03/19 Erdbebensicher bauen in Stahl steeltec 05:2019
Eine erdbebensichere Bauwerksbemessung ist nicht nur in Starkbeben-Regionen wie etwa Japan oder Kalifornien relevant, sondern auch in der Schweiz. Die vorliegende Publikation richtet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure, Architekturschaffende und deren Projektbeteiligte. Neben Hintergründen zur Erdbebeneinwirkung werden Hinweise zur Planung und Bemessung gegeben. Praxisbeispiele zeigen, wie diese umzusetzen sind.
Bei den Autoinnen und Autoren handelt es sich um international bekannte Experten. Einzelne Artikel der Publikation wurden daher in ihrer Originalsprache Englisch belassen.
Inhalt
- Gesellschaft, Risiko & Sicherheit
- Introduction
- Weltuntergangsstimmung in Down Under – Ein Erfahrungsbericht
- Erdbebenbemessung & Konzepte
- Entwurfsgrundsätze für Architekten
- Capacity Design Principles for the Ductile Behaviour of Conventional and High-Perfomance Steel Structures under Earthquake Shaking
- Conventional Structural Steel Systems
- Innovative Steel Structural Systems
- Beispiele
- Bel-Air-Turm in Lausanne
- Gebäude GC an der EPFL
- Anhang
05/17 Brandschutz im Stahlbau steeltec 02:2017
Das tec02:2017 ist ein von der Technischen Kommission Brandschutz (TKB) der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherer VKF überprüftes Stand der Technik Papier (STP).
Das Heft fasst die umfangreiche Thematik des Brandschutzes im Stahlbau und das Vorgehen bei der Bemessung gemäss schweizerischer und europäischer Normenlage (Schweizerische Brandschutzvorschriften VKF 2015 (Rev. 2017) und EN 1993-1-2) zusammen.
Inhalt
- Einführung
- Grundlagen des Brandschutzes
- Brandschutzkonzepte
- Feuerwiderstand
- Baulicher Brandschutz
- Besondere Konstruktionskonzepte
- Technische Brandschutzmassnahmen
- Brandschutzplanung in der Praxis
- Objektbeispiele
- Bemessung
- Anhang
steelwork C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln
Steelwork C1/12 ist das Referenzwerk für die Planung von Verbundtragwerken Stahl-Beton – Verbundbau Bemessungstafeln steelwork C1/12.Die Sammlung enthält Bemessungstabellen für die meisten praktischen Anwendungsfälle inklusive Angaben für den Brandschutz/Verbundträger mit IPE, HEA und HEB- Verbundstützen (kammerbetonierte H-Profile, betongefüllte Hohlprofile)- Profilblech-Verbunddecken
- Slim-Floor-Flachdecken mit Hohlplatten
- firmenspezifische Verbundtragelemente (z.B. Deckenelemente, Stahlkernstützen)
- alternative Deckensysteme (z.B. mit Holz)
Die Verbundbau Bemessungstafeln beruhen auf den aktuellen Normen der Schweiz SIA 264 und den Europa EN 1994 und wurden durch die schweizerische Brandschutzbehörde VKF genehmigt.
steelcomment: Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauteilen
Feuerverzinken ist nicht nur eine wirksame Art, den Korrosionsschutz von Stahlbauteilen zu erhöhen, sondern wirkt sich auch positiv auf den Feuerwiderstand aus.
Der neue SZS steelcomment «Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten» wurde von der VKF unter der Rubrik «Weitere Publikationen» veröffentlicht. Das im steelcomment beschriebene Verfahren darf in der Schweiz im Rahmen seiner dokumentierten Randbedingungen eingesetzt werden.
Welche Anforderung an den Feuerwiderstand gilt für Galerietragwerke?
In der Regel ist für kleinere Galerieabmessungen kein Feuerwiderstand erforderlich. Massgebend ist die Auslegung der Vorschriften durch die Brandschutzbehörde.
EI-Anforderungen (Dichtheit und Wärmedämmung) gelten nur für flächige Bauteile. Im Stahlbau sind dies meistens Profilblech-Verbunddecken: Hier sind die Bemessungsgrundlagen für REI 30 bis REI 90 in der SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln sowie in der EKS-Publikation Nr. 32 „Feuerwiderstand von Blechverbunddecken“ enthalten, insbesondere hinsichtlich Deckendicke und Bewehrung.
Andere Decken und Wände aus Stahlblech sind als Systembauteile im Brandschutzregister geregelt.
Für den Bereich Abschlüsse/Türen/Tore sei auf die Website der Schweizerischen Metall-Union SMU verwiesen.
Massgebend sind die Schweizerischen Brandschutzvorschriften VKF. Für Stahltragwerke sind die Anforderungen in der SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau übersichtlich zusammengefasst. Bemerkenswert: Bei zahlreichen Nutzungen ist für das Stahltragwerk gar kein Feuerwiderstand erforderlich.
- Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau beschreibt die Lösungsmöglichkeiten detailliert und dient als Berechnungsgrundlage.
- Für Verbundkonstruktionen siehe SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafel.
- Der SZS steelcomment Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten kann auf der Seite der VKF heruntergeladen werden.
- C 2.5:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme
- Das zweite Buch der Steel Design Reihe Fire erläutert die Bemessungsmethoden gemäss EN 1993-1-2. Der Nationale Anhang für die Schweiz kann im Shop heruntergeladen werden.
- Weitere Hilfsmittel finden Sie in unserem Downloadbereich.
Brandschutz Bekleidungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau
- auf der SZS-Webseite im Bereich Fachthemen/Download unter Profilfaktoren U/A
Gilt für Spritzputze ein ähnliches Vorgehen wie bei Brandschutzbeschichtungen (Bewilligung, Applikateurregister, Abnahme)?
Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt. Die übrigen Verfahrensvorschriften der Brandschutzbeschichtungen gelten nicht für Spritzputze.
Welche Verkleidungsprodukte dürfen angewendet werden?
Zugelassene Produkte und erforderliche Schichtdicken für die Verkleidung von nicht-brennbaren Bauteilen und Verputze finden Sie im Brandschutzregister:
Suchkriterien > Hauptgruppe Nr. 2, Untergruppen Nr. 232 | 237 | 238
Oft ist es sinnvoll, diese Schichtdicken rechnerisch zu optimieren. Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme dient hierzu
als Berechnungsgrundlage.
Wie lassen sich Stahlkonstruktionen „brandsicher“ machen?
Für die Anforderung R30 reichen unbekleidete (evtl. massige) Stahlprofile aus. Bei höheren Anforderungen werden oft Stahl-Beton-Verbundquerschnitte mit ausreichender Bewehrung gewählt. Stahlprofile können auch mit Brandschutzbeschichtungen oder wärmedämmenden Verkleidungen geschützt werden. Anforderungen, Lösungsmöglichkeiten und Mindestabmessungen sind übersichtlich in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau zusammengefasst.
Wie lassen sich Aussenstützen brandsicher machen?
- Siehe SZS-Publikation steeltec 02:2017
- Abminderung der Feuerwiderstands-Anforderungen für Aussenanwendung mit Brandschutzbehörde absprechen
- Allenfalls Nachweis mit Aussenbrandkurve führen
- Evtl. gebäudeseitige Verkleidung oder Abschirmung vorsehen
Wie lässt sich eine bestehende Rohrstütze (oder gusseiserne Stütze) schützen und nachweisen?
Eine Mörtelfüllung mit seitlichen Dampfaustrittsöffnungen oben und unten bringt R30, wenn gewisse Mindestabmessungen eingehalten sind. Für R60 evtl. eine zusätzliche Stahlfaser-Bewehrung anordnen oder einen Brandschutzbeschichtung R30 „addieren“. Lösung mit Brandschutzbehörde absprechen.
Wie kann man sich als „Anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung“ (neutrale Stelle) registrieren lassen?
Erforderlich sind geeignete Messgeräte und geschultes Personal mit Handhabungs-Erfahrung. Eine Anmeldung zur Registrierung erfolgt unter Beilage entsprechender Nachweise an die SZS-Geschäftsstelle. Für die Überprüfung und den Register-Eintrag wird eine Gebühr erhoben. Details können dem Reglement für Experten entnommen werden.
Wer darf die applizierte Brandschutzbeschichtung vor dem Auftragen des Deckanstrichs abnehmen (Schichtdickenmessung, Protokollierung)?
Entweder der Systemhalter oder sein Vertreter (Farblieferant) oder eine neutrale, anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung –> (LINK NOCH EINFÜGEN)
Wie können Einträge und Mutationen im Register der zertifizierten Applikateure bewirkt werden?
Für den Registereintrag ist das Zertifikat der VKF einzureichen. Mutationen (Adressänderungen, Arbeitgeberwechsel) sind per E-Mail zu melden. Ein gebührenpflichtiger Internetlink auf die eigene Homepage kann bei der SZS-Geschäftsstelle angefordert werden.
Welche Voraussetzungen muss eine Firma erfüllen, damit sie Brandschutzbeschichtungen applizieren darf?
Die Arbeiten müssen von einem durch die VKF zertifizierten Applikateur ausgeführt oder dauernd überwacht werden. Die Ausbildungskurs-Ausschreibungen und das Register der ausgebildeten Applikateure sind z.B. auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt. Die Firma muss über geeignete Gerätschaften für die Applikation und die Qualitätssicherung verfügen. In der Regel sind dies Hochdruck-Kolbenpumpe, Kontaktthermometer, Hygrometer, Schichtdicken-Messkamm, evtl. Trockenschichtdicken-Messgeräte.
Für die Sanktionierung allfälliger Abweichungen von diesen Voraussetzungen ist die Brandschutzbehörde zuständig.
Dürfen Brandschutzbeschichtungen auf Altanstriche oder Asbestfaserbeschichtungen angewendet werden?
Der Systemhalter muss die Systemverträglichkeit mit verbleibenden alten Untergründen und allfälligen Zwischenbeschichtungen überprüfen und garantieren.
Sind Brandschutzbeschichtung und Bekleidung kombinierbar?
Die Beschichtung braucht unbedingt Platz zum Aufschäumen (etwa das 50-fache der Trockenschichtdicke, d.h. 30-80 mm). Teilflächen mit fehlendem Platz zum Aufschäumen können entsprechend bekleidet werden.
Abweichungen vom VKF-Brandschutzregister: Sind geringere Schichtdicken, andere Produkte, R90 möglich?
Die Unterlagen für die Optimierung der Schichtdicken sind für einzelne Beschichtungssysteme auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt („Schichtdicken für rechnerische Nachweise“). Nachweisformulare finden Sie hier. Für die allfällige Anwendung EU-konformer Produkte ausserhalb des VKF-Brandschutzregisters (inkl. Brandschutzbeschichtung R90) ist die zuständige Brandschutzbehörde zu kontaktieren. Der zugehörige rechnerische Nachweis auf der Grundlage der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau sowie Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015″ muss die statische Ausnutzung einbeziehen und an die Brandschutzbehörde eingereicht werden.
