Vorwort
J. Zehfuß, Braunschweig
Sitzung 1 - Anlagentechnischer und abwehrender Brandschutz
Leitung: P. Aeissen, Braunschweig
1.1 Maschinelle Entrauchung für das Projekt Fréjus
G. Blume, Braunschweig
1.2 Erforschung der frühesten Brandphase: Laborversuche und Feldexperimente zur Branderkennung
S. Festag und C. Herbster, Sulzburg
1.3 Sprinkleranlagen im Zusammenspiel mit der Feuerwehr
G. Spangardt, Würzburg
1.4 Einsatzstellenbegehungen – Fokus: Hat das Gebäude im Brandfall funktioniert?
B. Maiworm, München
Sitzung 2 - Normen, Richtlinien und Verordnungen
Leitung: A. Plietz, Düsseldorf
2.1 DIN 18009-2: Räumungssimulation und Personensicherheit - Ziel erreicht
G. Jäger, Jülich und B. Schröder, Düsseldorf
2.2 Entwicklung der Normung im Brandschutzingenieurwesen
J. Wiese, Erkelenz
2.3 Novellierung der Muster-Garagenverordnung
J. Rübel, Düsseldorf
2.4 Neue Brandschutzregelungen für Hochhäuser in England im Vergleich zu deutschen Vorschriften
K. Wallasch, London und B. Stock, Aachen
Sitzung 3 - Innovative Brandschutzlösungen
Leitung: j. Upmeyer, Kleve
3.1 Prüfingenieure für Brandschutz nach der Neufassung zur Landesbauordnung NRW
U. Kirchner, Erkelenz
3.2 Sichere Treppenräume mit Wassernebellöschanlage
H. Hohmann, Hamburg und L. Gößwein, Braunschweig
3.3 Die Nationalbibliothek in Luxemburg
G. Buhl, Hamburg
3.4 Brandschutzkonzept des Neubaus der PTS-Station F am Flughafen Frankfurt – in Stahlbauweise - Ingenieurmethoden
vielfach angewandt
R. Schneider und M. Henzel, Darmstadt
3.5 TIMpuls Großversuche an Holzbauten
S. Brunkhorst, Braunschweig; T. Engel, C. Kurzer, München;
F. Steeger, Magdeburg; D. Butscher, Heyrothsberge
Sitzung 4- Eurocode-Brandschutznachweise – Was tut sich in Europa?
Leitung: D. Hosser, Braunschweig
4.1 Eurocode 1-1-2 - Brandeinwirkungen
J. Zehfuß und L. Sander, Braunschweig
4.2 Eurocode 2-1-2 – Stahlbeton- und Spannbetontragwerke
J. Reiners, Düsseldorf und J. Zehfuß, Braunschweig
4.3 Eurocode 3-1-2 – Stahlbau und Eurocode 4-1-2 - Verbundbau
P. Schaumann, Hannover
4.4 Eurocode 5-1-2 - Holzbau
N. Werther, München; A. Frangi, J. Schmid, Zürich;
J. Hakkarainen, Helsinki; a. Just, Tallinn
Anhänge
A.1 Anschriften der Referenten und Sitzungsleiter
A.2 Kurzvorstellung des Veranstalters (iBMB / MPA)
A.3 Verzeichnis der Schriften aus dem iBMB
Aktualisiert: 2022-09-13
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Bauteile und Tragwerke müssen nicht nur unter Normalbedingungen, sondern auch unter definierten Brandeinwirkungen über einen bestimmten Zeitraum tragfähig sein. Die brandschutztechnische Bemessung erfolgt bisher in der Regel auf Grundlage der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK). Die ETK wird durch eine stetig ansteigende logarithmische Funktion beschrieben und soll auf der sicheren Seite liegend die möglichen thermischen Einwirkungen abdecken. Alternativ können Naturbrandkurven zur brandschutztechnischen Bemessung angewendet werden. Diese sind ein realistischeres Abbild eines Brandes als die ETK und ermöglichen in der Regel eine wirtschaftlichere Bemessung für den Brandfall.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Temperaturzeitkurven besteht darin, dass die ETK ausschließlich durch eine Aufheizphase gekennzeichnet ist, während natürliche Brände aus einer Aufheiz- und einer Abkühlphase bestehen. Die Tragfähigkeit muss bei natürlichen Bränden über die gesamte Branddauer – einschließlich der Abkühlphase – nachgewiesen werden. Die thermische Trägheit von Betonbauteilen kann zu einer verzögerten Erwärmung der innenliegenden Bereiche oder hohen Zugkräften im Querschnitt führen.
