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.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte

Momenten-Auflager-Interaktion mehrfeldrig gespannter Sandwichelemente
Momenten-Auflager-Interaktion mehrfeldrig gespannter Sandwichelemente
Sandwichelemente mit gradierten Schäumen
Sandwichelemente mit gradierten Schäumen
Untersuchungen zur Eignung von Zellstoff als ökologisches Kernmaterial für Sandwichelemente
Untersuchungen zur Eignung von Zellstoff als ökologisches Kernmaterial für Sandwichelemente
Exzentrisch belastete Sandwichelemente
Exzentrisch belastete Sandwichelemente

  • Berechnung von Verformungen und Spannungen infolge Temperatureinwirkungen

    03.01.2023

    Sandwichelemente werden unter anderem als Fassadenelemente im Hallenbau eingesetzt. Hier sind sie den Wettergegebenheiten direkt ausgesetzt. Durch die Sonneneinstrahlung entstehen Verformungen.
    Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis sollen die Verformungen und Spannungen infolge Temperatureinwirkungen erfasst werden.

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

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  • Bestimmung der Dichteverteilung von Sandwichwürfeln über die Dicke

    03.01.2023

    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 erfasst und analysiert werden.

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

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  • Erfassung von Temperaturmerkmalen in Sandwichelementen

    02.01.2023

    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 Temperaturmerkmale in und auf Sandwichbauteilen erfasst und analysiert werden.

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

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  • Sandwichelemente mit neuartigem Kernmaterial aus Holzfasern

    Sandwich panels with innovative core material made of wood fibers

    15.12.2021

    Das europäische Ziel bis zum Jahr 2050 kohlenstoffneutral zu werden („European Green Deal“), erfordert insbesondere im Bausektor innovative, nachhaltige, aber dennoch weiterhin wirtschaftliche Lösungen. Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen Sandwichelemente mit einem Holzfaserkern untersucht werden. Ziel ist es, Erkenntnisse über die Machbarkeit dieser neu entwickelten Stahl-Holz-Lösung hinsichtlich der Tragfähigkeit zu erlangen.

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

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  • Untersuchungen zu verschiedenen Versagensfällen von Sandwichelementen

    17.04.2023

    Sandwichelemente können auf unterschiedliche Arten versagen und dadurch ihre Traglast erreichen. Ziel dieser Arbeit ist die Ausarbeitung verschiedener Versagensfälle von Sandwichelementen sowie eine mögliche Kombination dieser Versagensmodi. Die Arbeit kann nach Absprache sowohl nummerisch, analytisch oder experimentell ausgerichtet sein.

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

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  • Numerische Untersuchungen zum Einfluss von Fehlstellen auf die Tragfähigkeit von Sandwichelementen

    31.01.2023

    Bei der Produktion von Sandwichelementen mit PU-Kern können unterschiedliche Arten von Fehlstellen entstehen (z.B. Lunker und lokale Delaminationen). Die Fehlstellen im Deckblech-Kernwerkstoff-Verbund sind auf der Außenseite der fertigen Elemente nicht sichtbar, können jedoch die Tragfähigkeit der Elemente negativ beeinflussen. Im Rahmen der Masterthesis sollen die Auswirkungen der Fehlstellen auf die Tragfähigkeit numerisch untersucht werden.

    Betreuer/innen: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange, Annalena Kühn, M.Sc.

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  • Einfluss eines inhomogenen Kerns auf die Tragfähigkeit von Sandwichelementen

    02.01.2023

    Sandwichelemente besitzen durch ihre Produktion und eine einseitige Sonneneinstrahlung einen inhomogenen Kern. Die aktuellen Bemessungen sind für homogene Kernmaterialien ausgelegt.
    Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss eines inhomogenen Kerns und verschiedener Materialparamter auf das Tragverhalten von Sandwichelementen zu erfassen.

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

    Ausschreibung als PDF

  • Sandwichelemente mit neuartigem Kernmaterial aus Holzfasern

    Sandwich panels with innovative core material made of wood fibers

    15.12.2021

    Das europäische Ziel bis zum Jahr 2050 kohlenstoffneutral zu werden („European Green Deal“), erfordert insbesondere im Bausektor innovative, nachhaltige, aber dennoch weiterhin wirtschaftliche Lösungen. Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen Sandwichelemente mit einem Holzfaserkern untersucht werden. Ziel ist es, Erkenntnisse über die Machbarkeit dieser neu entwickelten Stahl-Holz-Lösung hinsichtlich der Tragfähigkeit zu erlangen.

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