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sensd.05 - Feuerwiderstandsnachweis für Stahlbauteile

sensd.05

Highlights

Die Funktionalität ist nahtlos mit anderen Analyse- und Bemessungsfunktionen integriert und ergänzt die grundlegenden Werkzeuge von SCIA Engineer für Stahlstrukturen.
Die Bemessung von Strukturen für Brandbedingungen kann auf Berechnungen der ersten oder zweiten Ordnung erfolgen.
Es stehen Bibliotheken für Brandkurven und Wärmeisolierungen zur Verfügung, die um benutzerdefinierte Einträge erweitert werden können.
Klare und umfassende Protokolle in verschiedenen Detailstufen: von der kurzen Übersicht pro Bauteil bis hin zum detaillierten Rechenprotokoll mit Formeln und Verweisen auf die angewendeten Normenartikel.

 

Das Modul Feuerwiderstandsnachweis für Stahlbauteile (sensd.05) ermöglicht das Ausführen von Spannungs- und Stabilitätsnachweisen von Stahlbauteilen unter Brandbedingungen. Die Nachweise können gemäß EN 1993-1-2, SIA 263 oder NEN 6072 im Widerstands- und im Temperatur-Zeit-Bereich ausgeführt werden.

SCIA Engineer ermittelt die Entwicklung der Gas- und Werkstofftemperaturen im Verlauf der Zeit auf Grundlage der Regeln aus der Norm, der ausgewählten Brandkurve, der Brandbeanspruchungsart der Bauteile und des Feuerschutzes, sofern definiert. Die geänderten Widerstandswerte bei hohen Temperaturen sind abgeleitet. Der Nachweis des Feuerwiderstands für Stahlbauteile entspricht außerdem den Empfehlungen aus ECCS N 111.

Vorteile

Steel fire resistance design

Die Nachweise der Feuerwiderstandsfähigkeit werden in der gleichen Arbeitsumgebung wie die Stahlnachweise bei Umgebungstemperatur ausgeführt.

  • Benutzerdefinierte Feuerwiderstandsdaten können für die Gesamtstruktur oder je Bauteil in der Struktur definiert werden: erforderlicher Feuerwiderstand (R15, R30, R60), Wärmeisolierung usw.
  • Detaillierte Brandszenarien können simuliert werden, mit benutzerdefinierter Brandbeanspruchung (3- oder 4-seitig), Brandschutzlagen und Berücksichtigung der Abschattung für ungeschützte Bauteile.
  • Alternative Längenbeiwerte für das Biegeknicken im Brandfall können festgelegt werden.
  • Die aktuellen Querschnittsbeiwerte Am/V und [Am/V]b werden für jeden unterstützten Querschnitt der Bibliothek angegeben.
  • Die Querschnittklassifizierung wird speziell für Brandsituationen ausgeführt.
  • Das Programm durchläuft die definierten Lastfälle/LF-Kombinationen, um die Ausnutzung abzuleiten, und zeigt kritische Bauteile an.
  • Das Modul enthält eine Funktion zur Querschnittoptimierung: Sowohl für geschützte als auch für ungeschützte Bauteile werden basierend auf dem vom Benutzer angegebenen Zielausnutzungsgrad die idealen Querschnitte ermittelt.
  • Die kritische Stahltemperatur in der Temperaturdomäne kann in einem iterativen Verfahren ermittelt werden. In diesem Fall stellt SCIA Engineer sicher, dass die kritische Temperatur einer Ausnutzung von 100 % entspricht. Beim vereinfachten, nicht iterativen Verfahren wird der anfänglich berechnete Nutzungsbeiwert μ verwendet.
  • Allgemeine Funktionen von SCIA Engineer ermöglichen eine einfache Auswahl der Bauteile, die eine ähnliche Brandschutzisolierung oder sonstige ähnliche Einstellungen haben oder einen ähnliche Ausnutzung aufweisen.

Brandkurven und sonstige Einstellungen

Steel fire resistance design

Die folgenden Temperaturkurven sind in der Software enthalten:

  • Kurve gemäß ISO 834
  • externe Brandkurve
  • Kohlenwasserstoffkurve
  • Schwelbrandkurve

Benutzerdefinierte Temperaturkurven können ebenfalls definiert und verwendet werden.

Sie können einen Feuerschutz angeben. Integrierte Wärmeisolierungen:

  • Faserplatten, Vermiculit-/Silikat-/Zementplatten, Gipsplatten
  • Mineralfaser
  • Vermiculitzement, Perlit, Gipsspray
  • Brandschutzbeschichtungen

Steel fire resistance design

Außerdem kann für die Gesamtstruktur oder pro Bauteil Folgendes ausgewählt werden:

  • Brandbeanspruchung je Querschnitt (alle Seiten, nur drei Seiten)
  • Parameter für die Nettowärmestromdichte, z. B. Koeffizient αc für die Wärmeübertragung durch Konvektion, Wärmestrahlung
  • alternative Knicklängenbeiwerte für den Brandfall
  • Feuerwiderstands-Sicherheitsbeiwerte (Werte gemäß Eurocode, SIA und NEN sind standardmäßig verfügbar)
  • allgemeine Daten in Bezug auf Biegedrillknicken, Diaphragmen und Schubbeulsteifen

