TY - CONF A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Pistol, Klaus A1 - Klemmstein, Frank ED - Zehfuß, Jochen T1 - Einfluss der Querdehnungsbehinderung auf das Trag- und Verformungsverhalten von Spannbeton-Hohlplatten N2 - Ziel der Forschung ist die experimentelle und numerische Untersuchung des Brandverhaltens von HC-Platten unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses der Querdehnungsbehinderung (seitliche Zwängung). Eine starke Querdehnungsbehinderung der HC-Platten kann in der Praxis aus der Konstruktionsart resultieren, z.B. durch an das Deckenfeld angrenzende steife Treppenhauskerne. Eine teilweise Querdehnungsbehinderung tritt auf, wenn die thermische Ausdehnung lokal brandbeanspruchter HC-Platten durch angrenzende nicht beflammte Deckenbereiche behindert wird. Da bisher keine Untersuchungen zu dieser Fragestellung vorlagen, wurden Großbrandversuche mit Deckenfeldern aus HC-Platten bei unterschiedlichem Grad der Querdehnungsbehinderung durchgeführt. T2 - Symposium "Heißbemessung - Structural Fire Engineering" CY - TU Braunschweig, Germany DA - 22.09.2017 KW - Spannbeton-Hohlplatten KW - Feuerwiderstand KW - Querdehnungsbehinderung KW - Versagensmechanismen PY - 2017 VL - 4 SP - 1 EP - 15 PB - Eigenverlag TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-43593 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Vom Brandversuch zum Feuerwiderstand: Neues Prüf- und Bewertungsverfahren für filigrane Stahlzugglieder mit reaktivem Brandschutzsystem T1 - From fire test to fire resistance: New testing and assessment method for filigree steel tension members with reactive fire protection system N2 - Im Stahlbau wird die feuerwiderstandserhöhende Wirkung reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) bereits seit Jahrzehnten erfolgreich und mit stetig wachsender Nachfrage genutzt. Die Anwendung dieser Systeme wird durch Zulassungen geregelt. Die Ermittlung des Beitrages reaktiver Brandschutzsysteme zur Feuerwiderstandsdauer von Stahlbauteilen wird in der Regel mit Hilfe von mechanisch belasteten und unbelasteten Brandversuchen beurteilt. Ein entsprechendes Prüf- und Bewertungsverfahren war bisher für Träger und Stützen, jedoch nicht für Zugglieder vorhanden. Mehrjährige Forschungen, haben in Deutschland zur Entwicklung eines neuen Prüf- und Bewertungsverfahrens geführt, so dass der durch Zulassungen geregelte Anwendungsbereich reaktiver Brandschutzsysteme auf filigrane Stahlzugglieder, insbesondere mit Vollprofil, erweitert werden konnte. Der Beitrag beschreibt die Besonderheiten und Herausforderungen für den Einsatz von reaktiven Brandschutzsystemen auf filigranen Stahlzuggliedern, die wesentlichen Einflussparameter sowie die maßgebenden Versagensmechanismen. Ferner wird gezeigt, wie anhand von Brandversuchen, Materialuntersuchungen im Hochtemperaturbereich und numerischen Simulationen das neue Prüf- und Bewertungsverfahren entwickelt, validiert und angewendet wurde. Abschließend erfolgt ein Ausblick auf noch zu untersuchende Fragestellungen, z. B. hinsichtlich der Bauteilorientierung sowie zum Umgang mit den Anschlussbauteilen von Stahlzuggliedern. N2 - Reactive fire protection systems (RFPS) have successfully been used to increase the fire resistance of steel constructions for decades with a steadily growing demand. The application of these systems is regulated by approvals. The contribution of reactive fire protection systems to the fire resistance of steel members is usually assessed by mechanically loaded and unloaded fire tests. A corresponding testing and assessment method for these systems currently exists for beams and columns, but not for tension members. In Germany, several years of research, have resulted in the development of a new testing and assessment method to extend the scope of approvals to include the application of reactive fire protection systems on filigree steel tension members, in particular with solid section. The following article describes the characteristics and challenges for the use of reactive fire protection systems on filigree steel tension members, the essential influencing parameters and the relevant failure mechanisms. In addition, it is shown how the new testing and assessment method was developed, validated and applied by means of fire tests, material investigations at elevated temperature and numerical simulations. Moreover, the actual limitations of the developed testing and assessment method are discussed, e.g. regarding the orientation of the tension members as well as the protection of the connecting steel components. KW - Stahl KW - Brandschutz KW - Brandversuche KW - Zugglieder KW - Reaktive Brandschutzsysteme PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201810556 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 VL - 87 IS - 1 SP - 2 EP - 9 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-43636 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Überblick zur Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern T1 - Overview of the Application of reactive Fire Protection Systems on Steel Tendons N2 - Die Feuerwiderstandsdauer von ungeschützten Stahlbauteilen lässt sich durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) signifikant erhöhen. Durch den profilfolgenden Auftrag der Brandschutzbeschichtung und die hierfür erforderlichen geringen Trockenschichtdicken, welche in der Regel nur wenige Millimeter betragen, können neben den brandschutztechnischen Anforderungen auch die an die Stahlkonstruktion gestellten gestalterischen Ansprüche erfüllt werden. Kommt es zu einem Brand, schäumt das reaktive Brandschutzsystem auf und bildet eine thermische Schutzschicht um das Stahlbauteil aus. Dadurch wird die Erwärmung des Stahls verlangsamt und der Festigkeitsverlust infolge Temperatur wird verzögert. Die Verwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Stahlbauteilen wird durch Zulassungen geregelt. In Bezug auf den durch die Zulassung geregelten Anwendungsbereich von reaktiven Brandschutzsystemen auf zugbeanspruchten Stahlbauteilen haben sich in den vergangenen Jahren verschiedene Änderungen ergeben. Der nachfolgende Beitrag gibt hierzu einen aktuellen Überblick und beschreibt die Hintergründe, welche zu den neuen Regelungen geführt haben. Ferner erfolgt in diesem Zusammenhang ein Ausblick auf noch zu untersuchende Fragestellungen, welche bisher noch nicht durch die Regelungen in den Zulassungen abgedeckt werden. Bei den nachfolgenden Ausführungen handelt es sich um einen Auszug des Beitrages für die 18. EIPOS-Sachverständigentage Brandschutz. KW - Feuerwiderstand PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201820563 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 VL - 87 IS - 1 SP - 61 EP - 66 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-43638 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Talebi, Elnaz A1 - Korzen, Manfred A1 - Espinós, A. A1 - Hothan, Sascha ED - Albero, Vicente T1 - The effect of damage location on the performance of seismically damaged concrete filled steel tube columns at fire N2 - In this paper, a nonlinear three-dimensional finite element (FE) model was developed and validated to study the effect of seismic damage location on the response of concrete filled tube (CFT) columns at fire after earthquakes. Three analyses were conducted consecutively in the modelling, namely, cyclic, thermal and structural. Results of the cyclic loading analysis comprising residual deformations were applied as the Initial condition to the thermal-stress model, replicating the seismic performance of column. Following, a nonlinear sequentially coupled-thermal stress Analysis was carried out to investigate the fire response of CFT columns after the seismic event. Three damage scenarios were contemplated, considering any possible potential damages that could be generated by the earthquake loading on CFT columns. The accuracy of the proposed FE model was examined by comparing the numerical results with that of available tests on fire and cyclic loading. By means of the validated model, the performance of damaged CFT columns was then investigated under fire after earthquakes. The level of damage was assumed as a high damage level, presuming that the column reached 50% of ist lateral resistance while still maintaining its overall stability after the earthquake. The results were presented broadly, including the axial deformation history as well as the fire resistance time for CFT columns. To have a comprehensive insight on the influence of damage location in columns, the fire response of damaged specimens was compared with that of an intact one. T2 - 12th International Conference on Advances in Steel-Concrete Composite Structures (ASCCS 2018) CY - Valencia, Spain DA - 27.06. 2018 KW - Fire after earthquake KW - Concrete filled tube (CFT) column KW - Finite element model KW - Seismically damaged column KW - Damage location KW - Fire performance PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-457694 SN - 978-84-9048-601-6 DO - https://doi.org/10.4995/ASCCS2018.2018.8534 SP - 835 EP - 842 PB - Editorial Universitat Politècnica de València CY - València AN - OPUS4-45769 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Talebi, Elnaz A1 - Korzen, Manfred A1 - Hothan, Sascha T1 - The performance of concrete filled steel tube columns under postearthquake fires N2 - In this study, a nonlinear three-dimensional finite element (FE) model was developed and validated to investigate the response of concrete filled tube (CFT) columns subjected to post-earthquake fires. Three steps were considered successively in the modelling, namely, cyclic, thermal and structural analyses. Outputs from the cyclic loading including residual deformationswere imposed as an initial condition to the thermal-stress model, imitating the seismic response of the column. Subsequently, a nonlinear sequentially thermal-stress analysis was conducted to simulate the fire response of column after the earthquake. The proposed FE model was validated by comparing the simulation resultswith the observations of full-scale fire and cyclic tests available in the literature. The validated numericalmodelwas then used to study the behavior of CFT columns under the combined action of earthquake and fire as a multi-hazard event. Three probable seismic damage scenarios were considered in the column, namely, middle length, bottom and top end region damages. The level of damage was assumed as a high damage level, presuming that the column reached 50% of its lateral resistance while still maintaining ist overall stability after the earthquake. The results showed that the top and bottom end region damages have not significantly influence the fire response of the damaged column. Besides, the column with the middle span damage performed a lesser fire resistance time owing to the coincidence of damage location to that of onset of global buckling. KW - Post-earthquake fire KW - Concrete filled tube (CFT) column KW - Finite element analysis KW - Seismically damaged column KW - Fire resistance KW - Multi-hazard incident PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.07.013 SN - 0143-974X VL - 150 SP - 115 EP - 128 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-45813 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Häßler, Mai A1 - Hothan, Sascha A1 - Krüger, Simone T1 - Leistungsfähigkeit reaktiver Brandschutzsysteme auf Zugstabsystemen und deren Anschlusskonstruktionen T1 - Performance of intumescent fire protection coatings on steel tension rod systems and their complex connection components N2 - Zur brandschutztechnischen Ertüchtigung von Stahlkonstruktionen werden reaktive Brandschutzsysteme aufgrund der geringen Beschichtungsdicken und der profilfolgenden Applikation in zunehmendem Maße eingesetzt. Da die für Zugstabsysteme eingesetzten Bauteile meist eine stark konvex gekrümmte Oberfläche aufweisen und der Anschlussbereich über eine vergleichsweise komplexe Geometrie verfügt, stellt dies besonders hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von reaktiven Brandschutzsystemen. Anhand von realmaßstäblichen Brandversuchen wurden das Aufschäumungs- und Rissverhalten, der Einfluss der Trockenschichtdicke, die Erwärmung der einzelnen Stahlbauteile sowie der Einfluss der Bauteilorientierung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Abnahme der Oberflächenkrümmung oder eine Erhöhung der Massenkonzentration der Stahlbauteile zu einer geringeren Aufheizrate des Stahls führt. Darüber hinaus ist festzustellen, dass die Leistungsfähigkeit des reaktiven Brandschutzsystems von der Bauteilorientierung der Zugstabsysteme beeinflusst wird. Die durchgeführten Brandversuche können zur Entwicklung geeigneter Prüfszenarien für die Beurteilung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zugstabsystemen und deren Anschlusskonstruktionen verwendet werden, wodurch eine Erweiterung des zulassungsbasierten Anwendungsbereichs ermöglicht wird. KW - Stahl KW - Brandschutz KW - Brandversuche KW - Zugstabsystem KW - Reaktives Brandschutzsystem PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201800014 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 VL - 87 IS - 11 SP - 1049 EP - 1056 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-46565 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Feuerwiderstand gezwängter Stahlbetonstützen N2 - Bei realen Brandereignissen stellen sich in der Regel mechanische und thermische Randbedingungen ein, die deutlich von denen in präskriptiven, bauteilorientierten Brandprüfungen abweichen. Beispielsweise werden Interaktionen der brandbeanspruchten Bauteile mit dem umgebenden Tragwerk und daraus resultierende Zwangsbeanspruchungen bei konventionellen Brandprüfungen nicht berücksichtigt. