Beurteilung von historischem Stahl (Flussstahl) im Brandfall und seine Anwendung in denkmalgeschützten Gebäuden

Für die Sicherstellung der Brandsicherheit von Bestandsgebäuden und im Speziellen unter Denkmalschutz stehenden Gebäuden, muss eine abgesicherte Aussage über die Feuerwiderstandsfähigkeit der Konstruktion getroffen werden. Um 1900 wurden häufig Stahlträger (insbesondere Flussstahl) in denkmalgeschützten Gebäuden für die tragende Konstruktion genutzt, zu deren Verhalten im Brandfall nur wenige Informationen vorliegen. Die Ingenieurmethoden liefern nur die Möglichkeit, bei bekannten Materialkennwerten die Standsicherheit von Konstruktionen aus historischen Baustoffen nachzuweisen.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, mit Hilfe einer Parameterstudie die Auswirkung der Änderung der Materialkennwerte auf das Brandverhalten zu untersuchen. Dazu wird ein Einfeldträger (= ) und ein Rahmen (ℎ= , = ), jeweils mit I-180 Profilen unter einer mechanischen Auslastung von 75 % einer Heißbemessung unterzogen.
Die thermischen Hochtemperatureigenschaften (Dichte, Wärmeleitfähigkeit, thermische Dehnung, Spezifische Wärmekapazität) und die mechanische Hochtemperatureigenschaften (Festigkeit, Steifigkeit, Bruchdehnung) werden für den Flussstahl aus der Literatur entnommen und mit den Werten aus dem Eurocode für den Stahl S355 verglichen. Für eine allgemeinere Aussage, welche Auswirkungen ein Reduzierung bzw. Erhöhung der Parameter bewirkt, werden in einem zusätzlichen Schritt die Werte aus dem Eurocode um 5, 10 und 15 % verändert und in die Berechnung eingebracht.
Nach der Durchführung der Berechnung mit Sofistik kann festgestellt werden, dass die Parameter, welche die Temperaturverteilung beeinflussen (Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapizität) auf die Durchbiegung des Einfeldträgers nur geringe Auswirkung haben. Der Wert für die thermische Dehnung des Flussstahls weicht am auffälligsten von denen des Eurocodes ab und zeigt auch die deutlichste Vergrößerung der Durchbiegung. Eine Abminderung der Streckgrenze hat primär Auswirkungen auf die Durchbiegung des Rahmens. Die Ergebnisse der E-Modul-Änderung wirken sich bei der Berechnung hauptsächlich auf die Kaltbemessung aus.