Hier finden Sie eine Zusammenstellung der Informationen zu unserer Forschung im Bereich Leichtbau und Sandwichelemente.

Was beschreibt Leichtbau und Sandwichelemente?

Im Bauwesen, insbesondere im Industriebau, haben sich Sandwichelemente als wirtschaftliche Lösung für raumabschließende Dach- und Wandbauteile etabliert. Solche Sandwichkonstruktionen besitzen zwei dünne Deckschichten, welche durch eine dicke Kernschicht mit geringer Dichte schubsteif verbunden werden. Für die Deckschichten wird im Bauwesen in der Regel Stahlblech eingesetzt. In Deutschland übliche Kernwerkstoffe sind vor allem Polyurethan-Hartschäume (PUR/PIR) und Mineralwolle. Das Zusammenspiel beider Komponenten als Verbundwerkstoff ermöglicht hohe Tragfähigkeiten bei geringem Eigengewicht und gute bauphysikalische Eigenschaften. Sandwichelemente übernehmen in der Gebäudehülle sowohl tragende, abdichtende als auch dämmende Funktionen.

Sandwichelementforschung am Fachgebiet

Die Forschungsarbeit am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik hat seit der Berufung von Prof. Jungbluth im Jahre 1972 wesentlichen Anteil an dem Aufstieg dieser jungen Bauweise. Diese Tradition wird am Fachgebiet Stahlbau unter der Leitung von Prof. Lange bis heute weitergeführt. In aktuellen Projekten wird neben noch nicht vollständig beschriebenen mechanischen Phänomenen im Sandwichbau auch an der Erschließung neuer Märkte durch innovative Formgebung sowie dem Einsatz nachhaltiger Kernwerkstoffe geforscht.

  • Sandwichelemente werden unter anderem als Fassadenelemente im Hallenbau eingesetzt. Die Herstellung erfolgt in einer Doppelbandanlage. Durch diesen Herstellungsprozess entsteht ein inhomogener Kern.
    Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis soll die Dichteverteilung in Sandwichwürfeln experimentell erfasst werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Sonja Steineck, M.Sc.

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  • Ökologisch-ökonomische Analyse von Sandwichelementen

    Ecological-economic analysis of sandwich elements

    23.06.2021

    Im Bauwesen, somit auch im Leichtbau, rücken die Themen Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Klimaschutz immer mehr in den Vordergrund. Hierbei wird die Wichtigkeit der gesamtheitlichen Betrachtung des Lebenszyklus – von der Produktion bis zum Recycling – betont. Jedoch ist eine reine Betrachtung der ökologischen Aspekte nicht immer zielführend, da die Wirtschaftlichkeit bislang in der Praxis die zentrale Rolle spielt.

    Im Rahmen der Bachelor-Thesis sollen nun Sandwichelemente unter ökologischen Gesichtspunkten nach aktuellem Stand beurteilt und darauf aufbauend eine Einschätzung über den ökologischen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Sandwichelementen gegeben werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Eric Man Pradhan, M.Sc.

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  • Sandwichelemente sind durch ihren Einsatz als Dach- und Fassadenelementen der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Dadurch entwickeln sich auf den Deckschichten hohe Temperaturen.
    Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis soll der Temperaturgradient in Sandwichbauteilen experimentell erfasst werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Sonja Steineck, M.Sc.

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  • Im Rahmen der Bachelor-Thesis sollen die effektiven Querschnitte für linierte Deckbleche unter Ansatz verschiedener Geometrien und Materialparameter untersucht und bestimmt werden. Ein mögliches Ziel der Arbeit kann die Erstellung von Nomogrammen oder eines Excel-Tools sein, mit deren Hilfe sich der effektive Querschnitt unter gegebenen Randbedingungen einfach ermitteln lässt.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Alexander Engel, M.Sc.

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  • Experimentelle Untersuchungen zu Sandwichwürfeln unter erhöhter Temperatur

    Experimental studies on sandwich cubes under elevated temperature

    05.10.2021

    Sandwichelemente sind durch ihren Einsatz als Dach- und Fassadenelementen der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Dadurch entwickeln sich auf den Deckschichten hohe Temperaturen.
    Im Rahmen dieser Master-Arbeit werden Sandwichwürfel unter verschiedenen Temperatur getestet.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Sonja Steineck, M.Sc.

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  • Experimentelle Untersuchungen exzentrisch belasteter Sandwichelemente

    Experimental studies of eccentrically loaded sandwich elements

    02.07.2021

    Eine neu entwickelte Anwendung im Leichtbau ist das Sandwichelement mit einer zusätzlichen, vorgehängten Fassade. Hierbei wird eine architektonisch frei gestaltbare Fassade exzentrisch an der Außenseite eines Sandwichwandelements befestigt.

    Im Rahmen der Master-Thesis soll der bestehender Versuchsaufbau von exzentrisch beanspruchten Sandwichelemente optimiert werden. Hierfür sollen bevorstehende Versuche begleitet und ein numerisches Vergleichsmodell erstellt werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Eric Man Pradhan, M.Sc.

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  • Numerische Untersuchungen exzentrisch belasteter Sandwichelemente

    Numerical analysis of eccentrically loaded sandwich panels

    18.06.2021

    Das Sandwichelement mit einer vorgehängten Fassade stellt eine neue Anwendung für den Sandwichbau dar. Hierbei wird eine architektonisch frei gestaltbare Fassade exzentrisch an der Außenseite eines Sandwichwandelements befestigt. Bislang beruhen Berechnungen von exzentrisch belasteten Sandwichelemente auf der St. Venant’schen Torsionstheorie. Jedoch zeigten vorangegangene Untersuchungen, dass diese Vereinfachung nicht zwingend zutrifft.

    Im Rahmen der Master-Thesis sollen exzentrisch belastete Sandwichelemente nun als Flächentragwerk numerisch untersucht werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Eric Man Pradhan, M.Sc.

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  • Sandwichelemente weisen durch ihren Herstellungsprozess und durch eine einseitige Temperaturbelastung eine Materialeigenschaftsgradierung über die bauteilhöhe auf.
    Im Rahmen dieser Master-Arbeit soll mithilfe von FE-Modellierung der Einfluss der Kerngradierung auf die Knitterspannung untersucht werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Sonja Steineck

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  • Das maßgebende Versagen von Sandwichelementen ist oftmals das Erreichen der kritischen Knitterspannung. Diese kann analytisch, nummerisch und experimentell bestimmt werden.
    Im Rahmen dieser Master-Thesis sollen verschiedene Ansätze zur analytischen Berechnung der kritischen Knitterspannung untersucht und implementiert werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Sonja Steineck

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