BESTA - Bestandsbewertung von Stahlbauwerken mithilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren

Ansprechpartner: 

M. Sc. Haoran Wu & Alexandr Lozak

haoran.wu(at)uni-saarland.de

Um die Resttragfähigkeit von Bestandsgebäuden bestimmen zu können ist es notwendig, eine Aussage über den Widerstand des Bauwerks sowie über die vorherrschende Einwirkung im aktuellen Belastungszustand treffen zu können. Gelingt dies, lässt sich nachweisen, welche zusätzliche Belastung das Bauwerk noch ertragen kann. Falls erforderlich können hier gezielt Ertüchtigungsmaßnahmen abgeleitet werden. Dazu wird ein mobiles Messsystem benötigt, das es ermöglicht, die Materialeigenschaften und Beanspruchungen von Stahlbauwerken mithilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren zu ermitteln. Ein solches Messsystem soll in diesem Forschungsvorhaben entwickelt werden.

Zur Bestimmung der Materialeigenschaften eines verwendeten Stahls und des entsprechenden Lastabtrags in der Bauteilstruktur lassen sich die Baupläne des Bauwerks heranziehen. Diese Pläne sind jedoch häufig bei Bestandsgebäuden nicht mehr vorhanden oder enthalten nicht alle baulichen Veränderungen, die an dem Gebäude vorgenommen wurden. So fällt es häufig sehr schwer, Auskünfte über den verwendeten Stahl und dessen Materialeigenschaften zu erhalten. Die Streckgrenze des Stahls ist die Materialeigenschaft, die die maximale Festigkeit eines Stahlträgers charakterisiert.

Um dies zu erreichen ist es Ziel dieses Vorhabens, ein Messsystem zur zerstörungsfreien Spannungsanalyse und zur Streckgrenzwertbestimmung zu entwickeln und als Prototyp bereitzustellen. Das Prototyp-Messsystem soll in ersten Anwendungen eingesetzt und die Anwendbarkeit nachgewiesen werden. Die dabei gesammelten Messerfahrungen werden genutzt um eine Kleinserie zu fertigen und Das Teilziel des Lehrstuhls für Zerstörungsfreie Prüfung und Qualitätssicherung der Universität des Saarlandes ist die Bereitstellung der mikromagnetischen Zusammenhänge hinsichtlich der Streckgrenzenbestimmung von Stählen und zwar so, dass eine Kalibrierung zur Adaption marktüblicher Messsysteme wie auch neu zu entwickelnder Messsysteme möglich wird und deren Informationen in den zu erstellenden Ultraschall-Auswertealgorithmus aufgenommen werden können. Die Technik misst verschiedenste elektromagnetische Materialeigenschaften (Barkhausenrauschen, Oberwellenanalyse, Permeabilität, Wirbelstromimpedanz), die mittels der Kalibrierung einem Streckgrenzwert zugeordnet werden. Dabei ist es derzeit erforderlich, eine robuste Kalibrierfunktion zu ermitteln, die die Materialeigenschaften über eine möglichst große Bauteildicke erfasst. Falls zusätzliche Kalibrierdaten durch die Nutzer eingespeist werden, soll sich die Kalibrierfunktion „selbstlernend“ verbessern und so ihre Qualität über die Dauer der Anwendung weiter steigern.

Projektpartner sind:           

TU Kaiserslautern

IDEAL Technologies (ACS-Group)        

Ingenieurbüro Dr. Fichter und Hoffmann        

ag engineering