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Die 5 wichtigsten Fragen, die von Ingenieuren bei der Festlegung von tragenden thermischen Trennungen gestellt werden

Eingestellt am 15. März 2022
6 Minuten gelesen
Die 5 wichtigsten Fragen, die von Ingenieuren bei der Festlegung von tragenden thermischen Trennungen gestellt werden

Die Fähigkeit, strukturelle Lasten zu übertragen und gleichzeitig die thermische Leistung einer Gebäudehülle zu berücksichtigen, war lange Zeit ein schwieriges Gleichgewicht für Gebäudekonstrukteure. Die Entscheidung fiel häufig zugunsten der Struktur aus, wobei die Bedeutung der strukturellen Integrität gegenüber den Auswirkungen von Bauteilen, die die thermische Hülle durchdringen, überwiegt. Mit dem wachsenden Energiebedarf neuer und nachgerüsteter Gebäude sind jedoch auch die Anforderungen an die Minimierung des Energieverbrauchs und das Potenzial von Problemen wie Wärmebrücken gestiegen.

Dies hat zu einer stärkeren Isolierung der flächigen Elemente einer Gebäudehülle geführt, was sich in den schwer zu behandelnden" Details, wie z. B. Durchdringungen, stärker bemerkbar macht und nachteilige Auswirkungen hat. Hinzu kommt die Notwendigkeit, die kritischen Innentemperaturfaktoren einzuhalten, um unansehnliche oder schädliche Schimmelbildung zu vermeiden, und die Vermeidung von Wärmebrücken in der Gebäudehülle rückt auf der Liste der zu lösenden Probleme nach oben.

Ebenso hat der wachsende Einfluss des Brandschutzes auf Bauwerke zu der Forderung nach verbesserten Leistungskriterien für Baumaterialien geführt, die in die Gebäudehülle eingebaut werden. Um dieses Ungleichgewicht auszugleichen, wurden neue Baumaterialien und Methoden zur thermischen Trennung von strukturellen Verbindungen, wie z. B. Stahlträger und Balkonverbindungen, entwickelt.

Im folgenden Leitfaden gehen wir auf die häufigsten Fragen ein, die von Bauingenieuren bei der Spezifikation von Farrat tragende thermische Trennungen gestellt werden.

1. Welches Material der Farrat Tragende Thermische Trennungen sollte ich wählen?

Farrat tragende thermische Trennungen hat die Form von flachen Platten beliebiger Abmessungen, die Architekten völlige Gestaltungsfreiheit und Bauingenieuren die Möglichkeit bieten, mit einer einfachen Konfiguration nach Standardnormen zu planen.

Farrat bietet drei unabhängig getestete Tragende Thermische Trennungen-Materialien an, die ein Gleichgewicht zwischen hoher struktureller Leistung und niedriger Wärmeleitfähigkeit herstellen:

  1. Farrat TBK (Gelb) wird am häufigsten für typische Anschlussdetails spezifiziert, mit einer hohen Druckfestigkeit (312MPa fck) und der besten Wärmeleistung in diesem Bereich (0,187 W/mK).
  2. Farrat TBF (Silber) ist aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit (355MPa fck) und seiner geringen Wärmeleitfähigkeit (0,2 W/mK) das optimale Material, wenn das Brandverhalten eine Rolle spielt, wie z. B. in Hochhäusern. Dies wird durch die Klassifizierung A2, s1,d0 als nicht brennbar unterstützt.
  3. Farrat TBL (Black) ist das geeignete Material, wenn die strukturelle Belastung und die Anforderungen an die thermische Leistung geringer sind und das Budget begrenzt ist. Es bietet eine mittlere Druckfestigkeit (89MPa fck) und eine mittlere Wärmeleitfähigkeit (0,292 W/mK) als Leistungsmerkmale.

2. Wie konstruiere ich Verbindungen, die Farrat Tragende Thermische Trennungen enthalten?

Der technische Leitfaden von Farrat tragende thermische Trennung und das begleitende SCI-Bewertungsdokument (Steel Construction Institute) geben Aufschluss darüber, was bei der Planung von Stahlbauverbindungen zu beachten ist.

Hier ein Überblick:

  1. Die tragende thermische Trennung Platten sollten bei der Konstruktion der Verbindungen als ein "Paket" betrachtet werden.
  2. Alle Scherkräfte müssen von den Verbindungsbolzen aufgenommen werden. Infolge der mehreren Lagen in der Verbindung kann die Klemmlänge der Schrauben erheblich vergrößert werden, und es kann auch erforderlich sein, die erwartete Scherfestigkeit der Schrauben in der Verbindung zu verringern.
  3. Es sollte auf BS EN 1993-3 1-8: 2005 Eurocode 3 verwiesen werden. Entwurf von Stahlkonstruktionen.

