P 768 - Qualitative Analyse verschiedener Verfahren zur Ermittlung der Rückfederung

P 767 - Wohn- und Geschäftshäuser in Systembauweise - Entwurfshilfen „Planen und Bauen im Bestand“ gehört zu den Tätigkeitsfeldern der Zukunft. Besonders der Umbau in der Stadt wird eine zentrale Aufgabe in den kommenden Jahren sein, denn die Alterung und der Rückgang der Bevölkerung in der Bundesrepublik Deutschland gehen mit Bedarfs- und Angebotsveränderungen in allen Lebensbereichen einher. Dies wird auch weitreichende Folgen für die Stadtentwicklung zeigen und eine noch nie da gewesene Herausforderung für den Städtebau bedeuten. Konzepte müssen gefunden werden, die es gestatten, die Revitalisierung und Reorganisation der Innenstädte als wesentliche Orte des gesellschaftlichen Lebens auf der Basis zukunftsweisender Ideen zu realisieren. Inzwi-schen gibt es eine wachsende Bewegung zurück in die Innenstadt. Ständig steigende Kosten für die Mobilität sowie die voranschreitende Ausdünnung der technischen und sozialen Infrastruktur auf dem Land leiten einen Paradigmenwechsel ein. Allerdings sind die Innenstädte vielfach nicht auf die vielschichtigen Anforderungen und Bedürfnisse der potenziellen Bewohner vorbereitet. Die Entwicklung innerstädtischer Gebiete erfordert in den meisten deutschen Städten neue Ansätze für die Nutzung vorhandener Grundstücke. An vielen Orten, insbesondere in Klein- und Mittelstädten, werden attraktive und interessante Plätze nicht mehr bebaut, weil die gegebenen Randbedingungen, wie Zugänglichkeit, Nachbarschaftssituation, Forderungen der Denkmalpflege u. ä. bei Einsatz üblicher Planungs- und Baumethoden kostengünstig kaum zu erfüllen sind. In der Verwaltung von Klein- und Mittelstädten ist nach wie vor die Ansicht weit verbreitet, dass die Altstädte wieder so zu ergänzen seien, wie sie vor 200 Jahren aussahen. Die Realität stellt sich indes anders dar. Die potenziellen Neu- oder Wiederbewohner dieser Quartiere verlangen wohnungsnahe Stellplätze, Licht, Luft und ein abgezontes Freiraumkonzept. Privaten Freiräumen, halböffentliche Bereiche bis hin zu öffentlichen Spielplätzen bzw. Aufenthaltsräumen sind zu schaffen. Verkehr und technische Infrastrukturen erfordern eine Optimierung. Die vorhandenen Potentiale der sozialen und Freiraumstrukturen, wie Kinderbetreuung, Kunst, Kultur, Gesundheitsversorgung, Gewerbe, Sport u. a. sind aufzuwerten. Innenstadtareale zu bebauen, heißt in erster Linie problemangepasst zu bauen. Dies erfordert eine ganzheitliche Betrachtung des Standortes mit seinen spezifischen Gegebenheiten, den strukturellen, gestalterischen und konstruktiven Möglichkeiten und eine nachhaltige Nutzung. Die Zukunft gehört dabei den flexiblen Systembauweisen, die eine industrielle Grundstruktur aufweisen und, ausgehend von konstruktiven Basissystemen, in der Lage sind, sehr individuell eingesetzt zu werden, ohne die Vorteile eines wiederverwendbaren erprobten Konzepts aufzugeben. Wurde noch vor Jahren darüber nachgedacht, typisierte Konstruktionen zu verwenden, weiß man heute, dass gerade auf dem Gebiet des innerstädtischen Bauens eine wirkliche Typisierung aufgrund der Vielfältigkeit der Situationen und der Wünsche der Nutzer nicht sinnvoll und technisch kaum möglich ist. Der vorliegende Forschungsbericht ist als Entwurfskatalog zu sehen, der ein ganzheitliches und durchgängiges Planungssystem zum für hochwertiger, zukunftsfähiger Gebäude im innerstädtischen Bereich bei komplizierten Randbedingungen demonstriert. Die Qualität des Produktes „Haus = Gebäude“ umfasst dabei den Gestaltwert unter Berücksichtigung der vorhandenen Bebauung, den Gebrauchswert als innerstädtische Immobilie und die Nachhaltigkeit des Gebäudes bei Nutzung zukunftsfähiger energieschonender Ausrüstungen. Der Fokus der Entwurfshilfe, liegt dabei weniger auf der Entwicklung innovativer Einzelaspekte als vielmehr auf dem Zusammenspiel unterschiedlicher Anforderungen aus den Disziplinen Gestaltung, Konstruktion und Technik, d. h. die integrative Entwicklung der Architektur, Tragkonstruktion, Gebäudetechnik und Bauklimatik. Fachleute finden hiermit eine Planungshilfe für eine rationelle und planerisch gesicherte Entwicklung zukunftsfähiger Wohn- und Geschäftshäuser – interessierte Bauherren können sich informieren, wie ihre Gestaltungswünsche flexibel realisiert werden können. Das IGF-Vorhaben 15446 BR der FOSTA, wurde am Institut Konstruktiver Ingenieurbau (Professur Stahl-bau), an der Fakultät Architektur (Professur Gebäudetechnik und Professur Bauklimatik) bearbeitet und 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