Wie sind Bauteile mit Brandschutzbeschichtungen zu kennzeichnen?
Zuständig ist die Brandschutzbehörde. Die geschützten Bauteile sind in den Brandschutzplänen zu kennzeichnen und allenfalls mit einer zusätzlichen Kennzeichnung mit systemverträglichen Aufklebern.
Was kosten Brandschutzbeschichtungen?
Der Preis für Brandschutzbeschichtungen (CHF/m2) ist direkt abhängig von der Schichtdicke und den Spritzverlusten sowie von der Zugänglichkeit (Gerüste, Scherenbühnen), die erforderliche Schichtdicke ist wiederum abhängig vom verlangten Feuerwiderstand und dem Profilfaktor. Richtpreise sind insofern mit Vorsicht zu geniessen.
- SZS-Merkblatt M2 „Basisinformationen über dämmschichtbildende Brandschutzsysteme“
- SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau
Brandschutzbeschichtungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
- auf der SZS-Website im Bereich „Planungsunterlagen/Profilfaktoren“ unter „Profilfaktoren U/A“
Gelten RND (Rundstäbe) und VKT (Vierkantstäbe) als offen oder als geschlossen?
RND und VKT gelten als geschlossen, analog ROR (Rundrohren) und RRW/RRK (Vierkant-Hohlprofile warm- oder kaltgefertigt), auch wenn der ganze Querschnitt voll Stahl ist.
Sind Brandschutzbeschichtungen für dünne Zugstangen aus Rundstahl RND geeignet?
Die Pinsel-Applikation ist zeit- und kostenaufwendig, mit Spritzen entsteht bei dünnen Stangen viel Materialverlust. Die Wirksamkeit ist aufgrund der möglichen grösseren Dehnungen detailliert abzuklären. Mögliche Alternativen:
- dämmschichtbildende Klebefolien
- Verkleidung mit Halbschalen
- anderes Tragsystem ohne Zugstangen
- Lastfall Brand mit Zugstangen-Ausfall nachweisen
Welche Oberflächengüte ist bei Pinsel-Applikation von Brandschutzbeschichtungen zu erwarten?
Die Pinsel-Applikation beschränkt sich in der Regel auf die Vorbehandlung von Bereichen, die für das Airless-Spritzen problematisch sind. Eine vollständige Pinsel-Applikation ist ungewöhnlich und bezüglich Kosten und Terminen uninteressant oder problematisch, die Oberflächen werden rauher und weniger einheitlich. Einzelfälle sind mit dem Systemhalter abzuklären.
Sind Brandschutzbeschichtungen auch auf gusseisernen Stützen möglich?
Grundsätzlich ja, mit näherungsweise denselben Schichtdicken wie für Stahlstützen (geschlossener Querschnitt).
Wie ist bei der Planung von dämmschichtbildenden Beschichtungen vorzugehen?
- Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt.
- Mittels SZS-Gesuchsformular erwirkt der Bauplaner eine objektspezifische Bewilligung durch die Brandschutzbehörde.
- Allenfalls weist der Ingenieur rechnerisch eine optimierte Schichtdicke nach (Nachweis an Brandschutzbehörde einreichen).
- Für die Ausführung muss ein VKF-zertifizierter Applikateur beigezogen werden.
Alle notwendigen Informationen und Unterlagen sind auf der SZS-Website unter „Brandschutz/Planungsunterlagen“ zusammengestellt.
Welche Unterlagen gelten für Brandschutz-Nachweise im Stahlbau?
- die Normen SIA 260 ff. und die Brandschutzvorschriften VKF sowie fallweise die Eurocodes
- die SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ beschreibt die Nachweisverfahren für ungeschütze und bekleidete Stahlbauteile detailliert und dient als Berechnungsgrundlage
- für Verbundkonstruktionen die SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“
- für dämmschichtbildende Beschichtungen die SZS-Publikation „Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015“
Welche Besonderheiten gelten für den Brandschutz-Nachweis von aufgeklebten Stahlblechen?
Wenn sich der Klebstoff auf ca. 70°C erwärmt, wird er weich, so dass seine Tragwirkung verloren geht. Die Tragsicherheit im Brandfall muss meist ohne Klebeverbund nachgewiesen werden, denn Verkleidungen, welche die kritische Klebertemperatur unter 70°C halten, würden viel zu dick.
Wie werden Deckenträger mit feuerwiderstandsfähiger Unterdecke nachgewiesen?
Bei Systemunterdecken wird der Feuerwiderstand gemäss Brandschutzregister nachgewiesen. Bei anderen Unterdecken erfolgt der Nachweis gemäss SZS-Publikation „steeltec 02:2015“ (Materialeigenschaften gemäss Abb. 50, Profilfaktor näherungsweise für dreiseitige kastenförmige Verkleidung).
Wie werden einbetonierte Träger mit sichtbarem Unterflansch nachgewiesen?
Der Nachweis als ungeschützt bleibender Slim-Floor-Träger ist am wirtschaftlichsten, allenfalls ist eine Zusatzbewehrung über dem Unterflansch nötig. Näherungsweise ist auch ein Nachweis als Kammerbetonträger gemäss Norm SIA 264/1 „Stahl-Beton-Verbundbau – Ergänzende Festlegungen“ möglich. Falls der Unterflansch geschützt wird (Brandschutzbeschichtung oder -bekleidung), erfolgt der Nachweis konventionell, mit dem Profilfaktor entsprechend der tatsächlichen Geometrie. Am einfachsten erfolgt den Nachweis mit Hilfe der SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“. Details siehe: SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
Welche Besonderheiten sind beim Brandschutz-Nachweis von Stützen zu beachten?
Im Brandfall können Stützen, je nach konstruktiven Gegebenheiten, in den kalten Bereichen der Nachbargeschosse eingespannt sein (Durchlaufstützen, biegesteif angeschlossene Stahlpilze, bei Endplatten eher fraglich). Durch die kleinere Knicklänge reduziert sich die Ausnutzung im Brandfall.
Vollstahlstützen können je nach Ausnutzung ungeschützt bleiben: für R30 ab ca. RND/VKT 110, für R60 ab ca. RND/VKT 380 – da kann sich auch eine Überdimensionierung lohnen. Stützen im Freien können, nach Absprache mit der Brandschutzbehörde, für geringere Feuerwiderstandsdauer bemessen, durch die Fassade abgeschirmt, gebäudeseitig verkleidet oder mit speziellen Aussenbrandkurven (siehe SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ S. 34/35) betrachtet werden.
Wo finde ich Software für Brandschutz-Nachweise?
- siehe CD zur vergriffenen SZS-Publikation „Kursdokumentation Brandschutz im Stahlbau, C10“ (C10.1)
- Arcelormittal
Die Preisträger:innen
1. Preis
Otávio Marques Andrézinho – „Eine Markthalle für Schlieren“
ZHAW Winterthur – Andreas Graf, Martin Sarinen
Bachelorarbeit
Otávio Marques Andrézinho beschäftigt sich in seiner Arbeit mit einer neuen Markthalle im Zentrum der Stadt Schlieren, mit welcher ein attraktiver Einkaufs- und Begegnungsort geschaffen werden soll. Vier grosse, gefaltete und leichte Schirme mit grosszügigen Auskragungen, welche je für sich als unabhängige Einheit wirken, bilden das Dach der Markthalle. Zusammen mit dem massiven achteckigen Kranz im Erdgeschoss, in welchem sich die Marktstände befinden, entsteht eine räumliche starke Einheit.
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Das gesamte Dachtragwerk wird in Stahl hergestellt. Die Schirme werden von je vier Doppelstützen, welche als aussteifende Rahmen wirken, getragen. Die primäre Tragkonstruktion der Schirme besteht aus zwei sich kreuzenden dreiecksförmigen unterspannten Trägern. Das umlaufende geknickte Dachrandprofil wird an den Ecken über Seile in die Mitte zum Dachhochpunkt zurückgehängt. Dem Verfasser ist es gelungen, eine einfache, vorwiegend auf Zug und Druck beanspruchte Struktur zu entwickeln, welche als schlanke und elegante Konstruktion in Erscheinung tritt.
Beeindruckt hat die Jury vor allem die intensive Auseinandersetzung mit der Fügung und der Tektonik des Stahlbaus. Alles ist so, wie es sein muss. Die Fügung der einzelnen Stahlteile ist präzis und abgestimmt auf den Kräftefluss. Man spürt die fundierte Auseinandersetzung des Verfassers mit dem Stahlbau. So erscheinen die Stützen als Rahmenkonstruktion, die Pendelstäbe haben Gelenke an den Enden, biegesteife Anschlüsse sind verschraubt, gelenkige haben Bolzen und kreuzende Seile werden geklemmt. Alles hat seine Richtigkeit!
Otávio Marques Andrézinho erhält den ersten Preis des Prix Acier Student Award 2019 für seinen Entwurf einer Markthalle in Schlieren. Die Jury würdigt den auf allen Ebenen überzeugenden Entwurf, insbesondere aber den gekonnten Umgang mit dem Baustoff Stahl, den sehr hohen Detailierungsgrad und die intensive Auseinandersetzung mit dem Thema der Fügung und Tektonik.
Laudatio: Daniel Meyer, Dipl. Bauing. ETH SIA SWB
2. Preis
Roger Baumer – „Down by the Riverside – Lodge der Sinne“
BFH AHB, Berner Fachhochschule – Charles Job, Victoria Catunda Gross, Florian Berner
Semesterarbeit
Roger Baumer setzt sich in seiner Semesterarbeit architektonisch mit einem zeitgemässen Sport- und Freizeitthema auseinander, dem Klettern am Fels und in den Bäumen. Zeitgemäss in dem Sinn, dass die Lodge – als Basis zur Ausübung einer sportlichen Betätigung mit geringem ökologischen Fussabdruck – als Instrument zur Wahrnehmung von Naturphänomenen ausgelegt wird, was ebenfalls zur Sensibilisierung der Sporttreibenden für ökologische Zusammenhänge beiträgt.
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Der Projektverfasser setzte eine kleine Serie von abstrakt anmutenden Stahlkonstruktionen differenziert in die Naturszenerie ein:
Die Ausrichtung der Räume mit Tagesaktivitäten erfolgt hauptsächlich auf den Kletterpark mit Fels und Bäumen. Klettern, essen und loungen bilden den inhaltlichen Schwerpunkt der Anlage und sind durch räumliche Dispositionen dergestalt aufeinander bezogen. Lediglich kleine Bereiche der Gemeinschaftsräume öffnen sich auf Kiesbett und Emme.
Die Ausrichtung der Schlafräume erfolgt hin zum Fluss, allerdings gefiltert durch Scheiben aus Milchglas. Dies erhöht die atmosphärische Qualität des Flussraums als Quelle der Ruhe und Erholung.
