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Theoretische und experimentelle Untersuchungen von unterschiedlichen Betonen bei Naturbrandbeanspruchung

Ziel des Forschungsvorhabens P 1162/11/2016 / IGF-Nr. 19105 N ist die Entwicklung einfach anzuwendender Regeln zur Bestimmung des Mindestverdübelungsgrades von Verbundträgern bei Brand. Die für eine Heißbemessung gültige Norm DIN EN 1994-1-2 enthält dazu keine eigenen Regeln und fordert stattdessen bei Anwendung der Teilverbundtheorie die Berücksichtigung des thermischen Zwangs. Dies führt dazu, dass in fast allen Fällen eine volle Verdübelung vorgesehen wird, die die Wirtschaftlichkeit der Lösungen des Stahlverbundbaus signifikant negativ beeinflusst.

Das Forschungsvorhaben soll die Anwendung der Teilverbundtheorie für Bauteile mit Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer vereinfachen. Zentraler Punkt hierfür ist die bessere Beschreibung der Vorgänge in der Verbundfuge im Brandfall, die von einer Vielzahl von Parametern abhängig sind. Um möglichst allgemeingültige Erkenntnisse zu formulieren und den relevanten Parameterbereich abdecken zu können, werden im Rahmen von experimentellen Untersuchungen verschiedene Trägerkonfigurationen untersucht.

Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Versuche werden parametrisierte Finite Elemente Modelle validiert und es werden im Rahmen einer Parameterstudie Untersuchungen durchgeführt, um Aussagen über einen erweiterten Parameterbereich machen zu können. Am Ende des Projektes sollen auch für den Brandfall einfach anzuwendende Bemessungsregeln für die Festlegung der Mindestverdübelung von Verbundträgern im Brandfall zur Verfügung stehen, die heute fehlen. Dies ermöglicht eine wesentlich wirtschaftlichere Ausführung von Verbundkonstruktionen des Hochbaus.

Projektträger: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschervereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF) im Auftrag der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

Förderdauer/Laufzeit: 2016 – 2018

Ansprechpartner: Sven Brunkhorst, M.Sc.

Veröffentlichungen:

  • Pfenning, S.; Brunkhorst, S.; Mensinger, M.; Zehfuß, J.: Investigation of the effects on the shear connection of composite beams under various fire exposure. In 2nd International Fire Safety Symposium. Neapel, Italien, 06. – 09. Juni 2017.
    S.211 – 219.
  • Brunkhorst, S; Pfenning, S; Zehfuß, J.; Mensinger, M.: Experimentelle und Numerische Untersuchungen zur Mindestverdübelung von Verbundträgern unter Brandbeanspruchung. In 4th Symposium Structural Fire Engineering. Braunschweig 12. September 2017. S. 12 – 27.
  • Pfenning, S.; Brunkhorst, S.; Mensinger, M.; Zehfuß, J.: Mindestverdübelung von Verbundträgern im Brand – Betrachtung der Auswirkung von erhöhten Temperaturen auf die Verbundfuge. In Münchener Stahlbautage 2017. München 09. – 10. November 2017. S.1 – 27.
  • Pfenning, S.; Tresch, J.; Pennisi, L.; Brunkhorst, S.; Mensinger, M.: Influence of the Degree of Shear Connection on the Load Carrying Capacity of a Composite Beam in Fire. In 11th Conference on Steel and Composite Construction. Coimbra, Portugal, 23. – 24. November 2017.

 

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