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk untersucht werden. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Brandprüfungen KW - Substrukturtechnik KW - Zwangsbeanspruchungen KW - Brandbeanspruchung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613249 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 270 EP - 277 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61324 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Zum Feuerwiderstand von filigranen Deckenelementen aus vorgespanntem Carbonbeton N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle herkömmlichen Spannstahls ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Der Wechsel von massiven zu filigranen Bauteilen führt in der Regel aufgrund der geringeren thermischen Masse zu einer Abnahme des Feuerwiderstandes. Der Beitrag stellt Versuchsergebnisse zum Abplatzverhalten von Carbonbeton vor, die im Rahmen des Verbundvorhabens „Vorgespannte Carbonbetondecken mit reduzierten Querschnitten“ (CaPreFloor) erzielt wurden. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Feuerwiderstand KW - Carbonbeton KW - Abplatzverhalten KW - CaPreFloor PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613221 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 263 EP - 269 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61322 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Fire resistance of existing steel structures with aged intumescent coating based on an in situ test method N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to increase the fire resistance of steel structures. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is significantly slowed down and the fire resistance can be improved. Information regarding the scope of application and the durability of intumescent coatings are given in national approvals or European Technical Assessment documents. Due to the environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce the durability and their thermal protection performance. To predict the durability for several years, during the approval procedure the behaviour of intumescent coatings is predominantly extrapolated based on accelerated artificial ageing. The established German and European assessment procedures to test and assess durability assume a working life of at least 10 years. Additional evidence may be required for longer periods. However, at present there is no method of verifying the thermal performance of existing structural members on site. For this reason, BAM is conducting the research project "INSIST" [1] to develop a minimally invasive in situ test method to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation includes the development of a mobile prototype furnace. The paper describes the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme on uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. KW - In situ testing KW - Fire resistance KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Thermal protection KW - Durability PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629533 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2025.104380 VL - 153 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62953 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, Jochen T1 - Influence of thermal strain on concrete spalling N2 - Understanding the susceptibility to spalling of concrete members in case of fire is important to evaluate the residual load-bearing capacity. The investigations of the spalling phenomenon of a concrete mixture using real scale members are necessary but expensive to carry out. Reducing the specimen size leads to an increase of boundary effects that can result in a reduced spalling or absence of spalling. In this study, fire tests were carried out on unrestrained, single-sided exposed, cuboid shaped specimens (0.6 m x 0.6 m x 0.29 m) as well as unrestrained and steel ring restrained cylindrical specimens (Ø = 0.47 m, h = 0.29 m), which induce different boundary conditions. These fire tests were carried out on two ordinary concrete mixtures. The two mixtures differ only in the type of aggregates (quartz gravel and basalt grit) and were used to investigate the influence of the thermal expansion of the aggregate on the spalling behaviour of the concrete. The results show a significant increase of the spalling depth due to the restrained thermal expansion achieved by the applied steel rings. Additionally, the type of aggregate has a direct influence on the spalling behaviour of a concrete mixture. The reduction of the boundary effects by the steel rings recreate the test conditions in the centre of a large concrete member. Thus, this type of specimen is suitable to determine the susceptibility to spalling of a material (screening-tests) as preliminary investigations to full scale fire tests. KW - Spalling KW - Concrete KW - Fire test KW - Restraint KW - Screening test PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593350 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-023-02274-x VL - 57 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-59335 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reyher, Boris A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Hückler, Alex A1 - Pistol, Klaus A1 - Madlener, Simon A1 - Schlaich, Mike T1 - Ein Supermarkt aus Infraleichtbeton: Nachweisführung bei einer Außenwand mit Brandwandanforderungen T1 - A supermarket made of infra-lightweight concrete- Proof of stability for a fire wall N2 - Infraleichtbeton (ILC) ist eine spezielle Form von Leichtbeton, der durch seine niedrige Rohdichte im Vergleich zu herkömmlichem Beton eine verbesserte Wärmedämmeigenschaft aufweist. Infraleichtbeton ermöglicht die monolithische einschichtige Konstruktion von Bauteilen der Gebäudehülle ohne additive Wärmedämmung und Fassadenbekleidung. Dadurch wird die Baukonstruktion gegenüber herkömmlich gedämmten Betonbauteilen erheblich vereinfacht und die Recyclingfähigkeit deutlich verbessert. Zudem weisen Bauteile aus Infraleichtbeton eine günstigere CO2‐Bilanz auf als Außenwandkonstruktionen in konventioneller Bauweise wie z. B. Wärmedämmverbundsysteme. Nach etwa 15 Jahren Forschung und diversen Bauvorhaben im Wohn‐ und Bildungssektor konnte nun ein erster Einzelhandelsmarkt mit Außenwänden aus Infraleichtbeton realisiert werden. Im Rahmen dieses Bauvorhabens wurde erfolgreich eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung (vBG) auf der Grundlage eines Brandversuchs und eines auf Berechnungen basierenden Übertragungskonzepts für eine Brandwand aus ILC erwirkt. Der Beitrag stellt das Übertragungskonzept sowie ein für die vorliegende besondere Bauweise der Brandwand entwickeltes vereinfachtes Berechnungsverfahren zum Nachweis der Standsicherheit im Brandfall vor. N2 - htweight concrete (ILC) is a special form of light-weight concrete which, due to its low density, possesses improved thermal insulation properties in comparison to normal concrete. ILC facilitates the construction of monolithic, single-layer building skins without any added thermal insulation or facade cladding. This way, the building components are effectively simplified in comparison to conventionally insulated concrete members and the recyclability is significantly improved. In addition to that, structural elements made of ILC have a reduced CO2 footprint in comparison to conventional composite elements of the building envelope. After 15 years of research and several completed construction projects in the housing and education sector, a commercial retail building has been realized. For this project, an individual approval for a firewall built out of ILC was obtained based on a fire test in combination with a transfer concept based on calculations. This article demonstrates the transfer concept as well as a simplified structural analysis concept for the proof of stability developed for the special application of a firewall. KW - Infraleichtbeton KW - Brandschutz KW - Brandwand KW - Hallenkonstruktion KW - Bauen im Bestand PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400016 SN - 0005-9900 VL - 119 IS - 9 SP - 658 EP - 666 PB - Wiley AN - OPUS4-61409 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Rogge, Andreas T1 - Fire induced concrete spalling in combination with size effects N2 - The size effect has its origin in fracture mechanics and describes the formation as well as propagation of cracks in brittle and solid materials in dependence of the specimen size. However, the size effect in concrete spalling describes the damage behaviour on a macroscopic scale for different sized specimens in case of fire. Concrete spalling is a very complex and yet not fully understood phenomenon. To reduce the effort of fire tests to analyse the spalling behaviour of concrete mixtures, this study investigates the susceptibility to spalling for six different concrete mixtures and three specimen sizes. The sizes were divided in full scale slabs (1.8 m x 1.2 m x 0.3 m), intermediate scale cuboids (0.6 m x 0.6 m x 0.3 m) and small scale cylinders (Ø0.15 m x 0.3 m). For this purpose, a novel test set-up was built to test six intermediate scale or twelve small scale specimens simultaneously to ensure a similar heating regime for every specimen. All specimens were fire exposed on one side and remained unrestrained. A size effect occurred for four of the six concrete mixtures. Compared to the full scale specimens the spalling was reduced significantly for all smaller specimen sizes. Additionally, spalling did not occur for the small scale specimens. The results show that the specimen size is an essential parameter to investigate the susceptibility to spalling of a concrete mixture. For future investigations the testing conditions must be adjusted for the intermediate scale specimens to recreate the conditions of the slabs. KW - Concrete KW - Spalling KW - Size effect KW - Fire test PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-559231 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-022-02051-2 VL - 55 IS - 8 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-55923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Zum Feuerwiderstand vorgespannter Carbonbetondecken N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle herkömmlichen Spannstahls ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Der Wechsel von massiven zu filigranen Bauteilen führt in der Regel aufgrund der geringeren thermischen Masse zu einer Abnahme des Feuerwiderstandes. Der Beitrag stellt Versuchsergebnisse zum Abplatz- und Hochtemperaturverhalten von Carbonbeton vor, die im Rahmen des Verbundvorhabens „Vorgespannte Carbonbetondecken mit reduzierten Querschnitten“ (CaPreFloor) erzielt wurden. Für die Untersuchung der Tragfähigkeit bei hohen Temperaturen wurden 4-Punktbiegeversuche mit instationärer Temperaturbeanspruchung an vorgespannten Carbonbetonplatten bei Variation des Carbongeleges und des Vorspanngrades durchgeführt. Ferner erfolgte die Analyse der Abplatzneigung an bewehrten und unbewehrten Bauteilen mittels Brandversuchen unter Einheits-Temperaturzeitkurve. T2 - 16. Carbonbetontage 2024 CY - Dresden, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Abplatzverhalten PY - 2024 SP - 56 EP - 57 AN - OPUS4-62430 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Feuerwiderstand gezwängter Stahlbetonstützen N2 - Bei realen Brandereignissen stellen sich in der Regel mechanische und thermische Randbedingungen ein, die deutlich von denen in präskriptiven, bauteilorientierten Brandprüfungen abweichen. Beispielsweise werden Interaktionen der brandbeanspruchten Bauteile mit dem umgebenden Tragwerk und daraus resultierende Zwangsbeanspruchungen bei konventionellen Brandprüfungen nicht berücksichtigt. