Beschreibung
P 111 – Kaltgeformte, leichte Stahlprofile als Tragwerkskomponenten in bautechnischer Anwendung
Die expansive Entwicklung im Bereich dünnwandiger kaltgeformter Bauteile in der Anwendung als lineare und flächenhafte Tragwerkskomponenten (Kaltprofile und Profiltafeln)stellt die Partner im Bauprozeß vor Probleme vielfältiger Art, da diese Bauweise eine Entwicklung zur konstruktiven Einheit von Tragwerk und Raumgestaltung beinhaltet. Das Grundkonzept der Leichtbautechnik ist dank der Möglichkeit, flächenhafte Bauelemente auszubilden, das Endprodukt – die Wand, der Raum oder das Gebäude -, an das der Nutzer berechtigte Ansprüche in Bezug auf Sicherheit, Funktionsfähigkeit, Milieu und Wirtschaftlichkeit stellt. Damit liegt die Leichtbautechnik im Schnittpunkt verschiedener Denkrichtungen und Disziplinen, die den Abbau fakultativer Grenzziehungen und eine Integration des Wissens über viele Disziplinen hinweg voraussetzt.
Diese übergreifenden Problemstellungen bilden den Rahmen des Forschungsvorhabens “Kaltgeformte leichte Stahlprofile als Tragwerkskomponenten in bautechnischer Anwendung”; sie werden im Abschnitt 2 des Berichtes systematisch dargestellt.
In diesem Sinne ist auch die Wahl des eigentlichen Forschungsobjektes, zu verstehen. Der sogenannte “V-Träger” ist ein Flächentragwerk, zusammengesetzt aus Kaltprofilen und Trapezprofiltafeln, und als ein Hallenbausystem konzipiert, das vielfältige Funktionsanforderungen erfüllen kann. Das System spiegelt somit beispielhaft die Möglichkeiten der Leichtbautechnik im Hinblick auf die Raumgestaltung, die Anpassung des Tragwerkes an Installationsanforderungen für verschiedene Medien, die akustischen Anforderungen wider, während das Tragwerk selbst ein Beispiel für die funktionelle und statisch mögliche Gestaltung der Einzeltragglieder im Hinblick auf die Beanspruchungsformen und auf die rationelle “online”-Fertigung der Bauelemente, des Transportes und der Montage darstellt über das in Abschnitt 3 berichtet wird.
Das Gesamtkonzept wurde zu Beginn des Forschungsvorhabens am Modell (1:30) von den Mitarbeitern des Projektes eingehend studiert. Dieser Modellbau ist deshalb erwähnenswert, weil die “handgreifliche” Beschäftigung mit den sehr schlanken und biegeweichen Tragwerkskomponenten, gefolgt von dem Zusammenbau und dem damit verbundenen Anwachsen der Tragfähigkeit und Steifigkeit des Tragwerkes über die ebenen Scheiben zum räumlichen System zugleich ein Gefühl für mögliche Tragzustände weckte und für die Aufgabe motivierte.
Die theoretischen und experimentellen Untersuchungen an Teilen des Gesamttragwerkes wurden der Zielsetzung des Forschungsvorhabens entsprechend auf das Tragverhalten der Tragwerkskomponenten und deren Zusammenwirken fokussiert.
Die experimentellen Untersuchungen, die von den Mitarbeitern H. Urschel und R. Wolfram geplant und durchgeführt wurden, umfassen das Studium der aus Trapezprofilen bestehenden Trägerstege unter überwiegender Schubbeanspruchung und Berücksichtigung der Lastabtragung am Auflager, Versuche an elastisch gebetteten kaltgeformten Gurtprofilen sowie das Studium der Verbindungsmittel zwischen Gurt und Steg bzw. in den Vertikalstößen der Trapezprofile.
Die Versuchsergebnisse sind im Zusammenhang mit der analytischen Behandlung der drei genannten Teilprobleme dargestellt. Der Abschnitt 4 beinhaltet die Analyse des Schubfeldverhaltens, für die R. Wolfram verantwortlich zeichnet, Abschnitt 5 die von H. Urschel durchgeführte Analyse des Tragverhaltens der Gurte und Abschnitt 6 die von beiden Mitarbeitern gemeinsam erarbeiteten Auswertungen über das Tragverhalten der Verbindungen in ganzen Strukturen. Der Forschungsbericht wird mit Abschnitt 7 abgerundet durch Empfehlungen für ein künftiges Regelwerk zur Bemessung und konstruktiven Gestaltung von Tragwerken aus dünnwandigen kaltgeformten Bauteilen und Trapezprofiltafeln.
Veröffentlichung:
1985
Autoren:
Prof. tekn. dr. R. Baehre
