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KIRAS Sicherheitsforschung

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Kooperative Projekte > 2008

SHF2

Sicherheit von Hohlraumbauten unter Feuerlast – Entwicklung eines Struktursimulationstools

Entwicklung eines realitätsnahen Berechnungsverfahrens zur Bestimmung der Struktursicherheit bestehender und in Planung befindlicher Hohlraumbauten und Tragstrukturen unter Feuerlast

Die Sicherheit von kritischen Infrastrukturbauten, wie z.B. Straßen- und Eisenbahntunnel oder Brückentrag¬werken, wird durch das Bedrohungspotential eines Brandes wesentlich beeinträchtigt. Der gegenwärtige Stand der Ingenieurpraxis sieht die Bemessung solcher Bauwerke unter Zugrundelegung von linear-elastischem Materialverhalten vor, was besonders im Brandfall, der durch kombinierte thermische und mechanische Einwirkungen gekennzeichnet ist, das reale Tragverhalten der Struktur in keinster Weise wiedergibt. Das gegenständliche Forschungsprojekt setzt sich mit dem Lastfall Brand in einer ganzheitlichen Form auseinander (Brandlast – Temperaturbelastung – Strukturantwort) und soll so den Stand der Ingenieurpraxis hin zu einer realitätsnahen Analyse des Tragverhaltens von kritischen Infrastrukturbauten unter Feuerlast verbessern.

Eine realistische Abbildung der wesentlichen Prozesse, sowohl auf der Material- als auch auf der Strukturebene, bildet die Grundlage zur Bestimmung der Sicherheit von Hohlraumbauten und Tragstrukturen während sowie nach einer Brandbelastung. Dementsprechende Materialmodelle und Analysemethoden werden im Rahmen des gegenständlichen Projektes entwickelt und experimentell validiert. Weiters sollen sie mit einem neuartigen Berechnungsschema in ein numerisches Verfahren, basierend auf der Methode der finiten Elemente, zusammengeführt werden. Das entwickelte Struktursimulationstool soll in handelsüblichen Strukturprogrammen implementiert werden und so in der Ingenieurpraxis die realitätsnahe Prognose des Strukturverhaltens unter Feuerlast ermöglichen. Zur Darstellung des Mehrwerts für die Sicherheit kritischer Infrastruktur in Österreich wird das entwickelte Berechnungsverfahren auf konkrete Bauvorhaben angewandt, um das Verbesserungspotential gegenüber derzeit in der Ingenieurpraxis üblichen (linear-elastischen) Berechnungsmethoden aufzuzeigen.

Das gegenständliche Forschungsprojekt „Sicherheit von Hohlraumbauten unter Feuerlast – Entwicklung eines Struktursimulationstools“ (SHF2) ist in die vierjährige SHF-Forschungsinitiative des Konsortiums eingebettet und setzt die Forschungsaktivitäten des KIRAS-Projekts 813794 SHF (Sicherheit von Hohlraumbauten unter Feuerlast) fort.

Projektleitung:
Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen, Technische Universität Wien – Prof. DI Dr. Josef Eberhardsteiner, Prof. DI Dr. Roman Lackner, DI Dr. Matthias Zeiml

Konsortialpartner:

  • Institut für konstruktiven Ingenieurbau, Universität für Bodenkultur Wien – Prof. DI DDr. Konrad Bergmeister M.Sc., DI Thomas Zimmermann
  • Materialtechnologie Innsbruck, Universität Innsbruck – Prof. DI Dr. Roman Lackner, DI Hans Lun, Ass.-Prof. DI Dr. Peter Paulini
  • Schimetta Consult ZT GmbH – DI Gerald Schimetta, DI Dr. Roman Geier
  • Ingenieurbüro Dr. Lindlbauer – DI Dr. Wolfgang Lindlbauer, DI Rainer Waltner
  • ÖBB-Infrastruktur Bau Aktiengesellschaft – DI Dr. Georg-Michael Vavrovsky, DI Dr. Hannes Kari
  • ASFiNAG Autobahn- und Schnellstraßen- Finanzierungs- Aktiengesellschaft – DI Michael Steiner, DI Dr. Johann Horvatits
  • Wiener Linien GmbH & Co KG – Dir. DI Günter Steinbauer, DI Martin Hrunek
  • ARGE Bautech – DI Dr. Peter Kremnitzer, DI Christian Rauch
  • Forschungsinstitut der Vereinigung der österreichischen Zementindustrie – DI Dr. Johannes Steigenberger, DI Martin Peyerl

Kontakt:
DI Dr. Matthias Zeiml
Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen
Technische Universität Wien
Karlsplatz 13/202
A – 1040 Wien
Tel.: +43 (0)1 588 01 – 20240
Fax: +43 (0)1 588 01 – 920240
Mail: matthias.zeiml@tuwien.ac.at
Web: www.imws.tuwien.ac.at