Entwicklung eines realitätsnahen Berechnungsverfahrens zur Bestimmung der Struktursicherheit bestehender und in Planung befindlicher Hohlraumbauten und Tragstrukturen unter Feuerlast
Die Brandbelastung von Tragkonstruktionen aus Beton und Stahl, ausgelöst durch Unfälle, Terrorattacken oder Militäroperationen, verursacht erheblichen Schaden an der Tragstruktur von kritischen Infrastrukturbauten (z.B. Straßen- und Eisenbahntunnel, Brückentragwerke, unterirdische Kommunikationseinrichtungen, etc.) und beeinträchtigt dadurch die Gebrauchstauglichkeit und Tragsicherheit der Struktur. Die Bestimmung der Sicherheit derartiger bestehender und in Planung befindlicher Infrastruktur im Katastrophenfall Brand und im Zuge der Sanierung/Wiederherstellung ist das Ziel dieses Projekts. Derzeit werden Strukturen unter Brandbelastung unter Zugrundelegung von linear-elastischem Materialverhalten dimensioniert, was besonders im Brandfall, der durch kombinierte thermische und mechanische Einwirkungen gekennzeichnet ist, die reale Belastung sowie das Tragverhalten der Stahlbetonstruktur in keinster Weise wiedergibt. Die so genannte Nachbrandbemessung, die dem Tragverhalten nach erfolgter Abkühlung Rechnung trägt und die Bestimmung der Notwendigkeit etwaiger Stützmaßnahmen erlaubt, wird nach derzeitigem Stand der Technik nicht betrachtet und ist in der ganzheitlichen Betrachtung des gegenständlichen Forschungsprojekts (Brandlast - Temperaturbelastung - Strukturantwort) beinhaltet.
Das Ziel des Projekts ist die Bestimmung der Sicherheit von Hohlraumbauten und Tragstrukturen während sowie nach einer Brandbelastung unter Verwendung realitätsnaher Analysemethoden und Materialmodelle. Letztere sollen im Rahmen des gegenständlichen Projektes entwickelt und experimentell validiert werden. Weiters sollen sie mit einem neuartigen Berechnungsschema in ein nummerisches Berechnungsverfahren, basierend auf der Methode der finiten Elemente, zusammengeführt werden und somit erstmalig die realitätsnahe Prognose der wesentlichen, das Tragverhalten der Struktur beeinflussenden Prozesse ermöglichen. Das neu entwickelte Berechnungsverfahren soll im Rahmen des gegenständlichen Forschungsprojekts auf drei konkrete Bauvorhaben angewendet werden.
Projektleitung:
Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen, Technische Universität Wien - Prof. DI Dr. Josef Eberhardsteiner, Prof. DI Dr. Roman Lackner, DI Matthias Zeiml
Konsortialpartner:
- Institut für konstruktiven Ingenieurbau, Universität für Bodenkultur Wien * Prof. DI DDr. Konrad Bergmeister M.Sc., DI Ulrich Puz
- Schimetta Consult ZT GmbH - DI Dr. Roman Geier, DI Slobodan Grbic
- Ingenieurbüro Dr. Lindlbauer - DI Dr. Wolfgang Lindlbauer, DI Rainer Waltner
- ZT Reismann - DI Dr. Wilhelm Reismann, DI Ulrich Puz
- ÖBB-Infrastruktur Bau Aktiengesellschaft - DI Dr. Hannes Kari, Mag. Karl-Eric Pumper
- ASFiNAG Autobahn- und Schnellstraßen- Finanzierungs- Aktiengesellschaft - DI Michael Steiner, Ing. Günter Rattei
- Wiener Linien GmbH & Co KG - DI Martin Hrunek
- ARGE Bautech - DI Dr. Peter Kremnitzer, DI Dr. Johannes Horvath
- Forschungsinstitut der Vereinigung der österreichischen Zementindustrie - DI Dr. Johannes Steigenberger, DI Dr. Jürgen Macht
Kontakt:
DI 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 - 20298
