Das Forschungsprojekt zielt auf die Reduktion der CO2-Emissionen im Bauwesen ab. Erreicht werden soll dies durch eine Materialeinsparung bei Gründungskörpern im Hochbau, wobei der Fokus hier auf der Materialeinsparung im Bereich der Bohrpfähle liegt.

Ziel ist es, praxistaugliche Lösungen zu entwickeln, um Tragwerksplaner*innen im Entwurfsprozess von Bohrpfählen hinsichtlich deren Optimierungspotenzials in Bezug auf die Materialeinsparung zu unterstützen. Dies könnten Leitfäden/Tabellen sein, welche beispielsweise die Anordnung von Hohlkörpern innerhalb der Gründungskörper festlegen.

Hierzu werden zunächst numerische Untersuchungen (FEM) zur Bestimmung nicht benötigter Querschnittsbereiche der konventionellen Bohrpfähle durchgeführt. Die reduzierten Bauteile werden hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Interaktion mit dem Baugrund erneut berechnet und mittels Bauteilprüfungen verifiziert. D.h.: „Gleiches Lastabtragungsverhalten bei reduziertem Materialaufwand“.

In einem zweiten Teil des Projektes wird der Herstellungsprozess betrachtet, ein Prototyp entwickelt und getestet. Dabei werden die Schritte Bohrlochherstellung, Einbringen der Bewehrung, Einbau der Verdrängungskörper, Betonieren und Ziehen der Rohre berücksichtigt.

Erwartet werden, in Abhängigkeit von Gründungstyp und Bodenbeschaffenheit, Materialeinsparungen hinsichtlich des Betons von zirka 50%.
 

Das Forschungsprojekt zielt auf die Reduktion der CO2-Emissionen im Bauwesen ab. Erreicht werden soll dies durch eine Materialeinsparung bei Gründungskörpern im Hochbau, wobei der Fokus hier auf der Materialeinsparung im Bereich der Bohrpfähle liegt.

Ziel ist es, praxistaugliche Lösungen zu entwickeln, um Tragwerksplaner*innen im Entwurfsprozess von Bohrpfählen hinsichtlich deren Optimierungspotenzials in Bezug auf die Materialeinsparung zu unterstützen. Dies könnten Leitfäden/Tabellen sein, welche beispielsweise die Anordnung von Hohlkörpern innerhalb der Gründungskörper festlegen.

Hierzu werden zunächst numerische Untersuchungen (FEM) zur Bestimmung nicht benötigter Querschnittsbereiche der konventionellen Bohrpfähle durchgeführt. Die reduzierten Bauteile werden hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Interaktion mit dem Baugrund erneut berechnet und mittels Bauteilprüfungen verifiziert. D.h.: „Gleiches Lastabtragungsverhalten bei reduziertem Materialaufwand“.

In einem zweiten Teil des Projektes wird der Herstellungsprozess betrachtet, ein Prototyp entwickelt und getestet. Dabei werden die Schritte Bohrlochherstellung, Einbringen der Bewehrung, Einbau der Verdrängungskörper, Betonieren und Ziehen der Rohre berücksichtigt.

Erwartet werden, in Abhängigkeit von Gründungstyp und Bodenbeschaffenheit, Materialeinsparungen hinsichtlich des Betons von zirka 50%.
 

Der Fokus des Projektes lag darauf, für bestehende Bauwerke geeignete Verstärkungsverfahren auf Basis performanceorientierter Kombinationen von hoch- und ultrahochfesten Betonen mit modernen Bewehrungstechnologien zu untersuchen und der österreichischen Bauindustrie zugänglich zu machen. Die Bewertung erfolgte unter den Aspekten Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Anwenderfreundlichkeit in der Applikation sowie den Kriterien einer nachhaltigen Ertüchtigung, inkludierend auch ökologische Gesichtspunkte.

Das Projekt FIRELab setze sich zum Ziel, in einem Konsortium aus der Landesfeuerwehrschule Kärnten (LFS), der Fachhochschule Kärnten (FHK), der Messfeld GmbH sowie den Kleinunternehmen BHT Solutions und ZT-Büro Dipl.-Ing. Werner Schwab ein „Löschlabor“ für eine Vertiefung der praktischen Feuerwehrausbildung zu entwickeln, das sowohl vor Ort als auch ferngesteuert über eine Internetverbindung genutzt werden kann. Ein Löschroboter der Firma LUF wird dazu verwendet, um den effizienten Einsatz des Löschangriffs zu trainieren. Parameter, wie Durchflussmenge, Strahlstreuung, oder Tröpfchengröße, könnten ferngesteuert werden. Die Effizienz der Maßnahmen kann durch Parameter wie den Wasserrückfluss, Temperatur oder verstrichene Zeit beurteilt werden. Eine derartige Übungsmöglichkeit für die Feuerwehrausbildung war davor nicht bekannt. Es wurde daher angestrebt, das Löschlabor zunächst in Österreich für die bundesweite Ausbildung anzubieten, aber auch an anderen Standorten (österreichweit, aber auch international) ähnliche Labore zu errichten und somit das „Produkt Löschlabor“ zu vermarkten.

