Rüdiger Hass, Claus Meyer-Ottens, Ekkehard Richter Stahlbau Brandschutz Handbuch "...{Ernst <& Sohn
VII Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Zielsetzung des Brandschutzes 1 1.2 Entwicklung des baulichen Brandschutzes im Stahlbau 3 1.3 Brandcharakteristik und Brandverläufe 8 1.4 Brandschutztechnische Bemessung 12 2 Baurecht, Bauaufsicht, Baubestimmungen - Normen 15 2.1 Baurecht 15 2.2 Bauaufsichtliche Bestimmungen 16 2.2.1 Öffentliche Sicherheit und Ordnung 16 2.2.2 Brandschutz 17 2.2.3 Einstufung der Gebäude (Anleiterbarkeitshöhe und Vollgeschosse).. 19 2.2.4 Einzelanforderungen bei baulichen Anlagen normaler Art oder Nutzung 20 2.2.5 Ausnahmen und Befreiungen 22 2.2.6 Brandschutznachweise 24 2.3 Baubestimmungen - Normen 27 2.3.1 DIN4102 - Übersicht, Europäische Normen (EN) 27 2.3.2 DIN4102, Einzelbestimmungen 29 2.3.2.1 DIN4102 Teil 1 sowie Teile 14 bis 16 29 2.3.2.2 DIN4102 Teil 2, Grundlagendokument Brandschutz 31 2.3.2.3 DIN4102 Teil 3. 42 2.3.2.4 DIN4102 Teil 4 43 2.3.3 DINV 18230 - Brandschutz im Industriebau 43 2.3.4 Sonstige Normen, Regeln und Verordnungen, Literaturhinweise... 46 3 Brandschutztechnische Beurteilung von Gebäuden unter versicherungstechnischen Aspekten 49 3.1 Vorbemerkungen 49 3.2 Wohngebäude und Gebäude für kleinere gewerbliche Betriebe... 49 3.3 Produktionsgebäude in der Industrie 50 3.4 Lager 55 4 Werkstoffeigenschaften unter Temperaturbeanspruchung 57 4.1 Allgemeines 57 4.1.1 Sorten und Benennung 57 4.1.2 Temperatureigenschaften, Übersicht 59 4.2 Baustahl 60 4.2.1 Thermische Hochtemperatureigenschaften 60 4.2.1.1 Wärmeleitfähigkeit 60 4.2.1.2 Dichte. r.. 62 4.2.1.3 Spezifische Wärmekapazität 62 4.2.1.4 Thermische Dehnung 64
VIII Inhaltsverzeichnis 4.2.1.5 Ermittlung der Temperaturverteilung 65 4.2.2 Mechanische Hochtemperatureigenschaften 69 4.2.2.1 Temperaturabhängige Festigkeitseigenschaften 70 4.2.2.2 Temperaturabhängige Spannungs/Dehnungs-Beziehung 74 4.2.3 Werkstoffeigenschaften nach einer Brandbeanspruchung 77 4.2.3.1 Allgemeines 77 4.2.3.2 Restfestigkeit, Duktilität und bleibende Verformungen 77 4.3 Gußeisen 78 4.3.1 Thermische Hochtemperatureigenschaften 78 4.3.2 Mechanische Hochtemperatureigenschaften 78 4.4 Verbindungsmittel 79 4.5 Bekleidungen, Thermische Hochtemperatureigenschaften 81 5 Klassifizierte Stahlbauteile, DIN 4102 Teil 4 - Bekleidungen 83 5.1 Grundlagen 83 5.1.1 Einflußgrößen auf die Feuerwiderstandsdauer 83 5.1.2 Kritische Stahltemperatur crit T.. 83 5.1.3 Verhältniswert U/A 87 5.1.4 Stahlspannungen, Bemessungsnormen 88 5.1.5 Konstruktionsgrundsätze 89 5.1.6 Sonstige Hinweise 91 5.2 Feuerwiderstandsdauer von Stahlträgern 92 5.2.1 Allgemeines 92 5.2.2 Stahlträger in Verbindung mit Betondecken. -. 93 5.2.2.1 Stahlträger in Verbindung mit Stahlbetondecken 93 5.2.2.2 Stahlträger in Verbindung mit Hourdis-Normaldecken 95 5.2.2.3 Stahlträger in Verbindung mit Hourdis-Sonderdecken 95 5.2.2.4 Stahlträger in Verbindung mit Kappendecken 96 5.2.3 Stahlträger mit Bekleidungen 97 5.2.3.1 Bekleidungsarten 97 5.2.3.2 Erwärmungsverhalten von Stahlträgern 98 5.2.3.3 Feuerwiderstandsdauer bekleideter Stahlträger 101 5.2.3.4 Spritzputz-Bekleidungen 105 5.2.4 Stahlträger mit dämmschichtbildenden Beschichtungen (DSB) 112 5.2.4.1 Brandverhalten von DSB-Beschichtungen 112 5.2.4.2 Feuerwiderstandsdauer von Stahlträgern mit DSB...' 115 5.2.4.3 Zugelassene DSB-Beschichtungen 116 5.3 Feuerwiderstandsdauer von Stahlstützen 122 5.3.1 Allgemeines 122 5.3.1.1 Ungeschützte Stahlbauteile 122 5.3.1.2 Einfluß auf die Feuerwiderstandsgrößen von Stützen 124 5.3.1.3 Grundlagen für die Beurteilung von Stahlstützen 124 5.3.2 Stahlstützen mit Bekleidungen 128 5.3.3 Stahlstützen mit dämmschichtbildenden Beschichtungen (DSB)... 129 5.3.4 Besondere Stahlstützen-Brandschutzfragen 131
