0039-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 2: Mechanische Analyse nach dem allgemeinen Rechenverfahren
Ria Tautz | Ria TautzD0 Klassifikation
Klasse | Normenbasiertes Verifikationsbeispiel |
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Tragwerkstyp | Stabtragwerk |
Mechanik | Statik-Theorie II. Ordnung, Statik-geometrisch nichtlinear |
Materialgesetz | multilinear-elastisch |
Baustoff | Beton, Stahlbeton, Spannbeton |
Nachweisformat | Schnittgrößenermittlung, Tragfähigkeitsnachweis (GZT) |
Norm | DIN EN 1992 |
Status |
veröffentlicht am 04.04.2022 |
D1 Problembeschreibung
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
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.
1.1 Aufgabenstellung 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-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 1: Temperaturverteilung im Stützenquerschnitt".
1.2 Aufgabenstellung 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).
1.3 System
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.
Bild 1.1: untersuchte Randstütze
1.4 Querschnitt
Der 3-seitig beflammte Querschnitt wird aus dem Beispiel
"0032-D-DBV-AK Software-Brandschutznachweis Stahlbetonkragstütze nach DIN EN 1992-1-2, Teil 1: Temperaturverteilung im Stützenquerschnitt" übernommen.
Material
Beton C 30/37
Betonstahl B 500B
Bild 1.2: Querschnitt und Beflammung
1.5 Einwirkungen
Ständige Einwirkungen
Gk1 ständige vertikale Auflagerlast Binder
Vertikallast am Binderauflager ey = 10.0 cm VGk,1 = 400 kN
Gk2 Eigengewicht Stütze + Überstand
Eigengewicht kontinuierlich über Stützenhöhe 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 kN
Imperfektion
Schiefstellung mit ei = 20.7 mm am Stützenkopf (DIN EN 1992-1-1, 5.2)
Bild 1.3: System und Belastung
Kontakt für Vorabinformationen zur Lösung und Fragen zur Aufgabenstellung gerne an folgende e-mail-adresse: ria.tautz@sofistik.de
D5 Referenzen
[1] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V., Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2. Band 1: Hochbau, Berlin: Ernst & Sohn 2021, 2. Auflage.