DE19644834A1

DE19644834A1 - Hohlprofil-Verbundstütze

Info

Publication number: DE19644834A1
Application number: DE1996144834
Authority: DE
Inventors: Wolfram Prof Dr Ing Klingsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1998-04-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlprofil-Verbundstütze mit einem Hohlprofil, welches eine Füllung aufweist.

Hohlprofil-Verbundstützen bestehen aus quadratischen, rechteckigen oder runden Stahlrohren beliebiger Herstel lung mit einer Beton- oder Stahlbetonfüllung. Diese Bau teile werden in der Praxis viel eingesetzt. Im Brandfall verlieren diese Stützen relativ schnell einen großen Teil ihrer Tragfähigkeit, da der ungeschützt dem Brand ausge setzte Stahl sich schnell erwärmt und seine Festigkeit verliert. Größere Tragfähigkeiten im Brandfall können er reicht werden, indem der Anteil der Tragfähigkeit des Be tonkerns an der Gesamttragfähigkeit der Stütze wesentlich gesteigert wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hohlprofil-Verbundstütze der obengenannten Art zur Verfü gung zu stellen, welche die obigen Nachteile beseitigt und ein verbessertes brandschutztechnisches Verhalten auf weist, insbesondere eine verbesserte Tragfähigkeit im Brandfall hat.

Diese Aufgabe wird durch eine Hohlprofil-Verbundstütze der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Füllung ein hochfester Beton ist.

Durch das Einbringen des hochfesten Betons in ein Stahl- Hohlprofil i. S. einer Hohlprofil-Verbundstütze mit hoch festem Beton werden die im Brandfall kritischen Eigen schaften ausgeschlossen. Es ergibt sich eine vorteilhafte Überlagerung der Eigenschaften des hochfesten Betons mit den Vorteilen der Herstellungstechnik und der Bauteilge staltung.

Die Tragfähigkeit wird dadurch verbessert, daß der hochfe ste Beton Zusätze enthält, welche eine innere Porenstruk tur eines im Beton enthaltenen Zementsteines verdichten.

In vorteilhafter Weise hat das Hohlprofil einen quadrati schen, rechteckigen oder runden Querschnitt und der hoch feste Beton ist vorzugsweise bewehrt. Dies ergibt kosten günstige Konstruktionen mit noch größerer Tragfähigkeit.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer Schnittansicht eine runde Ausführungs form der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 in einer Schnittansicht eine quadratische Aus führungsform.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Hohlprofil-Verbundstütze 100 umfassen ein Hohlprofil 10 mit einem Kern 12 aus hochfestem Beton. Der hochfeste Beton 12 ist mit einer Bewehrung 16 verse hen.

In der Darstellung befindet sich die Hohlprofil-Verbund stütze 100 unter Einfluß von Wärme, so daß sich durch die Ausdehnung des Hohlprofils 10 ein Spalt 14 zwischen Hohl profil 10 und Kern 12 gebildet hat. In diesem Spalt sam melt sich Wasserdampf 18.

Hochfester Beton 12 ist ein Sonderbeton. Seine hohe Trag fähigkeit erhält u. a. durch Zusätze, mit welchen die in nere Porenstruktur des Zementsteines verdichtet wird. Bei den chemischen Prozessen der Umwandlung von Frischbeton zu Festbeton (Zementleim zu Zementstein) wird chemisch gebun denes Wasser eingelagert (Kristallwasser). Zusätzlich ver bleibt in den Restporen chemisch nicht gebundenes freies Wasser.

Bei Temperaturen oberhalb 100°C geht zunächst das Poren wasser, später auch das Kristallwasser, in den dampfförmi gen Aggregatzustand über. Dieser Dampf im Inneren des Be tons muß über das Porensystem zur Oberfläche hin abströ men. Bei Hohlprofil-Verbundstützen werden hierfür Dampf austrittsbohrungen in der Stahlhülle 10 angeordnet.

Bei hochfestem Beton 12 ist die Porosität so gering, daß der im Inneren des Betons gebildete Dampf nur mit erhebli chen Strömungswiderständen abströmen kann. Es bildet sich im Inneren des Betons 12 ein hoher Dampfdruck, der eine Gefährdung des Betons darstellt: Explosives Zerplatzen des Betons. Internationale Untersuchungen belegen, daß hochfe ste Betone unter diesem Gesichtspunkt ausgesprochen kri tisch zu beurteilen sind.

Dem kritischen Abplatzverhalten von hochfestem Beton kann dadurch begegnet werden, daß im Oberflächenbereich ein entsprechend hoher Gegendruck aufgebracht wird. Hierdurch wird das Druckgefälle zum Porenraum verringert, das Ab strömen des freigesetzten Wasserdampfes wird verzögert und kritischen Zugspannungen im Gefüge werden verhindert.

Die hohe Tragfähigkeit des hochfesten Betons kann inner halb der Hohlprofil-Verbundstütze 100 statisch voll akti viert werden entsprechend der Komponenten-Addition von Be ton 12/Bewehrung 16/Stahlprofil 10. Die Bemessung ist mit den bekannten Verfahren möglich, z. B. DIN 18806, 1 oder EC 4.

Das Hohlprofil 10 selbst kann quadratisch, rechteckig oder rund sein. Es liefert die Schalung, wodurch der Herstel lungsprozeß wesentlich vereinfacht wird. Es ist eine Vor fertigung ebenso möglich wie das Betonieren vor Ort. Der Beton kann mit oder ohne Bewehrung 16 eingebaut werden.

Die Stahloberfläche 10 verbleibt sichtbar und kann den ge stalterischen Vorstellungen entsprechend farbig gestaltet werden.

Im Brandfall ergibt sich durch die radiale thermische Deh nung des Stahlprofils eine Spaltbildung 14 zwischen Beton kern 12 und Hohlprofil-Mantel 10. In diesem Spalt 14 bil det sich, trotz der Dampfausgleichsbohrungen im Stahlhohl profil, ein Dampfpolster 18 mit hohem Druck. Dadurch wird ein Druckgefälle zwischen dem Porensystem des Betons 12 zu dessen Oberfläche minimiert, was zu einer Verhinderung der höchst kritischen explosiven Abplatzung führt.

Während Hohlprofil-Verbundstützen mit Normalbeton eine er heblich begrenzte Tragfähigkeit im Brandfall aufzeigen und alle anderen Stützen (Stahlbeton und Stahlverbund) unter Verwendung von hochfestem Beton erhebliche Risiken bezüg lich explosiven Abplatzens im Brandfall aufweisen, führt deren Kombination zu einem optimalen Trag- und Brandver halten.

Bezugszeichenliste

100

;

200

Hohlprofil-Verbundstütze

10

Hohlprofil

12

hochfester Beton

14

Spalt

16

Bewehrung

18

Wasserdampf

Claims

1. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) mit einem Hohlpro fil (10), welches eine Füllung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (12) ein hochfester Beton ist.

2. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochfeste Beton (12) Zusätze enthält, welche eine innere Porenstruktur eines im Beton enthaltenen Ze mentsteines verdichten.

3. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (10) einen quadratischen, rechteckigen oder runden Querschnitt hat.

4. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hochfeste Beton (12) eine Bewehrung (16) auf weist.

5. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlprofil (10) eine Dampfausgleichsbohrung vorge sehen ist.

6. Hohlprofil-Verbundstütze (100; 200) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (10) ein Stahlhohlprofil ist.