Heißbemessung für Stahlbetonkonstruktionen

Stahlbetonkonstruktionen im Bauwesen

In vielen europäischen Ländern wie z.B. Deutschland dominiert die Stahlbetonbauweise den Hochbau. Aus gutem Grunde, weil hier Brandschutzanforderungen immer eine wichtige Rolle spielen. Beton profitiert im Gegensatz zum Stahl von seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit. Wie in der Abbildung zu sehen ist, erwärmt sich dadurch der Querschnitt langsam und es resultiert ein inhomogenes Temperaturfeld. Das Innere des Querschnittes bleibt vergleichsweise kühl und kann damit einen Großteil seiner Tragfähigkeit und Steifigkeit aufrechterhalten.

Vorteile einer Heißbemessung von Stahlbetonkonstruktionen

Der Eurocode EN 1992-1-2 für die Heißbemessung von Stahlbetonkonstruktionen stellt einige vereinfachte Bemessungsmethoden zur Verfügung. Es gibt jedoch immer wieder Fälle, die nicht abgedeckt werden. Das ist z.B. beim Bauen im Bestand immer dann der Fall, wenn festgestellt wird, dass die vorhandene Bewehrungslage nicht den Anforderungen der aktuellen Brandschutznorm entspricht. Mit Hilfe einer Heißbemessung und den dazugehörigen Finite-Elemente-Methoden kann dann unter Umständen dennoch ein ausreichender Brandschutz nachgewiesen werden.

Auch bei Neubauten darf die Brandschutznorm Norm EN 1992-1-2 für verschiebliche Konstruktionen (wie z.B. Kragstützen oder Rahmen) nicht angewendet werden, weil es hier aufgrund von Effekten aus Theorie 2. Ordnung zu einer Erhöhung der Einwirkungen im Brandfall kommen kann. Mit Hilfe einer Heißbemessung können auch diese Tragstrukturen sicher für den Brandfall dimensioniert werden.

Ferner können wir günstige Einflüsse, wie z.B. eine teilweise Brandbeanspruchung berücksichtigen. Im Bild oben ist eine dreiseitige Beflammung einer Stahlbetonstütze zu sehen. Diese Situation tritt regelmäßig dann auf, wenn die Stütze an einer Außenwand steht und somit von einer Seite geschützt ist.. Wie in der thermischen Analyse zu sehen ist, tritt ein deutliches Temperaturgefälle im Querschnitt auf, wobei der brandabgewandte Teil des Querschnitt eine deutlich größere Tragfähigkeit aufweisen als die brandzugewandten Teile.

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