Bei der Bemessung eines Deckensystems aus DELTABEAM® Verbundträgern und Spannbeton-Fertigdecken im Brandfall decken die aktuellen europäischen Bemessungsnormen und Produktzulassungen dieser Produkte die bei deren Kombination entstehenden Themen „indirekte Lagerung“ und „biegeweiche Lagerung“ nicht ab.
Bei Raumtemperatur lagern die Deckenelemente direkt auf dem Stahluntergurt von Stahl- oder Verbundträgern auf. Im Brandfall kann diese direkte Auflagerung nicht aufrechterhalten werden, wenn der ungeschützte Stahlflansch aufgrund der hohen Temperaturen den größten Teil seiner Festigkeit und Steifigkeit verliert. Die Spannbeton-Fertigdecken werden dann mittels einer schrägen Beton-Druckstrebe indirekt auf dem geneigten Steg der DELTABEAM® aufgelagert.
Wenn Spannbeton-Fertigdecken auf biegeweichen Auflagern (Auflagerträger, die sich aufgrund der vertikalen Lasten aus der Decke durchbiegen) aufgelagert werden, wird ihre vertikale Querkraft-Tragfähigkeit bei Raumtemperatur durch zusätzliche Schubspannungen in den Stegen reduziert. Bisher war nicht bekannt, ob dieser als biegeweiche Lagerung bezeichnete Effekt auch im Brandfall besteht.
Um diese Themen zu untersuchen, hat Peikko ein Versuchsprogramm mit belasteten Schubversuchen an einzelnen Spannbeton-Fertigdecken und einer Reihe von Systembrandversuchen durchgeführt.
Fünf unterschiedliche Decken-Querschnitte wurden im Rahmen der Einzel-Schubversuche auf ihr Verhalten unter kombinierter Belastung mit einer vertikalen Querkraft und einer horizontalen Zwangsverschiebung des oberen Spiegels bei erhöhten Temperaturen untersucht. Die Versuche zielten darauf ab, die Duktilität und den Einfluss von Längsrissen auf die Querkraft-Tragfähigkeit zu bewerten und parallele numerische Berechnungen zu kalibrieren.
Nach diesen Vorversuchen an Einzelplatten wurden belastete Systembrandversuche mit einer Höhe von 200 mm und 320 mm durchgeführt, um Bemessungsmodelle für die indirekte und biegeweiche Lagerung zu verifizieren. Die Deckenplatten wurden mit einer Linienlast in Höhe von 100% der Querkraft-Tragfähigkeit im Brandfall nach EN 1168 belastet. Die Brandbeanspruchung nach der Einheits-Temperatur-Zeit-Kurve wurde für 90 Minuten und 120 Minuten bei Trägerdurchbiegungen von bis zu L/32 aufgebracht, ohne dass ein Versagen aufgetreten ist.
Die durchgeführten Versuche zeigen, dass bei Auflagerung auf dem DELTABEAM® die Querkraft-Tragfähigkeit der Spannbeton-Fertigdecken im Brandfall nicht unter die in EN 1168, Anhang G für direkte und starre Auflagerung angegebene Tragfähigkeit abfällt, und dass die indirekte Auflagerung bei Einsatz einer geraden Koppelbewehrung sicher ist.
Whitepaper:
DELTABEAM® Verbundträger mit Spannbeton-Fertigdecken Im Brandfall – Brandversuche 2020
Video (Youtube):
DELTABEAM® mit Spannbeton-Fertigdecken – Tragsicherheit im Brandfall durch Versuche bestätigt