Der Fokus des Projektes lag darauf, für bestehende Bauwerke geeignete Verstärkungsverfahren auf Basis performanceorientierter Kombinationen von hoch- und ultrahochfesten Betonen mit modernen Bewehrungstechnologien zu untersuchen und der österreichischen Bauindustrie zugänglich zu machen. Die Bewertung erfolgte unter den Aspekten Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Anwenderfreundlichkeit in der Applikation sowie den Kriterien einer nachhaltigen Ertüchtigung, inkludierend auch ökologische Gesichtspunkte.

Das Projekt FIRELab setze sich zum Ziel, in einem Konsortium aus der Landesfeuerwehrschule Kärnten (LFS), der Fachhochschule Kärnten (FHK), der Messfeld GmbH sowie den Kleinunternehmen BHT Solutions und ZT-Büro Dipl.-Ing. Werner Schwab ein „Löschlabor“ für eine Vertiefung der praktischen Feuerwehrausbildung zu entwickeln, das sowohl vor Ort als auch ferngesteuert über eine Internetverbindung genutzt werden kann. Ein Löschroboter der Firma LUF wird dazu verwendet, um den effizienten Einsatz des Löschangriffs zu trainieren. Parameter, wie Durchflussmenge, Strahlstreuung, oder Tröpfchengröße, könnten ferngesteuert werden. Die Effizienz der Maßnahmen kann durch Parameter wie den Wasserrückfluss, Temperatur oder verstrichene Zeit beurteilt werden. Eine derartige Übungsmöglichkeit für die Feuerwehrausbildung war davor nicht bekannt. Es wurde daher angestrebt, das Löschlabor zunächst in Österreich für die bundesweite Ausbildung anzubieten, aber auch an anderen Standorten (österreichweit, aber auch international) ähnliche Labore zu errichten und somit das „Produkt Löschlabor“ zu vermarkten.

Der Fokus des Projektes lag darauf, für bestehende Bauwerke geeignete Verstärkungsverfahren auf Basis performanceorientierter Kombinationen von hoch- und ultrahochfesten Betonen mit modernen Bewehrungstechnologien zu untersuchen und der österreichischen Bauindustrie zugänglich zu machen. Die Bewertung erfolgte unter den Aspekten Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Anwenderfreundlichkeit in der Applikation sowie den Kriterien einer nachhaltigen Ertüchtigung, inkludierend auch ökologische Gesichtspunkte.

Ziel des FIREEXPERT-Projekts war die Schaffung eines Experten- und Innovationszentrums für industrielle Forschung der Bau- und Baustoffindustrie zur Unterstützung von Entwicklung und Anwendung im Bereich des Brandingenieurwesens. Realisiert wurde das Projekt im Rahmen eines Living Labs. Das Fachwissen des Zentrums wurde sowohl mithilfe von fortschrittlichen, experimentellen Brandtests (empirisch) als auch mit Brandsimulationssoftware (numerisch) generiert. Die Adaptierung und Optimierung des Brandverhaltens von Baustoffen, vor allem von Kompositmaterialien, standen im Fokus des Projekts. Materialeigenschaften wie Temperatur, Tragfähigkeit und Veränderung der Beschaffenheit der Testkörper wurden vor, während und nach den Brandversuchen dokumentiert. Die Projektpartnern profitierten von neuestem Wissen aus Forschung und Entwicklung im Rahmen des Living Labs. Die Erfahrungen des Living Labs flossen nach dem Bedarf der Industrie in Aus- und Weiterbildungen ein.

Im Rahmen des grenzübergreifenden Kooperations-programms Interreg Slowenien - Österreich (http://www.si-at.eu) wird das FIREEEXPERT-Projekt, neben anderen Projekten, über den Zeitraum von 2014 bis 2020 kofinanziert. Die Kooperation soll einer grenzübergreifenden Entwicklung in beiden Ländern dienen.

