Bautechnik Issue 1_2012 free sample copy

189. JahrgangJanuar 2012ISSN 0932-8351A 1556

- Bewehrungs- und Konstruktionsregeln des Stahlbetonbausim Wandel der Zeit

- Traditionelle Holzverbindungen – Der abgestirnte Zapfen

- Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit von verzahnten Balken

- Gründungssanierung der Stadtkirche in Dinslaken

- Verstärken mit CFK-Lamellen

- Fragility-Kurve einer Stahldruckschale bei Wasserstoff-Deflagration

- Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten und Holz

BautechnikZeitschrift für den gesamten Ingenieurbau

Viele Argumente, ein Fazit: Die Produkte von HALFEN bedeuten Sicherheit, Qualität und Schutz – für Sie und Ihr Unternehmen.

Mehr FlexibilitätDas Standard-Element HIT-HP MV gibt es jetzt in neuen und noch mehr Größen: 25 cm, 50 cm und 100 cm. Zeitaufwändige Schneidear-beiten auf der Baustelle fallen weg.

Innovation ist bei uns Standard.Der neue HALFEN HIT ist jetzt noch besser!

Hohe Brandschutzklasse als StandardNoch höhere Sicherheit – deshalb verfügen alle neuen HALFEN HIT-HP ISO-Elemente standardmäßig über die europäische Feuerwiderstands-klasse für tragende Bauteile mit und ohne Raumabschluss REI 120 (F120).

Der HIT ist schon lange ein Klassiker unter den HALFEN

Produkten und am Markt erfolgreich etabliert. Profi s schätzen das fl exi-ble System, denn es bietet für Bau-herren und Planer zahlreiche Vor-teile: eine hohe Wirtschaftlichkeit, die Vermeidung von Tauwasser- und Schimmelpilzbildung, die Senkung von Heizkosten und von CO2-Emissionen. Gerade weil der HIT so gut ist, haben wir ihn jetzt noch besser gemacht – mit dem HIT-HP High Performance.

Verbesserte Wärmedämmung Der neue HIT-HP kommt ohne Drucklager und Querkraftstäbe aus. Stattdessen verwenden wir modernste Druck-Schub-Lager aus einem ultra-hochfesten, faserbewehrten Mörtel.

Kraftvolle ElementeDie HIT-HP-Elemente sind jetzt noch stärker. Sie können ab einer Deckenstärke von 16 cm bis zu 160 kN/m Quer-kraft übertragen.

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Einfacher EinbauBei der Montage von oben stören keine herausragenden Stäbe.

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100 cm ModulSichere PlanungDie Planungssicherheit ist gewähr-leistet, da keine Begrenzung der Querkrafttragfähigkeit durch Zusatz-nachweise der Planer notwendig ist.

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Zum Titelbild Zum ersten Mal in der Entwicklungzum technischen Erdbebenschutz habenIngenieure ein historisches Gebäude von über4600 m2 Nutzfläche nachträglich durch einTilgersystem vor den Auswirkungen von Bebengeschützt. Ein solches System schützt nun denPalatul Victoria, der Sitz der rumänischenRegierung in Bukarest. Ein Tilgersystem bestehtaus fünf Betonblöcken auf Gleitlagern mit jeweilseinen Gewicht von 95 t, kombiniert mit je 16Federelementen und vier Dämpfern. Im Erdbeben-fall wird die Schwingungsenergie durch dieRelativbewegung zwischen Gebäude undSchwingungsmasse reduziert.

Inhalt Bautechnik 1/12

SCHWERPUNKT Bauen im Bestand

G. Eisele1 Editorial

FACHTHEMEN

F. Stauder, M. Wolbring, J. Schnell3 Bewehrungs- und Konstruktionsregeln des Stahlbetonbaus

im Wandel der Zeit

H. Koch, W. Seim15 Untersuchungen an traditionellen Holzverbindungen –

Der abgestirnte Zapfen

W. Rug, F. Thoms, U. Grimm, G. Eichbaum, S. Abel26 Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit von verzahnten Balken

BERICHTE

N. Müller37 Gründungssanierung der Stadtkirche in Dinslaken

R. Welter48 Verstärken mit CFK-Lamellen

FREIE THEMEN

FACHTHEMA

D. Proske58 Vollprobabilistische Ermittlung der Fragility-Kurve einer

Stahldruckschale bei Wasserstoff-Deflagration

BERICHT

V. Schmid, D. Zauft68 Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten und Holz

für einen Lehr- und Forschungspavillon in Berlin

73 BAUTECHNIK aktuell

79 VERANSTALTUNGSKALENDER

A4 Produkte & Projekte

89. JahrgangJanuar 2012, Heft 1ISSN 0932-8351 (print)ISSN 1437-0999 (online)

Peer-reviewed journalBautechnik ist ab Jahrgang 2007 bei Thomson ReutersWeb of Knowledge akkreditiert.

Impact Factor 2010: 0,141

Aus Wiley InterScience wird Wiley Online Library

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www.wileyonlinelibrary.com, die Plattformfür das Bautechnik Online-Abonnement

A4 Bautechnik 89 (2012), Heft 1

PRODUKTE & PROJEKTE

„Customized Living“ ist zentrales Themader DOMOTEX 2012

Vom 14. bis 17. Januar präsen-tiert die weltgrößte Messe fürTeppich- und Bodenbeläge dieBodentrends der Saison2012/2013. Die DOMOTEXist Business-Plattform undFachmesse für Bodendesignzugleich und damit in diesem

Jahr der wichtigste Termin der internationalen Teppich- undBodenbelagsbranche.

Unter dem Motto „Customized Living“ zeigen 1.400 Ausstelleraus über 60 Ländern ihre neuen Kollektionen und Designent-wicklungen. Die internationalen Besucher erhalten einen um-fassenden Überblick des Weltmarktangebots an Teppichen undBodenbelägen, denn 83 % der Aussteller kommen aus demAusland.

Der Trend zur Individualisierung ist einer der Megatrends unse-rer Zeit und hat großen Einfluss auch auf die Innenraumgestal-tung. Teppiche und Bodenbeläge bieten nahezu unbegrenztenGestaltungsspielraum und entsprechend bieten immer mehrUnternehmen maßgeschneiderte Produkte an.

Hochwertiger Boden für hochwertigeProdukte

Industrieböden aus Beton unterliegen den unterschiedlichstenAnforderungen hinsichtlich Lastaufnahme und Oberflächengestal-tung. Entscheidender Aspekt ist die technische Gebrauchstauglich-keit, d.h. die Anforderung an den Baustoff Beton oder Stahlbeton.Besondere Anforderungen an die optische Gestaltung können ge-wünscht oder erforderlich sein. Schon in der Planungsphase undauch in der baubegleitenden technischen Abstimmung sind dieVorgaben festzulegen, die anschließend auf der Baustelle in derAusführung umzusetzen sind – so geschehen beim Neubau derGewürzproduktion der allseits bekannten Fa. Fuchs Gewürze.

Da der Standort der Fa. Fuchs Gewürze gemäß der Entschei-dung der Firmenleitung auf lange Sicht in Dissen (Niedersach-sen) verbleiben soll, waren Räume vor Ort zu schaffen, die eineProduktion und Auslieferung der Produkte für die Zukunftsicher stellen.

Folglich wurde frühzeitig mit den Planungen für einen Neubaumit einer Nutzfläche von ca. 31.000 m2 begonnen. Da es sichum die Entwicklung hochwertiger Produkte aus dem Lebensmit-telbereich (Gewürze) handelt, ergaben sich sehr hohe Anforde-rungen an die Oberfläche des Industriebodens, insbesondere

hinsichtlich Ebenheit und Reinigungsmöglichkeiten. Wegen derOrientierung auf künftige Entwicklungen und heute noch nichtbekannte oder festgelegte Maschinenstandorte waren flexibleBelastungsmöglichkeiten und in allen Teilen hohe Tragfähigkeitdes Bodens Wunsch des Kunden.

In vielen Planungsgesprächen, wurden die Anforderungen offendiskutiert und letztlich eine Ausführungsart festgelegt. Die Be-tonsohle sollte folgenden Aufbau erhalten:

Ferner stellt der Wood Flooring Summit Hartbodenbeläge imRahmen der DOMOTEX besonders in den Fokus und verbindetdie Standpräsentationen der Aussteller mit zentralen Informa-tions- und Eventflächen in der Halle 9.

Auch hat die Messe die Funktionen der Ausstellerdatenbank aufwww.domotex.de deutlich erweitert. DOMOTEX-Ausstellerkönnen nun detailliertere Firmen- und Produktinformationen,Fotos, Logos, Anwendungsbeispiele und vieles mehr einstellen.Ziel ist eine umfassende Unternehmens- und Produktdarstel-lung. Der Besucher kann nicht nur seinen Messebesuch nochzielgerichteter planen, sondern sich ganzjährig über bestimmteProdukte oder Anbieter gezielt informieren.

Mit dem neuen „Match and Meet“-Service werden DOMOTEX-Aussteller und -Besucher über das Internet gezielt zusammenge-führt und DOMOTEX2go liefert die wichtigsten Online-Funk-tionen des DOMOTEX-Webauftritts für Handys und Smart-phones. Darüber hinaus zeigt der Messeguide einen interaktivenGeländeplan inklusive Wegbeschreibungen. Die Anwendung istunter www.domotex2go.de abrufbar und steht im App-Store vonApple kostenfrei zum Download bereit.

Weitere Informationen:Deutsche MesseMessegelände, 30521 HannoverTel. (05 11) 89-0, Fax (05 11) 89-3 26 [email protected], www.domotex.de

Bild 1 Da es sich um die Entwicklung hochwertiger Produkte aus demLebensmittelbereich (Gewürze) handelt, …

BODENBELÄGE

– Einpflege, im laufenden Betrieb Unter-haltsreinigung.

– Betonsohle in einer Stärke d = 25 cm(24+1), Beton C 30/37, Oberflächevorbereitet für die Aufnahme des Ver-bundestrich im „frisch-auf-frisch-Ver-fahren“.

– Bewehrung nach statischen Erforder-nissen, für eine flexible Belastung, ohnesicht- und wahrnehmbare Fugen undfür eine Begrenzung der Rissbreite.Listenmatten, 2 Lagen, Bewehrungsstä-be D = 10 mm, e = 75-100 mm.

– Trennlage zwischen Betonsohle undTragschicht, 1 Lage PE-Folie.

Weitere Informationen:GORLO Industrieboden GmbH & Co.KGBuddestraße 12, 33602 BielefeldTel. (0521) 966 27-0, Fax: (0521) 966 [email protected],www.gorlo-industrieboden.de

– Hartstoff-Industrieestrich gemäß DIN18560, Teil 7, Stärke 10 mm, als Ver-bundestrich „frisch-auf-frisch“, Oberflä-che geglättet, gebrauchsfertig für dieNutzung.

– Ebenheit für erhöhte Anforderungennach DIN 18202, Tabelle 3, Zeile 4.

– Zwei Nassschleifgänge im Kreuzgang(Schonendes Abtragen der aufliegen-den Zementschlämme).

Gießharz zur schnellen Bodenreparatur

Mit SRS 52 bietet Silikal ein vielseitig verwendbares Zwei-Komponenten-Methacrylatharzzum Vergießen, Verkleben und Reparieren von mineralischen Untergründen im Innen- undAußenbereich an.

SRS 52 wurde von Silikal eigens für dieschnelle Reparatur von Rissen, Fugenund Hohlstellen im Bodenbereich entwi-ckelt. Das gießfähige Reaktionsharz repa-riert Schadstellen in Estrichen oder Be-tonböden dauerhaft, zuverlässig undohne großen Aufwand. Das dünnflüssigeZwei-Komponenten-Methacrylatharz gibtes im handlichen Set. Entsprechend vor-

bereitete Schadstellen werden ausgegos-sen und sind bereits nach etwa einerStunde ausgehärtet und voll belastbar.SRS 52 kann dabei sowohl im Innen- wieim Außenbereich verarbeitet werden.

Das Zwei-Komponenten-System eignetsich ausgezeichnet für ein

– kraftschlüssiges Verharzen von Rissenund Fugen in Estrichen und Beton

– Vergießen und Injizieren von Hohlstel-len bei Verbundestrichen

– Verfüllen breiter Risse mit Zusatz vonQuarzsand

– Vergießen von Hohlstellen– Versiegeln von Estrich- und Betonober-

flächen

SRS 52 ist wasser-, chemikalien- undfrostbeständig. Das kalthärtende Metha-crylatharz (MMA) lässt sich bereits ab 0°Celsius verarbeiten. Und schon kurzeZeit nach der Sanierung kann der Bodenmit Fliesen, Parkett, Laminat oderTeppichboden belegt werden.

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und geringe Flächengewichte realisieren

Bild 2 … ergaben sich sehr hohe Anforderun-gen an die Oberfläche des Industriebo-dens, insbesondere hinsichtlich Ebenheitund Reinigungsmöglichkeiten

Risse im Estrich oder in Betonböden lassen sichschnell und dauerhaft ausbessern mit dem Zwei-Komponenten-System „SRS 52“ von Silikal

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BODENBELÄGE

Emissionsminimierte, AgBB-zertifizierteBodenbeschichtungen

In Räumen, in denen sich Menschen aufhalten, dürfen nur emis-sionsminimierte, zugelassene Bodenbeschichtungen verarbeitetwerden. Das gilt auch für Hobbyräume im Keller.

Die emissionsminimierten, AgBB-zertifizierten Bodenbeschich-tungen aus dem „PrimaKlima“ Sortiment von Caparol erfüllendiese Anforderungen. Sie sind vom TÜV gemäß AgBB-Kriteriengeprüft und werden jährlich auf die Einhaltung der Grenzwertehin überwacht. Somit sind sie für klassische Wohn- und Aufent-haltsräume freigegeben, in denen sich Personen besonders langeaufhalten. Mit diesem Sortiment sind Verarbeiter auf der siche-ren Seite.

Wenn der Kellerraum zum Aufenthaltsraum wird

Häufig ist nicht bekannt, dass in Aufenthaltsräumen generellnur noch zugelassene, emissionsminimierte Bodenbeschichtun-gen eingesetzt werden dürfen. Und ein Kellerraum ist dann einAufenthaltsraum, wenn er als Werk- oder Arbeits- oder Hobby-raum genutzt wird und sich Personen dort längere Zeit aufhal-ten. Wer sicher sein möchte, verwendet daher auch im Kelleremissionsminimierte, zugelassene Bodenbeschichtungen.

Welche Produkte sind zugelassen? Die Zulassungspflicht fürBauprodukte in Innenräumen ist in der Bauregelliste B, Teil 1gemäß EN 13813 vom März 2009 geregelt. Demnach sindBodenbeschichtungen für Aufenthaltsräume zulässig, die nachdem AgBB-Schema geprüft und vom DIBt (Deutsches Institutfür Bautechnik) zugelassen sind. Der AgBB (Ausschuss zurgesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) hat einheit-liche Prüfkriterien erarbeitet sowie ein Bewertungsschema fürVOC-Emissionen aus innenraumrelevanten Bauprodukten ent-wickelt. Diese dienen als Vorlage für eine europäische Regelungund bilden die Grundlage für eine einheitliche Bewertung vonBauprodukten in Deutschland.

