Application des eurocodes par le maître d'ouvrage le programme d'un ouvrage d'art aux eurocodes
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17.01.2013
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Neue Eurocodes imBrandschutz
Dipl.-Ing. A. Elser, M.Eng.
InformationstagVorbeugender Brandschutz
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Brandschutz
vorbeugenderBrandschutz
baulichkonstruktiv
anlagen-technisch
betrieblich-organisatorisch Feuerwehr
abwehrenderBrandschutz
17.01.2013
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
RICHTLINIE DES RATESvom 21. Dezember 1988
zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaatenüber
Bauprodukte (89/106/EWG)(Bauproduktenrichtlinie)
geändert durch die Richtlinie des Rates 93/68/EWG vom 22. Juli 1993ANHANG I
WESENTLICHE ANFORDERUNGEN(=Grundlagendokument „Brandschutz“)
Das Bauwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass bei einem Branddie Tragfähigkeit des Bauwerks während eines bestimmten Zeitraums erhalten bleibt,
die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des Bauwerks begrenzt wird,
die Ausbreitung von Feuer auf benachbarte Bauwerke begrenzt wird,
die Bewohner das Gebäude unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können,
die Sicherheit der Rettungsmannschaften berücksichtigt ist.
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Aus dem Grundlagendokument „Brandschutz“ ergeben sich die sog.Leistungskriterien, denen Bauteile oder Bauprodukte unter vorgegebenEinwirkungen genügen müssen.
Die Hauptkriterien im Bereich Feuerwiderstandsdauer sind:
Tragfähigkeit (Résistance) R
Raumabschluss (Étanchéité) E
Wärmedämmung (Isolation) I
Eurocodes sind Mittel zum Nachweis wesentlicher Anforderungen(Leistungskriterien) zum Brandschutz
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-1
Bauaufsichtliche Benennung Baustoffklasse nach DIN 4102-1
Nichtbrennbare BaustoffeA1
A2
Brennbare Baustoffe B
Schwer entflammbare Baustoffe B 1
Normal entflammbare Baustoffe B 2
Leicht entflammbare Baustoffe B 3
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 13501-2 und DIN EN 13501-3
Bauaufsichtliche Benennung
Baustoffklasse nach DIN4102-1
Europäische Klassennach DIN EN 13501-1
allgemein Zusatzanforderungen
Kein Rauchkein brennendes
Abtropfen/Abfallen
NichtbrennbareBaustoffe
A1 A 1A2 (A) A 2 - s1, d0
Schwerentflammbar
x x
B 1
BC
- s1, d0- s1, d0
x
A 2A 2BBCC
- s2, d0- s3, d0- s2, d0- s3, d0- s2, d0- s3, d0
x
A 2A 2BBCC
- s1, d1- s1, d2- s1, d1- s1, d2- s1, d1- s1, d2
A 2BC
- s3, d2- s3, d2- s3, d2
Normalentflammbar
x
B 2
DDDE
- s1, d0- s2, d0- s3, d0
DDD
- s1, d2- s2, d2- s3, d2
E - d2Leichtentflammbar B 3 F
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Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2
Bauaufsichtliche Benennung Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102-2 Kurzbezeichnung nach DIN 4102-2
feuerhemmend F 30 F 30 - B
feuerhemmend und in den wesentlichenTeilen aus nichtbrennbaren Baustoffen
F 30 und in den wesentlichen Teilen ausnichtbrennbaren Baustoffen F 30 - AB
feuerhemmend und aus nichtbrennbarenBaustoffen F 30 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 30 - A
hochfeuerhemmend F 60 F 60 - B
hochfeuerhemmend und in den wesentlichenTeilen aus nichtbrennbaren Baustoffen
F 60 und in den wesentlichen Teilen ausnichtbrennbaren Baustoffen F 60 – AB (1)
hochfeuerhemmend und in den wesentlichenTeilen aus brennbaren Baustoffen
F 60 und in den wesentlichen Teilen aus brennbarenBaustoffen F 60 – BA (2)
hochfeuerhemmend und aus nichtbrennbarenBaustoffen F 60 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 60 - A
feuerbeständig F 90 und in den wesentlichen Teilen ausnichtbrennbaren Baustoffen F 90 - AB
feuerbeständig und aus nichtbrennbarenBaustoffen F 90 und aus nichtbrennbaren Baustoffen F 90 - A
(1) Nach den bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften müssen raumabschließende Bauteile zusätzlich eine in Bauteilebene durchgehende Schicht ausnichtbrennbaren Baustoffen haben
(2) Nach den bauaufsichtlichen Verwendungsvorschriften müssen raumabschließende Bauteile allseitig eine brandschutztechnisch wirksame Bekleidung ausnichtbrennbaren Baustoffen (Brandschutzbekleidung) und Dämmstoffe aus nichtbrennbaren Baustoffen haben
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Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 13501-2 und DIN EN 13501-3
--EI-M 90REI-M 90-Brandwand
---REI 120R 120Feuerwiderstandsdauer120 Min.
