Entwurf und Berechnung von Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen unter besonderer Berücksichtigung des baulichen Brandschutzes
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Heike Kallert
- Abgabedatum: August 2007
- Umfang: 582 Seiten
- Dateigröße: 14,5 MB
- Note: 1,5
- Institution / Hochschule: Technische Universität Dresden Deutschland
- Originaltitel: Entwurf und Berechnung von Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen unter besonderer Berücksichtigung des baulichen Brandschutzes
- Bibliografie: ca. 39
- ISBN (eBook): 978-3-8366-0893-0
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Kallert, Heike August 2007: Entwurf und Berechnung von Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen unter besonderer Berücksichtigung des baulichen Brandschutzes, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Heissbemessung, Stahlbau, Brandschutz, Eurocode, Stahlverbundbau
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Diplomarbeit von Heike Kallert
Einleitung:
Für den Stahlbau bringen Anforderungen hinsichtlich der Feuerwiderstandsfähigkeit zwei entscheidende Wettbewerbsnachteile. Zum einen kann dem Wunsch vieler Architekten nach sichtbaren, ästhetisch ansprechenden stählernen Tragkonstruktionen wegen nachträglich anzuordnenden Brandschutzbekleidungen nicht gefolgt werden. Zum zweiten führen Brandschutzbekleidungen – gleich welcher Feuerwiderstandsklasse – zu erheblichen Mehrkosten, die in der Größenordnung der Materialkosten für den Baustahl selbst liegen.
Verschiedene Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet des baulichen Brandschutzes auf nationaler und internationaler Ebene tragen in letzter Zeit Früchte in Normen und Vorschriften für die brandschutztechnische Bemessung von Bauteilen. Dazu zählen vor allem die Brandschutzteile der Eurocodes, die auch für den Stahl- und Stahlverbundbau eine brandschutztechnische Bemessung auf Basis rechnerischer Nachweisverfahren ermöglichen.
Diese Entwicklung gibt den Stahlbauunternehmen Hoffnung zukünftig in verschiedenen Marktsegmenten wieder zu einer besseren Wettbewerbssituation gegenüber dem Massivbau zu gelangen.
Nachfolgend werden im Anschluss an die Stellung des Brandschutzes im Bau-ordnungsrecht mögliche brandschutztechnische Bemessungsverfahren im Stahlbau und im Stahlverbundbau vorgestellt.
Die Grundlagenermittlung wird mit der Bearbeitung verschiedener Brandsimulationsmodelle und Brandszenarien in Abhängigkeit von der Gebäudenutzung abgerundet.
Das Optimierungspotential, das durch eine Heißbemessung erzielt werden kann, und dessen objektive Bewertung, wird an typischen Fallbeispielen und an einem konkreten Beispiel eines Parkhauses detailliert herausgearbeitet.
Da diese Arbeit auch als kleiner Leitfaden für den Alltag im Ingenieurbüro dienen soll, wird der Beschreibung der brandschutztechnischen Nachweisverfahren und der Ermittlung der temperaturbedingten Einwirkungen besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Inhaltsverzeichnis:
| 1. | Einleitung | 7 |
| 2. | Brandschutz im Bauordnungsrecht | 8 |
| 2.1 | Entwicklung der Musterbauordnung | 9 |
| 2.2 | Struktur der bauordnungsrechtlichen Brandschutzvorschriften | 9 |
| 2.2.1 | Gesetz | 9 |