Konstruktiv arbeitet der Architekt ebenfalls mit kleinstmöglichem Fussabdruck: Auf punktuellen Schraubfundamenten ruhen schlanke Stahlschwerter, welche mit einem Exoskelett aus ebensolchen Rahmen verschraubt sind. Der Cortenstahl der äusseren Erscheinung der Lodge fügt sich überzeugend in die Naturlandschaft ein. Der Innenausbau aus Holz mit roher Oberfläche gewährt eine angenehme Wohnlichkeit.
Roger Baumer gelingt eine poetisch anmutende Synthese von Natur und Eingriff, von Sport und Erholung, von Körper und Geist, herzliche Gratulation!
Laudatio: Dieter Schwarz, Dipl. Arch. ETH SIA SWB
3. Preis
Andrea Arzoni – „Passerella ciclopedonale, Mendrisio“
SUPSI – Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana – Prof. Stefano Bernasconi
Bachelorarbeit
Mit kühnem Brückenschwung verbindet Andrea Arzoni zwei Orte im Mendrisiotto, die von der Autobahnschneise A2 voneinander getrennt sind. Die Agglomeration des Bezirks Rancate und das Zentrum von Mendrisio erhalten damit eine Fussgänger- und Radwegbrücke. Entworfen hat Arzoni eine schlanke Stahlkonstruktion, die sich selbstverständlich in den verkehrsreichen Kontext bettet und sowohl optisch als auch verkehrstechnisch einen Mehrwert schafft.
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Dabei waren komplexe Rahmenbedingungen zu berücksichtigen, und die horizontale und vertikale Linienführung war durch das Lichtraumprofil der Autobahn und durch Hochspannungsleitungen in direkter Umgebung eingeschränkt. Trotz dieser komplexen Ausgangslage verstand es Arzoni, eine gestalterisch überzeugende Lösung zu eruieren. Die Brücke ist im Grundriss mit einem weiten Radius von 284 m dynamisch gebogen. Als Durchlaufträger über vier Felder ist der torsionssteife Hohlkastenquerschnitt über den drei Stützen gevoutet ausgeführt und so auf seine statische Beanspruchung ausgelegt. Dabei sind die drei Stützen als V-Pfeiler in den Brückenträger eingebunden, wodurch ein optisch angenehm wirkender Rhythmus entsteht – sowohl für die Proportionen des Bauwerks selbst als auch für die Verkehrsteilnehmer der Autobahn.
Das Projekt dieser Fussgängerbrücke weist eine beachtliche Bearbeitungstiefe auf, das die projektspezifischen Rahmenbedingungen in einem schlüssigen ingenieurspezifischen Konzept zu vereinen vermag. Die Jury gratuliert Herrn Andrea Arzoni zu dieser ausserordentlichen Bachelorarbeit und dem damit verbundenen dritten Preis. Die Qualität der Arbeit liegt in der sorgfältigen konstruktiven Auseinandersetzung mit dem Werkstoff Stahl für ein spezifisch zu bearbeitendes Brückenbauwerk und im adäquaten architektonischen Ausdruck.
Dieses Bachelorprojekt zeigt als gelungenes Beispiel auf, welches grosse Potenzial in einer Stahlbrücke liegt, Gestaltung, statische und montagespezifische Effizienz, Wirtschaftlichkeit, Schlankheit und Leichtigkeit in einem Bauwerk zu vereinen.
Laudatio: Clementine Hegner-van Rooden, Dipl. Bauing. ETH, Fachjournalistin BR
Anerkennung
Patrick Hasler – „Fussgängerbrücke Grüningen“
BFH Berner Fachhochschule – Prof. Dr. Ivan Markovic, Rainer Schaufelberger
Bachelorarbeit
Die BIM-basierte Bachelorarbeit für ein Vorprojekt zur Fussgängerbrücke in Grüningen besticht durch den intensiv geführten Prozess mit Disziplinen ausserhalb des klassischen Tragwerksentwurf eines Bauingenieurs.
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Patrick Hasler versteht den Brückenentwurf als Teil einer Gesamtbetrachtung, beeinflusst von Ort, Konstruktion und Gestaltung.
In seiner umfangreichen Arbeit setzt er sich mit folgenden Themen intensiv auseinander:
- Variantenstudium zum Tragwerk und seiner Setzung in der Topografie
- Nachvollziehbare Entscheidungsfindungen
- Sorgfältige Dimensionierung und Detailausarbeitung
- Detailgestaltung wie Knotenpunkte, Geländer oder Lichtführung
- Montageprozesse
Der Autor ist sich bewusst, dass der Entwurf einem Wechselspiel von gestalterischen, konstruktiven und nutzungsspezifischen Anforderungen ausgesetzt ist. Zum Erreichen der Ziele und seiner kritischen Überprüfung nutzt er geschickt intelligente Planungs- und Arbeitstools, bzw. macht erste Erfahrungen damit.
Aus den Daten eines Drohnenflugs erstellt er ein Geländemodell und mittels weiterer Software gelingt ihm eine realistische Darstellung der Brücke in ihrem Kontext. Kurze Videosequenzen vervollständigen die Präsentation.
In der kritischen Beurteilung seiner Arbeitsschritte kommt seine Sensibilität für den Brückenentwurf positiv zur Geltung.
Und nicht zuletzt gelingt es Patrick Hasler auch, seine Arbeit übersichtlich und gut gestaltet aufs Papier zu bringen.
Er erhält die Anerkennung des Prix Acier Student Award 2019 für seinen schönen Tragwerksentwurf, vor allem aber für seine Sensibilität für Ingenieurbaukunst, für seine Lust, Neues zu testen und für seine gesamtheitliche Arbeitsweise.
Laudatio: Peter Berger, Dipl. Arch. ETH/HTL BSA SIA
Jury 2019
Peter Berger
Dipl. Arch. ETH/HTL, BSA, SIA
Jurypräsident
Peter Berger ist Professor für Entwurfstheorie und Bautechnik an der Berner Fachhochschule in Burgdorf. Er ist Teilhaber und Partner des Architektur-büros Theo Hotz AG in Zürich.
Daniel Meyer
Dipl. Ing. ETH/SIA/SWB
Daniel Meyer ist Professor für Stahlbau an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur. Er ist Verwaltungsratpräsident und Geschäfts-leitungsmitglied des Ingenieurbüros Dr. Lüchinger + Meyer AG in Zürich.
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. dipl. Ing. EPF/SIA
Alain Nussbaumer ist Direktor des Institutes ICOM der EPFL und Professor für Stahlbau an der ETH Lausanne.
Clementine Hegner-van Rooden
Dipl. Bauing. ETH / Fachjournalistin BR
Clementine Hegner-van Rooden ist selbstständige freie Fachjournalistin, Korrespondentin bei TEC21 und Chefredaktorin der Website für die Gesellschaft für Ingenieurbaukunst.
Dieter Schwarz
Dipl. Arch. ETH/SIA/SWB
Dieter Schwarz ist Inhaber des Architektur-büros raumlabor.ch in Zürich und Verwaltungsrat der UNAS Technology AG
03/19 Erdbebensicher bauen in Stahl steeltec 05:2019
Eine erdbebensichere Bauwerksbemessung ist nicht nur in Starkbeben-Regionen wie etwa Japan oder Kalifornien relevant, sondern auch in der Schweiz. Die vorliegende Publikation richtet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure, Architekturschaffende und deren Projektbeteiligte. Neben Hintergründen zur Erdbebeneinwirkung werden Hinweise zur Planung und Bemessung gegeben. Praxisbeispiele zeigen, wie diese umzusetzen sind.
Bei den Autoinnen und Autoren handelt es sich um international bekannte Experten. Einzelne Artikel der Publikation wurden daher in ihrer Originalsprache Englisch belassen.
Inhalt
- Gesellschaft, Risiko & Sicherheit
- Introduction
- Weltuntergangsstimmung in Down Under – Ein Erfahrungsbericht
- Erdbebenbemessung & Konzepte
- Entwurfsgrundsätze für Architekten
- Capacity Design Principles for the Ductile Behaviour of Conventional and High-Perfomance Steel Structures under Earthquake Shaking
- Conventional Structural Steel Systems
- Innovative Steel Structural Systems
- Beispiele
- Bel-Air-Turm in Lausanne
- Gebäude GC an der EPFL
- Anhang
05/17 Brandschutz im Stahlbau steeltec 02:2017
Das tec02:2017 ist ein von der Technischen Kommission Brandschutz (TKB) der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherer VKF überprüftes Stand der Technik Papier (STP).
Das Heft fasst die umfangreiche Thematik des Brandschutzes im Stahlbau und das Vorgehen bei der Bemessung gemäss schweizerischer und europäischer Normenlage (Schweizerische Brandschutzvorschriften VKF 2015 (Rev. 2017) und EN 1993-1-2) zusammen.
Inhalt
- Einführung
- Grundlagen des Brandschutzes
- Brandschutzkonzepte
- Feuerwiderstand
- Baulicher Brandschutz
- Besondere Konstruktionskonzepte
- Technische Brandschutzmassnahmen
- Brandschutzplanung in der Praxis
- Objektbeispiele
- Bemessung
- Anhang
steelwork C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln
Steelwork C1/12 ist das Referenzwerk für die Planung von Verbundtragwerken Stahl-Beton – Verbundbau Bemessungstafeln steelwork C1/12.Die Sammlung enthält Bemessungstabellen für die meisten praktischen Anwendungsfälle inklusive Angaben für den Brandschutz/Verbundträger mit IPE, HEA und HEB- Verbundstützen (kammerbetonierte H-Profile, betongefüllte Hohlprofile)- Profilblech-Verbunddecken
- Slim-Floor-Flachdecken mit Hohlplatten
- firmenspezifische Verbundtragelemente (z.B. Deckenelemente, Stahlkernstützen)
- alternative Deckensysteme (z.B. mit Holz)
Die Verbundbau Bemessungstafeln beruhen auf den aktuellen Normen der Schweiz SIA 264 und den Europa EN 1994 und wurden durch die schweizerische Brandschutzbehörde VKF genehmigt.
steelcomment: Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauteilen
Feuerverzinken ist nicht nur eine wirksame Art, den Korrosionsschutz von Stahlbauteilen zu erhöhen, sondern wirkt sich auch positiv auf den Feuerwiderstand aus.
Der neue SZS steelcomment «Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten» wurde von der VKF unter der Rubrik «Weitere Publikationen» veröffentlicht. Das im steelcomment beschriebene Verfahren darf in der Schweiz im Rahmen seiner dokumentierten Randbedingungen eingesetzt werden.
Welche Anforderung an den Feuerwiderstand gilt für Galerietragwerke?
In der Regel ist für kleinere Galerieabmessungen kein Feuerwiderstand erforderlich. Massgebend ist die Auslegung der Vorschriften durch die Brandschutzbehörde.
