Parameterstudie zur brandschutztechnischen Bemessung von Stahlbetonstützen

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 1.1 Problemstellung
• 1.2 Zielsetzung
• 1.3 Gliederung der Arbeit
• 2 Grundlagen
• 2.1 Brandschutz
• 2.2 Brandablauf
• 2.3 Gesetzliche Grundlagen
• 2.4 Technische Baubestimmungen
• 2.4.1 Allgemeines
• 2.4.2 Klassifizierung von Baustoffen und Bauteilen nach DIN 4102
• 2.5 Hochtemperaturverhalten von Stahlbetonstützen
• 2.5.1 Allgemeines
• 2.5.2 Abplatzverhalten
• 2.5.3 Hochtemperaturverhalten von Beton und Stahl
• 2.5.4 Temperaturverteilung im Querschnitt
• 3 Brandschutzbemessung nach DIN
• 3.1 Geschichtlicher Abriss
• 3.2 Bemessung nach DIN 4102-4
• 3.3 DIBt-Richtlinie als Übergangslösung
• 3.4 Bemessung nach DIN 4102-22
• 3.4.1 Allgemeines
• 3.4.2 α*-Verfahren
• 3.4.3 Neue Tabelle 31
• 3.4.4 Erweiterte Tabelle 31
• 3.5 Randbedingungen der neuen Tabelle 31
• 3.6 Bemessungsbeispiel 1
• 3.6.1 Brandschutzbemessung nach DIN 4102-4
• 3.6.2 Brandschutzbemessung nach DIBt-Richtlinie
• 3.6.3 Brandschutzbemessung nach DIN 4102-22 (α*-Verfahren)
• 3.6.4 Brandschutzbemessung nach DIN 4102-22 (Neue Tabelle 31)
• 3.6.5 Brandschutzbemessung nach DIN 4102-22 (erweiterte Tabelle 31)
• 3.6.6 Bemessungsbeispiel 2
• 3.6.7 Brandschutzbemessung nach DIBt-Richtlinie
• 3.6.8 Brandschutzbemessung nach DIN 4102-22 (α*-Verfahren)
• 4 Brandschutzbemessung nach EC
• 4.1 Allgemeines
• 4.1.1 Geschichtlicher Abriss
• 4.1.2 DIN V ENV 1992-1-2
• 4.1.3 DIN EN 1992-1-2
• 4.2 Tabellarische Bemessung
• 4.3 Bemessungsbeispiel 3
• 4.4 Vereinfachtes Berechnungsverfahren
• 4.5 Bemessungsbeispiel 4
• 4.5.1 Programmgesteuerte Berechnung
• 4.5.2 Berechnung mit einem Interaktionsdiagramm
• 4.6 Allgemeines Rechenverfahren
• 4.6.1 Thermische Analyse
• 4.6.1.1 Thermische Einwirkungen
• 4.6.1.2 Temperaturverteilung in Bauteilen
• 4.6.1.3 Mechanische Analyse
• 4.6.1.4 Mechanische Einwirkungen
• 4.6.1.5 Tragfähigkeit von Bauteilen
• 5 Parameterstudie
• 5.1 Allgemeines
• 5.2 Kalte Bemessung
• 5.3 Programmbeschreibung
• 5.4 Pendelstütze
• 5.4.1 Festlegung der Parameter
• 5.4.2 Brandschutztechnische Bemessung
• 5.4.2.1 Berechnungsergebnisse (l = 6 m, cnom = 25 mm)
• 5.4.2.2 Berechnungsergebnisse (l = 6 m, cnom = 30 mm)
• 5.4.2.3 Berechnungsergebnisse (l = 6 m, cnom = 35 mm)
• 5.4.2.4 Berechnungsergebnisse (l = 4 m, cnom = 25 mm)
• 5.4.2.5 Berechnungsergebnisse (l = 4 m, cnom = 30 mm)
• 5.4.2.6 Berechnungsergebnisse (l = 4 m, cnom = 35 mm)
• 5.4.3 Auswertung von Berechnungsergebnissen
• 5.4.3.1 Allgemeines
• 5.4.3.2 Auswirkung der Stützenlänge
• 5.4.3.3 Überschreitungen des Ausnutzungsgrades
• 5.4.3.4 Auswirkung des Achsabstandes
• 5.4.3.5 Auswirkung der kalten Bemessung
• 5.5 Kragstütze
• 5.5.1 Brandschutztechnische Bemessung
• 5.5.1.1 Versuchsstütze 1
• 5.5.1.2 Versuchsstütze 2
• 5.5.1.3 Versuchsstütze 3
• 6 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit untersucht die brandschutztechnische Bemessung von Stahlbetonstützen, insbesondere im Hinblick auf die Unterschiede zwischen den verschiedenen, bisher und aktuell geltenden Verfahren. Ein Schwerpunkt liegt auf der praktischen Anwendung der Methoden und der Darstellung ihrer Vor- und Nachteile. Die Parameterstudie analysiert den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Feuerwiderstandsklasse.

• Vergleich verschiedener brandschutztechnischer Bemessungsverfahren (DIN und EC)
• Analyse der Anwendungsgrenzen und Randbedingungen der Verfahren
• Untersuchung des Einflusses von Stützenlänge und Achsabstand auf die Feuerwiderstandsfähigkeit
• Bewertung der Auswirkungen unterschiedlicher Kaltbemessungskonzepte
• Detaillierte Betrachtung des allgemeinen Rechenverfahrens nach EN 1992-1-2

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 1 führt in die Thematik ein und beschreibt die Problemstellung der Anpassung der brandschutztechnischen Bemessung an die neue DIN 1045-1. Kapitel 2 legt die Grundlagen des Brandschutzes, Brandablaufs, der gesetzlichen Vorschriften und des Hochtemperaturverhaltens von Stahlbeton dar. Kapitel 3 behandelt ausführlich die brandschutztechnische Bemessung nach verschiedenen DIN-Normen und -Richtlinien, einschließlich detaillierter Bemessungsbeispiele. Kapitel 4 erläutert die brandschutztechnische Bemessung nach den europäischen Normen (Eurocodes), mit Fokus auf tabellarischen Verfahren, vereinfachten und allgemeinen Rechenverfahren und weiteren Beispielen. Kapitel 5 präsentiert die Parameterstudie, welche den Einfluss verschiedener Parameter auf die Feuerwiderstandsklasse untersucht.

Schlüsselwörter

Stahlbetonstützen, Brandschutzbemessung, DIN 4102, Eurocode 2 (EN 1992-1-2), Feuerwiderstandsklasse, Parameterstudie, Hochtemperaturverhalten, Beton, Stahl, Kaltbemessung, Heißbemessung, tabellarische Verfahren, allgemeine Rechenverfahren, Achsabstand, Betondeckung.