Während Stahl nach dem Ausbrennen eines Brandes seine ursprünglichen Materialeigenschaften nahezu wiedererlangt, zeigen Betonbauteile während des Abkühlprozesses im Vergleich zur Aufheizphase ein anderes Materialverhalten. Durch physikalische und chemische Reaktionen während der Aufheizphase ändern sich die Materialeigenschaften in der Abkühlphase und im abgekühlten Zustand des Betons.
Die in DIN EN 1992-1-2 enthaltenen Materialeigenschaften basieren auf Versuchsdaten, die auf Grundlage einer thermischen Beanspruchung gemäß der ETK ermittelt wurden. Hinsichtlich der Materialeigenschaften von Beton während der Abkühlphase existieren Kenntnislücken.
Diese Arbeit präsentiert experimentelle und numerische Untersuchungen der thermischen und thermo-mechanischen Materialeigenschaften von Normalbeton (CC), hochfestem Beton (HPC) und ultra-hochfestem Beton (UHPC) in der Brandabkühlphase.
Zur Ermittlung der thermischen Materialeigenschaften (Rohdichte, thermische Leitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität) in der Abkühlphase wurden verschiedene Verfahren eingesetzt. In diesem Zusammenhang ist der Feuchtegehalt zu nennen, der für die Veränderung der Materialeigenschaften von erwärmtem und abkühlendem Beton einen wesentlichen Faktor darstellt.
Zur Ermittlung der thermo-mechanischen Materialeigenschaften wurden stationäre und instationäre Heißdruckversuche durchgeführt. Dafür wurden die etablierten Versuchsregime, die auf den Randbedingungen einer thermischen Beanspruchung gemäß Einheits-Temperaturzeitkurve basieren, modifiziert.
Zur Validierung der an kleinen Probekörpern ermittelten thermischen und thermo-mechanischen Materialkennwerte wurden 6 realmaßstäbliche Versuche an Stützen durchgeführt. Die abgeleiteten thermischen und thermo-mechanischen Materialfunktionen wurden in ein FE-Programm implementiert und mit den experimentellen Ergebnissen kalibriert.
Das Ergebnis der Arbeit stellt die Erweiterung der Berechnungsgrundlagen in DIN EN 1992-1-2 um eine Abkühlphase dar.
Aktualisiert: 2022-09-13
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Dissertation, TU Braunschweig, 2020
Aktualisiert: 2021-02-11
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Sitzung 1: Rauchableitung und Veranstaltungstechnik, Sitzung 2: Normen, Richtlinien und Verordnungen, Sitzung 3: Innovative Brandschutzkonzepte, Sitzung 4: Energiespeicher und Elektrofahrzeuge - ist das Brandrisiko höher?