Das Projekt FIRELab setze sich zum Ziel, in einem Konsortium aus der Landesfeuerwehrschule Kärnten (LFS), der Fachhochschule Kärnten (FHK), der Messfeld GmbH sowie den Kleinunternehmen BHT Solutions und ZT-Büro Dipl.-Ing. Werner Schwab ein „Löschlabor“ für eine Vertiefung der praktischen Feuerwehrausbildung zu entwickeln, das sowohl vor Ort als auch ferngesteuert über eine Internetverbindung genutzt werden kann. Ein Löschroboter der Firma LUF wird dazu verwendet, um den effizienten Einsatz des Löschangriffs zu trainieren. Parameter, wie Durchflussmenge, Strahlstreuung, oder Tröpfchengröße, könnten ferngesteuert werden. Die Effizienz der Maßnahmen kann durch Parameter wie den Wasserrückfluss, Temperatur oder verstrichene Zeit beurteilt werden. Eine derartige Übungsmöglichkeit für die Feuerwehrausbildung war davor nicht bekannt. Es wurde daher angestrebt, das Löschlabor zunächst in Österreich für die bundesweite Ausbildung anzubieten, aber auch an anderen Standorten (österreichweit, aber auch international) ähnliche Labore zu errichten und somit das „Produkt Löschlabor“ zu vermarkten.

Das Projektziel war die Vegetationskontrolle an Verkehrsinfrastrukturflächen mit einer ausgeglichenen Abwägung zwischen traditionellen und effektiven ökoalternativen Methoden. Es wurden ökologische, chemische, mechanische und thermische Alternativen zu bestehenden Systemen der Vegetationskontrolle entwickelt und die bestehenden analysiert und evaluiert.

Der Fokus des Projektes lag darauf, für bestehende Bauwerke geeignete Verstärkungsverfahren auf Basis performanceorientierter Kombinationen von hoch- und ultrahochfesten Betonen mit modernen Bewehrungstechnologien zu untersuchen und der österreichischen Bauindustrie zugänglich zu machen. Die Bewertung erfolgte unter den Aspekten Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Anwenderfreundlichkeit in der Applikation sowie den Kriterien einer nachhaltigen Ertüchtigung, inkludierend auch ökologische Gesichtspunkte.

Ziel des FIREEXPERT-Projekts war die Schaffung eines Experten- und Innovationszentrums für industrielle Forschung der Bau- und Baustoffindustrie zur Unterstützung von Entwicklung und Anwendung im Bereich des Brandingenieurwesens. Realisiert wurde das Projekt im Rahmen eines Living Labs. Das Fachwissen des Zentrums wurde sowohl mithilfe von fortschrittlichen, experimentellen Brandtests (empirisch) als auch mit Brandsimulationssoftware (numerisch) generiert. Die Adaptierung und Optimierung des Brandverhaltens von Baustoffen, vor allem von Kompositmaterialien, standen im Fokus des Projekts. Materialeigenschaften wie Temperatur, Tragfähigkeit und Veränderung der Beschaffenheit der Testkörper wurden vor, während und nach den Brandversuchen dokumentiert. Die Projektpartnern profitierten von neuestem Wissen aus Forschung und Entwicklung im Rahmen des Living Labs. Die Erfahrungen des Living Labs flossen nach dem Bedarf der Industrie in Aus- und Weiterbildungen ein.

Im Rahmen des grenzübergreifenden Kooperations-programms Interreg Slowenien - Österreich (http://www.si-at.eu) wird das FIREEEXPERT-Projekt, neben anderen Projekten, über den Zeitraum von 2014 bis 2020 kofinanziert. Die Kooperation soll einer grenzübergreifenden Entwicklung in beiden Ländern dienen.

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die wesentlichen Grundlagen für eine produktbezogene Substitution von Stahl durch Ultra High Performance Concrete (UHPC)bereitzustellen. Hiermit sollte ein wesentlicher Beitrag zum nachhaltigen Bauen geleistet werden, da Stahl in Bezug auf Kosten und CO2-Ausstoß deutlich intensiver ist als UHPC. Weiteres sollen vor allem in Österreich verfügbare Ausgangsstoffe und die Mikrostahlfasern der Firma Voestalpine CPA Filament GmbH verwendet werden. Um das Ziel zu erreichen, müssen neben der Werkstoffentwicklung, Fragen zu grundlegenden Themen wie die Einleitung der Vorspannkraft bei dünnen UHPC-Bauteilen, der Verbund zwischen Normalbeton und UHPC, die Verbindung von UHPC und Stahl, die Umschnürung von UHPC mittels Betonstahlbewehrung und die Schubtragfähigkeit von dünnwandigen vorgespannten Scheiben aus UHPC beantwortet werden. Eingehende Untersuchungen mittels nichtlinearer FE-Modellierung, Ingenieurmodellen und Modellversuchen sind hierfür geplant.

