Brandschutztechnische Untersuchung einer Sporthalle nach Eurocode 3 Teil 1-2

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Gerd Junge
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1 Brandschutztechnische Untersuchung einer Sporthalle nach Eurocode 3 Teil 1-2 θ t Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt

2 Übersicht Statisches System der Sporthalle Tragwerksbemessung des Hauptträgers bei Raumtemperatur Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Mechanische Einwirkungen Thermische Einwirkungen Erwärmungsdiagramm Tragfähigkeitsnachweis Ergebnisse der Bemessung und Wirtschaftlichkeitsvergleich Naturbranduntersuchung Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 2

3 Statisches System der Sporthalle 15,6 3,9 3,9 3,9 3,9 15,6 3,9 3,9 3,9 3,9 1 z 4,8 x A B C D E 14,5 y 14,5 m 2 x A B C D E z y 1 2 4, Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 3

4 Tragwerksbemessung des Hauptträgers bei Raumtemperatur 15,6 3,9 3,9 3,9 3,9 Vertikale Beanspruchung: s w 1 W g W 14,5 m 14,5 Horizontale Beanspruchung: 1,92 7,68 4,9 y 2 x A B C D E wh2 wh1 IPE Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 4

5 Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Mechanische Einwirkungen: Vertikale Beanspruchung: s E d = G k,j + ψ 1,1 oder ψ 2,1 Q k,1 W w g W + ψ 2,i Q k,i 14,5 m ψ 2,Scnee = 0 ψ 1,Wind = 0,2 Horizontale Beanspruchung: 1,92 7,68 4,9 wh2 E d = 1,0 g + 0,2 w + 0,2 W + 0,2 (w 1 oder w,2 ) wh Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 5

6 θg in C Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Thermische Einwirkungen: Nominelle Temperaturzeitkurven: Naturbrandkurve: Einheitstemperaturzeitkurve (ETK): Vereinfachtes Brandmodell: t in min θ g = log 10 8t Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 6

7 Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Thermische Einwirkungen: Ungeschütztes Profil: Geschütztes Profil: DIN : (F30) 12,5 mm GKF 15 mm Spritzputz A mv Δθ a,t = k s net,d(θ a,t, θ g ) Δt c a θ a,t ρ a Δθ a,t = λ p A p /V (θ g,t θ a,t ) d p c a θ a,t ρ a (1 + φ(θ Δt a,t) 3 ) φ(θa,t) (e 10 1) Δθ g,t Δθ a,t Erwärmung des Bauteils im Zeitintervall Δt Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 7

8 Temperatur in C Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Erwärmungsdiagramm: t in min 841,8 756,5 580,4 301,6 229,5 ETK IPE 600 HEM 300 IPE 600 bekleidet mit GKF-Platten IPE 600 bekleidet mit Putz Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 8

9 Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Tragfähigkeitsnachweis: Auf Tragfähigkeitsebene: E fi,d R fi,d,t Auf Temperaturebene: (für nicht stabilitätsgefährdete Bauteile) θ a,t θ a,cr Querschnitte der Klasse 1 und 2: M fi,θ,rd = k y,θ N fi,θ,rd = k y,θ V fi,t,rd = k y,θ,web γ M,0 γ M,fi γ M,0 γ M,fi γ M,0 γ M,fi M Rd = k y,θ M pl N Rd = k y,θ N pl V Rd = k y,θ V pl θ a,cr = 39,19 ln μ 0 = E fi,d R fi,d,0 = M y,i,d M pl 1 0,9674 μ 0 3, Querschnitte der Klasse 1 und 2: Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 9

10 Tragwerksbemessung des Hauptträgers nach EC 3 Teil 1-2 Ergebnis: ungeschützt: HEM 300 Auslastung: 79% geschützt: IPE 600 θ a,t = 580,4 C < 591,1 C = θ a,cr GKF Auslastung: 52% θ a,t = 301,6 C < 578,02 C = θ a,cr Putz Auslastung: 52% θ a,t = 229,5 C < 578,02 C = θ a,cr Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 10

Ergebnisse der Bemessung und Wirtschaftlichkeitsvergleich Kaltbemessung Ungeschütztes Profil Heißbemessung Geschütztes Profil Profil Profil Profil GKF Putz Hauptträger IPE 600 13829,40 HEM 300

11 Ergebnisse der Bemessung und Wirtschaftlichkeitsvergleich Kaltbemessung Ungeschütztes Profil Heißbemessung Geschütztes Profil Profil Profil Profil GKF Putz Hauptträger IPE ,40 HEM ,80 IPE , ,40 Nebenträger IPE ,30 IPE ,40 IPE ,10 884,00 Zugdiagonale 2x5x50 86,60 2x5x50 86,60 2x5x50 416,20 220,70 Stütze HEA ,10 HEM ,10 HEA , ,20 Gesamt , , , ,50 +86% +45% +25% Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 11

12 Naturbranduntersuchung Naturbrandkurven: Erwärmung des IPE 600: ETK 60,2 m² öffenbar, Glasfassade 60,2 m² öffenbar, KS-Wände 25 m² öffenbar, Glasfassade 25 m² öffenbar, KS-Wände Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 12

13 Naturbranduntersuchung Naturbrandkurven: Nötige Brandschutzmaßnahmen: HEM 300 oder IPE 600 bekleidet IPE 600 bekleidet IPE 600 bekleidet HEM 320 oder IPE 600 bekleidet HEM 300 oder IPE 600 bekleidet ETK 60,2 m² öffenbar, Glasfassade 60,2 m² öffenbar, KS-Wände 25 m² öffenbar, Glasfassade 25 m² öffenbar, KS-Wände Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 13

14 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! Fachbereich 13 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Bachelor-Präsentation Sabine Schmitt 14

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