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
Les lauréat(e)s
1er Prix
Otávio Marques Andrézinho – « Eine Markthalle für Schlieren »
ZHAW Winterthur – Andreas Graf, Martin Sarinen
Travail de bachelor
Otávio Marques Andrézinho s’intéresse dans son travail à un nouveau marché couvert au centre de la ville de Schlieren sensé créer un lieu de rencontre et d’achat attrayant. Quatre grands éventails pliés et légers avec de généreux porte-à-faux, agissant chacun comme une unité indépendante, constituent le toit du marché couvert. Conjointement avec la couronne octogonale massive au rez-de-chaussée dans laquelle se trouvent les stands du marché, il en résulte une forte unité spatiale.
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L’ensemble de la structure porteuse du toit est réalisé en acier. Les éventails sont soutenus chacun par quatre piliers doubles agissant comme des cadres raidisseurs. La structure porteuse primaire des éventails est constituée de deux poutres triangulaires sous-tendues qui se croisent. Le profilé plié de bord de toiture sur tout le pourtour est suspendu dans les coins par des câbles ramenant les efforts au centre vers le point haut du toit. L’auteur a réussi à développer une structure simple, principalement sollicitée en traction et en compression, qui se présente comme une construction mince et élégante.
Le jury a été particulièrement impressionné par l’étude approfondie de l’assemblage et de la tectonique de la construction métallique. Tout est conforme à ce qui doit l’être. L’assemblage des différentes pièces d’acier est précis et adapté au flux des forces. On sent que l’auteur s’est bien documenté sur la construction métallique. Ainsi, les poteaux apparaissent comme une construction cadre, les barres pendulaires ont des articulations aux extrémités, les raccords rigides en flexion sont vissés, ceux qui sont articulés ont des boulons et les câbles qui se croisent sont maintenus serrés. Tout est bien en ordre !
Otávio Marques Andrézinho reçoit le premier prix du Prix Acier Student Award 2019 pour son projet de marché couvert à Schlieren. Le jury a apprécié le projet convaincant à tous les niveaux, et en particulier l’utilisation habile de l’acier comme matériau de construction, le très haut degré de détail et l’étude intensive du thème des assemblages et de la tectonique.
Laudatio: Daniel Meyer, ing. civil dipl. EPF / SIA SWB
2ème prix
Roger Baumer – « Down by the Riverside – Lodge der Sinne »
BFH AHB, Berner Fachhochschule – Charles Job, Victoria Catunda Gross, Florian Berner
Travail de semestre
Dans son travail de semestre, Roger Baumer aborde sur le plan architectural un thème contemporain du sport et des loisirs, l’escalade en falaise et dans les arbres. Contemporain dans le sens où le lodge – en tant que base pour la pratique d’une activité sportive avec une faible empreinte écologique – est conçu comme un instrument de perception des phénomènes naturels, ce qui contribue également à sensibiliser les sportifs à la dimension écologique.
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L’auteur du projet a inséré de manière différenciée dans le paysage naturel une petite série de constructions en acier d’apparence abstraite:
L’orientation des espaces avec des activités de jour se fait principalement vers le parc d’escalade avec la roche et les arbres. Grimper, manger et se détendre constituent l’essentiel du contenu de l’installation et sont ainsi reliés entre eux par des dispositions spatiales. Seules de petites zones des espaces communs s’ouvrent sur le lit de gravier et l’Emme.
Les dortoirs sont orientés vers la rivière, mais filtrés par des vitres en verre dépoli. Cela augmente la qualité de l’atmosphère de l’espace fluvial comme source de calme et de repos.
Sur le plan constructif, l’architecte a également travaillé avec une empreinte minimale : sur des fondations à vis ponctuelles reposent de fines lames d’acier qui sont vissées à un exosquelette constitué par ces mêmes cadres. L’acier Corten de l’aspect extérieur du lodge s’intègre de manière convaincante dans le paysage naturel. L’aménagement intérieur en bois avec surface brute offre un agréable confort.
Roger Baumer a réussi une synthèse poétique de la nature et de l’intervention, du sport et de la détente, du corps et de l’esprit, félicitations !