DIBt-Zulassung nur für Systeme

Nach den Vorgaben des DIBt können nur Systeme, also Grun-dierung + Beschichtung + ggfls. Versiegelung eine allgemeinebauaufsichtliche Zulassung erhalten. Die Zulassung erfolgt,wenn die Messung der Raumluft nach aufgebrachter Beschich-tung nach drei und 28 Tagen die Grenzwerte einhält. Gemessenwird die Menge der emittierten gesundheitsgefährdenden Stoffe.Nur wenn eine Beschichtung diese Prüfung besteht, darf sie alsemissionsminimiert angeboten werden.

Ob auf Beton oder Zementestrich, als rutschfeste Hartkorn-schicht oder als wasserdampfdiffusionsfähige Beschichtung – bei

den emissionsarmen Beschichtungen aus dem „Prima-Klima“-Sortiment findet sich für jeden Anwendungsbereich und Unter-grund die passende Bodenbeschichtung – von Garage und Kel-ler bis ins Kinderzimmer. Mit Disbopox 447 E.MI Wasserepoxidlassen sich sogar Wände gestalten.

Mehr Informationen über das innovative Produktsortimentfinden Sie in der Broschüre „6 für alle Böden“, die unter Anga-be der Artikelnummer 866058 beim Caparol Werbemittelservice([email protected]) kostenlos bestellt werdenkann.

Weitere Informationen:Deutsche Amphibolin-Werke von Robert Murjahn Stiftung &Co KGGeschäftsbereich CAPAROL Farben Lacke BautenschutzRoßdörfer Straße 50, Industriegebiet 1, 64372 Ober-RamstadtTel. (06154) 71-0, Fax (06154) [email protected], www.caparol.de

Bild 1In Räumen, in denensich Menschen aufhal-ten, dürfen nur emis-sionsminimierte zuge-lassene Bodenbe-schichtungen zumEinsatz kommen. Mitdem „Prima Klima“-Sortiment sind Verar-beiter auf der sicherenSeite

Bild 2 Wie aus einem Guss: Boden und Wand dieser Radiologischen Praxissind mit Disbopox 447 E.MI Wasserepoxid in Gelb beschichtet.Im Empfangsbereich wachsen mit weißem Textil bespannte Leuch-ten wie Blütenkelche aus dem Boden

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Unbedenkliche Bodenbeschichtungen in Kindergärten und Schulen

Baumaterialien, die in Kindergärten, Kindertagesstätten oder schulischen Einrichtungeneingesetzt werden, können Schadstoffe enthalten. Beispielsweise gefährliche Phenolver-bindungen, die sich negativ auf die Gesundheit auswirken – besonders aber auf die vonKindern und Jugendlichen.

Phenole sind zwar nicht grundsätzlichgesundheitsgefährdend, aber äußerstbedenklich, wenn sie in Leimen undKlebstoffen enthalten sind. Dort werdensie aufgrund ihrer Bakterien und Pilzabtötenden Wirkung als Konservierungs-stoffe verwendet. Werden diese Stoffe zurHerstellung oder zur Applikation vonBaumaterialien benutzt, kann es überlängere Zeiträume hinweg zu giftigenAusgasungen kommen.

In den 1950er bis 1970er Jahren kamenvor allem in der ehemaligen DDR Boden-belagskleber auf Basis phenolhaltigerKlebstoffe zum Einsatz. Auf Phenolharz-basis hergestellte Klebstoffe sind bisheute Auslöser gravierender Gesundheits-gefährdung. Viele öffentliche Einrichtun-gen wie Kindertagesstätten, Schulen undSporthallen sind noch immer mit Pheno-len belastet. Neben starker Geruchsbeläs-tigung sind vor allem Übelkeit, Kopf-schmerzen und Hautreizungen die Folge.Auch das Entfernen der alten Bodenbelä-ge löst unangenehme Gerüche sowieschädliche Emissionen aus.

Äußerst emissionsarmeBeschichtungslösungen

Die äußerst emissionsarmen Boden- undWandbeschichtungen von Sika Deutsch-land sind eine hochwertige und gesund-heitlich unbedenkliche Alternative für die

Sanierung und den Neubau von öffentli-chen Gebäuden. Die Sika-ComfortFloorBöden auf 2-komponentiger Polyurethan-basis sind in allen Varianten frei vonPhenolen und Lösemitteln, sind VOC-emissionsarm und nach den gültigenAgBB-Prüfkriterien überwacht. Aufgrundder fugenlos herstellbaren Bodenflächeund ihrer Reinigungsfreundlichkeit sindsie zudem äußerst hygienisch.

Doch nicht nur der gesundheitliche As-pekt spricht für den Einsatz dieser Bödenin Kindergärten und Schulen. Sie sindzudem sehr wirtschaftlich, beständig unddekorativ. Vor allem aber bieten sie mitihrem breiten Farbspektrum eine Vielfaltan Gestaltungsmöglichkeiten. Die inno-vativen Beschichtungen ermöglichen –besonders in öffentlichen Einrichtungenfür Kinder und Jugendliche – eine kreati-ve und individuelle Raumgestaltung.

Vier Varianten für Gesundheitsschutz undeine schöne Optik

Die Sika-ComfortFloor Bodenbeläge sindin vier verschiedenen Systemausführun-gen erhältlich: Sika-ComfortFloor, Sika-ComfortFloor Pro, Sika-ComfortFloorDecorative und Sika-ComfortFloorDecorative Pro.

Bei allen Varianten erfolgt auf dem Be-tonuntergrund zunächst eine Grundie-

Bild 2 Neben starker Geruchsbelästigung sindvor allem Übelkeit, Kopfschmerzen undHautreizungen die Folge von phenolhalti-gen Baustoffen. Immer noch sind vieleöffentliche Einrichtungen mit Phenolenbelastet. Auch das Entfernen der altenBodenbeläge löst schädliche Emissionenaus.

Bild 1 Schädliche Substanzen wie Phenole inBaumaterialien bergen gesundheitlicheRisiken durch toxische Ausgasungen.Kinder und Jugendliche sind besondersgefährdet, wenn diese Baustoffe inKindergärten, Kindertagesstätten oderschulischen Einrichtungen verbautsind.


BODENBELÄGE

rung mit dem Epoxidharzbindemittel Sikafloor-161. Die ein-fachste und wirtschaftlichste Beschichtung ist Sika-Comfort-Floor. Nach der Grundierung folgt hier die Beschichtung mitdem dekorativen, hochelastischen Sikafloor-330 sowie einematte, pigmentierte Versiegelung mit Sikafloor-305 W. Die er-weiterte Variante Sika-ComfortFloor Decorative zeichnet sichzusätzlich durch eine hohe UV-Beständigkeit durch die Sika-

floor-300 N-Beschichtung aus. Optional können Colorchipseingestreut werden. Versiegelt wird anschließend mit Sikafloor-304 W.

Die beiden anderen Varianten, Sika-ComfortFloor Pro und Sika-ComfortFloor Decorative Pro, unterscheiden sich durch diejeweils zwischen Grundierung und Beschichtung integrierteDämm-Matte Sikafloor-Comfort Regupol 4580. Diese führt zueiner verbesserten Wärmedämmung, erhöht den Gehkomfortund bringt zusätzlich die erwünschte Lärmreduktion in starkfrequentierten Bereichen. Die zusätzliche Wärmedämmungfördert die Energieersparnis, da weniger geheizt werden muss.Alle Systeme sind durch ihre hohe Qualität und damit verbun-dener Langlebigkeit – auch in stark frequentierten Bereichen –auf Nachhaltigkeit ausgelegt.

Weitere Informationen:Sika Deutschland GmbHKornwestheimer Straße 103-107, 70439 StuttgartTel. (0711) 8009 0, Fax (0711) 8009 [email protected], www.deu.sika.com

Broschüre „Moderne Raumgestaltung mit Funktionalität undÄsthetik“

Sika hat die zum Thema passende Broschüre „ModerneRaumgestaltung mit Funktionalität und Ästhetik“ im Ange-bot. Sie bietet einen Überblick über das vollständige Port-folio der Sika Deutschland GmbH im Bereich dekorativeBoden- und Wandbeschichtungen. Nicht nur repräsentativeFußbodensysteme werden vorgestellt, sondern auch dekora-tive Wandbeschichtungen für den Einsatz im modernenHochbau. Die Broschüre kann direkt bei Sika unter der E-Mail-Adresse [email protected] angefordert oder von derInternetseite als PDF-Datei kostenlos heruntergeladen wer-den.

Bild 4 Nicht nur die vollständige Schadstofffreiheit ist ein Kriterium für denEinsatz von ComfortFloor-Systemen – sie sind darüber hinaus sehrwirtschaftlich, beständig und dekorativ. Vor allem aber bieten sie mitihrem breiten Farbspektrum eine Vielfalt an Gestaltungsmöglichkei-ten. Sie ermöglichen besonders in öffentlichen Einrichtungen fürKinder und Jugendliche eine kreative und individuelle Raumgestal-tung.

Bild 3 Die Bodenbeschichtungssysteme ComfortFloor aus Polyurethan vonSika Deutschland sind gesundheitlich vollkommen unbedenklich. Siesind frei von Phenolen und Lösemitteln, VOC-emissionsarm und nachden gültigen AgBB-Prüfkriterien überwacht. Aufgrund der fugenlosherstellbaren Bodenfläche und ihrer Reinigungsfreundlichkeit sindsie zudem äußerst hygienisch.

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Werkstoff Beton so interessant für den Einsatz im Industriebodenbau.

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Gehärteter Betonboden senkt Lebenszykluskosten

Das größte Objekt, das in den USA je das begehrte Nachhaltigkeits-Zertifikat „LEED Gold“erhalten hat, gehört der TBC Tire Corp. in South Carolina. Im Logistikzentrum des Reifen-dienstleisters werden täglich bis zu 40.000 Reifen bewegt. Die dafür genutzte Betonfläche(100.000 m2) wurde mit ASHFORD FORMULA® vergütet.

Bad Düben, seit 12 Jahren als autorisier-ter Anwender des Herstellers CurecreteChemical Company, Springville(Utah/USA).

Weitere Informationen:Norsa GmbHSchmiedeberger Str. 55, 04849 Bad DübenTel. (034243) 33 33 0, Fax (034243) 33 33 [email protected], www.ashfordformula.de

Das mit dem Schadstofffrei-Prüfsiegel desTÜV München zertifizierte Liquid be-wirkt im Innern der Betonoberflächeeinen katalytischen Kristallisationspro-zess, wie er in der Natur bei Diamantenvorkommt. Aufwändige Nachbehandlun-gen oder Rekonstruktionen des Bodensentfallen. Die einmalige Anwendunggenügt für die gesamte Lebensdauer desBetons. Sie kann sowohl auf frischen alsauch auf gebrauchten Betonflächen erfol-gen. Die Böden bleiben dauerhaft abrieb-und staubfest sowie pflegeleicht. Ihrmatter Glanz wirkt ästhetisch anspre-chend; da sie Licht reflektieren, sinkt derBeleuchtungsaufwand.

Auch zahlreiche deutsche Bauherrenbzw. Objektbetreiber, z. B. REWE,Edeka, DHL oder das Ozeaneum inStralsund, haben sich für diese unkompli-zierte und kostengünstige Art der Beton-boden-Härtung entschieden. ASHFORDFORMULA® – vertreten in mehr als 60Ländern – gilt laut eigener Aussage welt-weit als Marktführer in der chemischenBetonverdichtung. Langzeitreferenzenreichen bis zu 50 Jahre zurück. InDeutschland agiert die Norsa GmbH,

Im Logistikzentrum des Reifendienstleisters TBCTire Corp. in South Carolina wurden 100.000 m2

Betonfläche mit ASHFORD FORMULA® vergütet.Aufwändige Nachbehandlungen oder Rekonstruk-tionen des Bodens entfallen (Foto: Leslie Burden. Abdruck mit Erlaubnis von “Charleston Regional BusinessJournal”)

Gleichbleibend gute Transportbetonqualitätfür 18.400 m2 Logistikfläche

In Kandel bei Karlsruhe entsteht auf einem 12 ha großen Grundstück die zweite Lagerhalleder Firma Gazeley Germany GmbH mit insgesamt 18.400 m2 Logistikfläche. Für die Herstel-lung der Böden zeichnet die Firma Gorlo Industrieboden GmbH & Co.KG aus Bielefeld ver-antwortlich. Gemeinsam mit den Experten der Dyckerhoff Niederlassung Saar-Mosel wurdeim Vorfeld ein Rezeptur- und Logistik- Konzept für die Lieferung hochwertigen Transportbe-tons erstellt. Durch diese enge Zusammenarbeit konnten die hohen Anforderungen an einegleichbleibend gute Qualität der Böden und Oberflächen erfüllt werden.

Die fertigen Böden sollten die folgenden,unterschiedlichen Ansprüche erfüllen:

– Sie müssen der ständigen Belastungdurch schwere Maschinen, wie Gabel-stapler oder Hubwagen standhalten.

– Sie sollen widerstandsfähig gegenüberherabfallenden Gegenständen sein.

– Durch eine geringe Zahl an Fugensollten Fahrgeräusche weitestgehendeliminiert und die mechanische Belas-tung für Maschinen minimiert werden.

– Um Reinigungskosten niedrig zu hal-ten, muss der Boden leicht zu säubernsein.

– Im Speziellen besteht für die Ebenheitdes Bodens eine Anforderung auf Basis

Bild 1 Fugenabsteller


BODENBELÄGE

der DIN-Norm 15185. Maßgebend sind hier die Grenzwerteder Zeile 3.

All diese Vorgaben stellten hohe Anforderung an die logistischePlanung und die eingesetzten Baustoffe, sowie an den Einbauder Flächen. Gemeinsam mit unserem Bauberater und der Prüf-stelle von Dyckerhoff Beton erstellten die Bauleiter der FirmaGorlo Industrieboden GmbH einen Qualitätsplan. Durch diesenkonnten Schwierigkeiten ausgemacht und mögliche Problemeschon im Vorfeld gelöst werden.

Zunächst entschieden sich die Bauleiter in enger Abstimmungmit Dyckerhoffs Beratern für den Einsatz eines StahlfaserbetonsC 30/37 unter Nutzung von Edelsplitt. Im Gegensatz zu demursprünglich geplanten Rundkorn (Mainmaterial) konnten mit-tels dieser Gesteinskörnung größere Schwankungen der Kern-feuchte und des Saugverhaltens vermieden und die Rezepturbesser ausgesteuert werden. Damit wurde eine sehr hoheGleichmäßigkeit der ausgelieferten Betonrezeptur gewährleistet,die eine Voraussetzung für die Erreichung der geforderten Eben-heit des Bodens war.

Die eingesetzte Rezeptur bot aber auch noch weitere Vorteilefür den Kunden und sicherte die Erfüllung der Anforderungen:

– Durch die Verwendung eines Stahlfaserbetons konnte aufeine konventionelle Bewehrung des Industriefußbodens ver-zichtet werden.

– Die Stahlfasern erhöhen außerdem die Schlagzähigkeit desBodens und machen ihn so unempfindlicher gegenüber punk-tuellen Belastungen durch herabfallende Gegenstände.

– Die geringe Fugendichte und hohe Ebenheit des Bodens senktdie Kosten für die Wartung und für Verschleißteile an Fahr-zeugen, wie beispielsweise Gabelstaplern und minimiert deut-lich störende Vibrationen und Fahrgeräusche.

