

Die ECS hat gemeinsam mit dem ISB und dem DAfStb eine Autorengruppe beauftragt, ausführliche Hinweise zu einer einerseits normgerechten und andererseits wirtschaftliche sinnvollen Bewehrungsführung zu geben. Diese Hinweise wurden zusammengefasst im DAfStb-Heft 599 „Bewehren nach Eurocode 2“, das dem Tragwerkplaner und dem Konstrukteur eine grundlegende Arbeitshilfe an die Hand gibt, die den aktuellen Stand der Technik in allen für die Qualität der Bewehrung relevanten Planungsbereichen abbildet.

Die Verwendung von Betonstählen mit großen Durchmessern > 32 mm kann in baupraktischer Hinsicht aus mehreren Gründen sinnvoll sein. So lassen sich bei hoch bewehrten Konstruktionen signifikante Vereinfachungen in der Bewehrungsführung erzielen. Die Verwendung größerer Stabdurchmesser verringert die Anzahl der Bewehrungslagen und damit den Arbeitsaufwand beim Verlegen, vergrößert die statische Nutzhöhe und vereinfacht wegen der größeren Stababstände das Betonieren.

Um die Klärung der offenen Fragen zur Bewehrungsführung weiterzubringen, unterstützt die ECS das ISB – Institut für Stahlbetonbewehrung e.V. – bei seinem IGF-Forschungsprojekt „Weiterentwicklung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln bei großen Stabdurchmessern (> 32 mm, BSt500)“. Mitwirkende Forschungsstellen sind RWTH Aachen, TU Braunschweig und TU Kaiserslautern.

Der innovative Beitrag des Forschungsvorhabens besteht in erster Linie aus der Erweiterung bestehender Bemessungsansätze und Konstruktionsregeln auf größere Stabdurchmesser, die zur Wirtschaftlichkeit und Weiterentwicklung der Stahlbetonbauweise entscheidend beitragen.