EI-Anforderungen (Dichtheit und Wärmedämmung) gelten nur für flächige Bauteile. Im Stahlbau sind dies meistens Profilblech-Verbunddecken: Hier sind die Bemessungsgrundlagen für REI 30 bis REI 90 in der SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln sowie in der EKS-Publikation Nr. 32 „Feuerwiderstand von Blechverbunddecken“ enthalten, insbesondere hinsichtlich Deckendicke und Bewehrung.
Andere Decken und Wände aus Stahlblech sind als Systembauteile im Brandschutzregister geregelt.
Für den Bereich Abschlüsse/Türen/Tore sei auf die Website der Schweizerischen Metall-Union SMU verwiesen.
Massgebend sind die Schweizerischen Brandschutzvorschriften VKF. Für Stahltragwerke sind die Anforderungen in der SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau übersichtlich zusammengefasst. Bemerkenswert: Bei zahlreichen Nutzungen ist für das Stahltragwerk gar kein Feuerwiderstand erforderlich.
- Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau beschreibt die Lösungsmöglichkeiten detailliert und dient als Berechnungsgrundlage.
- Für Verbundkonstruktionen siehe SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafel.
- Der SZS steelcomment Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten kann auf der Seite der VKF heruntergeladen werden.
- C 2.5:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme
- Das zweite Buch der Steel Design Reihe Fire erläutert die Bemessungsmethoden gemäss EN 1993-1-2. Der Nationale Anhang für die Schweiz kann im Shop heruntergeladen werden.
- Weitere Hilfsmittel finden Sie in unserem Downloadbereich.
Brandschutz Bekleidungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau
- auf der SZS-Webseite im Bereich Fachthemen/Download unter Profilfaktoren U/A
Gilt für Spritzputze ein ähnliches Vorgehen wie bei Brandschutzbeschichtungen (Bewilligung, Applikateurregister, Abnahme)?
Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt. Die übrigen Verfahrensvorschriften der Brandschutzbeschichtungen gelten nicht für Spritzputze.
Welche Verkleidungsprodukte dürfen angewendet werden?
Zugelassene Produkte und erforderliche Schichtdicken für die Verkleidung von nicht-brennbaren Bauteilen und Verputze finden Sie im Brandschutzregister:
Suchkriterien > Hauptgruppe Nr. 2, Untergruppen Nr. 232 | 237 | 238
Oft ist es sinnvoll, diese Schichtdicken rechnerisch zu optimieren. Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme dient hierzu
als Berechnungsgrundlage.
Wie lassen sich Stahlkonstruktionen „brandsicher“ machen?
Für die Anforderung R30 reichen unbekleidete (evtl. massige) Stahlprofile aus. Bei höheren Anforderungen werden oft Stahl-Beton-Verbundquerschnitte mit ausreichender Bewehrung gewählt. Stahlprofile können auch mit Brandschutzbeschichtungen oder wärmedämmenden Verkleidungen geschützt werden. Anforderungen, Lösungsmöglichkeiten und Mindestabmessungen sind übersichtlich in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau zusammengefasst.
Wie lassen sich Aussenstützen brandsicher machen?
- Siehe SZS-Publikation steeltec 02:2017
- Abminderung der Feuerwiderstands-Anforderungen für Aussenanwendung mit Brandschutzbehörde absprechen
- Allenfalls Nachweis mit Aussenbrandkurve führen
- Evtl. gebäudeseitige Verkleidung oder Abschirmung vorsehen
Wie lässt sich eine bestehende Rohrstütze (oder gusseiserne Stütze) schützen und nachweisen?
Eine Mörtelfüllung mit seitlichen Dampfaustrittsöffnungen oben und unten bringt R30, wenn gewisse Mindestabmessungen eingehalten sind. Für R60 evtl. eine zusätzliche Stahlfaser-Bewehrung anordnen oder einen Brandschutzbeschichtung R30 „addieren“. Lösung mit Brandschutzbehörde absprechen.
Wie kann man sich als „Anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung“ (neutrale Stelle) registrieren lassen?
Erforderlich sind geeignete Messgeräte und geschultes Personal mit Handhabungs-Erfahrung. Eine Anmeldung zur Registrierung erfolgt unter Beilage entsprechender Nachweise an die SZS-Geschäftsstelle. Für die Überprüfung und den Register-Eintrag wird eine Gebühr erhoben. Details können dem Reglement für Experten entnommen werden.
Wer darf die applizierte Brandschutzbeschichtung vor dem Auftragen des Deckanstrichs abnehmen (Schichtdickenmessung, Protokollierung)?
Entweder der Systemhalter oder sein Vertreter (Farblieferant) oder eine neutrale, anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung –> (LINK NOCH EINFÜGEN)
Wie können Einträge und Mutationen im Register der zertifizierten Applikateure bewirkt werden?
Für den Registereintrag ist das Zertifikat der VKF einzureichen. Mutationen (Adressänderungen, Arbeitgeberwechsel) sind per E-Mail zu melden. Ein gebührenpflichtiger Internetlink auf die eigene Homepage kann bei der SZS-Geschäftsstelle angefordert werden.
Welche Voraussetzungen muss eine Firma erfüllen, damit sie Brandschutzbeschichtungen applizieren darf?
Die Arbeiten müssen von einem durch die VKF zertifizierten Applikateur ausgeführt oder dauernd überwacht werden. Die Ausbildungskurs-Ausschreibungen und das Register der ausgebildeten Applikateure sind z.B. auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt. Die Firma muss über geeignete Gerätschaften für die Applikation und die Qualitätssicherung verfügen. In der Regel sind dies Hochdruck-Kolbenpumpe, Kontaktthermometer, Hygrometer, Schichtdicken-Messkamm, evtl. Trockenschichtdicken-Messgeräte.
Für die Sanktionierung allfälliger Abweichungen von diesen Voraussetzungen ist die Brandschutzbehörde zuständig.
Dürfen Brandschutzbeschichtungen auf Altanstriche oder Asbestfaserbeschichtungen angewendet werden?
Der Systemhalter muss die Systemverträglichkeit mit verbleibenden alten Untergründen und allfälligen Zwischenbeschichtungen überprüfen und garantieren.
Sind Brandschutzbeschichtung und Bekleidung kombinierbar?
Die Beschichtung braucht unbedingt Platz zum Aufschäumen (etwa das 50-fache der Trockenschichtdicke, d.h. 30-80 mm). Teilflächen mit fehlendem Platz zum Aufschäumen können entsprechend bekleidet werden.
Abweichungen vom VKF-Brandschutzregister: Sind geringere Schichtdicken, andere Produkte, R90 möglich?
Die Unterlagen für die Optimierung der Schichtdicken sind für einzelne Beschichtungssysteme auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt („Schichtdicken für rechnerische Nachweise“). Nachweisformulare finden Sie hier. Für die allfällige Anwendung EU-konformer Produkte ausserhalb des VKF-Brandschutzregisters (inkl. Brandschutzbeschichtung R90) ist die zuständige Brandschutzbehörde zu kontaktieren. Der zugehörige rechnerische Nachweis auf der Grundlage der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau sowie Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015″ muss die statische Ausnutzung einbeziehen und an die Brandschutzbehörde eingereicht werden.
Wie sind Bauteile mit Brandschutzbeschichtungen zu kennzeichnen?
Zuständig ist die Brandschutzbehörde. Die geschützten Bauteile sind in den Brandschutzplänen zu kennzeichnen und allenfalls mit einer zusätzlichen Kennzeichnung mit systemverträglichen Aufklebern.
Was kosten Brandschutzbeschichtungen?
Der Preis für Brandschutzbeschichtungen (CHF/m2) ist direkt abhängig von der Schichtdicke und den Spritzverlusten sowie von der Zugänglichkeit (Gerüste, Scherenbühnen), die erforderliche Schichtdicke ist wiederum abhängig vom verlangten Feuerwiderstand und dem Profilfaktor. Richtpreise sind insofern mit Vorsicht zu geniessen.
- SZS-Merkblatt M2 „Basisinformationen über dämmschichtbildende Brandschutzsysteme“
- SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau
Brandschutzbeschichtungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
- auf der SZS-Website im Bereich „Planungsunterlagen/Profilfaktoren“ unter „Profilfaktoren U/A“
Gelten RND (Rundstäbe) und VKT (Vierkantstäbe) als offen oder als geschlossen?
RND und VKT gelten als geschlossen, analog ROR (Rundrohren) und RRW/RRK (Vierkant-Hohlprofile warm- oder kaltgefertigt), auch wenn der ganze Querschnitt voll Stahl ist.
Sind Brandschutzbeschichtungen für dünne Zugstangen aus Rundstahl RND geeignet?
Die Pinsel-Applikation ist zeit- und kostenaufwendig, mit Spritzen entsteht bei dünnen Stangen viel Materialverlust. Die Wirksamkeit ist aufgrund der möglichen grösseren Dehnungen detailliert abzuklären. Mögliche Alternativen:
- dämmschichtbildende Klebefolien
- Verkleidung mit Halbschalen
- anderes Tragsystem ohne Zugstangen
- Lastfall Brand mit Zugstangen-Ausfall nachweisen
Welche Oberflächengüte ist bei Pinsel-Applikation von Brandschutzbeschichtungen zu erwarten?
Die Pinsel-Applikation beschränkt sich in der Regel auf die Vorbehandlung von Bereichen, die für das Airless-Spritzen problematisch sind. Eine vollständige Pinsel-Applikation ist ungewöhnlich und bezüglich Kosten und Terminen uninteressant oder problematisch, die Oberflächen werden rauher und weniger einheitlich. Einzelfälle sind mit dem Systemhalter abzuklären.
Sind Brandschutzbeschichtungen auch auf gusseisernen Stützen möglich?
Grundsätzlich ja, mit näherungsweise denselben Schichtdicken wie für Stahlstützen (geschlossener Querschnitt).
Wie ist bei der Planung von dämmschichtbildenden Beschichtungen vorzugehen?
- Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt.
- Mittels SZS-Gesuchsformular erwirkt der Bauplaner eine objektspezifische Bewilligung durch die Brandschutzbehörde.
- Allenfalls weist der Ingenieur rechnerisch eine optimierte Schichtdicke nach (Nachweis an Brandschutzbehörde einreichen).
- Für die Ausführung muss ein VKF-zertifizierter Applikateur beigezogen werden.
Alle notwendigen Informationen und Unterlagen sind auf der SZS-Website unter „Brandschutz/Planungsunterlagen“ zusammengestellt.
Welche Unterlagen gelten für Brandschutz-Nachweise im Stahlbau?
- die Normen SIA 260 ff. und die Brandschutzvorschriften VKF sowie fallweise die Eurocodes
- die SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ beschreibt die Nachweisverfahren für ungeschütze und bekleidete Stahlbauteile detailliert und dient als Berechnungsgrundlage
- für Verbundkonstruktionen die SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“
- für dämmschichtbildende Beschichtungen die SZS-Publikation „Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015“
Welche Besonderheiten gelten für den Brandschutz-Nachweis von aufgeklebten Stahlblechen?
