Prüfingenieur 31 - BVPI - Bundesvereinigung der Prüfingenieure ...

) Allgemeine Brandmodelle (Anhang D)
■ Ein-Zonen-Modelle
■ Zwei-Zonen-Modelle
■ Feldmodelle.
Auf die Naturbrandmodelle zur realistischeren
Beschreibung der Brandbeanspruchung kann hier aus
Platzgründen nicht eingegangen werden; nähere Informationen
finden sich z. B. in [2].
2.3 Mechanische Einwirkungen
EN 1991-1-2 unterscheidet zwischen direkten
und indirekten Einwirkungen. Indirekte Einwirkungen
infolge Brandbeanspruchung sind Kräfte und
Momente, die durch thermische Ausdehnungen, Verformungen
und Verkrümmungen hervorgerufen werden.
Sie müssen nicht berücksichtigt werden, wenn
sie das Tragverhalten nur geringfügig beeinflussen
und/oder durch entsprechende Ausbildung der Auflager
aufgenommen werden können. Außerdem brauchen
sie bei der brandschutztechnischen Bemessung
von Einzelbauteilen nicht gesondert verfolgt zu werden.
Bei der Beurteilung der indirekten Einwirkungen
sind besonders zu beachten:
■ Zwangkräfte in Bauteilen, z. B. in Stützen mehrgeschossiger
rahmenartiger Tragwerke mit aussteifenden
Wänden,
■ unterschiedliche thermische Ausdehnung in statisch
unbestimmt gelagerten Bauteilen, z. B. durchlaufenden
Decken,
■ Eigenspannungen infolge thermischer Krümmungen,
■ Auswirkungen thermischer Ausdehnung auf angrenzende
Bauteile, z. B. Verschiebung des Stützenkopfes
infolge thermischer Ausdehnung der Decke,
■ Auswirkungen thermischer Ausdehnung auf Bauteile,
die nicht vom Feuer beansprucht werden.
Für die Ermittlung der indirekten Einwirkungen
sind die thermischen und mechanischen Materialkennwerte
aus den baustoffbezogenen Eurocodes
zu benutzen. Für den Fall, dass die indirekten Einwirkungen
vernachlässigt werden, wird E fi,d,t (nach Gl.
(7)) für den Zeitpunkt t = 0 berechnet (A d(t=0) = 0)
Als direkte Einwirkungen werden die bei der
Bemessung für Normaltemperatur berücksichtigten
Belastungen (Eigengewicht, Wind, Schnee usw.) bezeichnet.
Die maßgebenden Werte der Einwirkungen
sind den verschiedenen Teilen der EN 1991 bzw. den
zugehörigen Nationalen Anhängen zu entnehmen, wo
auch allgemeine Regeln zur Berücksichtigung von
Schnee- und Windlasten sowie Lasten infolge Be-
BRANDSCHUTZ
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Der Prüfingenieur Oktober 2007
triebs (z. B. horizontale Kräfte infolge Kranbewegung)
gegeben werden. Eine Verringerung der Belastung
durch Abbrand wird nicht berücksichtigt.
Bei der Kombination von Einwirkungen im
Brandfall darf berücksichtigt werden, dass es sich um
eine außergewöhnliche Bemessungssituation handelt.
Nach den Kombinationsregeln in EN 1990 [3] ergibt
sich die maßgebliche Beanspruchung E fi,d,t während
der Brandeinwirkung in der Regel (in allgemeiner
Schreibweise) zu
E fi,d,t = ∑γ GA · G k + ψ 1,1 · Q k,1 + ∑γ 2,i · Q k,i + ∑A d(t)
(7)
mit
G k
Q k,1
Q k,i
charakteristischer Wert der ständigen Einwirkungen
charakteristischer Wert der dominierenden
veränderlichen Einwirkung
charakteristischer Wert weiterer veränderlicher
Einwirkungen
A d(t) Bemessungswert der indirekten Einwirkungen
γGA Teilsicherheitsbeiwert für ständige Einwirkungen
(= 1,0)
ψ1,1, ψ2,i Kombinationsbeiwerte nach EN 1990 bzw.
dem zugehörigen Nationalen Anhang
Als Vereinfachung dürfen die Einwirkungen
während der Brandbeanspruchung direkt aus den
Einwirkungen bei Normaltemperatur abgeleitet werden:
E fi,d,t = η fi · E d (8)
mit
E d
Bemessungswert der Einwirkungen nach
EN 1991-1-1 [4] mit Berücksichtigung der
Teilsicherheitsbeiwerte γ G für ständige und
γ Q für veränderliche Einwirkungen
η fi = (γ GA + ψ 1,1 · ξ) / (γ G + γ Q · ξ) (9)
Reduktionsfaktor, abhängig vom Verhältnis
der dominierenden veränderlichen Einwirkung
zur ständigen Einwirkung ξ =
Q k,1/G k.
Abb. 2 zeigt die Auswertung der Gl. (9) für
verschiedene Kombinationsbeiwerte ψ 1,1 und die
Teilsicherheitsbeiwerte γ G = 1,35 und γ Q = 1,5. In den
baustoffbezogenen Eurocodes werden Werte für η fi
unter Berücksichtigung der für die jeweilige Bauweise
typischen Lastverhältnisse ξ angegeben.