Umicore, Hoboken, Belgien
Brandsimulation/Thermische und statische Analyse
In Zusammenarbeit mit BFT cognos GmbH (D) und groep FJK (B)
Bei der Erweiterung eines Bürogebäudes in Antwerpen wurde während der Bauausführung festgestellt, dass die bereits erstellten Verbundbaustützen nicht die erforderliche Feuerwiderstandsklasse R 120 erfüllen. Diese war von der Feuerwehr aufgrund der langen Rettungswege sowie der Höhe des Gebäudes gefordert worden.
Da die Kriterien des vereinfachten Nachweisverfahrens nach Eurocode 4 (tabellarischer Nachweis) nicht erfüllt werden konnten, wurde das allgemeine Nachweisverfahren angewendet.
Die auftretenden Temperaturen im Brandraum wurden für verschiedene Räume innerhalb des Gebäudes mit der Brandsimulationssoftware OZone berechnet. Brandlast und Energiefreisetzung wurden hierbei entsprechend den Vorgaben des Eurocodes 1 gewählt (Büronutzung). Der Temperaturübergang und der Temperaturverlauf der Stützen wurden anschließend unter Berücksichtigung der ermittelten Temperaturen mit der Brandbemessungssoftware SAFIR berechnet.
Anschließend wurden die Stützenquerschnitte mit dem Programm SAFIR modelliert und mit der maßgebenden Temperaturkurve beaufschlagt, so dass die Erwärmung des Querschnittes in Abhängigkeit der Zeit bestimmt werden konnte.
Anschließend wurden verschiedene Stützen ausgewählt und diese jeweils als Teilmodell sowie unter Verwendung der „erwärmten Querschnitte“ aus der thermischen Analyse abgebildet. Für die außergewöhnliche Bemessungsituation (Brandfall) können außerdem gemäß den Vorgaben des Eurocodes abgeminderte Lasten angesetzt werden.
Die anschließenden Berechnungen ergaben, dass die Verformung der Stützen aufgrund der Belastung sowie den abgeminderten Materialfestigkeiten tolerierbar ist und nicht zum Versagen der Bauteile führt.
Durch den Einsatz von Ingenieurmethoden sowie die Anwendung des allgemeinen Nachweisverfahrens der Eurocodes konnte für alle Verbundbaustützen des Objektes die Standsicherheit im Brandfall über einen Zeitraum von 120 Minuten nachgewiesen werden. Auf eine brandschutztechnische Ertüchtigung der Stützen sowie den ursprünglich geplanten Realbrandversuch konnte verzichtet werden.