Beton Brandschutz Handbuch

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1 Beton Brandschutz Handbuch 2. Auflage von Univ.-Prof. em. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. K. Kordina und Prof. Dr.-Ing. C. Meyer-Ottens unter Mitarbeit von Dr.-Ing. E. Richter Verlag ßau+Technik

2 Inhaltsverzeichnis Teill (Grundlagen) 0 Abkürzungen 16 1 Einleitung Brandverhalten Schadensbegrenzung durch Forschung und Vorschriften Brandschutzforschung Brandschutzvorschriften Ziel des Beton Brandschutz Handbuches 20 2 Temperaturen bei Bränden / Brandrisiken 22 3 Technische Baubestimmungen Überblick Bemessung von Massivbauteilen für Normaltemperatur Bemessung von Massivbauteilen für den Lastfall Brand Nachweise des Brandverhaltens, Bauvergabe, Lieferung DIN 4102 Teil 1 - Baustoffe DIN 4102 Teil 2-Bauteile Grundlagendokument Brandschutz (GD 2) DIN 4102 Teil 3 - Brandwände, nichttragende Außenwände, DIN 4102 Teil 4 - Katalog Sonderbauteile Sonstige Brandschutznormen 37 4 Bauaufsichtliche Brändschutzvorschriften Übersicht Bauaufsichtliche Anforderungen an Gebäude normaler Art und Nutzung Grundsätze Einzelanforderungen Bauaufsichtliche Anforderungen an Gebäude besonderer Art oder Nutzung Sonstige Vorschriften 45 5 Baustoffkennwerte nach DIN Allgemeines Baustoffklassen nach DIN 4102 Teil Beton nach DIN Abstandhalter aus Kunststoff Bewehrung Beton-Steine und -Platten 49

3 5.2.5 Mörtel, Putze, Beschichtungen, Fugendichtstoffe Wärmedämmverbundsysteme Kunststoff-Betone Baustoffklassen von instandgesetzten Betonbauteilen Sonstige Kennwerte 51 6 Verhalten von Beton bei höheren Temperaturen Temperaturverhalten bei Schwelbrandbeanspruchung Hochtemperaturverhalten von Normalbeton Allgemeines Druckfestigkeit und E-Modul Zwängungskräfte bei dehnungsbehindertem Beton Betonverformungen unter instationärer Temperaturbeanspruchung Thermische Dehnung von Normalbeton Charakteristische Werte für Leichtbeton Zugfestigkeit, Stahlfaserbeton Schlußbetrachtung Hochtemperaturverhalten von hochfestem Beton (Hochleistungsbeton) Allgemeines Versuchsergebnisse 62 7 Hochtemperaturverhalten von Stahl Allgemeines G-e-Diagramme von Beton- und Spannstählen für rechnerische Untersuchungen Hochleistungs-Verbund-Elemente (HLV-Elemente) Hochtemperaturverhalten von Baustählen 65 8 Temperaturverteilung in Stahlbetonbauteilen bei Brandbeanspruchung Grundlagen, numerische Lösungsmethoden Beispiele für Temperaturverteilungen Temperaturverteilung in einseitig beanspruchten Platten bzw. Scheiben Temperaturverteilung in zweiseitig beanspruchten Scheiben Temperaturverteilung in drei- und vierseitig beanspruchten Balken Temperaturverteilung in Stützen 74 9 Versagensarten bei brandbeanspruchten Stahlbetonbauteilen Übersicht Versagen der Zugzone Versagen durch Biegebruch Versagen durch Lösen des Verbundes Versagen durch Schub- oder Torsionsbruch Versagen der Druckzone Versagen durch Abplatzungen Abplatzungen bei Normalbetonen 81

