Bauvorschriften

BAUVORSCHRIFTEN HOHE STANDARDS FÜR EDELSTAHL AUF DEM BAU

ANSI/AISC 370 ist die erste USDesignspezifikation für Bauedelstahl. Sie wurde 2021 veröffentlicht. Zum Glück ist der plötzliche Einsturz eines Gebäudes oder einer Brücke eher selten: Bauwerke werden nach spezifischen internationalen oder nationalen Designstandards entworfen. Dabei werden Produkte verwendet, die einem bestimmten Produktstandard entsprechen und mithilfe von Verfahren und mit einem Qualitätsniveau hergestellt werden, das in dem jeweiligen Konstruktionsstandard definiert ist.

In Bau- und Konstruktions- bzw. Designstandards werden Best Practices, Methoden und technische Anforderungen mit dem Ziel festgelegt, sichere und der Nachhaltigkeit verpflichtete Bauwerke zum Wohle der Menschen zu errichten. Die Standards werden mittels eines Konsensprozesses entwickelt. Im Grunde handelt es sich dabei um das destillierte Wissen von Menschen mit Expertise in ihrem jeweiligen Fachbereich: Materialhersteller, Fabrikanten, Hersteller, Konstrukteure, Forscher, Branchenverbände, Anwender oder regulatorische Instanzen.

Die Anforderungen in Designstandards stellen oft intensiv ausgefochtene Kompromisse zwischen Wirtschaftlichkeit und Anwendungsfreundlichkeit dar. Es ist auch wichtig, dass Designstandards möglichst umfassender Art sind und den gesamten Bereich von häufig anzutreffenden Strukturen, Materialien und Lastszenarien abdecken. Sie dürfen aber auch nicht zu konservativ sein, was zu einem übertrieben peniblen Design und zur Verschwendung wertvoller endlicher Ressourcen führen könnte. In Abwesenheit eines Standards müssen bei den zuständigen Baubehörden zeit- und kostenaufwändige Ausnahmen beantragt werden, worauf sich stark beschäftigte Planer in der Regel nicht einlassen wollen.

In den USA gab es für die Planung mit Edelstahl für Bauprojekte bis zum vergangenen Jahr keine Edelstahl-Konstruktionsspezifikation für typische Strukturabschnitte, die den Großteil des Markts darstellen, also z. B. geschweißte, heißgewalzte oder hohle Abschnitte. Daher war es für Ingenieure und ihre Kunden viel einfacher und kostengünstiger, andere Stähle, Aluminium, Holz, glasfaserverstärkte Kunststoffe und Beton einzusetzen, für die es Baustandards und akzeptierte Vorschriften gab – und schneller ging es auch. Diese Situation bewirkte eine signifikante Behinderung des Wachstums und der allgemeinen Akzeptanz des Edelstahlmarktes.

Die vom American Institute of Steel Construction (AISC) entwickelten Designstandards oder eng damit zusammenhängende Spezifikationen werden in ganz Nord- und Südamerika sowie im

Nahen Osten und auch bei ca. 30 % aller Projekte in China eingesetzt. 2018, zehn Jahre nach Beginn diesbezüglicher Diskussionen in der Edelstahlindustrie, kündigte das AISC endlich seine Absicht an, einen vollständigen ANSI(American National Standards Institute)-Designstandard für Bauedelstahl zu entwickeln.

Die Arbeit begann mit der Gründung des AISC Committee on Structural Stainless Steel, dem Edelstahlhersteller und -schweißexperten, Metallurgen, Planer und Konstrukteure sowie Akademiker angehören. Das Steel Construction Institute in Großbritannien spielte bei der Formulierung der neuen Designregeln eine wichtige Rolle. Die Regeln basierten auf den umfassenden Bauforschungsarbeiten von Universitäten in aller Welt in den letzten 30 Jahren; auf ihnen hatte bereits die Entwicklung der Regeln im Eurocode zu Bauedelstahl basiert.

Drei Jahre danach wurde der neue Designstandard ANSI/AISC 370-21 Specification for structural stainless steel buildings veröffentlicht. Es wird erwartet, dass die Verfügbarkeit dieser aktuellen, anwenderfreundlichen und wirtschaftlichen Designspezifikation signifikante, seit langer Zeit bestehende Hindernisse bei Bauedelstahl-Designs beseitigen und das globale Marktpotenzial von nickelhaltigen austenitischen sowie Duplex-Edelstählen vergrößern wird.

Die Vorteile dieser Standards sind nicht auf Gebäude und damit zusammenhängende Strukturen beschränkt: Es wird erwartet, dass diese Edelstahl-Designregeln in ANSI/AISC N690, Specification for safety-related steel structures for nuclear facilities, referenziert werden, einem Standard, der weltweit angewendet wird und derzeit keine Edelstahl-Baudesigninformationen enthält. Darüber hinaus wurde unter der Leitung der AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) damit begonnen, die Regeln in ANSI/AISC 370 so anzupassen, dass sie für das Design von Straßen-, Fußgänger- und Eisenbahnbrücken aus Duplex-Edelstahl in den USA angewendet werden können. Lasergeschweißte I-förmige Träger und Kanäle aus austenitischem Edelstahl

In der Containment-Hülle des Atomkraftwerks Vogtle (Einheiten 3 und 4) in Burke County, Georgia (USA), kommt eine Edelstahl-Trägerstruktur für das passive Kühlsystem zur Anwendung. Der Turm ist 9,1 m hoch und 3,4 m2 groß und besteht aus Duplex-Edelstahl UNS S32101.