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Fassadentechnik Ausgabe 2+3/21

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Die technische Neuerung der Formgedächtnislegierungen (FGL) findet gerade ihren Weg aus der Medizintechnik auf die Baustelle. In beiden Fällen werden metallische Legierungen verwendet, die sich verändernden Umgebungsbedingungen anpassen können. Dieser Prozess kann auch aktiv angesteuert werden. So zum Beispiel in der Befestigungstechnik. Die Details lesen Sie ab Seite 24. Dass die Gebäudehülle zunehmend in die Stadt- und Quartiersplanung einbezogen wird, macht – indirekt – unser Artikel ab Seite 28 deutlich. Hier drucken wir exklusiv und vor der eigentlichen Veröffentlichung die neue FVHF Leitlinie „Schallschutz mit Vorgehängten Hinterlüfteten Fassaden“ in dieser und den folgenden Ausgaben ab.

technik Bild: Jordahl

technik Bild: Jordahl Thermische Formgedächnislegierungen Ausgewählte metallische Legierungen können sich an definierte geometrische Formen erinnern, wenn eine bestimmte physikalische Indikatorgröße auf sie einwirkt. Dieser Vorgang wird auch als Memoryeffekt bezeichnet. Er setzt eine spezielle Materialkonditionierung voraus, die für die Formeinprägung entscheidend ist. Physikalisch indizierende Größe kann Temperatur sein. Einige der genannten Materialien sind heute noch Gegenstand der Werkstoffforschung. Für die praktische Anwendung sind thermische Formgedächtnismaterialien am weitesten erschlossen. Jordahl-Montageschiene JM K 28/12 Prinzipdarstellung der FGL-Verankerung. könnten dem Carbonbetonbau zum Durchbruch verhelfen. Sie würden für die benötigten kraftschlüssigen Verbindungen zwischen den dünnen mit Carbongelegen bewehrten Betonbauteilen sorgen. Strom statt Spannvorrichtungen Wenn sich das Verfahren durchsetzt, werden keine aufwendigen Spannvorrichtungen und Hüllrohre wie bekanntlich beim konventionellen Spannbetonbau mehr benötigt. Stattdessen wird Strom durch FGL-Verbindungsstäbe aus Memory-Stahl geleitet und diese somit erhitzt. Das Ergebnis ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbindungsstift und Schiene durch eine Längsausdehnung der FGL-Stifte. Mit anderen Worten: Das Material erzeugt durch die Hitzezufuhr die mechanische Arbeit zum Vorspannen selbst und nicht mehr der Hydraulikzylinder. Die Kraftübertragung zwischen der Fassadenplatte und dem Verbindungsstift erfolgt über modifizierte Jordahl-Montageschienen. Die Jordahl-Schienen sind kraftschlüssig mit dem Beton mittels eines für dünne Bauteile entwickelten Verankerungssystems verbunden. Neben der tragsicheren Verankerung von Carbonbetonbauteilen gewährleistet das neue Verfahren einen leichteren Arbeitsablauf mit mehr Sicherheit auf der Baustelle. Weiterer Pluspunkt: Beim Austausch von Fassadenplatten müssen keine umliegenden Platten mehr abgehängt werden. Die unkomplizierte Montage verspricht ein weites Einsatzgebiet der FGL-Verbindungselemente. Versuchsbaustelle im realen Maßstab Im Jordahl-Werk in Berlin sind Ingenieure bereits mit dem Aufbau einer Versuchsfassade beschäftigt. Diese dient der Untersuchung des Langzeitverhaltens der Verbinder aus Memory-Stahl unter realen Bedingungen. Mit ihrer Teilnahme am Tavimba-Forschungsprojekt beweist die Pohlcon-Unternehmensgruppe, zu der Jordahl gehört, erneut ihre Innovationskraft. „Setzen sich der Leichtbau, der Carbonbeton oder ähnliche Baustoffe tatsächlich durch, sind wir der Konkurrenz außerdem einen großen Schritt voraus“, sagt Pohlcon-Geschäftsführer Michael Pantelmann. Das Prinzip der Phasenumwandlung Thermische Formgedächtnislegierungen haben die besondere Eigenschaft, sich nach einer bleibenden plastischen Verformung unterhalb einer bestimmten kritischen Temperatur durch Erwärmung über diese Temperatur wieder an ihre ursprüngliche Form zu erinnern und diese erneut einzunehmen. Für das Auftreten des Formgedächtniseffektes ist eine reversible austenitisch-martensitische Phasenumwandlung Voraussetzung. In Analogie zu Stahl wird die Hochtemperaturphase des Werkstoffs auch als Austenit und die Tieftemperaturphase als Martensit bezeichnet. Eigenschaften thermischer Formgedächtnislegierungen Im Bereich metallischer Formgedächtniswerkstoffe sind Halbzeuge in Form von Drähten, Stäben, Rohren und Blechen kommerziell verfügbar. Diese bieten bei entsprechender Materialkonditionierung einen guten Kraft-Weg-Kompromiss, der sie für Aktoranwendungen qualifiziert. Die erreichbaren Dehnungen des Festkörperaktors betragen bis zu fünf Prozent. Dabei entstehen nutzbare Kräfte bis zu 150 N/mm 2 Aktorquerschnitt. Der Werkstoff bietet somit eine sehr hohe spezifische Energiedichte, was zu sehr kleinen und leichten Aktoren führt. Der genutzte Effekt beruht auf Gefügeumwandlungen und ist somit einer Ermüdung ausgesetzt. Bei entsprechender Auslegung sind jedoch Zyklenzahlen über 1 Millionen möglich. Die Umwandlung vom martensitischen in den austenitischen Gefügezustand findet in einem engen Temperaturintervall von 5 bis 10 K statt. Die Umwandlungstemperatur hängt maßgeblich von der Legierungszusammensetzung ab und kann bei NiTi-Legierungen im Bereich von -110°C bis 120 °C eingestellt werden. Die Änderung des Gefügezustandes geht mit einer signifikanten Änderung der Werkstoffeigenschaften einher. Neben der Änderung des Spannungs-Dehnungs- Verhaltens tritt zum Beispiel auch eine Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes auf. Schlagwortsuche auf www.fassadentechnik.de Befestigungstechnik, Beton Quelle: Fraunhofer IWU 26 2+3 I 2021_fassadentechnik

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