– Die Rezeptur wurde auch hinsichtlich der Helligkeit des ferti-gen Bodens optimiert. Ein heller Industrieboden ermöglichtdeutliche Energieeinsparungen bei der Hallenbeleuchtung.

– Nach dem Einbringen des Betons ist keine aufwendige Nach-behandlung erforderlich. Nach dem Glätten durch einen

„Laser Screed“ genügt eine Folienabdeckung, die der Aus-trocknung des Betons entgegenwirkt. So können die folgen-den Arbeitsschritte früher begonnen werden, was sich wieder-um positiv auf die Gesamtbauzeit auswirkte.

Ein entscheidender Punkt für die Gewährleistung einer gleich-bleibend guten Transportbetonqualität war die Lösung logisti-scher Probleme. Um eine gleichbleibende Verdichtungsfähigkeitund Verarbeitbarkeit des Betons zu ermöglichen und um derBildung von Inhomogenitäten, Farbverschiebungen und Un-ebenheiten entgegen zu wirken, mussten Variablen wie

– Fahrzeiten der Fahrmischer– maximales Alter des Betons– Füllgrad der Fahrmischer– und Arbeitsleistung der Einbaukolonne

in die Planungen einbezogen werden. Es galt vor allem, eine„just in time“-Lieferung zu realisieren und lange Wartezeiten zuvermeiden. Bei der Größe der einzelnen Betonierabschnittekonnte nur so für die erforderliche Homogenität und für eineausreichende Nachbehandlung des Betons gesorgt werden.Beide Parameter sind Voraussetzung für die Dauerhaftigkeit desBetons und die Langlebigkeit und Ebenheit des Industriebodens.

Zur Qualitätssicherung während der Bauarbeiten wurden imliefernden Werk und direkt an der Baustelle regelmäßig Konsis-tenzproben entnommen und geprüft. Diese Maßnahmen ermög-lichten den Arbeitern auch einen reibungslosen Einbau ohnesich jeweils auf neue Gegebenheiten einstellen zu müssen. Sowurden gleichzeitig die Einbauzeit und der Personalbedarf redu-ziert.

Weitere Informationen:Dyckerhoff AGBiebricher Straße 69, 65203 WiesbadenTel. (0611) 676-0, Fax (0611) 676-10 [email protected], www.dyckerhoff.de

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Der Standard für nachhaltige Betonböden.

Bild 2 Glätten mit dem Laser Screed Bild 3 Der fertige Industriefußboden

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Bautechnik 89 (2012), Heft 1 A11

PRODUKTE & PROJEKTE PRODUCTS & PROJECTSBODENBELÄGE

Tekla Structures BIM (Building Information Modeling)-

Software bietet eine datenintensive 3D-Umgebung, die

von Bauunternehmern, Planern, Konstrukteuren und

Fertigungsbetrieben sowohl im Stahl- als auch Betonbau

gemeinsam genutzt werden kann. Tekla ermöglicht besseres

Bauen und eine optimale Integration bei Projektmanagement

und -auslieferung.

Karl-Heinz,

Bauunternehmer

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Fertigteilbauer

Birgit,Ingenieurin

Bernd,

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Experten aus verschiedenen Disziplinen sind mit der

Herausforderung konfrontiert, in der Planung

miteinander detailliert zu kommunizieren und

übereinzustimmen. Sie brauchen ein Tool, das eine

effektive Datenzentralisierung und -überprüfung in allen

Phasen des Bauprojektes ermöglicht. Durch die Arbeit an

ein und demselben Tekla-Modell stehen allen Partnern

die aktuellsten Baudaten zur Verfügung, in Echtzeit.

BIMFORMATIONMANAGEMENT

Fußgängerbrücke über Nacht saniert

Das Rotmain-Center bietet seinen Kunden vom gleichnamigen Park-haus einen Zugang über eine freitragende Brücke. Freitag abends –kurz nach Ladenschluss – begann die Sanierung der Gehwegflä-chen mit dauerflexiblen PMMA-Harzen aus dem Hause WestWood.Die fünf Arbeitsschritte dauerten weniger als sieben Stunden, so-dass die Besucher ohne Beeinträchtigung am nächsten Morgenihren gewohnten Weg ins Einkaufszentrum wieder nutzen konnten.

Als Lauffläche der überdachten ca. 3 m breiten und 30 m langenStahlkonstruktion dient eine Betonplatte, die im Sinne einer„verlorenen Schalung“ aus Trapezblechen vor Ort erstelltwurde. Der darauf befindliche Estrich wurde in den vergange-nen Jahren mit mineralischen –, PU- und Epoxi-Systemen be-schichtet. Jedoch hielt keine der Lösungen den auftretendenSchwingungen durch Fußgängerverkehr dauerhaft stand.

Drei Dinge sprachen für das empfohlene Weproof System 5:1. die dauerhafte Flexibilität auch im Tieftemperaturbereich

(–20 °C) 2. die mechanische hohe Beständigkeit und 3. die kurzen Reaktionszeiten, für eine Sanierung über Nacht.

Sanierung in sieben Stunden

Die Fachverleger des spezialisierten Unternehmens KRATECBausanierungs GmbH aus Weismain entfernten wenige Tage vorder Nachtaktion die Altbeschichtungen. Somit musste am Frei-tag Abend der Estrich nur kurz übergeschliffen, gefegt und abge-saugt werden, um die oberflächige Verschmutzung zu entfernen. Um ca. 21:20 Uhr begann man mit der Grundierung der Flächemit dem Wecryl Primer 276, der filmbildend aufgebracht wurdeund für den Porenverschluss sorgt. Im Folgenden schloss sichdie Applikation der zweilagigen, vliesfreien Abdichtung fürrissgefährdete Flächen an, die auf Dauer eine für die Anforde-rungen ausreichende Rissüberbrückung von bis zu 2,0 mm ge-währleistet.

Um ca. 22:30 Uhr wurde zuerst die rote Flexschicht (WeproofFlex RR 354) per Zahnrakel aufgezogen und mit einer Stachel-

Bild 2Bereits eine Stundenach Aufziehen desmechanisch hoch be-ständigen Strukturbelagskann die Brücke für denVerkehr frei gegebenwerden.Fo

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Bild 1Verlegen der zweilagi-gen, vliesfreien Ab-dichtung (hier roteFlexschicht) auf derfreitragenden Fußgän-gerbrücke des Rotmain-Centers.


BODENBELÄGE

walze entlüftet und verschlichtet. Um ca. 0 Uhr folgte die Verle-gung der grünen Fixierschicht (Weproof Fix RR 359) nach dergleichen Vorgehensweise. Diese kurz aufeinander folgendenArbeitsschritte sind nur möglich, da sämtliche PMMA-Harzenach ca. 20 bis 30 Minuten ausreagiert und überarbeitbar sind.

Um ca. 01:15 Uhr zogen die Fachverleger die abschließendeVerschleißschicht in Form des mechanisch hoch abriebfestenWecryl Strukturbelags auf. Hierbei wurde für eine optisch ein-heitliche und pflegeleichte Oberfläche mit einem Flächenspach-tel gearbeitet.

Um ca. 02:45 Uhr – am frühen Samstag Morgen – wurde dieBrücke für den Verkehr wieder frei gegeben – ca. sieben Stun-den bevor die ersten Kunden des Rotmain-Centers eintrafen ...

Weitere Informationen:WestWood Kunststofftechnik GmbHAn der Wandlung 20, 32469 Petershagen (OT Lahde)Postfach 1102, 32458 PetershagenTel. (0 57 02) 83 92-0, Fax (0 57 02) 83 [email protected], www.westwood.de

Rutschsicherheit und Signalwirkung

Die Watco GmbH führt neue Produkte im Anti-Rutsch Sortiment ein.Neben selbstklebenden Bändern mit festem Gripp, reduzieren spe-zielle Kantenprofile das Risiko auszurutschen.

Selbstklebende, nachleuchtende Anti-Rutschbänder bieten sichals schnelle Lösung an, wenn es gilt, Gefahrenbereiche in dunk-ler Umgebung – wie beispielsweise Treppenabgänge oder Un-ebenheiten in Parkhäusern – zu kennzeichnen. Doch auch imHellen sind Markierungen häufig notwendig. Das Safety TapeNachleuchtend Schraffiert kann beides: Die gelben Rautenwarnen bei dämmrigen Lichtverhältnissen, die schwarzen beiTages- oder Kunstlicht.

Das Produkt soll haltbarer sein als Laminat, da Anti-Rutsch-schicht und Leuchtfolie nicht übereinander kleben, sondern festineinander integriert seien.

Speziell für öffentliche, stark frequentierte Gebäude wie Ein-kaufszentren oder Bahnhöfe wurde das „Safety Tape StarkerFußgängerverkehr“ entwickelt. Die gröbere Körnung erhöht die

Widerstandskraft gegen Abnutzung, die eingestreuten Farbparti-kel sorgen für gute und dauerhafte Erkennbarkeit.

Rutschsicherheit und Signalwirkung in einem versprechen dievorgeformten Klebebänder Grip-Tritt 2 in 1. Sie eignen sich fürdas Markieren von Holz-, Beton- und Metallstufen. Mehr Si-cherheit versprechen die Grip-Tritt Kantenprofile, bei denen dieAnti-Rutschbänder auf einer gekanteten Aluminiumplatte aufge-klebt sind, die wiederum fest mit den Treppenstufen verschraubtwird. Bei der Variante Grip-Tritt Kantenprofile mit Warnhinwei-sen zeigen zusätzlich verschiedene Aufschriften wie „Vorsicht“,„Achtung Stufe“ oder „Achtung Rampe“ wo es besonders ge-fährlich werden könnte.

Weitere Informationen zu nachleuchtende Anti-Rutsch Bändernkönnen per E-Mail an Watco angefordert werden.

Weitere Informationen:Watco GmbHTalstrasse 27, 41751 ViersenTel. (021 62) 530 17 17, Fax (021 62) 530 17 [email protected], www.watcodirekt.com

Estrichbeschleuniger für hoheWirtschaftlichkeit ohne Qualitätsverlust

Schnelle Belegreife und hohe Verlegeleistung: Das sind auf jederBaustelle die ausschlaggebenden Faktoren bei der Estrichverle-gung. Beides gewährleisten Estrichbeschleuniger der„Powerscreed-Serie“ von MC-Bauchemie.

Ein traditionell zeitintensiver Arbeitsschritt ist die Estrichver-legung. Um in diesem Bereich die oftmals lange Trocknungszeitzu verkürzen, verfügen die flüssigen Estrichbeschleuniger der„Powerscreed-Serie“ von MC-Bauchemie über einen abgestimm-ten Wirkmechanismus zur Verkürzung der Austrocknungszeit.Herkömmlicher Zementestrich mit einer Dicke von 5 cm be-nötigt etwa sechs Wochen, bis er seine Belegreife erreicht. MC-Powerscreed sorgt dafür, dass diese Trocknungszeit auf bis zuvier Tage verkürzt werden kann – sofern die klimatischenRahmenbedingungen hergestellt werden, die eine schnelleTrocknung des Estrichs zulassen.

Zudem wird bei Powerscreed-Produkten durch Hydrophobie-rung ein starker Rückfeuchteschutz des Estrichs erzielt. Dabeiwerden die inneren Poren- und Kapillaroberflächen belegt unddiese dadurch wasserabweisend. Aufgrund der Tatsache, dassdie Poren und Kapillaren dabei aber nicht verschlossen werden,bleibt die Atmungsaktivität des Estrichs so gut wie unverändert.

Ein weiterer Vorteil: Durch den Einsatz von Powerscreed-Pro-dukten wird die Konsistenz des Estrichs nicht wesentlich beein-flusst. „Daher kann trotz der Verwendung eines Zusatzmittelseine bis zu 50 % höhere Verlegeleistung erzielt werden als beimGebrauch von herkömmlichen Estrichbeschleunigern. Das was-serähnliche Fließverhalten des Zusatzmittels ermöglicht zudemeine einfache und punktgenaue Dosierung der Estrichmischung.

Weitere Informationen:MC-Bauchemie Müller GmbH & Co. KGAm Kruppwald 1–8, 46238 BottropTel (02041) 101-50, Fax (02041) [email protected], www.mc-bauchemie.de

Powerscreed-Estrichbeschleuniger sorgen dafür, dass der Estrich leicht zuverarbeiten und zu glätten ist

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BODENBELÄGE

Optimal anpassbar Das Bodensystem MASTERTOP 1324 des BereichsPerformance Flooring der BASF kann optimal auf die Anforde-rungen verschiedenster Industrieböden angepasst werden.

MASTERTOP 1324 ist hoch abriebfest, beständig gegen eineVielzahl von Chemikalien und bei Bedarf sogar elektrostatischableitfähig. Das emissionsarme Allroundtalent auf PU-Basis iststatisch rissüberbrückend, schlagzäh und erlaubt, dank seinerhohen mechanischen Widerstandsfähigkeit, eine langjährigeNutzung bei hoher Frequentierung. Durch die flüssige Applika-tion können selbst komplizierte Grundrisse fugenlos beschichtetwerden. Unterschiedliche Rutschhemmstufen schaffen ein siche-res Arbeitsumfeld und minimieren das Unfallrisiko.

So findet MASTERTOP 1324 vielerlei Einsatz – beispielsweisein Transportfluren, Produktionsflächen, Umschlags- und Verla-deplätze, oder auch in Verkaufsräumen.

Ganz gleich welchen Bedürfnissen es gerecht zu werden gilt –MASTERTOP 1324 schafft die richtige Basis für einen sicherenund reibungslosen Betriebsablauf.

Weitere Informationen:BASF Bautechnik GmbH, Performance FlooringDr.-Albert-Frank-Straße 32, 83308 TrostbergTel. (0 86 21) 86 37 00, Fax (0 86 21) 86 37 03InfoPerformanceFlooring@BASF.comwww.PerformanceFlooring.BASF.de

Durch die flüssige Applikation von MASTERTOP 1324 können auch komplizier-te Grundrisse fugenlos beschichtet werden. (Foto: BASF)

Werkzeugindustrie: Broschüre dokumentiert Kennzahlen von 1972 bis 2010

Inland konnten durch verstärkte Exporte kompensiert werden.Auch die enthaltenen betrieblichen Kennzahlen aus FWI-inter-nen Umfragen wie z. B. zur Entwicklung der Beschäftigten-Struktur spiegeln den Anpassungsprozess der Unternehmen andie veränderten Rahmenbedingungen wider.

Das Buch (126 Seiten A4, Ringbindung) ist zum Preis von 80 €zzgl. MWSt. und Versand erhältlich beim FWI.

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Übersichtlich aufbereitete Kennzahlen aus fast 40 Jahren bietetdas vom Fachverband Werkzeugindustrie e. V. (FWI) in 3. Auf-lage neu herausgegebene Werk „Die deutsche Werkzeugindus-trie in Zahlen von 1972 bis 2010“.

In dieser Zeit hat die deutsche Werkzeugindustrie, die noch voneiner Vielzahl von kleinen und mittelständischen Unternehmengeprägt ist, die Wellenbewegungen der Konjunktur oft wesent-lich stärker erlebt als die Gesamtwirtschaft. Diese Entwicklungzeichnet die Broschüre nach.