EI 90 (a b)EI 90 (a b)EI 90 (a b)
E 90 (i o)und
EI 90 (i o)EI 90REI 90R 90feuerbeständig
EI 60 (a b)EI 60 (a b)EI 60 (a b)
E 60 (i o)und
EI 60 (i o)EI 60REI 60R 60hochfeuerhemmend
EI 30 (a b)EI 30 (a b)EI 30 (a b)
REI 30ETK (f)
E 30 (i o)und
EI 30 (i o)EI 30REI 30R 30feuerhemmend
mit Raumabschlußohne Raumabschluß
SelbstständigeUnterdeckenDoppelbödenNichtragende
AußenwändeNichtragendeInnenwände
Tragende BauteileBauaufsichtliche
Benennung
Bauaufsichtliche Benennung Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102-2 Kurzbezeichnung nach DIN 4102-2
feuerhemmend F 30 F 30 - B
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Feuerwiderstandsklassen von Sonderbauteilen nach DIN EN 13501-2 und DIN EN 13501-3
CS200rauchdicht und
selbstschließend
---EI 120-u/ uEI 120-c/ uEI 120--Feuerwiderstands-
dauer 120 Minuten
E 90P 90EI 90 (veho i o)-SEI 90-u/ uEI 90-c/ uEI 90EI290-CS200EI290-Cfeuerbeständig
E 60P 60EI 60 (veho i o)-SEI 60-u/ uEI 60-c/ uEI 60EI260-CS200EI260-Chochfeuerhemmend
E 30P 30EI 30 (veho i o)-SEI 30-u/ uEI 30-c/ uEI 30EI230-CS200EI230-Cfeuerhemmend
Baua
ufsi
chtli
che
Bene
nnun
g
mitRauchschutz
ohneRauchschutz
Brandschutz-verglasungen
elektrischeLeitungs-
anlagen mitFunktions-
erhalt
Lüftungsleitungen,Klappen in
Lüftungsleitungen,Installations-schächte und
-kanäle
Rohrab-schottungen
Kabelab-schottungen
Rauch-schutz-türen
Feuerschutzabschlüssse (auchin Förderanlagen)
Bauteil
Anforderungen
Raumabschluss + Wärmedämmung (Kriterium 2) über 30 Minuten mit selbstschließenderEigenschaft und begrenzter Rauchdurchlässigkeit (entspricht T 30/RS)Raumabschluss + Wärmedämmung über 60 Min. für den vertikalen und horizontalen Einbau,Feuerwiderstand von innen und außen, mit begrenzter Rauchdurchlässigkeit (entspricht L 90)
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Bemessung
DIN 4102 - 4
Brandverhalten von Baustoffenund Bauteilen;Zusammenstellung undAnwendung klassifizierterBauteile und Sonderbauteile
Ausgabe: März 1994
DIN 1055Einwirkungen auf TragwerkeDIN 1045
Beton und Stahlbeton;Bemessung und Ausführung
Ausg.: Juli 1988
DIN 1052Holzbaubauwerke;Berechnung und Ausführung
Ausg.: April 1988
DIN 1053Mauerwerk
Ausg.: Feb. 1990
