Buch, Deutsch, 180 Seiten
Reihe: Bau- und Wohnforschung
Buch, Deutsch, 180 Seiten
Reihe: Bau- und Wohnforschung
ISBN: 978-3-8167-4802-1
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag
Die Arbeit hatte zum Ziel, die derzeit weltweit fehlenden Grundlagen für die Durchführung rechnerischer Nachweise des Brandverhaltens von Mauerwerk zu schaffen. Für die thermische Analyse von Mauerwerkskonstruktionen wurden Temperaturmessungen bei zahlreichen Normbrandversuchen an Wänden und Pfeilern aus unterschiedlichem Mauerwerk mit variierten wärmetechnischen Kennwerten nachgerechnet. Durch Auswertung mittels Regressionsanalysen wurden geeignete Rechenannahmen für die temperaturabhängigen Kennwerte (Dichte, spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit) gefunden und durch Nachrechnung von Temperaturprofilen von Bauteilen mit ein- bis vierseitiger Brandbeanspruchung bestätigt. Neben dem genauen Simulationsverfahren wurde ein vereinfachtes Nachweisverfahren mit sog. brandreduzierten Querschnitten erprobt, wobei das sehr unterschiedliche Hochtemperaturverhalten der Mauerwerksbaustoffe eine einheitliche Behandlung behindert. Für die stellvertretend berechneten Wände und Pfeiler aus Porenbeton und Kalksandstein ergeben sich befriedigende Übereinstimmungen mit Versuchsergebnissen. Das vereinfachte Nachweisverfahren muß jedoch für die Anwendung auf andere Mauerwerksarten erweitert werden.
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1 Einleitung 1.1 1.1 Anlass und Auftrag 1.1 1.2 Aufgabenstellung 1.2 1.3 Organisation des Berichtes 1,3 2 Bisheriger Stand der Erkenntnisse zur Berechnung des Tragverhaltens von Mauerwerk 2.1 2.1 Allgemeines 2.1 2.2 Grundlagen für ingenieurmäßige Nachweise bei Normaltemperatur 2.3 2.2.1 Allgemeines 2.3 2.2.2 Druckfestigkeit von Mauerwerk 2.3 2.2.3 Zugfestigkeit von Mauerwerk 2.6 2.2.4 Schubfestigkeit von Mauerwerk 2.9 2.2.5 Spannungs-Dehnungs-Beziehungen von Mauerwerk 2.9 2.2.6 Weitere bauphysikalische Grundlagen 2.13 2.3 Grundlagen für ingenieurmäßige Nachweise bei Brandbeanspruchung 2.17 2.3.1 Allgemeines 2.17 2.3.2 Vorliegende Erfahrungen zum Brandverhalten von Mauerwerk 2.18 2.3 .3 Grundlagen der Brandschutz technischen Beurteilung von Mauerwerk nach DIN 4102 Teil 4 2.25 2.3.4 Fehlende Informationen zur systematischen Bewertung von Mauerwerk 2.28 2.4 Schlussfolgerungen, Einflussparameter 2.29 3 Thermische Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung 3.1 3.1 Allgemeines zu den Temperatureigenschaften 3.1 3.2 Grundlagen der Wärmeentwicklung durch Brand 3.2 3.3 Zusammenfassung vorliegender Erkenntnisse 3.3 4 Mechanische Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung der Einzelbaustoffe 4 .1 4.1 Allgemeines zu den mechanischen Materialeigenschaften 4.1 4.2 Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Hochtemperaturverhaltens 4. 