Holz gilt im Allgemeinen als sehr gut widerstandsfähig gegen Chemikalien. Es gibt jedoch Milieus, welche durchaus starke Schädigungen hervorrufen können. Unter bestimmten Konzentrationen und Kombinationen kommt es zu Zerstörungen (Holzkorrosion), z.B. bei stark sauren (pH<2) oder stark basischen (pH>11) Lösungen. lnwieweit die Norm ÖNORM EN 1995-1-1:2010 zur Bemessung von Holzbauten diese besonderen klimatischen Bedingungen durch die Modifikationsbeiwerte an-gemessen berücksichtigt, bleibt zu klären. Als möglicher Schadensmechanismus, der zu einer Minderung der Tragfähigkeit führt, ist ein säurehydrolytischer Abbau der Kohlenhydrate Cellulose und Hemicellulose wahrscheinlich. Insbesondere ein Abbau der Cellulose bedeutet eine Schwächung der Faserstruktur und könnte einen Festigkeitsverlust erklärbar machen. Schadensfälle gebrochener Deckenbalken aus Biogasfermentern sind bisher zu wenig untersucht, die Datenlage zu gering. um zu allgemein gültigen Aussagen zu kommen.

Flachdecken sind unterzugslose Decken, die direkt auf den Stützen aufgelagert sind. Im hochbeanspruchten Bereich der Stützen kann ein lokales Querkraftversagen auftreten. Gemeinsam mit der HALFEN GmbH wurden anknüpfend an das HiPerComp-Projekt Verbundeinbauteile aus ultrahochfestem Beton (UHPC) und HDB-Doppelkopfankern zur Verstärkung derartiger hochbeanspruchter Zonen in Flachdecken entwickelt. Zur Beurteilung der Wirksamkeit wurden neun Durchstanzversuche an Flachdeckenausschnitten im Bereich einer Innenstütze durchgeführt. Alle Versuchskörper waren mit Doppelkopfankern als Durchstanzbewehrung versehen. In acht Platten war ein Einbauteil aus faserbewehrtem UHPC vorhanden, um die Druckzone am Stützenanschnitt zu verstärken. Die Einbauteile wurden mit zwei unterschiedlichen Außendurchmessern hergestellt und z.T. durch die Anordnung von Fugen zur Erhöhung der Flexibilität für die spätere Anwendung mehrteilig ausgeführt. In den Versuchen wurden höhere Bruchlasten erreicht als bei der Referenzplatte, die nur mit Doppelkopfankern als Durchstanzbewehrung versehen war.

Die jüngsten Forschungsaktivitäten im Bereich Monitoring konzentrieren sich hauptsächlich auf Prognoseverfahren, welche neben der reinen Sensortechnologie auf Technologien zur Datenanalyse und der Entwicklung von zuverlässigkeitsbasierenden Entscheidungshilfen beruhen. Durch die Erfassung des Bauwerkszustandes mittels gezielter Monitoringmaßnahmen, der Annahme der zukünftigen Belastungen und der Berücksichtigung von Erfahrungen über das Lebenszyklusverhalten anderer Bauwerke, lässt sich die zukünftige Zustandsentwicklung eines Bauwerks simulieren und somit die Restnutzungsdauer prognostizieren. Im Rahmen des Projektes erfolgt eine Analyse der Monitoringaufgaben in Bezug auf normenspezifische Grenzzustände sowie eine Optimierung ausgewählter Monitoringsysteme. Durch die Weiterentwicklung von Monitoring-Systemen kann zukünftig deren Potential für die Prognosemodelle besser ausgeschöpft werden. Mittels der erweiterten Monitoringsysteme können z.B. die Materialdegradationsprozesse noch besser überwacht bzw. Schädigungen umfassender identifiziert werden.

Untersuchungen zur Schubübertragung Alt-Neubeton mit hochfestem Neubeton

In den letzten 20-30 Jahren wurden mit Hilfe neuer Technologien, genauerer Kenntnisse des Werkstoffverhaltens und optimierter Herstellverfahren insbesondere im Betonbau, aber auch im Stahlbau, Hochleistungswerkstoffe mit auf die jeweiligen Anwendungen zugeschnittenen spezifischen Eigenschaften entwickelt.