Wenn sich der Klebstoff auf ca. 70°C erwärmt, wird er weich, so dass seine Tragwirkung verloren geht. Die Tragsicherheit im Brandfall muss meist ohne Klebeverbund nachgewiesen werden, denn Verkleidungen, welche die kritische Klebertemperatur unter 70°C halten, würden viel zu dick.
Wie werden Deckenträger mit feuerwiderstandsfähiger Unterdecke nachgewiesen?
Bei Systemunterdecken wird der Feuerwiderstand gemäss Brandschutzregister nachgewiesen. Bei anderen Unterdecken erfolgt der Nachweis gemäss SZS-Publikation „steeltec 02:2015“ (Materialeigenschaften gemäss Abb. 50, Profilfaktor näherungsweise für dreiseitige kastenförmige Verkleidung).
Wie werden einbetonierte Träger mit sichtbarem Unterflansch nachgewiesen?
Der Nachweis als ungeschützt bleibender Slim-Floor-Träger ist am wirtschaftlichsten, allenfalls ist eine Zusatzbewehrung über dem Unterflansch nötig. Näherungsweise ist auch ein Nachweis als Kammerbetonträger gemäss Norm SIA 264/1 „Stahl-Beton-Verbundbau – Ergänzende Festlegungen“ möglich. Falls der Unterflansch geschützt wird (Brandschutzbeschichtung oder -bekleidung), erfolgt der Nachweis konventionell, mit dem Profilfaktor entsprechend der tatsächlichen Geometrie. Am einfachsten erfolgt den Nachweis mit Hilfe der SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“. Details siehe: SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
Welche Besonderheiten sind beim Brandschutz-Nachweis von Stützen zu beachten?
Im Brandfall können Stützen, je nach konstruktiven Gegebenheiten, in den kalten Bereichen der Nachbargeschosse eingespannt sein (Durchlaufstützen, biegesteif angeschlossene Stahlpilze, bei Endplatten eher fraglich). Durch die kleinere Knicklänge reduziert sich die Ausnutzung im Brandfall.
Vollstahlstützen können je nach Ausnutzung ungeschützt bleiben: für R30 ab ca. RND/VKT 110, für R60 ab ca. RND/VKT 380 – da kann sich auch eine Überdimensionierung lohnen. Stützen im Freien können, nach Absprache mit der Brandschutzbehörde, für geringere Feuerwiderstandsdauer bemessen, durch die Fassade abgeschirmt, gebäudeseitig verkleidet oder mit speziellen Aussenbrandkurven (siehe SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ S. 34/35) betrachtet werden.
Wo finde ich Software für Brandschutz-Nachweise?
- siehe CD zur vergriffenen SZS-Publikation „Kursdokumentation Brandschutz im Stahlbau, C10“ (C10.1)
- Arcelormittal
Die Preisträger:innen
1. Preis
Stefan Hausherr – „Casa Cais do Sodré“, Lissabon
ZHAW Winterthur – Roger Moos, Thomas Keller
Diplomarbeit
Städtebaulich schlägt Stefan Hausherr einen Solitär vor, der sich der Praca Duque da Terceira mit einer markanten Auskragung über dem Erdgeschoss zuwendet und damit den Hauptzugang zum Gebäude akzentuiert. Auf der Gegenseite, in Richtung Tejo, öffnet sich das Obergeschoss mit dem Freibad zum maritimen Raum und zur Atmosphäre. Die so definierten Verklammerungen von Baukörper und Raum bilden die städtebaulichen Hauptbezüge des Gebäudes. Lateral angeordnete Raumschichten decken im Erdgeschoss Bedürfnisse des täglichen städtischen Lebens ab.
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Der Projektverfasser schlägt zur Synthese der Nutzungsbereiche eine sich über weite Teile gegenseitig durchdringende sowie schlüssig bedingende Raum- und Tragstruktur vor. Dies wird insbesondere in der Längsschnitt-Perspektive wie auch im Querschnitt manifest:
- Raumhohe Träger tragen die Bassins im Obergeschoss und bilden gleichzeitig Räume für den Fitnessbereich – fingerartig alternierend mit doppelgeschossigen Raumteilen des Restaurants. Der Betrachter liest diese Verschränkung und erfährt überraschende gegenseitige Sichtbezüge.
- Die doppelgeschossigen Raumbereiche des Restaurants werden seitlich des grossen Bassins durch Oblichtdecken mit Tageslicht versorgt. Dadurch entsteht ein rhythmisierter atmosphärischer Bezug zwischen Restaurant und Freibad.
Die gewählte Stahlskelettkonstruktion tritt markant, ja sogar spektakulär in Erscheinung. Dies zeigt sich einerseits von aussen an der Formulierung der Auskragung Richtung Praca Duque da Terceira, anderseits im Innenraum an der geschosshohen Trägerschar in der Halle des Restaurants, welche das grosse Bassin tragen. Ebenso überzeugt der pergolaartig überspannte Raum der Bassins mit der Möglichkeit der Beschattung in der Sommerzeit. Die drei gezeigten Bilder illustrieren dies adäquat.
Über das angewandte Projekt in Lissabon hinaus weist die Arbeit mit dem Stahlskelett auf Chancen für andere Bauaufgaben hin. Davon zeugt einerseits die dem Stahlskelettbau innewohnende Qualität der grossen Spannweiten und der damit verbundenen Nutzungsfreiheit, anderseits die Beschäftigung des Projektverfassers mit wärmetechnischen Fragestellungen, welche im entsprechenden Fall zu vertiefen sind. Last but not least zeigt das vorliegende Projekt das architektonische und kulturelle Potenzial des Bauens mit Stahl. Die Jury gratuliert herzlich!
Laudatio: Dieter Schwarz, raumlabor.ch / UNAS Technology SA
2. Preis
Fritz Toni Bauer – „ParcLab“, Langenthal
BFH Berner Fachhochschule – Martin Dietrich, Peter Berger
Bachelorarbeit
Nördlich des Bahnhofs Langenthal gelegen setzt sich Fritz Toni Bauers Bachelorarbeit „ParcLab“ mit dem Thema eines multifunktionalen Eishockeystadions auseinander. Neben der Offerte eines gut zugänglichen Stadions vermag es in den Untergeschossen wie auch im schwebenden Dachkranz sich ergänzende Nutzungen aufzunehmen. Diese Bachelorarbeit beeindruckt die Jury in mehreren Aspekten.
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Die Einbettung in die Landschaft gelingt mittels einer eleganten Schnittlösung. Die Erdgeschossebene dient als Hauptzugangsebene, wird generös von unnötigen Bauten freigespielt und nimmt Bezug auf den umfliessenden Parkraum. Leider wird das Restaurant etwas konzeptfremd in den grosszügigen Hallenraum hineingeschoben, ohne auf den darüber liegenden Kranz Rücksicht zu nehmen. In den Untergeschossen beherbergen die topografisch eingegrabenen Zuschauertribünen alle notwendigen Nebenräume wie den VIP-Bereich, die Technik, die Garderoben und eine Parkgarage. Im schwebenden Dachgeschoss werden Grossraum-, Einzelbüros sowie Ateliers, als „Work and Living Space“ angeordnet. Dazu könnten je nach Bedarf eine Messe- und Eventhalle, ein Fanshop, Fitness und Kita Platz finden. Die beschriebenen Mantelnutzungen sollen den Ort vor allem auch tagsüber beleben und die Stadionnutzung querfinanzieren.
Konstruktion / Statik ergänzt von Andreas Gianoli
Zehn Betonkerne tragen einen aufgeständerten, zwei Geschosse hohen Kranz aus Virendeelträgern, welcher in seiner Mitte das räumlich konstruierte Dach beherbergt. Die hallenüberspannenden Träger sind entsprechend der grossen Spannweite als Fachwerke ausgebildet. Die Konstruktion ist sauber durchdacht und konsequent geplant. Abgesehen von einigen Unklarheiten in der Konstruktion darf diese als ausgereift und den Konstruktionsmaterialien entsprechend geplant bezeichnet werden. Die Belichtung erfolgt mittels eines rundum laufenden Oberlichtes.
Fazit:
Die Jury gratuliert Herrn Fritz Toni Bauer zu dieser ausserordentlichen Bachelorarbeit und dem damit verbundenen zweiten Preis. Das Projekt weist eine beachtliche Bearbeitungstiefe auf, welche die unterschiedlichen Aspekte, wie denjenigen des Aussenraumes, des Städtebaus, der Architektur und der Konstruktion in einem schlüssigen Konzept zu vereinen vermag. Die Qualität der Arbeit liegt in der sorgfältigen konstruktiven Auseinandersetzung mit dem Werkstoff Stahl und im adäquaten architektonischen Ausdruck der multifunktionalen Durchmischung.
Laudatio: Mateja Vehovar, Dipl. Arch. ETHZ/SIA, M.Sc. Columbia Univ., NY
3. Preis
Pierre Thomas Jaques Lorne – „The use of high strength steel in bridge decks“
EPFL Lausanne, Técnico Lisboa – Prof. Alain Nussbaumer, José Joaquim Costa Branco de Oliveira Pedro
Masterarbeit
Les ponts mixtes acier-béton, qui combinent les avantages des deux matériaux, sont beaucoup utilisés car ils ont des avantages économiques, constructifs et structuraux. En parallèle, la commer-cialisation d’aciers à haute limite élastique (HSS) pour le génie civil permet d’envisager des solutions innovantes et c’est ce qui a été entrepris dans ce travail de master de qualité.
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Trois solutions pour un pont-route type, bipoutre acier avec une dalle béton, ont été conçues et calculées selon les Eurocodes, avec des développements originaux, afin de pouvoir les comparer et juger des performances des solutions en acier HSS. Le design A correspondant à la solution actuelle, avec un acier S355, le design B est une adaptation directe du précédent en utilisant un acier S690 (acier avec une limite élastique environ 2 fois plus élevée), le design C étudie une option pour ré-soudre les problèmes de stabilité en utilisant des tubes à la place des semelles pour les poutres.
Le jury a apprécié l’innovation du travail de master de M. Pierre Lorne, ainsi que les réflexions faites sur les différents problèmes se posant avec l’utilisation d’un acier HSS, soit des problèmes de stabi-lité (voilement, déversement), au montage et au stade final, ainsi que de fatigue, et y d’avoir ap-porté ses propositions de solutions. Les propositions sont étudiées de manière approfondie et dé-montrent une très bonne maîtrise du sujet. Elles concernent le développement de nouvelles règles de calcul, en particulier pour le design C, concernant le voilement d’une âme tenue rigidement par les deux tubes qui constituent les semelles, la vérification du déversement au montage près des appuis y.c. l’influence des appuis élastiques que constituent les cadres d’entretoisement, ainsi que l’étude des détails constructifs.