| 2.2.2 | Verordnungen und Richtlinien | 9 |
| 2.2.3 | Eingeführte Technische Baubestimmungen und Bauregellisten | 10 |
| 2.2.4 | Allgemein anerkannte Regeln der Technik | 10 |
| 2.2.5 | Brandschutzregeln außerhalb des Bauordnungsrechts | 11 |
| 2.3 | Brandschutzkonzept der MBO und bauaufsichtliche Verfahren | 12 |
| 2.4 | Elemente des Brandschutzkonzeptes der MBO 2002 | 13 |
| 2.4.1 | Gebäudeklassen | 13 |
| 2.4.2 | Schutzziele der Einzelanforderungen | 13 |
| 2.4.3 | Anforderungen an Bauteile und Baustoffe | 14 |
| 2.4.4 | Anforderungen an Rettungswege | 15 |
| 2.5 | Europäische Harmonisierung im Brandschutz | 16 |
| 2.5.1 | Bauproduktenrichtlinie | 16 |
| 2.5.2 | Prüfung und Klassifizierung im Brandschutz | 16 |
| 2.5.3 | Brandschutzbemessung nach den Eurocodes | 17 |
| 2.5.4 | Europäische Klassifizierung im bauaufsichtlichen Verfahren | 18 |
| 2.5.5 | Europäische Klassifizierung in der Praxis | 19 |
| 2.6 | Methoden des Brandschutzingenieurwesens im Kontext mit dem Bauordnungsrecht | 20 |
| 2.6.1 | Überblick | 20 |
| 2.6.2 | Brandsimulationsmodelle zur Bestimmung der erforderlichen Feuerwiderstandsdauer | 20 |
| 3. | Brandschutztechnische Bemessungsverfahren im Stahlbau | 23 |
| 3.1 | Mögliche Nachweisverfahren | 23 |
| 3.2 | Klassifizierung bzw. Bemessung mit tabellarischen Daten | 25 |
| 3.2.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte | 25 |
| 3.2.2 | Grundlagen | 25 |
| 3.2.3 | Vorgehensweise beim Nachweis, Erläuterung der wichtigsten Schutzsysteme | 25 |
| 3.3 | Nachweis mit dem vereinfachten Rechenverfahren | 26 |
| 3.3.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte | 26 |
| 3.3.2 | Grundsätzliche Möglichkeiten der Nachweisführung | 26 |
| 3.3.3 | Erläuterung der Nachweisverfahren | 30 |
| 3.3.3.1 | Einwirkungen im Brandfall | 30 |
| 3.3.3.1.1 | Thermische Einwirkung | 30 |
| 3.3.3.1.2 | Mechanische Einwirkungen | 31 |
| 3.3.3.2 | Temperaturabhängige Werkstoffkennwerte | 33 |
| 3.3.3.3 | Berechnung der Temperatur im Stahlbauteil | 36 |
| 3.3.3.3.1 | Allgemeines | 36 |
| 3.3.3.3.2 | Ungeschützte Stahlkonstruktion im Gebäudeinneren | 36 |
| 3.3.3.3.3 | Bekleidete Stahlkonstruktion im Gebäudeinneren | 40 |
| 3.3.3.4 | Nachweis auf Temperaturebene | 44 |
| 3.3.3.5 | Nachweis auf Tragfähigkeitsebene | 46 |
| 3.3.3.5.1 | Zugbeanspruchte Bauteile | 46 |
| 3.3.3.5.2 | Druckbeanspruchte Bauteile mit Querschnitten der Klasse 1, 2 oder 3 | 47 |
| 3.3.3.5.3 | Träger mit Querschnitten der Klasse 1 und 2 | 48 |
| 3.3.3.5.4 | Balken mit Querschnitten der Klasse 3 | 50 |
| 3.3.3.5.5 | Auf Biegung und axialen Druck beanspruchte Bauteile der Querschnittsklassen 1, 2 oder 3 | 51 |
| 3.4 | Nachweis mit dem allgemeinen ( genauem) Rechen-verfahren | 52 |
| 3.4.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte | 52 |
| 3.4.2 | Bestandteile des Nachweisverfahrens | 52 |
| 3.4.3 | Thermische Analyse | 53 |
| 3.4.3.1 | Allgemeines | 53 |
| 3.4.3.2 | Thermische Einwirkungen | 53 |
| 3.4.3.3 | Temperaturentwicklung im Bauteil | 53 |
| 3.4.4 | Mechanische Analyse | 54 |
| 3.4.4.1 | Allgemeines | 54 |
| 3.4.4.2 | Mechanische Einwirkungen | 55 |
| 3.4.4.3 | Temperaturabhängige Werkstoffkennwerte | 55 |
| 4. | Brandschutztechnische Bemessungsverfahren im Stahlverbundbau | 56 |