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk untersucht werden. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 270 EP - 277 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61401 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Anwendung der Substrukturtechnik zur Untersuchung des Feuerwiderstands von Stützen unter Zwang N2 - Bei realen Brandereignissen stellen sich in der Regel mechanische und thermische Randbedingungen ein, die deutlich von denen in präskriptiven, bauteilorientierten Brandprüfungen abweichen. Beispielsweise werden Interaktionen der brandbeanspruchten Bauteile mit dem umgebenden Tragwerk und daraus resultierende Zwangsbeanspruchungen bei konventionellen Brandprüfungen nicht berücksichtigt. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk untersucht werden. T2 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 SP - 40 EP - 60 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-61234 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kremberg, Jan A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern T1 - Fire testing of loaded carbon tension members N2 - Die Anwendung von Zuggliedern aus Carbon ist durch die außergewöhnlich gute Ermüdungs- sowie hohe Zugfestigkeit des Werkstoffs motiviert. Ferner ergibt sich gegenüber Stahl eine deutliche Reduzierung des Querschnitts. Perspektivisch sollen damit u. a. Stahlzugglieder im Netzwerkbogenbrückenbau ersetzt werden. Das Tragverhalten von Carbonzuggliedern im Brandfall ist jedoch bislang unbekannt. Daher wurden mittels Bauteilbrandversuchen die Versagensmechanismen untersucht sowie anhand gewonnener Versuchsdaten eine exemplarische Einschätzung zur Gleichwertigkeit gegenüber konventionellen Stahlzuggliedern vorgenommen. Der Beitrag beschreibt realmaßstäbliche Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern, die im Rahmen des Verbundforschungsvorhabens NeZuCa durchgeführt wurden. Das Versuchsprogramm umfasste vier Carbonzugglieder mit kreisrunden Querschnitten in zwei verschiedenen Durchmessern, 36 mm und 51 mm. In Ermangelung eines präskriptiven Brandszenarios für den im Projekt vorgesehenen Anwendungsfall und aus Gründen der Vergleichbarkeit erfolgte die Brandbeanspruchung nach Einheitstemperaturzeitkurve (ETK). Neben den Längsverformungen der Zugglieder wurden auch die Bauteil und Brandraumtemperaturen aufgezeichnet. KW - Netzwerkbogenbrücke KW - Carbonzugglied KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuche PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1002/stab.202200081 SN - 1437-1049 SN - 0038-9145 VL - 92 IS - 7 SP - 427 EP - 436 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-57926 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Development of an in situ test method to assess the fire resistance of steel members with applied intumes-cent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is delayed, and a higher fire resistance can be achieved. Generally, the scope of application and the durability of intumescent coatings are described in national approvals or European Technical Assessment (ETA) documents. Due to environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce their durability and thermal protection performance. Available in situ methods to investigate the performance of applied intumescent coatings, such as visual inspection, flame exposure testing, adhesive tensile tests or chemical analysis, are not fully conclusive. Therefore, in the civil engineering practice, there is an increasing demand to verify the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coatings necessary in several cases, e.g., the working life is exceeded, the visual appearance of the intumescent coating changed or the information about the applied product is missing. The research presented in the paper shows the progress of the ongoing research project "INSIST" at BAM [1], where a new in situ method is being developed to assess the actual fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation is based on a development of the in situ test procedure and a mobile prototype furnace. T2 - 10th Symposium Structural Fire Engineering CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-61275 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, Andre A1 - Hothan, Sascha A1 - Rogge, Andreas T1 - Das Abplatzverhalten von Beton im Zusammenhang mit dem Maßstabseffekt N2 - Beton, als aktuell am meisten verwendeter Baustoff ist nicht brennbar und weist zudem eine sehr geringe Temperaturleitfähigkeit auf. Er eignet sich somit gut für den baulichen Brandschutz. Jedoch neigt Beton im Brandfall zu explosionsartigen Abplatzungen, die zu einer Reduzierung des tragfähigen Querschnitts und sogar zum Versagen des Bauteils führen können. Derzeit werden thermomechanische und thermohydraulische Schädigungsprozesse als die zwei maßgeblichen Ursachen für explosionsartige Abplatzungen angesehen. Diese Schädigungsprozesse sind unter anderem abhängig von der Prüfkörpergröße, dem Wasser-Zement-Wert, der Porosität, der Permeabilität und dem Bewehrungsgrad des Bauteils. Im Rahmen des Vortrags werden die Forschungsarbeiten zum Maßstabseffekt des Abplatzverhaltens von Betonen bei Brandbeanspruchung präsentiert. Zu diesem Zweck wurden Betonprüfkörper aus sechs verschiedenen Betonmischungen in jeweils drei Prüfkörpergrößen einseitig, ohne Behinderung der thermischen Ausdehnung und ohne externe Last im Tunnelbrandprüfstand der BAM untersucht. Dieser unikale Prüfstand ermöglicht die Brandprüfung unterschiedlicher Prüfkörpergrößen unter vergleichbaren Brandbedingungen sowie die simultane Prüfung mehrerer kleinformatiger Betonprüfkörper. Das präsentierte, laufende Promotionsvorhaben basiert auf einem von der DFG geförderten Forschungsvorhaben und darauf aufbauenden Folgeuntersuchungen. Die Ergebnisse des DFG-Vorhabens zeigen einen deutlichen Maßstabseffekt mit einer starken Verringerung der Abplatztiefen bei einer Reduzierung der Prüfkörpergröße. Des Weiteren ist das Abplatzverhalten stark von der Betonmischung abhängig. Vor dem Hintergrund der Ressourcenschonung und Kostenreduzierung verfolgen die auf dem DFG-Vorhaben aufbauenden Untersuchungen das Ziel, das Abplatzverhalten großformatiger Betonprüfkörper durch kleinformatige Betonprüfkörper mit angepassten Randbedingungen nachzustellen. Hierfür wurden zwei Betonmischungen des DFG-Vorhabens verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine Anpassung der Versuchsrandbedingungen dem Maßstabseffekt entgegengewirkt werden kann. T2 - 7. Symposium 'Heißbemessung - Structural Fire Engineering' CY - Online meeting DA - 14.09.2021 KW - Maßstabseffekt KW - Beton KW - Abplatzen KW - Brand PY - 2021 SP - 1 EP - 12 PB - Technische Universität Braunschweig AN - OPUS4-53528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Mechanische Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformten Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 N2 - Im Bauwesen werden für Zugglieder häufig Kreisvollprofile mit relativ kleinen Durchmessern eingesetzt. Diese Bauteile bestehen in der Regel aus gezogenem, kaltverformtem Blankstahl. Aufgrund des Herstellungsverfahrens kommt es zu einer Veränderung der Materialeigenschaften des Stahls. Für Blankstahl sind in der Norm [1] keine temperaturabhängigen Materialkennwerte angegeben. An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens [2] die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformtem Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 untersucht. Als Ausgangsmaterial wurde ein Kreisvollprofil mit einem Durchmesser von 20 mm verwendet. Für den Blankstahl wurden die chemische Zusammensetzung, der Elastizitätsmodul, die Spannungs-Dehnungs-Kennlinien sowie der Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Ziel der Untersuchungen war es herauszufinden, welche materialspezifischen Besonderheiten kaltverformter Blankstahl unter Brandeinwirkung gegenüber anderen Stählen besitzt und inwieweit sich die in der Norm [1] für warmgewalzten Baustahl angegebenen Werte auf Blankstahl übertragen lassen. Die Ergebnisse der Materialuntersuchungen werden zudem für die numerische Nachrechnung von Brandversuchen an Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung verwendet.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Mechanical properties of cold drawn steel S355 at elevated temperatures used for tension rods. In construction, circular solid steel rods with relatively small diameter are often used for tensile elements. These elements are usually made of cold drawn steel. As a result of the manufacturing process, the material properties of the steel are changed. In the standard [1], no information regarding the temperature-dependant material properties of cold drawn steel are given. At BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, a research project [2] was conducted to investigate the mechanical properties at elevated temperatures of tension elements made of cold drawn steel type S355. In the experiments, the tensile specimens were produced from a circular solid profile with a diameter of 20 mm. Within the research project, the chemical composition, the modulus of elasticity, the stress-strain-relationships and the thermal expansion coefficient were determined. The aim of this investigation was to identify the specific material characteristics of cold drawn steel under fire exposure. Furthermore, a comparison between cold drawn steel and the commonly used in construction hot-rolled steel was done, in order to clarify whether the material properties of hot rolled steel that are given in the standard [1] can be also used for cold drawn steel. The results of the material tests are used as input values for a numerical simulation of fire tests on tension elements with reactive fire protection systems. KW - Stahlkonstruktion KW - Blankstahl KW - Zugglieder KW - Materialeigenschaft KW - Hochtemperatureigenschaft KW - Brandschutzbeschichtung KW - Abminderungsfaktor KW - High temperature property KW - Fireproofing coat KW - Reduction factor KW - Versuche - Experimental set-ups KW - Stahlhochbau - Steel buildings KW - Brandschutz - Fire protection KW - Property of material KW - Werkstoffe - Materials PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201510264 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 SN - 0932-6375 VL - 84 IS - 5 SP - 332 EP - 340 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-33203 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Prüfmethodik für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit kreisrundem Vollquerschnitt N2 - An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung werden Brandversuche an axial belasteten und unbelasteten Zuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung durchgeführt. Neben den für Zugglieder typischen Kreisvollprofilen ist auch ein Kreishohlprofi! untersucht worden. In dieser