Herzlich Willkommen! Melden Sie sich an oder registrieren Sie sich.

Das Verifizierungsbeispiel für den brandschutztechnischen Nachweis entspricht prinzipiell dem Beispiel 10 in [1], S. 10-18 ff.
Für die Ortbeton-Randstütze einer geschlossenen Halle ist der Nachweis für den Brandschutz zu erstellen, nach dem allgemeinen Rechenverfahren DIN EN 1992-1-2:2010-12, Kap. 4.3.
Es soll überprüft werden, in welche Feuerwiderstandsklasse die Kragstütze nach DIN EN 1992-1-2:2010-12 eingestuft werden kann, bei einer vorgegebenen Bewehrung aus der Kaltbemessung,

1.1 Aufgabenstellung Teil 1: Thermische Analyse

Im ersten Schritt wurde unter der Einheitstemperaturbrandkurve (ETK) die Temperaturverteilung im Betonquerschnitt sowie die Temperatur in den Bewehrungseisen ermittelt (Thermische Analyse). 

Die Berechnungs-Ergebnisse finden Sie im Beispiel "0032-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 1: Temperaturverteilung im Stützenquerschnitt", wobei dort eine 3-seitige Beflammung angesetzt wurde.

In der Literatur [2] wurde die Randstütze aus [1] jedoch vereinfachend unter 4-seitiger Beflammung veröffentlicht, was auch in der Bau-Praxis oftmals angesetzt wird. 

Temperaturverteilung im Querschnitt bei 4-seitiger Beflammung

Die Temperaturverteilung  im Querschnitt bei 4-seitiger Beflammung kann leicht aus der Temperaturverteilung bei 3-seitiger Beflammung abgeleitet werden,
wobei die Temperaturen auf der beflammten Seite der 3-seitigen Beflammung für die 4-seitige Beflammung an der y-Achse gespiegelt sind.

Temperaturverteilung im Querschnitt im Vergleich (links 4-seitig, rechts 3-seitig beflammt)

	Temperaturen in Bewehrung [°C]
	links   301,08  / 177,24                     301,08  / 177,24	rechts   21,60 / 176,47                      177,24 / 301,08

Bild 1.1: Temperaturen nach 30 Minuten (ETK) im Querschnitt und in der Bewehrung

Im Weiteren wird darauf verzichtet, die thermische Analyse für 4-seitige Beflammung in einem gesonderten Beispiel darzustellen und zur Erläuterung der Vorgehensweise
auf das Beispiel 0032-D-DBV-AK Software in EvaDAT verwiesen.
 

1.2 Aufgabenstellung Teil 2: Mechanische Analyse

Im zweiten Schritt wird im Folgenden die Tragfähigkeit der Stahlbetonstütze im Brandfall (außergewöhnliche Lastsituation bei Brand)  für die 4-seitig beflammte Stütze untersucht
nach DIN EN 1992-1-2:2010-12 untersucht (Mechanische Analyse).
In der Praxis, aber auch in der Literatur [2] werden Randstützen oftmals vereinfachend unter 4-seitiger Beflammung nachgewiesen. In unserem Bespiel wird dieser vereinfachte Ansatz nun genauer untersucht. Im Anschluss werden die Ergebnisse unter 4-seitiger Beflammung den  Ergebnissen der Berechnung unter 3-seitiger Beflammung gegenübergestellt.

Die sich hierbei ergebenden Erkenntnisse und Unterschiede werden im Anschluss im Kapitel D4 Bewertung genauer erläutert und bewertet.
Insbesondere wird klargestellt, unter welchen Bedingungen eine genauere Berechnung unter 3-seitiger Beflammung erforderlich wird und unter welchen Bedingungen die vereinfachte Berechnung unter 4-seitiger Beflammung auf der sicheren Seite liegt.

1.3 System

Die Stütze befindet sich in einem 3-feldrigen ebenen Hallenrahmen.
Der Rahmen wird durch 4 Kragstützen und 3 auf diesen gelenkig aufgelagerten Einzelbindern gebildet.
Die hier betrachtete Stütze ist dabei eine der beiden Randstützen.          

Bild 1.2: untersuchte Randstütze

1.4 Querschnitt

Bezüglich der Berechnung des 4-seitig beflammte Querschnitts wird auf das Beispiel
"0032-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 1: Temperaturverteilung im Stützenquerschnitt" verwiesen.
Die Ergebnisse für die Temperaturen auf der vierten beflammten Seite können  aus der 3-seitigen Beflammung durch Spiegelung der Temperaturen
an der y-Achse entnommen werden. 

Material
Beton              C 30/37
Betonstahl       B 500B  

Bild 1.3: Querschnitt und Beflammung

1.5 Einwirkungen

Ständige Einwirkungen
G_k1  ständige vertikale Auflagerlast Binder
         Vertikallast am Binderauflager e_y = 10.0 cm     V_Gk,1 = 400 kN
G_k2  Eigengewicht Stütze + Überstand
        Eigengewicht kontinuierlich über Stützenhöhe            v_Gk,2 = 4.5 kN/m
        Eigengewicht Überstand am Kopf e_y = -14.0 cm            V_Gk,3 = 3.2 kN

Veränderliche Einwirkungen
Q_Sk   Schnee  ψ₂ = 0.00
          vertikale Auflagerlast  aus Schnee entfällt
Q_Wk   Wind (Windzone IV) ψ₁= 0.20, hier wird Winddruck 
          horizontale Linienlast über die Stützenhöhe
          Druck:  w_k,d = 4.32 kN/m
          Randmoment und Randlast aus Überstand h = 1.90 m
          Druck: H_w,k,d = 8.20 kN
                     M_w,k,d = 7.8 kNm

Imperfektion:
angesetzte Schiefstellung nach innen (rechts): e_i = 20.7 mm am Stützenkopf (DIN EN 1992-1-1, 5.2)                                                                       

Bild 1.4: System und Belastung

Es soll untersucht werden, in welche Feuerwiderstandsklasse die Stütze unter der maßgebenden Lastkombination eingestuft werden kann.

Kontakt für Vorabinformationen zur Lösung und Fragen zur Aufgabenstellung gerne an folgende e-mail-adresse: ria.tautz@sofistik.de