Brandverhalten von Stahlbetonbauteilen
In diesem Projekt wurden im Rahmen der Revision der EN 1992-1-2 verschiedene Themenbereiche für die Bemessung von Stahlbetonbauteilen im Brandfall bearbeitet: (i) die vereinfachten Rechenverfahren für Biegung sowie Biegung und Normalkraft, (ii) das Rotationsvermögen und (iii) das explosive Abplatzen.
Momentan stehen in der EN 1992-1-2 mehrere vereinfachte Modelle zur Brandbemessung zur Verfügung. Davon ist in der Schweiz beispielsweise nur ein Modell zur Stützenbemessung empfohlen, welches in seinem Anwendungsbereich jedoch eingeschränkt ist. Mitunter mithilfe von Resultaten umfangreicher kürzlich durchgeführter Versuchsreihen von Schweizer Beton-Vorfabrikanten werden in dieser Forschungsarbeit bestehende und neue Modelle verifiziert und deren Anwendungsbereich über ihre bestehenden Beschränkungen hinaus geprüft.
Im Brandfall entstehen bei statisch unbestimmten Systemen wegen Temperaturgradienten im Querschnitt sehr grosse Zwängungsmomente. Ein Anteil der Zwängungsmomente können in vielen Fällen umgelagert werden, wofür die EN 1992-1-2 jedoch keine Grundlage für einen Nachweis liefert. Das Rotationsvermögen im Brandfall wurde zuletzt in den späten 70er Jahren mit Versuchen wissenschaftlich bearbeitet. Mithilfe dieser (alten) Versuchsresultate sowie mit neueren Grundlagen zum Materialverhalten im Brandfall wird das Rotationsvermögen mit dem heutigen Kenntnisstand (bei Raumtemperatur) zum Nachweis des Last-Verformungsverhaltens von Stahlbeton untersucht.
Die in der aktuellen EN 1992-1-2 definierte Abgrenzung für Beton, der als sicher in Bezug auf Abplatzen betrachtet werden kann, basiert auf alten Grundlagen – die Weiterentwicklung des Werkstoffs Beton der letzten 50 Jahre werden nicht berücksichtigt. Unabhängig davon sind von den drei, in der heutigen Norm angegebenen Einflussfaktoren – Betonfestigkeit, Betonfeuchte und Silikastaub-Gehalt des Betons – letztere beide für die Dimensionierung in der Ingenieurpraxis unbrauchbar. Ziel der Forschungs- und Normarbeit in Bezug auf explosives Abplatzen von Beton ist es, eine dem (begrenzten) Wissensstand der Wissenschaft bezüglich dem Materialverhalten beim explosiven Abplatzen angepasste einfache und sichere Handhabung auszuarbeiten und in die in der Schweiz gängigen Normen (SIA 262 und EN 1992-1-2) einfliessen zu lassen.