Heißbemessung Stahlbetonbau

Mechamische Einwirkungen

Allgemeine Regeln

Für die Einwirkungen gilt die DIN EN1991-1-1/2. Es werden die charakteristischen Lasten wie für die kalte Bemessung angesetzt. Es können neben den äußerlichen Belastungen auch Belastung aus thermischer Dehnung berücksichtigt werden. Der Brandfall gilt als außergewöhnliche Situation und wird nach DIN EN1990 kombiniert. Die Kombination ist wie folgt:

$E_{fi,d}=\sum {\gamma }_G\cdot E_{Gk}\oplus {\gamma }_{Q,1}\cdot {\psi }_{1,1}\cdot E_{Qk,1}\oplus \sum {\gamma }_{Q,i}\cdot {\psi }_{2,i}\cdot E_{Qk,i}$

mit
$E_{fi,d}$ - der Bemessungseinwirkung während des Brandfalls
$G_k$ - der ständigen, charakteristische Einwirkungen (mit Index charakteristisch)
$Q_{k,1}$ - der veränderlichen, charakteristische Leiteinwirkung
${\gamma }_i$ - Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkung
${\psi }_i$ - Kombinationsbeiwert der Einwirkung

Nach DIN EN1992-1-2 NA gelten folgende Erleichterungen für den Kombinationsbeiwert der Leiteinwirkung ${\psi }_{1,1}$: Es darf ${\psi }_{1,1}$ durch ${\psi }_{2,1}$ ersetzt werden. Jedoch nur, wenn die Leiteinwirkung nicht der Wind ist.

Vereinfachte Regeln

Wenn indirekte Einwirkungen - also solche, die aus Verformungen im Brandfall resultieren - vernachlässigbar klein sind, gilt vereinfachend die außergewöhnliche Einwirkungskombination als über den Brandverlauf konstant:

$E_{fi,d,t}=E{}_{fi,d}$

mit
$E_{fi,d,t}$ - der außergewöhnlichen Kombination für den Brandfall (mit den Indizes fire, design, time)
$E{}_{fi,d}$ - der außergewöhnlichen Kombination über den Brandfall konstant

Die Einwirkung während des Brandes kann mittels Reduktionsfaktor aus der Einwirkung unter Normaltemperatur ermittelt werden:

$E_{fi,d}=E_d\cdot {\eta }_{fi}$

mit
$E_{fi,d}$ - der Bemessungseinwirkung während des Brandfalls
$E_d$ - der Bemessungseinwirkung bei Normaltemperatur
${\eta }_{fi}$ - dem Reduktionsfaktor.

Der Reduktionsfaktor kann vereinfachend und auf der sicheren Seite mit 0,7 angenommen werden oder aber folgendermaßen berechnet werden:

${\eta }_{fi}=\frac{G_k+{\psi }_{fi}\cdot Q_{k,1}}{{\gamma }_G\cdot G_k+{\gamma }_{Q,1}\cdot Q_{k,1}}$

mit
$G_k$ - der ständigen, charakteristische Einwirkungen (mit Index charakteristisch)
$Q_{k,1}$ - der veränderlichen, charakteristische Leiteinwirkung
${\gamma }_G$ - dem Teilsicherheitsbeiwert für ständige Einwirkungen
${\gamma }_{Q,1}$ - dem Teilsicherheitsbeiwert für veränderliche Leiteinwirkung
${\psi }_{fi}$ - dem Kombinationsfaktor für den Brandfall als außergewöhnliche Situation, entspricht ψ2 (quasi-ständig) oder im Ausnahmefall Wind ψ1 (häufig).

Beispielrechnung

Lasten im Brandfall (Bsp.)

Bauteilwiderständen

Für die Widerstandsseite sind die sich bei hohen Temperaturen ändernden Bauteileigenschaften zu beachten. Es gibt zwei Arten von Eigenschaften.

Thermische Eigenschaften

Die thermischen Eigenschaften sind die Wärmeleitfähigkeit λc , die spezifische Wärmekapazität c und die Dehnung des Materials. Die Kennwerte sind beschreiben die Wärmeaufnahme und Wärmespeicherung der Baustoffe. Sie beeinflussen somit, wie schnell zum Beispiel der Beton die Wärme aufnimmt, sich also aufheizt und die Wärme speichert.
Die Wärmekapazität