Prüfingenieur 31 - BVPI - Bundesvereinigung der Prüfingenieure ...

3.3.3 Eurocode 3 Teil 1-2
Im Eurocode 3 Teil 1-2 werden vereinfachte
Rechenverfahren für Einzelbauteile bereitgestellt,
wobei der Bemessungswert der Tragfähigkeit R fi,d,t
zum Zeitpunkt t üblicherweise mit der Annahme einer
gleichmäßigen Temperaturverteilung im Querschnitt
ermittelt wird. Ausgehend von der Tragfähigkeit
bei Normaltemperatur nach EN 1993-1-1 [6]
wird die Tragfähigkeit unter Brandbeanspruchung
vereinfacht durch Abminderung mit einem Faktor
k y,(Θ) ermittelt, der den temperaturabhängigen Festigkeitsabfall
von Stahl berücksichtigt.
Zur Berechnung der Stahltemperaturen von unbekleideten
und bekleideten Querschnitten im Gebäudeinneren
werden Gleichungen angegeben, mit denen
die Temperaturerhöhung ∆Θ a,t im Zeitintervall ∆t
ermittelt wird. Die Stahltemperaturen in Bauteilen
außerhalb des Gebäudes können mit vereinfachten Ansätzen
im informativen Anhang B ermittelt werden.
Wenn eine nicht gleichmäßige Temperaturverteilung
im Querschnitt und entlang der Längsachse
eines Bauteils berücksichtigt werden soll, kann der
Bemessungswert der Beanspruchbarkeit mit Anpassungsfaktoren
κ 1 und κ 2 modifiziert werden.
Zur Ermittlung der Tragfähigkeit in Abhängigkeit
von der Bauteiltemperatur werden Gleichungen
angegeben für folgende Einzelbauteile: Zugglieder,
druckbeanspruchte Bauteile mit Querschnitten
der Klasse 1 bis 3 (nach EN 1993-1-1), Träger mit
Querschnitten der Klasse 1 bis 3, auf Biegung mit
Axialdruck beanspruchte Bauteile der Querschnittsklassen
1 bis 3 sowie Bauteile mit Querschnitten der
Klasse 4.
Die Bemessung bei Annahme einer gleichmäßigen
Temperaturverteilung im Bauteil darf alternativ
auf Temperaturebene durchgeführt werden
durch Vergleich der Bauteiltemperatur mit einer kritischen
Temperatur Θ a,crit, die vom Ausnutzungsgrad
µ 0 zum Zeitpunkt t = 0 der Brandbeanspruchung abhängt.
3.3.4 Eurocode 4 Teil 1-2
In EN 1994-1-2 werden vereinfachte Rechenverfahren
auf Grundlage der Plastizitätstheorie für
geschützte und ungeschützte Verbunddecken, Verbundträger
mit und ohne Kammerbeton, Stahlträger
mit Kammerbeton und Verbundstützen bereitgestellt.
Dazu werden jeweils Gleichungen für die Querschnittstragfähigkeit
angegeben, z. B. die Biegemomententragfähigkeit
bei Verbunddecken und -trägern
oder die Grenznormalkraft bei Verbundstützen unter
Berücksichtigung der Knickgefahr. Darin werden die
BRANDSCHUTZ
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Der Prüfingenieur Oktober 2007
im Brandfall mittragenden Querschnittsteile (Beton,
Stahlprofil, Betonstahl) einzeln berücksichtigt.
Der Temperatureinfluss auf das Baustoffverhalten
kann durch Verringerung der Querschnittsabmessungen
und Reduktion der mechanischen Festigkeitseigenschaften
erfasst werden. Nähere Angaben
dazu enthalten die informativen Anhänge E (Träger
ohne Kammerbeton) und F (Träger mit Kammerbeton).
In EN 1994-1-2 wird auch ein vereinfachtes
Rechenverfahren für Verbundstützen in ausgesteiften
Rahmen beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die
zentrische Grenznormalkraft in Abhängigkeit von einem
bezogenen Schlankheitsgrad für den Brandfall
durch einen Reduktionsfaktor gemäß EN 1993-1-1
[6] vermindert. Eine exzentrische Last kann nach Anhang
G vereinfacht durch Umrechnung im Verhältnis
der Grenznormalkraft bei exzentrischem Angriff zur
Grenznormalkraft bei zentrischem Angriff jeweils für
Normaltemperatur nach EN 1994-1-1 [7] erfasst werden.
3.3.5 Eurocode 5 Teil 1-2
Das Tragverhalten von Holzbauteilen bei
Brandbeanspruchung wird – neben der Temperaturentwicklung
im Querschnitt – vor allem durch den
Abbrand der äußeren, dem Feuer direkt ausgesetzten
Querschnittsbereiche beeinflusst. Für die Abbrandraten
verschiedener Holzsorten (Vollholz, Brettschichtholz,
u. a.) bei Normbrandbeanspruchung werden in
EN 1995-1-2 jeweils zwei Bemessungswerte in
mm/min angegeben:
■ β0 für die eindimensionale Abbrandrate
■ β n
für die ideelle Abbrandrate unter Berücksichtigung
von Eckausrundungen.
Typische Werte für β 0 liegen bei 0,65 bis 1,0
mm/min; β n ist in der Regel 0,05 mm/min, bei Vollholz
ausnahmsweise 0,15 mm/min höher. Bei einem
anfänglichen Schutz der Oberflächen gegen Abbrand,
z. B. durch eine Bekleidung, darf die Abbrandrate abgemindert
werden.
EN 1995-1-2 bietet zwei vereinfachte Rechenverfahren
für die Ermittlung der Querschnittstragfähigkeit
an. Bei der Methode mit reduziertem Querschnitt
wird der Ausgangsquerschnitt um die ideelle Abbrandtiefe
reduziert, die gegenüber dem mit ideeller Abbrandrate
berechneten Wert vergrößert wird, um Festigkeits-
und Steifigkeitsverluste der unter der Abbrandgrenze
liegenden Schicht zu kompensieren. Der
ideelle Restquerschnitt darf dann mit den Festigkeitsund
Steifigkeitswerten für Normaltemperatur analog
zu EN 1995-1-1 [8] nachgewiesen werden.