Les résultats démontrent que la solution B permet d’économiser environ 27% sur le poids d’acier, à ceci il faut ajouter les économies sur les soudures (plaques moins épaisses), ce qui est conséquent, la résistance étant cependant limitée par des problèmes d’instabilité. La Solution C, permet d’améliorer ce dernier point, tout en économisant encore 5% de plus sur le poids d’acier, avec une forme que je trouve esthétique. Le dimensionnement devient alors conditionné par la résistance des détails en fatigue, les détails de raidissement de l’âme et de jonction aux semelles sont propo-sés. Ce projet de master est un bel exemple démontrant le grand potentiel de l’acier pour des solu-tions innovantes permettant une économie des ressources en matériaux.
Laudatio: Alain Nussbaumer, Prof. Dr., ICOM EPFL
Anerkennung
Laura Lyon – „Evaluation et proposition d’optimisation ex-post de constructions post-catastrophes en acier formé à froid au Vietnam“
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne – Prof. Alain Nussbaumer
Masterarbeit
Laura Lyon beschäftigt sich im Rahmen ihrer Masterarbeit mit der Zustandserfassung und Sanierung von Gebäuden aus Stahl. Diese wurden vom Roten Kreuz vor rund 15 Jahren als einfache Wohngebäude nach Stürmen und Überschwemmungen für die Bevölkerung in Vietnam erstellt. Infolge Korrosion, der Nutzung und diversen Anpassungen an der Struktur durch die Bewohner sind diese Gebäude teilweise in einem bedenklichen Zustand.
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Die Arbeit besticht durch eine fundierte und detaillierte Bestandesaufnahme und einer ebensolchen Analyse des Tragverhaltens der Struktur. Dabei bewegen sich die Untersuchungen fernab von bei uns gebräuchlichen Vorstellungen von einer akzeptierbaren Gebrauchstauglichkeit. Vielmehr geht es um die effektiv erreichbare Lebensdauer oder sogar deren Verlängerung durch einfache Verstärkungs- und Anpassungsmassnahmen. Dabei überwindet die Verfasserin der Arbeit die vereinfachende Vorstellung, dass die Strukturelemente als Einzelbauteile ihre Tragwirkung entfalten. Sie untersucht für jedes vorhandene Bauteil die Möglichkeit, einen Anteil für die Lastabtragung zu gewährleisten. Dies führt dazu, dass zum Beispiel die mit einfachen Mitteln erstellte Blechverkleidung der Gebäude ihren Anteil zur Stabilisation der Gebäude erfüllt und auch beim Nachweis der Tragsicherheit berücksichtigt werden kann. Durch diesen Einbezug aller Elemente und die Vorschläge für einfache Verstärkungsmassnahmen könnten die Gebäude sogar wirtschaftlich an erhöhte Anforderungen bezüglich der Tragsicherheit ertüchtigt werden.
Die Jury war durch die Idee der Arbeit und deren fundierte und überzeugende Umsetzung beeindruckt. Sie zeigt interessante Ansätze auf, wie bei einfachen Stahlkonstruktionen in finanzschwachen Regionen die Lebensdauer von Gebäuden mit kleinen, aber effizienten Eingriffen erhöht werden kann. Insbesondere kann so auch eine Anpassung an veränderte Anforderungen infolge der Klimaerwärmung Rechnung getragen werden.
Laudatio: Andreas Gianoli / Dipl. Bauing. ETH SIA
Jury 2017
Peter Berger
Dipl. Arch. ETH/HTL, BSA, SIA
Jurypräsident
Peter Berger ist Professor für Entwurfstheorie und Bautechnik an der Berner Fachhochschule in Burgdorf. Er ist Teilhaber und Partner des Architektur-büros Theo Hotz AG in Zürich.
Daniel Meyer
Dipl. Ing. ETH/SIA/SWB
Daniel Meyer ist Professor für Stahlbau an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur. Er ist Verwaltungsratpräsident und Geschäfts-leitungsmitglied des Ingenieurbüros Dr. Lüchinger + Meyer AG in Zürich.
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. dipl. Ing. EPF/SIA
Alain Nussbaumer ist Direktor des Institutes ICOM der EPFL und Professor für Stahlbau an der ETH Lausanne.
Daniel Holenweg
Dipl. Ing. HTL/SIA
Daniel Holenweg ist Dozent für Stahlbaukonstruktion an der Hochschule für Technik in Rapperswil und Geschäfts-leitungsmitglied der JOSEF MEYER Stahl & Metall AG in Luzern.
Dieter Schwarz
Dipl. Arch. ETH/SIA/SWB
Dieter Schwarz ist Inhaber des Architektur-büros raumlabor.ch in Zürich und Verwaltungsrat der UNAS Technology AG
Mateja Vehovar
Dipl. Arch. ETH/SIA, MSc in Archicture an Building Design
Mateja Vehovar führt zusammen mit Stefan Jauslin das Architekturbüro Vehovar & Jauslin Architektur in Zürich.
03/19 Erdbebensicher bauen in Stahl steeltec 05:2019
Eine erdbebensichere Bauwerksbemessung ist nicht nur in Starkbeben-Regionen wie etwa Japan oder Kalifornien relevant, sondern auch in der Schweiz. Die vorliegende Publikation richtet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure, Architekturschaffende und deren Projektbeteiligte. Neben Hintergründen zur Erdbebeneinwirkung werden Hinweise zur Planung und Bemessung gegeben. Praxisbeispiele zeigen, wie diese umzusetzen sind.
Bei den Autoinnen und Autoren handelt es sich um international bekannte Experten. Einzelne Artikel der Publikation wurden daher in ihrer Originalsprache Englisch belassen.
Inhalt
- Gesellschaft, Risiko & Sicherheit
- Introduction
- Weltuntergangsstimmung in Down Under – Ein Erfahrungsbericht
- Erdbebenbemessung & Konzepte
- Entwurfsgrundsätze für Architekten
- Capacity Design Principles for the Ductile Behaviour of Conventional and High-Perfomance Steel Structures under Earthquake Shaking
- Conventional Structural Steel Systems
- Innovative Steel Structural Systems
- Beispiele
- Bel-Air-Turm in Lausanne
- Gebäude GC an der EPFL
- Anhang
05/17 Brandschutz im Stahlbau steeltec 02:2017
Das tec02:2017 ist ein von der Technischen Kommission Brandschutz (TKB) der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherer VKF überprüftes Stand der Technik Papier (STP).
Das Heft fasst die umfangreiche Thematik des Brandschutzes im Stahlbau und das Vorgehen bei der Bemessung gemäss schweizerischer und europäischer Normenlage (Schweizerische Brandschutzvorschriften VKF 2015 (Rev. 2017) und EN 1993-1-2) zusammen.
Inhalt
- Einführung
- Grundlagen des Brandschutzes
- Brandschutzkonzepte
- Feuerwiderstand
- Baulicher Brandschutz
- Besondere Konstruktionskonzepte
- Technische Brandschutzmassnahmen
- Brandschutzplanung in der Praxis
- Objektbeispiele
- Bemessung
- Anhang
steelwork C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln
Steelwork C1/12 ist das Referenzwerk für die Planung von Verbundtragwerken Stahl-Beton – Verbundbau Bemessungstafeln steelwork C1/12.Die Sammlung enthält Bemessungstabellen für die meisten praktischen Anwendungsfälle inklusive Angaben für den Brandschutz/Verbundträger mit IPE, HEA und HEB- Verbundstützen (kammerbetonierte H-Profile, betongefüllte Hohlprofile)- Profilblech-Verbunddecken
- Slim-Floor-Flachdecken mit Hohlplatten
- firmenspezifische Verbundtragelemente (z.B. Deckenelemente, Stahlkernstützen)
- alternative Deckensysteme (z.B. mit Holz)
Die Verbundbau Bemessungstafeln beruhen auf den aktuellen Normen der Schweiz SIA 264 und den Europa EN 1994 und wurden durch die schweizerische Brandschutzbehörde VKF genehmigt.
steelcomment: Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauteilen
Feuerverzinken ist nicht nur eine wirksame Art, den Korrosionsschutz von Stahlbauteilen zu erhöhen, sondern wirkt sich auch positiv auf den Feuerwiderstand aus.
Der neue SZS steelcomment «Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten» wurde von der VKF unter der Rubrik «Weitere Publikationen» veröffentlicht. Das im steelcomment beschriebene Verfahren darf in der Schweiz im Rahmen seiner dokumentierten Randbedingungen eingesetzt werden.
Welche Anforderung an den Feuerwiderstand gilt für Galerietragwerke?
In der Regel ist für kleinere Galerieabmessungen kein Feuerwiderstand erforderlich. Massgebend ist die Auslegung der Vorschriften durch die Brandschutzbehörde.
EI-Anforderungen (Dichtheit und Wärmedämmung) gelten nur für flächige Bauteile. Im Stahlbau sind dies meistens Profilblech-Verbunddecken: Hier sind die Bemessungsgrundlagen für REI 30 bis REI 90 in der SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafeln sowie in der EKS-Publikation Nr. 32 „Feuerwiderstand von Blechverbunddecken“ enthalten, insbesondere hinsichtlich Deckendicke und Bewehrung.
Andere Decken und Wände aus Stahlblech sind als Systembauteile im Brandschutzregister geregelt.
Für den Bereich Abschlüsse/Türen/Tore sei auf die Website der Schweizerischen Metall-Union SMU verwiesen.
Massgebend sind die Schweizerischen Brandschutzvorschriften VKF. Für Stahltragwerke sind die Anforderungen in der SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau übersichtlich zusammengefasst. Bemerkenswert: Bei zahlreichen Nutzungen ist für das Stahltragwerk gar kein Feuerwiderstand erforderlich.
- Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau beschreibt die Lösungsmöglichkeiten detailliert und dient als Berechnungsgrundlage.
- Für Verbundkonstruktionen siehe SZS-Publikation C1/12 Verbundbau Bemessungstafel.
- Der SZS steelcomment Der Einfluss von Feuerverzinkung auf den Feuerwiderstand von Stahlbauten kann auf der Seite der VKF heruntergeladen werden.
- C 2.5:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme
- Das zweite Buch der Steel Design Reihe Fire erläutert die Bemessungsmethoden gemäss EN 1993-1-2. Der Nationale Anhang für die Schweiz kann im Shop heruntergeladen werden.
- Weitere Hilfsmittel finden Sie in unserem Downloadbereich.
Brandschutz Bekleidungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau
- auf der SZS-Webseite im Bereich Fachthemen/Download unter Profilfaktoren U/A
Gilt für Spritzputze ein ähnliches Vorgehen wie bei Brandschutzbeschichtungen (Bewilligung, Applikateurregister, Abnahme)?
Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt. Die übrigen Verfahrensvorschriften der Brandschutzbeschichtungen gelten nicht für Spritzputze.
Welche Verkleidungsprodukte dürfen angewendet werden?
