Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik

Willkommen am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik

Das Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik besteht aus den beiden Fachgebieten Stahlbau und Werkstoffmechanik. Dazu gehören die Experimentalbereiche des Instituts, eine ÜZ-Stelle, sowie ein DAkkS-akkreditiertes Prüflabor und eine vom DIBt notifizierte Zertifizierungsstelle Seit 2004 hat das Institut seinen Sitz im neuen Bauingenieurgebäude auf der Lichtwiese. Die beiden Fachgebiete bilden im Fachstudium eine Lehreinheit.

Das Fachgebiet Stahlbau

Leiter: Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange

Alle Fragestellungen des Stahlbaus von den theoretischen Grundlagen der Stabilität und Plastizität bis hin zu den konstruktiven Aufgaben des Tragwerksentwurfs und der Detaillierung werden in Forschung und Lehre behandelt.

Die Lehre im Bachelorstudium umfasst: Stabilitätstheorie, Bemessung und Konstruktion auf Basis des aktuellen Standes der Forschung und mit Bezug zu den gültigen Normen und Vorschriften.

In der Lehre im Masterstudium widmet sich das Fachgebiet Stahlbau zunächst ausgewählten Themen der Stahlbaukonstruktion sowie Traglastverfahren und Biegedrillknicken. Vertiefend werden Themenfelder des Plattenbeulens, des Brückenbaus (einschl. Verbundbau), des Leichtbaus, Holzbaus, und des Korrosions- und Brandschutzes betrachtet.

Das Spektrum der Forschungsschwerpunkte reicht von der Grundlagenforschung bis hin zur Mitwirkung bei der Produktentwicklung: Additive Fertigung von Stahlbauteilen mittels Wire Arc Additive Manufacturing, Verbundtragwerke, Sandwichelemente, Stahlleichtbau, Anschlüsse und Verbindungen im Hochbau, Brandverhalten von Stahlbauten, Biegedrillknicken, Analyse bauingenieurspezifischer Lern- und Denkprozesse, eLearning.

Fachgebiet Stahlbau

Das Fachgebiet Werkstoffmechanik

Leiter: Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald

Das Fachgebiet Werkstoffmechanik widmet sich der möglichst realitätsnahen Modellierung des Werkstoffverhaltens unter mechanischer Beanspruchung. Im Mittelpunkt stehen Fragen zu Verformung, Schädigung und Festigkeit unter statischen und zyklischen Lasten. Im Bachelorbereich wird grundlegendes Fachwissen in den Vorlesungen Werkstoffe im Bauwesen, Werkstoffmechanik, Einführung in kommerzielle FE-Software und Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten erlernt. Im Masterstudium werden Vorlesungen und Seminare zur Betriebsfestigkeit, Bruchmechanik, Schweißen und Schweißsimulation sowie zu Experimentellen Methoden in der Mechanik angeboten.

Die Schwerpunkte im Bereich der Forschung sind: Ermüdungsfestigkeit additiv gefertigter Werkstoffe, Ermüdungsfestigkeit von höchstfesten Stählen und Schweißverbindungen, Modellierung des Deformations- und Schädigungsverhaltens mehrachsig nicht-proportional beanspruchter metallischer Werkstoffe, Einfluss von Rauheit und Randschichten auf die Ermüdungsfestigkeit, Erarbeitung von Richtlinien für den statischen und Betriebsfestigkeitsnachweis für geschweißte und nicht geschweißte Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminium und allgemein Zyklische Werkstoffdaten.

Fachgebiet Werkstoffmechanik

In den Experimentalbereichen des Instituts wird experimentelle Forschung in einer großen Breite durchgeführt. Hierbei werden einerseits Rissuntersuchungen im μm-Bereich an Werkstoffproben und andererseits Verformungsuntersuchungen an Brücken mit 20 m Spannweite untersucht. Die Experimentalbereiche sind integraler Bestandteil der Forschungsbereiche Stahlbau und Werkstoffmechanik.

Das Prüflabor Stahlbau ist von der deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) für experimentelle Untersuchungen an selbsttragenden Sandwichelementen akkreditiert. Zusätzlich werden im Bereich der Forschung Untersuchungen in folgenden Bereichen durchgeführt: Sandwichelemente, Seile aus Stahl und Kunststoff, Leichtbauprofile aus Aluminium und Stahl, zyklische Beanspruchung (Erdbeben) von Profilstahl-Beton-Verbundelementen, Verbundmittel, Hochtemperaturverhalten von Profilstahl, Biegedrillknicken, Dichtigkeitsuntersuchungen an Sandwichelementen, Auszugsversuche an Verbindungsmitteln usw.

Die Zertifizierungsstelle ist von der deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) als Zertifizierungsstelle für zahlreiche Bauprodukte im Bereich der Befestigungstechnik akkreditiert und vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) notifiziert. Zudem ist sie vom DIBt als Überwachungs- und Zertifizierungsstelle für Sandwichelemente nach Landesbauordnung anerkannt. Die Zertifizierungsstelle übernimmt alle im Rahmen der Produktzertifizierung und der Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle anfallenden Tätigkeiten.

Im Laborbereich Werkstoffmechanik werden experimentelle Untersuchungen insbesondere zum Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe durchgeführt: Ermüdungs- / Betriebsfestigkeit metallischer Werkstoffe und Schweißverbindungen, Bauteile unter ein- und mehrachsiger Beanspruchung, Ermittlung zyklischer Werkstoffdaten, Rissfortschrittsverhalten. Entsprechende Versuche werden beispielsweise an 3D-gedruckten Aluminiumlegierungen, an höchstfesten Stählen, an Schweißnähten moderner, höherfester Baustähle, an Werkstoffen und Bauteilen unter niedrigen Temperaturen (bis -80°C) und unter erhöhten Temperaturen (bis +200°C), an Kunststoffen etc. durchgeführt.

In Lehre und Forschung bestehen vielfältige Kontakte zu hochschulinternen und -externen Partnern. Im Bereich der Lehre ist insbesondere die Zusammenarbeit zwischen Bauingenieuren und Architekten hervorzuheben. Forschung und Lehre im Holzbau werden von der Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau (VHT) bzw. dem Institut für Trocken- und Leichtbau (ITL) unterstützt. In der Forschung bestehen zahlreiche Kontakte zu anderen Forschungsinstituten, Forschungsfördereinrichtungen, staatlichen Institutionen der Bauaufsicht und Industrieunternehmen im Rahmen von Begutachtungen und Entwicklungsarbeiten. Genannt seien: Institut für Werkstoffkunde (TUDa), Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM), Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit (LBF), Institut für Betriebsfestigkeit TU Clausthal, Materialforschungs- und Prüfanstalt Weimar. Als Forschungsfördereinrichtungen sind u.a. zu nennen: Deutsche Forschungsgemeinschaft, FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM), Deutscher Verband für Schweißtechnik (DVS), Stiftung Industrieforschung. Wichtigster Partner im bauaufsichtlichen Bereich ist das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) in Berlin.

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