Seismisches Verhalten von Stahl-Beton-Verbundrahmen - Auswirkung der Systemreduzierung bei experimenteller Prüfung und Modellierung (SEeMOREEffect)

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Rebekka Winkler
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 519098099

Dieser Forschungsplan beschreibt die beabsichtigten Untersuchungen des Lehrstuhls für Stahl-, Leicht- und Verbundbau der Ruhr-Universität Bochum zum Einfluss der Systemreduktion auf das seismische Verhalten von Stahl-Beton-Verbundrahmen. Der Plan stellt die Grundlagen zu biegesteifen Rahmenkonstruktionen und zu Doppelhohlprofilverbundstützen, die Effekte der Systemreduktion – bisher identifiziert in Stahlbetonrahmen und durch reine numerische Untersuchungen – sowie einen umfassenden Plan zur Umsetzung mit Arbeitspaketen vor. Stahl-Beton-Verbundtragwerke (MRF) mit betongefüllten Stahlrohren (CFST) sind moderne Konstruktionen, die als Haupttragsysteme im Hochbau, insbesondere bei seismischen Belastungen, erhebliche Vorteile bieten. Betongefüllte Doppelrohrstützen(CFDST) sind eine sinnvolle und effektive Weiterentwicklung von CFSTs. CFDST ermöglichen schlanke architektonische Lösungen für hohe Belastungen und zügige Bauabläufe. Die Bewertung der Gesamtleistung und des Erdbebenverhaltens solcher globalen Strukturen basiert in erster Linie auf Versuchen, die an kleinen Einheiten bzw. reduzierten Systemen durchgeführt werden. Die Reduktion eines solchen Gesamtsystems in kleine Einheiten für die experimentelle Prüfung führt automatisch dazu, dass Einzeleffekte bei der Bewertung des Gesamtverhaltens nicht berücksichtigt werden. Systematische Untersuchungen zum Einfluss der Systemreduktion in experimentellen Untersuchungen auf das seismische Verhalten von globalen Rahmenstrukturen fehlen bisher. Das SEeMOREEffect-Projekt adressiert daher folgende Hauptforschungsfragen: (i) Welchen Einfluss hat die Systemreduzierung einer komplexen Rahmenstruktur in einem Versuchsaufbau auf das grundsätzliche Verhalten moderner MRF-Verbundstrukturen unter seismischer Belastung? (ii) Können diese Effekte in gleichem Maße in einem zuverlässigen Modell erfasst werden, um das seismische Verhalten von Rahmenkonstruktionen vorherzusagen? (iii) Und ist es möglich, diese Effekte mit analytischen Ansätzen zu erfassen, um sie in ein Surrogate-Modell zur Analyse des seismischen Verhaltens von globalen Rahmenstrukturen zu implementieren? Das SEeMOREEffect-Projekt zielt auf die Beantwortung der Fragen durch ein umfassendes Arbeitsprogramm mit numerisch- und analytisch-orienterten Paketen und dem Fokus auf ein gezieltes und rigoroses Testprogramm an großmaßstäblichen Probekörpern hin. Damit ist das SEeMOREEffect-Projekt die erste systematische Studie, die den direkten Vergleich von Versuchsergebnissen an Verbundtragwerken und -baugruppen nutzt, um die Auswirkung der Systemreduktion und damit den Einfluss der Versuchstechnik auf die Bewertung des globalen Erdbebenverhaltens zu analysieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Markus Knobloch