Brandversuche an brettschichtverleimten Holzträgern unter Biegebeanspruchung

Zusammenfassung

Brettschichtverleimte Holzträger mit rechteckigem Querschnitt (4.5 m lang. Querschnittsabstufungen zwischen 24cm×20cm und 10cm×50cm) wurden der allseitigen Feuereinwirkung von 30 min Dauer, nach der Einheits-Temperaturkurve gemäß DIN 4102/1965 unterworfen. Dazu waren die Träger als Balken auf 2 Stützen (Stützweite 4 m) in einem geschlossenen Ofen angeordnet und erhielten durch 2 vertikale Einzellasten eine Biegebeanspruchung, die der rechnerischen, maximalen Biegezugspannung von 130 kp/cm² entsprach. Überwiegend waren die Träger ungeschützt; zum Teil war eine Salzimprägnierung (Kesseldruck-Vakuum-Verfahren), z. T. eine Ummantelung mit Feuerschutztapete vorgenommen worden. Bei einigen Balken wurden während der Herstellung Thermoelemente in die Fugen eingeleimt.

Unter Berücksichtigung des Verformungsverhaltens und der Temperaturverteilung in den Randzonen der Querschnitte ergab sich, daß außer der eigentlichen Verkohlungszone eine zusätzliche Verkleinerung des Querschnitts durch Brandwirkung in Rechnung zu stellen ist. Durch Ansatz des gefundenen, rechnerischen Abminderungswertes von 1 mm/min Branddauer (von jeder dem Feuer ausgesetzten Oberfläche her) können Balkenquerschnitte so dimensioniert werden, daß sie einer geforderten Beanspruchungsdauer im Brand widerstehen.

Die Ergebnisse zeigten im allgemeinen, daß bei derartigen ungeschützten Balken eine 30minütige Widerstandsfähigkeit gegen Feuer unter Aufrechterhaltung der vollen, rechnerisch zulässigen Tragfähigkeit gegeben ist, wobei die Verformungen in mäßigen Grenzen blieben.

Die bereits früher gefundene Tatsache, daß hochwertige Kunstharzleime unter Feuerbeanspruchung ihre Funktion im Bereich des unverkohlten Holzgefüges nicht einbüßen, konnte bestätigt werden.

Summary

Laminated wood trusses with a rectangular cross-section between 24 cm×20 cm and 10 cm×50 cm and with a length of 4.5 m, have been exposed to an overall fire attack during 30 minutes in accordance with the Standard temperature curve as per DIN 4102/1965. For this purpose the trusses were positioned as beams on 2 supports (width of support 4 m) in a closed oven and were subjected to a bending load corresponding to the calculatory maximum bending-tensile-stress of 130 kp/cm² by 2 vertically acting forces. Most of the beams were kept unprotected; in part, a salt impregnation (applied in a pressure vacuum process), partly a special fire-proof coating was applied. Some beams were provided with thermocouples which were glued into the joints during manufacture.

Taking into account the deformation behaviour and the temperature distribution in the outer layers of the cross-sections it was found that in addition to the actual charred zone an extra diminution of the cross-section has to be calculated, due to the fire-attack.

By a set-up of the calculatory diminution value obtained after a period of burning of 1 mm/min (of each surface exposed to the fire) the cross-sections of the beams can be dimensioned so that they are able to resist a required period of stressing in the fire.

In general, the results showed that when exposing unprotected beams, a resistance against fire of 30 minutes exists, also maintaining the full calculatorily permissible strength. The deformations remained within acceptable limits.

As an already known fact, it could thus be proved that high-quality artificial resin glues when exposed to fire attacks are not affected in their function in the area of the uncharred wood.