Aufbereitete Zusammenstellungen von öffentlich verfügbarenZahlen wie z. B. zum Außenhandel mit Werkzeug zeigen denEinfluss der Globalisierung auf die deutsche Werkzeugindustrie:Durch steigende Importe seit 1972 verlorene Marktanteile im

Über Nacht sanierenBei der Sanierung von Verkehrswegen geht es um Haltbarkeit und Schnelligkeit. Somit rechnen sich unsere Flüssigkunststoffsysteme auf Basis von dauerhaft fl exiblen PMMA-Harzen für Sie doppelt.

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BAUEN IM BESTAND

Hohlraumauffüllung nachWasserrohrbruch

Ein Wasserrohrbruch in Herzogenrath hat zu einem Blitzeinsatz vonURETEK geführt. Zwar wurde die entsprechende Druckwasserlei-tung, die unterhalb der Straße liegt, innerhalb kürzester Zeit abge-dichtet. Doch Untersuchungen ergaben, dass es bei einem anliegen-den Wohn- und Geschäftshaus durch Ausspülungen zu Hohlräumenunterhalb des Kellerfußbodens und der Fundamente gekommen war.

Das betroffene Wohngebäude im Stadtteil Kohlscheid von Her-zogenrath bei Aachen stammt etwa aus dem Jahr 1920. Infolgeeines Wasserrohrbruchs auf der Anliegerstraße kam es zu star-

ken Ausspülungen unter den Fundamenten des Gebäudes sowiezu einer beträchtlichen Durchfeuchtung der Baukonstruktion.Zum Zeitpunkt der Voruntersuchungen zeigten sich zudemstarke Risse im Kellerfußboden, der dem Anschein nach nur ausca. 2 cm Estrich mit Ziegelbelag besteht. Das unterkellerteWohnhaus wurde vermutlich auf Streifenfundamenten gegrün-det.

Ein zügig durchgeführtes Bodengutachten des Diplom-GeologenJ. W. Josef Breuer brachte folgende Erkenntnisse: Unter denFundamenten, im oberen Bodenbereich bis etwa 1,10 m Tiefe,steht durchweg stark fein- bis feinstkörniges, sehr weiches Mate-rial an. Mit zunehmender Tiefe, ab etwa 3,80 m unter Oberkan-te Bürgersteig, nimmt die Konsistenz auf steif zu. Das durch dieLeckage austretende Leitungswasser drang im Bereich nebendem Abwasserrohr unterhalb des Kellerfußbodens in die lockergelagerten Verfüllbereiche ein und spülte das fein- und feinstkör-nige Bodenmaterial aus. Ein maroder Sickerschacht begünstigtedas Eindringen des Wassers. Der Kellerfußboden klang beiKlopfversuchen in großflächigen Bereichen hohl. So war Eilegeboten, um den Schaden nicht noch zu vergrößern.

Als Sanierungslösung schlug man eine Auffüllung der vorhande-nen Hohlräume mit Hilfe der URETEK-DeepInjection®-Metho-de vor. Damit sollten die Hohlräume aufgefüllt sowie ein durch-gehender Kraftschluss zwischen Fundamentsohle und Baugrundhergestellt werden. Dazu setzten die URETEK-Techniker vonaußen und vom Keller aus im Abstand von etwa 80 cm Bohr-löcher mit einem Durchmesser von 16 mm. In diese Bohrlöcherwurden Injektionslanzen bis ca. 2 m unter die Fundamentsohlegeführt. Durch die Lanzen presste man das Zweikomponenten-Expansionsharz in den Baugrund. Die Volumenvergrößerungder Harze bewirkte schließlich eine zunehmende Verdichtungdes anstehenden Bodens und eine Auffüllung der durch dieAusspülungen entstandenen Hohlräume.

Da die URETEK-Tiefeninjektionen sehr schnell durchgeführtwerden konnten und auch ebenso rasch das gewünschte Ergeb-nis erzielten, soll im Anschluss an diese Maßnahme auch mitder Sanierung des Nachbargebäudes begonnen werden. Dieseshatte ebenfalls durch den Wasserrohrbruch erheblichen Scha-den genommen.

Weitere Informationen:URETEK Deutschland GmbHWeseler Str. 110, 45478 Mülheim an der RuhrTel. (0208) 3773250, Fax (0208) [email protected], www.uretek.de

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Bauteilverstärkung mit Stahl- oderKohlefaserlamellen, Kohlefasersheetsoder Spritzbeton

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Bild 2 Das Ereignis hat auch auf der Straße seine Spuren hinterlassen. DasNachbargebäude (rechts im Bild) ist ebenfalls betroffen.

Bild 1 Infolge des Wasserrohrbruchs stand das Wasser circa 60 Zentimeterhoch. Hier sieht man bereits die Lanzen für die URETEK-Tiefeninjek-tionen.

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Umfassendes Dämmkonzept für Steinkohlekraftwerk Zolling

derungen. Um die Funktionalität über Jahre zu gewährleisten,musste ein Dämmkonzept erarbeitet werden, das speziell auf diejeweiligen Betriebszustände der Anlage zugeschnitten ist. So

Man wird in Deutschland in den kommenden Jahren nicht aufBrennstoffe wie beispielsweise Gas und Kohle verzichten können.Daher ist es neben dem Neubau nachhaltigerer konventionellerKraftwerke wichtig, bereits bestehende Kraftwerke für die Zukunft„fit“ zu machen. Denn Netzschwankungen aufgrund unbeständigerEinspeisung durch Solar- und Windkraftwerke müssen künftigazyklisch von Gas- und Kohlekraftwerken abgefangen werden.

Um Wirkungsgrad und Effizienz in der Stromerzeugung zusteigern, investierte der Energieversorger GDF SUEZ etwa80 Mio. Euro in die bisher größte Revision seines Steinkohle-kraftwerks im oberbayerischen Zolling. Dieses produziert jähr-lich bis zu 1,7 Mrd. kWh Strom und versorgt rund 425.000 Vier-Personen-Haushalte. Ziel der Instandhaltungsmaßnahmen wardie Optimierung der Prozessabläufe in den Anlagen.

Revision der Wärmedämmsysteme

Die Revisionsarbeiten an den Wärmedämmsystemen diverserKraftwerkskomponenten fielen in den Verantwortungsbereichder Gruppe G+H ISOLIERUNG. Sie zählten zu den wichtigs-ten Maßnahmen, denn eine einwandfrei funktionierende Isolie-rung mindert die Energieverluste und den CO2-Ausstoß, was zueiner Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades des Kraftwerkesführt.

Im ersten Schritt demontierte G+H die alte Isolierung an sämt-lichen Rohrleitungen und Behältern sowie am und im Dampfer-zeugerkessel, in der Dampfturbine und an den Sammlervorbau-ten. Auf die intensive Prüfung des Zustandes der verbautenMaterialien folgte schließlich die Montage nach neuen Dämm-konzepten, die der TÜV Süd entsprechend den Revisionsrichtli-nien vorab genehmigt hatte.

Dämmsysteme trotzen hoher Beanspruchung

„Das neue Dämmsystem unterliegt aufgrund der thermischenund dynamischen Beanspruchung höchsten technischen Anfor-

Injektion hinter Spundwänden

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Verpressung von Injektionsharzen und Acrylatgelen, sowie mineralischen Materialien

Bild 1 Das Steinkohlekraftwerk Zolling wurde einer Revision unterzogen

Bild 23D-Übersichtszeichnung derSammlervorbauten


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müssen beispielsweise die Temperaturen in den Rohren undAnlagen mit Hilfe der Isolierung stets auf gleichem Niveau ge-halten werden, um Wärmeverluste und Oberflächentemperatu-ren zu reduzieren und Mitarbeiter vor möglichen Verbrennun-gen zu schützen“, so Bauleiter Alexander Scheel von G+H.Gerade im Bereich der Dampfturbine muss die Isolierung einegrößtmögliche Elastizität bieten, um Dehnungen und Spannun-gen, die auf das Dämmsystem einwirken, ausgleichen zu kön-nen.

Für die Isolierung der Sammler und Rohrleitungen innerhalbdes Totraums setzte G+H eine aus keramischer und minerali-scher Wolle bestehende Mischdämmung ein. Außerdem wurdenzwischen den einzelnen Sammlern zusätzlich horizontale undvertikale Schottungen. Sowohl die konturfolgende Schottung alsauch die räumliche Trennung der Sammler wandte G+H aufBasis verschiedener Messreihen und Studien an, die das Unter-nehmen aufgrund lokaler Temperaturmaxima, ausgelöst durchStrömungsablösungen innerhalb des Sammlervorbaus, durchge-führt hatte. Strömungsgeschwindigkeiten werden durch dieseMaßnahmen erheblich reduziert, was nicht nur Verwirbelungen,sondern auch Wärmeverluste mindert. Aus dem Sammlervorbauaustretende Rohrleitungen versah G+H mit Kompensatoren,um Vibrationen und Längenänderungen ohne Dämmverlusteabzufangen. Mikroporöser Dämmstoff im Bereich der Federhän-ger ermöglicht zudem, dass Temperaturgefälle im System kleingehalten und Materialspannungen minimiert werden.

Spritzputzisolierung sorgt für konstante 552 °C

Eine effektive Wärmedämmung des Turbinengehäuses schaffteG+H durch das Verfahren der Spritzputzisolierung. Mit einerzwischen 200 und 350 mm dicken Ummantelung, die vor ein-

dringendem Öl und Wasser sowie mechanischer Beschädigungschützt, können die extrem hohen Temperaturen von bis zu552 °C im Innern der Turbine konstant gehalten werden. Auchdie äußere Oberflächentemperatur übersteigt die 60 °C durchdiese Maßnahme nicht. Aufgrund ihrer verfilzten Mineralfasernist die Spritzdämmung zudem hoch elastisch, so dass Dehnun-gen und mechanische Vibrationen ausgeglichen und Schwund-risse vermieden werden. Darüber hinaus wurden die Turbinen-einlassventile mit dreilagigen Isolierkissen aus Mineralwolleversehen sowie eine Hochtemperaturisolierung samt Alublech-verkleidung im Bereich der Überströmbögen installiert.

7.000 m2 Isolierung für erhöhte Effizienz und Flexibilität

Im Zuge der Revision wurde eine Fläche von insgesamt etwa7.000 m2 isoliert und ummantelt. Das trug entscheidend dazubei, dass die Anlage mit erhöhter Effizienz und Flexibilität inder Stromerzeugung wieder ans Netz ging. Die elektrische Net-toleistung erhöhte sich um 12 MW auf nun 461 MW, so dass mitca. 18.000 Haushalten eine große Kleinstadt zusätzlich mitStrom versorgt werden kann. Der Gesamtwirkungsgrad liegtnach der Modernisierung bei 42,3 % (hhhh = 0,423) – eineSteigerung von einem Prozentpunkt.

Weitere Informationen:G+H Isolierung GmbHBürgermeister-Grünzweig-Str. 1, 67059 Ludwigshafen, Tel. (06 21) 5 02-0, Fax (06 21) 5 02-59 9, [email protected], www.g+h.de

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Bild 3 Spritzputzisolierte Dampfturbine

Bild 3 Im Bereich der Federhänger kam mikroporöser Dämmstoff zumEinsatz


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Wohnqualität auf acht Etagen

Seit 40 Jahren steht das achtstöckige Wohnhaus mit den vier mar-kanten Balkonsträngen in der Schützenallee an Hannovers Stadt-rand. Um den Nutzern der 32 Wohnungen weiterhin Wohnkomfort zubieten und den Immobilienwert zu erhalten, waren umfassendeSanierungsmaßnahmen an den Balkonen nötig. Weil Triflex maßge-schneiderte Systemlösungen auch für komplexe Sanierungsaufga-ben bietet, lag der Einsatz des Balkon Abdichtungssystems TriflexBTS-P und des Balkon Beschichtungssystems BFS nah. Der ausfüh-rende Sanierungsspezialist Friedrich Bedachungen GmbH setzt seitvielen Jahren auf die Markenprodukte des Systemherstellers.

Unzureichende Abdichtungsarbeiten sorgten dafür, dass Undich-tigkeiten in den Balkonplatten die Bausubstanz anfällig mach-ten für eindringendes Wasser. Eine dauerhaft sichere Balkonab-dichtung erforderte die Anwendung hochwertiger Materialien.Dafür wurde die Friedrich Bedachungen GmbH mit der Durch-führung der Sanierungsarbeiten beauftragt. GeschäftsführerAndreas Friedrich hat langjährige Erfahrung mit den Produktenvon Triflex. Neben den sehr guten Verarbeitungseigenschaftendes Flüssigkunststoffs betont er die gute Detailabstimmungzwischen Planungsbüro, Triflex und seinem Unternehmen: „DerPlaner und Triflex hatten bereits sämtliche Details ausgearbeitetund ein umfassendes Leistungsverzeichnis der einzelnen Sanie-rungsmaßnahmen erstellt.“

Anpassung an unterschiedliche Nutzungsbedingungen

Da einige Balkone von den Hausbewohnern als Wohnraumgenutzt werden, war ein Abdichtungs- und Beschichtungssystemgefragt, das sich den unterschiedlichen Nutzungsbedingungenproblemlos anpasst.

Für eine bestmögliche Wohnqualität galt es, den Boden überden verglasten Außenbereichen besonders witterungsbeständigabzudichten, um den Innenbereich dauerhaft vor eindringenderFeuchtigkeit zu schützen. Für die offenen Balkone war eineFlächenbeschichtung ausreichend. Gleichzeitig sollte die Boden-oberfläche starker mechanischer Punktbelastung durch Garten-

Bild 1 Vier Balkonstränge kennzeichnen das Hochhaus am Stadtrand vonHannover, die der Sanierungsspezialist Friedrich BedachungenGmbH mit Triflex Flüssigkunststoff langzeitsicher abgedichtet hat.

Bild 2 Die Bewohner nutzen die Balkone zum Teil als Wohnraum. Für dieunterschiedlichen Nutzungsbedingungen bietet Triflex bedarfsge-rechte Abdichtungs- bzw. Beschichtungslösungen.


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den, wobei das Zurückgreifen auf eineneinzigen Hersteller die Planung des Bau-projekts erheblich vereinfachte.

Die Sanierungsfachleute der FriedrichBedachungen GmbH haben bereits lang-jährige Erfahrung mit den Produkten vonTriflex. „Regelmäßig finden Schulungenund Beratungen meiner Mitarbeiterdurch Triflex statt“, lobt GeschäftsführerFriedrich die Zusammenarbeit mit demSystemhersteller. „Zusätzlich gibt esspezielle Einweisungen bei neuen Pro-dukten.“

Nach dem Abbruch der Altbeschichtungund dem Abschleifen des Estrichs trugendie Fachverarbeiter zunächst die Grun-dierung Triflex Cryl Primer 276 auf. An-schließend dichteten sie die Anschluss-stellen mit der Detaillösung Triflex Pro-Detail ab. Nach der Applikation desAbdichtungssystems Triflex ProTerra überdem bewohnten Balkonraum erfolgte dieAufbringung der FlächenbeschichtungTriflex Cryl RS 233. Danach wurden dieBalkonböden mit Triflex Cryl Finish 205verschleißfest und rutschhemmend ver-siegelt. Zur Farbgestaltung erfolgte ab-schließend das Einstreuen von TriflexMicro Chips.

