Problemstellung

Bei vergangenen Erdbeben haben Gebäudehüllen in Metallleichtbauweise mit Trapezprofilen oder Sandwichelementen wiederholt ein gutmütiges Tragverhalten mit wenigen gravierenden Schäden gezeigt. Dieser Vorteil gegenüber anderen, schweren Fassaden kann bisher jedoch im Rahmen einer Erdbebenbemessung nicht berücksichtigt werden, weil geeignete Methoden für eine zutreffende rechnerische Vorhersage des Verhaltens fehlen.

Methodischer Ansatz

Im Fokus des Forschungsprojekts Metallleichtbau in Erdbebengebieten steht die Erweiterung von Grundlagen für die Bestimmung des Trag- und Verformungsverhaltens von Dach- und Fassadenelementen aus Metall bei Erdbebenbeanspruchung. Hierbei soll das Zusammenwirken von Gebäudehülle und Tragkonstruktion unter den Aspekten Sicherheit und Erhaltung der Funktionsfähigkeit untersucht werden. Es sollen erstmalig experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt werden, bei denen neben dem Tragverhalten auch der Grad der Funktionsfähigkeit bestimmt wird. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden dazu die nachfolgenden Versuche durchgeführt:

• statische und zyklische Untersuchungen an Verbindungen im Kleinbauteilmaßstab mit Befestigungsschrauben des Metallleichtbaus
• Schubfeldversuchen im Großbauteilmaßstab zur Überprüfung der Zusammenwirkung der Verbindungen

Forschungsziele

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in der Entwicklung einer Nachweismethode für Gebäudehüllen aus Stahl unter Erdbebenbeanspruchung. Diese soll es ermöglichen, die Vorzüge dieser Bauweise zu nutzen und in die praktische Bemessung einfließen zu lassen und nachfolgende Kriterien beinhalten:

• Berücksichtigung des Verhaltens der einzelnen Elemente bei unterschiedlichen Beanspruchungen
• Vorhersage der Sicherheit bei Extremereignissen
• Nachweis der Nutzungsfähigkeit nach moderaten aber häufigeren Ereignissen
• Berücksichtigung der Interaktion der Leichtbauelemente mit der Unterkonstruktion und dem Haupttragwerk

Das IGF-Vorhaben „Auslegung von Gebäudehüllen in Metallleichtbauweise für deutsche und europäische Erdbebengebiete unter Berücksichtigung der Trageigenschaften und Schadensminimierung “, IGF-Projekt  Nr. 21440 N, der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA), Sohnstraße 65, 40237 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.