Zugelassene Produkte und erforderliche Schichtdicken für die Verkleidung von nicht-brennbaren Bauteilen und Verputze finden Sie im Brandschutzregister:
Suchkriterien > Hauptgruppe Nr. 2, Untergruppen Nr. 232 | 237 | 238
Oft ist es sinnvoll, diese Schichtdicken rechnerisch zu optimieren. Die SZS-Publikation steeltec 02:2017 Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme dient hierzu
als Berechnungsgrundlage.
Wie lassen sich Stahlkonstruktionen „brandsicher“ machen?
Für die Anforderung R30 reichen unbekleidete (evtl. massige) Stahlprofile aus. Bei höheren Anforderungen werden oft Stahl-Beton-Verbundquerschnitte mit ausreichender Bewehrung gewählt. Stahlprofile können auch mit Brandschutzbeschichtungen oder wärmedämmenden Verkleidungen geschützt werden. Anforderungen, Lösungsmöglichkeiten und Mindestabmessungen sind übersichtlich in der SZS-Publikation steeltec 02:2017 Brandschutz im Stahlbau zusammengefasst.
Wie lassen sich Aussenstützen brandsicher machen?
- Siehe SZS-Publikation steeltec 02:2017
- Abminderung der Feuerwiderstands-Anforderungen für Aussenanwendung mit Brandschutzbehörde absprechen
- Allenfalls Nachweis mit Aussenbrandkurve führen
- Evtl. gebäudeseitige Verkleidung oder Abschirmung vorsehen
Wie lässt sich eine bestehende Rohrstütze (oder gusseiserne Stütze) schützen und nachweisen?
Eine Mörtelfüllung mit seitlichen Dampfaustrittsöffnungen oben und unten bringt R30, wenn gewisse Mindestabmessungen eingehalten sind. Für R60 evtl. eine zusätzliche Stahlfaser-Bewehrung anordnen oder einen Brandschutzbeschichtung R30 „addieren“. Lösung mit Brandschutzbehörde absprechen.
Wie kann man sich als „Anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung“ (neutrale Stelle) registrieren lassen?
Erforderlich sind geeignete Messgeräte und geschultes Personal mit Handhabungs-Erfahrung. Eine Anmeldung zur Registrierung erfolgt unter Beilage entsprechender Nachweise an die SZS-Geschäftsstelle. Für die Überprüfung und den Register-Eintrag wird eine Gebühr erhoben. Details können dem Reglement für Experten entnommen werden.
Wer darf die applizierte Brandschutzbeschichtung vor dem Auftragen des Deckanstrichs abnehmen (Schichtdickenmessung, Protokollierung)?
Entweder der Systemhalter oder sein Vertreter (Farblieferant) oder eine neutrale, anerkannte Stelle für Schichtdickenmessung –> (LINK NOCH EINFÜGEN)
Wie können Einträge und Mutationen im Register der zertifizierten Applikateure bewirkt werden?
Für den Registereintrag ist das Zertifikat der VKF einzureichen. Mutationen (Adressänderungen, Arbeitgeberwechsel) sind per E-Mail zu melden. Ein gebührenpflichtiger Internetlink auf die eigene Homepage kann bei der SZS-Geschäftsstelle angefordert werden.
Welche Voraussetzungen muss eine Firma erfüllen, damit sie Brandschutzbeschichtungen applizieren darf?
Die Arbeiten müssen von einem durch die VKF zertifizierten Applikateur ausgeführt oder dauernd überwacht werden. Die Ausbildungskurs-Ausschreibungen und das Register der ausgebildeten Applikateure sind z.B. auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt. Die Firma muss über geeignete Gerätschaften für die Applikation und die Qualitätssicherung verfügen. In der Regel sind dies Hochdruck-Kolbenpumpe, Kontaktthermometer, Hygrometer, Schichtdicken-Messkamm, evtl. Trockenschichtdicken-Messgeräte.
Für die Sanktionierung allfälliger Abweichungen von diesen Voraussetzungen ist die Brandschutzbehörde zuständig.
Dürfen Brandschutzbeschichtungen auf Altanstriche oder Asbestfaserbeschichtungen angewendet werden?
Der Systemhalter muss die Systemverträglichkeit mit verbleibenden alten Untergründen und allfälligen Zwischenbeschichtungen überprüfen und garantieren.
Sind Brandschutzbeschichtung und Bekleidung kombinierbar?
Die Beschichtung braucht unbedingt Platz zum Aufschäumen (etwa das 50-fache der Trockenschichtdicke, d.h. 30-80 mm). Teilflächen mit fehlendem Platz zum Aufschäumen können entsprechend bekleidet werden.
Abweichungen vom VKF-Brandschutzregister: Sind geringere Schichtdicken, andere Produkte, R90 möglich?
Die Unterlagen für die Optimierung der Schichtdicken sind für einzelne Beschichtungssysteme auf der SZS-Website unter „Brandschutzbeschichtungen“ verlinkt („Schichtdicken für rechnerische Nachweise“). Nachweisformulare finden Sie hier. Für die allfällige Anwendung EU-konformer Produkte ausserhalb des VKF-Brandschutzregisters (inkl. Brandschutzbeschichtung R90) ist die zuständige Brandschutzbehörde zu kontaktieren. Der zugehörige rechnerische Nachweis auf der Grundlage der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau sowie Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015″ muss die statische Ausnutzung einbeziehen und an die Brandschutzbehörde eingereicht werden.
Wie sind Bauteile mit Brandschutzbeschichtungen zu kennzeichnen?
Zuständig ist die Brandschutzbehörde. Die geschützten Bauteile sind in den Brandschutzplänen zu kennzeichnen und allenfalls mit einer zusätzlichen Kennzeichnung mit systemverträglichen Aufklebern.
Was kosten Brandschutzbeschichtungen?
Der Preis für Brandschutzbeschichtungen (CHF/m2) ist direkt abhängig von der Schichtdicke und den Spritzverlusten sowie von der Zugänglichkeit (Gerüste, Scherenbühnen), die erforderliche Schichtdicke ist wiederum abhängig vom verlangten Feuerwiderstand und dem Profilfaktor. Richtpreise sind insofern mit Vorsicht zu geniessen.
- SZS-Merkblatt M2 „Basisinformationen über dämmschichtbildende Brandschutzsysteme“
- SZS-Publikation steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau
Brandschutzbeschichtungen: Wo finde ich Tabellen mit Profilfaktoren?
- in der SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
- auf der SZS-Website im Bereich „Planungsunterlagen/Profilfaktoren“ unter „Profilfaktoren U/A“
Gelten RND (Rundstäbe) und VKT (Vierkantstäbe) als offen oder als geschlossen?
RND und VKT gelten als geschlossen, analog ROR (Rundrohren) und RRW/RRK (Vierkant-Hohlprofile warm- oder kaltgefertigt), auch wenn der ganze Querschnitt voll Stahl ist.
Sind Brandschutzbeschichtungen für dünne Zugstangen aus Rundstahl RND geeignet?
Die Pinsel-Applikation ist zeit- und kostenaufwendig, mit Spritzen entsteht bei dünnen Stangen viel Materialverlust. Die Wirksamkeit ist aufgrund der möglichen grösseren Dehnungen detailliert abzuklären. Mögliche Alternativen:
- dämmschichtbildende Klebefolien
- Verkleidung mit Halbschalen
- anderes Tragsystem ohne Zugstangen
- Lastfall Brand mit Zugstangen-Ausfall nachweisen
Welche Oberflächengüte ist bei Pinsel-Applikation von Brandschutzbeschichtungen zu erwarten?
Die Pinsel-Applikation beschränkt sich in der Regel auf die Vorbehandlung von Bereichen, die für das Airless-Spritzen problematisch sind. Eine vollständige Pinsel-Applikation ist ungewöhnlich und bezüglich Kosten und Terminen uninteressant oder problematisch, die Oberflächen werden rauher und weniger einheitlich. Einzelfälle sind mit dem Systemhalter abzuklären.
Sind Brandschutzbeschichtungen auch auf gusseisernen Stützen möglich?
Grundsätzlich ja, mit näherungsweise denselben Schichtdicken wie für Stahlstützen (geschlossener Querschnitt).
Wie ist bei der Planung von dämmschichtbildenden Beschichtungen vorzugehen?
- Die anwendbaren Produkte und ihre erforderlichen Schichtdicken sind im Brandschutzregister aufgeführt.
- Mittels SZS-Gesuchsformular erwirkt der Bauplaner eine objektspezifische Bewilligung durch die Brandschutzbehörde.
- Allenfalls weist der Ingenieur rechnerisch eine optimierte Schichtdicke nach (Nachweis an Brandschutzbehörde einreichen).
- Für die Ausführung muss ein VKF-zertifizierter Applikateur beigezogen werden.
Alle notwendigen Informationen und Unterlagen sind auf der SZS-Website unter „Brandschutz/Planungsunterlagen“ zusammengestellt.
Welche Unterlagen gelten für Brandschutz-Nachweise im Stahlbau?
- die Normen SIA 260 ff. und die Brandschutzvorschriften VKF sowie fallweise die Eurocodes
- die SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ beschreibt die Nachweisverfahren für ungeschütze und bekleidete Stahlbauteile detailliert und dient als Berechnungsgrundlage
- für Verbundkonstruktionen die SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“
- für dämmschichtbildende Beschichtungen die SZS-Publikation „Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme C2.5:2015“
Welche Besonderheiten gelten für den Brandschutz-Nachweis von aufgeklebten Stahlblechen?
Wenn sich der Klebstoff auf ca. 70°C erwärmt, wird er weich, so dass seine Tragwirkung verloren geht. Die Tragsicherheit im Brandfall muss meist ohne Klebeverbund nachgewiesen werden, denn Verkleidungen, welche die kritische Klebertemperatur unter 70°C halten, würden viel zu dick.
Wie werden Deckenträger mit feuerwiderstandsfähiger Unterdecke nachgewiesen?
Bei Systemunterdecken wird der Feuerwiderstand gemäss Brandschutzregister nachgewiesen. Bei anderen Unterdecken erfolgt der Nachweis gemäss SZS-Publikation „steeltec 02:2015“ (Materialeigenschaften gemäss Abb. 50, Profilfaktor näherungsweise für dreiseitige kastenförmige Verkleidung).
Wie werden einbetonierte Träger mit sichtbarem Unterflansch nachgewiesen?
Der Nachweis als ungeschützt bleibender Slim-Floor-Träger ist am wirtschaftlichsten, allenfalls ist eine Zusatzbewehrung über dem Unterflansch nötig. Näherungsweise ist auch ein Nachweis als Kammerbetonträger gemäss Norm SIA 264/1 „Stahl-Beton-Verbundbau – Ergänzende Festlegungen“ möglich. Falls der Unterflansch geschützt wird (Brandschutzbeschichtung oder -bekleidung), erfolgt der Nachweis konventionell, mit dem Profilfaktor entsprechend der tatsächlichen Geometrie. Am einfachsten erfolgt den Nachweis mit Hilfe der SZS-Publikation „Verbundbau Bemessungstafel C1/12“. Details siehe: SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“
Welche Besonderheiten sind beim Brandschutz-Nachweis von Stützen zu beachten?
