Experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten geschlitzter Stahlleichtbauprofile

Die Verwendung mehrschaliger Konstruktionen in der Gebäudehülle bietet viele Vorteile in Bezug auf Nachhaltigkeit. Neben einer energieeffizienten Bauweise ermöglichen sie einen sortenreinen Rückbau, welcher die Wiederverwendbarkeit und Recyclingfähigkeit der einzelnen Komponenten fördert. Dünnwandige Stahlprofile dienen als Distanzkonstruktion für die Außenbekleidung und übertragen äußere Lasten in das Tragsystem. Die Durchdringung der Dämmebene verursacht jedoch Wärmebrücken, die zu einem erhöhten Wärmeverlust durch die Gebäudehülle führen. Durch das Einbringen von Schlitzen in die Stege der Distanzprofile kann der Wärmebrückeneffekt reduziert und eine energieeffizientere Konstruktion ermöglicht werden. Das Einfügen von Schlitzen führt jedoch zu einer Querschnittsschwächung und verringert somit die Beanspruchbarkeit der Profile. Das Tragverhalten von geschlitzten Stahlprofilen wurde in experimentellen Untersuchungen analysiert. Die durchgeführten Tests umfassen drei verschiedene Lastfälle, welche die äußeren Einwirkungen auf Dach‐ und Wandkonstruktionen abbilden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine teils signifikante Reduktion der Beanspruchbarkeit zu beobachten ist. Um diese zu bewerten, wurden die ermittelten Beanspruchbarkeiten mit real auftretenden Beanspruchungen an verschiedenen Standorten verglichen. Es zeigt sich, dass eine baupraktische Anwendung der geschlitzten Stahlleichtbauprofile hinsichtlich ihrer Beanspruchbarkeiten möglich ist.

The use of multi‐shell constructions in the building envelope offers many advantages in terms of sustainability. In addition to an energy‐efficient design, it enables quick assembly and material‐separated disassembly, which allows for reusability and recyclability of the individual components. Thin‐walled steel sections are used as a substructure for the outer cladding to transfer external loads into the load‐bearing system. By penetrating the insulation layer, the sections form thermal bridges which cause an increased heat loss through the building envelope. The insertion of slots in the webs of these sections allows for a more energy‐efficient design by reducing the thermal bridge effect. However, the insertion of slots weakens the cross‐section and reduces the load‐bearing capacities. The structural behaviour of slotted steel sections was examined in experimental investigations. The conducted tests include three different loading scenarios representing external load effects acting on roof and facade constructions. The results indicate that a significant reduction of the structural resistance can be observed. In order to evaluate this, the determined resistances were compared to actual loads occurring at various locations. It has been shown that slotted steel sections are feasible for use in practical construction applications in terms of their structural resistances.