Veröffentlichung werden Versuchsaufbau und -durchführung sowie die Ergebnisse der bisher durchgeführten Brandversuche vorgestellt. Die bisherigen Brandprüfungen zeigen, dass grundsätzlich eine Anwendung eines herkömmlichen reaktiven Brandschutzsystems auf kreisrunden Stahlprofilen möglich ist. Jedoch ergeben sich aufgrund des gekrümmten Querschnittes Besonderheiten, welche bei der Prüfung dieser Systeme und deren späteren Anwendung zu berücksichtigen sind. Unter anderem ist besonders bei kleinen Trockenschichtdicken mit einer ausgeprägten Längsrissbildung im aufgeschäumten Brandschutzsystem zu rechnen, welche die thermische Schutzwirkung des Systems erheblich beeinträchtigt. Neben Rissen in Längsrichtung treten auch Querrisse im Brandschutzsystem auf. Anhand der Versuche zeigt sich, dass die aufgebrachte mechanische Zugbelastung die Rissbildung begünstigt. Das Versagen der belasteten Zugglieder ereignet sich meist in der Nähe der gemessen maximalen Stahltemperatur und kündigt sich durch eine Zunahme und Vergrößerung der Querrisse an. Im Allgemeinen führt eine Erhöhung der Trockenschichtdicke bzw. eine Reduzierung des Lastausnutzungsgrades zu einer Verbesserung des Feuerwiderstandes. Ein Unterschied in den Temperaturverläufen von belasteten und unbelasteten Versuchskörpern ist besonders bei geringen Schichtdicken zu beobachten. T2 - 19. DASt-Forschungskolloquium CY - Hannover, Germany DA - 27.10.2014 KW - Stahlbau KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Brandschutz KW - Zugglieder PY - 2014 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-31885 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Structures in fire: fire resistance and protective measures T2 - Fire Science Workshop CY - Berlin, Germany DA - 2013-11-29 PY - 2013 AN - OPUS4-30975 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin T1 - Über die Entwicklung von Anwendungsregeln für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern N2 - Der vorliegende Beitrag stellt den Entwicklungsstand von Anwendungsregeln für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern zusammenfassend dar. Dabei wird insbesondere auf die jüngsten Veränderungen in den normativen Grundlagen und bauaufsichtlichen Regelungen eingegangen und im Hinblick auf Sicherheitsaspekte bewertet. Die Verringerung der Teilsicherheit für den Bauteilwiderstand nicht stabilitätsgefährdeter Bauteile im Regelwerk für die Kaltbemessung von Stahltragwerken ist hier als besonders kritisch anzusehen, da hierdurch ein systematisches Sicherheitsdefizit für den Brandfall verursacht wird. Weiterhin werden neuste Forschungsergebnisse bei der Entwicklung von Bewertungsregeln von reaktiven Brandschutzsystemen auf Vollkreisprofilen unter Zugbeanspruchung vorgestellt und diskutiert. Die Untersuchungen behandeln die Fragestellung, inwieweit Prüfungen mit Zugbeanspruchungen an Kreisvollprofilen erforderlich sein werden. KW - Stahlkonstruktion KW - Brandschutz KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Zugglieder PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-307949 DO - https://doi.org/10.2314/GBV:77999762X SP - 141 EP - 148 PB - Institut für Stahlbau / Leibniz Universität Hannover CY - Hannover AN - OPUS4-30794 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Aktuelle Entwicklungen zur Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf filigranen Stahlzuggliedern N2 - Im Stahlbau wird die feuerwiderstandserhöhende Wirkung reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) bereits seit Jahrzehnten erfolgreich und mit stetig wachsender Nachfrage genutzt. Mehrjährige Forschungen an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) haben dazu geführt, dass in Deutschland eine zulassungsbasierte Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit Vollprofil möglich ist. KW - Brandschutz KW - Stahlbau KW - Zugglieder KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Normung PY - 2016 VL - 2016 SP - 59 EP - 62 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-38887 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hothan, Sascha T1 - Editorial: Brandschutz - Herausforderung oder Selbstverständlichkeit N2 - Editorial des Themenheftes Brandschutz der Bautechnik 93 (2016), Heft 8. T2 - Fire Protection - Challenge or Matter of Course KW - Brandschutz PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201670083 SN - 0932-8351 SN - 14370999 VL - 93 IS - 8 SP - 519 EP - 520 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-38888 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin T1 - Numerische und versuchstechnische Untersuchungen zur Anwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zuggliedern aus Stahl N2 - Das Forschungsvorhaben verfolgt im Wesentlichen das Ziel, die Anwendbarkeit von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zugstabsystemen auf Grundlage von allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sollen neben versuchstechnischen Beurteilungsverfahren auch rechnerische Nachweismöglichkeiten im Rahmen der sogenannten Heißbemessung entwickelt werden. KW - Stahlkonstruktion KW - Brandschutz KW - Zugglieder KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Materialeigenschaften KW - Blankstahl PY - 2015 SN - 978-3-8167-9444-8 SP - 1 EP - 277 PB - BAM Eigenverlag CY - Berlin AN - OPUS4-33703 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Prüfmethodikentwicklung für reaktive Brandschutzsysteme T2 - Verabschiedung Dr. Schaumann CY - Kassel DA - 2014-11-26 PY - 2014 AN - OPUS4-34519 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandschutztechnische Bemessung von Stahl- und Verbundbauteilen nach den Eurocodes - Bauaufsichtliche Situation T2 - Seminar zum europäischen Forschungsprojekt: Dissemination of Fire Safety Engineering Knowledge + (DIFISEK+), TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 2008-11-14 PY - 2008 AN - OPUS4-18951 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Hochtemperaturverhalten von Stahlbetonplatten mit Textilbetonverstärkung T2 - Telxtilbeton in Theorie und Praxis, Tagungsband zum 6. Kolloquium zu Textilbewhrten Tragwerken, DFG CY - Berlin, Germany DA - 2011-09-19 PY - 2011 AN - OPUS4-24602 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha A1 - Ehlig, D. ED - Ortlepp, R. ED - Curbach, M. T1 - Hochtemperaturverhalten von Stahlbetonplatten mit Textilbetonverstärkung N2 - Die Verwendung von Endlosfilamenten aus Carbon als Be-wehrungsmaterial für Beton, sogenannter Textilbeton, bietet die Möglichkeit der Sanierung und der Verstärkung bestehender Stahlbetonkonstruktionen. Dabei muss die Frage nach dem Feuerwiderstand von derart verstärkten Tragwerken be-antwortet werden. Aufschluss darüber liefern Brandversuche. Mit Textilbeton verstärkte Stahlbetonplatten haben in Brandversuchen nach der Einheits-Temperaturzeitkurve bei 33 % der Traglast mehr als 60 Minuten standgehalten. Bei 50 % der Traglast kam es nach einer Branddauer von 55 Minuten, bei 65 % nach 30 Minuten, zu einem Zugversagen der textilen Verstärkungsschicht. Bei während des Brandes unbelasteten bzw. gering belasteten Platten lagen die im Anschluss ermittelten Resttragfähigkeiten bei 65 % der Bruchlast nach 30 Minu-ten Branddauer bzw. bei 50 % der Bruchlast nach 60 Minuten Branddauer. Wäh-rend und nach der Beflammung waren zunehmende Durchbiegungen und Rissbreiten erkennbar. Es traten aber keine Abplatzungen auf, weshalb die Ver-stärkungsschicht aus Textilbeton als zusätzliche Betondeckung für die Stahlbe-wehrung angerechnet werden kann. Diese außerordentlich positiven Ergebnisse zeigen, dass für verstärkte Konstruktionen Feuerwiderstandsklassen von F60 bzw. R60 ohne zusätzliche Maßnahmen erreicht werden können. Dies ist von ho-her Relevanz für die wirtschaftliche Anwendung dieser Verstärkungsmethode. Für ein umfassendes Verständnis der Interaktion zwischen den Bewehrungen Textil und Stahl sowie der Versagensmechanismen während des Brandes, sind weitere Erkenntnisse über die mechanischen Eigenschaften von Textilbeton im Hochtemperaturbereich nötig. Auch der Einfluss der Oxidation des Carbons konnte nicht abschließend beurteilt werden. 354 HOTHAN und EHLIG: Hochtemperaturverhalten von Stahlbetonplatten mit TRC-Verstärkung Summary: Using endless carbon filaments for concrete reinforcement, so called textile reinforced concrete, the possibility of reconstruction and strengthening of existing concrete structures arises. The question concerning fire resistance of structures strengthened like this has to be answered. Fire tests provide answers. Steel reinforced concrete slabs strengthened with textile reinforced concrete load-ed with 33 % of ultimate load survived an ISO-fire for 60 minutes. Loaded with 50 % and 65 % of ultimate load the slabs failed after 55 minutes and 30 minutes of fire exposure due to tension failure of the textile reinforcement layer. Slabs not loaded or with a low load level during fire exposure showed remaining bearing resistances of 65 % of ultimate load after 30 minutes and 50 % of ultimate load after 60 minutes of fire exposure. During and after fire exposure rising deflec-tions and growing crack widths were observed. However no spalling occurred. Therefore the textile reinforced concrete layer can be taken into account as con-crete covering for the steel reinforcement. Those extraordinary positive results document, that reinforced concrete structures with additional fibre reinforced concrete can achieve fire resistance classes of R60 without additional provisions. To achieve comprehensive understanding of interaction between steel and fibre reinforcement and failure mechanisms in case of fire more knowledge concerning the mechanic properties of fibre reinforced concrete at high temperatures is es-sential. The influence of oxidation of the carbon fibres could not fully be an-swered. T2 - 6. Kolloquium zu textilbewehrten Tragwerken (CTRS6) CY - Berlin, Germany DA - 19.09.2011 KW - Feuerwiderstand KW - Abplatzen KW - Textilbeton KW - Brandbeanspruchung KW - Biegebelastung PY - 2011 SN - 978-3-86780-245-1 SP - 353 EP - 367 AN - OPUS4-24635 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ehlig, D. A1 - Hothan, Sascha ED - Koenders, E.A.B. ED - Dehn, F. T1 - Reinforced concrete slabs strengthened with textile reinforced concrete subjected to fire N2 - Thin layers of textile reinforced concrete (TRC) can be used as strengthening for reinforced concrete (RC) slabs or beams to increase their foad-bearing capacity. The concrete matrix consists of a fine-grained concrete with a thickness of 8 to 15 mm. Information on the behaviour of strengthened structures subjected to fire is of particular inlerest for practical applications of this innovative construction method. A total of 7 RC slabs with Steel reinforcement were produced: 2 slabs were used as reference and 5 slabs were strengthened with three layers of textile reinforcement. Ultimate capacity of reference slabs and particular TRC strengthened slabs was determined from statie load results fom 4-point-bending tests. Fire tests on these slabs were carried out with utilization fectors using a Standard temperature curve (ISO-834-1) for fire testing. Test loads varied between 0 % and 65 % ofuMmate load. To detect temperatures during fire exposure thermocouples were arranged throughout the cross-section of the slabs. Depending on the utilization the slabs were exposed to fire for 30 minutes or for 60 minutes. In some cases bending fäilure occurred, in other cases the slabs survived. None of the specimens exhibited any visual damage or concrete spalling during fire exposure. Results of deformation measurements and residual strength measurements are presented. Even though mechanisms are not fifily understood, it is important to discuss the presumable reasons for the surprisingiy positive test results. It is presumed tbat the key mechanisms contributing to the outstanding fire resistance capability presented are: superior crack control of the TRC and load redistribution between textile and Steel reinforcement as well as the primary load transfer directly into the slabs. T2 - 2nd International RILEM workshop on concrete spalling due to