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
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.
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 kNm
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.