Aktualisiert: 2021-02-18
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Sitzung 1: Planung, Ausführung, Überwachung von Brandschutzmaßnahmen, Sitzung 2: Normen und Richtlinien, Sitzung 3: Grundlagen für schutzzielorientierte Brandschutzkonzepte ; Sitzung 4: Brandschutzkonzepte und ihre Umsetzung
Aktualisiert: 2020-04-29
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1. Inhaltsverzeichnis: Veröffentlichungen F.S. Rostásy, 2.) Dissertationen und Habilitationen - Berichterstattungen von F. S. Rostásy, 3. Hariri ; Lampe: Riss- und Verformungsverhalten von Beton, 4. Krauß ; Nothnagel: Zwang und Rissbildung erhärtender Betonbauteile und das Werkstoffverhalten jungen Betons oder: Ein wissenschaftliches Leben zwischen Zwang und Drang, 5. Budelmann ; Holst: Betoneigenschaften bei hohen und tiefen Temperaturen oder: Manche mögen es heiß, 6. Neubauer ; Willich: Geklebte Bewehrung aus Faserverbundwerkstoffen, 7. Bruder ; Rigo ; Schmidt-Döhl: Dauerhaftigkeit mineralischer Baustoffe, 8. Wigger ; Twelmeier: Historisches Natursteinmauerwerk, 9. Dienelt: Der Literaturbestand einer Institutsbibliothek als Spiegel der Aktivitäten einer forschenden Institution - dargelegt am Beispiel des iBMB/MPA und der "Ro-Bücher", 10. Mitarbeiter im Fachgebiet Baustoffe und Stahlbetonbau seit 1976
Aktualisiert: 2020-04-29
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Aus der Kurzfassung:
Zwischenlager für hoch radioaktive, Wärme entwickelnde Reststoffe müssen voraussichtlich weitaus länger betrieben werden als ursprünglich angenommen. Da es sich hierbei um kerntechnische Anlagen handelt, sind bei deren Auslegung und im Zuge Periodischer Sicherheitsüberprüfungen (PSÜ) extreme Einwirkungen wie z. B. Stoßbelastungen (Impact) durch einen zufälligen Flugzeugabsturz zu berücksichtigen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Fragestellung, wie sich der Widerstand einer alternden Stahlbetonstruktur gegen Impact über einen Zeitraum von bis zu 100 Jahren verändern kann. Ein methodischer Schwerpunkt wird dabei auf die ingenieurmäßige Erfassung des Einflusses alterungs- und korrosionsbedingter Veränderungen gesetzt.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Aus der Kurzfassung:
Der Einsatz von hochfestem, mikrobewehrtem Beton ermöglicht die Herstellung profilierter Betonbauteile mit Stegfreiten von wenigen Zentimetern. Bei der Ermittlung der Tragfähigkeit dieser Betonträger mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen ist insbesonderer der Querkraftnachweis zu beachten.
Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten dünnwandiger, mikrobewehrter Betonbauteile mit profiliertem Querschnitt aus normal- und hochfestem Beton liegen zurzeit nur in begrenztem Umfang vor. Aufbauend auf den vorliegenden experimentellen Untersuchungen wurden Querkraftbemessungsmodelle entwickelt, die jedoch nicht allgemein anwendbar sind. Im Zuge der vorliegenden Arbeit werden die zuzeit vorliegenden Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten von Betonbauträgern mit dünnwandigen, mikrobewehrten Stegen analysiert.
Aktualisiert: 2020-01-06
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Sitzung 1: Neuerungen im Brandschutz, Sitzung 2: Normen, Richtlinien und Verordnungen, Sitzung 3: Brandschutzkonzepte für Sonderbauten, Sitzung 4: Brandschutz im Holzbau
Aktualisiert: 2020-01-06
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Einleitung und Problemstellung:
Wesentliches Ziel der Forschung über das Brandverhalten von Bauwerken aus Stahlbeton und Spannbeton ist die zuverlässige Vorhersage der Tragfähigkeit. Diesem Ziel entsprechend wurde in den vergangenen Jahren das Verhalten der Werkstoffe Stahl und Beton unter hohen Temperaturen eingehend erforscht. Gemessen am Kenntnisstand über das Verhalten von Stahl und Beton ist das Wissen über das Zusammenwirken der beiden im Verbund bei hohen Temperaturen als gering zu bezeichnen. Aus der Literatur sind im wesentlichen nur Aussagen über die temperaturabhängige Entwicklung der Versagenslasten des Verbundes bekannt. Diese Ergebnisse stützen sich zumeist auf Versuchsdaten, die im wiedererkalteten Zustand gewonnen wurden. Will man jedoch das Verbundverhalten bei der Bemessung brandbeanspruchter Bauteile berücksichtigen, so sind hierfür Stoffgesetze erforderlich. Das Teilprojekt B 5 des Sonderforschungsbereichs 148 "Brandverhalten von Bauteilen" hatte zum Ziel, das Verbundverhalten einbetonierter Bewehrungsstäbe unter hohen Temperaturen systematisch zu untersuchen. Im ersten Untersuchungsabschnitt wurde anhand von zentrischen Ausziehversuchen das grundsätzliche Last-Verschiebungs-Verhalten von Betonrippenstählen untersucht. Anschließend wurden exzentrische Ausziehversuche durchgeführt, um die Grenzen zwischen Gleit- und Sprengbruch durch Veränderung zu studieren. Zusätzliche Untersuchungen an im Stahlbetonbau üblichen Verankerungsarten ergänzten diese Erkenntntsse. Aus diesen Versuchsergebnissen wurden dann Stoffgesetze abgeleitet, die als Grundlage zur rechnerischen Erfassung des temperaturabhängigen Verbundverhaltens dienen können. Parallel zu den Untersuchungen im Ausziehversuch wurden stationäre und instationäre Verbundkriechuntersuchungen durchgeführt.
