Bibliographic Metadata

Title
Untersuchung der Einflussparameter bei der Bemessung im Brandfall von Stahlbetonbauten
Additional Titles
Investigation of the influencing parameters of the fire design of reinforced concrete members
AuthorProidl, Lukas
Thesis advisorHuber, Patrick
Published2018
Date of SubmissionJuly 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Bemessung / Beton / Brandschutz / Feuer / Feuerwiderstand / Stahl / Stahlbeton
Keywords (EN)design / concrete / fire protection / fire / fire resistance / steel / reinforced concrete
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Die vorliegende Arbeit „Untersuchung der Einflussparameter bei der Bemessung im Brandfall von Stahlbetonbauten“ beschäftigt sich mit dem Brandschutz hinsichtlich der Bemessung von Stahlbetonbauteilen. Das wichtigste Ziel des Brandschutzes ist es, das Leben und die Gesundheit von Personen, die sich in einem brennenden Gebäude befinden, zu schützen. Die dafür erforderlichen Maßnahmen betreffen in erster Linie die Konstruktion von Tragwerken. Um die Bemessungsregeln für Bauteile festzulegen, ist eine genaue Betrachtung des Brandverhaltens der zu verwendenden Baumaterialien notwendig. Die Bestandteile einer Struktur aus Stahlbeton sind nicht brennbar, verlieren jedoch bei hohen Temperaturen ihre Festigkeit, was zu einem Versagen der Struktur führen kann. Deshalb ist es notwendig, tragende Bauteile vor hohen Temperatureinwirkungen zu schützen. Diese Aufgabe wird bei Bauteilen aus Stahlbeton vor allem von der Betondeckung, die im Hinblick auf den Feuerangriff eine abschirmende Wirkung auf die Bewehrung hat, übernommen. Zusätzlich kann ein entsprechender Schutz durch Putze, Plattenbekleidungen oder abgehängte Deckensysteme hergestellt werden. Ein weiterer Effekt ist das Abplatzen von Betonschichten unter Einwirkung von Feuer. Neben der Tragfähigkeit müssen bestimmte Bauteile auch raumabschließende Eigenschaften aufweisen, da die Verhinderung der Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb eines Gebäudes essentiell für einen funktionierenden Brandschutz ist.

Die brandschutztechnischen Anforderungen an Bauteile sind im Wesentlichen in der OIB - Richtlinie 2 geregelt, welche auch in die Wiener Bauordnung aufgenommen wurde. Darin ist die Feuerwiderstandsdauer für bestimmte Bauteile bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen festgelegt. Ein wichtiger Faktor in diesem Zusammenhang ist die vorgesehene Nutzung des jeweiligen Gebäudes, die mit Hilfe der Gebäudeklassen eingeteilt werden kann. Im Brandschutzteil des Eurocode 2 werden drei verschiedene Bemessungsverfahren dargelegt: Das allgemeine Rechenverfahren, das vereinfachte Rechenverfahren und das Verfahren mittels Verwendung tabellarischer Daten. Auf diese wird im Zuge der vorliegenden Arbeit näher eingegangen. Letztendlich werden die wichtigsten Einflussparameter definiert, die für die Bemessung von Stahlbetonbauten relevant sind.

Abstract (English)

The following thesis “investigation of the influencing parameters of the fire design of reinforced concrete members” deals with fire protection in terms of the design of reinforced concrete members. The main purpose of fire protection is to protect people’s lives and health, who find themselves inside a burning building. The required action concerning protection are primarily related to construction of support structures. In order to determine special design rules for the structural elements, it is necessary to observe the fire behavior of the building materials used. The components of reinforced concrete are not burnable, but they lose their stability under high temperatures, which can lead to a collapse of this structure. Therefore, it is necessary to prevent support structures from being exposed to very high temperatures. This prevention concerning reinforcement concrete members is provided by the concrete cover, which supplies a shielding effect from fire for the reinforcement. Additional protection can be offered through different plasters, board panels or suspended ceiling systems. Another effect is the mechanical spalling of concrete layers under the influence of fire. Besides the carrying capacity certain structural elements need to have separating features for ensuring the fire and smoke not to be spread inside the building. This is a very crucial aspect for an efficient fire protection system.

The fire protection requirements of structural elements are generally regulated in the “OIB - Richtlinie 2”, which is also registered in the Viennese building regulations. In this guideline, the fire resistance duration concerning certain structural elements under different circumstances is determined. With regard to this, the designated usage of the current building is an essential factor, which can be classified by guidelines of different building categories. Three design procedures in the fire protection design part of the Eurocode 2 are shown: the advanced and the simplified calculation methods and a method using tabulated data. As part of this thesis, these methods are illustrated in detail. Eventually the most important influence parameters, which are relevant in the fire design of reinforced concrete members, are explained.