DIN 18800Stahlbauten;Bemessung undKonstruktion
Ausg.: Nov. 1990
DIN 18806VerbundstützenAusg.: 1984
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DIN 4102 - 4Brandverhalten vonBaustoffen und Bauteilen;Zusammenstellung undAnwendung klassifizierterBauteile undSonderbauteile
Ausgabe: März 1994
DIN 1055Einwirkungen auf TragwerkeDIN 1045
Beton und Stahlbeton;Bemessung und Ausführung
Ausg.: Juli 2001
DIN 1052Holzbaubauwerke;Berechnung und Ausführung
Ausg.: Aug.: 2004
DIN 1053Mauerwerk
Ausg.: Aug. 2004
DIN 18800Stahlbauten;Bemessung undKonstruktion
Ausg.: Nov. 1990
DIN 18806VerbundstützenAusg.: Jan. 1999
DIN 4102 – 22Anwendungsnorm zu DIN4102 – 4 aufBemessungsbasis vonTeilsicherheitswerten
Ausgabe: Nov. 2004
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Entwicklung der Eurocodes
2002
EEA
Artikel 100der
RömischeVerträge
1987 1993 94/95
1999
ENVVornorm
Über-setzung
Nationales Anwendungsdokument NAD +Nationale Erprobung
Überarbeitungder Vornorm
ENV
Deutsche Version:DIN V ENV 1991-2-2DIN V ENV 199x-1-2x : 2 bis 6 und 9
CEN
1957
EinheitlicheEuropäische
Akte
19901988
Bauprodukten-richtlinie
2008
Veröffentlichungaller 58 Teile
1. Juli 2012
BauaufsichtlicheEinführung
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Gliederung der Eurocodes
EC 1: DINEN 1991 -Einwirkungenauf Tragwerke
1-1:1-7
2:4
EC 2: DINEN 1992 -Bemessung undKonstruktion vonStahlbeton
1-1:1-2
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EC 3: DINEN 1993 -Bemessung undKonstruktion vonStahlbauten
1-1:1-12
2-:4:6
EC 4: DINEN 1994 -Bemessung undKonstruktion vonVerbundtragwerkenaus Stahl undBeton
1-1:1-2
2
EC 5: DINEN 1995 -Bemessung undKonstruktionvon Holzbauten
1-1:1-2
23
EC 6: DINEN 1996 -Bemessung undKonstruktion vonMauerwerksbauten
1-1:1-2
23
Teil 1-2Tragwerksbemessungfür den Brandfall
DIN EN 199x-x-x/NANationaler Anhang -National festgelegteParameter
EC: DIN EN 1990 Grundlagen der Tragwerksbemessung
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Bemessungsverfahren
NormbrandEinheitstemperaturkurve
Natürlicher BrandParameterabhängige Brandbeanspruchung
Eurocode 1-1-2
Ebene 1Bemessung mit TabellenDIN 4102 Teil 4 u. Teil 22(2013: DIN 4102–4 Restnorm)Eurocode 2 bis 6, Teil 1 -2
Ebene 2Vereinf.