| 4.1 | Mögliche Nachweisverfahren | 56 |
| 4.2 | Klassifizierung bzw. Bemessung mit tabellarischen Daten | 56 |
| 4.2.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, Grundlagen | 56 |
| 4.2.2 | Vorgehensweise beim Nachweis | 57 |
| 4.2.3 | Verbundträger mit ausbetonierten Kammer | 58 |
| 4.2.4 | Verbundstützen | 60 |
| 4.2.4.1 | Allgemeines | 60 |
| 4.2.4.2 | Verbundstützen mit vollständig einbetoniertem Stahlquerschnitt | 60 |
| 4.2.4.3 | Verbundstützen mit Kammerbeton | 62 |
| 4.2.4.4 | Verbundstützen aus betongefüllten Hohlprofilen | 63 |
| 4.3 | Nachweis mit dem vereinfachten Rechenverfahren | 65 |
| 4.3.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte | 65 |
| 4.3.2 | Werkstoffeigenschaften | 65 |
| 4.3.2.1 | Allgemeines | 65 |
| 4.3.2.2 | Baustahl | 66 |
| 4.3.2.2.1 | Mechanische Eigenschaften | 66 |
| 4.3.2.2.2 | Thermische Eigenschaften | 67 |
| 4.3.2.3 | Beton | 69 |
| 4.3.2.3.1 | Mechanische Eigenschaften | 69 |
| 4.3.2.3.2 | Thermische Eigenschaften | 70 |
| 4.3.2.4 | Betonstahl | 72 |
| 4.3.2.4.1 | Mechanische Eigenschaften | 72 |
| 4.3.2.4.2 | Thermische Eigenschaften | 72 |
| 4.3.3 | Verbunddecken | 73 |
| 4.3.3.1 | Ungeschützte Verbunddecken | 73 |
| 4.3.3.1.1 | Allgemeines | 73 |
| 4.3.3.1.2 | Beanspruchbarkeit – Berechnungsgrundlagen | 73 |
| 4.3.3.1.3 | Berechnung der positiven Momententragfähigkeit Mfi,Rd+ | 74 |
| 4.3.3.1.4 | Berechnung der negativen Momententragfähigkeit Mfi,Rd- | 75 |
| 4.3.3.2 | Geschützte Verbunddecken | 76 |
| 4.3.4 | Verbundträger | 76 |
| 4.3.4.1 | Verbundträger ohne Betonüberdeckung des Stahlquerschnitts | 76 |
| 4.3.4.1.1 | Allgemeines | 76 |
| 4.3.4.1.2 | Erwärmung des Querschnitts | 76 |
| 4.3.4.1.3 | Tragverhalten - Modell der kritischen Temperatur | 77 |
| 4.3.4.1.4 | Tragverhalten - Modell der Momententragfähigkeit | 77 |
| 4.3.4.1.5 | Nachweis der Dübeltragfähigkeit | 79 |
| 4.3.4.2 | Verbundträger mit kammerbetonierten Stahlträgern | 80 |
| 4.3.4.2.1 | Allgemeines | 80 |
| 4.3.4.2.2 | Erwärmung des Querschnitts | 81 |
| 4.3.4.2.3 | Tragverhalten | 81 |
| 4.3.4.2.4 | Positive Momententragfähigkeit Mfi,Rd+ | 82 |
| 4.3.4.2.5 | Negative Momententragfähigkeit Mfi,Rd- | 85 |
| 4.3.5 | Stahlträger mit Kammerbeton | 87 |
| 4.3.6 | Verbundstützen | 88 |
| 4.3.6.1 | Allgemeines zum Tragverhalten | 88 |
| 4.3.6.2 | Stahlquerschnitte mit Kammerbeton | 89 |
| 4.3.6.2.1 | Allgemeines | 89 |
| 4.3.6.2.2 | Flansche des Stahlquerschnitts | 90 |
| 4.3.6.2.3 | Steg des Stahlquerschnitts | 91 |
| 4.3.6.2.4 | Kammerbeton | 91 |
| 4.3.6.2.5 | Bewehrungsstäbe | 92 |
| 4.3.6.3 | Ungeschützte betongefüllte Hohlprofile | 93 |
| 4.3.6.3.1 | Allgemeines | 94 |
| 4.3.6.3.2 | Temperaturfeld | 94 |
| 4.3.6.3.3 | Spannungs- Dehnungsbeziehung für Baustahl | 94 |
| 4.3.6.3.4 | Spannungs- Dehnungsbeziehung für Betonstahl | 95 |
| 4.3.6.3.5 | Spannungs- Dehnungsbeziehung für Beton | 95 |
| 4.3.6.3.6 | Bemessungswert der Grenznormalkraft unter zentrischem Druck | 96 |
| 4.3.6.3.7 | Exzentrizität der Belastung | 96 |
| 4.3.6.4 | Geschützte betongefüllte Hohlprofile | 98 |
| 4.4 | Nachweis mit dem allgemeinen ( genauem) Rechenverfahren | 99 |
| 4.4.1 | Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte | 99 |
