Die Verleihung des ZÜBLIN-Stahlbaupreises an Studierende und Absolventen aus den Bereichen Architektur und Bauingenieurwesen der Technischen Universität Dresden fand am 23. Juni 2022 zum mittlerweile 10. Mal statt. Mit diesem Preis werden herausragende Arbeiten gewürdigt, die zur Anwendung und Weiterentwicklung der Metallbauweise beitragen und im Rahmen des Studiums oder einer Promotion angefertigt wurden. Die Fachjury, bestehend aus Dipl.-Ing. Marco Eckert – technischer Geschäftsführer, Dipl.-Ing. Hagen Urban – technischer Leiter des Bereiches Hochbau, Dipl.-Ing. Lars Feulner – Leiter der Konstruktion, jeweils von der Züblin Stahlbau GmbH in Hosena und den Vertretern der Technischen Universität Dresden, Prof. Dr. Richard Stroetmann, Professor für Stahlbau und Prodekan der Fakultät Bauingenieurwesen und Prof. Dr. Matthias Beckh, Professor für Tragwerksplanung an der Fakultät Architektur, nominierte in diesem Jahr insgesamt sechs Arbeiten. Diese setzten sich mit anspruchsvollen Fragestellungen aus der Stahlbauforschung und -anwendung auseinander. Einen Schwerpunkt bildete in diesem Jahr der Einfluss des Schweißprozesses auf Stahlbaukonstruktionen. Dazu gehörten Untersuchungen zur Fertigung und Montage von Stahlwasserbaukonstruktionen, analytische und numerische Berechnungen des Schweißverzuges von Stahlbaukonstruktionen sowie Studien zur Biegeknicktragfähigkeit geschweißter I- und Kastenquerschnitte aus höherfesten Stählen und der Anwendung schädigungsmechanischer Modelle zur strukturmechanischen Berechnung von Schweißverbindungen höherfester Stähle mit lokaler Entfestigung im Bereich der Wärmeeinflusszone.
Zudem wurden Arbeiten zur Untersuchung der Diskontunitätsbereiche von Orthoverbund- Fahrbahnplatten und der Ökobilanzierung von Bauprodukten beim Einsatz der Stahl-Holz-Hybridbauweise im Geschossbau präsentiert. Die Arbeiten wiesen durchgehend eine sehr hohe Qualität auf und wurden in überzeugender Weise von den Studierenden und Absolventen der TU Dresden vorgestellt. Auch zeigten sich die Nominierten in der anschließenden Fachdiskussion sattelfest und tiefgehend mit der jeweiligen Materie vertraut. Die feierliche Verleihung des Züblin-Stahlbaupreises 2022 fand traditionell am Abend im Rahmen des Bauballs der TU Dresden statt, der in diesem Jahr von den Studierenden des 6. und 8. Fachsemesters der Fakultät Bauingenieurwesen ausgerichtet wurde. Die Preisverleihung wurde von Herrn Eckert mit einer kurzen Vorstellung des Unternehmens und aktuellen Projekten der Züblin Stahlbau GmbH eröffnet. Letztere weckten das Interesse der Studierenden durch ihre Vielseitigkeit und die spannenden Herausforderungen, die sich bei der Planung und Ausführung ergeben. Daraufhin betonte Herr Eckert die Herausforderung, aus den thematisch vielschichtigen und allesamt hochwertigen Einreichungen eine Auswahl und Reihung der Preisträger vorzunehmen. Anschließend übernahm Herr Prof. Stroetmann das Wort, bedankte sich für das große Engagement der Züblin Stahlbau GmbH im Bereich der Lehre und Forschung sowie die sehr gute Zusammenarbeit in den vergangenen Jahren. Insbesondere im Bereich der Studierendenförderung unterstützt ZÜBLIN Stahlbau die TU Dresden mit der Vergabe von Stipendien, der Auslobung des Stahlbaupreises, der Förderung von sozialen Projekten von Studierenden des Bauingenieurwesens, Angeboten zu Werks- und Baustellenbesichtigungen sowie durch die Betreuung von Studien- und Diplomarbeiten.
Der mit insgesamt 3000 Euro dotierte Preis wurde in diesem Jahr für eine Projektarbeit und zwei Diplomarbeiten des Bauingenieurwesens vergeben. Dabei hat sich die Jury aufgrund der hohen Qualitäten von zwei Arbeiten in sehr unterschiedlichen Gebieten dazu entschlossen, zwei 2. Preise zu vergeben. Diese erhielten Herr Dipl.-Ing. Christoph Holzapfel für seine Diplomarbeit zur Anwendung schädigungsmechanischer Modelle zur strukturmechanischen Analyse von Schweißverbindungen und Frau Lisa Wolfram für ihre Projektarbeit zur Ökobilanzierung von Bauprodukten und dem Einsatz der Stahl-Holz-Hybridbauweise im Geschossbau (Bild 2). Im Rahmen der Diplomarbeit gelang es Herrn Holzapfel, die Eigenschaften und Unterschiede aktueller schädigungsmechanischer Modelle herauszuarbeiten und für Schweißverbindungen die realitätsnahe Simulation des Last-Verformungs- Verhaltens qualitativ und quantitativ bis zum Bruch zu simulieren.
