Forschungsthema 4: Fortschrittliche Strukturmaterialien für den Stahlbau

In den letzten Jahrzehnten hat sich die moderne Designphilosophie des Hochbaus allmählich von der Verhinderung von Gebäudeeinstürzen und Todesfällen hin zu Hochleistungszielen verschoben. Traditionelle Baumaterialien (z. B. Beton, Holz und Stahl) erfüllen jedoch möglicherweise nicht alle Hochleistungsziele des Strukturdesigns unter extremen Katastrophenbedingungen. Die steigende Nachfrage nach Hochleistungszielen hat die Erforschung fortschrittlicher Strukturmaterialien vorangetrieben. Die laufenden Forschungsarbeiten am IfS umfassen die Untersuchung und Entwicklung materialorientierter Lösungen für Festigkeit, Duktilität, Dauerhaftigkeit und Lebensdauerverlängerung von Stahlkonstruktionen – von hochfesten Formgedächtnislegierungen auf Eisenbasis (sogenannte Fe-SMA oder Memory-Stahl) für Vorspannungen und innovative Verbindungen bis hin zu CFK-Verstärkungskonzepten für korrosionsanfällige Umgebungen (z. B. Offshore) und epoxidbasierten Strukturklebstoffen, die eine Alternative zum Schweißen/Verschrauben mit geringer Spannungskonzentration darstellen. Darüber hinaus befasst sich die Arbeit mit für die Dauerhaftigkeit kritischen Phänomenen wie Lochfraßkorrosion und deren Auswirkungen auf die Ermüdungslebensdauer, unterstützt durch experimentelle Charakterisierung, konstitutive und Bond-Slip-Modellierung sowie validierte numerische Simulationen. Erfahrungen in den Bereichen Strukturmechanik, Ermüdung/Bruch, Materialprüfung, FE-Modellierung und (optional) datengesteuerte Identifizierung/ML für die Modellkalibrierung sind von Vorteil.