Die hohe Qualität der Triflex Systemlö-sungen, die sämtliche Anforderungen desBauvorhabens erfüllen, sowie die langjäh-rige Erfahrung des FachverarbeitersFriedrich Bedachungen mit den Produk-ten von Triflex garantierten einen effi-zienten und reibungslosen Ablauf derSanierungsmaßnahmen. Die Bewohnerdes Hochhauses an der Schützenalleekönnen sich fortan über einen zusätzli-chen und dauerhaften Wohnkomfort imAußenbereich freuen.

Weitere Informationen:Triflex GmbH & Co. KGKarlstraße 59, 32423 MindenTel. (05 71) 3 87 80-0, Fax (05 71) 3 87 80-7 38,[email protected], www.triflex.com

möbel standhalten. Da die Sanierungs-maßnahmen in den Wintermonaten statt-fanden, mussten die Abdichtungsprofisbei der Verarbeitung außerdem entspre-chende Witterungseinflüsse in Kauf neh-men.

Langzeitsicher geschützt

Während das Beschichtungssystem Tri-flex BFS grundsätzlich auf allen Balkon-flächen angewandt wurde, brachten dieFachverarbeiter über den bewohntenBereichen zusätzlich die vliesarmierteAbdichtungsschicht Triflex ProTerra auf.Das 2-komponentige Abdichtungsharzauf Polymethylmethacrylatbasis (PMMA)ist vollflächig vliesarmiert und erhältdadurch eine Flexibilität, die es Bewegun-gen aus der Bauwerkskonstruktionschadlos aufnehmen lässt. Zusammenmit der vliesarmierten Detaillösung Tri-flex ProDetail sorgt es für naht- und fu-genlose Übergänge selbst an den An-schlussstellen. Applizierbarkeit bis zu 0°C Untergrundtemperatur und kurze Aus-härtungszeiten von etwa einer Stundesowie hohe Witterungsbeständigkeit undstarke mechanische Belastbarkeit sindweitere Kriterien, die dafür sorgen, dassdie Balkone langzeitsicher vor Regen,Schnee und eindringender Feuchtigkeitgeschützt sind.

Vorteil durch Systemkompatibilität

Der Wechsel zwischen dem Balkon Ab-dichtungssystem Triflex BTS-P und demBalkon Beschichtungssystem Triflex BFSist aufgrund der Austauschbarkeit derSystemkomponenten problemlos mög-lich: Bei der Aufbringung der Beschich-tung wird einfach die vliesarmierte Ab-dichtungsschicht Triflex ProTerra wegge-lassen. Andreas Friedrich sieht darin denunschlagbaren Vorteil der Triflex Produk-te. Bei der gesamten Sanierungsmaßnah-me konnte mit abgestimmten System-komponenten von Triflex gearbeitet wer-

„Bautechnik“: 1976–1994 (gebunden)

„Beton- und Stahlbetonbau“: 1968–1973, 1975–2007 (gebunden); 2008: Hefte 1–12

„Stahlbau“: 1976–2007 (gebunden)

„Betonkalender“: 1963, 1967, 1970–2002, 2005

„Stahlbau Kalender“: 1999, 2000

Aus der Reihe Bauingenieur-Praxis:Meskouris: Structural Dynamics, 2000Krüger: Stahlbau, Teil 1: Grundlagen, 1998

Teil 2: Stabilitätslehre, 1998Heft 102, Lesniak: Methoden derOptimierung von Konstruktionen, 1970

DAfStb Hefte:Rüsch: DAfStb Heft 166: 1967Berechnungstafeln für schiefwinkligeFahrbahnplattenRao: DAfStb Heft 177: 1966Die Grundlagen zur Berechnung der beistatisch unbestimmtenStahlbetonkonstruktionen im plastischenBereich auftretenden Umlagerungen derSchnittkräfteGrasser,...: DAfStb Heft 220: 1979 Bemessung von Beton- undStahlbetonbauteilen...Grasser,...: DAfStb Heft 240: 1976Hilfsmittel zur Berechnung der Schnittgrößenund Formänderungen...Schade/Haas: DAfStb Heft 244: 1975Elektron. Berechnung der Auswirkung vonKriechen u. Schwinden bei abschnittsweisehergestellten Verbundstabwerken... DAfStb Heft 300: 1979Hinweise zu DIN 1045 Ausgabe Dezember1978... DAfStb Heft 320: 1980Erläuterungen zu DIN 4227Dieterle/Steinle: DAfStb Heft 326: 1981Blockfundamente für Stahlbetonfertigstützen

Rossner, Graubner: Spannbetonbauwerke: Teil 1: Bemessungsbeispiele nach DIN 4227,1992Teil 3: Bemessungsbeispiele nach DIN 1045-1 u. Fb 102, 2005Zilch, Curbach: Einführung in die DIN 1045-1, 2001

EAB 2006Weißenbach: Baugruben, Teil II, 1975

Baugruben, Teil III, 1977Müller/Keintzel: Erdbebensicherung vonHochbauten, 1978FEM ‘95: Finite Elemente in der Baupraxis,

1995Szilard: Finite Berechnungsmethoden derStrukturmechanik, Band 1: Stabwerke, 1982Szilard,.. : BASIC-Programme für Bau-mechanik und Statik, 1986

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Bild 4 Durch Einblasung von Triflex Micro Chipskann die Farbgestaltung variiert werden.

Bild 3 Die vliesarmierte Detaillösung TriflexProDetail sorgt für nahtlose Übergängean den Anschlussstellen.

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BAUEN IM BESTAND

Rumänisches Regierungsgebäude jetzt erdbebensicher

Zum ersten Mal in der Entwicklung von technischem Erdbeben-schutz haben Ingenieure ein historisches Gebäude von über 4.600 m2

Nutzfläche nachträglich durch ein Tilgersystem vor den Auswirkun-gen von Beben geschützt. Im Sommer 2011 installierte die in Berlinbeheimatete Firma Gerb auf dem bereits 1937 erbauten PalatulVictoria, Sitz der rumänischen Regierung in Bukarest, ein solchesSystem.

Bukarest liegt in einer der meist gefährdeten ErdbebenregionenEuropas. Der 1937 erbaute, gut 100 m lange und 24 m hoheRegierungspalast im Zentrum der rumänischen Hauptstadt waraufgrund seiner Bauweise und des verhältnismäßig weichenUntergrunds bei Erdbeben seit Jahrzehnten sehr gefährdet.Spalten zwischen den Baukörpern, den Säulen und Stützen ausarmiertem Beton hätten bei jeder Vibration des Bodens zuwachsenden Schäden führen können. Das vom US GeologicalSurvey (USGS) mit einer Wahrscheinlichkeit von 62% bis zumJahr 2032 prognostizierte Erdbeben der Stärke 6,7 auf der Rich-ter-Skala hätte ihn mit Sicherheit stark beschädigt wenn nichtvöllig zerstört.

Verstärkung des Baukörpers plus Schwingungstilgung

Nach eingehender Beratung mit Bau- und Erdbeben-Expertenentschied sich die Regierung zunächst, den Baukörper an ent-scheidenden Stellen zu verstärken und zu versteifen. Doch dieBerechnungen von Gerb zeigten, dass dies nicht ausreichenwürde, um für alle sich abzeichnenden geophysischen Ereignisseder Zukunft gewappnet zu sein.

Die Kombination mit Elementen der Schwingungstilgung würdeden Bau deutlich besser schützen. Doch nie zuvor war ein histo-risches Gebäude mit über 4.600 m2 Nutzfläche nachträglich mitdieser Technologie ausgestattet worden. Deshalb erhoben dieGerb-Ingenieure zunächst einmal an mehreren neuralgischenPunkten die bei jedem Bauwerk vorhandenen minimalen Eigen-bewegungen. Anhand dieser Daten errechneten sie mit Hilfeeines speziellen Programms und dem so genannten FFT-Algo-rithmus genau jene Schwingungsfrequenzen, auf die das Ge-bäude besonders ansprechen und in Bewegung geraten würde.Darauf basierend konstruierten sie schließlich ein Schwingungs-

* Aspire Tower Doha, Katar –

Schwingungstilger zum Schutz des Gebäudes vor winderregten Schwingungen

Schwingungen sind beherrschbar –wo immer sie auftreten.

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Schwingungstilger zum Schutz des Gebäudes vor winderregten Schwingungen

GERB SchwingungsisolierungenGmbH & Co. KG

Berlin Tel. 030-4191-0

Essen Tel. 0201-266 04-0

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Bild 1 Der Palatul Victoria, Sitz der rumänischen Regierung – Über 80 Jahrelang war die rumänische Regierung nicht durch politische, sondernvielmehr durch in Bukarest durchaus alltägliche irdische Bebenerschüttert. Seit diesem Sommer ist der altehrwürdige Regierungs-palast Palatul Victoria durch deutsche Ingenieurskunst vor denErschütterungen von Erdbeben geschützt.


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tilgungssystem, das im Sommer 2011 auf dem Dach des PalatulVictoria installiert wurde.

Schwingungsenergie durch Relativbewegungen reduziert

Fünf Betonblöcke mit einem Gewicht von jeweils 95 t auf Gleit-lagern, kombiniert mit je 16 Federelementen und vier Dämp-fern, erhöhen jetzt die Eigendämpfung des Gebäudes. Im Erdbe-

benfall wird die Schwingungsenergie durch die Relativbewegun-gen zwischen Gebäude und Schwingmasse reduziert werden.Die Dämpfer sorgen zusätzlich dafür, dass die Installation aufeinem breitbandigen Frequenzbereich wirkt. Mit diesem Projektzum Erdbebenschutz nimmt die 2-Millionen-Einwohner-Stadteine Vorreiterrolle in Europa ein. Das erstmalig auf einem histo-rischen Bau dieser Größenordnung nachträglich installierteSchwingungstilgungssystem von Gerb könnte weltweit sowohlalte wie auch besonders kritische Gebäude vor Erdbebensichern.

Erdbeben-Situation in Bukarest

Bukarest steht auf wenig festem Boden mit Neigung zu Erdrut-schen und noch nicht konsolidiertem Gestein. In einem Projektder Universität Bukarest zusammen mit dem europäischengeowissenschaftlichen Institut wurde festgestellt, dass Bukarestin Europa bezüglich des Erdbebenrisikos an 10. Stelle steht.Laut der „US Geological Survey (USGS)“ soll es eine Wahr-scheinlichkeit von 62% für eine Erdbeben der Stärke 6,7 auf derRichter-Skala in der Vrancea Region bis 2032 geben. Dort, imsüdöstlichen Karpatenknie, 150 bis 200 km von Bukarest ent-fernt, sorgen mehrere fragmentierte Erdplatten für ständigeErdbeben, die aus 60 bis 220 km Tiefe kommen. Dort entstandauch jenes Beben, dessen Schockwellen in Bukarest 1977 ver-heerende Schäden und über 1.500 Tote zur Folge hatten.

Weitere Informationen:GERB Schwingungsisolierungen GmbH & Co. KGRoedernallee 174–176, 13407 BerlinTel. (030) 4191-0, Fax (030) [email protected], www.gerb.com

Bild 2 Eines der Tilgersysteme von GERB auf dem Palatul Victoria - FünfBetonblöcke mit einem Gewicht von jeweils 95 t Tonnen auf Gleitla-gern, kombiniert mit je 16 Federelementen und vier Dämpfern, erhö-hen seit diesem Sommer die Eigendämpfung des Gebäudes. ImErdbebenfall wird die Schwingungsenergie durch die Relativbewe-gungen zwischen Gebäude und Schwingmasse reduziert.

Feuchtediagnose in Schichten

Seit über einem Jahrzehnt steht die mikrowellenbasierte Raster-feuchtemessung in Form entsprechender Feuchtemessgeräte derMOIST-Serie zur Verfügung und gehört heute zu den aussagefähigs-ten Messverfahren zur Ermittlung des Feuchtestatus von Bauobjek-ten.

Die Messung läuft denkbar einfach ab: Der Anwender denktsich ein Gitternetz auf die zu messende Fläche oder zeichnetdies geeignet an und führt die Messungen in den Schnittpunk-ten dieses Gitternetzes durch. Die Aufnahme dieser Messfeldererfolgt spaltenweise abwärts, der Startpunkt ist immer links

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Bild 1Aufsteigende Feuchte –Multischicht-Messfeld inMOISTANALYZE

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oben. Das Messgerät zählt die Anzahl der aufgenommenenMesswerte automatisch mit. Am Ende der Spalte wird zurnächsten Spalte umgeschaltet und die Messung auf gleicheWeise fortgesetzt, bis das Messfeld komplett aufgenommen ist.Die Anzahl der zu messenden Spalten und Zeilen ergibt sichaus der Größe des Messfeldes und dem Rastermaß (typischer-weise ca. 25 cm).

Nach Aufnahme aller gewünschten Messfelder werden dieMessdaten über die Daten-Schnittstelle am Gerät auf ein Note-book oder einen PC übertragen, auf denen die eigentliche Aus-wertung erfolgt. Mit wenigen Mausklicken und Formatierungenentstehen in der Software MOIST-Analyse aussagefähige Raster-feuchtebilder.

Für viele Anwender erwies sich die begrenzte Anzahl von imHandgerät speicherbaren Messfeldern der bisherigen MOIST-

Handgeräten als hinderlich. Es führte dazu, dass noch vor Orteine Zwischenspeicherung auf einem Notebook erfolgen mussteund eine Auswertung auf der Baustelle schwierig wurde.

Andererseits liegt der enorme Vorteil der bildhaften Darstellungder aufgenommenen Feuchteverteilungen für das Verständnisvon Feuchteproblemen in Bauobjekten klar auf der Hand.Daher entschloss sich hf sensor zur Entwicklung einer neuenGeneration bildgebender Feuchtemessgeräte, deren Kern dieProdukte MOIST 300 B und MOIST SCAN bilden. MOISTSCAN ist vorrangig für die sehr schnelle Aufnahme von Feuch-teverteilungen großer Flächen mit hoher Ortsauflösung geeig-net.

Das neue MOIST 300 B wurde vorrangig im Sinne der Erleich-terung für den Baupraktiker konzipiert, der die aufgenommenenRohdaten schon einmal vor Ort bewerten und dafür nicht unbe-dingt ein Notebook benutzen möchte. Aus diesem Grund ent-hält das MOIST 300 bereits ein eingebautes 3′′-Farbdisplay, mitdem aufgenommene Feuchteverteilungsbilder bereits grafischvisualisiert werden können.

Zum Gerät wurde eine neue Generation von schnellen Feuchte-sensoren entwickelt, die eine höhere Wiederholgenauigkeit undPräzision ermöglichen und auch eine Temperaturkompensationaufweisen.

Weitere Informationen:hf-sensor GmbHWeißenfelser Straße 67, 04229 LeipzigTel. (03 41) 49 72 60, Fax (03 41) 4 97 26 [email protected], www.hf-sensor.de

Bild 2Eine neue Generationvon schnellen Feuchte-sensoren ermöglichteine höhere Wiederhol-genauigkeit und Präzi-sion und weist auch eineTemperaturkompen-sation aufA

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Von der Zelle zum Büro

Gleich zwei Herausforderungen galt es bei diesem Hochbauprojektzu meistern: die Verwandlung einer Justizvollzugsanstalt in eingroßzügig strukturiertes Büro- und Geschäftsgebäude und denUmgang mit einer Altbausubstanz aus der Gründerzeit, die einigeÜberraschungen parat hielt. Bei der Tragwerksplanung für dasProjekt Isenburg Karree Mainz mitten in der Mainzer Innenstadtsetzte das Darmstädter Ingenieurbüro ProfessorPfeiferundPartnerauf Allplan Ingenieurbau und arbeitete vorbildlich in 3D.

