Neue Verbindungen für Gebäuderahmen
Pultrusion ist ein mechanisches Formverfahren, das Ziehen und Extrusion kombiniert. Die Bauindustrie verwendet eine Form des Prozesses mit faserverstärkten Kunststoffen (FVK), um strukturelle Balken und Stützen zu verstärken. Das EU-finanzierte Projekt PFRPSTRUJOIN (Structural joints for building frames of pultruded fibre reinforced polymers) entwickelte neue Gebäude-Design-Richtlinien. Die wissenschaftlich fundierten Empfehlungen sind relevant für mechanisch befestigte Verbindungen und Gelenke in Gebäuderahmen aus verstärktem Kunststoffverbundmaterialien. Die Arbeit begann mit einer Literaturrecherche zu den aktuellen experimentellen und analytischen Methoden der Bauindustrie für diese Art der Verbindungen. Die Forscher diskutierten über die daraus gezogenen Schlussfolgerungen mit Fokus auf bestehende Lücken im Designwissen in Bezug auf mechanisch befestigte Verbundverbindungen. Als Ergebnis identifizierte das Team den Forschungsbedarf zum Füllen dieser Lücken. Zu den identifizierten Themen gehören eine zuverlässige Fehleranalyse von Kompositen mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FE), die Modellierung von intra-laminaren Versagensarten und De-Laminierung sowie die Implementierung. Darüber hinaus validierte das Projekt das FE-Modell - anhand von zwei verschiedenen Arten von Proben - und testeten die Schraubverbindungen in der Praxis. Zu letzterem Schritt gehörten die Entwicklung und Validierung einer nichtlinearen FE-Modellmethode. Dabei wurden auch die Auswirkungen geometrischer Merkmale auf Schäden an der Struktur betrachtet. Die Arbeit ergab eine Reihe von Design-Empfehlungen. Schließlich untersuchte das Konsortium die Bindebeständigkeit und Festigkeit der Schraubverbindungen. Die Projektarbeit lieferte Daten über strukturelle FRP-Materialien, mit denen ein neuer Eurocode erstellt werden konnte. Die Forschung trägt auch zu den Zielen der Strategie Europa 2020 in Bezug auf die Ressourceneffizienz bei.
Schlüsselbegriffe
Gebäuderahmen, Verbindungen, Verbindungsstücke, Pultrusion, Bauindustrie, faserverstärkte Polymere