Aktualisiert: 2020-04-27
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Inhaltsverzeichnis:
Hertel, H.: Aktueller Stand des baulichen Brandschutzes in EG-Bereich. Becker, W.: Brandverhalten von Baustoffen und neue Prüfverfahren. Dobbernack, R.: Wärmebilanzrechnungen, Rauch- und Heißgasbewegungen. Günther, K.-P.: Erfahrungen der Feuerwehr. Richter, E.: Tunnelbrandversuche in Norwegen. Malhotra, N.L.: Fire safety concepts- Channel Tunnel transport. Kordina, K.: Flachdecken unter Brandangriff : Schnittgrößenverteilung und Durchstanzversuche. Quast, U.: Verbundbauteile. Kersken-Bradley, M.: Holz und Mauerwerk. Meyer-Ottens, C.: Stahlbauteile sowie DIN 4102, Neufassung.
Aktualisiert: 2020-04-29
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Problemstellung und Ziel der Arbeit:
Seit ca. 25 Jahren werden weltweit Stahlbeton- und Spannbetonbauwerke durch geklebte Bewehrung verstärkt, indem mit geeigneten zweikomponentigen kalthärtenden Epoxidharzklebstoffen Flachprofile auf die Außenseite von Bauteilen geklebt werden. Meist werden Walzstahlprofile eingesetzt, seltener Profile aus Glas- oder Kohlefaserlaminaten. Durch geklebte Bewehrung kann sowohl die Biege- und Schubtragfähigkeit erhöht als auch die Gebrauchsfähigkeit verbessert bzw. erhöht oder wiederhergestellt werden. Untersuchungen zum Langzeitverhalten zeigen, daß die Dauerhaftigkeit des entstandenen Verbundsystems befriedigt. Die Anwendung der geklebten Bewehrung ist in der Bundesrepublik Deutschland an die Zustimmung im Einzelfall oder an eine vom DIBT ausgestellte allgemeine bauaufsichtliche Zulassung gebunden. Da allgemeine Bemessungsgrundsätze für die geklebte Bewehrung bisher nicht als Normen oder Richtlinien vorliegen, ist die Bemessung z.Zt. noch in der Zulassung geregelt. Sie basiert im wesentlichen auf den Forschungsergebnissen von Rostasy und Ranisch und wurde hauptsächlich aus Versuchen an laschenverstärkten Zuggliedern abgeleitet. Für Biegebauteile mit geklebter Bewehrung existiert zur Zeit noch keine abgesicherte Theorie des Versagens des Klebverbundes. Weiterhin fehlt ein Modell zum Verbundversagen laschenverstärkter Zugglieder, bei dem auch die Grenze der Verbundtragfähigkeit bei großen Verbundl ängen erfaßt wird und das es erlaubt, das Zusammenwirken der Bewehrungspartner zu berücksichtigen. Die vorliegende Arbeit soll dazu beitragen, die vorhandene Lücke zu schließen. Ziel ist, mittels theoretischer und experimenteller Untersuchungen zu einer allgemeinen Theorie zur Vorhersage der Verbundtragfähigkeit zu kommen und außerdem das Zusammenwirken im Verbundsystem durch eine verbundorintierte Betrachtung zu erfassen. Um den Rahmen der Arbeit nicht zu sprengen, beschränken sich die Untersuchungen auf das Verhalten des Klebverbundes unter statischer Kurzzeitbeanspruchung.
Aktualisiert: 2020-04-28
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Bei der Aufbereitung von Altbeton und Bauschutt (mineralische Baustoffgemische) durch Brechen, z.T. mit dem Ziel der Herstellung von Sekundärzuschlag für Beton fällt je nach verwendetem Brechertyp ein erheblicher Anteil als Brechsand an (2 bzw. 4 mm Komdurchmesser). So ist nach [DFG 1996] mit einem Anteil von 20 bis 40 M.-% ~ 2 mm bzw. 30 bis 60 M.-% ~ 4 mm zu rechnen. Bisher vorliegende Versuchsergebnisse zu den technologischen Eigenschaften von Beton unter Verwendung von Zuschlag aus Betonsplitt und mineralischen Baustoffgemischen haben gezeigt, daß die alleinige Verwendung von Brechsand im Korngrößenbereich des Sandes zu erheblichen Problemen sowohl bei der Verarbeitbarkeit als auch bei verschiedenen Festbetoneigenschaften (z. B. Verformungsverhalten und Dauerhaftigkeit) führen kann [Budelmann 1999b]. Den bei der Aufbereitung als Sand anfallenden Kornfraktionen wendet sich diese Arbeit zu, wobei das Hauptaugenmerk auf Betonbrechsand liegt. Es wird experimentell und theoretisch untersucht, inwieweit durch eine Behandlung bei erhöhter Temperatur hydraulische Eigenschaften zurückgewinnbar sind, die eine Wiederverwertung als Bindemittel oder hydraulischen Zusatzstoff, eventuell auch mehrfach, im Sinne einer Kreislaufführung, sinnvoll werden lassen. Der Ausgangspunkt ist i. w. der Kenntnisstand über den Abbau der Hydratphasen und die Neubildung der Klinkerphasen des Zementsteins bei Einwirkung hoher Temperatur durch Brandbeanspruchung. Wesentliche Untersuchungsparameter sind der Ausgangsstoff Betonbrechsand, nichtmineralische Verunreinigungen, andere mineralische Beimengungen, die Temperaturbelastung und der anschließend damit hergestellte Baustoff. Als Zielbaustoffe werden hydraulisch aktive Bindemittel und Zement substituierende Zusatzstoffe sowie Halbzeuge (Mauersteine) verfolgt. Die Eigenschaften des Zielbaustoffes in Abhängigkeit vom Ausgangsstoff und dessen Zusammensetzung sowie von der Behandlung werden charakterisiert; quantitative Einsatzgrenzen werden abgeleitet.
Aktualisiert: 2020-04-29
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Aus der Einleitung:
Wesentliches Ziel der Forschung über das Brandverhalten von Bauwerken aust Stahlbeton und Spannbeton ist die zuverlässige Vorhersage der Tragfähigkeit. Diesem Ziel entsprechend wurde in den vergangenen Jahren das Verhalten der Werkstoffe Stahl und Beton unter hohen Temperaturen eingehend erforscht. Gemessen am Kenntnisstand über das Verhalten von Stahl und Beton ist das Wissen über das Zusammenwirken der beiden im Verbund bei hohen Temperaturen als gering zu bezeichnen.
Aus der Literatur sind im Wesentlichen nur Aussagen über die temperaturabhängigke Entwicklung der Versagenslasten des Verbundes bekannt. Diese Ergebnisse stützen sich zumeist auf Versuchsdaten, die im wiedererkaltetem Zustand gewonnen wurden. Will man jedoch das Verbundverhalten bei der Bemessung brandbeanspruchter Bauteile berücksichtigen, so sind hierfür Stoffgesetze erforderlich.
Ziel dieser Arbeit ist es, das Verbundverhalten einbetonierter Bewehrungsstäbe systematisch zu untersuchen und daraus Stoffgesetze abzuleiten, die als Grundlage zur rechnerischen Erfassung des Temperaturabhängigen Verbundverhaltens dienen können.
Aktualisiert: 2020-04-23
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Aus der Einleitung:
Die Arbeiten des Teilprojekts C3 "Natürlicher Brand, seine Einflußparameter in kleinen und großen Brandräumen" im Sonderforschungsbereich 148 "Brandverhalten von Bauteilen" erstreckten sich auf die Jahre 1981 -1986. Über den Fortgang der Forschungen und deren Zwischen-, teilweise auch Endergebnisse wurde in Arbeitsberichten, die 1983 und 1987 erstattet wurden, informiert. Mit dem hier vorgelegten Band wird der abschließende Bericht erstattet. Die Verfasser danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die großzügige Förderung und für die Ermöglichung, anschließende weitergehende Untersuchungen durchzuführen. Als das Teilprojekt C3 konzipiert wurde, fehlten gut fundierte Kenntnisse zur Beschreibung der Zeitfunktionen bei Brandabläufen - insbesondere in größeren Brandräumen. Die Aufgabenstellung des Teilprojekts als integriertem Teil eines bauwerk- bzw. tragwerkbezogenen Sonderforschungsbereichs umfaßte daher a) die Untersuchung des Brandablaufs in Großbrandräumen, b) die Beurteilung der Wirkung natürlicher Brände auf die umgebenden Bauteile und Baustoffe, c) die Überprüfung der vorhandenen Wärmebilanzmodelle anhand der Versuche. Die wichtigsten brandbeeinflussenden Parameter in Großbrandabschnitten - beispielsweise in Industriehallen - sind noch einmal in Bild 1 zusammengestellt. Sie setzen sich zusammen aus den Brandlasten nach Art, Größe und Verteilung, den Ventilationsbedingungen im Brandraum, der Brandraumgeometrie sowie aus den thermischen Eigenschaften der umgebenden Bauteile. Diese Parameter bestimmen in gegenseitiger Interaktion die Temperaturverteilung, Energie- und Massenströme, Pyrolyseraten des Brandguts sowie die Zusammensetzung der Abgase in einem Raum während einer Brandentwicklung.
Aktualisiert: 2020-04-30
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Einleitung:
In der Fachliteratur (l -10) wurde - soweit sie sich mit dem Problem der Korrosion von Bewehrungsstählen auseinandersetzt - über Jahre hinaus von der Voraussetzung ausgegangen, daß Spannstahleinlagen - vor allem aus vergütetem Material -unter dem Einfluß von mechanischen Spannungen besonders anfällig gegenüber anodischem SRK-Angriff seien. Neuere Laboruntersuchungen (11) an handelsübliehen "vergüteten" Spannstählen, die mit Chrom legiert waren, haben jedoch gezeigt, daß die Anfälligkeit dieser Stähle gegenüber SRK im Bereich der Gebrauchsspannungen praktisch nur dann als hoch einzuschätzen ist, wenn durch zusätzliche Beschä-digungen der Oberfläche extrem ungünstige Spannungszustände überlagert werden. Dagegen haben in der letzten Zeit Schadensfälle an etwa 30 Jahre alten Viehstall-Stahlbetondecken (12 -14), die mit Betonstahl bewehrt waren, die Aufmerksamkeit auf die Tatsache gelenkt, daß unter geeigneten Bedin-gungen die von weichen Stählen her bekannte und in der Literatur oft nach-gewiesene hohe Anfälligkeit gegenüber SRK gerade bei besonders kohlenstoffarmen und stickstoffreichen Betonstählen auftritt: also bei jenen Stahl-qualitäten, die im Stahlbetonbau zur "schlaffen Bewehrung" weit verbreitet sind und als fast universell verwendbar angesehen werden (15, 16). Im Stahl-betonbau wurden und werden niedrig gekohlte Stähle in nicht unerheblichen Längen verwendet, vor allem auch als Ausgangsmaterial für kaltverfestigte Stähle. Würde man die in der Literatur zum Problem der SRK weicher Stähle mitgeteilten Ergebnisse direkt auf Betonstähle übertragen, so müßten erhebliche Bedenken gegen die Eignung dieser Stähle als Bewehrung vorgebracht werden. Es erschien daher dringend notwendig abzuklären, in welchem Maße Bewehrungsstähle mit geringem Kohlenstoffgehalt ·(naturhart und kaltverformt) gegen-über Medien, welche SRK hervorrufen, empfindlich sind und in wieweit im Labor ermittelte Kurzzeitversuchsergebnisse auf die wirklichen Verhältnisse im Beton übertragbar sind. Letzteres erscheint insbesondere im Hinblick auf die Tatsache von Interesse, daß Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt seit Jahrzehnten als Bewehrung in Betonteilen verwendet werden, ohne daß Schäden in größerem Umfang aufgetreten sind. Eine Klärung der Zusammenhänge sowohl auf theoretischer als auch experimenteller Basis ist schon deswegen vonnöten, weil dann insbesondere die durch die weitere Entwicklung der Betonstahherstellungsverfahren bedingten möglichen Änderungen in Bezug auf das SRK-Verhalten bei der Beurteilung zukünftiger Bauwerke in angemessener Weise berücksichtigt werden können.
Aktualisiert: 2020-04-27
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EINLEITUNG
Problemstellung: Für eine wirklichkeitsnahe Beurteilung der Standsicherheit eines Geschoßbaues bei Brandbeanspruchung ist es häufig nicht ausreichend, nur das Verhalten der beflammten Einzelbauteile zu analysieren. Von wesentlichem Einfluß können die zwischen den Bauteilen vorhandenen Interaktionen, insbesondere das zusammenwirken von heißen und kalten Bauteilen, sein. Da die Untersuchung größerer Bauwerksabschnitte experimentell in der Regel nicht mehr möglich ist, müssen vornehmlich rechnerische Methoden hierfür herangezogen werden. Erste Untersuchungen in dieser Richtung wurden im Rahmen der Forschungstätigkeit des Sonderforschungsbereichs 148 "Brandverhalten von Bauteilen" der Technischen Universität Braunschweig durchgeführt [25]. Brände in Hochbauten bleiben bedingt durch die vorliegende Raumaufteilung oder durch die Brandlastverteilung häufig lokal begrenzt (Bild 1.1). Daraus resultiert für die in der Regel über viele Felder durchlaufende Geschoßplatte eine partielle Brandbeanspruchung. Da der beflammte Teil von kalten Plattenbereichen umschlossen wird, kann er sich nicht frei verformen. Es entsteht in der Platte ein innerer Zwängungszustand. Zu solchen thermisch bedingten Zwängungen kann es auch bei vorhandenen verformungsunterschieden auf Grund der Beflammung zwischen anderen Bauteilen kommen [32]. Der mögliche günstige Einfluß einer solchen Zwängung auf das Brandverhalten biegebeanspruchter Bauteile wurde in den 60er und 70er Jahren in zahlreichen Versuchen in den USA [ 1, 2, 28, 58, 59] nachgewiesen. Hierbei spielen die aufgrund der behinderten Längsdehnung entstehenden Zwangsdruckkräftewahrscheinlich die wesentliche Rolle. Kordina [35] weist darauf hin, daß eine solche günstige Wirkung jedoch nur dann zu erwarten ist, wenn die die Verformung behindernden kalten Teile diese Zwängungskräfte aufnehmen können bzw. diese Kräfte innerhalb des beflammten Teiles keinen Druckbruch hervorrufen.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der inneren Zwängung der partiell beflammten ebenen Stahlbetongeschoßdecke. Hierbei beschränkt sich die Analyse auf die Beschreibung der entstehenden Zwangskräfte in Verbindung mit den horizontalen Verschiebungen. Für die numerische Bearbeitung wurde ein Rechenmodell entwickelt.
Aktualisiert: 2020-04-24
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Vorwort:
Eine Verformungsberechnung oder eine rechnerische Vorhersage einer Zwangwirkung in Stahlbetontragwerken erfordert die Berücksichtigung der versteifenden Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen, weil erst damit die Steifigkeit wirklichkeitsnah vorausgesagt werden kann. Das Ziel dieser Arbeit war es, Momenten-Krümmungs-Beziehungen zu entwickeln, die sowohl die versteifende Mitwirkung als auch den verweichenden Einfluß von Last und Zeit beinhalten und die wesentlichen Stahlbetonparameter widerspiegeln. Die Eignung der entwickelten Beziehungen konnte durch Vergleiche zwischen den Ergebnissen nichtlinearer Tragwerksberechnung und von Versuchen bestätigt werden. Mit den Problemen des Biegezwangs wurde ich durch die Bearbeitung einer Forschungsarbeit unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. K. Kordina bekannt, dem ich dafür danke, daß ich die Arbeit selbständig durchführen konnte. Aufbauend auf den Erfahrungen aus den Versuchen und aus der Zusammenarbeit mit Prof. Dr.-Ing. F. s. Rostäsy entwickelten sich Thema und Aufbau der Dissertation. Herrn Prof. Rostäsy möchte ich ganz besonders danken. Er hat durch stete Bereitschaft zur fachlichen Diskussion diese Arbeit befruchtet und entscheidend gefördert.
Aktualisiert: 2020-04-24
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Aus der Einleitung:
Problem: Verglichen mit anderen Baukonstruktionen ist an Silos eine besondere Häufigkeit im Betrieb auftretender, z.T. schwerwiegender Schäden festzustellen, und zwar nicht nur in Deutschland, sondern in vergleichbarem Ausmaß auch in vielen anderen Ländern. Die Ursache der Schäden wird seitens der an Planung, Konstruktion oder Bauausführung Beteiligten aus naheliegenden Gründen oftmals unterschiedlich beurteilt, aber auch bei Sachverständigen, die sich mit Siloschäden häufiger zu be-fassen haben, sind die Auffassungen über den Hauptgrund der unübersehbaren Schadenshäufung keineswegs einheitlich. Generell kann ein Schaden an einem Silo natürlich wie bei anderen Bauwerken jede der nachfolgend aufgeführten Ursachen haben: - Unzureichende Lastannahmen - Fehler in der statischen Berechnung - Konstruktionsfehler - Bauausführungsfehler oder - Baugrundversagen. Es drängt sich aber auf, den Anlaß der zahlreichen Schäden an Silos insbesondere in unzureichenden Lastannahmen zu suchen, weil nicht nur deren Formulierung in den Vorschrif-ten, sondern auch die Auswirkungen von Unterschätzungen auf die Bruchsicherheit von den sonst üblichen Verhältnissen, z.B. bei Hoch- oder Brückenbauten, deutlich abweichen.
Die Belastung von Hoch-und Brückenbauteilen setzt sich in der Regel überwiegend aus Eigengewicht und Nutzlast zusammen, wobei das Eigengewicht ziemlich genau errechnet werden kann, während für die z.T. bewegliche Nutzlast idealisierende vorgaben in entsprechenden Normen verbindlich festgeschrieben sind. Da diese rechnerische Nutzlast auch ungünstige Möglichkeiten abdecken muß, liegt sie in den meisten Fällen nicht unerheblich auf der sicheren Seite ...
Aktualisiert: 2020-04-23
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Im Zuge der Entwicklung der probabilistischen Betrachtungsweise des Sicherheitsproblems im Bauwesen ergibt sich in verstärktem Maße auch die Frage, wie die Festlegung von Sicherheitselementen aus Versuchsergebnissen in solch einem Rahmen zu betrachten sei. Bei der Festlegung von solchen Sicherheitselementen oder Bemessungswerten liegen z. Z. keine festen und eindeutigen Regeln vor, obwohl sich in der letzten Zeitbedingt durch die Arbeiten in /13/ und /14/ -eine einheitliche Vorgehensweise abzeichnet. Desweiteren ergibt sich die Schwierigkeit, daß bei zerstörender Prüfung derStichprobenumfang i. allg. schon aus Kostengründen klein zu sein hat, eine solch kleine Stichprobe jedoch keine zuverlässi-ge Aussage über die zugrunde liegende Grundgesamtheit zuläßt. Die-ser Zustand trifft nun in verstärktem Maße auf dem Gebiet des baulichen Brandschutzes zu, da die Prüfvorschriften hier von besonders kleinen Stichprobenumfängen ausgehen. Andererseits sollte jedoch nicht vergessen werden, daß Prüfergeb-nisse, welche im Laufe der Jahre gewonnen wurden, ja auch schon einen gewissen Informationsstand darstellen, besonders wenn sie an ähnlichen Prüfkörpern ermittelt wurden. Aus diesem Grunde ist es durchaus wünschenswert, bei der Beurteilung von Bauteilversuchen auch Vorinformationen jeglicher Art mit einbeziehen zu können. Die Möglichkeit hierzu bietet die "Bayes'sche Statistik", nämlich Vorinformationen über einen oder mehrere mögliche Zustände können in der Form von "a priori"-Verteilungen mit in die Be-urteilungen eingehen und stellen so den schon bestehenden Infor-mationsstand dar. Nach der Durchführung des Experimentes (Versuches), d. h. einer Vergrößerung des Informationsstandes, können dann unter Berücksichtigung des schon bestehenden Wissensstandes neue Aussagen sozusagen "a posteriori" über die Verteilunq des entsprechenden Parameters gemacht werden. Die so gewonnene Verteilung wird die "a posteriori!'-Verteilung genannt.
Aktualisiert: 2020-04-24
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