Aktuelle Umfragen ergaben, dass mehr als die Hälfte des künf-tigen Bauvolumens im Bereich Umbau und Sanierung liegt.Schon jetzt werden immer weniger neue Gebäude geplant. DieAnzahl sanierungsbedürftiger Bestandsgebäude wächst dagegenständig und die Nachfrage nach Umbaumaßnahmen wird weitersteigen. Eine Entwicklung, die Ingenieure und Architekten glei-chermaßen betrifft. Dipl.-Ing. Ute Pfeifer, die das IngenieurbüroProfessorPfeiferundPartner gemeinsam mit Professor MatthiasPfeifer leitet: „Hinter der Verlagerung von Neu- zu Umbau bzw.Erweiterungsneubau steht für viele Büros ein Wechsel des Tätig-keitsschwerpunkts mit entsprechend zu optimierenden Arbeits-abläufen. Nach unserer Erfahrung hilft das Arbeiten in 3D,anfallende Aufgaben schnell, fehlerfrei und kostenbewusst zulösen.“

Die Sanierung und der Umbau eines unter Denkmalschutzstehenden ehemaligen Gefängnisses von 1908 in ein Verwal-tungsgebäude – noch dazu mitten im Stadtzentrum – , das istkeine alltägliche Aufgabe. Dazu kamen beim Isenburg KarreeMainz der Abbruch und Neubau der Innenhofbebauung. DasIngenieurbüro ProfessorPfeiferundPartner mit seinen 70 Mit-arbeitern in mehreren in- und ausländischen Niederlassungenhat sich unter anderem auf die Erhaltung, Modernisierung,Sanierung, Ertüchtigung und Erweiterung historischer unddenkmalgeschützter Bausubstanz spezialisiert. Damit war das1989 gegründete Darmstädter Büro für den Bauherrn, die LBBLandesbetrieb Liegenschafts- und Baubetreuung, NiederlassungKoblenz, ein kompetenter Partner.

Komplette Ausführungsplanung in 3D

Für die Ausführungsplanung setzte das Büro auf die CADSoft-ware Allplan von Nemetschek Allplan: „Das Programm bietetdie Möglichkeit, eine komplexe dreidimensionale Schalungauch für nicht rechtwinkelige Bauteile nach Bestandsaufmaß fürdie Bewehrung zu übernehmen. So können auch für stark vari-ierende Raumabmessungen weiträumig einbaubare Bewehrungs-zuschnitte ermittelt werden. Der Konstrukteur behält die Über-sicht, ob für alle Bauteile eine Bewehrung vorgesehen wurdeund ob auch bei mehreren Bewehrungslagen kollisionsfrei ge-baut werden kann. Einbauteile wie Isokörbe, Tronsolen oderSchraubanschlüsse können integriert und geometrisch überprüftwerden“, so Projektleiterin Dipl.-Ing. Meike Töllner. Ein weite-rer Vorteil von Allplan: Die Durchbruchsplanungen von Fach-planern auf Grundlage sämtlicher gängiger CAD-Systeme konn-ten reibungslos in die eigene Planung übernommen werden.

Die Hauptaufgabe bestand darin, die kleinteilige Raumstrukturder Gefängniszellen an die Anforderungen eines Verwaltungsge-bäudes anzupassen. Dazu wurden die nicht mehr ausreichendtragfähigen Bestandsdecken durch neue Stahlbetondecken er-setzt sowie Abfangkonstruktionen für die großzügigere Raum-struktur und Erschließungskerne eingefügt. So erhielt man eine

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barrierefreie Erschließung mit ebenerdiger, eineinhalbgeschossi-ger Eingangshalle und Aufzugskernen. Im Innenhof entstandeneine Tiefgarage und ein angegliederter Erweiterungsneubau.

Kenntnisse über historische Bauweisen ein Muss

Für den statischen Nachweis der Altbausubstanz wurde eineBestandsuntersuchung durchgeführt, bei der die Ingenieure ihreKenntnisse über historische Bauweisen einbringen konnten.Wichtig war die Prüfung der verwendeten Baustoffe. Die Kon-struktion wurde bis zur Gründung für eine vierzigprozentigeLasterhöhung ertüchtigt. Bestandsdecken wurden abschnittswei-se abgebrochen, einzelne Gebäudebereiche komplett entkerntund alle neuen Bauteile unter Berücksichtigung der sich darausergebenden Bauabschnitte eingefügt. Die Nachgründung unterdem Bestandsgebäude erfolgte durch Kleinbohrpfähle.

Die Bauteile im UG, z.B. neue Bodenplatten und die Unterkelle-rung der Innenhofbebauung, befanden sich im Grundwasserbe-reich und mussten durch Sonderkonstruktionen wasserdicht anden Bestand angeschlossen werden. Für die Sicherung der Bau-zwischenzustände wurden umfangreiche Stahlkonstruktionenbemessen. Nach Abstimmung mit dem Denkmalamt wurdendabei die historisch wertvollen Bauteile gesichert. Die bestehen-den Sandsteintreppenhäuser hat man außerdem Belastungsver-suchen unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den erforderli-chen Nutz- und Ausbaulasten entsprechen. Einige typischeHindernisse, die beim Planen und Bauen im Bestand immerwieder auftauchen, spielten natürlich auch beim Isenburg Kar-ree Mainz eine Rolle. Der Bewehrungsstahl musste wegen derbeengten Platzverhältnisse nach individuellem Baufortschrittgeliefert werden. Bei Professor Pfeifer und Partner löste man dasProblem, indem man in Allplan Ingenieurbau schnell und un-kompliziert Auszugsstahllisten entsprechend den mit der Baufir-ma abgestimmten Bauabschnitten anfertigte.

Änderungen automatisch in Teilpläne übertragen

Ein weiterer Fakt ist, dass beim Bauen im Bestand immer wie-der mit Unwägbarkeiten gerechnet werden muss, die erst nachBaubeginn festgestellt werden. So tauchten beim IsenburgKarree Mainz zum Beispiel beschädigte Bauteile auf, die zuvornicht einsehbar waren. Die Ingenieure entdeckten von denBestandsplänen abweichende Ausführungen aufgrund von Um-bauten oder Kriegsschäden. Zudem waren einige Einzelbauteilewie Gesimse oder Lisenen nur mangelhaft gesichert. In all die-sen Fällen mussten die Darmstädter ergänzende statische Nach-weise erbringen, kurzfristig konzeptionelle Änderungen parallel

zur Bauausführung berücksichtigen und mit dem Prüfingenieurabstimmen. Dass dies schnell und reibungslos vonstattenging, istvor allem der Arbeitsweise im 3D-Modell mit Allplan Ingenieur-bau zu verdanken. „In Allplan wird jede Änderung im Planautomatisch in alle abgeleiteten Teilpläne übernommen. Sowurde die Fehlerquote deutlich verringert und wir haben eineMenge Zeit gespart“, erklärt Meike Töllner.

Überraschung unter dem Baufeld

Unter dem Baufeld entdeckten die Ingenieure einen Stollen, derzu einer kurzfristigen Änderung des Gründungskonzepts führte.Der Stollen wurde vermessen, bereichsweise verfüllt und in dieUmplanung integriert. Auch hier profitierten die Ingenieure vonder Software, da die geodätischen Daten ohne großen Aufwandmit Allplan eingelesen werden konnten. Für einzelne Bereicheder Altbausubstanz der ehemaligen JVA ergab sich noch eineHürde: Nach den aktuell gültigen Normen fand sich kein geeig-netes Nachweisverfahren. Um diese historischen Konstruktio-nen weiterhin erhalten und nutzen zu können, mussten gutach-terliche Stellungnahmen eingeholt werden.

Dort, wo bis 2002 Häftlinge einsaßen, sollen bis Herbst 2012160 Mitarbeiter des Justizministeriums Rheinland-Pfalz ihreArbeit aufnehmen. Statt enger Zellen erwarten sie komfortableBüro- und Konferenzräume, eine repräsentative Ministerebeneund eine große Eingangshalle in einem barrierefrei erschlosse-nen Gebäude. Das einzige, was noch an die JVA erinnert, ist dieattraktive Gründerzeitfassade.

Sven Elbl, Direktor Produktmanagement Nemetschek Allplan

BautafelProjekt Isenburg Karree MainzBauherr: LBB Landesbetrieb Liegenschafts- und BaubetreuungPlanung: seit 2008Bauzeit: seit 2010Fertigstellung Rohbau: vorauss. Ende 2011BRI: ca. 50.100 m3

Nutzfläche: ca. 11.750 m2

Gesamtbaukosten (netto): ca. 18 Mio. Euro

Weitere Informationen: NEMETSCHEK Deutschland GmbHKonrad-Zuse-Platz 1, 81829 MünchenTel. (089) 92793-0, Fax (089) [email protected], www.nemetschek.de

Bild 1 Innenhofansicht vor dem Umbau

Bild 2 Bauarbeiten an der historischen Fassade


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Längste Jugendherberge der Welt saniert

Seit Mitte 2010 wurde Block V des gigantischen, denkmalgeschütz-ten Gebäudekomplexes auf Rügen saniert. Pünktlich zur Sommer-saison 2011 eröffnete darin die längste Jugendherberge der Welt.Experten des Fraunhofer-Instituts Stuttgart hatten das Sanierungs-konzept für den „Koloss von Prora“ entwickelt, ein Schwerpunkt lagdabei auf Maßnahmen zur Energieeinsparung.

Neben dem Einbau von 840 dreifach verglasten Fenstern undeiner Heizungsanlage auf Rapsölbasis wurden über 6.000 m2

Fassade mit dem Wärmedämm-Verbundsystem weber.therm B 100 von Saint-Gobain Weber ausgerüstet. Das bewährte undwirtschaftliche System verfügt über einen Wärmeleitwert von0,035 W/mK. Es wurde auf knapp 152 m Länge in einer Dickevon 20 cm aufgebracht. Das System erfüllt die Anforderungender Baustoffklasse B1.

Fassade mit top-dry-Effekt

Für die Oberflächengestaltung wurde der eingefärbte minerali-sche Scheibenputz weber.star 220 in einer Körnung von 3 mmgewählt. Abschließend erhielt die Jugendherberge einen hellenAnstrich mit der hoch wasserdampfdurchlässigen Silikonharz-farbe weber.ton 411 top. Aufgrund des so genannten top-dry-Effektes verdunsten Wassertropfen auf dieser Oberfläche be-sonders schnell. Dadurch wird Algen- und Pilzbefall, ohne denEinsatz einer bioziden Filmkonservierung, vermieden.

Schnelle Abdichtung

Auch bei den Sanierungsarbeiten am Sockel setzten die Bauher-ren auf ein Produkt von Saint-Gobain Weber. Der Sockel wurdemit der hochflexiblen, hydraulisch abbindendenDichtungsschlämme weber.tec Superflex D2 abgedichtet, diesich durch eine besonders zügige und witterungsunabhängige

Durchtrocknung auszeichnet. „Der Koloss von Prora ist einbeeindruckendes Gebäude. Wir freuen uns, dass wir einen Bei-trag zur Sanierung dieses einzigartigen Objekts leisten“, soChristian Poprawa, Direktor Marketing bei Saint-GobainWeber. Der erfolgreiche Abschluss des ersten Bauabschnitts unddie Einweihung der Jugendherberge wurden mit einem Straßen-künstler-Festival auf Rügen gefeiert, bei dem sich Saint-GobainWeber als Sponsor engagierte.

Weitere Informationen:Saint-Gobain Weber GmbHSchanzenstraße 84, 40549 DüsseldorfTel. (0211) 91369-0, Fax (0211) 91369 [email protected]

Bild 26.000 m2 Fassade wur-den mit dem Wärme-dämm-Verbundsystemweber.therm B 100 vonSaint-Gobain Weberausgerüstet

Schimmel am Bau

Rund die Hälfte aller Neubauten ist heute von Schimmel be-troffen. Dies geht aus einer internen Umfrage des VerbandsPrivater Bauherren (VPB) hervor. Als eine der Hauptursachendafür sieht der VPB die zunehmenden Winterbaustellen, diehäufig auch noch schlecht betreut sind. Die Gründe dafür sind

vielfältig: Immer mehr Menschen kaufen schlüsselfertig undplanen nicht individuell mit eigenem Architekten. Erfahrungs-gemäß sind Schlüsselfertigobjekte während der Bauzeit abernicht annähernd so gut betreut wie individuelle Bauvorhaben.Außerdem wird knapp kalkuliert. Besondere Schutzmaß-nahmen für die Winterbaustelle sind im Budget nicht vorgese-hen. Ein Klassiker ist der fehlende Abschluss zum Dachraumhin.

Während im Erdgeschoss und im ersten Stock verputzt undgeheizt wird, steht die Luke zum ungedämmten Dachgeschossweit offen. Das ist bauphysikalisch fatal, denn die Feuchtigkeitaus dem unteren Bau zieht wie in einem Kamin nach oben undschlägt sich dort an den kühlen Dachsparren nieder. Die Folgeist Schimmel. Das lässt sich vermeiden.

Der VPB rät: Treppenloch zum Dach vor dem Ausbau schlie-ßen, Baustelle gut heizen und regelmäßig gründlich lüften!

Weitere Informationen:Verband Privater Bauherren e.V.Chausseestraße 8, 10115 BerlinTel.: (030) 27 89 01-0, Fax (030) 27 89 01 [email protected], www.vpb.de.

Bild 1 Starker Kontrast: Block V erstrahlt in neuem Glanz. Die restlichenGebäude des riesigen Komplexes stehen leer, sollen in den nächstenJahren aber ebenfalls saniert werden

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Die Bevölkerung wächst, die Bauflächen nicht

Wohnungsmangel fast überall – auch an Studien dazu fehlt es nicht.Besonders eng dürfte es in den kommenden Jahren für die Münch-ner werden, denen laut Eduard Pestel Institut bis 2025 fast 300.000Wohnungen fehlen werden. Da eine Wohnflächenausweitung nursehr begrenzt möglich ist, sind Alternativlösungen gefragt. Auf-stockungen in Holzbauweise werden da immer populärer, bringensie doch eine Reihe von Vorteilen mit sich, sind in kürzester Zeiterrichtet und steigern sogar die Wohnqualität.

Trotz Mangel an Wohnfläche konnte die Städtische Wohnungs-gesellschaft München mbH (GWG) kürzlich am InnsbruckerRing, also mitten in der Stadt, 39 neue Unterkünfte mit einerGesamtgröße von fast 2.800 m2 schaffen. Hier wurden die vor-handenen drei Bestandsbauten nach oben erweitert: In Holz-bauweise wurde auf das vierte Stockwerk jeweils ein fünftesaufgesetzt und allein dadurch 25 neue Zwei- bis Dreizimmer-Wohnungen geschaffen. „So werden sowohl die Erschließungenals auch die Tragwerke mehrfach genutzt“, sagt ChristineMachacek, Geschäftsführerin der Säbu Holzbau GmbH, welchedie Aufbauten angefertigt hat.

