Im Forschungsprojekt wurden experimentelle, numerische und analytische Untersuchungen zu brandbeanspruchten Holzbauteilen durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass das erweiterte Berechnungsmodell der prEN 1995-1-2 basierend auf Schleifer (2009) für Brandbeanspruchungen bis 120 Minuten angewendet werden kann und eine gute Grundlage zur Berechnung des Raumabschlusses darstellt. Mit zunehmender Branddauer nimmt die Sicherheit des Verfahrens zu. Das additive, auf Einzelschichten basierende Verfahren ermöglicht es, neue Materialien oder Bauteilschichten zu integrieren sowie bestehende Erkenntnisse zu Einzelschichten zu optimieren.
Die erarbeiteten Ergebnisse für Einzelbauteilschichten und den Raumabschluss bilden die Grundlage zur Bestimmung der Schutzwirkung von Bauteilschichten für dahinterliegende Schichten oder tragende Holzbauteile und somit auch zur Berechnung der Tragfähigkeit von Holztafel- und Holzmassivbauteilen. Die Methoden zur Berechnung der Tragfähigkeit können mit den im Vorhaben untersuchten Grundlagen zukünftig weiter optimiert werden. Die im Anhang dargestellten experimentellen Ergebnisse bieten auch für zukünftige Vorhaben eine Validierungsgrundlage für numerische oder rechnerische Verfahren sowie für die Auswertung der Schutzwirkung von Einzelschichten.
Fachbetreuer
Steffen Kisseler, Brüggemann Kisseler Ingenieure
im Auftrag des BBSR, Referat WB 3 „Forschung im Bauwesen“
zb@bbr.bund.de
Autorinnen und Autoren
Technische Universität München
TUM School of Engineering and Design
Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter,
Michael Rauch, M. Sc., Dr.-Ing. Norman Werther, Elisabeth Suttner, M. Sc.
Inhaltsverzeichnis
Danksagung
Kurzfassung
Abstract
Einführung
- Hintergrund des Forschungsvorhabens
- Zweck und Ziel des Projekts
- Abgrenzung
- Forschungsergebnisse und der erwartete Nutzen
- Ergebnistransfer
Grundlagenermittlung
- Baurechtliche Grundlagen
- Rechnerische Nachweisverfahren
- Rechnerische Verfahren zur Bestimmung der Tragfähigkeit
- Rechnerische Verfahren zur Bestimmung des Raumabschlusses
Voruntersuchungen
- Darstellung der Anwendungsgrenzen rechnerischer Nachweismethoden
- Zusammenstellung und Auswertung der durch die Industrie zur Verfügung gestellten Bauteilversuche
- Bedarfsanalyse der Baupraxis in Gebäudeklasse 5
Erweiterungskonzept für rechnerische Nachweise bis zur GK 5
- Allgemeines
- Konzept zur Modifikation und Erweiterung vorbenannter Rechenmodelle
- Lückenanalyse und Lösungskonzept
- Qualitative Bewertung von Einzelschichten
Experimentelle Untersuchung
- Grundlagen zur experimentellen Untersuchung
- Experimentelle Untersuchungen zum Vergleich von Dämmstoffen
- Experimentelle Untersuchungen zu den Abbrandraten von Holzwerkstoffplatten
- Experimentelle Untersuchungen zur Durchwärmung und zum Versagen von Gipsplatten
- Experimentelle Untersuchungen zu Estrichaufbauten und Dämmstoffen mit hohen Rohdichten
- Experimentelle Untersuchungen zu Elektroeinbauteilen
- Experimentelle Ergebnisse herstellerspezifischer Bauteilprüfungen
Ein numerisches Simulationsmodell zur thermischen Analyse
- Grundlagen
- Thermische Materialkennwerte für die numerische Simulation
- Ein thermisches Simulationsmodell für raumabschließende Holztafelbauelemente
- Simulationsmodell zur Berechnung der Tragfähigkeit unter Brandbeanspruchung
Ergebnisse und Ableitung analytischer Ansätze
- Ergebnisse für Einzelschichten
- Ergebnisse für lange Brandbeanspruchungen
- Ein überarbeiteter analytischer Berechnungsansatz für Brettsperrholzwände
- Die Auswirkung von Einbauteilen auf den Raumabschluss
Ergebniszusammenstellung
- Ein erweitertes Modell für den Raumabschluss
- Diskussion des Modells zur Bestimmung der Tragfähigkeit
Beispielnachweise
- Vorbemerkung
- Bauteilaufbau
- Raumabschluss der Wandseite A
- Tragfähigkeit der Wandseite A
- Raumabschluss der Wand Seite B
- Tragfähigkeit der Wandseite B
- Zusammenfassung und Ausblick
- Mitwirkende
Verzeichnisse
- Literaturverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
Die Veröffentlichung ist ein Ergebnis des Projekts „Ein analytisches Berechnungsverfahren für Holzrahmen- und Holzmassivbauteile bis zu einer Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten“.