Diese ermöglichen neben materialsparenden Bauweisen eine ressourcenschonendere und – über erhöhte Dauerhaftigkeit, energieeffizientere Produktionsmethoden und reduzierte Umweltauswirkungen – nachhaltigere Wirkung als herkömmliche Werkstoffe. Dennoch ist festzustellen dass, gemessen am diesbezüglich vorhandenen Kenntnisstand, die Zahl konkreter Anwendungen gering ist.

Inhalt und Ziele: Der inhaltliche Hauptfokus des gegenständlichen Forschungsvorhabens liegt darin Hochleistungswerkstoffe wie hochfeste Betone (z.B. UHPC – Ultra High Performance Concrete) und hochfeste Stähle, die sich durch besonders günstige Festigkeitseigenschaften, Robustheit und Dauerhaftigkeit bei reduziertem Materialbedarf auszeichnen, mit konventionellen Werkstoffen wie auch untereinander zu verbinden und für neue Bauanwendungen in Form ausführungsreifer prototypischer Verbundbauteile nutzbar zu machen. Aus entwicklungsstrategischer Sicht sollen die an der FH Kärnten vorhandenen Kompetenzen verschiedener Fachbereiche in einem interdisziplinären Team gebündelt und mit dem gegenständlichen Aufbauvorhaben Ressourcen und Infrastruktur geschaffen werden, sodass ein künftiges Innovationszentrum für das „Bauen mit Hochleistungswerkstoffen“ als kompetente Anlaufstelle und Ansprechpartner für die Bauwirtschaft etabliert werden kann. Grundlage: Das geplante Projekt baut unter anderem auf Erkenntnissen von Forschungsarbeiten auf, die an der FH Kärnten teilweise in Kooperation mit Universitäten und Industriepartnern erfolgreich durchgeführt wurden und vor allem materialtechnologische Fragestellungen zur Entwicklung und Prüfung von UHPC sowie das "Verbinden", d.h. den Grenzflächenverbund, und das Tragverhalten von Verbindungsmitteln zum Thema hatten.

Methoden: Die Forschungsaktivitäten basieren auf experimentellen Untersuchungen im neu errichteten Prüflabor der FH Kärnten in Villach, die in einem ganzheitlichen Ansatz werkstoff- und herstellungstechnologische Analysen und insbesondere Bruchversuche an Bauteilen beinhalten. Parallel dazu sind analytische Betrachtungen und numerische Simulationen durchzuführen. Anwendungsorientierte Entwicklungsaufgaben sollen in Kooperation mit Wirtschaftspartnern erarbeitet und unter anderem in Diplomarbeiten abgehandelt werden.

Ergebnisse: Im Zuge des Forschungsprojekts werden durch Kombination von Hochleistungswerkstoffen dauerhafte und nachhaltige Anwendungen für den Neubau wie auch das Bauen im Bestand, insbesondere die Tragwerksertüchtigung, entwickelt. Damit einhergehend wird der Technologietransfer zu KMUs (Fertigteilerzeuger, Baustoffproduzenten, Stahlbauunternehmen) stimuliert. Die konkrete Umsetzung der entwickelten Anwendungen in der Baupraxis und die Erweiterung der eigenen F&E-Kapazitäten werden unterstützt.

Im Laufe der letzten Jahrzehnte kam es zu einem kontinuierlichen Anstieg der Verkehrsbelastung auf Infrastrukturbauwerken. Parallel dazu wurden die Normen und Regelwerke laufend weiterentwickelt. Damit änderten sich sowohl die Anforderungen an die Planung von Brückentragwerken als auch die Rechenvorschriften, Nachweisformate und hinterlegten Ingenieurmodelle. Im Zuge dieses Projektes werden die bekannten Querkraftverstärkungsmethoden erhoben und evaluiert. Bislang liegen vielfach nur unzureichende Erfahrungen zum Beitrag bestehender Techniken auf das Gebrauchs- und Ermüdungstragverhalten vor. Außerdem kommt es im Zuge derartiger Baumaßnahmen meist zu Behinderungen im Verkehrsfluss, vielfach geht mit einer Verstärkung der Querkrafttragfähigkeit ein Eingreifen in die Oberseite der Tragstruktur einher.

Abscherversuche an prismenartigen Kleinkörpern zur Feststellung des Verbundes hochfester Beton - Normalbeton