0044-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 2: Mechanische Analyse unter 4-seitiger Beflammung

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,

D1.1Aufgabenstellung 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 , wobei dort eine 3-seitige Beflammung angesetzt wurde.

In der Literatur [2] wurde die Randstütze aus [1, S. 10-18 ff.] 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

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.

D1.2Aufgabenstellung 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 Abs. D4 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.

D1.3System

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.

D1.4Querschnitt

Bezüglich der Berechnung des 4-seitig beflammte Querschnitts wird auf das Beispiel 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

D1.5Einwirkungen

Ständige Einwirkungen

Veränderliche Einwirkungen

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

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