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Zur Brandbeanspruchung vertikaler Tragglieder in Personenverkehrsanlagen / vorgelegt von Dipl.-Ing. Dimitrios Toris aus Wuppertal. Wuppertal, 2016
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Kurzfassung
Danksagung
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Symbolverzeichnis
Vorwort
1 Gliederung der Arbeit
2 Einführung
2.1 Brandeinwirkungen auf Bauteile im Brandfall
2.2 Bauteiltemperaturen im Brandfall
2.3 Thermische Einwirkungen
2.3.1 Allgemein
2.3.1.1 Konvektion und Wärmeleitung in der Gasphase
2.3.1.2 Strahlung
2.3.2 Bauteile in Personenverkehrsanlagen
2.3.2.1 Szenarien der thermischen Bauteilbelastung nach Wilk 2012
2.3.2.2 Bemessungsbrandszenario „gemischter Reisezugverkehr“
2.3.3 Konzept der beaufschlagungsäquivalenten Temperatur
2.3.3.1 Arbeit von Wickström
2.3.3.2 Beaufschlagungsäquivalente Temperatur
3 Umsetzung in NIST FDS v5.4
3.1 Brandsimulation mit NIST FDS v5.4
3.1.1 Bewegungsgleichungen für die laminare auftriebsinduzierte Strömung niedriger MACH-Zahl
3.1.2 Zusatzmodelle
3.1.2.1 Turbulenzmodellierung
3.1.2.2 Verbrennungsmodellierung
3.1.2.3 Grenzschichtmodellierung
3.1.2.4 Strahlungsmodellierung
3.1.3 Numerik
3.1.3.1 Zeitliche Inkrementierung
3.1.3.2 Räumliche Diskretisierung
3.2 Implementierung der beaufschlagungsäquivalenten Temperatur in NIST FDS v5.4
3.2.1 Quellterme
3.2.2 Verifikation
3.2.2.1 Allgemeines
3.2.2.2 Beispiel 1: Erhaltung des Strahlungswärmestroms
3.2.2.3 Beispiel 2: Sichtfaktor finiter Flächen im Raum
3.2.2.4 Beispiel 3: Konfigurationsfaktor
3.2.2.5 Beispiel 4: Konfigurationsfaktor und Abschattungseffekt
3.2.2.6 Beispiel 5: Beaufschlagungsäquivalente Temperatur
3.2.3 Validierung
3.2.3.1 Auszug aus der Fachliteratur
3.2.3.2 Nachrechnung eines Versuchs nach Lee (2007)
4 Modellierung des Waggonbrands
4.1 Geometrie und Randbedingungen
4.1.1 Modellgeometrie nach Haack & Schreyer 2010
4.1.2 Thermische Randbedingungen
4.1.3 Strömungsrandbedingungen
4.2 Verbrennungsparameter
4.3 Brandverlauf
1.1
4.4 Numerik
5 Ergebnisse
5.1 Allgemein
5.2 Wärmebilanzen und Gastemperaturen
5.3 Wärmeflüsse
5.4 Beaufschlagungsäquivalente Temperatur
6 Herleitung der Brandkurve
6.1 Glättung der Zeitreihen
6.2 Charakteristische Zeitreihen
6.3 Brandkurve
6.4 Einordnung der Brandkurve im Sicherheitskonzept der Eurocodes
7 Anwendung und Hinweise
7.1 Thermische Bauteilsimulation
7.2 Sensitivitätsanalyse
7.3 Anwendung an einem Betonquerschnitt
7.4 Heißbemessung eines geschützten Stahlprofils
7.5 Hinweise zur Anwendung, Anwendungsgrenzen
8 Ausblick
Anhang A: Quellcode Strahlungsintensität
Anhang B: Quellcode beaufschlagungsäquivalente Temperatur
Anhang C: FDS-Eingabedatei
Literaturverzeichnis