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0039-D-DBV-AK Software-Fire safety verification of reinforced concrete cantilever supports in accordance with DIN EN 1992-1-2, Part 2: Mechanical analysis using the general calculation method

An example by the working group DBV-Arbeitskreis Software für Baustatik

The example was created by

Ria Tautz

and published on 04.04.2022 on

published. You can find it at https://evadat.com/en/bsp/0039/.

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title-image.png
Developed by Ria Tautz
Published on: 04.04.2022 | Qualified on: -
DE EN
D0Classification
  • ClassD · Standards-based verification example
  • Structural system typeBar structure (general)
  • MechanicsStatics - second-order theory, Statics - geometrically nonlinear
  • Material lawMultilinear elastic
  • MaterialConcrete/reinforced concrete/prestressed concrete
  • Verification formatDetermination of internal forces, Ultimate limit state verification
  • StandardDIN EN 1992
D1Problem description
Original version

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,
a) nach dem allgemeinen Rechenverfahren DIN EN 1992-1-2:2010-12, Kap. 4.3, bzw.
b) nach dem vereinfachten Rechenverfahren gemäß DIN EN 1992-1-2:2010-12, Kap. 4.2 in Verbindung mit der in Anhang B.2 beschriebenen Zonenmethode

Untersucht wird die Randstütze mit 3-seitiger Brandbeanspruchung, d.h. der Brand entsteht im Halleninnern und die Stützenaußenseite wird durch eine vorgesetzte Betonplattenfassade ohne Fenster geschützt.

Es soll überprüft werden, in welche Feuerwiderstandsklasse die Kragstütze nach den beiden nach DIN EN 1992-1-2:2010-12 zulässigen Verfahren eingestuft
werden kann, bei einer vorgegebenen Bewehrung aus der Kaltbemessung,
und ob die beiden zulässigen Berechnungsverfahren zu vergleichbaren Berechnungsergebnissen führen.

D1.1Aufgabenstellung Teil 1

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:

D1.2Aufgabenstellung Teil 2

Im zweiten Schritt wird nun die Tragfähigkeit der Stahlbetonstütze im Brandfall (außergewöhnliche Lastsituation bei Brand) nach DIN EN 1992-1-2:2010-12 untersucht (Mechanische Analyse).

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 betrachtete Stütze ist dabei eine der beiden Randstützen.

20220404_Halle.jpg
Abb. D1-1: untersuchte Randstütze

D1.4Querschnitt

Der 3-seitig beflammte Querschnitt wird aus dem Beispiel übernommen.

Material

Beton
Beton C 30/37
Betonstahl
B 500B
20220404_Querschnitt.png
Abb. D1-2: Querschnitt und Beflammung

D1.5Einwirkungen

Ständige Einwirkungen

Gk1
ständige vertikale Auflagerlast Binder
Vertikallast am Binderauflager ey = 10.0 cm
VGk,1 = 400 kN
Gk2
Eigengewicht Stütze + Überstand
vGk,2 = 4.5 kN/m
Eigengewicht Überstand am Kopf ey = -14.0 cm
VGk,3 = 3.2 kN

Veränderliche Einwirkungen

QSk
Schnee
ψ2 = 0.00
vertikale Auflagerlast Binder ey = 10 cm
VQk,s = 68 kN
QWk
Wind (Windzone IV)
ψ1= 0.20, Druck und Sog wirken alternativ
horizontale Linienlast über die Stützenhöhe
Sog:
wk,s = -1.85 kN/m
Druck:
wk,d = 4.32 kN/m
Randmoment und Randlast aus Überstand h = 1.90 m
Sog:
Hw,k,s = -3.5 kN
Mw,k,s = -3.34 kNm
Druck:
Hw,k,d = 8.20 kN
Mw,k,d = 7.8 kNm

Imperfektion
Schiefstellung mit ei = 20.7 mm am Stützenkopf (DIN EN 1992-1-1, 5.2)

20220404_belastung.png
Abb. D1-3: System und Belastung

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

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D5References
  1. [1] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V.: Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2. Band 1: Hochbau. Berlin: Ernst & Sohn. 2021. ISBN 978-3-433-03354-8.
Editors
Ria Tautz SOFiSTiK AG (Garching, Germany)
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