Wissensdatenbank

Thermische Analyse von Betonstrukturen

Beton

Member

EN (Eurocode)

Dieser Artikel ist auch verfügbar in:

Ein Feuerwiderstandsnachweis von Gebäuden ist heute eine Notwendigkeit. Aber was, wenn die tabellarischen Daten oder vereinfachende Methoden nicht ausreichen? Suchen Sie nach einer Reaktion eines Bauteils bei thermischer Belastung? Profitieren Sie von der thermischen Analyse in IDEA StatiCa Member.

Welche Methoden werden zur Bewertung des Brandverhaltens von Trägern und Stützen verwendet? Sie können zwischen mehreren Bemessungsverfahren nach EN 1992-1-2 wählen:

Tabellarische Daten - verfügbar in der Anwendung IDEA StatiCa RCS seit Version 10.1
Vereinfachte Berechnungsmethoden - 500°C-Isothermenmethode, Zonenmethode
Erweiterte Berechnungsmethoden

Dieses Mal haben wir die anderen vereinfachten Methoden übersprungen und waren entschlossen, die fortschrittlichste Berechnungsmethode zu entwickeln, die Sie verwenden können. Und das ist die thermische Analyse (TA). Obwohl Sie in den IDEA StatiCa-Anwendungen die fortschrittlichste Analyse finden, sind die Workflows so einfach wie möglich gehalten. So wird die Bemessung und der Nachweis von Betonstrukturen auf Feuerwiderstand wieder ganz einfach.

Brandverhalten von Stahlbetonträgern und -stützen in wenigen Schritten

Geometrie

Analysierte Bauteile können Träger, Stützen oder Rahmen mit beliebigen Querschnittsformen sein.

Feuereingabe und Lasten

Wenn Sie eine thermische Analyse durchführen möchten, müssen Sie zuerst die Daten zur Brandbelastung festlegen. Feuerwiderstandsklasse, Betonfeuchte, Bauteiltemperatur und welche Teile und Kanten des analysierten Bauteils dem Feuer ausgesetzt sind.

Thermische Analyse

Die thermische Analyse basiert auf der Durchführung einer instationären Wärmeübertragung über einen Querschnitt (die Temperatur variiert mit der Zeit). Hinsichtlich der Materialeigenschaften von Beton und Bewehrung sowie des Temperaturbereichs ist dieses Verfahren nichtlinear. Ausgangsbedingung ist die zeitliche Umgebungstemperatur nach Eurocode 1991-1-2.

Ähnlich wie bei der geometrisch und materiell nichtlinearen Analyse (GMNA), die in IDEA StatiCa Member implementiert ist, wird das analysierte Bauteil in Abschnitte unterteilt, die innerhalb der Wärmeübertragung zu finiten Elementen vernetzt werden.

Das Ergebnis der thermischen Analyse ist ein Temperaturfeld innerhalb des Querschnitts zum Zeitpunkt der Feuerwiderstandsklasse (z.B. R 60). Eine solche Verteilung der Temperatur innerhalb des Querschnitts wird verwendet, um die Materialeigenschaften von Beton und Bewehrung sowie die thermische Dehnung zu bestimmen. Die Materialabminderungen richten sich nach den im Eurocode EN 1992-1-2 angegebenen Tabellen oder können vom Nutzer definiert und in den Vorlagen gespeichert werden.

Sie können sich die Verteilung der Temperatur in Gesamt- oder Detailansichten ansehen.

Geometrisch und materiell nichtlineare Analyse

Nach der Durchführung der thermischen Analyse (TA) wird automatisch die geometrisch und materiell nichtlineare Analyse (GMNA) gestartet, wobei die Ergebnisse der thermischen Analyse als Anfangszustand des analysierten Bauteils verwendet werden. Die Ergebnisse der GMNA sind Spannungen und Dehnungen, die mit den (degradierten) Grenzwerten verglichen werden.

Spannungswerte in Beton unter Druck (Beton unter Zug ausgenommen)

Spannungswerte in der Bewehrung

Verfügbar in der Expert und Enhanced Version von IDEA StatiCa Concrete und Prestressing.

Sprache wählen