| 4.4.2 | Bestandteile des Nachweisverfahrens | 99 |
| 4.4.3 | Thermische Analyse | 100 |
| 4.4.4 | Mechanische Analyse | 100 |
| 5. | Brandsimulationsmodelle und Brandszenarien | 101 |
| 5.1 | Brandsimulationsmodelle | 101 |
| 5.2 | Bemessungsbrände für die Vollbrandphase | 105 |
| 5.2.1 | Allgemeines | 105 |
| 5.2.2 | Normbrände | 105 |
| 5.2.3 | Vereinfachtes Naturbrandmodell | 106 |
| 5.2.3.1 | Allgemeines | 106 |
| 5.2.3.2 | Anwendungsgrenzen und Bestimmung der parametrischen Temperaturzeitkurve nach EC 1-1-2, Anhang A | 06 |
| 5.2.3.3 | Anwendungsbeispiele mit variablen Eingangsparametern | 111 |
| 5.2.3.4 | Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse | 115 |
| 5.2.4 | Allgemeine Naturbrandmodelle | 116 |
| 5.2.4.1 | Allgemeines | 116 |
| 5.2.4.2 | Ermittlung der Temperaturzeitkurve mit Hilfe der Energiefreisetzungsrate nach EC 1-1-2, Anhang E | |
| 5.2.4.3 | Anwendungsbeispiele mit variablen Eingangsparametern | 123 |
| 5.2.4.4 | Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse | 129 |
| 5.2.5 | Vergleich der Stahlerwärmung für verschiedene Temperaturzeitkurven in Abhängigkeit von der Nutzung | 130 |
| 5.3 | Lokale Brände | 135 |
| 5.3.1 | Allgemeines | 135 |
| 5.3.2 | Ermittlung der thermischen Einwirkung durch lokale Brände nach EC 1-1-2, Anhang C | 135 |
| 5.3.3 | Awendungsbeispiele | 138 |
| 5.4 | Bekannte Brandlasten und Brandszenarien für häufig vorliegende Gebäudetypen | 140 |
| 5.4.1 | Literaturrecherche | 140 |
| 5.4.2 | Beispiel Realbrandkonzept Parkgarage Tirol- Therme Längenfeld | 141 |
| 5.5 | Zusammenfassung | 145 |
| 6. | Anwendungsbeispiele für das vereinfachte und allgemeine Bemessungsverfahren | 146 |
| 6.1 | Vorbemerkungen | 146 |
| 6.2 | Stahlbau | 146 |
| 6.2.1 | Statisch bestimmte Beispiele | 146 |
| 6.2.1.1 | Einfeldträger - vereinfachtes Verfahren | 146 |
| 6.2.1.2 | Einfeldträger - allgemeines Verfahren | 148 |
| 6.2.1.3 | Einfeldträger mit höherer Stahlgüte - vereinfachtes Verfahren | 148 |
| 6.2.1.4 | Einfeldträger mit höherer Stahlgüte - allgemeines Verfahren | 150 |
| 6.2.1.5 | Einfeldträger, kippgefährdet - vereinfachtes Verfahren | 150 |
| 6.2.1.6 | Einfeldträger, kippgefährdet - allgemeines Verfahren | 152 |
| 6.2.1.7 | Einfeldstütze - vereinfachtes Verfahren | 153 |
| 6.2.1.8 | Einfeldstütze - allgemeines Verfahren | 155 |
| 6.2.2 | Statisch unbestimmte Beispiele | 156 |
| 6.2.2.1 | Dreifeldträger, kippgefärdet - vereinfachtes Verfahren | 156 |
| 6.2.2.2 | Dreifeldträger, kippgefährdet - allgemeines Verfahren | 158 |
| 6.2.2.3 | Zweigelenkrahmen - vereinfachtes Verfahren | 160 |
| 6.2.2.4 | Zweigelenkrahmen - allgemeines Verfahren | 162 |
| 6.2.2.5 | Zweifeldrahmen - allgemeines Verfahren, Fliesszonentheorie | 164 |
| 6.2.2.6 | Dreifeldstütze - vereinfachtes Verfahren | 166 |
| 6.2.2.7 | Dreifeldstütze - allgemeines Verfahren | 167 |
| 6.2.2.8 | Dreifeldstütze, nicht zwängungsfrei - allgemeines Verfahren | 169 |
| 6.2.3 | Aussteifende Systeme | 171 |
| 6.2.3.1 | Allgemeines | 171 |
| 6.2.3.2 | Aussteifung durch Rahmen, H- Kräfte nur in Hauptrahmenrichtung | 172 |
| 6.2.3.3 | Aussteifung durch Rahmen, H- Kräfte in beide Richtungen | 176 |
| 6.2.4 | Verbindungen | 177 |
