/ Felix / Siemon | Bewertung von neuen Bemessungstabellen für Stützen im Zuge der Novellierung von EN 1992-1-2. Abschlussbericht. | Fraunhofer
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Gesicherte Kenntnisse über die Restfestigkeit von Beton nach einer Brandbeanspruchung sind für die Beschreibung des Materialverhaltens in der Abkühlphase und damit für die Berücksichtigung von natürlichen Bränden erforderlich, insbesondere für die Bewertung der Resttragfähigkeit nach einem Brand. In der aktuellen Fassung der EN 1992-1-2 (EC 2-1-2) sind keine Angaben hinsichtlich der Restfestigkeit von Betonen nach der Abkühlphase enthalten. Umfangreiche Untersuchungen an Betonzylindern zur Bestimmung von Restdruckfestigkeiten nach Brandbeanspruchung sind im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs durchgeführt worden. Zusammen mit internationalen Forschungsergebnissen zu diesem Thema wurden diese zusammengefasst. In diesem Bericht werden die Ergebnisse des O. g. und weiterer Forschungsvorhaben sowie internationaler Literatur für die Normung aufbereitet und Empfehlungen für Regelungen in der überarbeiteten Fassung des EC 2-1-2 für die praktische Anwendung formuliert.

In Eurocode 2 Teil 1-2 sind aktuell drei tabellarische Bemessungsverfahren für die Brandschutzbemessung von Stützen enthalten: Methode A, Methode B und Anhang C. Im Nationalen Anhang des Eurocodes Teil 1-2 wurde für Deutschland nur die Anwendung von Methode A zugelassen, da sowohl Methode B als auch Anhang C auf der unsicheren Seite liegende Werte liefern können. Weiterhin ist im Nationalen Anhang ein Bemessungsverfahren für Kragstützen enthalten. Das in der CEN/TC 250/SC 2/WG 1/TG 5 vorgestellte vereinfachte Verfahren soll alle drei vorgenannten Methoden ersetzen und auch für die brandschutztechnische Bemessung von Kragstützen geeignet sein. Es soll als 'universelles Stützenbemessungsverfahren' in die überarbeitete Version des EC 2-1-2 einfließen. Aufgrund der Komplexität der Stützenbemessung im Brandfall waren jedoch bisher mehrere Bemessungsmethoden in EC 2-1-2 enthalten. Es besteht die Gefahr, dass ein 'universelles Stützenbemessungsverfahren' auf Basis eines vereinfachten Verfahrens in Teilbereichen unsichere Ergebnisse und/oder unwirtschaftliche Ergebnisse liefert.

Bei der Berechnung von Temperaturen innerhalb von Betonquerschnitten weist die thermische Leitfähigkeit einen großen Einfluss auf die Ergebnisse auf. DIN EN 1992-1-2 benennt für den temperaturabhängigen Verlauf der thermischen Leitfähigkeit eine untere und eine obere Grenzwertfunktion. Der nationale Anhang schreibt in Deutschland die Anwendung der oberen Grenzfunktion vor. Thermischen Berechnungen unter Ansatz der oberen Grenzwertfunktion für die thermische Leitfähigkeit haben gezeigt, dass dieser Ansatz bei der Bewertung des Raumabschlusskriteriums zu konservativen Ergebnissen führt, die nicht übereinstimmen mit den Mindestdicken nach Abschnitt 5 DIN EN 1992-1-2, für die das Raumabschlusskriterium als eingehalten gilt. Auch aufgrund geänderter Betonzusammensetzungen und geänderter Messtechnik wurde daher in der CEN/TC 250/SC 2/WG 1/TG 5 eine geänderte Grenzwertfunktion für den Verlauf der thermischen Leitfähigkeit vorgeschlagen, welche anhand von numerischen Vergleichsrechnungen zu ausgewählten experimentell bestimmten Temperaturzeitkurven überprüft wurde.

Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurden die neuen Bemessungsansätze systematisch untersucht und hinsichtlich der Anwendbarkeit und der gegebenen Randbedingungen bewertet. Anhand von fünf realen Pool- und Holzkrippenbränden, die exemplarisch für lokale Brände sind, wurden die Berechnungsergebnisse verifiziert. Zusätzlich sind Brandsimulationsberechnungen mit dem international anerkannten CFD-Modell Fire Dynamic Simulator (FDS) durchgeführt worden, um die Anwendbarkeit der neuen Bemessungsansätze zu bewerten.

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