5.3.4.1 Gußeiserne Stützen 131 5.3.4.2 Stützen in Verbindung mit Massivwänden 134 5.3.4.3 Stützen in Verbindung mit leichten Wänden 135 5.3.4.4 Anschlüsse an Stützen (Schutzschirme) 136 5.4 Feuerwiderstandsdauer von Stahlzuggliedern 136 5.5 Feuerwiderstandsdauer von Decken - Dächern 137 5.5.1 Decken - Dächer ohne Bekleidungen 137 5.5.2 Stahlträgerdecken mit Unterdecken 138 5.5.2.1 Übersicht 138 5.5.2.2 Einflußgrößen 141 5.5.2.3 Brandverhalten von Gesamtkonstruktion bei der Prüfung und in der Praxis (Brand von unten) 143 5.5.2.4 Unterdecken, die allein einer Feuerwiderstandsklasse angehören (Brand von unten oder oben) 151 5.5.3 Sonderdecken mit Unterdecken 152 6 Decken - Dächer - Wände 153 6.1 Decken 153 6.1.1 Vorbemerkung 153 6.1.2 Stahlprofilblechdecken 153 6.1.2.1 Stahltrapezprofile mit Aufbeton 153 6.1.2.2 Verbunddecken 154 6.1.3 Flachdecken in Stahlbauweise (Slim Floor System) 157 6.2 Dächer 159 6.2.1 Brandeinwirkungen 159 6.2.2 Konstruktive Grundsätze 160 6.2.3 Stahltrapezprofildächer 160 6.3 Wände 163 6.3.1 Vorbemerkungen 163 6.3.2 Außenwände 163 6.3.3 Innenwände 164 6.3.4 Brand- und Komplextrennwände 165 7 Brandverhalten von Sonderbauteilen 169 7.1 Allgemeines, Übersicht 169 7.2 Außenwände, Brüstungen, Schürzen 169 7.3 Brandwände, Komplextrennwände J 170 7.3.1 Brandwände 170 7.3.2 Komplextrennwände 170 7.4 Feuerschutzabschlüsse 170 7.4.1 Allgemeines, Vorschriften 170 7.4.2 Türen und Tore aus Stahl 172 7.4.3 Fahrschachttüren in feuerbeständigen Wänden 172 7.4.4 Abschlüsse im Zuge bahngebundener Förderanlagen 173 7.5 Rauchschutztüren 173 IX
X Inhaltsverzeichnis 7.6 Lüftungsleitungen 174 7.7 Kabelabschottungen, Kabelanlagen 174 7.8 Brandschutzverglasungen 174 7.8.1 Allgemeines, Vorschriften 174 7.8.2 Konstruktionsdetails 175 7.8.3 Sonderausführungen 175 8 Sichtbare Stahlbauteile 177 8.1 Vorbemerkungen 177 8.2 Planerische Maßnahmen 177 8.2.1 Sonderbauvorschriften 177 8.2.2 Außenstützen 178 8.3 Massige Stahlkonstruktionen 179 8.4 Stahlkonstruktionen mit interner Wasserkühlung 180 8.5 Stahlkonstruktion mit externer Wasserkühlung 184 9 Verbundkonstruktionen 185 9.1 Vorbemerkungen 185 9.2 Brandschutztechnischer Nachweis nach DIN4102 Teil 4 185 9.2.1 Allgemeines 185 9.2.2 Verbundstützen 186 9.2.3 Verbundträger 189 9.2.4 Stahlprofilblechdecken 193 9.3 Brandschutztechnische Bemessungshilfen 194 9.3.1 Stufenübersicht 194 9.3.2 Tafeln und Diagramme (Stufe 1) 194 9.3.3 Vereinfachte Rechenverfahren (Stufe 2) 195 9.3.4 Exakte Rechenverfahren, Simulation (Stufe 3) 198 9.3.5 Vergleich der Nachweisverfahren 198 9.4 Neue Forschungsergebnisse 199 9.4.1 Verbundstützen aus betongefüllten Hohlprofilen 199 9.4.2 Verbund stützen aus Stahlprofilen mit ausbetonierten Seitenteilen... 201 9.4.3 Untersuchungen an teilgeschützten Anschlüssen von Verbundträgern 201 9.4.4 Brand- und Komplextrennwände in Verbindung mit Stahlverbundteilen 202 10 Gesamtkonstruktionen 203 10.1 Vorbemerkungen 203 10.2 Gesamttragwerke nach Eurocode 3 Teil 1.2 204 10.3 Bauteiltragverhalten 206 10.3.1 Träger und Platten 207 10.3.2 Stützen, Rahmen 207 10.4 Dehnfugen 209
11 Wiederinstandsetzung 213 12 Literaturverzeichnis 215 13 Ergänzende Literatur zu diesem Handbuch 227 13.1 Verbundbau Brandschutz Handbuch 227 13.2 Holz Brandschutz Handbuch 228 13.3 Beton Brandschutz Handbuch 228 13.4 Ausblick 229 14 Adressen 231 15 Stichwortverzeichnis 233 XI