Rohbaumontagen in jeweils nur fünf Tagen

Zur Errichtung der Terrassenetage wurde das Satteldach rückge-baut, anschließend erhielt das letzte Bestandsgeschoss eine neueMassivdecke. Parallel dazu wurden die Wände für die neuenWohnungen bei der Säbu Holzbau in Biessenhofen vorgefertigt.Das Industrieunternehmen war für diese Arbeit in einem euro-paweiten Vergabeverfahren ausgewählt worden. Innerhalb vonnur zwei Wochen fertigten die Mitarbeiter Wand- und Dachele-mente für die jeweils 70 m langen Baukörper. Der Einbau derFenster und Türen erfolgte ebenfalls schon im Werk. Anschlie-ßend konnten die bereits vollständig geschlossenen Wandele-mente ihre Reise nach München antreten und wurden dort perKran auf das vierte Geschoss gesetzt. Gerade einmal fünf Tagedauerte die jeweilige Rohbaumontage. Bereits eine Woche nachMontagebeginn waren die Elemente mit der witterungsbeständi-gen Außenhaut regendicht.

Mit Holz geringe Last für Bestandsbau

Warum sich die GWG trotz der aus Ziegel gebauten Häuser füreine zusätzliche Etage aus Holz entschied, erläutert BauleiterKagerer: „Da Holz eine hohe Festigkeit bei geringem Eigenge-wicht hat, muss der Bestandsbau nur eine sehr geringe Lasttragen.“ Im Gegensatz zu Aufbauten in Massivbauweise war esdaher trotz der sich vom Bestandsbau unterscheidenden Grund-risse weder notwendig, mittels eines Einbaus von Unterzügendas Haus statisch zu ertüchtigen noch das Gebäude währendder Bauphase umfangreich abzudichten – obwohl die Arbeitenzur Herbst- und Winterzeit ausgeführt wurden. Durch dieschnelle Montage wurde das mit einem offenen Dach meistverbundene Schadensrisiko auf ein Minimum reduziert. Auchfür die Bewohner sei die Aufstockung aus Holzelementen dieoptimale Lösung. „Die Mieter können selbst während der Bau-phase in ihren Wohnungen bleiben und werden nur für kurzeZeit während der Montage durch die Arbeiten belästigt“, soMachacek. Zudem können laut Kagerer die neuen Bewohnerviel schneller einziehen als das bei einem Massivbau der Fallgewesen wäre, da nach einer weitaus kürzeren Rohbauphase

schneller mit dem Ausbau des Terrassengeschosses begonnenwerden kann.

Energieeffizienz und hoher Schallschutz dank präziser Bauweise

Für den Bauleiter kam es vor allem darauf an, dass die Teilesehr präzise angefertigt wurden und somit gleich bleibendhohen Qualitätsstandards entsprechen: „Fertigbauten sind inder Regel weitaus verlässlicher, da bereits eine Kontrolle stattge-funden hat, bevor die Elemente letztendlich vor Ort montiertwerden“, berichtet Kagerer. So führt das HolzbauunternehmenSäbu eine stetige Eigenüberwachung durch und lässt von demInstitut für Holzforschung der TU München nach Maßgabendes RAL-Gütezeichens regelmäßige Fremdkontrollen vorneh-men, sowohl bei der Herstellung als auch der Montage. Präzisi-on bei der Fertigung wie auch bei der Montage der Bauteile isthier insbesondere im Hinblick auf eine energieeffiziente Bau-weise unverzichtbar. Da Holz als nachwachsender Rohstoffzudem als CO2-Speicher wirkt, leiste das neue Geschoss dabeieinen entscheidenden Beitrag für nachhaltiges Bauen.

Darüber hinaus gab es aufgrund der Lage und des hohenVerkehrsaufkommens von täglich 70.000 Fahrzeugen am Inns-brucker Ring hohe Anforderungen an einen ausreichendenSchallschutz. Die Ingenieure von Säbu Holzbau planten dahereinen komplett zweischaligen Aufbau der Wandelemente. „Dazukonstruierten wir zusätzlich zu den Außenwänden bereits imWerk eine frei stehende Installationsebene und erreichten da-durch einen hohen Schallschutz nach außen hin“, erklärt Fried-rich Nagel, Werksleiter bei Säbu Holzbau. Auch Fertigbauweiseund Gestaltungsfreiheit sind kein Widerspruch, so sich alleBeteiligten in die umfangreichen Planungen einbringen – unddas hat hier einwandfrei funktioniert.

Weitere Informationen:SÄBU HolzsystembauKirnachstr. 9, 87640 Ebenhofen (Allgäu)Tel. (08342) 9614 0, Fax (08342) 9614 [email protected], www.saebu-holzbau.de

In Holzbauweise wurde auf das vierte Stockwerk jeweils ein fünftes aufge-setzt und allein dadurch 25 neue Zwei- und Dreizimmer-Wohnungen geschaf-fen.

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AKTUELL

SaaleBAU in 20. Auflage – mit ENERGIEund GartenIDEEN

Die führende Baumesse in Sachsen-Anhalterlebt vom 9. bis 11. März 2012 ihre 20.Auflage. Mit der ParallelveranstaltungGartenIDEEN bieten über 300 Ausstellerauf insgesamt 14.000 m2 Ausstellungsflächeein breites Spektrum rund um die ThemenBauen, Wohnen und Garten. Hausbauer,Eigenheimbesitzer, Gartenfreunde, Hand-werker oder andere Interessierte erwartetein vielfältiges Angebot, das von Fenstern,

Türen, Dächern und Heizungsanlagen über Küchen- und Bad-einrichtungen bis hin zur Gartengestaltung reicht.

Neben traditionellen Themen und Angeboten zu Baumaterialen,-maschinen, -geräten und -zubehör, Bauelementen, Sanitär-,Heizungs- und Gebäudetechnik, Hausbau, Dach und Fassade,Innenausbau und Einrichtung, Altbausanierung und Denkmal-schutz sowie Beratung, Planung und Finanzierung stehen Be-reiche wie Wohnen im Alter und barrierefreies Bauen und eine

Architekturwerkstatt unter dem Motto „Besser mit Architekten“im Mittelpunkt. Ergänzt wird die Ausstellung mit der 12.Grundstücks- und Immobilienbörse.

Die Fachausstellung „ENERGIE“ richtet den Fokus auf neuesteTechnologien mit Blick auf den Einsatz erneuerbarer Energienund energieeffizientes Bauen. Dabei ist auch der MerseburgerSolartag Sachsen-Anhalt, der bereits zum 15. Mal stattfindetund wiederum als Gemeinschaftsstand konzipiert wird.

Die GartenIDEEN – die Frühlingsmesse zur SaaleBAU, findeterstmals als Parallelveranstaltung statt. Die Lust auf Pflanzen,Dekorieren und Gestalten grüner Oasen ist ungebrochen. Gar-tenthemen haben Hochkonjunktur und einen hohen Stellen-wert – dem trägt der Veranstalter mit der Ergänzung um Pro-dukte rund um das Thema Garten Rechnung und greift damitgezielt die Wünsche vieler Besucher auf.

Weitere Informationen:HALLE MESSE GmbH Messestraße 10, 06116 Halle (Saale)Tel. (03 45) 6 82 90, Fax (03 45) 6 82 91 [email protected], www.halle-messe.de

BAU Expo 2012 – Hessens größteBaumesse

Die Bausaison in Mittelhessen startet mitHessens größter Baumesse: BAUExpo2012 vom 9. bis 12. 2. Die Gießener BAU-Expo hat sich zur größten Messe ihrer Artauch über die Region hinaus entwickelt.

In neun Hallen wird vier Tage lang zu allenThemen vom Keller bis zum Dach infor-miert und es werden zeitgemäße Sanie-

rungsmöglichkeiten sowie Gestaltungstipps für Heim und Gar-ten zu präsentiert. Auf der Messe ist der Weg zu den Expertennahezu sämtlicher Fachrichtungen kurz. Ob Inspirationssucheoder Vertragsabschluss, selten kann die Bauplanung so zeitspa-rend gestaltet werden.

Sei es die Wahl zwischen Altbausanierung oder Neubau einesPassivhauses, der Entscheidung zwischen Geo- oder Solarther-mie, das direkte Gespräch macht Angebote möglich, deren Spar-faktor über reine „Messerabatte“ hinaus geht.

Die Fachausstellung „Energie – regenerativ, effizient, zukunfts-orientiert“ stellt mit eigenem Energie-Vortragspodium einenSchwerpunkt der Messe dar. Obgleich nachhaltiges und umwelt-schonendes Bauen und Wohnen längst in aller Munde ist, isthier noch immer großer Beratungsbedarf und Nachfrage anattraktiven, verbraucherfreundlichen Angeboten.

Weitere Informationen:Messe Giessen GmbHAn der Hessenhalle 11, 35398 GießenTel. (06 41) 96 21 60, Fax (06 41) 9 62 16 [email protected], www.messe-giessen.de

Leistungsverzeichnis to go

Bereits vor 19 Jahren hat die Softwareschmiede MWM aus Bonneine Aufmaßlösung für die Baustelle präsentiert – damals wurdeMWM-Aufmaß für sogenannte Pen-Computer entwickelt.

In 20 Jahren hat sich viel verändert. Heute hat der verantwort-liche Mitarbeiter auf der Baustelle sein Telefon, Smartphone,Tablet oder Tablet PC dabei. Für diese Geräte entwickelt MWMebenfalls Anwendungen, die dem Mitarbeiter vor Ort Spaßmachen und auch noch Mühe, Zeit und Geld sparen.

Daten, wie z. B. Informationen über auszuführende Leistungen,sind auf dem tragbaren Gerät dabei und können schnell übereine Suchfunktion abgerufen werden. Der schwere Aktenord-ner, in dem nur sehr mühsam gesucht werden kann, hat auf derBaustelle ausgedient.

MWM bietet Anwendungen für verschiedene Endgeräte. Fürjeden sollte etwas dabei sein. Egal ob ein Windows Tablet PC,ein iPhone/iPad oder ein Pad/Smartphone mit Android einge-

setzt wird: MWM kann die passende Anwendung liefern. Zur-zeit arbeiten die Entwickler in Bonn an der Bluetooth-Kopplungder Laser-Entfernungsmesser D8 und D3aBT von Leica an diemobilen Geräte mit Android-Betriebssystem, die die Bonner aufder letzten DEUBAU zu Jahresanfang vorstellten.

Damit die mobilen Geräte, die in der Regel eine isolierte An-wendung auf der Baustelle darstellen, sinnvoll mit den Systemenim Büro gekoppelt werden können, unterstützt MWM die be-kannten Normen GAEB und REB: So können die Daten ohnezusätzlichen Aufwand und Medienbruch übertragen werden.

Bei MWM sind kostenlose Demoversionen und Literatur zu denThemen GAEB und REB, sowie eine hilfreiche Formelsamm-lung der neuen Ausgabe 2009 der REB 23.003 erhältlich.

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■ Software für Ingenieur-bauwesen

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Fachliteratur

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URETEK Deutschland GmbHWeseler Straße 1045478 Mülheim an der RuhrTel. (02 08) 3 77 32 50Fax (02 08) 37 73 25 10E-Mail: [email protected]: www.uretek.de

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■ Baugrund- und AltlasterkundungFRANK + BUMILLER + KRAFT Grundbauingenieure VBI GmbHHofangerstraße 82D-81735 MünchenTel. (0 89) 52 03 46-0Fax (0 89) 52 03 [email protected]


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Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]


��Der Beton-Kalender bietet seit 100 Jahren umfangreiches Fachwissen, präsentiert in übersichtlicher und praxistauglicher Form. Beiträge aus Praxis und Wissenschaft, Details, Normen – kompaktes Wissen zu jedem Thema!

��Jährliche Schwerpunkte:2003 – Hochhäuser, Geschossbauten2004 – Brücken, Parkhäuser2005 – Fertigteile, Tunnel2006 – Turmbauwerke, Industriebauten2007 – Verkehrsbauten, Flächentragwerke2008 – Konstruktiver Wasserbau, Erdbebensicheres Bauen2009 – Aktuelle Massivbaunormen, Konstruktiver Hochbau2010 – Brücken, Betonbau im Wasser2011 – Kraftwerke, Faserbeton

H R S G . : K . B E R G M E I S T E R ,

J . - D . W Ö R N E R ,

F. F I N G E R L O O S ( S E I T 2 0 0 9 )

Beton-Kalender 2012Schwerpunkte: Infrastruk-turbau, Befestigungs-technik, Eurocode 2

Teile 1 und 22011. 1136 S., 688 Abb., 173 Tab., Gb.€ 165,–Fortsetzungspreis: € 145,–

ISBN: 978-3-433-02989-3

H R S G . : W. J Ä G E R ( A B 2 0 0 7 )

H . - J . I R M S C H L E R , P. S C H U B E R T,

W. J Ä G E R ( B I S 2 0 0 6 )

Mauerwerk-Kalender 2012Schwerpunkt: Eurocode 6

2012. ca. 700 S. ca. 500 Abb. Gb. ca. € 13 ,– Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

ISBN: 978-3-433-02987-9

Erscheint Februar 2012

��Für die Bemessung und Ausführungsplanung schadenfreierKonstruktionen geben namhafte Bauingenieure praxisgerechteHinweise rund ums Mauerwerk.

��Beitragsreihen: Schadenfreies Konstruieren / Instandsetzung / Genauere Bemessung nach dem Teilsicherheitskonzept / Beispiele / Mauer-werkkonstruktionen

��Jährliche Schwerpunkte:2007 – Eurocode 6, Ertüchtigung2008 – Abdichtung und Instandsetzung, Lehmmauerwerk2009 – Ausführung von Mauerwerk2010 – Normen für Bemessung und Ausführung2011 – Nachhaltige Bauprodukte und Konstruktionen

��Der Stahlbau-Kalender dokumentiert und kommentiert den aktuellen Stand des deutschen Stahlbau-Regelwerkes.Herausragende Autoren vermitteln Grundlagen und gebenpraktische Hinweise für Konstruktion und Berechnung.

��Jährliche Schwerpunkte:2004 – Schlanke Tragwerke2005 – Verbindungen2006 – Dauerhaftigkeit2007 – Werkstoffe2008 – Dynamik, Brücken2009 – Stabilität2010 – Verbundbau2011 – Eurocode 3 – Grundnorm, Verbindungen

H R S G . : U . K U H L M A N N

Stahlbau-Kalender 2012Schwerpunkte: Eurocode 3 – Grundnorm, Brückenbau

2012. ca. 800 S. ca. 600 Abb. Gb.ca. € 13 ,–Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

ISBN: 978-3-433-02988-6

Erscheint April 2012

H R S G . : N . A . F O U A D ( A B 2 0 0 6 )

E . C Z I E S I E L S K I ( B I S 2 0 0 5 )

Bauphysik-Kalender 2012Schwerpunkt: Gebäude-diagnostik

2012. ca. 700 S. ca. 500 Abb.ca. 200 Tab. Gb.ca. € 13 ,– Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

ISBN: 978-3-433-02986-2

Erscheint März 2012

��Ein Kompendium praxisgerechter Lösungen für Konstruktion,Berechnung und Nachweisführung des Wärme- und Feuchteschut-zes sowie des Brand- und Schallschutzes. Normen, Kommentare,Beispiele und Details runden die Titel ab.