Die nebenstehenden Beispiel-Screenshots stammen von der Farrat-Erweiterung für Tekla Structures, mit der Farrat Tragende Thermische Trennungen Anschlussplatten erstellt werden. Die Komponente übernimmt automatisch die Plattenabmessungen und Löcher der Platte, an der sie befestigt wird.

3. Können die Farrat Tragende Thermische Trennungen den Belastungen standhalten, für die ich geplant bin?

Die genauen physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Farrat Tragende Thermische Trennungen sind im Technischen Leitfaden von Farrat Tragende Thermische Trennungen enthalten.

Als Kurzanleitung:

  1. Die Materialien Farrat TBF und Farrat TBK bieten eine mit Stahl vergleichbare Druckfestigkeit.
  2. Farrat TBL hat eine höhere Druckfestigkeit als Beton.
  3. tragende thermische Trennung Platten in einer Verbindung sollten nur für die Aufnahme von Druckkräften ausgelegt sein.
  4. Auch das Kriechen unter Druck sollte berücksichtigt werden. Die Materialien von Farrat sind so formuliert, dass sie gegen langfristiges Kriechen beständig sind, aber dieses Element sollte bei jeder Konstruktion berücksichtigt werden.
  5. Viele Materialien, die gute thermische Eigenschaften aufweisen, haben schlechte Langzeit-Kriechprofile.
  6. Es sollte auf BS EN 1993-3 1-8: 2005 Eurocode 3 verwiesen werden. Entwurf von Stahlkonstruktionen.

4. Wie hoch ist der Reibungskoeffizient für Farrat Tragende Thermische Trennungen?

Der Reibungskoeffizient einer thermische Trennplatte ist keine relevante Eigenschaft für die statische Bemessung von Verbindungen mit nicht vorgespannten Bolzen.

Es können zwar Zahlen für den Reibungswiderstand von Farrat Tragende Thermische Trennungen ermittelt werden, dieser ist jedoch je nach dem Material, mit dem er in Kontakt steht, unterschiedlich und sollte bei der Konstruktion von Verbindungen mit vorgespannten oder TCB-Schrauben mit Vorsicht behandelt werden.

5. Erreichen Farrat Tragende Thermische Trennungen-Platten eine Feuerwiderstandsdauer von 120 Minuten?

Stahlkonstruktionsverbindungen, die eine Feuerwiderstandsdauer von 120 Minuten erfordern, müssen in der Regel entweder mit einem intumeszierenden Beschichtungssystem oder einer Brandschutzplatte geschützt werden. In allen Fällen sollte die tragende thermische Trennungen den gleichen Schutz wie der Stahl erhalten.

Die Farrat TBF Tragende Thermische Trennungen wurden ungeschützt im Brandfall in Stahlkonstruktionsverbindungen 120 Minuten lang bei Temperaturen von mehr als 1000 °C getestet und blieben dabei strukturell intakt.

Verschiedene Gebäudetypen und Gesetzgeber haben unterschiedliche technische und rechtliche Anforderungen an die Brandschutzgestaltung, aber wenn Feuer ein Problem ist, das angegangen werden muss, dann ist die Verwendung von nicht brennbaren thermischen Trennwänden eine Möglichkeit, dieses Risiko zu mindern.

Zusammenfassend für die Planung von Tragende Thermische Trennungen:

  • Prüfen Sie, ob das gewählte Material von unabhängiger Seite geprüft wurde, um den angewandten Druckkräften standzuhalten, wobei ein angemessener Sicherheitsfaktor angewandt wird, um die Auslegungslast zu bestimmen.
  • Prüfen Sie, ob eine zusätzliche Drehung aufgrund der Kompression der thermische Trennplatte akzeptabel ist.
  • Prüfen Sie, ob die Scherfestigkeit der Bolzen akzeptabel ist, da es durch die Verwendung von Paketen und größeren Grifflängen zu einer Verringerung kommen kann.

Bei Verwendung von vorgespannten Bolzen:

  • Prüfen Sie die Rutschfestigkeit der Verbindung unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten und der Anzahl der Flächen.
  • Prüfen Sie, ob die thermische Trennplatte den lokalen Druckkräften um die Schrauben herum standhalten kann.
  • Wenn es um das Brandverhalten geht:

    •  Wenden Sie sich an Farrat, um die richtige Spezifikation der vollständig geprüften und zertifizierten Materialien zu erhalten.

    Weitere Informationen über die Integration von thermischen Trennlösungen in typische oder maßgeschneiderte Stahlbauverbindungen finden Sie in unserem Tragende Thermische Trennungen Hub oder in einem unserer speziellen Portale.

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