2 4.2.1 s-e Versuche 4.4 4.2.2 Thermische Dehnung eth und Gesamtdehnungen ew, (sog. Warmkriechversuche) 4.5 4.3 Ergebnisse der durchgeführte Untersuchungen zur Bestimmung der Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung 4.6 4.3.1 Steine 4.6 4.3.1.1 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Porenbeton 4.6 4.3.1.2 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Kalksandstein 4.9 4.3.1.3 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Leichtbeton 4.12 4.3.1.4 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Mauerziegel 4.15 4.3.2 Mörtel 4.18 4.3.2.1 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Leichtmörtel 4.18 4.3.2.2 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Normalmörtel 4.20 4.3.2.3 Bewertung von Dünnbettmörtel 4.22 4.4 Vergleichende Betrachtungen, Schlussfolgerungen, Wertung 4.22 4.4.1 Vergleichende Betrachtungen 4.22 4.4.2 Schlussfolgerungen und Wertung 4.25 5 Mauerwerksabschnitte unter Hochtemperaturbeanspruchung 5.1 5.1 Allgemeines 5.1 5.2 Durchgeführte Untersuchungen 5.2 5.2.1 Thermische Dehnung eth 5.2 5.2.2 Gesamtdehnungen ew (sog. Warmkriechversuche) 5.3 5.3 Untersuchungsergebnisse und Bewertung 5.3 5.3.1 Mauerwerksabschnitte aus Porenbeton 5.3 5.3.2 Mauerwerksabschnitte aus Kalksandstein 5.7 5.3.3 Mauerwerksabschnitte aus Leichtbeton 5.12 5.3.4 Mauerwerksabschnitte aus Mauerziegel 5-14 5.4 Vergleichende Betrachtungen, Schlussfolgerungen, Wertung 5.19 5.4.1 Vergleichende Betrachtungen 5.19 5.4.2 Schlussfolgerungen und Wertung 5.23 6 Entwicklung eines allgemeinen rechnerischen Nachweisverfahrens zum Trag- und Verformungsverhalten von Mauerwerk unter Brandbeanspruchung 6.1 6.1 Thermische Analyse 6.1 6.1.1 Grundlagen 6.1 6.1.2 Problemstellung 8.4 6.1.3 Umsetzung der Materialgesetze in das Rechenverfahren 6. 6 6.1.3.1 Thermische Analyse - Porenbeton 6.8 6.1.3.2 Thermische Analyse - Kalksandstein 6.11 6.1.3.3 Thermische Analyse - Leichtbeton 6.14 6.1.3.4 Thermische Analyse - Ziegel 6.17 6.1.4 Verifizierung 6.20 6.1.5 Offene Probleme 6.22 6.2 Mechanische Analyse 6.23 6.2.1 Grundlagen 6.23 6.2.2 Problemstellung 6.26 6.2.3 Umsetzung der Materialgesetze in das Rechenverfahren 6.27 6.2.3.1 Allgemeine Grundlagen 6.27 6.2.3.2 Porenbeton 6.29 6.2.3.3 Kalksandstein 6.37 6.2.3.4 Leichtbeton 6.42 6.2.3.5 Ziegel 6.45 6.2.3.6 Leichtmörtel 6.47 6.2.4 Verifizierung 6.51 6.2.5 Offene Probleme 6.52 7 Vereinfachtes Nachweisverfahren für Mauerwerk unter Hochtemperaturbeanspruchung 7.1 7.1 Grundlagen 7.1. 7.2 Annahmen 7.2 7.3 Erläuterung des Verfahrens 7.4 7.3.1 Allgemeines 7.4 7.3.2 Porenbeton 7.8 7.3.3 Kalksandstein 7.13 7.3.4 Leichtbeton aus Bims 7.16 7.3.5 Ziegel 7.17 7.4 Verifizierung 7.18 7.5 Offene Probleme 7.19 8 Zusammenfassung 8.1 8.1 Schlussfolgerungen und Bewertung der Rechenverfahren 8.1 8.11 Allgemeines 8.1 8.1.2 Allgemeines rechnerisches Nachweisverfahren 8.2 8.1.3 Vereinfachtes Rechenverfahren 8.3 8.2 Empfehlungen zur Umsetzung in die Praxis 8.4 Literatur L.1 [1] bis [27] Normen und Richtlinien N.1 [N1] bis [N19] Formelzeichen F.1 Anlagenverzeichnis A.1
