A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Optimierung einer Fachwerkbinderkonstruktion in Stahl- bzw. kombinierter Stahl-Holzbauweise unter Berücksichtigung brandschutztechnischer Anforderungen am Beispiel einer Sporthalle ; Optimisation of a steel or hybrid steel-timber trussed girder based on technical requirements for fire protection of a sports hall
Die Dachtragwerke von wettkampftauglichen Sporthallen müssen in der Regel neben dem Sportfeldbereich auch den Tribünenbereich stützenfrei überspannen. Aufgrund der großen Spannweite von mehr als 28 Metern kann dieser Forderung bspw. durch Dachbinder in Stahl-, Holz- oder Spannbetonbauweise entsprochen werden, welche nach der Niedersächsischen Versammlungsstättenverordnung zudem feuerhemmend ausgebildet sein müssen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Dachbinder in Stahlbzw. hybrider Stahl-Holzbauweise hinsichtlich statischer, bau- und brandschutztechnischer sowie wirtschaftlicher Gesichtspunkte optimiert werden. Während die Kaltbemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit bei einem Stahlfachwerkbinder erfolgreich durchgeführt werden kann, ist eine Realisierung der Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten unter Ansatz der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) nur durch die Verwendung von unwirtschaftlich überdimensionierten Profilabmessungen auf Bauteilebene möglich. Werden zudem die Zwangskräfte aus thermischer Dehnung angesetzt, ist der Nachweis für das Gesamttragwerk nicht möglich. Gerade bei Sporthallen, die bei ordnungsgemäßer Nutzung nur eine geringe Brandlastdichte aufweisen, kann über die Verwendung von Naturbrandmodellen gezeigt werden, dass die zu erwartenden Raumgas- und damit auch Stahltemperaturen deutlich unter jenen bei Ansatz der ETK liegen. Eine Heißbemessung des Stahlfachwerks gelingt dabei sowohl mit dem vereinfachten Naturbrandmodell Lokaler Brand als auch bei einem allgemeinen Naturbrandmodell mit thermodynamischer Berechnung in FDS. In einer Variantenstudie ist neben der erfolgreichen Bemessung eines mit DSBBS geschützten Stahlfachwerks ein im Firstbereich gekrümmter Holzbinder mit Stahlunterspannung nachgewiesen worden. Auch die Brandschutznachweise der Holzbauteile sind aufgrund des günstigen thermischen Verhaltens von Holz im Brandfall - durch die Pyrolyse des Holzes bildet sich eine schützende Kohleschicht aus - über eine entsprechende Dimensionierung möglich. Um diesen Schutzeffekt des Holzes an ...
Optimierung einer Fachwerkbinderkonstruktion in Stahl- bzw. kombinierter Stahl-Holzbauweise unter Berücksichtigung brandschutztechnischer Anforderungen am Beispiel einer Sporthalle ; Optimisation of a steel or hybrid steel-timber trussed girder based on technical requirements for fire protection of a sports hall
Die Dachtragwerke von wettkampftauglichen Sporthallen müssen in der Regel neben dem Sportfeldbereich auch den Tribünenbereich stützenfrei überspannen. Aufgrund der großen Spannweite von mehr als 28 Metern kann dieser Forderung bspw. durch Dachbinder in Stahl-, Holz- oder Spannbetonbauweise entsprochen werden, welche nach der Niedersächsischen Versammlungsstättenverordnung zudem feuerhemmend ausgebildet sein müssen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Dachbinder in Stahlbzw. hybrider Stahl-Holzbauweise hinsichtlich statischer, bau- und brandschutztechnischer sowie wirtschaftlicher Gesichtspunkte optimiert werden. Während die Kaltbemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit bei einem Stahlfachwerkbinder erfolgreich durchgeführt werden kann, ist eine Realisierung der Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten unter Ansatz der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) nur durch die Verwendung von unwirtschaftlich überdimensionierten Profilabmessungen auf Bauteilebene möglich. Werden zudem die Zwangskräfte aus thermischer Dehnung angesetzt, ist der Nachweis für das Gesamttragwerk nicht möglich. Gerade bei Sporthallen, die bei ordnungsgemäßer Nutzung nur eine geringe Brandlastdichte aufweisen, kann über die Verwendung von Naturbrandmodellen gezeigt werden, dass die zu erwartenden Raumgas- und damit auch Stahltemperaturen deutlich unter jenen bei Ansatz der ETK liegen. Eine Heißbemessung des Stahlfachwerks gelingt dabei sowohl mit dem vereinfachten Naturbrandmodell Lokaler Brand als auch bei einem allgemeinen Naturbrandmodell mit thermodynamischer Berechnung in FDS. In einer Variantenstudie ist neben der erfolgreichen Bemessung eines mit DSBBS geschützten Stahlfachwerks ein im Firstbereich gekrümmter Holzbinder mit Stahlunterspannung nachgewiesen worden. Auch die Brandschutznachweise der Holzbauteile sind aufgrund des günstigen thermischen Verhaltens von Holz im Brandfall - durch die Pyrolyse des Holzes bildet sich eine schützende Kohleschicht aus - über eine entsprechende Dimensionierung möglich. Um diesen Schutzeffekt des Holzes an ...
Optimierung einer Fachwerkbinderkonstruktion in Stahl- bzw. kombinierter Stahl-Holzbauweise unter Berücksichtigung brandschutztechnischer Anforderungen am Beispiel einer Sporthalle ; Optimisation of a steel or hybrid steel-timber trussed girder based on technical requirements for fire protection of a sports hall
Sandbrink, Stefan (author)
2017-07-28
Theses
Electronic Resource
German
Sporthalle , natural fire modells , Dachkonstruktion , Holz als Brandschutzsystem , Sporthallendächer , Brandschutz von Stahltragwerken , Naturbrandmodelle , steel / steel-wood constructions , wood as a fire protection system , fire protection , Stahl- bzw. Stahl-Holzbauweise , ddc:620 , Stahlbau , Brandschutz , sports hall roofs , Fachwerk , Holzbau , fire protection system for steel-constructions
Stabilität von Kreiszylinderschalen aus Stahl unter kombinierter Beanspruchung
| UB Braunschweig | 2000
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| Tema Archive | 2001