A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Zum Feuerwiderstand von Stahlbetonstützen
Mittels Simulationsrechnungen auf der Basis der Finite-Elemente- Methode wurde der Feuerwiderstand von bewehrten Stahlbetonstützen anhand von Stützen in üblichen Hochbauten mit Längen von bis zu 4 m (Knicklänge im Brandfall 2,0 m) und Kragstützen mit Längen von bis zu 10 m (Knicklänge im Brandfall 20,0 m) untersucht. Stahlbetonstützen im üblichen Geschossbau mit Abmessungen von b/h = 24/24 cm erfüllen die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse F90,wenn die Stützenlänge 4,0 m nicht überschreitet und ein ausreichender Achsabstand der Bewehrung in der Größenordnung von 50 mm vorhanden ist. Dies gilt auch für bestehende Stahlbetonstützen, die gemäß Tabelle 31 aus DIN 4102-4 bemessen worden sind. Die Untersuchungen mit mittleren Brandlasten von bis zu 1.000 MJ/Quadratmeter unter Naturbrandbeanspruchung zeigen, dass auch Stützen mit größeren Stützenlängen im Geschossbau ausreichende Tragreserven aufweisen. Kragstützen erfüllen bei voller Lastausnutzung unabhängig von der Bauteilabmessung und der Schlankheit immer die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse F30, wenn sie für den Kaltfall nach DIN 1045-1 bemessen worden sind. Sofern eine praxisnahe Beanspruchung bestehend aus Normalkraft und Biegemoment berücksichtigt wird, kann durch eine Naturbrandbetrachtung gezeigt werden, dass diese Stützen im Brandfall ihre Tragfähigkeit nicht verlieren. Die Feuerwiderstandsklasse F90 wird immer dann erreicht, wenn die Kragstützen Mindestbauteilabmessungen von b/h = 40/40 cm besitzen und der Lastausnutzungsgrad im Brandfall maximal myfi,t = 0,50 beträgt. Dies gilt auch für bestehende Kragstützen. Die Zusammenhänge können für die Vordimensionierung bei der brandschutztechnischen Bemessung genutzt werden und stellen aufgrund ihrer einfachen Zusammenhänge eine Art Level 1-Verfahren dar. Aufgrund der Ergebnisse ist die Schlussfolgerung zulässig, dass bestehende Stahlbetonstützen bemessen nach Tabelle 31 der DIN 4102-4 im Brandfall kein Sicherheitsrisiko darstellen, obwohl im Zuge der Normung die Mindestquerschnittsabmessungen vergrößert wurden und eine Schlankheitsbegrenzung vorgenommen wurde. Dies gilt dann, wenn im Hochbau übliche Brandlasten, Bauteilabmessungen und Geschosshöhen vorliegen. Sind die Stützen unter Normaltemperatur regelkonform dimensioniert und ausgeführt worden, dann ist Bauteilversagen im Brandfall nicht zu erwarten.
Zum Feuerwiderstand von Stahlbetonstützen
Mittels Simulationsrechnungen auf der Basis der Finite-Elemente- Methode wurde der Feuerwiderstand von bewehrten Stahlbetonstützen anhand von Stützen in üblichen Hochbauten mit Längen von bis zu 4 m (Knicklänge im Brandfall 2,0 m) und Kragstützen mit Längen von bis zu 10 m (Knicklänge im Brandfall 20,0 m) untersucht. Stahlbetonstützen im üblichen Geschossbau mit Abmessungen von b/h = 24/24 cm erfüllen die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse F90,wenn die Stützenlänge 4,0 m nicht überschreitet und ein ausreichender Achsabstand der Bewehrung in der Größenordnung von 50 mm vorhanden ist. Dies gilt auch für bestehende Stahlbetonstützen, die gemäß Tabelle 31 aus DIN 4102-4 bemessen worden sind. Die Untersuchungen mit mittleren Brandlasten von bis zu 1.000 MJ/Quadratmeter unter Naturbrandbeanspruchung zeigen, dass auch Stützen mit größeren Stützenlängen im Geschossbau ausreichende Tragreserven aufweisen. Kragstützen erfüllen bei voller Lastausnutzung unabhängig von der Bauteilabmessung und der Schlankheit immer die Anforderungen an die Feuerwiderstandsklasse F30, wenn sie für den Kaltfall nach DIN 1045-1 bemessen worden sind. Sofern eine praxisnahe Beanspruchung bestehend aus Normalkraft und Biegemoment berücksichtigt wird, kann durch eine Naturbrandbetrachtung gezeigt werden, dass diese Stützen im Brandfall ihre Tragfähigkeit nicht verlieren. Die Feuerwiderstandsklasse F90 wird immer dann erreicht, wenn die Kragstützen Mindestbauteilabmessungen von b/h = 40/40 cm besitzen und der Lastausnutzungsgrad im Brandfall maximal myfi,t = 0,50 beträgt. Dies gilt auch für bestehende Kragstützen. Die Zusammenhänge können für die Vordimensionierung bei der brandschutztechnischen Bemessung genutzt werden und stellen aufgrund ihrer einfachen Zusammenhänge eine Art Level 1-Verfahren dar. Aufgrund der Ergebnisse ist die Schlussfolgerung zulässig, dass bestehende Stahlbetonstützen bemessen nach Tabelle 31 der DIN 4102-4 im Brandfall kein Sicherheitsrisiko darstellen, obwohl im Zuge der Normung die Mindestquerschnittsabmessungen vergrößert wurden und eine Schlankheitsbegrenzung vorgenommen wurde. Dies gilt dann, wenn im Hochbau übliche Brandlasten, Bauteilabmessungen und Geschosshöhen vorliegen. Sind die Stützen unter Normaltemperatur regelkonform dimensioniert und ausgeführt worden, dann ist Bauteilversagen im Brandfall nicht zu erwarten.
Zum Feuerwiderstand von Stahlbetonstützen
Fire resistance of reinforced concrete columns
Upmeyer, Jens (author) / Schaumann, Peter (author)
Beton- und Stahlbetonbau ; 103 ; 472-481
2008
10 Seiten, 6 Bilder, 2 Tabellen, 35 Quellen
Article (Journal)
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