Laudatio: Dieter Schwarz, arch. dipl. EPF / SIA SWB
3ème prix
Andrea Arzoni – « Passerella ciclopedonale, Mendrisio »
SUPSI – Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana – Prof. Stefano Bernasconi
Travail de bachelor
Avec l’élan d’un pont audacieux, Andrea Arzoni relie deux localités du Mendrisiotto séparées par la voie autoroutière A2. L’agglomération du district de Rancate et le centre de Mendrisio sont ainsi nouvellement dotés d’un pont pour piétons et cyclistes. Arzoni a conçu une structure métallique élancée qui s’intègre naturellement dans le contexte de circulation dense et qui crée une plus-value tant sur le plan visuel que sur celui de la technique de circulation.
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Il fallait tenir compte de conditions générales complexes et le tracé horizontal et vertical était limité par le gabarit de l’autoroute et par les lignes à haute tension situées à proximité immédiate. Malgré cette situation de départ complexe, Arzoni a su trouver une solution convaincante sur le plan de la conception. Le pont est dynamiquement courbé en plan avec un large rayon de 284 mètres. En tant que poutre continue sur quatre travées, la section en caisson rigide en torsion est réalisée au-dessus des trois piliers et est ainsi conçue pour résister aux contraintes statiques. Les trois piliers sont intégrés dans la poutre du pont sous forme de piliers en V, ce qui crée un rythme agréable à l’œil, tant pour les proportions de l’ouvrage lui-même que pour les usagers de l’autoroute.
Le projet de cette passerelle présente une profondeur de traitement remarquable qui parvient à réunir les conditions cadres spécifiques au projet dans un concept d’ingénierie cohérent. Le jury félicite Monsieur Andrea Arzoni pour ce travail de bachelor exceptionnel et le troisième prix qui en découle. La qualité du travail réside dans le soin apporté à l’étude constructive du matériau acier pour un ouvrage de pont traité spécifiquement et dans l’expression architecturale adéquate.
Ce projet de bachelor est un exemple réussi de l’énorme potentiel d’un pont en acier, qui permet d’allier conception, efficacité statique et de montage, rentabilité, finesse et légèreté dans un seul ouvrage.
Laudatio: Clementine Hegner-van Rooden, ing. civile dipl. EPF, journaliste spécialisée RP
La mention
Patrick Hasler – « Fussgängerbrücke Grüningen »
BFH Berner Fachhochschule – Prof. Dr. Ivan Markovic, Rainer Schaufelberger
Travail de bachelor
Le travail de bachelor basé sur le BIM pour un avant-projet de passerelle piétonne à Grüningen séduit par le processus intensif mené avec des disciplines en dehors de la conception classique de la structure porteuse d’un ingénieur civil.
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Patrick Hasler considère le projet de pont comme faisant partie d’une réflexion globale, influencée par le lieu, la construction et la conception.
Dans son vaste travail, il s’intéresse de près aux thèmes suivants :
- Étude de variantes de la structure porteuse et de son positionnement dans la topographie
- Prises de décision claires et compréhensibles
- Minutie dans le dimensionnement et l’élaboration des détails
- Conception des détails tels que nœuds, garde-corps et guidage de lumière
- Processus de montage
L’auteur est conscient que le projet est soumis à une interaction entre les exigences de conception, de construction et d’utilisation. Pour atteindre ces objectifs et les soumettre à un examen critique, il utilise habilement des outils intelligents de planification et de travail respectivement fait ses premières expériences avec eux.
À partir des données d’un vol de drone, il crée un modèle de terrain et, à l’aide d’autres logiciels, il parvient à représenter de manière réaliste le pont dans son contexte. De courtes séquences vidéo complètent la présentation.
L’évaluation critique de ses étapes de travail fait ressortir de manière positive sa sensibilité pour la conception du pont.
Enfin, Patrick Hasler a réussi à coucher son travail sur papier de manière claire et bien présentée.
Il reçoit la reconnaissance du Prix Acier Student Award 2019 pour son beau projet de structure porteuse, mais surtout pour sa sensibilité à l’ingénierie, pour son envie de tester de nouvelles choses et pour l’approche globale dans son travail.
