In einer Brandschutzkonfiguration können Sie die Detaileinstellungen für den Brandschutznachweis eines Objekts vornehmen. Hier werden alle Festlegungen zur Ermittlung der für den Nachweis relevanten Stahltemperatur getroffen. Der grundlegende Aufbau des Dialogs der Bemessungskonfigurationen mit den Zuordnungsmöglichkeiten zu einzelnen Objekten ist im übergeordneten Kapitel Stahlbemessung beschrieben.
Brandschutzkonfigurationen sind nur verfügbar, wenn Sie bei den Modell-Basisangaben im Register Normen I EN 1993 als Norm für die Stahlbemessung ausgewählt haben. Für andere Normen sind derzeit keine Brandschutznachweise implementiert.
Alle Vorgaben, die Sie in diesem Dialog treffen, werden für die Ermittlung der Stahlendtemperatur für den Brandschutznachweis benötigt. Mit der ermittelten Stahltemperatur erfolgt im Nachweis eine Reduzierung der Materialkennwerte entsprechend EN 1993-1-2 [1].
Analytische Ermittlung der Stahltemperatur
Die Stahltemperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt wird ausgehend von der Gastemperatur nach verschiedenen Brandkurven ermittelt. Geben Sie in der Brandschutzkonfiguration die erforderliche Dauer des Brandschutzes sowie das Zeitintervall zur Berechnung der Temperatur vor.
Ein Querschnitt kann als allseitig oder dreiseitig brandbeansprucht in der Berechnung angenommen werden. Diese Einstellung wirkt sich auf die Berechnung der Bauteiltemperatur aus und wird auch bei der Ermittlung von Nachweisbeiwerten entsprechend [1] berücksichtigt. Bei der Auswahl einer dreiseitigen Brandbeanspruchung können Sie die Länge der geschützten Seite vorgeben oder die automatische Ermittlung nutzen. Hierbei wird vereinfachend davon ausgegangen, dass eine Seite entsprechend der Gesamtbreite des Querschnitts nicht brandbeansprucht wird (typischer Anwendungsfall für einen Träger mit aufliegender Betondecke).
Es stehen verschiedene Temperaturkurven zur Ermittlung der Gastemperatur zur Verfügung:
- Einheits-Temperatur-Zeit-Kurve
- Außenbrandkurve
- Hydrokarbon-Brandkurve
In den Detailergebnissen der Stahlbemessung können Sie sich den Temperaturverlauf im Temperatur-Zeit-Diagramm anzeigen lassen.
Aktivieren Sie das Kontrollkästchen 'Brandschutzparameter festlegen' um eine Schutzverkleidung des Profils mit Brandschutzmaterialien zu berücksichtigen. Die Temperaturermittlung erfolgt dann unter Berücksichtigung der definierten Materialparameter nach [1] 4.2.5.2. Sie können dabei zwischen einer Kastenverkleidung oder einer profilfolgenden Ummantelung wählen. Als Brandschutzmaterial werden nach [1] ausschließlich Plattenmaterialien beziehungsweise Putze behandelt. Ein Nachweis mit diesem Schema ist nicht für Anstriche mit Dämmwirkung oder Dämmschichtbildner zulässig, da diese Bekleidungen je nach Temperatur Ihre Eigenschaften ändern.
Die zur Berechnung der Temperatur genutzten Beiwerte werden entsprechend der empfohlenen Werte der EN 1993-1-2 [1] und EN 1991-1-2 [2] voreingestellt. Diese können Sie bei Bedarf benutzerdefiniert anpassen.
Die günstige Auswirkung der Feuerverzinkung von Bauteilen bei der Ermittlung der Stahltemperatur können Sie über eine Anpassung der Oberflächenemissivität berücksichtigen. Aktivieren Sie dazu das Kontrollkästchen 'Verzinkte Oberfläche des Stabs aus Kohlenstoffstahl'. Bei der Ermittlung der Stahltemperatur wird die geringere Oberflächenemissivität der verzinkten Oberfläche εm,lim bis zur eingestellten Grenztemperatur tlim berücksichtigt, bei höheren Temperaturen wird die Oberflächenemissivität des Kohlenstoffstahls εm berücksichtigt. Dieses Vorgehen entspricht den Festlegungen der DASt-Richtlinie 027 "Ermittlung der Bauteiltemperatur feuerverzinkter Stahlbauteile im Brandfall", deren Werte ebenfalls voreingestellt sind.
Manuelle Eingabe der Stahltemperatur
Neben der analytischen Bestimmung der Stahltemperatur durch das Programm haben Sie ebenso die Möglichkeit, die kritische Stahltemperatur manuell vorzugeben. Wählen Sie hierzu in der Auswahlliste zur Definition der Endtemperatur die Option 'Manuell'. Für die vorgegebene Temperatur erfolgt anschließend der Brandschutznachweis bei allen Objekten, denen diese Brandschutzkonfiguration zugeordnet ist.
Zur Ermittlung des Beiwertes k1 nach [1] 4.3.3 für ungleichmäßige Temperaturverteilung beim Biegenachweis ist auch bei der manuellen Vorgabe der Temperatur eine Angabe zur Brandexposition (allseitig oder dreiseitig, gegebenenfalls mit Brandschutzmaßnahmen) erforderlich. Der Beiwert k2 für eine ungleichmäßige Temperaturverteilung entlang der Trägerlänge wird für alle Fälle auf der sicheren Seite liegend mit 1,0 angenommen.
Hinweise zum Brandschutznachweis
Die grundlegenden Einstellungen für die Tragfähigkeitsnachweise (zum Beispiel elastischer oder plastischer Nachweis) oder für die Stabilitätsnachweise (beispielsweise Lastangriffspunkt) werden auch für die Brandschutznachweise aus den Tragfähigkeitskonfigurationen des Objekts übernommen. Ebenso gelten die dort definierten Grenzwerte für Sonderfälle genauso für den Brandschutznachweis.
Die Brandschutznachweise werden für alle Bemessungssituationen geführt, denen in der Eingabetabelle für die Stahlbemessung der Typ 'Außergewöhnlich - Brand' zugeordnet wurde (siehe auch Kapitel Bemessungssituationen).
Stabilitätsnachweise werden mit dem Ersatzstabverfahren nach [1] 4.2.3 geführt. Als Knicklängen werden die Eingaben aus den zugeordneten Knicklängen auch für den Brandschutznachweis berücksichtigt. Eine Abminderung des E-Moduls wird dabei nicht explizit durchgeführt, sondern ist entsprechend in den Stabilitätsnachweisen über die Abminderungsfaktoren nach [1] enthalten.
Das Allgemeine Verfahren für Stabilitätsnachweise nach EN 1993-1-1, Abschnitt 6.3.4 ist für Brandschutznachweise normgemäß nicht anwendbar.
Nutzen Sie hierzu ein Material mit temperaturabhängigen Eigenschaften; dies wird im Kapitel Materialien des RFEM-Handbuchs erklärt. Mit der Definiton von Temperaturlasten können Sie die notwendige Stahltemperatur für die Berechnung vorgeben (siehe auch Kapitel Stablasten im RFEM-Handbuch).
Lokales Beulen schlanker Querschnittsteile kann auch im Brandfall eine maßgebende Versagensform darstellen. Nachweise für Querschnitte der Klasse 4 erfolgen im Add-On Stahlbemessung nach EN 1993-1-2, Anhang E. Der Nachweis gegen Schubbeulen schlanker Stegbleche ist in den Brandschutznachweisen des Add-Ons aktuell nicht implementiert.
