Brandschutzbemessung aussteifender Stahlrahmen - Vergleich Nachweise am Einzelbauteil und Teiltragwerk

Gemäß Eurocode DIN EN 1993-1-2 erfolgt die Brandschutzbemessung von Stahlkonstruktionen allgemein am Einzelbauteil, an einem Teiltragwerk oder am Gesamttragwerk. Die Norm erlaubt den Nachweis des Feuerwiderstands bei Normbrandeinwirkung gemäß Einheitstemperaturzeitkurve am Bauteil. Diese Vorgehensweise ist bei den Standardfällen von Balken und Stützen in ausreichend ausgesteiften Gesamtsystemen zweifelsohne nachvollziehbar. Es stellt sich jedoch die Frage, inwiefern ein Nachweis am (Einzel-)Bauteil auch für Stahlrahmen mit aussteifender Wirkung auf sicherer Seite liegt. Im Beitrag wird dieser Frage nachgegangen und ein Rahmensystem mit angehängten Pendelstützen untersucht. Die thermische Analyse für die Einzelbauteile mit Brandschutzbekleidungen wird auf Basis der thermischen Materialparameter des nationalen Anhangs DIN EN 1993-1-2/NA durchgeführt. Für die thermische Analyse des Teiltragwerks mit der Methode der finiten Elemente werden diese vereinfachten Materialparameter überprüft und leicht modifiziert. Die Einflüsse der Nachgiebigkeit geschraubter Rahmenecken sowie der thermischen Dehnungen im Rahmenriegel werden diskutiert.

Structural design in case of fire for bracing steel framework - comparison of single component and partitioned structure
According to Eurocode DIN EN 1993-1-2 design of steel structures in case of fire can be done on the single component, the partitioned structure or even the whole structure. In case of Standard-Fire-Curve it is allowed to proof fire resistance on the single component. For standard cases of columns and beams in sufficient braced structures this approach is comprehensible beyond doubt. But the question is whether this approach is also on the safe side for bracing framework. In this article the question will be investigated by analyzing a framework with coupled hinged columns. The thermal analysis of the single components with fire protecting claddings are done using the thermal properties of national annex DIN EN 1993-1-2/NA. For thermal analysis of the partitioned structure with method of finite elements these simplified thermal properties are proofen and slightly modified. The influence of softness of bolted connections and thermal strain of frame transom are discussed.