Dabei hat er die Schweißverbindung als Mehrzonenmodell mit dem Grundmaterial, der Wärmeeinflusszone und dem Schweißgut erfasst und das trennende Material- verhalten mit dem abfallenden Last-Verformungs-Ast berücksichtigt. Die Arbeit bildet eine hervorragende Grundlage zur numerischen Simulation von Versuchen an Schweißverbindungen und zur Durchführung der erforderlichen Parameterstudien zur Entwicklung von Bemessungsmodellen.
Lisa Wolfram ging der Frage nach, wie Stahl-Holz-Hybridkonstruktionen einen Beitrag zur Verbesserung der ökologischen Qualität von Geschossbauten leisten können. Dabei legte sie einen Schwerpunkt auf die Verwendung von Laubhölzern, um die Nachhaltigkeit der Forstwirtschaft und das Ziel klima- und schädlingsresistenter Wälder zu fördern. Neben der überwiegend höheren Dichte und Festigkeit gegenüber Nadelhölzern sind bei Verwendung von Laubhölzern die längere Wachstumsdauer und Beschaffenheit der Bäume bei der Herstellung von Bauprodukten für den Geschossbau zu beachten. Im Rahmen der Ökobilanzierung verfolgte Frau Wolfram die relevanten Prozesse für den Primärenergiebedarf und das Treibhauspotential. Im Vergleich verschiedener Bauweisen für den Geschossbau unterstrich sie das Potential der Stahl-Holz-Hybridbauweise aufgrund der deutlichen Verbesserung der Ökobilanzen, den hohen Grad der Vorfertigung und Einsatz als Modulbauweise sowie den technischen Möglichkeiten durch die Kombination mit Stahl. Den 1. Preis erhielt in diesem Jahr Frau Camilla Lewerenz für ihre Diplomarbeit zur Untersuchung der Diskontinuitätsbereiche von Orthoverbund-Fahrbahnplatten. Im Zusammenhang mit der Entwicklung dieser Bauweise wird derzeit am Institut für Stahl- und Holzbau der Technischen Universität Dresden das AiF-FOSTA- Forschungsvorhaben P1265 durchgeführt. Orthotrop ausgesteifte Stahlbleche werden mit Dübelleisten und einer schlanken Stahlbetonschicht ergänzt, um die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen und weitere Nachteile der orthotopen Stahlfahrbahnplatte zu beseitigen. Im Unterschied zur klassischen Verbundbauweise wirken die Dübelleisten in Längs- und Querrichtung des Brückendecks. Dadurch können die Ermüdungsbeanspruchungen infolge von Radlasten soweit herabgesetzt werden, dass eine ausgesprochen dauerhafte und zugleich leicht zu fertigende Bauweise von Brückendecks entsteht. Frau Lewerenz untersuchte im Rahmen ihrer Diplomarbeit die Diskontinuitätsbereiche, die sich durch lokale Radlasten in Längs- und Querrichtung des Brückendecks ergeben. Hierzu entwickelte sie FEM-Modelle für eine Deck- und eine Trogbrücke, um insbesondere die Beanspruchung der Dübelleisten zu untersuchen. Sie entwarf Stabwerksmodelle zur ingenieurmäßigen Berechnung des Lastabtrages und unterbreitete Konstruktionsvorschläge zur Anordnung der Dübelleisten und die Ausbildung der Stahlbetondeckschicht. Die Jury zeigte sich beeindruckt von den breit angelegten Untersuchungen, den praxisgerechten Lösungsvorschlägen und dem tiefgehenden Fachwissen von Frau Lewerenz. Ergänzend zu den Urkunden, Preisgeldern und Blumensträußen für die Preisträger:innen wurde anlässlich des 10-jährigen Jubiläums des Züblin-Stahlbaupreises auch eine kleine Stahlbaukonstruktion an die 1. Preisträgerin überreicht (Bild 2). Diese wurde im Rahmen eines Ideenwettbewerbes der Züblin Stahlbau GmbH von Anika Lodwig entworfen und besteht aus einem T-Profil, einer Augenstabverbindung und einem Schraubenschlüssel. Allen Preisträger:innen einen herzlichen Glückwunsch für die hervorragenden Arbeiten!
Bericht: Dipl.-Ing. Thoralf Kästner Institut für Stahl- und Holzbau, Technische Universität Dresden