P 769 - Lösbare Adhäsiv-Brackets für die orthodontische Zahnbebänderung - "PRODENT" Das Ziel dieses Forschungsvorhabens der Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberilächentechnik Kaiserslautern (AWOK) und INNOVENT Technologieentwicklung e.V. in Jena bestand in der Bereitstellung einer neuen Methodik zum zahnschonenden Entfernen von Adhäsiv-Brackets. Dabei sollten die heute üblicherweise verwendeten Zangen nicht mehr zum Ausüben von Kräften auf den geklebten Verbund sondern zur Dehnung eines Metallsubstrates eingesetzt werden, um so ein Lösen der adhäsiven Verbindung in der Polymer-Substrat-Grenzschicht zu bewirken. Dies machte eine systematische  Untersuchung der interaktiven Wirkung von Metall-Oberilächenvorbehandlung und Klebstoff sowie die Ermittlung der zum Lösen eriorderlichen Dehnungswerte eriorderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Prüfkörper entwickelt, die eine experimentelle Untersuchung der Restfestigkeit in Abhängigkeit von der zuvor in das Fügeteil eingeleiteten plastischen Dehnung ermöglichten. Die Reduzierung der Klebfestigkeit mit zunehmender Fügeteildehnung konnte anhand von Metall-Metall- und Metall-Zahn-Klebungen nachgewiesen werden, wobei in der orthodontischen Zahnbebänderung übliche Klebstoffe, Substrate und Vorbehandlungsveriahren verwendet wurden. Zudem wurde ein Dehnungswert identifiziert, der bei allen untersuchten Klebstoffsystemen ein  zahnschonendes Lösen der Klebverbindung ermöglicht. Dieser Dehnungswert wurde der nachfolgenden konstruktiven Gestaltung eines Funktionsmusters zugrundegelegt. Das Lösungsprinzip wurde konstruktiv in Form eines neu entwickelten Funktionsmusters umgesetzt. Nach der Herstellung des Funktionsmusters in kleinen Stückzahlen eriolgte die kieferorthopädische Erprobung mit dem Resultat eines deutlich geringeren zum Entfernen notwendigen Kraftaufwandes,  verglichen mit herkömmlichen Adhäsiv-Brackets. Neben dem angestrebten reduzierten Risiko einer Zahnschmelzschädigung ergibt sich hieraus eine für den Patienten und Kieferorthopäden angenehmere Behandlungsprozedur. Veröffentlichung: 2010 Autoren: Prof. Geiß

P 766 - Technologie und Sicherheitsgewinnung beim Feuerverzinken zum Ausbau der Marktposition des verzinkten Stahlbaus Im Stahlhochbau sind Konstruktionen besonders wirtschaftlich und nachhaltig, wenn siefeuerverzinkt werden. Um den wachsenden Anforderungen des Marktes gerecht zu werden, wurden Weiterentwicklungen und   Wirtschaftlichkeitsmaßnahmen in den Industriebereichen der Stahlerzeugung, des Stahlbaus und der Verzinkung durchgeführt. Davon sind insbesondere zu nennen: - die Entwicklung moderner hochfester Feinkornstähle im Blech und Profilbereich, - die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien in architektonisch herausragenden Gebäuden und Bauinwerken mit großen Spannweiten, - der Einsatz von größeren Kesselabmessungen und verbesserten Verfahrensabläufen in der Prozesskette des Verzinkens, - die Anwendung neuer Zinkschmelzen mit veränderter Zusammensetzung zur besseren Kontrolle der Schichtdicke und Schichtoptik. In Folge dieser Weiterentwicklungen musste die Stahlbau- und die Verzinkungsindustrie Rückschläge hinnehmen, denn insbesondere an Bauwerken, die mit o.g. neuen Zinkschmelzen verzinkt und zumeist aus Baustählen mit Festigkeiten ab 355 MPa gefertigt wurden, sind ab dem Jahr 2000 erhebliche Rissschäden festgestellt worden. Untersuchungen von geschädigten Konstruktionen zeigten, dass für die Entstehung der Risse der Mechanismus der flüssigmetallinduzierten  Spannungsrisskorrosion ursächlich ist. Obwohl Rissbildung durch flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion seit vielen Jahrzehnten bekannt ist, bedurfte es weiterer Forschungsaktivitäten, um die anstehenden Probleme zu klären.Die Vielzahl und der Umfang von Schäden, die seit dem Jahr 2000 beobachtet wurden, machten daher neue interdisziplinäre  Untersuchungen notwendig. Insbesondere, weil festgestellt wurde, dass fachübergreifende Richtlinien für rissfreie  Verzinkungen nicht existent waren oder sich noch in der Entwicklung befanden. Vor diesem Hintergrund wurde dieses Forschungsvorhaben initiiert. Dabei waren die zu klärenden Fragestellungen besonders der Einfluss der Vorbehandlung (Beizen), des Werkstoffs (Zähigkeit, Festigkeit), der Verarbeitung (Schweißen, Kaltverformen, Bohren, Schneiden), der Zinklegierung und der Tauchgeschwindigkeit auf die Rissbildung sowie Fragen zur konstruktiven Ausbildung der Konstruktion (z.B.  