Im Brandfall können Stützen, je nach konstruktiven Gegebenheiten, in den kalten Bereichen der Nachbargeschosse eingespannt sein (Durchlaufstützen, biegesteif angeschlossene Stahlpilze, bei Endplatten eher fraglich). Durch die kleinere Knicklänge reduziert sich die Ausnutzung im Brandfall.
Vollstahlstützen können je nach Ausnutzung ungeschützt bleiben: für R30 ab ca. RND/VKT 110, für R60 ab ca. RND/VKT 380 – da kann sich auch eine Überdimensionierung lohnen. Stützen im Freien können, nach Absprache mit der Brandschutzbehörde, für geringere Feuerwiderstandsdauer bemessen, durch die Fassade abgeschirmt, gebäudeseitig verkleidet oder mit speziellen Aussenbrandkurven (siehe SZS-Publikation „steeltec 02:2015 Brandschutz im Stahlbau“ S. 34/35) betrachtet werden.
Wo finde ich Software für Brandschutz-Nachweise?
- siehe CD zur vergriffenen SZS-Publikation „Kursdokumentation Brandschutz im Stahlbau, C10“ (C10.1)
- Arcelormittal
Die Preisträger:innen
1. Preis
Julia Doris Ursula Hemmerling – „City Station“
ETH Zürich – Prof. Tom Emerson
Masterthesis
Die Masterarbeit „City Station“ setzt sich mit dem Thema eines Carparks am Sihlquai der Stadt Zürich auseinander. Als zentrale Projektidee wird ein grosses Dach über den Platz gespannt. Strukturell wird dieser in zwei Hälften geteilt: die Seite zur Stadt dient den Reisenden, die andere den Bussen. Das Dach dient primär dem Schutz, andernteils aber hält es die grosse Fläche inmitten der Stadt frei und stellt diese den Bewohnern und Reisenden für Aktivitäten ausserhalb des Wartens zur Verfügung.
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Der Busbahnhof wird damit zum Äquivalent des SBB-Hauptbahnhofes und erhält einen repräsentativen Charakter, der seiner Wirkung als Ankunfts- und Abfahrtsort der Stadt gerecht wird.
Einzelne Infrastrukturboxen sind als Tribünen ausgearbeitet und bieten den Besuchern einen attraktiven Sitzplatz zum Warten und Beobachten.
Eingespannte Stützen aus quadratischen Vollprofilen tragen die schlanken Primärträger aus IPE Profilen. Darauf aufgesetzt folgt die Dachkonstruktion mit einfachen, aneinander gereihten Satteldächern von flacher Neigung aus IPE-Trägern und filigraner Unterspannung, allesamt verschraubt. Die Eindeckung erfolgt flächendeckend mit semitransparenten Polycarbonatplatten.
Die Konstruktion besticht durch ihre Einfachheit und klare Ablesbarkeit des Tragewerkes. Die konstruktiven Gesetzmässigkeiten zusammen mit der Materialwahl ergeben eine Atmosphäre der Leichtigkeit und Bewegtheit, die mit der weissen Farbe des Stahls zusätzlich unterstützt wird.
Die hohe Qualität der Arbeit liegt in der vertieften Auseinandersetzung mit allen architektonischen Themen, von der städtebaulichen Setzung des Daches, über die Stimmigkeit des entworfenen Ortes, seiner guten Funktionalität bis hin zur konstruktiven Ausarbeitung des Tragewerkes mit seiner angemessenen klaren Detaillierung.
Laudatio: Peter Berger, dipl. Arch. ETH/HTL, SIA, BSA
2. Preis
Elia Notari – „Nuova passarella ciclo-pedonale alla foce del Vedeggio“
SUPSI Scuola universitaria professionale Svizzera italiana – Prof. Stefano Bernasconi
Bachelorarbeit
Das Projekt „Nuova Passerelle ciclo-pedonale alla foce del Vedeggio“ von Elia Notari, erstellt an der SUPSI, überzeugt die Jury gleich in mehreren Punkten:
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- Tiefe des Grundlagestudiums mit detailliertem Einbezug der geographischen Situation vor Ort
- Harmonische Form des Stahltragwerkes als geschwungene Linienführung im Grundriss
- Vielfalt des Variantenstudiums mit verschiedenen architektonischen und statischen Systemen
- Schlichtheit des Ausführungsprojektes (dreieckiger Stahlkastenquerschnitt geschweisst) welches sich filigran optimal in die Umgebung einbettet und die Vorzüge einer Stahlkonstruktion eindrücklich belegt
- Ausarbeitung des Ausführungsprojektes mit seinem Detailierungsgrad sowie deren Präsentation in Grafik, Text und Modell
Wir gratulieren Herrn Elia Notari zu dieser ausserordentlichen Bachelorarbeit und dem damit verbundenen 2. Preis des Prix Acier Student Award 2015.
Wir wünschen Ihm in seiner Laufbahn viele folgende herausragende Konstruktionsumsetzungen in Stahl.
Laudatio: Daniel Holenweg, dipl. Ing. HTL/SIA
3. Preis
Nicolas Othmar Müller – „Wohnen und Arbeiten über einer Busgarage“
ETH Zürich – Prof. Emanuel Christ / Prof. Christoph Gantenbein
Masterarbeit
Nicolas Othmar Müller schlägt ein grossmassstäbliches städtisches Gebäude mit Mischnutzungen in Stahlskelettbauweise vor. Dies ist in verschiedener Hinsicht lobenswert.
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Einerseits stellt die Arbeit – unabhängig vom konkreten Projekt – einen strategischen Ansatz dar, wie in vielfältigen ähnlich gelagerten Fällen – Überbauprojekten über Industrieanlagen, Gleisfeldern oder aber auch generellen Aufstockungsprojekten – eingegriffen werden kann: Ein gebäudehohes Stahlfachwerk mit minimalen Auflagerpunkten ermöglicht als Überbau Verdichtung im urbanen Raum.
Das Projekt zeigt anderseits auf, wie eine weitgehend nutzungsneutrale Struktur mit unterschiedlichsten Nutzungen des städtischen Spektrums bespielt werden kann, mit der inhärenten Qualität der Anpassbarkeit der Nutzungen im Lauf der Zeit. Die Wahl einer Stahlskelettstruktur für die Umsetzung ist dafür folgerichtig und zukunftsweisend. Das stimmungsvolle Bild eines Interieurs illustriert zudem eine akzentuiert konstruktive Ästhetik.
Kritisch hinterfragt hat die Jury das Konzept der beiden Fachwerkträger. Die gebäudehohen Träger ermöglichten noch eine erhebliche Reduktion der Auflagerpunkte. Die gezeigte „grosse Überspannung“ könnte als strukturelles Konzept für das gesamte Gebäude herangezogen werden, unter Formulierung einer homogenen Fachwerkstruktur. Dadurch gewänne das Projekt noch weiter an Stringenz.
Naturgemäss stellen sich auch Fragen bezüglich wärmetechnischer Aspekte sowie einer Konzeption der Medienführung, welche die grossen Freiheitsgrade der Stahlskelettstruktur kongenial ergänzten. Dies wäre in weitergehenden Untersuchungen zu thematisieren.
Laudatio: Daniel Holenweg, dipl. Ing. HTL/SIA
Anerkennung
Anerkennung
Raphael Sommer – „Ferienhaus in Stahlbau“
Berner Fachhochschule Burgdorf, Abteilung AHB – Prof. Peter Berger
Seminararbeit
Die Arbeit schlägt ein zweigeschossiges Ferienhaus in einem Glas-Stahlbau vor, welches an eine Hangkante zu liegen kommt. Das von einem filigranen Stahlbau getragene, gläserne und vom Terrain leicht abgehobene Gebäudevolumen scheint dabei förmlich zu schweben.
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Ein aussenliegendes, stählernes Tragwerk, welches im Wesentlichen aus acht vertikalen HEA Stützen und drei umlaufenden UPE Randprofilen besteht, bildet die Primärstruktur des Gebäudes.
Ähnlich dem Domino Haus von Le Corbusier werden die aufgehenden Stahlstützen in den Fundamenten eingespannt, um damit die horizontale Stabilität des Gebäudes sicherzustellen. Die in den etwas zu klein geratenen Köcherfundamenten eingespannten Stützen erlauben es, für die Fügung der übrigen Stahlprofile einfache, als Gelenke wirkende, Schraubenverbindungen zu verwenden. Die jeweiligen verschiedenartig ausgebildeten Deckenkonstruktionen liegen auf in Querrichtung gespannten IPE Profilen. Das Gebäude wird komplett mit einer 3-fach Isolierverglasung eingekleidet. Für den notwendigen Sonnen- und Sichtschutz kommen aussen vertikal verlaufende Stoffmarquisen und innen frei verschiebbare Vorhänge zur Anwendung. So entsteht eine interessante, optisch adaptive Fassade, die sich dem Verlauf der Sonne und der Nutzung jeweils anpasst. Für eine kältebrückenfreie Verbindung zwischen den Stützen und den umlaufenden U-Profilen wird ein durchaus machbares Isolationselement vorgeschlagen.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit gelang es dem Verfasser ein Ferienhaus in Glas- Stahlbauweise zu entwickeln, welches auf einfache Weise Form, Funktion und Konstruktion zu vereinen vermag. Die Qualität der Arbeit liegt in der sorgfältigen konstruktiven Auseinandersetzung mit dem Werkstoff Stahl und im adäquaten architektonischen Ausdruck des Gebäudes.
Laudatio: Daniel Meyer, dipl. Ing. ETH/SIA/SWB
Jury 2015
Peter Berger
Dipl. Arch. ETH/HTL, BSA, SIA
Jurypräsident
Peter Berger ist Professor für Entwurfstheorie und Bautechnik an der Berner Fachhochschule in Burgdorf. Er ist Teilhaber und Partner des Architektur-büros Theo Hotz AG in Zürich.
Daniel Meyer
Dipl. Ing. ETH/SIA/SWB
Daniel Meyer ist Professor für Stahlbau an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur. Er ist Verwaltungsratpräsident und Geschäfts-leitungsmitglied des Ingenieurbüros Dr. Lüchinger + Meyer AG in Zürich.
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. dipl. Ing. EPF/SIA
Alain Nussbaumer ist Direktor des Institutes ICOM der EPFL und Professor für Stahlbau an der ETH Lausanne.
Daniel Holenweg
Dipl. Ing. HTL/SIA
Daniel Holenweg ist Dozent für Stahlbaukonstruktion an der Hochschule für Technik in Rapperswil und Geschäfts-leitungsmitglied der JOSEF MEYER Stahl & Metall AG in Luzern.
Dieter Schwarz
Dipl. Arch. ETH/SIA/SWB
Dieter Schwarz ist Inhaber des Architektur-büros raumlabor.ch in Zürich und Verwaltungsrat der UNAS Technology AG