fire exposure CY - Delft, The Netherlands DA - 05.10.2011 KW - Textile reinforced concrete KW - Fine-grained concrete KW - Carbon fibres KW - Bending load KW - Fire exposure PY - 2011 SN - 978-2-35158-118-6 VL - PRO 80 SP - 419 EP - 426 PB - RILEM Publications AN - OPUS4-24636 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hothan, Sascha T1 - Grundlagen zur Erweiterung des Anwendungsbereiches für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen im nationalen Zulassungsverfahren N2 - Die hier vorgestellten Untersuchungen dienen der Erweiterung des Anwendungsbereiches für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen im nationalen Zulassungsverfahren. Für die Wirksamkeit reaktiver Brandschutzsysteme ist die Haftfähigkeit der reaktiven Brandschutzbeschichtung auf dem Untergrund (Stahl) von entscheidender Bedeutung. Die Haftfähigkeit der Beschichtung ist neben der Oberflächenbeschaffenheit und den Eigenschaften des reaktiven Systems selbst im Wesentlichen von der Form des Bauteils und den sich im Brandfall einstellenden erformungen (Krümmungen und Dehnungen) abhängig. KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Zugstäbe KW - FEM-Berechnungen PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1002/dibt.201130046 SN - 1438-7778 SN - 1437-0964 VL - 42 IS - 6 SP - 187 EP - 189 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-26099 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Reinforced concrete slabs strengthened with textile reinforced concrete subjected to fire T2 - Concrete Spalling due to Fire exposure, Proceedings of the 2nd International RILEM Workshop CY - Delft, Netherlands DA - 2011-10-05 PY - 2011 AN - OPUS4-26046 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Numerical and experimental analysis of reactive fire protection systems applied to solid steel rods in tension N2 - The application of intumescent coatings for fire protection of steel constructions is increasing. Thanks to the relative thin thickness of the coatings, the typical visual appearance of the structures can be preserved. In Germany, the applicability of the systems is regulated by the national as well as European technical approvals. According to the approvals, the application on steel members in tension is only allowed with limitations. Especially, the application on solid steel rods in tension is currently not covered. The paper will explain the actual state of the art of the application of reactive fire protection systems applied to steel structures. Physical and technical background information will be provided. After that, the latest scientific results of an on-going research project funded by the German National Institute of Building Technology (DIBt) and conducted by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) will be described. T2 - Applications of structural fire engineering conference CY - Prague, Czech Republic DA - 19.04.2013 KW - Steel structure KW - Solid rod KW - Tension KW - Fire protection KW - Reactive fire protection systems KW - Structural analysis KW - Finite element method (FEM) KW - Experimental testing PY - 2013 UR - http://fire.fsv.cvut.cz/ASFE13/Proceedings/ASFE_13_Proceedings.pdf SN - 978-80-01-05204-4 SP - 454 EP - 460 PB - CTU CY - Prague AN - OPUS4-28281 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kremberg, Jan A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern N2 - Der Beitrag stellt experimentelle Untersuchungen zum Feuerwiderstand von Carbonzuggliedern vor. Die Anwendung von Zuggliedern aus Carbon ist durch die außergewöhnlich gute Ermüdungs- sowie hohe Zugfestigkeit des Werkstoffs motiviert. Ferner ergibt sich gegenüber Stahl eine deutliche Reduzierung des Querschnitts. Perspektivisch sollen damit Stahlzugglieder im Netzwerkbogenbrückenbau ersetzt werden. Durch die Materialsubstitution werden Ressourcen nicht nur beim Zugglied selbst, sondern auch am Gesamttragwerk der Brücke eingespart. Da zum Tragverhalten von Carbonzuggliedern im Brandfall bislang keine Erkenntnisse vorliegen, sollen mit Hilfe von Bauteilbrandversuchen die Versagensmechanismen sowie die grundsätzliche Gleichwertigkeit gegenüber konventionellen Stahlhängern untersucht werden. Der Beitrag beschreibt die Durchführung und die Ergebnisse von Brandversuchen an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern. Die realmaßstäblichen Versuche werden am unikalen Zugbauteil-prüfofen der BAM im Mai 2022 durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasst vier Carbonzugglieder mit kreisrunden Querschnitten in zwei verschiedenen Durchmessern, ⌀36 mm und ⌀51 mm. Aus Gründen der Vergleichbarkeit erfolgt die Brandbeanspruchung nach Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK). Während des Brandversuches wird die axiale Prüfkraft von 750 kN bzw. 1500 kN bis zum Eintreten des Probenversagens konstant gehalten. Zusätzlich werden die Längsverformung sowie die Bauteil- und Brandraumtemperaturen aufgezeichnet. In einem Vorversuch an einem unbelasteten Bauteilabschnitt eines Carbonzuggliedes konnte das Brand- und Erwärmungsverhalten des Verbundmaterials untersucht werden. Dabei zeigten sich Makrorisse und eine Zersetzung der Kunststoffmatrix sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit der Kohlenstofffasern. Durch das Fehlen der schützenden Matrix reagierten die Carbonfasern sensibel auf Querbeanspruchung. Dies führte zu einem Bruch und Ablösen der oberflächennahen Fasern. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Carbon KW - Zugglied KW - Brandversuch KW - Feuerwiderstand KW - Brandschutz PY - 2022 SP - 1 EP - 13 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-55704 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Auswirkung von passivem Zwang auf das Abplatzverhalten von Beton im Brandfall N2 - Der diesjährige Beitrag zeigt den Einfluss ausgewählter Versuchsrandbedingungen auf das Abplatzverhalten von Normalbeton im kleinskaligen Brandversuch. Im Rahmen der Untersuchungen wurde die Abplatzneigung von acht zylindrischen Betonprüfkörpern der Maße Ø47 cm x 29 cm aus Normalbeton analysiert. Vier Prüfkörper wurden aus Normalbeton mit quarzitischer Gesteinskörnung hergestellt, wohingegen die grobe Gesteinskörnung (>2 mm) der anderen vier Prüfkörper durch Basaltsplitt ersetzt wurde. Neben der Art der groben Gesteinskörnung wurden zusätzlich ausgewählte Versuchsrandbedingungen variiert. Dies umfasste zum einen die Vorlagerung der Prüfkörper bei verschiedenen Umgebungsfeuchten und zum anderen die Ummantelung der Prüfkörper mit zwei Ringen aus Stahl bzw. einem durchgehenden Stahlblech. Die Ummantelung der Prüfkörper mit Stahlringen im Brandversuch führt zu einer Behinderung der thermischen Ausdehnung der Prüfkörper und zum Aufbau thermomechanischer Zwangsdruckspannungen. Diese Zwangsdruckspannungen werden maßgeblich von der thermischen Ausdehnung der verwendeten Gesteinskörnung beeinflusst. Zusätzlich wird die Feuchteabgabe über die Mantelfläche behindert. Der Einsatz des Stahlblechs reduziert lediglich die Abgabe der Feuchtigkeit über die Mantelfläche und induziert vernachlässigbare Zwangsdruckspannungen im Beton. Die Brandbeanspruchung der Prüfkörper erfolgte einseitig nach der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) über einen Zeitraum von 60 Minuten. Mit Hilfe eines Laser Scanners wurden vergleichende 3D-Messungen der brandbeanspruchten Oberfläche vor und nach dem Brandversuch durchgeführt. Aus diesen Messungen konnten das Abplatzvolumen, die Abplatztiefenverteilung und die maximale Abplatztiefe ermittelt werden. Während des Brandversuchs wurde die Temperaturverteilung im Prüfkörper mittels fünf eingebetteter Mantelthermoelemente in verschiedenen Tiefen bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Abplatzungen an der brandbeanspruchten Oberfläche infolge der Prüfkörperummantelung mit Stahlringen bzw. Stahlblech zunehmen. Bei einer Ummantelung mit Stahlringen mit gleichzeitiger Vortrocknung der Betonrandzone platzt der Prüfkörper mit quarzitischer Gesteinskörnung ab, wohingegen der Prüfkörper mit basaltischer Gesteinskörnung keine Abplatzungen aufweist. Dies wird auf die unterschiedliche Ausprägung der thermomechanischen Schädigung infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzkies und Basalt zurückgeführt. Die Ergebnisse der Brandprüfserie zeigen, dass die Variation der Prüfrandbedingungen bei Beibehaltung der Prüfkörpergröße einen maßgeblichen Einfluss auf das Abplatzverhalten haben. Die Randbedingungen sind daher bei kleinskaligen Brandversuchen, die zukünftig als „Screening-Tests“ ersatzweise für kostenintensive Bauteilversuche verwendet werden sollen, zu berücksichtigen. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Brand KW - Beton KW - Abplatzen KW - Zwang PY - 2022 SP - 1 EP - 12 PB - TU-Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-55731 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Screening-tests on the susceptibility to spalling of two ordinary concretes N2 - Investigating the spalling behaviour of a concrete mixture using large scale members is complex and expensive. Thus, the susceptibility of concrete to spalling is investigated by means of fire tests on small scale specimens. However, the reduction of the fire exposed surface increases the influence of boundary effects. Macrocracking and the water loss via the lateral surfaces reduce the impact of the thermomechanical and thermohydraulic damage mechanisms and therefore, lower the risk of spalling. Thus, the influence of different restraints on the spalling behaviour of intermediate scaled specimens (Ø=0.47 m; h=0.29 m) was investigated for two ordinary concrete mixtures. Both mixtures had the same composition except the type of aggregate. One mixture contained only quartzitic aggregates, whereas the other mixture was made with basalt grit as coarse aggregates. Applied steel rings restrained the thermal expansion of the specimen and prevented the loss of water, whereas applied steel sheet primarily reduced the loss of water during the fire test. Additionally, the fire exposed surface of one specimen of each mixture was pre-dried under controlled climate conditions and fire tested with applied steel rings. The results show a higher spalling volume for the ring restrained specimens compared to the other covering types. Further, the pre-dried boundary zone leads to delayed and decreased occurrence of spalling compared to the non-dried specimens for the concrete with quartzitic aggregates and to a prevention of spalling for the mixture with basalt aggregates. Additionally, the results show that the influence of the thermomechanical behaviour of the coarse aggregates increases with increasing restraint. The restrained conditions of the specimens with applied steel ring are comparable to the conditions in the centre of a large scale member. This test series is a further step for possible concept of steel ring restraint concrete specimens as “screening-tests” in upcoming projects. T2 - IWCS 2022 CY - Berlin, Germany DA - 12.10.2022 KW - Spalling KW - Fire test KW - Concrete KW - Restraint PY - 2022 SP - 15 EP - 24 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56020 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ test procedure to determine the fire resistance of exisiting steel structures with aged intumescent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to increase the fire resistance of steel structures. In case of a fire, the intumescent coating reacts and forms a thermally protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is significantly delayed, and as a result, a higher fire resistance can be achieved. Throughout the working life, intumescent coatings are aged by climatic factors. To predict durability for several years, the behaviour of the intumescent coatings is extrapolated based on accelerated artificial ageing. The established German and European assessment procedures to test and predict durability assume a working life of at least 10 years. For an extended period, additional evidence is required; yet the procedure and specifications to justify this are not described. Available in situ methods to