Temperaturentwicklung in Hohlräumen abgehängter Decken sowie in Hohl- und Doppelböden und deren Auswirkung auf das Tragverhalten innenliegender Stahlkonstruktionen

Ziel des Forschungsprojektes ist es, das Tragverhalten von Stahlträgern und Stahlbauteilen in multifunktionalen Verbunddeckensystemen sowie in Hohlräumen von abgehängten Decken und Systemböden bei einer Brandeinwirkung infolge eines Naturbrandereignisses zu untersuchen und diese damit einer ingenieurmäßigen Bemessung zugänglich zu machen.

In Abhängigkeit von der Konstruktionsform der den Hohlraum abschließenden Bauteile (Decken, bzw. Systemböden), der Hohlraumgeometrie, der im Hohlraum vorhandenen Brandlast, der Ventilationsverhältnisse sowie unvermeidlicher bzw. akzeptabler Undichtigkeiten und Öffnungen der abschließenden Bauteile sollen im Projekt realistische Brandmodelle für Kabelbrände entwickelt werden, die eine sichere und wirtschaftliche Bemessung von in den Hohlräumen von Deckensystemen befindlichen Stahlbauteilen ermöglichen. Diese Brandmodelle gehen in die Entwicklung vereinfachter Bemessungsmethoden für Verbundfertigteildecken bei hohen Temperaturen ein.

Zur Entwicklung und Absicherung der Modelle werden an Kleinversuchen Parameterstudien zur Brandentstehung in Hohlräumen, sowie zur Tragcharakteristik der Verbundmittel bei erhöhten Temperaturen, durchgeführt. In Großversuchen wird einerseits die Temperaturerhöhung im Decken- bzw. Bodenhohlraum bei einem Raumbrand als auch die Tragcharakteristik von Verbunddeckensystemen untersucht. Die Versuche werden fortwährend von Finite-Elemente-Berechnungen begleitet und fortgeschrieben.

Im vorliegenden Forschungsprojekt werden die Grundlagen für eine realitätsnahe Heißbemessung von multifunktionalen Deckensystemen mit integrierten Leitungen erarbeitet. Die entwickelten Handwerkszeuge sollen im Idealfall eine Planung solcher Boden- und Deckenkonstruktionen ohne aufwändige zusätzliche Brandschutzmaßnahmen ermöglichen. Diese Erleichterungen führen dazu, dass der Planungsaufwand bei der Verwendung solcher Systeme kleiner wird und gerade kleine und mittlere Unternehmen eher auf diese Konstruktionen zurückgreifen werden.

Vertragspartner:

• Lehrstuhl für Metallbau, Technische Universität München
• Institut für Stahlbau