Stahl in Bestform

摘要

Im November 2019 hat ein Erdbeben der Intensität 6,4 in Albanien zu schweren Schäden an Gebäuden geführt und Menschenleben gefordert. Regelmäßig halten uns Meldungen wie diese die Folgen von Erdbeben, Anprall und Explosion für Bauwerke und Menschen vor Augen. Sonderlasten treten zwar selten auf, aufgrund der hohen Schadensfolge ist deren Risiko jedoch nicht zu unterschätzen. Wenn Sonderlasten in der Bemessung berücksichtigt werden müssen, kann dies die Freiheit der Gestaltung des Bauwerks einschränken. Grund hierfür ist auch, dass aktuelle Normen und Bemessungsansätze häufig nicht alle Möglichkeiten zur vollen Entfaltung der Eigenschaften des Baustoffs Stahl erfassen. Konventionelle Nachweiskonzepte basieren auf dem Vergleich von Kraftgrößen, d. h., es ist nachzuweisen, dass der Bemessungswert der einwirkenden Kraftgröße kleiner ist als der Bemessungswert der Tragfähigkeit. Das Potenzial von Stahl lässt sich allerdings viel besser nutzen, wenn neben der Tragfähigkeit auch das plastische Verformungsvermögen in der Bemessung berücksichtigt wird. Dies gilt insbesondere für dynamische Lastfälle - wie Erdbeben, Anprall und Explosion -, wenn die in das Bauteil oder Tragwerk eingetragene Energie durch plastische Verformungen dissipiert wird. Bei diesen Lastfällen ist es oft sinnvoll und erforder- lich, vor der üblichen kraftbasierten Bemessung ein verhaltensbasiertes Tragkonzept der betroffenen Bauwerke zu entwickeln. Dabei spielen die sonst als untergeordnet betrachteten Werkstoffeigenschaften von Stahl eine entscheidende Rolle: Zähigkeit, Widerstand gegen plastische Ermüdung, Verfestigung und Überfestigkeit. Werden diese Eigenschaften richtig erfasst und gezielt eingesetzt, ist es möglich, auch komplexe und anspruchsvolle Bauwerke derart zu entwerfen, dass sie extremen Lasten standhalten.