assess the thermal performance of intumescent coatings are currently limited in their information content. Therefore, BAM is conducting a research project to develop a minimally invasive in situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The paper will describe the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme with uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 SN - 978-989-35292-2-5 DO - https://doi.org/10.30779/cmm_SIF24 SP - 1217 EP - 1228 AN - OPUS4-61258 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Development of an in situ test method to assess the fire resistance of steel members with applied intumescent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is delayed, and a higher fire resistance can be achieved. Generally, the scope of application and the durability of intumescent coatings are described in national approvals or European Technical Assessment (ETA) documents. Due to environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce their durability and thermal protection performance. Available in situ methods to investigate the performance of applied intumescent coatings, such as visual inspection, flame exposure testing, adhesive tensile tests or chemical analysis, are not fully conclusive. Therefore, in the civil engineering practice, there is an increasing demand to verify the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coatings necessary in several cases, e.g., the working life is exceeded, the visual appearance of the intumescent coating changed or the information about the applied product is missing. The research presented in the paper shows the progress of the ongoing research project "INSIST" at BAM, where a new in situ method is being developed to assess the actual fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation is based on a development of the in situ test procedure and a mobile prototype furnace. T2 - 10th Symposium Structural Fire Engineering – TU Braunschweig 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 AN - OPUS4-61261 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with aged intumescent coating N2 - BAM is conducting a research project to develop a minimally invasive in situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. In presentation and submitted paper is describe the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme with uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 AN - OPUS4-61257 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kobe, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, Jochen T1 - Der Einfluss der Prüfbedingungen auf das Abplatzverhalten von Beton im Brandfall T1 - The influence of the test conditions on the spalling behaviour of concrete due to fire exposure N2 - Die Durchführung von realmaßstäblichen Bauteilversuchen zur Analyse des Abplatzverhaltens von Beton im Brandfall ist aufwendig, material‐ und kostenintensiv und setzt die Verfügbarkeit von Großbrandversuchsständen voraus. Daher wird die Abplatzneigung von Beton vorwiegend an kleinformatigen Prüfkörpern untersucht. Mit der Reduktion der Prüfkörpergröße verringert sich der thermische und hygrische Gradient im Randbereich, wodurch sowohl die thermisch induzierten Schädigungen im Beton als auch die Abplatzungen verringert werden. Für ein besseres Verständnis dieser komplexen Zusammenhänge wurde das Abplatzverhalten kleinformatiger Betonprüfkörper (Ø = 0,47 m; h = 0,29 m) mit verschiedenartigen Ummantelungen und unterschiedlichen Feuchtezuständen der Betonrandzone für zwei Normalbetone analysiert. Am Prüfkörper applizierte Stahlringe behinderten dabei die thermische Ausdehnung sowie den Wasserverlust über die Mantelfläche. Die Ergebnisse zeigen, dass die Abplatzungen infolge der Prüfkörperummantelung zunehmen und die Größenordnung vergleichender Großbrandversuche erreichen. Dies lässt den Schluss zu, dass die Ummantelung eines kleinformatigen Prüfkörpers mit Stahlring die Prüfbedingungen in der Mitte der brandbeanspruchten Fläche eines großformatigen Bauteils nachstellen kann. Des Weiteren führt die Vortrocknung der Betonrandzone zur Verzögerung bzw. Verringerung von Abplatzungen. N2 - Investigating the spalling behaviour of a concrete mixture using large scale members is complex and expensive. Thus, the susceptibility to spalling of concrete is investigated by means of fire tests on small format specimens. However, the reduction of the fire exposed surface increases the influence of boundary effects. Macrocracking and the water loss via the lateral surfaces reduce the thermomechanical and thermohydraulic damage and therefore, lower the risk of spalling. Thus, this study investigated the influence of different restraint and moisture conditions on the spalling behaviour of small format specimens (Ø = 0.47m; h = 0.29m) for two ordinary concrete mixtures. Applied steel rings restrained the thermal expansion of the specimen and prevented the water loss during the fire test. The results show that increased spalling occurred to a similar extend as in large scale fire tests because of a restrained expansion of the specimen. Further, a pre-dried boundary zone led to a delayed or rather a prevention of spalling compared to the non-dried specimens. To determine the susceptibility to spalling of a concrete mixture, the test conditions in the centre of a large scale member can be simulated by restraining the expansion of a small format specimen with applied steel rings. KW - Beton KW - Brand KW - Abplatzen KW - Zwang PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400104 SN - 1437-1006 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley AN - OPUS4-62732 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Forschungsprojekt "INSIST" N2 - Der Vortrag zeigt den Bearbeitungsstand des Forschungsvorhabens "Entwicklung eines Verfahrens zur in situ Bewertung des Feuerwiderstands von bestehenden Stahlkonstruktionen mit reaktiven Brandschutzsystem (RBS)" (INSIST). Die Entwicklung und der Bau eines Geräteprototyps wurden vorgenommen und ein Konzept zur Kalibration erarbeitet. Die bisherigen Untersuchungen belegen, dass das Verfahren Ergebnisse liefert, die denen konventioneller Brandversuche im untersuchten Parameterbereich gleichwertig sind. T2 - Sachverständigenausschuss Reaktive Baustoffe und Beschichtungen -B- (463a) des Deutschen Institutes für Bautechnik CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2024 KW - INSIST KW - In situ Bewertung KW - RBS PY - 2024 AN - OPUS4-60777 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sperlich, Tim A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ Prüfmethode zur Untersuchung des Feuerwiderstands von bestehenden Stahlkonstruktionen mit reaktivem Brandschutzsystem N2 - Der Beitrag beschreibt die Entwicklung eines neuartigen in situ Nachweisverfahrens zur Beurteilung des Feuerwiderstandes von bestehenden Stahlkonstruktionen mit gealtertem reaktivem Brandschutzsystem (RBS). Derzeit ist ein solcher Nachweis ausschließlich anhand eines Bauteilbrandversuchs möglich. Hierzu muss ein Bauteil aus der Bestandskonstruktion entnommen und einer zerstörenden Brandprüfung unterzogen werden. In Zusammenhang mit der Dauerhaftigkeitsbewertung von RBS für Zeiträume von mehr als 10 Jahren besteht in der Praxis vermehrt der Bedarf an einem minimal invasiven Prüfverfahren, mit dessen Hilfe sich direkt am Bestandsbauwerk die tatsächlich vorhandene Leistungsfähigkeit des gealterten RBS überprüfen lässt. Durch einen erfolgreichen Funktionsnachweis wäre eine Weiternutzung der Bestandkonstruktion bei Aufrechterhaltung des bestehenden Sicherheitsniveaus möglich. T2 - Symposium Heißbemessung - Structural Fire Engineering CY - Braunschweig, Germany DA - 05.09.2023 KW - Brandschutz KW - Stahlbau KW - reaktives Brandschutzsystem KW - Prüfmethode KW - Brandversuch PY - 2023 SP - 1 EP - 16 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-58180 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Zum Feuerwiderstand von filigranen Deckenelementen aus vorgespanntem Carbonbeton N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle von herkömmlichem Spannstahl ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Das Carbongelege besteht aus Carbonfasern in einer Kunststoffmatrix. Mit dieser Bauweise können dünnwandige und damit ressourcenschonende Deckenelemente realisiert werden. Der Wechsel von massiven zu filigranen und vergleichsweise leichten Bauteilen führt jedoch aufgrund der geringeren Masse und der damit einhergehenden schnelleren Erwärmung zu einer Abnahme des Feuerwiderstands. Ferner führt die Erweichung der Matrix im Brandfall zu einer Abnahme der Verbundfestigkeit zwischen Carbongelege und Beton. Die Brennbarkeit des Carbongeleges sowie die Abplatzneigung des verwendeten Feinbetons stellen weitere Herausforderungen für den baulichen Brandschutz dar. Der Beitrag stellt Versuchsergebnisse zum Abplatz- und Hochtemperaturverhalten von Carbonbeton vor, die im Rahmen des Verbundvorhabens „Vorgespannte Carbonbetondecken mit reduzierten Querschnitten“ (CaPreFloor) erzielt wurden. Für die Untersuchung der Tragfähigkeit bei hohen Temperaturen wurden 4-Punkt-Biegeversuche an balkenförmigen Prüfkörpern (150 x 30 x 6 cm³) mit einlagiger Carbonbewehrung und instationärer Temperaturbeanspruchung durchgeführt. Neben dem Vorspanngrad des Carbongeleges wurde auch der Gelegetyp variiert. Im Bereich der konstanten Biegezugzone erfolgt die einseitige Erwärmung mittels elektrisch betriebener Heizmatten. Während der kontinuierlichen Erwärmung werden die Prüfkörper mit einer konstanten Kraft belastet, deren Betrag aus zuvor durchgeführten Biegeversuchen bei Raumtemperatur abgeleitet wurde. Die Abplatzversuche werden mit Einheits-Temperaturzeitkurve an rechteckigen (60 x 60 x 6 cm³) und kreisrunden (Ø 47 x 6 cm³), plattenförmigen Prüfkörpern am 1m³-Ofen der BAM durchgeführt. Die kreisrunden Prüfkörper sind zusätzlich mit einem Stahlring zur Behinderung der thermischen Dehnung des Betons versehen. Um den Einfluss des Geleges auf das Abplatzverhalten zu analysieren, werden sowohl Prüfkörper mit Carbongelege als auch unbewehrte Prüfkörper untersucht. Die daraus resultierenden Erkenntnisse fließen in die weitere Entwicklung der vorgespannten Carbonbetondeckenelemente ein. Anhand von realmaßstäblichen Brandversuchen wird der Feuerwiderstand dieser Bauteile im weiteren Projektverlauf bestimmt. T2 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuch KW - Carbon PY - 2024 SP - 23 EP - 39 AN - OPUS4-61253 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Durability of Intumescent Coatings - Experimental investigations and test concepts for a working life of more than 10 years N2 - Intumescent coatings are subjected to ageing effects caused by climatic influences. The established European regulations to assess the durability of intumescent coatings are limited to a working life of 10 years. In the presentation experimental investigations and test concepts to extend the working life to 25 years are shown. In addition, a new in-situ testing method to assess the performance of applied intumescent coatings that have undergone ageing processes is presented. T2 - Annual Meeting of ECCS TC3 CY - Online meeting DA - 25.09.2023 KW - Intumescent coatings KW - Experimental investigations KW - In-situ testing PY - 2023 AN - OPUS4-63979 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Zehfuß, Jochen A1 - Hothan, Sascha T1 - Application of the substructure method to assess the fire resistance of thermally restrained columns N2 - Usually, the fire resistance of load-bearing structural elements is determined by single members testing. A mechanical load is applied to the member in a force-controlled manner and is maintained constant throughout the fire test. After applying the mechanical load, the thermal exposure starts according to the ISO 834 fire curve. In this conventional test method, no interaction between the tested member and the entire building structure is considered. In buildings, the surrounding structure can restrain the thermal expansion of a member in case of fire. This may have both positive and negative effects