Simulierte Brandeinwirkung auf Deckenplatten
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Projektdaten
| Titel | Title Simulierte Brandeinwirkung auf Deckenplatten | Simulation of behaviour of floor slabs under fire conditions Förderer | Funding Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement (SIB), Niederlassung Dresden I Zeitraum | Period 04.2010 Leiter | Project Manager Dr.-Ing. Harald Michler Bearbeiter | Contributors Dr.-Ing. Harald Michler |
Bericht aus dem Jahrbuch 2010
Simulierte Brandeinwirkung auf Deckenplatten
Temperaturentwicklung für System 3, kritischer Schnitt B
Mit einem In-situ-Test wurde die statische Tragsicherheit einer 50 Jahre alten Stahlbetonrippendecke nachgewiesen. Um auch die Auswirkung eines Brandereignisses auf die Tragfähigkeit der Decke beurteilen zu können, wurde eine thermische Durchwärmungsberechnung unter Ansatz der Einheitstemperaturkurve durchgeführt. Von besonderem Interesse war, nach welcher Einwirkungszeit die Temperatur im unten liegenden Betonstahl kritisch wird, da sowohl Streckgrenze als auch E-Modul des Stahles mit steigender Temperatur deutlich sinken können.
Es wurden vier Deckensysteme modelliert. System 1 bildete den Ist-Zustand mit unterer Deckenverkleidung (HWL-Platten mit Putzschicht), Dämmung der Deckenhohlräume sowie den Betonabplatzungen im Bereich der Stege ab. Bei System 2 wurde die unterste Putzschicht weggelassen, da diese im Brandfall höchstwahrscheinlich zuerst abplatzen würde. Variante 3 war analog zu System 2 aufgebaut, allerdings wurde ein nochmals erhöhter Wärmetransport angesetzt, um die ungünstige Wirkung der Betonabplatzungen sicher zu erfassen. Mit System 4 wurde der komplette Ausfall der unteren Deckenverkleidung simuliert. Die Unterseiten der Stege und die Wärmedämmung in den (nun ehemaligen) Hohlräumen zwischen den Stegen wurden direkt mit der Brandlast beansprucht. Im Bereich der Abplatzungen wurde die Bewehrung direkt erhitzt.
Als Ergebnis der Simulationen wurde in verschiedenen Bauteilachsen und -schichten die Temperaturentwicklung über einen Zeitraum von insgesamt 180 Minuten ermittelt. Erwartungsgemäß erfuhren die jeweils untersten Schichten einen raschen hohen Temperaturanstieg. Entscheidend war aber, dass bei Vorhandensein der unteren HWL-Verkleidung bei den Systemen 1-3 die für den Bewehrungsstahl prognostizierten Temperaturen über den gesamten Zeitraum von drei Stunden höchstens 200 °C erreichten. In diesem Temperaturbereich ist aber maximal mit einer 20%igen Verminderung der Streckgrenze der Bewehrung zu rechnen, womit die Decken auch bei einer Brandeinwirkung tragfähig bleiben. Beim System 4 ohne HWL-Verkleidung und Deckenputz konnte erwartungsgemäß keine befriedigende Widerstandsdauer erreicht werden. Dies galt vor allem für die Bereiche, in denen der Schutz der Bewehrung durch Betonabplatzungen nicht mehr ausreichend gegeben ist. Für den verbleibenden Nutzungszeitraum bis zur geplanten Sanierung des Gebäudes muss also sichergestellt werden, dass die Deckenverkleidung an Fehlstellen ergänzt und dass sie auch an keiner Stelle entfernt wird.