Ein wesentlicher Aspekt beim Entwurf und der Bemessung von Bauwerken ist der bauliche Brandschutz. Im Rahmen eines neuen DFG-Projektes untersucht Mehmed Numanović, Doktorand am Lehrstuhl für Stahl-, Leicht- und Verbundbau, die Tragfähigkeit und das Brandverhalten von Stahl-Beton-Trägerkonstruktionen, um eine Norm für den Brandschutz von Bauwerken zu optimieren.

Brennt ein Bauwerk, sorgt die Hitze dafür, dass Bauteile versagen. Dies birgt große Gefahren. So mussten beispielsweise drei Eisenbahnbrücken abgerissen werden, nachdem ein mit Treibstoff belandener LKW auf der A40 in Mülheim einen Großbrand ausgelöst hatte. Damit die Menschen genügend Zeit haben, sich in Sicherheit zu bringen, wurden Normen für den Bau von Brücken, Hochhäusern und anderen Bauwerken festgelegt, welche besagen, wie lange ein Bauwerk der Hitze standhalten muss. Mehmed Numanović arbeitet nun daran, diese Norm weiterzuentwickeln.

Wie wirkt Beton im Brandfall mit Stahl zusammen?

Im Rahmen des DFG-Projektes „Schubbeulen von Stahl-Beton-Verbundblechträgern unter Brandbeanspruchung“ beschäftigt sich Mehmed Numanović mit der Frage, inwiefern Beton die Hitzebeständigkeit eines Baus beeinflusst. Häufig werden im Bauwesen Stahlblechträger als Konstruktionselemente in Kombination mit einer Betonplatte verwendet, die mit dem Träger über Kopfbolzen verbunden sind und als Stahl-Beton-Verbundquerschnitt wirken. Bei Stahl allein weiß man bereits, dass ab 400 Grad Celsius Steifigkeit und Festigkeit sinken. Jetzt testet das Projektteam im Rahmen eines großen Versuchsstands in der KIBKON-Halle mit einem elektrischen Modulofen, der bis zu 1.200 Grad Celsius heiß werden kann, wie verschiedene Stahl-Beton-Trägerkonstruktionen sich bei Belastung und Hitze verhalten. Dabei werden Bauteile verwendet, die auch in der Realität im Brücken- und Hochbau eingesetzt werden. Es werden Proben mit unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt, wie z.B. die Dicke der Stahlbleche, die Anzahl und der Abstand der Quersteifen oder auch die Kopfbolzen mit der Betonplatte.

Die Versuchsergebnisse werden anschließend in ein numerisches Modell überführt, welches die Tragfähigkeit solcher Trägerkonstruktionen berechnet. Künftig sollen Ingenieur*innen mit einem darauf basierenden Tool Brücken, Hochhäusern und andere Bauwerke normkonform konfigurieren können.