Laudatio: Peter Berger, arch. dipl. EPF/HES BSA SIA
Jury 2019
Peter Berger
Président du jury
Arch. dipl. ETH/HTL, BSA, SIA
Peter Berger est professeur de théorie de la conception et de technique de construction à la Haute école spécialisée bernoise de Burgdorf. Il est associé et partenaire du bureau d’architecture Theo Hotz AG à Zurich.
Daniel Meyer
Ing. dipl. ETH/SIA/SWB
Daniel Meyer est professeur de construction métallique à la Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW) à Winterthour. Il est président du conseil d’administration et membre de la direction du bureau d’ingénieurs Dr. Lüchinger + Meyer AG à Zurich.
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. Ing. dipl EPF/SIA
Alain Nussbaumer est directeur de l’Institut ICOM de l’EPFL et professeur de construction métallique à l’EPF de Lausanne.
Clementine Hegner-van Rooden
Ing. dipl. ETH / Fachjournalistin BR
Clémentine Hegner-van Rooden est journaliste indépendante spécialisée, correspondante à TEC21 et rédactrice en chef du site web pour la Société d’ingénierie civile.
Dieter Schwarz
Arch. dipl. ETH/SIA/SWB
Dieter Schwarz est propriétaire du bureau d’architecture raumlabor.ch à Zurich et membre du conseil d’administration d’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
Les lauréat(e)s
1er Prix
Stefan Hausherr – « Casa Cais do Sodré », Lissabon
ZHAW Winterthur – Roger Moos, Thomas Keller
Travail de diplôme
Du point de vue de l’urbanisme, Stefan Hausherr propose un solitaire qui fait face à la Praca Duque da Terceira avec un porte-à-faux marquant au-dessus du rez-de-chaussée, accentuant ainsi l’accès principal au bâtiment. De l’autre côté, en direction du Tage, l’étage supérieur avec la piscine en plein air s’ouvre sur l’espace et l’atmosphère maritimes. Les accolades ainsi définies entre le corps du bâtiment et l’espace constituent les principales références urbaines du bâtiment. Des couches d’espaces disposées latéralement couvrent les besoins de la vie urbaine quotidienne au rez-de-chaussée.
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L’auteur du projet propose pour la synthèse des domaines d’utilisation une structure à la fois spatiale et porteuse s’imprègnant mutuellement sur de grandes parties et s’enrichissant de manière concluante. Cela se manifeste en particulier dans la perspective de la coupe longitudinale et de la coupe transversale :
- Des poutres à hauteur de plafond supportent les bassins à l’étage supérieur et forment en même temps des espaces pour le fitness – en alternance avec des parties de l’espace du restaurant à deux étages. L’observateur lit cette imbrication et découvre des rapports visuels surprenants.
- Les espaces à deux étages du restaurant sont éclairés par la lumière du jour grâce à des plafonds lumineux situés sur les côtés du grand bassin. Il en résulte une relation atmosphérique rythmée entre le restaurant et la piscine en plein air.
L’ossature métallique choisie apparaît de manière marquante voire spectaculaire. Cela se voit d’une part à l’extérieur par la formulation du porte-à-faux en direction de la Praca Duque da Terceira, et d’autre part à l’intérieur par le groupe de poutres à hauteur d’étage dans le hall du restaurant qui portent véritablement le grand bassin. De même, l’espace des bassins, recouvert d’une pergola, convainc par la possibilité de faire de l’ombre en été. Les trois photos présentées l’illustrent de manière adéquate.
Au-delà du projet appliqué à Lisbonne, le travail avec l’ossature métallique offre des opportunités pour d’autres tâches constructives. En témoignent d’une part la qualité inhérente à l’ossature métallique des grandes portées et la liberté d’utilisation qui en découle, et d’autre part l’intérêt de l’auteur du projet pour les questions de technique thermique qui doivent être approfondies dans le cas correspondant. Enfin et surtout, ce projet montre le potentiel architectural et culturel de la construction en acier. Le jury félicite chaleureusement le lauréat!