Unterstützte Vorschriften

  • EN 1993-1-2:2005
  • SIA 263:2003
  • NEN 6072:1991

Unterstützte Querschnitte

Steel fire resistance design

Der Nachweis des Feuerwiderstands wird für folgende Querschnitte unterstützt:

  • symmetrische und asymmetrische I-, L-, U- und T-Profile
  • rechteckige und kreisförmige Hohlprofile oder Vollprofile
  • einfache und doppelte Winkel
  • zusammengesetzte geschweißte Stahlprofile
  • Profile mit Vouten, I-Profile mit variabler Höhe
  • kaltgeformte Einzelplatten-Stahlprofile
  • numerisch definierte Querschnitte mit manuell definierten Querschnitteigenschaften
  • integrierte Träger vom Typ IFBA, IFBB, SFB und THQ

Ausgeführte Nachweise

EC3-1-2:

  • Querschnittklassifizierung gemäß Art. 4.2.2
  • Widerstand der Zugstäbe: Art. 4.2.3.1
  • Widerstand der Druckstäbe der Klassen 1, 2 und 3: Art. 4.2.3.2
  • Widerstand der Träger der Klassen 1 und 2: Art. 4.2.3.3
  • Widerstand der Träger der Klasse 3: Art. 4.2.3.4
  • Widerstand der Bauteile der Klassen 1, 2 und 3, die einer Biege- und Druckbelastung ausgesetzt sind: Art. 4.2.3.5
  • Widerstand der kritischen Temperatur: Art. 4.2.4
  • Widerstand des Nachweises für Teile der Klasse 4 (Anhang E)

SIA 263:2003

  • Klassifizierung des Querschnitts: Art. 4.8.5.2
  • Widerstand der Zugstäbe: Art. 4.8.5.4
  • Widerstand der Druckstäbe (Klasse 1, 2 oder 3): Art. 4.8.5.5
  • Querschnitts- und Stabilitätsnachweise gemäß Kapitel 4.8.5
  • Widerstand der Träger (Klasse 1, 2, 3): Art. 4.8.5.6, Art. 4.8.5.7, Art. 4.8.5.8
  • Widerstand der Bauteile (Klasse 4): Art. 4.8.5.9

NEN 6770/6771:

  • Querschnittklassifizierung gemäß Art. 4.2.2
  • Widerstand der Zugstäbe: Art. 4.2.3.1
  • Widerstand der Druckstäbe (Klasse 1, 2 oder 3): Art. 4.2.3.2
  • Widerstand der Träger (Klasse 1, 2): Art. 4.2.3.3
  • Widerstand der Träger (Klasse 3): Art. 4.2.3.4
  • Widerstand der Bauteile (Klassen 1, 2, 3), die einer Biege- und Druckbelastung ausgesetzt sind: Art. 4.2.3.5
  • Kritische Temperatur: Art. 4.2.4

Protokolle

Das Modul Feuerwiderstandsnachweis für Stahlbauteile bietet eine interaktive Benutzeroberfläche für die Erstellung von Berichten, in denen die Bemessungsergebnisse in verschiedenen Formen bereitgestellt werden:

  • Die Diagramme zum Ausnutzungsgrad mit Farbcodierung in der 3D-Szene ermöglichen ein schnelles Identifizieren von Problemen in der Struktur.
  • Das Bemessungsergebnis für alle Bauteile lässt sich als Kurzausgabe oder Ergebnistabelle in tabellarischer Form drucken.
  • Ein Zusammenfassungsbericht pro Bauteil fasst wichtige Parameter der Bemessung und alle Nachweise auf einer einzelnen Seite zusammen.
  • Die Detaillierte Ausgabe enthält alle Berechnungen als Formeln (oder wahlweise als Tabellen) mit Verweisen auf die angewendeten Paragrafen aus der Norm, sodass sich die einzelnen Bemessungsschritte nachvollziehen lassen.
  • Der Zusammenfassungsbericht und die Detaillierte Ausgabe können direkt durch Doppelklicken auf die Zeilen in den Ergebnistabellen aufgerufen werden. Dies bietet schnellen Zugriff auf die Berechnungsdetails zu den am Bildschirm gezeigten Bauteile.
  • Fehler, Warnung und Hinweise können interaktiv angezeigt werden, indem in der 3D-Ansicht der Mauszeiger über bestimmte Bauteile bewegt wird.
  • Eine detaillierte Übersicht der Querschnittsklassifizierung und Ableitungen wirksamer Querschnitte kann ebenfalls zum Berechnungsprotokoll hinzugefügt werden.
  • Beim Zeichnen der Ergebnisse werden jederzeit die ausgewählten Einstellungen (wie ausgewählte LF-Kombination, Bauteilnamen, Berechnungstypen und Extremwerte) oben links in der Ergebnislegende angezeigt.
  • Neben dem allgemeinen Ausnutzungsgrad können in den Ergebniskomponenten spezifische Nachweise für Bauteile angezeigt werden.

Diese Berichterstellungsfunktionen bieten zwei Vorteile: Sie beschleunigen den Bemessungsvorgang und bieten außerdem die Möglichkeit, komplette und transparente Projektnotizen zu erstellen, mit der sich Dritte und Aufsichtsbehörden von der Qualität und dem Umfang der ausgeführten Überprüfungen der Strukturbemessung überzeugen können.

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