4 9.5.2 Abplatzungen bei hochfesten Betonen Abplatzungen bei Leichtbetonen 87 Teil II (Anwendung) Hinweise zu Teil II 1 Einleitung 94 2 DIN Schnellnachweis für Regelfälle des Ortbetonbaus 95 3 Klassifizierte Betonbauteile mit Ausnahme von Wänden Grundlagen zur Bemessung von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen Normalbeton Leichtbeton und Porenbeton Kritische Temperatur critt des Bewehrungsstahls Achsabstand der Bewehrung Betondeckung der Bewehrung Putzbekleidungen Putze ohne Zulassungsbescheid des DIBt Putze mit Zulassungsbescheid des DIBt Feuchtegehalt und Abplatzverhalten Feuerwiderstandsklassen statisch bestimmt gelagerter Stahlbetonund Spannbetonbalken aus Normalbeton Anwendungsbereich, Brandbeanspruchung Mindestquerschnittsabmessungen von maximal dreiseitig beanspruchten Balken Mindestquerschnittsabmessungen von vierseitig beanspruchten Balken Mindestachsäbstände sowie Mindeststabzahl der Bewehrung von 1- bis 4seitig beanspruchten Balken Konsolen und Auflager Feuerwiderstandsklassen statisch unbestimmt gelagerter Stahlbetonund Spannbetonbalken Feuerwiderstandsklassen von Decken aus Stahlbeton- oder Spannbetonplatten aus Normalbeton und Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge nach DIN 4219 Teil 1 und Teil Anwendungsbereich, Brandbeanspruchung Mindestdicken von Platten ohne Hohlräume Mindestdicken von Platten mit Hohlräumen Mindestachsäbstände der Bewehrung von frei aufliegenden Platten Mindestachsäbstände der Bewehrung durchlaufender oder eingespannter sowie punktförmig gestützter Platten Feuerwiderstandsklassen von Decken aus Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge nach DIN 4219 Teil 1 und Teil 2 118

5 3.5 Feuerwiderstandsklassen von Decken aus Stahlbetonhohldielen und Porenbetonplatten Feuerwiderstandsklassen von Stahlbeton- und Spannbetondecken bzw. -dächern aus Fertigteilen aus Normalbeton Feuerwiderstandsklassen von Stahlbeton- und Spannbeton-Rippendecken aus Normalbeton bzw. Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge nach DIN 4219 Teil 1 und Teil 2 ohne Zwischenbauteile Feuerwiderstandsklassen von Stahlbeton- und Spannbeton-Plattenbalkendecken aus Normalbeton bzw. Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge nach DIN 4219 Teil 1 und Teil Feuerwiderstandsklassen von Stahl steindecken Anwendungsbereich, Brandbeanspruchung Randbedingungen für Stahl steindecken Feuerwiderstandsklassen von Stahlbeton- und Spannbeton-Balkendecken sowie von entsprechenden Rippendecken, jeweils aus Normalbeton mit Zwischenbauteilen Anwendungsbereich, Brandbeanspruchung Randbedingungen Feuerwiderstandsklassen von Stahlbetondecken in Verbindung mit im Beton eingebetteten Stahlträgern sowie bei Kappendecken Feuerwiderstandsklassen von Stahlbetondächern aus Normal- oder Leichtbeton Feuerwiderstandsklassen von Stahlbetonstützen aus Normalbeton Anwendungsbereich, Brandbeanspruchung Randbedingungen für Stahlbetonstützen Feuerwiderstandsklassen von Stahlbeton- und Spannbeton-Zuggliedern aus Normalbeton Klassifizierte Wände Grundlagen zur Bemessung von Wänden Wandarten, Wandfunktionen Wanddicken, Wandhöhen Bekleidungen, Dampfsperren Anschlüsse, Fugen Zweischalige Wände Einbauten und Installationen Feuerwiderstandsklassen von Beton- und Stahlbetonwänden aus Normalbeton Anwendungsbereich Randbedingungen für Beton- und Stahlbetonwände Gegliederte Stahlbetonwände Feuerwiderstandsklassen von Wänden aus Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge nach DIN 4219 Teil 1 und Teil Feuerwiderstandsklassen von Wänden aus Mauerwerk und Wandbauplatten einschließlich von Pfeilern und Stürzen Feuerwiderstandsklassen von Wänden aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge

6 4.7 Feuerwiderstandsklassen von Wänden aus bewehrtem Porenbeton Brandwände Allgemeines, Definitionen Anwendungsbereich Randbedingungen für Brandwände Zulässige Schlankheit, Mindestwanddicke und Mindestachsabstand der Bewehrung Anschlüsse von Brandwänden Ausbildung der Fugen zwischen Wandplatten Komplextrennwände Brandschutztechnische Bemessung von Treppen Bauaufsichtliche Unterscheidungen und Forderungen Nachweis einer Feuerwiderstandsklasse Brandschutz durch Bekleidungen Allgemeines Bemessung von Stahlträgerdecken mit Träger-Bekleidungen Bemessung von Stahlstützen mit Beton-Bekleidungen o.ä Bemessung von Stahl-Zuggliedern mit Beton-Bekleidungen o.ä Bemessung von Stahlträger- und Stahlbetondecken mit Unterdecken Feuerwiderstand instandgesetzter Betonbauteile Brandverhalten von Gesamtkonstruktionen Übersicht Haupteinflußgrößen Anschlüsse, Auflager, Lager Dehnfugen, Dehnungsbehinderung Anordnung und Breite von Dehnfugen Ausbildung von Dehnfugen Dehnungsbehinderungen, 159 Teil III (Eurocode 2 Teil 1-2/ENV ) 1 Übersicht Bemessungskonzept Eurocode 1 Teil Allgemeines Thermische Einwirkungen Mechanische Einwirkungen Zusammenfassung

7 2.2 Eurocode 2 Teil Sicherheitskonzept Brandschutztechnische Bemessung Abweichungen gegenüber DIN 4102 Teil Allgemeines Achsabstand der Bewehrung Statisch unbestimmt gelagerte Balken und Platten Platten Stützen 186 Teil IV (Sonderbauwerke und Sonderfragen) 1 Industriebau - DIN Allgemeines DIN (1998) Einleitung Anwendungsbereich Die wichtigsten Berechnungen Industriebaurichtlinie Hochregallager Allgemeines Bauvorschriften Einleitung Spezielle Empfehlungen Standortwahl Baukonstruktion Brandschäden und Entrauchungsprobleme bei langen Tunnelanlagen Übersicht Brandverhalten von Tunnel-Auskleidungssystemen Entrauchungsprobleme Erfahrungen und Empfehlungen Schäden an der Tunnelauskleidung Evakuierung und Entrauchung Beispiele für Tunnelbauvorhaben Schlußbemerkung Instandsetzung brandgeschädigter Bauwerke Übersicht Abschätzung von Branddauer und Brandtemperatur Restquerschnitte und Restfestigkeit des Betons Restfestigkeit der Bewehrung

8 4.5 Abplatzungen, Risse und Verformungen Art der verbrannten Stoffe, Korrosionsschäden Beurteilung des eingetretenen Schadens Instandsetzungsmaßnahmen 209 Teil V (Bemessungsbeispiele) 1 Balken Einfeldbalken Zweifeldriger Durchlaufbalken mit Kragarm Platten..., Einachsig gespannte Zweifeldplatte Zweiachsig gespannte Zweifeldplatte Punktförmig gestützte Platte (Flachdecke) Einachsig gespannte Rippendecke Stützen Wände Tragende Stahlbetonwand Gegliederte Stahlbetonwand (Lochfassade) 240 Teil VI (Anhang) Literaturverzeichnis zu Teil Literaturverzeichnis zu Teil II 257 Literaturverzeichnis zu Teil III 264 Literaturverzeichnis zu Teil IV 266 Literaturverzeichnis zu Teil V 269 Ergänzende Literatur 269 Bezugsquellen. 271 Bauordnungen und Verordnungen 272 Stichwortverzeichnis