Laudatio: Dieter Schwarz, raumlabor.ch / UNAS Technology SA
2ème prix
Fritz Toni Bauer – « ParcLab », Langenthal
BFH Berner Fachhochschule – Martin Dietrich, Peter Berger
Travail de bachelor
Situé au nord de la gare de Langenthal, le travail de bachelor « ParcLab » de Fritz Toni Bauer aborde le thème d’un stade de hockey sur glace multifonctionnel. Outre l’offre d’un stade facilement accessible, il est capable d’accueillir des utilisations complémentaires dans les sous-sols ainsi que dans la couronne de toit flottante. Ce travail de bachelor a impressionné le jury à plusieurs égards.
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L’intégration dans le paysage est réussie grâce à un élégant découpage. Le rez-de-chaussée sert de niveau d’accès principal, est généreusement débarrassé des constructions inutiles et se réfère à l’espace de stationnement environnant. Malheureusement, le restaurant est poussé dans le vaste espace de la halle sans tenir compte de la couronne qui le surplombe, ce qui semble étranger au concept retenu. Dans les sous-sols, les tribunes pour les spectateurs, topographiquement enterrées, abritent tous les locaux annexes nécessaires comme l’espace VIP, la technique, les vestiaires et un parking. Dans les combles flottants, des bureaux paysagers, des bureaux individuels et des ateliers seront aménagés en tant que « Work and Living Space ». Selon les besoins, une salle d’exposition et d’événements, une boutique de supporters, un fitness et une crèche pourraient y trouver place. Les utilisations du manteau décrites ci-dessus doivent animer le lieu surtout pendant la journée, et assurer un financement croisé de l’utilisation du stade.
Construction / statique complétée par Andreas Gianoli
Dix noyaux en béton supportent une couronne de poutres Virendeel surélevée haute de deux étages abritant en son centre le toit construit dans l’espace. Les poutres qui enjambent le hall sont conçues comme des treillis du fait de la portée élevée. La construction est bien pensée et planifiée de manière cohérente. Mises à part quelques imprécisions dans la construction, celle-ci peut être qualifiée de sophistiquée et planifiée en fonction des matériaux de construction. L’éclairage est assuré par un lanterneau sur tout le pourtour.
Conclusion
Le jury félicite Monsieur Fritz Toni Bauer pour ce travail de bachelor exceptionnel et le deuxième prix qui en découle. Le projet présente une profondeur de traitement remarquable offrant une possible réunion des différents aspects tels que l’espace extérieur, l’urbanisme, l’architecture et la construction dans un concept cohérent. La qualité du travail réside dans le soin apporté à la construction en acier et dans l’expression architecturale adéquate de la mixité multifonctionnelle.
Laudatio : Mateja Vehovar, arch. dipl. EPF/SIA, M.Sc. Columbia Univ., NY
3ème prix
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
Travail de master
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
La mention
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
Travail de master
Dans le cadre de son travail de master, Laura Lyon s’intéresse au relevé de l’état et à la rénovation de bâtiments en acier. Ceux-ci ont été construits par la Croix-Rouge il y a une quinzaine d’années pour la population vietnamienne comme simples bâtiments d’habitation après de lourdes tempêtes et des inondations. En raison de la corrosion, de l’utilisation et de diverses adaptations de la structure par les habitants, ces bâtiments sont parfois dans un état préoccupant.
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Le travail se distingue par un état des lieux approfondi et détaillé ainsi qu’une analyse tout aussi fournie du comportement de la structure porteuse. L’étude est loin de la notion d’aptitude à l’usage que nous avons l’habitude de voir. Il s’agit plutôt d’évaluer la durée de vie effective, voire de la prolonger par de simples mesures de renforcement et d’adaptation. Pour ce faire, l’auteure du travail dépasse l’idée simpliste selon laquelle les éléments structurels déploient leur effet porteur en tant que composants individuels. Pour chaque élément de construction existant, elle examine la possibilité de garantir une partie de la transmission de la charge. Il en résulte par exemple que le revêtement en tôle des bâtiments, réalisé avec des moyens simples, remplit sa part de stabilisation des bâtiments et peut également être pris en compte dans la vérification de la sécurité structurale. Grâce à cette prise en compte de tous les éléments et aux propositions de mesures de renforcement simples, les bâtiments pourraient même être renforcés de manière économique pour répondre à des exigences accrues en matière de sécurité structurale.
