Aufgabenstellung
Ziel der Arbeit: Im Rahmen der Diplomarbeit sollen die Auswirkungen der neuen Normengeneration auf die brandschutztechnische Bemessung von Stahlbetonstützen analysiert und verdeutlicht werden.
Folgende Aspekte sind im Einzelnen zu untersuchen:
1. Erläuterung der Grundlagen:
Der Begriff des Brandschutzes ist zu definieren und die theoretischen Grundlagen des technischen Brandschutzes sind näher zu erläutern. Insbesondere ist auf das Materialverhalten und das Systemverhalten von Stahlbetonstützen bei hohen Temperaturen einzugehen. Weiterhin sind die rechtlichen Rahmenbedingungen in Form von Gesetzen, Normen und Verordnungen darzustellen.
2. Bemessungsverfahren gemäß der Normung
Mit der Einführung des semiprobabilistischen Sicherheitskonzept gem. DIN 1055-100 und DIN 1045-1 ist auch eine Überarbeitung der brandschutztechnischen Bemessung von Stahlbetonbauteilen erforderlich.
Die Verfahren sowie die Unterschiede und Abweichungen der bisherigen Bemessungsverfahren zu den neuen Verfahren der DIN V ENV 1992-1-2 sowie der DIN 4102-22 sind heraus zu arbeiten und zu erläutern.
3. Brandschutztechnische Beurteilung verschiedener Stützensysteme
Stützen in verschieblichen und unverschieblichen Systemen sind hinsichtlich ihrer Feuerwiderstandsklasse zu beurteilen bzw. zu bemessen.
Hierzu sind die unter Pkt. 2 beschriebenen Bemessungsverfahren nach DIN 4102 in Verbin-dung mit der DIN 1045: 1988-07, bzw. DIN 4102 in Verbindung mit der DIN 1045-1: 2001-7 und DIN V ENV 1992-1-2 anzuwenden.
Es sind Systeme der Eulerfälle 1 und 2 für verschiedene Parameter zu untersuchen.
Länge: 2,0 – 6,0
Schlankheit: 20 - 100
Ausnutzungsgrad: 0,3 – 1
Evtl. können die Eulerfälle 3 und 4 untersucht werden und die Eulerfälle 5 und 6 qualitativ beurteilt werden.
Ein besonderes Augenmerk ist den Voraussetzungen der Anwendbarkeit, den Hintergründen der Einschränkungen und den neuesten Erkenntnissen auf dem Gebiet zu widmen.
Die ermittelten Ergebnisse sind zu erläutern und die Unterschiede der Bemessungsergebnisse zwischen „alter“ und „neuer“ Normung sind darzustellen.
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.
- Quote paper
- Dipl.-Ing Slava Naumann (Author), 2007, Parameterstudie zur brandschutztechnischen Bemessung von Stahlbetonstützen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/121557
