Masterarbeit (abgeschlossen)

Tugay Danabas

Numerische Brandanalysen an neuartigen Verbundstützen

Verbundstützen im Hoch- und Industriebau sind so konzeptioniert, dass diese große vertikale Lasten abtragen können. Im Brandfall verändert sich das Trag- und Verformungsverhalten dieser Stützen, welche im Rahmen des Forschungsprojektes mit dem Thema „Betongefüllte Hohlprofil-Verbundstützten für Geschossbauten – Innovation und Bemessung“ an zwei verschiedenen Verbundstützentypen analysiert werden. Aufwendige, teure und teilweise aufgrund der Tragkapazitäten nicht durchführbare Brandversuche sollen größtenteils durch numerische Simulationen ersetzt werden.
Ziel der Masterarbeit ist, dass Trag- und Verformungsverhalten von neuartigen Verbundstützen (Hohlprofilverbundstütze mit massivem Stahlkern und Doppelhohlprofilverbundstütze) bei Brandeinwirkung mit Hilfe numerischer Simulationen zu untersuchen.
Das FE-Modell soll hierbei die Details des numerischen Modells einschließlich der thermischen Ausdehnung, geometrischen Imperfektionen, Eigenspannungen, Kontakt zwischen Stahl und Beton sowie der Spaltbildung berücksichtigen. Um eine Parameterstudie durchführen zu können, soll eine bestehende Input-File Datei weiterentwickelt werden. Die Parameterstudie soll dabei folgende Aufgabenpunkte umfassen:

• Temperaturentwicklung im Querschnitt
• Feuerwiderstandsdauer
• Lastumlagerung/-abtragung innerhalb des Bauteils im Brandfall
• Optimierung der Feuerwiderstandsdauer
• Einfluss hochfester Materialfestigkeiten
• Einfluss der Eigenspannung im Brandfall

Die Resultate der numerischen Trag- und Verformungsanalyse an Verbundstützen sollen bei der Adaptierung und Weiterentwicklung eines vereinfachten Nachweises im Brandfall (DIN EN 1994-1-2) beitragen.