Le jury a été impressionné par l’idée du travail et sa mise en œuvre fondée et convaincante. Il montre des approches intéressantes pour augmenter la durée de vie de constructions métalliques simples dans des régions financièrement défavorisées, grâce à des interventions modestes mais efficaces. Il est notamment possible de tenir compte de l’adaptation aux exigences modifiées suite au réchauffement climatique.
Laudatio: Andreas Gianoli, Ingénieur civil dipl. EPF / SIA
Jury 2017
Peter Berger
Président du jury
Arch. dipl. EPF/HES, SIA, BSA
Daniel Meyer
Ing. dipl. EPF/SIA/SWB
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. Ing. dipl. EPF/SIA
Daniel Holenweg
Ingénieur diplômé HES/SIA
Dieter Schwarz
Arch. dipl. EPF/SIA/SWB
Mateja Vehovar
Arch. dipl. ETH/SIA, MSc in Archicture an Building Design
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
Les lauréat(e)s
1er prix
Julia Doris Ursula Hemmerling – « City Station »
ETH Zürich – Prof. Tom Emerson
Travail de master
Le travail de master « City Station » aborde le thème d’un parking pour voitures sur les quais de la Sihl dans la ville de Zurich. L’idée centrale du projet est de tendre une grande toiture au-dessus de la place. Structurellement, celle-ci est divisée en deux moitiés: le côté donnant sur la ville est dédiée aux voyageurs, l’autre aux bus. La toiture sert en premier lieu de protection, mais de autre côté elle libère la grande surface au milieu de la ville et la met à la disposition des habitants et des voyageurs pour des activités autres que l’attente.
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La gare routière devient ainsi l’équivalent de la gare principale des CFF et acquiert un caractère représentatif qui correspond à son effet de lieu d’arrivée et de départ de la ville.
Certains boxes de l’infrastructure sont élaborés comme des tribunes et offrent aux visiteurs une place assise attrayante pour attendre et observer.
Des poteaux encastrés en profilés pleins carrés supportent les poutres primaires élancées en profilés IPE. La structure du toit est posée dessus, avec des toits à deux pans simples, alignés, à faible inclinaison, composés de poutres IPE et d’une sous-tension filigrane, le tout vissé. La couverture est réalisée en plaques de polycarbonate semi-transparentes sur toute la surface.
La construction séduit par sa simplicité et la lisibilité claire de la structure porteuse. Les lois constructives et le choix des matériaux créent une atmosphère de légèreté et de mouvement, renforcée par la couleur blanche de l’acier.
La grande qualité du travail réside dans l’étude approfondie de tous les thèmes architecturaux, de l’implantation urbaine du toit à l’élaboration constructive de la structure porteuse avec ses détails clairs et appropriés, en passant par la cohérence du lieu conçu et son excellente fonctionnalité.
Laudatio: Peter Berger, Arch. dipl. EPF/HES, SIA, BSA
2ème prix
Elia Notari – « Nuova passarella ciclo-pedonale alla foce del Vedeggio »
SUPSI Scuola universitaria professionale Svizzera itliana – Prof. Stefano Bernasconi
Travail de bachelor
Le projet « Nuova Passerelle ciclo-pedonale alla foce del Vedeggio » d’Elia Notari, réalisé à la SUPSI, a convaincu le jury sur plusieurs points:
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- Profondeur de l’étude fondamentale avec prise en compte détaillée de la situation géographique sur place
- Forme harmonieuse de la structure porteuse en acier sous forme de lignes courbes en plan
- Diversité de l’étude des variantes avec différents systèmes architecturaux et statiques
- Simplicité du projet d’exécution (section triangulaire en caisson d’acier soudé) s’intégrant de manière optimale en filigrane dans l’environnement et démontrant de manière impressionnante les avantages d’une construction en acier
- Elaboration du projet d’exécution avec bon degré de détail ainsi que sa présentation sous forme de graphique, de texte et de maquette.
Nous félicitons Monsieur Elia Notari pour ce travail de bachelor exceptionnel et pour le 2e prix du Prix Acier Student Award 2015. Nous lui souhaitons de nombreuses réalisations exceptionnelles en acier tout au long de sa carrière.