RechenverfahrenEurocode 2 bis 6, Teil 1 - 2
Ebene 3Allg. RechenverfahrenEurocode 2 bis 6, Teil 1 - 2
Eurocodes sind Mittel zum Nachweis der Standsicherheit im Brandfall
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Bemessungsverfahren nach Eurocode
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Integrierte Gesamtschule und Realschule plus Landstuhl
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
Integrierte Gesamtschule und Realschule plus Landstuhl
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.Wahlfach „Vorbeugender Brandschutz“
Die Längenausdehnung eines Metallstabes bei Erwärmung ergibtsich unter allgemeinen Bedingungen zu:
l = * l * T l Längenausdehnung (mm) l Ausgangslänge (m) Temperaturdehnzahl (mm/m * K) (Stahl 0,0012) T Temperaturdifferenz (K)
Brandschutzeigenschaften von Stahl
Ausdehnung bei Temperaturerhöhung
Beispiel:Stahlträger: 8,4 m Ausgangslänge; 600 K Temperaturzunahme
l = * l * T = 0,012 * 8,4 * 600 = 60,48 mm
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.Wahlfach „Vorbeugender Brandschutz“
EC 3: DIN EN 1993 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
Thermische Dehnung:Die thermische Dehnung von Stahl l/l darf wie folgt bestimmt werden:
Ausdehnung bei Temperaturerhöhung
- für 20°C < a < 750°C l/l = 1,2 x 10-5
a + 0,4 x 10-8a
2 - 2,416 x 10-4
- für 750°C < a < 860°C l/l = 1,1 x 10-2
- für 860°C < a < 1200°C l/l = 2 x 10-5
a – 6,2 x 10-3
Dabei ist:l die Länge bei 20°C;
l die Verlängerung infolge der Temperatur;
a die Stahltemperatur [°C].
Aus vereinfachter Berechnung l = * l * T
Nach EC 3 für 20°C < a < 750°C
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Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.Wahlfach „Vorbeugender Brandschutz“
EC 3: DIN EN 1993 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
Brandschutzingenieur Kreis Steinburg Dipl.-Ing. Andreas Elser, M.Eng.
EC 2: DIN EN 1992 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton
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EC 2: DIN EN 1992 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton
2 Ø 252 Ø 20
--- 200 ---
--- 150 ---
II600
II
45,5
4390
FertigteilbinderStatisch bestimmt gelagertEinwirkungen:MEd = 360 kNMME,fi,d = 0,7*360 = 252 kNM
Baustoffe• Beton C35/45 fck = 35 N/mm2
• Betonstahl B500 fyk = 500 N/mm2
Bewehrung vorh As = 16,1 cm
Tabelle 5.5 — Mindestmaße und -achsabstände für statisch bestimmt gelagerte Balken ausStahlbeton und Spannbeton
• Querschnittsbreite im Schwerpunkt der Zugbewehrung
--- 156 ---
72
b = 150 + 2×25×72/600= 156 mm
• mittlerer Achsabstand
am = asi × ai / Asi= 2×(314×43 + 491×45,5)/1610= 44,5 mm> aTab = 40 mm
=> Klassifizierung R 60
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EC 5: DIN EN 1995 - Bemessung und Konstruktion von HolzbautenAblaufdiagramm für die Bemessung der Beanspruchbarkeit tragender Bauteile
Prinzip der Bemessung mit reduzierten Restquerschnitt
def = dchar + k0 x d0
mitd0 = 7 mmd(char,n) = ßn,0 x tk0 = 1,0(da mit tf i,req die geforderteFeuerwiderstandsdauer fürNormbrandbeanspruchung inDeutschland i.d.R. > 30 Minuten)ßn,0 Abbrandratet geforderte
Feuerwiderstandsdauer in min
DIN
EN
1990
+199
1+19
95+N
AD
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Regelungen in den Eurocodes
Nur vorbeugender baulicher Brandschutz
Bemessung und Konstruktion von Bauteilen und Bauwerk
Nicht geregelt:
Anlagentechnischer Brandschutz
Organisatorischer/betrieblicher Brandschutz
Mauerwerk noch nicht geregelt!
Fazit:
Eurocodes sind Mittel zum Nachweis des konstruktiven Brandschutzes imRahmen des Standsicherheitsnachweises!