Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Höchstfeste Baustähle im Brandfall - Werkstoffeigenschaften für vereinfachte und allgemeine Berechnungsverfahren

Brand stellt eine der wichtigsten Gefahren für die bebaute Umwelt dar mit erheblichen wirtschaftlichen Folgen für die Gesellschaft und größten Bedrohungen für das Leben. Nach der Sterblichkeitsschätzung der WHO weisen Brände die höchste Anzahl an Todesopfern aller Arten von Schäden an Tragstrukturen auf. Die Brandingenieurwissenschaft stellt die Schlüsseldisziplin dar, um eine bessere Brandsicherheit der bebauten Umwelt auf kosteneffiziente Weise zu erreichen. Umfassende Kenntnisse zum Werkstoffverhalten bei Brand bilden dabei die Säule dieser Disziplin, da ohne sie weder ein gründliches Verständnis noch eine realistische Modellierung des Tragverhaltens möglich ist. Im Bauwesen werden zunehmend höherfeste Stähle eingesetzt. Durch ihr gutes Festigkeits-zu-Gewichts-Verhältnis können sie zur Ressourcen- und Energieeffizienz beitragen. Die Verwendung aus ihnen gefertigter Bauteile ist gerade bei Geschoss- und Industriebauten, Arenen sowie Hochhäusern besonders ansprechend. Bei diesen Bauten bestehen Brandschutzanforderungen. Ein markantes Hemmnis für die Anwendung höchstfester Stähle stellen fehlende Kenntnisse zum Werkstoffverhalten sowie dem Verhalten aus ihnen gefertigter Tragwerke während und nach Brand dar. Das Vorhaben wird daher unter Verwendung geeigneter theoretischer und experimenteller Studien wissenschaftlich und ingenieurtechnisch geeignete Ansätze für die konstitutive Beschreibung des Werkstoffverhaltens höchstfester Baustähle entwickeln, Vorschläge für deren ingenieurpraktische und normative Umsetzung unterbreiten und die leistungsstarken Tools bereitstellen, die Praktiker, Normenschaffende und Forscher benötigen. Die Ergebnisse werden den Einsatz höchstfester Stähle für Bauten mit Brandschutzanforderungen erst ermöglichen. Hiervon profitieren sowohl Ingenieurbüros – die überwiegend KMU sind – wie auch Stahlbauunternehmen, die als Mittelständler gerade im Hoch- und Industriebau mit Brandschutzanforderungen oftmals in Konkurrenz zu großen Baufirmen stehen.