on the fire resistance of this structural element. Several years ago, the Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE) at the University of Coimbra in Portugal and the Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) in Germany carried out fire tests on circular and square steel-reinforced concrete columns with restrained thermal expansion. BAM´s column test furnace allows the specimen to be subjected to thermal exposure and mechanical loading simultaneously. In addition, this device has a substructure test module, which can also provide restrained test conditions. In an ongoing research project at BAM and Technische Universität Braunschweig, the effect of restrained test conditions on the behaviour of steel-reinforced columns under fire exposure is further investigated. T2 - 8th International RILEM Workshop on Concrete Behaviour due to Fire Exposure CY - Krakow, Poland DA - 18.09.2025 KW - Substructure method KW - Surrounding structure KW - Fire resistance KW - Restrained columns KW - Concrete PY - 2025 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-64582 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Zehfuß, Jochen A1 - Hothan, Sascha T1 - Berücksichtigung der Tragwerksumgebung bei Brandversuchen an Stahlbetonstützen N2 - Das Tragwerk eines Gebäudes ist aus einzelnen Bauteilen zusammengesetzt. Insbesondere bei lokalen Brandereignissen bauen sich durch die Ausdehnung der vom Brand betroffenen Bauteile gegen das umgebende kältere Gesamttragwerk Zwangsbeanspruchungen auf. Bei konventionellen Brandprüfungen werden diese Zwangsbeanspruchungen in der Regel nicht berücksichtigt, da die Prüfsystematik auf Einzelbauteilprüfungen bei konstanter mechanischer Last ausgelegt ist. Die Prüfung komplexer, realmaßstäblicher Tragwerke ist oftmals nicht möglich. Die Interaktion des Einzelbauteils mit dem umgebenden Tragwerk kann sich sowohl positiv als auch negativ auf den Feuerwiderstand auswirken. Als nachteilig ist der thermische Zwang und die daraus resultierende Lasterhöhung zu nennen. Gleichzeitig kann eine Stauchung der Stütze zu einer Umlagerung von Kräften in das umgebende Tragwerk führen und damit den Versagenszeitpunkt der Stütze verzögern. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk analysiert werden. In einem gemeinsamen DFG-Vorhaben der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und dem Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig werden 14 Stahlbetonstützen mit freier und behinderter axialer Ausdehnung untersucht. Auf Basis eines realen Gebäudes werden unter anderem die Steifigkeit, welche das umgebende Tragwerk repräsentiert, der Lastausnutzungsgrad und die Brandeinwirkung variiert. Mit dem Ziel das Stützenverhalten unter thermischem Zwang im Detail zu analysieren, erfolgen Brandversuche und numerische Simulationsberechnungen. Dabei werden die erforderlichen mechanischen Materialeigenschaften des Betons bei erhöhten Temperaturen aus experimentellen Daten abgeleitet. Der Beitrag liefert einen Einblick in die experimentellen und numerischen Ergebnisse. Es zeigt sich, dass die behinderte axiale Ausdehnung und die Möglichkeit einer Lastumlagerung bei Stauchung der Stütze einen erheblichen Einfluss auf das Versagen im Brandfall haben. Die mittels Substrukturtechnik erzeugte Zwängung des umgebenden Tagwerks führt zu einem Anstieg der Axialkraft in der Stütze sowie einer Abnahme der maximalen Stützenausdehnung. Gleichzeitig setzt die Stauchung der Stütze früher ein. Wird eine Stütze-Tragwerk-Interaktion auch für den Stauchungsbereich der Stütze angesetzt, kann der Vorteil einer Lastumlagerung genutzt werden. Somit kann trotz einer höheren mechanischen Belastung während der Ausdehnungsphase der Stütze ein späterer Versagenszeitpunkt als bei einer konventionell geprüften Stütze erreicht werden. T2 - Symposiums Heißbemessung – Structural Fire Engineering 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbetonstützen KW - Feuerwiderstand KW - Stützenbrandversuche KW - Numerik PY - 2025 SP - 38 EP - 52 PB - TU Braunschweig AN - OPUS4-64581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Tragfähigkeit und Abplatzverhalten von Carbonbeton bei hohen Temperaturen N2 - Zur Bewertung der Biegetragfähigkeit dünnwandiger, carbonbewehrter Betonbauteile unter Temperatureinfluss wurden 4-Punkt-Biegeversuche in drei thermischen Konfigurationen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Raumtemperatur kein signifikanter Einfluss der Vorspannung auf die Bruchkraft vorliegt. Mit steigender Temperatur nimmt die Biegetragfähigkeit infolge des Festigkeitsverlustes von Beton und Carbonbewehrung sowie durch das Schmelzen der Tränkungsmatrix deutlich ab. Zwei Versagensmechanismen konnten identifiziert werden, d.h. Zugversagen bei hoher Vorspannung und Verbundversagen bei niedriger Vorspannung. Die Abnahme der Verbundfestigkeit ist auf das Erweichen der Tränkungsmatrix bei Überschreitung der Glasübergangstemperatur zurückzuführen. Bei Temperaturen oberhalb von etwa 200 °C ist keine Tränkungsmatrix und daraus resultierende Verbundwirkung mehr vorhanden. Darüber hinaus wurden im Rahmen von Abplatzversuchen drei Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Betonabplatzungen im Brandfall untersucht, d.h. reaktives Brandschutzsystem (RBS), zementgebundene Brandschutzplatten sowie Zugabe von Polypropylenfasern (PP-Fasern) zur Betonmischung. Die Ergebnisse zeigen, dass der Typ des Carbongeleges die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen beinflusst. Während die Zugabe von PP-Fasern das Abplatzen bei beiden untersuchten Gelegetypen verhindern konnte, war dies bei RBS und Brandschutzplatten nur bei einem Gelegetyp erfolgreich. Die Ursache der Abplatzungen ist auf das temperaturbedingte Schmelzen und die damit einhergehende Volumenzunahme der im Gelege Q85 vorhandenen Hilfsfäden zurückzuführen. Dies führt zu einer Rissbildung parallel zur brandbeanspruchten Betonoberfläche. Der Dampfdruck im Beton ist trotz reduzierter Erwärmungsgeschwindigkeit zu hoch, weshalb es zum Abplatzen kommt. Im Gegensatz dazu bewirkt das Schmelzen der PP-Fasern eine Erhöhung der Permeabilität des Betons. Dadurch kann der entstehende Wasserdampf frühzeitig entweichen, sodass der Dampfdruck unterhalb der kritischen Schwelle bleibt, die für das Abplatzen erforderlich wäre. T2 - Symposium Heißbemessung 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Carbonbeton KW - Biegetragfähigkeit KW - Abplatzverhalten PY - 2025 SP - 1 EP - 13 PB - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB), Technische Universität Braunschweig CY - Braunschweig, Deutschland AN - OPUS4-64882 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Fürst, Richard A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Lösungsansätze für neue Herausforderungen im konstruktiven baulichen Brandschutz N2 - Der Klimawandel und die zunehmende Ressourcenknappheit stellen Herausforderungen dar, die in Zukunft grundlegende Anpassungen in der Art des Umgangs mit Rohstoffen, Energie und des Wirtschaftens an die Gesellschaft stellen werden. In der Leichtbaustrategie der Bundesregierung wird zusammenfassend festgestellt, dass der fortschreitende Klimawandel Technologien erfordert, die die Transformation der Wirtschaft, eine ressourcenschonende Wertschöpfung und eine nachhaltige und resiliente Rohstoffversorgung sicherstellen. Aus diesen für alle Wirtschaftszweige sehr allgemein formulierten Anforderungen und vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs schnell verfügbarer Bausubstanz, lassen sich konkrete Anforderungen für das Bauwesen ableiten. Es geht um die Reduktion des Ressourcenverbrauchs für die Errichtung und den Betrieb neuer Gebäude sowie die Nach- und Weiternutzung bestehender Bausubstanz. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Themenfeld Infrastruktur das Aktivitätsfeld Leichtbau ins Leben gerufen, das die Forschungsaktivitäten zum Leichtbau bündelt. Im vorliegenden Beitrag werden ausgewählte Projekte in Bezug auf den konstruktiven baulichen Brandschutz vorgestellt und die besonderen Herausforderungen verdeutlicht sowie die daraus abgeleiteten technischen Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Als Beispiel einer Bauweise mit höchstmöglicher Effizienz in der Materialausnutzung sowie exzellenter Recyclingfähigkeit des Werkstoffs wird im Abschnitt „Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit Vollprofil“ gezeigt, wie der Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit minimalem Materialaufwand sichergestellt werden kann. Anhand des Beispiels der „Alten Aktienspinnerei“ verdeutlicht sich die Relevanz der Methode für die Nachnutzung historischer Bausubstanz. Im Abschnitt „In situ Überprüfung des Feuerwiderstands von Stahltragwerken mit gealterten reaktiven Brandschutzsystemen“ wird gezeigt, wie in Zukunft die minimalinvasive Überprüfung der Wirksamkeit bereits über Jahrzehnte in Nutzung befindlicher reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) ermöglicht wird. Dies bildet die Grundvoraussetzung für eine Weiternutzung sowie möglicherweise erforderliche Instandsetzung auch nach Überschreitung der ursprünglich vorgesehenen Nutzungsdauer des RBS anhand einer quantitativen Aussage zum noch vorhandenen Feuerwiderstand. Eine wichtige Strategie im Betonbau zur Verringerung des CO2-Ausstoßes wird im Abschnitt „Feuerwiderstand von Leichtbaukonstruktionen aus vorgespanntem Carbonbeton“ vorgestellt. Das Verbundforschungsvorhaben verfolgt die Entwicklung eines neuen Deckensystems aus vorgespanntem Carbonbeton. Die angestrebte Leichtbauweise verringert den Einsatz von Zement durch Minimierung des erforderlichen Betonvolumens. Um einen möglichst dünnen Deckenspiegel zu erzeugen ist eine Reduzierung der Betondeckung erforderlich, weshalb für den Brandfall Maßnahmen zu ergreifen sind, die die Erwärmung der Carbonbewehrung und die damit einhergehende Degradation des Materials begrenzen. In diesem Zusammenhang sind auch wirksame Strategien zur Eindämmung von Beton-abplatzungen zu entwickeln. Abschließend wird im Abschnitt „Gebäude in Stahl-Modulbauweise mit selbstaussteifenden Raumzellen“ herausgearbeitet, wie diese Bauweise zukünftig noch effizienter werden kann, indem eine Nachweismöglichkeit der aussteifenden Wände in Leichtbauweise für den Brandfall geschaffen wird. T2 - Bauphysikertreffen 2025 - Hochschule für Technik Stuttgart CY - Stuttgart, Germany DA - 28.11.2025 KW - Klimawandel KW - Ressourcenknappheit KW - Bausupstanz KW - Brandfall PY - 2025 VL - Bauphysikertagung 2025 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-65371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Reaktive Brandschutzsysteme für Stahlbauteile N2 - Die Erkenntnisse zu reaktiven Brandschutzsystemen (RBS) werden kontinuierlich erweitert, was sich in der Entwicklung neuer Produkte und der Ausweitung des durch technische Regelungen abgedeckten Anwendungsbereichs äußert. Der hier vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die Verwendung von RBS auf Stahlkonstruktionen. In den vergangenen zehn Jahren wurden, abgesichert durch neue Erkenntnisse aus der Forschung, die Anwendung auf Stahlzuggliedern mit offenem Profil präzisiert und im Rahmen allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen (abZ) neu geregelt. Ferner wurde die Grundlage geschaffen, die Anwendung von RBS auf Zuggliedern mit kreisrundem Vollprofil zu bewerten und auf Basis der abZ zu ermöglichen. Neben einer umfassenden Darstellung der aktuellen nationalen und europäischen Regelungen zu RBS, werden technologische Besonderheiten und deren Einfluss auf den Regelungsinhalt im Beitrag thematisiert. In der jüngsten Vergangenheit stellt sich mit zunehmender Dringlichkeit die Frage nach der Bewertung der Dauerhaftigkeit von RBS für lange Zeiträume, wobei damit Nutzungsdauern weit jenseits der in den nationalen und europäischen Regelungen bereits etablierten 10 Jahre gemeint sind. In diesem Zusammenhang ist zu klären, wie der Feuerwiderstand von Konstruktionen zu bewerten ist, die bereits über lange Zeiträume mit RBS versehen sind. T2 - Fortbildungsseminar "Vorbeugender Brandschutz” an der Hessischen Landesfeuerwehrschule