| 6.2.5 | Zusammenfassende Bemerkungen | 178 |
| 6.3 | Stahlverbundbau | 180 |
| 6.3.1 | Allgemeines | 180 |
| 6.3.2 | Beispiele zu Stahlverbunddecken | 181 |
| 6.3.2.1 | Einfeldträger - vereinfachtes Verfahren | 181 |
| 6.3.2.2 | Zweifeldträger - vereinfachtes Verfahren | 183 |
| 6.3.3 | Beispiele zu Stahlverbundträgern mit Kammerbeton | 186 |
| 6.3.3.1 | Einfeldträger, S 235, schubfest angeschlossene Decke – vereinfachtes Verfahren | 186 |
| 6.3.3.2 | Einfeldträger, S 355, schubfest angeschlossene Decke - vereinfachtes Verfahren | 188 |
| 6.3.3.3 | Zweifeldträger, S235, schubfest angeschlossene Decke - vereinfachtes Verfahren | 189 |
| 6.3.4 | Beispiele zu Stahlstützen mit Kammerbeton | 191 |
| 6.3.4.1 | Einfeldstütze, S 235 - vereinfachtes Verfahren | 191 |
| 6.3.4.2 | Dreifeldstütze, S 235 - vereinfachtes Verfahren | 193 |
| 6.3.5 | Beispiele zu Verbundträgern ohne Betonüberdeckung des Stahlquerschnitts | 193 |
| 6.3.5.1 | Einfeldträger, S 235 - vereinfachtes Verfahren | 193 |
| 6.3.5.2 | Einfeldträger, S 355 - vereinfachtes Verfahren | 195 |
| 6.3.5.3 | Beidseits eingespannter Einfeldträger, S 355 - allgemeines Verfahren | 196 |
| 6.3.6 | Beispiele zu Verbundträgern als Riegel innerhalb eines Stahlrahmensystems - vereinfachtes Verfahren | 197 |
| 6.3.6.1 | Ebener eingespannter Stahlrahmen mit kalten Stielen und brandbeanspruchtem Verbundträger | 197 |
| 6.3.6.2 | Ebener gelenkig gelagerter Stahlrahmen mit kalten Stielen und brandbeanspruchtem Verbundträger | 198 |
| 6.3.6.3 | Ebener eingespannter Stahlrahmen mit brandbeanspruchten Stielen und einem Verbundträger als Rahmenriegel | |
| 6.3.6.4 | Ebener gelenkig gelagerter Stahlrahmen mit brandbeanspruchten Stielen und einem Verbundträger als Rahmenriegel | 199 |
| 6.3.6.5 | Ergebniszusammenstellung des untersuchten Rahmens | 199 |
| 6.3.7 | Verbindungen | 200 |
| 6.3.8 | Zusammenfassende Bemerkungen | 201 |
| 7. | Praxisbeispiel Parkhaus | 202 |
| 7.1 | Vorbemerkungen | 202 |
| 7.2 | Heissbemessung mit einer Realbrandkurve | 203 |
| 7.2.1 | Naturbrandkonzept | 203 |
| 7.2.2 | Annahmen für die Berechnung | 204 |
| 7.2.3 | Modell 1: Ebene Betrachtung, Brandherd im Mittelfeld | 206 |
| 7.2.4 | Modell 2: Ebene Betrachtung, Brandherd im Randfeld | 209 |
| 7.2.5 | Modell 3: Räumliche Betrachtung, Brandherd im Randfeld | 211 |
| 7.3 | Heissbemessung unter Normbrandbeanspruchung | 215 |
| 7.3.1 | Normbrandbeanspruchung | 215 |
| 7.3.2 | Annahmen für die Berechnung | 215 |
| 7.3.3 | Ebenes Modell unter 800°C, Brandherd im Randfeld | 216 |
| 7.3.4 | Ebenes Modell unter 600°C, Brandherd im Randfeld | 216 |
| 7.4 | Zusammenfassung | 217 |
| 8. | Ergebnis und Ausblick | 218 |
| 9. | Literatur und Software | 219 |
| 9.1 | Normen, Vorschriften und Richtlinien | 219 |
| 9.2 | Literatur | 221 |
| 9.3 | Software | 222 |
Textprobe:
Kapitel 4.4, Nachweis mit dem allgemeinen (genauem) Rechenverfahren:
Anwendungsmöglichkeiten und –grenzen, bauordnungsrechtliche Aspekte:
Das allgemeine Berechnungsverfahren nach Eurocode 4, Teil 1-2 kann für Einzelbauteile, Teil- und Gesamttragwerke mit beliebiger Querschnittsart und –form angewendet werden. Voraussetzung ist, dass die Dimensionierung im Gebrauchszustand (Kaltbemessung) nach Eurocode 4-1-1 erfolgt.
