A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Feuerwiderstandfähige Verbundbauteile aus Strangpreßprofilen. Entwicklung, Tragverhalten, Feuerwiderstand, Bemessung
Mit der Profilverbundtechnik stehen dem Stahlbau feuerwiderstandsfähige Bauteile zur Verfügung, die die Anforderungen des Brandschutzes unter Wahrung der Vorteile der Stahlbauweise erfüllen. Profilverbundbauteile bestehen zumeist aus Walzprofilen, deren Kammern ausbetoniert werden. Voraussetzung für das Zusammenwirken von Profilstahl und Kammerbeton war bislang die Anordnung zusätzlicher Verbundmittel, z.B. angeschweißter Bügel, durch Stegbohrungen gesteckte Haken oder Kopfbolzenbügel. Es wurde untersucht, ob durch die Verwendung neuartiger Stahlprofile auf die Verbundmittel verzichtet werden kann. Diese Profile müssen durch feingliedrige und stark hinterschnittene Querschnittsformen eine Verklammerung und Verzahnung des Betons bewirken. Für die Herstellung geeigneter Profilstäbe wurden die Möglichkeiten des Strangpreßverfahrens ausgeschöpft. Es wurden drei unterschiedlich große Profile entwickelt, mit denen durch die Kombination mit Rohren verschiedener Durchmesser 15 Stützentypen gebildet wurden, mit denen ein breites Last- und Feuerwiderstandsspektrum abgedeckt werden kann. Die praktischen und theoretischen Untersuchungen zeigen, daß die Profilformen eine wirksame Verklammerung des Betons und damit einen ausreichend tragfähigen Verbundmechanismus bewirken. Das Tragverhalten der Strangpreßstützen entspricht dem herkömmlicher Verbundstützen. Die Feuerwiderstandsfähigkeit wurden in 11 Brandversuchen unter Beweis gestellt, wobei Feuerwiderstandszeiten von bis zu 124 Minuten erreicht wurden. Anhand der Versuchsergebnisse kann für Feuerwiderstandsklassen ein vereinfachtes Berechnungsverfahren abgesichert werden, bei dem analog zur Kaltbemessung verfahren wird. Die vollplastischen Querschnittswerte und Interaktionsbeziehungen müssen dabei die Festigkeits- und Steifigkeitsverluste von Stahl und Beton in Abhängigkeit von den Querschnittswerten berücksichtigen. Die hierfür erforderlichen Temperaturfelder können mit der Finite-Element-Methode sehr genau ermittelt werden, wenn die zu erwartenden Abplatzungen des unbewehrten Kammerbetons berücksichtigt werden. Im Unterschied zur Berechnung für Raumtemperatur ist beim Nachweis der Feuerwiderstandsdauer das Verfahren der Dehnungsbegrenzung nicht anwendbar. Die dadurch verursachte Überschätzung der Biegetragfähigkeit unter Brandeinwirkung kann durch eine Vergrößerung der Exzentrizität ausgeglichen werden. Die technisch-wissenschaftlichen Voraussetzungen für die praktische Anwendung dieser neuartigen, feuerwiderstandsfähigen Verbundstützen sind damit gegeben.
Feuerwiderstandfähige Verbundbauteile aus Strangpreßprofilen. Entwicklung, Tragverhalten, Feuerwiderstand, Bemessung
Mit der Profilverbundtechnik stehen dem Stahlbau feuerwiderstandsfähige Bauteile zur Verfügung, die die Anforderungen des Brandschutzes unter Wahrung der Vorteile der Stahlbauweise erfüllen. Profilverbundbauteile bestehen zumeist aus Walzprofilen, deren Kammern ausbetoniert werden. Voraussetzung für das Zusammenwirken von Profilstahl und Kammerbeton war bislang die Anordnung zusätzlicher Verbundmittel, z.B. angeschweißter Bügel, durch Stegbohrungen gesteckte Haken oder Kopfbolzenbügel. Es wurde untersucht, ob durch die Verwendung neuartiger Stahlprofile auf die Verbundmittel verzichtet werden kann. Diese Profile müssen durch feingliedrige und stark hinterschnittene Querschnittsformen eine Verklammerung und Verzahnung des Betons bewirken. Für die Herstellung geeigneter Profilstäbe wurden die Möglichkeiten des Strangpreßverfahrens ausgeschöpft. Es wurden drei unterschiedlich große Profile entwickelt, mit denen durch die Kombination mit Rohren verschiedener Durchmesser 15 Stützentypen gebildet wurden, mit denen ein breites Last- und Feuerwiderstandsspektrum abgedeckt werden kann. Die praktischen und theoretischen Untersuchungen zeigen, daß die Profilformen eine wirksame Verklammerung des Betons und damit einen ausreichend tragfähigen Verbundmechanismus bewirken. Das Tragverhalten der Strangpreßstützen entspricht dem herkömmlicher Verbundstützen. Die Feuerwiderstandsfähigkeit wurden in 11 Brandversuchen unter Beweis gestellt, wobei Feuerwiderstandszeiten von bis zu 124 Minuten erreicht wurden. Anhand der Versuchsergebnisse kann für Feuerwiderstandsklassen ein vereinfachtes Berechnungsverfahren abgesichert werden, bei dem analog zur Kaltbemessung verfahren wird. Die vollplastischen Querschnittswerte und Interaktionsbeziehungen müssen dabei die Festigkeits- und Steifigkeitsverluste von Stahl und Beton in Abhängigkeit von den Querschnittswerten berücksichtigen. Die hierfür erforderlichen Temperaturfelder können mit der Finite-Element-Methode sehr genau ermittelt werden, wenn die zu erwartenden Abplatzungen des unbewehrten Kammerbetons berücksichtigt werden. Im Unterschied zur Berechnung für Raumtemperatur ist beim Nachweis der Feuerwiderstandsdauer das Verfahren der Dehnungsbegrenzung nicht anwendbar. Die dadurch verursachte Überschätzung der Biegetragfähigkeit unter Brandeinwirkung kann durch eine Vergrößerung der Exzentrizität ausgeglichen werden. Die technisch-wissenschaftlichen Voraussetzungen für die praktische Anwendung dieser neuartigen, feuerwiderstandsfähigen Verbundstützen sind damit gegeben.
Feuerwiderstandfähige Verbundbauteile aus Strangpreßprofilen. Entwicklung, Tragverhalten, Feuerwiderstand, Bemessung
Bangert, K.W. (author)
1999
158 Seiten, Bilder, Tabellen, 44 Quellen
Theses
German
Verbund- und Sandwichtragwerke : Tragverhalten, Feuerwiderstand, Bauphysik
| UB Braunschweig | 1986
Verbund- und Sandwichtragwerke : Tragverhalten, Feuerwiderstand, Bauphysik
| UB Braunschweig | 1986