Zinkdurchlauföffnungen). Die Ergebnisse trugen zur Entstehung neuer Richtlinien des Deutschen Ausschuß für Stahlbau DASt und des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) für rissfreies Feuerverzinken bzw. zur Schadensanalyse bei. Als Ergebnis sind zudem für die praktische Umsetzung der zuvor genannten Richtlinien Weiterentwicklungen von Laborversuchen zur Ermittlung der Kritikalität von Schmelzen, die Schaffung von Eingangswerten für die numerische Simulation des Verzinkens sowie für neue metallographische Präparationsmethoden entstanden. Zudem wurde die Magnetpulverprüfung für Konstruktionen, bei denen Risse nicht auszuschließen sind, weiterentwickelt. Das IGF-Vorhaben 265 ZBG der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.  Das Vorhaben wurde an der RWTH Aachen vom Lehrstuhl und Institut für Stahlbau und Leichtmetallbau und vom Institut für Eisenhüttenkunde, an der Ruhr- Universität Bochum, Institut für Werkstoffe, Lehrgebiet Werkstoffprüfung, an dem Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH, an der Technischen Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstofftechnik, Fachgebiet Werkstoffmechanik und an der Staatlichen Materialprüfungsanstalt Darmstadt, Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde sowie von der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Duisburg GmbH durchgeführt. Autoren: M. Feldmann, D. Schäfer, W. Bleck, A. Durst, M. Pohl, A. Luithle, A. Schütz, J. Triebert, M. Vormwald, C. Versch, C. Berger, R. Landgrebe, J. Adelmann, D. Körber, S. Keitel, H. Schmeink Veröffentlichung: 2010

P 764 - EUROBUILD in Steel Aktuelle Entwicklungen im Gewerbebau Ziel des vorliegenden europäischen Forschungsvorhabens "EUROBUILD in Steel" ist es, den Informationsstand bezüglich des Einsatzes von Stahl im Hochbau zu verbessern und somit für eine vermehrte Anwendung zu werben. Dazu wurden sowohl europäische als auch nationale Bauweisen insbesondere für die Bereiche des Büro- und Verwaltungsbaus sowie des Industriebaus dargestellt und analysiert. Weiterhin wurden realisierte Projekte ausgewählt, die für eine vorbildliche Nutzung von Stahl im Bauwesen stehen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens wurden im Rahmen der Veranstaltung „Vorstellung neuer Ergebnisse aus der Stahlanwendungsforschung im Bauwesen – Aktuelle Entwicklungen im Gewerbebau“ am 27. November 2008 in Dortmund vorgestellt. Der vorliegende Forschungsbericht enthält die im Rahmen des Vorhabens erstellten „Best-Practice-Dokumente“ für die Bereiche Büro- und Verwaltungsbau sowie Industriebau. Diese Dokumente verdeutlichen den Stand der Technik in Europa und sollen als Leitfaden für Architekten und Tragwerksplaner dienen. Für bestimmte Gebäudetypen werden die am besten geeigneten und wirtschaftlichsten Systeme herausgestellt. Architekten und Ingenieuren, die mit Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen weniger vertraut sind, soll hierdurch ein schneller Einstieg in die Stahlanwendung im Bauwesen ermöglicht werden. Die Dokumente sind wie folgt aufgebaut: Zunächst werden die wichtigsten Entwurfsparameter definiert, wobei spezielle Anforderungen aus der Gebäudenutzung sowie architektonische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Im Anschluss daran werden konstruktive Aspekte diskutiert, die sowohl das Haupttragwerk als auch die Sekundärbauteile, die Gebäudehülle und die Verbindungselemente umfassen. Anschließend werden nationale Besonderheiten vorgestellt. Dadurch können zum Beispiel spezielle Systeme, die zurzeit nur national verfügbar sind, auch in den anderen europäischen Ländern bekannt gemacht werden. Um die zuvor beschriebenen Konstruktionen und Entwurfsprinzipien in der Umsetzung zu verdeutlichen, wird im letzten Abschnitt eine Auswahl von Fallstudien vorgestellt. Diese decken ein Spektrum von Bauformen und Standorten in ganz Europa ab. Der vorliegende Bericht ist ebenfalls in englischer Sprache erhältlich. Autoren: M. Haller, N. Popa, M. Barendsz, P. Beguin, G. Nüsse, S. M. Iglesias, J. A. Chica, B. Åstedt, M. Lawson, N. Baddoo, D. Ungermann, J. Kalameya, I. Strohmann Veröffentlichung: 2008