Die Bemessung kann mit einer beliebigen Aufheizkurve erfolgen.
Das Verfahren ist zwangsläufig anzuwenden, wenn Daten zur Spannungs- und Dehnungsentwicklung, Verformungen und/ oder Temperaturfelder erforderlich sind.
Es ist zu beachten, dass mögliche Versagensformen, die nicht durch das allgemeine Bemessungsverfahren erfasst werden, durch geeignete Maßnahmen ausgeschlossen werden. Bei den Versagensformen handelt es sich insbesondere um örtliches Beulen, ungenügende Rotationskapazität, Betonabplatzungen und Schubversagen.
Grundsätzlich ist eine Genehmigung durch die Bauaufsichtsbehörde erforderlich. Die Prüfung der Nachweise hat durch einen hierfür qualifizierten Prüfingenieur zu erfolgen.
In jedem Fall ist das allgemeine Berechnungsverfahren auf seine Gültigkeit hin zu überprüfen. Es muss eine Sensibilitätsstudie der kritischen Parameter durchgeführt werden, die eine Beurteilung ermöglicht, ob das Berechnungsverfahren mit vernünftiger Ingenieurpraxis übereinstimmt.
Bestandteile des Nachweisverfahrens:
Die Untersuchung sollte als Grundlage physikalische Gesetzmäßigkeiten berücksichtigen, die eine zuverlässige Annäherung an das erwartete Tragverhalten der Bauteile bieten, sodass eine wirklichkeitstreue Beschreibung des Tragwerks im Brandfall möglich ist.
Der brandschutztechnische Nachweis darf getrennt für die thermische und die mechanische Analyse geführt werden.
Thermische Analyse:
Die thermische Analyse muss auf anerkannten Prinzipien und Annahmen der Theorie der Wärmeübertragung basieren.
Ausgehend von den Heißgastemperaturen im Brandraum, die als thermische Einwirkung nach EC 1-1-2 vorgegeben werden, wird die Temperatur im Bauteilquerschnitt ermittelt. Um die Temperatur im Bauteil zu bestimmen, ist es selbstverständlich erforderlich die temperaturabhängigen thermischen Materialkennwerte des Bauteilquerschnitts und ggf. der Schutzschichten zu berücksichtigen Der Untersuchung des thermischen Materialverhaltens ist die Theorie der Wärmeübertragung zu Grunde zu legen. Die Einflüsse aus ungleichmäßiger Temperaturbeanspruchung und der Wärmetransport in angrenzende Bauteile darf ggf. berücksichtigt werden. Der günstige Einfluss des Feuchtegehalts im Beton und im Brandschutzmaterial darf vernachlässigt werden.
Mechanische Analyse:
Gegenstand der mechanischen Analyse ist die Untersuchung des Trag- und teilweise auch des Verformungsverhaltens der brandbeanspruchten Konstruktion.
Auf der Einwirkungsseite sind die Einflüsse aus der Belastung, der geometrischen Imperfektionen, der behinderten thermischen Verformungen ( Zwängungen) und ggf. nichtlinearer geometrischer Effekte einzubeziehen.
Auf Seiten des Bauteilwiderstandes sind die Einflüsse aus dem thermo- mechanischen nichtlinearem Baustoffverhalten und den thermischen Dehnungen zu berücksichtigen. Nicht beachtet zu werden braucht das sog. Hochtemperaturkriechen, sofern die Spannungs- Dehnungsbeziehungen nach ENV 1994-1-2, 3.2 der Berechnung zugrunde gelegt werden.
Die im Grenzzustand der Tragfähigkeit ermittelten Verformungen sind zu begrenzen, um das Zusammenwirken aller Tragwerksteile sicherzustellen.
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http://www.diplom.de/ean/9783836608930
Arbeit zitieren:
Kallert, Heike August 2007: Entwurf und Berechnung von Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen unter besonderer Berücksichtigung des baulichen Brandschutzes, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Heissbemessung, Stahlbau, Brandschutz, Eurocode, Stahlverbundbau
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