Kassel CY - Kassel, Germany DA - 04.12.2019 KW - Brandschutz KW - Stahl KW - Reaktive Brandschutzsysteme PY - 2019 AN - OPUS4-50672 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Mai A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Krüger, Simone T1 - Fire tests of steel tension rod systems with intumescent coating N2 - Purpose – The purpose of this paper is to investigate the performance of intumescent coating on tension rod systems and their components. Steel tension rod systems consist of tension rods, fork end connectors and associated intersection or gusset plates. In case of fire, beside the tension rods themselves, the connection parts require appropriate fire protection. Intumescent fire protection coatings prevent a rapid heating of the steel and help secure the structural load-carrying capacity. Because the connection components of tension rod systems feature surface curvature and a complex geometry, high demand is placed on the intumescence and thermal protection performance of the coatings. Design/methodology/approach – In this paper, experimental studies were carried out for steel tension rod systems with intumescent coating. The examined aspects include the foaming and cracking behaviour, the influence of different dry film thicknesses, the heating rate of the steel connecting parts in comparison to the tension rods, and the mounting orientation of the tension rods together with their fork end connectors. Findings – The results show that a decrease in surface curvature and/or an increase inmass concentration of the steel components leads to a lower heating rate of the steel. Moreover, the performance of the intumescent coating on tension rod systems is influenced by themounting orientation of the steel components. Originality/value – The findings based on fire tests contribute to a better understanding of the intumescent coating performance on connection components of tension rod systems. This subject has not been extensively studied yet. KW - Steel KW - Fire test KW - Intumescent coating KW - Reactive fire protection system KW - Tension rod system PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1108/JSFE-01-2019-0005 SN - 2040-2317 VL - 11 IS - 1 SP - 22 EP - 32 PB - Emerald Publishing Limited AN - OPUS4-48714 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André A1 - Hothan, Sascha A1 - Rogge, Andreas T1 - Investigation of Size Effects in Concrete Spalling T1 - Untersuchung des Maßstabseffekts auf das Abplatzverhalten von Beton N2 - Spalling of concrete due to fire exposure can lead to severe damage of building components. It is a much discussed subject in structural engineering and not yet completely understood. Generally, it is assumed that thermohydraulic and thermomechanical processes induce tensile stresses in the concrete. Furthermore, the tensile strength of concrete is reduced due to increasing temperatures. The combination of an increasing tensile stress and a decreasing tensile strength result in the occurrence of explosive spalling. The spalling behaviour of concrete is influenced by many parameters, for instance the water cement ratio, porosity, permeability of concrete as well, the presence of steel reinforcement and polypropylene fibres, also the size and geometry of the fire exposed area. Within the current research project at Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM), the susceptibility to spalling of six different concrete mixtures is analysed to quantify the size effect using small scale, intermediate scale and full scale tests. A special fire test setup was built to test specimens simultaneously to enable a better comparability. All specimens are tested without additional mechanical load and unrestraint to prevent external induced cracking at the fire exposed site. Thermocouples are used to measure in situ the temperature distribution as an indication on the thermal degradation of the concrete during the fire tests. Afterwards the maximum spalling depth and the damaged area of the specimen are illustrated by a photogrammetric measurement system. The contribution to the spalling workshop presents the results of four concrete mixtures tested in intermediate-scale and full-scale fire tests. The comparisons are based on the concrete temperature as well as the obtained photogrammetric data. The results show that the spalling depth and the spalling area are significantly affected by the size of the fire exposed area. T2 - 6th International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure CY - Sheffield, UK DA - 19.09.2019 KW - Concrete KW - Spalling KW - Fire Test KW - Photogrammetry KW - Size Effect PY - 2019 UR - https://firespallingworkshop2019.group.shef.ac.uk/wp-content/uploads/2019/09/Fire-Spalling-Workshop_Proceedings.pdf SN - 978-1-5272-4135-0 SP - 61 EP - 70 PB - The University of Sheffield CY - Sheffield AN - OPUS4-49254 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Lösungsansätze für neue Herausforderungen im konstruktiven baulichen Brandschutz N2 - Der Klimawandel und die zunehmende Ressourcenknappheit stellen Herausforderungen dar, die in Zukunft grundlegende Anpassungen in der Art des Umgangs mit Rohstoffen, Energie und des Wirtschaftens an die Gesellschaft stellen werden. In der Leichtbaustrategie der Bundesregierung wird zusammenfassend festgestellt, dass der fortschreitende Klimawandel Technologien erfordert, die die Transformation der Wirtschaft, eine ressourcenschonende Wertschöpfung und eine nachhaltige und resiliente Rohstoffversorgung sicherstellen. Aus diesen für alle Wirtschaftszweige sehr allgemein formulierten Anforderungen und vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs schnell verfügbarer Bausubstanz, lassen sich konkrete Anforderungen für das Bauwesen ableiten. Es geht um die Reduktion des Ressourcenverbrauchs für die Errichtung und den Betrieb neuer Gebäude sowie die Nach- und Weiternutzung bestehender Bausubstanz. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Themenfeld Infrastruktur das Aktivitätsfeld Leichtbau ins Leben gerufen, das die Forschungsaktivitäten zum Leichtbau bündelt. Im vorliegenden Beitrag werden ausgewählte Projekte.in Bezug auf den konstruktiven baulichen Brandschutz vorgestellt und die besonderen Herausforderungen verdeutlicht sowie die daraus abgeleiteten technischen Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. T2 - Bauphysikertreffen 2025 -- Hochschule für Technik Stuttgart CY - Stuttgart, Germany DA - 28.11.2025 KW - Brandschutz KW - Leichtbau PY - 2025 AN - OPUS4-65370 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin T1 - Zur Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern N2 - Reaktive Brandschutzsysteme werden in zunehmendem Maße zum Schutz von sichtbaren Stahlkonstruktionen eingesetzt, weil mit den relativ geringen Beschichtungsdicken das architektonische Erscheinungsbild der Konstruktionen erhalten bleibt. Die Verwendbarkeit der Systeme wird durch nationale und europäische technische Zulassungen geregelt. Die Zulassungen erlauben eine Anwendung auf zugbeanspruchten Bauteilen nur unter Einschränkungen. Eine Verwendung der Systeme auf Zuggliedern mit Vollquerschnitt ist derzeit nicht abgedeckt. Dieser Beitrag beschreibt die aktuelle Situation zur Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme und erläutert die physikalisch-technischen Hintergründe. Ferner wird anhand eines Beispiels außerhalb des Anwendungsbereiches der Zulassungen gezeigt, wie eine Anwendung auf Zuggliedern mit rundem Vollquerschnitt im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall ermöglicht werden kann. In einem weiteren Abschnitt werden die jüngsten Forschungsergebnisse aus einem durch das Deutsche Institut für Bautechnik geförderten und durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung bearbeiteten Vorhabens vorgestellt. Das Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel, eine Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Zuggliedern mit Vollquerschnitten auf Grundlage von Zulassungen allgemein zu ermöglichen.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- The application of intumescent coatings for fire protection of steel constructions is increasing. Thanks to the relative thin thickness of the coatings, the typical visual appearance of the structures can be preserved. The applicability of the systems is regulated by the national German as well as European technical approvals. According to the approvals, the application on steel members in tension is only allowed with limitations. Especially, the application on solid steel rods in tension is currently not yet covered. This contribution first explains the actual state of the art of the application of reactive fire protection systems to steel structures. Technical background information is provided. Furthermore, a case study is presented in order to illustrate the limitations in the scope of the approvals and a possible approach to allow the application of intumescent coatings on solid steel rods via an approval for a specific construction project. After that, the latest scientific results of a research project funded by the German National Institute of Building Technology (DIBt) and conducted by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) are described. The objective of the project is to enable the application of intumescent coatings on solid steel rods in tension within the scope of approvals in general. KW - Heißbemessung KW - Stahlkonstruktion KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Reactive fire protection systems KW - Steel structure KW - Structural fire design KW - Brandschutz KW - Fire protection engineering PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/bapi.201200034 SN - 0171-5445 SN - 1437-0980 VL - 34 IS - 6 SP - 275 EP - 285 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-27548 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Kremberg, Jan A1 - u. a., T1 - CO2 Einsparung durch Ressourceneffizienz als Folge von Materialsubstitution bei hochbeanspruchten Zuggliedern im Brückenbau - Netzwerkbogenbrücken mit Zuggliedern aus Carbon N2 - Für die hoch beanspruchten Zugglieder von Netzwerkbogenbrücken stellt der Einsatz von Carbonzuggliedern eine technisch innovative und vorteilhafte Lösung dar. Im Rahmen von ersten Pilotanwendungen konnte ein ausreichender Ermüdungswiderstand für den jeweiligen Einsatz nachgewiesen werden – der tatsächlich vorhandene Ermüdungswiderstand wurde bislang jedoch nicht erforscht. Die Aufgabenstellung des Verbundforschungsvorhabens umfasst die Gewinnung einer Datengrundlage für statistisch abgesicherte Bauteilkennlinien und Traglasten auf Grundlage von statischen Versuchen. Der Schwerpunkt liegt auf der Gewinnung einer Datengrundlage an realmaßstäblichen Bauteilversuchen unter Ermüdungsbelastung zur Bestimmung einer Ermüdungsversagensfunktion (S-N-Kurve), welche durch Kleinversuchsserien und faseroptische Messungen zur isolierten Betrachtung einzelner Einflussgrößen begleitet wurde. Direkt übertragbare Erkenntnisse zum Tragverhalten bei Brandbeanspruchung lagen ebenfalls nicht vor und sollten im Zuge von Bauteilversuchen unter Last und gleichzeitiger Brandbeanspruchung gewonnen werden zur Vergleichbarkeit des Verhaltens mit herkömmlichen Zuggliedern aus Stahl. Die Aufgabenstellung wurde in 9 Arbeitspaketen und insgesamt 29 Teilarbeitspaketen aufgegliedert. Diese beinhalten die Schaffung einer gemeinsamen Wissens- und Arbeitsbasis, die Erarbeitung von Versuchsparametern, die Planung und Herstellung der Versuchskörper und der Versuchsstände, statische Versuche, Ermüdungsversuche bis zum Bruch, Ermüdungsversuche mit Bestimmung der Resttragfähigkeit, Versuche zur Untersuchung des Tragverhaltens bei erhöhter Temperatur und Brandbeanspruchung bei simultaner mechanischer Zugbelastung, faseroptische Messungen und Kleinprobenversuche sowie die Zusammenführung und Auswertung der Ergebnisse. KW - Brandschutz KW - Carbon KW - Zugglied PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-657994 DO - https://doi.org/10.34657/32958 SP - 1 EP - 179 AN - OPUS4-65799 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -