Diplomarbeit, Technische Universität Berlin, Matthias Stamm, Berlin 2007

Untersuchung der Entwicklung von Zwangskräften im Brandfall bei Stahltragwerken sowie brandschutzgerechte Ausbildung von Stahlbauanschlüssen

- Auszug aus Diplomarbeit -

Mit Hilfe von Ingenieurmethoden sollten Ingenieure der Firma hhpberlin den rechnerischen Brandschutznachweis einer Parkgarage über einem Einkaufszentrum in Alstertal-Hamburg führen. Es galt nachzuweisen, dass es im Brandfall nicht zum Versagen des Tragwerkes kommt, wenn das horizontale Tragwerk der Garage in Qualität F 30 ausgeführt wird. Nach der thermischen Analyse, der Ermittlung der auftretenden Temperaturen auf das Tragsystem, wurde eine mechanische Analyse durchgeführt. Die relativ hohen Temperaturen konnten von der Verbunddecke und den Stützen aufgenommen werden. Im Bereich der Rahmenknotenpunkte wurden die Zwangsspannungen aus den Temperaturen für die Schraubanschlüsse jedoch zum Problem. 

Stahlrahmenkonstruktionen in Verbindung mit Verbunddecken sind für Parkgaragen geeignete Tragwerke. Geschraubte Rahmenknoten bieten dabei Preis- und Montagevorteile. Vollbesetzte Parkgaragen bieten aber auch große Brandlasten und damit im Brandfall das Risiko der Entwicklung hoher Temperaturen, die das Bauwerk gefährden können. 

Ungeschützte bzw. thermisch hoch belastete Stahlbauten sind in ihren Anschlussbereichen besonders empfindlich, da hier Kräfte durch meist kleine Querschnitte übertragen werden müssen.

Diese Arbeit soll sich mit der Untersuchung der Aufnahme und Übertragung von Zwangkräften auf Stahlbauteile mit Schraubanschlüssen beschäftigen. Insbesondere Rahmentragwerke mit gelenkigen und biegesteifen Schraubanschlüssen kommen immer wieder im Stahlhochbau zur Anwendung. Brandschutztechnische Schutzmaßnahmen verringern zwar die Ausbildung hoher Bauteiltemperaturen, die Entstehung von Zwangkräften durch Temperaturdehnung läßt sich aber trotz Vorbeugung nicht verhindern. Es ist deshalb zu untersuchen, wie Anschlüsse auf Zwangkräfte und Zwangsverformungen durch Temperatur reagieren.

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