Laudatio: Daniel Holenweg, Ingénieur diplômé HES/SIA
3ème prix
Nicolas Othmar Müller – « Wohnen und Arbeiten über einer Busgarage »
ETH Zürich – Prof. Emanuel Christ | Prof. Christoph Gantenbein
Travail de master
Nicolas Othmar Müller propose un bâtiment urbain à grande échelle et à usage mixte avec une ossature en acier. Cette démarche est louable à plusieurs égards.
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D’une part, le travail représente – indépendamment du projet concret – une approche stratégique de la manière dont il est possible d’intervenir dans de nombreux cas similaires – projets de superstructure au-dessus d’installations industrielles, de voies ferrées ou encore projets généraux de surélévation: Une charpente métallique de la hauteur d’un bâtiment avec un minimum de points d’appui permet en tant que superstructure de densifier l’espace urbain.
D’autre part, le projet montre comment une structure largement neutre peut être utilisée pour les usages les plus divers du spectre urbain, avec la qualité inhérente d’adaptabilité des usages au fil du temps. Le choix d’une ossature en acier pour la mise en œuvre est donc logique et orienté vers l’avenir. L’image évocatrice d’un intérieur illustre en outre une esthétique constructive accentuée.
Le jury a porté un regard critique sur le concept des deux poutres en treillis. Les poutres de la hauteur du bâtiment permettent encore une réduction considérable des points d’appui. La « grande portée » présentée pourrait être utilisée comme concept structurel pour l’ensemble du bâtiment, en formulant une structure en treillis homogène. Le projet gagnerait ainsi encore en rigueur.
Naturellement, des questions se posent également en ce qui concerne les aspects thermiques ainsi qu’une conception de l’acheminement des fluides qui compléterait habilement les grands degrés de liberté offerts par l’ossature en acier. Ces questions devraient faire l’objet d’études plus approfondies.
Laudatio: Dieter Schwarz, Arch. dipl. EPF/SIA/SWB
La mention
Raphael Sommer – « Ferienhaus in Stahlbau »
Berner Fachhochschule Burgdorf, Abteilung AHB – Prof. Peter Berger
Travail de semestre
Le travail propose une maison de vacances de deux étages se situant à flanc de coteau dans une construction en verre et acier. Le volume du bâtiment en verre, soutenu par une structure métallique filigrane et légèrement détachée du terrain, semble littéralement flotter.
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Une structure porteuse extérieure en acier, composée essentiellement de huit poutres verticales HEA et de trois profilés de bord UPE, constitue la structure primaire du bâtiment.
À l’instar de la maison Domino de Le Corbusier, les poteaux en acier sont encastrés dans les fondations afin d’assurer la stabilité horizontale du bâtiment. Les poteaux encastrés dans les semelles, un peu trop petites, permettent d’utiliser de simples assemblages boulonnés faisant office d’articulations pour l’assemblage des autres profilés en acier. Les différentes structures de plafond reposent sur des profilés IPE s’étendant dans le sens transversal. Le bâtiment est entièrement revêtu d’un triple vitrage isolant. La protection nécessaire contre le soleil et les regards indiscrets est assurée par des marquises en tissu verticales à l’extérieur et des rideaux coulissants à l’intérieur. Il en résulte une façade intéressante et visuellement adaptative, qui évolue selon la course du soleil et l’utilisation propre. Un élément d’isolation tout à fait réalisable est proposé pour assurer une liaison sans ponts thermiques entre les poutres et les profilés en U périphériques.
Dans le cadre d’un travail de bachelor, l’auteur a réussi à développer une maison de vacances en verre et en acier qui allie de manière simple la forme, la fonction et la construction. La qualité du travail réside dans le soin apporté à la construction du matériau acier et dans l’expression architecturale adéquate du bâtiment.
Laudatio: Daniel Meyer, Ing. dipl. EPF/SIA/SWB
Jury 2015
Peter Berger
Président du jury
Arch. dipl. EPF/HES, SIA, BSA
Daniel Meyer
Ing. dipl. EPF/SIA/SWB
Alain Nussbaumer
Prof. Dr. Ing. dipl. EPF/SIA
Daniel Holenweg
Ingénieur diplômé HES/SIA
Dieter Schwarz
Arch. dipl. EPF/SIA/SWB