Vom Brandversuch zum Feuerwiderstand: Neues Prüf- und Bewertungsverfahren für filigrane Stahlzugglieder mit reaktivem Brandschutzsystem

Im Stahlbau wird die feuerwiderstandserhöhende Wirkung reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) bereits seit Jahrzehnten erfolgreich und mit stetig wachsender Nachfrage genutzt. Die Anwendung dieser Systeme wird durch Zulassungen geregelt. Die Ermittlung des Beitrages reaktiver Brandschutzsysteme zur Feuerwiderstandsdauer von Stahlbauteilen wird in der Regel mit Hilfe von mechanisch belasteten und unbelasteten Brandversuchen beurteilt. Ein entsprechendes Prüf- und Bewertungsverfahren war bisher für Träger und Stützen, jedoch nicht für Zugglieder vorhanden [1]. Mehrjährige Forschungen [2], [3] haben in Deutschland zur Entwicklung eines neuen Prüf- und Bewertungsverfahrens geführt, so dass der durch Zulassungen geregelte Anwendungsbereich reaktiver Brandschutzsysteme auf filigrane Stahlzugglieder, insbesondere mit Vollprofil, erweitert werden konnte. Der Beitrag beschreibt die Besonderheiten und Herausforderungen für den Einsatz von reaktiven Brandschutzsystemen auf filigranen Stahlzuggliedern, die wesentlichen Einflussparameter sowie die maßgebenden Versagensmechanismen. Ferner wird gezeigt, wie anhand von Brandversuchen, Materialuntersuchungen im Hochtemperaturbereich und numerischen Simulationen das neue Prüf- und Bewertungsverfahren entwickelt, validiert und angewendet wurde. Abschließend erfolgt ein Ausblick auf noch zu untersuchende Fragestellungen, z. B. hinsichtlich der Bauteilorientierung sowie zum Umgang mit den Anschlussbauteilen von Stahlzuggliedern.

From fire test to fire resistance: New testing and assessment method for filigree steel tension members with reactive fire protection system.
Reactive fire protection systems (RFPS) have successfully been used to increase the fire resistance of steel constructions for decades with a steadily growing demand. The application of these systems is regulated by approvals. The contribution of reactive fire protection systems to the fire resistance of steel members is usually assessed by mechanically loaded and unloaded fire tests. A corresponding testing and assessment method for these systems currently exists for beams and columns, but not for tension members [1]. In Germany, several years of research [2], [3] have resulted in the development of a new testing and assessment method to extend the scope of approvals to include the application of reactive fire protection systems on filigree steel tension members, in particular with solid section. The following article describes the characteristics and challenges for the use of reactive fire protection systems on filigree steel tension members, the essential influencing parameters and the relevant failure mechanisms. In addition, it is shown how the new testing and assessment method was developed, validated and applied by means of fire tests, material investigations at elevated temperature and numerical simulations. Moreover, the actual limitations of the developed testing and assessment method are discussed, e.g. regarding the orientation of the tension members as well as the protection of the connecting steel components.