��Jährliche Schwerpunkte:2003 – Schimmelpilze in Gebäuden2004 – Zerstörungsfreie Prüfungen in Gebäuden2005 – Nachhaltiges Bauen und Bauwerksabdichtungen2006 – Brandschutz2007 – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden2008 – Bauwerksabdichtung2009 – Schallschutz und Akustik2010 – Energetische Sanierung von Gebäuden2011 – Brandschutz

© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. Bautechnik 89 (2012), Heft 1 1

Liebe Leserdie „BAUTECHNIK“, eine Institution unter den Fachzeitschriften für den ge-samten Ingenieurbau, erscheint im 89. Jahrgang im neuen, modernen Kleid –und ausgerechnet die erste Ausgabe im neuen Konzept beschäftigt sich mit derVergangenheit und behandelt das Schwerpunktthema „Bauen im Bestand“!

Was auf den ersten Blick als Widerspruch erscheint, erweist sich bei genauererBetrachtung als durchaus passend: Bauen im Bestand stellt an die Bauherren,Planer und Ausführenden ganz ähnliche Aufgaben, wie sie von der Redaktionund ihren Gremien bei der neuen Gestaltung einer so traditionsreichen Fach-zeitschrift gefordert wurden.

Es gilt die wesentlichen Elemente eines wertvollen Bestandes, die sich überdie Jahre mehr oder weniger gut bewährt und erhalten haben, zu analysieren,zu bewerten und mit Hilfe einer neuen, zeitgemäßen Form neu erlebbar zumachen, ohne dass der ursprüngliche Charakter verloren geht.

Die Mühe lohnt sich, wenn das neue Format im Ergebnis von den Lesern an-genommen wird – das gilt im übertragenen Sinne auch für jedes Bauwerk: Erstwenn die Nutzer dieses Bauwerk akzeptiert und zufrieden in Besitz genom-men haben, wenn es den geforderten Ansprüchen genügt, ist das Werk gelun-gen.

Der Weg dahin ist, insbesondere bei Bestandsbauwerken, oft dornenreich: Diegerne und auch zu Recht geforderte „Nachhaltigkeit“ einer Baumaßnahme,damit verbunden hohe Anforderungen an die Schonung von Ressourcen unddie bauphysikalischen Eigenschaften eines Gebäudes, die Einhaltung von Nor-men und Richtlinien, welche selbst von ausgewiesenen Fachleuten schon beiNeubauten nicht mehr zu überblicken, geschweige denn sinnvoll anzuwendensind, führen beim Bauen im Bestand zu großen Herausforderungen. Diese zumeistern, erfordert neben Erfahrung im Umgang mit historischer Bausubstanzspezielle Kenntnisse und Fähigkeiten, die in der üblichen Berufsausbildungder Architekten und Ingenieure erst seit wenigen Jahren durch die Einrichtungspezieller Studiengänge und Fortbildungsmöglichkeiten angemessen berück-sichtigt werden.

Viele aktuelle Untersuchungen zeigen: Die Zukunft des Bauwesens liegt zueinem ganz erheblichen Anteil im angemessenen Umgang mit der vorhande-nen Bausubstanz. Weit mehr als die Hälfte des gesamten Bauvolumens inDeutschland wird im Bestand abgewickelt, mit steigender Tendenz. Forschungund Ausbildung in diesem Bereich lohnen sich, denn gut ausgebildetes Perso-nal ist rar und am Arbeitsmarkt begehrt.

Ständiger Austausch neuer Erkenntnisse im theoretischen und bauprak-tischen Bereich, auch außerhalb der aktuellen Normung ist wichtig. DieBAUTECHNIK als fachübergreifendes Forum aller Disziplinen des Ingenieur-baus ist gerade in der heutigen „computergestützten“ Welt ein nahezu idealesMedium, welches die Informationen bündelt und aufbereitet.

Prof. Dipl.-Ing. Gerhard Eisele

Gerhard Eisele EDITORIAL

2 Bautechnik 89 (2012), Heft 1

Die große Bandbreite des Themenkreises „Bauen im Bestand“ spiegeln dienachfolgenden Fachaufsätze wider, die vielfältige Ausschnitte aus unterschied-lichen Blickwinkeln bieten.

Beispielhaft sei an dieser Stelle auf die beiden Aufsätze zur Einschätzung derTragfähigkeit von historischen Holzkonstruktionen verwiesen, die ganz we-sentlich durch die speziellen Eigenschaften der traditionellen Verbindungs-techniken beeinflusst werden. Jeder Tragwerksplaner kennt die Schwierig-keiten, trotz modernster computergestützter Berechnungen die Nachgiebig-keit solcher Verbindungen in einer statischen Berechnung zutreffend zuberücksichtigen. Die Aufsätze zu den „abgestirnten Zapfenverbindungen“ undden „verzahnten Biegebalken“ bieten den Vergleich historischer und neuerRechenansätze, die teils mit Hilfe experimenteller Untersuchungen entwickeltund überprüft wurden.

Ich bin mir sicher, dass die in diesem Heft angebotenen Beiträge Ihr Interesseam Bauen im Bestand wecken und wünsche Ihnen

Viel Spaß beim Lesen

Prof. Dipl.-Ing. Gerhard EiseleProfessor für Bauwerkserhaltung, FH PotsdamIngenieurgruppe Bauen

EDITORIAL


DOI: 10.1002 / bate.201001534

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FACHTHEMAFlorian Stauder, Michael Wolbring, Jürgen Schnell

Bewehrungs- und Konstruktionsregeln des Stahlbetonbaus im Wandel der Zeit

1 Allgemeines

Werden baustatische Nachweise an bestehenden Trag-werken infolge von Umnutzungs- oder Ertüchtigungs-maßnahmen erforderlich, so sind diese nach den Hin-weisen der ARGEBAU [1, 2] grundsätzlich nach aktu-ellem Normenwerk zu erstellen. Normativ geregelteNachweisformate gelten zunächst immer nur in Ver-bindung mit den zugehörigen Bewehrungs- und Kon-struktionregeln (Eurocode 2 [3], Abschn. 9.1 (2)). InBestandstragwerken darf allerdings keine Bewehrungs-führung erwartet werden, die in allen Details den An-forderungen aktueller Normen entspricht. Deshalb sindalle Abweichungen im Einzelfall mit ingenieurmäßigemVerstand hinsichtlich ihres Einflusses auf die Stand-sicherheit und Gebrauchstauglichkeit zu bewerten.Wichtige Hinweise können durch eine Auswertung derzum Errichtungszeitpunkt gültigen Regelwerke gewon-nen werden. In diesem Zusammenhang gibt vorliegenderFachaufsatz Hinweise zu den einzelnen Entwicklungs-stufen wesentlicher Bewehrungs- und Konstruktions-regeln des Stahlbetonbaus von seinen Anfängen bisheute. Anhand von ausgewählten Beispielen wird im Fol-genden gezeigt, wie unter Berücksichtigung historischerBewehrungs- und Konstruktionsregeln Bestandsbauteileaus Stahlbeton bewertet werden können und wo Defiziteim Vergleich zum aktuellen Regelwerk EC 2 [3] bestehen.Zur vollständigen Aufarbeitung der historischen Rege-lungen besteht jedoch noch erheblicher Forschungs-bedarf, dem u. a. an der TU Kaiserslautern nachgegangenwird.

2 Historische Entwicklung der Bemessungsnorm DIN 1045

In der Anfangszeit des Stahlbetonbaus in den beiden letz-ten Jahrzehnten des 19. Jh. erfolgte in Deutschland dieEntwicklung der Bauweise zunächst durch einzelne he-rausragende Ingenieure und Unternehmer, die technischeVorgehensweisen und Konstruktionsarten oftmals inPatenten festschrieben ließen. Mit Veröffentlichung der„Vorläufigen Leitsätze für die Vorbereitung, Ausführungund Prüfung von Eisenbetonbauten“ [4], aufgestellt vomVerband Deutscher Architekten- und Ingenieurvereineund dem Deutschen Beton-Verein, wurde 1904 ein Doku-ment zur Stahlbetonbauweise eingeführt, das deutsch-landweit fachliche Anerkennung fand.

In den darauffolgenden Normengenerationen erfolgtenÄnderungen des technischen Regelwerkes, welche auf zu-nehmender Erfahrung mit der Bauweise und verstärktenForschungsbemühungen basierten. Die vom DeutschenAusschuss für Eisenbeton (DAfEb) 1916 veröffentlichtenBestimmungen „Ausführung von Bauwerken aus Beton“[5] und „Ausführung von Bauwerken aus Eisenbeton“ [6]bildeten erstmalig ein einheitliches Regelwerk für den Be-tonbau in Deutschland, das von allen Reichsstaaten inder Hauptsache amtlich eingeführt wurde [7]. Die wesent-lichen historischen Regelwerke des Stahlbetonbaus wur-den von FINGERLOOS [7] zusammengestellt.

Einen Überblick über die wichtigsten Entwicklungsstufender Stahlbetonnormung in Deutschland und die zugehö-

Bauen im Bestand stellt für alle Beteiligten eine große Heraus-forderung dar, da wesentliche Merkmale eines Bestandstrag-werkes in der Regel unbekannt sind. Neben fehlenden Anga-ben bezüglich der Eigenschaften der verwendeten Materialienliegen oftmals nur wenige Informationen zur Art der konstrukti-ven Durchbildung der Bauteile vor. In diesem Beitrag werdenHinweise zur historischen Entwicklung wesentlicher Beweh-rungs- und Konstruktionsregeln in Deutschland gegeben. DerÜberblick soll helfen, bereits durch die Zuordnung von Be-standstragwerken zu einer bestimmten Normengenerationpotenzielle Defizite hinsichtlich der Bewehrungsführungidentifizieren zu können.

Keywords Bauen im Bestand; Eisenbetonbau; Bemessungsregeln,historische; Konstruktionsregeln, historische

Due to the reason that the main characteristics of an existingbuilding are normally not known, the design and constructionof these structures is a challenge for all participants. Besidesthe fact that the properties of the used materials are notknown, there is only little information about the detailing of thestructural members available. In this paper, reference is givento the historical development of the essential reinforcementand construction rules in Germany. This overview is aimed tohelp identifying potential shortcomings of the configuration ofthe reinforcement by relating an existing structure to aparticular standard generation.

Keywords existing structures; historical reinforced concrete; historicalreinforcement rules; historical construction rules


F. Stauder, M. Wolbring, J. Schnell: Bewehrungs- und Konstruktionsregeln des Stahlbetonbaus im Wandel der Zeit

rigen Kommentare enthält Tabelle 1. Mit der Fortschrei-bung der Norm hat sich auch deren Umfang vervielfacht,und zusätzliche Anwendungsgebiete für den Betonbauführten zu einem weiteren Regelungsbedarf. Von ur-sprünglich knapp 50 Seiten hat sich mit Einführung desEC 2 [3] das den Stahlbetonbau betreffende Regelwerkauf über 550 Seiten mehr als verzehnfacht [8].

Während in der Anfangszeit der Stahlbetonbauweise dieStandsicherheit eines Tragwerkes durch konstruktive An-forderungen an die Bewehrungsführung sichergestelltwurde, führten zunehmende Erfahrungen mit der Bau-weise zu in Abhängigkeit vom Beanspruchungsniveau ab-gestuften Anforderungen und konstruktiven Lösungen.Auf Grundlage umfangreicher Forschungsarbeiten konn-ten im Laufe der Zeit die vormals rein experimentell ge-wonnenen Konstruktionsregeln durch Ingenieurmodellenachvollzogen und belegt werden.

Bei der Fortschreibung der Bewehrungs- und Konstrukti-onsregeln wurden zum Teil auch unsichere Regelungen indas Normenwerk aufgenommen, die bei einer nachfolgen-

den Überarbeitung korrigiert werden mussten. BedeutendeÄnderungen ergaben sich mit Ausgabe DIN 1045:1972[19] durch die normative Einführung des Betonrippen-stahls und der damit verbundenen möglichen Verankerungder Längsstäbe ohne Endhaken, der Einführung des Trag-lastverfahrens zur Bemessung der Querschnitte anstelledes n-Verfahrens und dem Ansatz der vermindertenSchubdeckung. Im Jahr 1978 wurde die Norm (DIN1045:1978 [21]) novelliert, um auf das 1969 verbindlicheingeführte SI-Einheitensystem und die in DIN 1080-1 [30]neu eingeführten Formelzeichen umstellen zu können. Mitder Ausgabe von DIN 1045:1988 [23] gingen eine Verbes-serung der Nachweise zur Rissbreitenbeschränkung sowieeine deutliche Erhöhung der Mindestbetondeckung zurSteigerung der Dauerhaftigkeit einher. Eine weitere grund-sätzliche Änderung des Regelwerkes erfolgte mit Ausgabevon DIN 1045-1:2001 [25], die im Vorgriff auf die Einfüh-rung der Eurocodes das semiprobabilistische Sicherheits-konzept beinhaltete.

Allgemein ist zu beachten, dass bei der Einführung neuerNormen Übergangsfristen galten und in der Praxis in vie-

Tab. 1 Regelwerke des Stahlbetonbaus einschließlich zugehöriger KommentareReinforced concrete construction guidelines and corresponding comments

Regelwerk Veröffentlichung zugehöriger Kommentar

Vorläufige Leitsätze für die Vorbereitung, Ausführung 1904 (Beispiele enthalten)und Prüfung von Eisenbetonbauten [4]

Bestimmungen des Kgl. Preußischen Ministeriums 1907 (Beispiele enthalten)der öffentl. Arbeiten für die Ausführung von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten [9]

Bestimmungen für 1916 GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-– Ausführung von Bauwerken aus Beton [5] Bestimmungen 1916 mit Beispielen [10]– Ausführung von Bauwerken aus Eisenbeton [6]

DIN 1045 – Bestimmungen für Ausführung von 1925 GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-Bauwerken aus Eisenbeton [11] Bestimmungen 1925 mit Beispielen [12]

DIN 1045 – A. Bestimmungen für Ausführung von 1932 GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-Bauwerken aus Eisenbeton [13] Bestimmungen 1932 mit Beispielen [15]

DIN 1045 – A. Bestimmungen für Ausführung von 1937 GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-Bauwerken aus Eisenbeton [14] Bestimmungen 1932 mit Beispielen [15]

DIN 1045 - A. Bestimmungen für Ausführung von 1943 GEHLER, W., PALEN, C.: Erläuterungen zu den Stahl-Bauwerken aus Stahlbeton [16] betonbestimmungen 1943 mit Beispielen [18]

DIN 1045 – A. Bestimmungen für Ausführung von 1959 GEHLER, W., PALEN, C.: Erläuterungen zu den Stahl-Bauwerken aus Stahlbeton [17] betonbestimmungen 1943 mit Beispielen [18]

DIN 1045 – Beton- und Stahlbetonbau – 1972 BONZEL, J.: Erläuterungen zu den StahlbetonBemessung und Ausführung [19] bestimmungen [20]

DIN 1045 - Beton- und Stahlbeton – 1978 BERTRAM, D. et al.: Hinweise zu DIN 1045, Bemessung und Ausführung [21] Ausgabe 12/78. DAfStb-Heft 300 [22]

DIN 1045 - Beton- und Stahlbeton – 1988 BERTRAM, D. et al.: Erläuterungen zu DIN 1045, BetonBemessung und Ausführung [23] und Stahlbeton, Ausgabe 07/88. DAfStb-Heft 400 [24]

DIN 1045-1 – Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und 2001 Erläuterungen zu DIN 1045-1. DAfStb-Heft 525 [26]Spannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion [25]

DIN 1045-1 – Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und 2008 Erläuterungen zu DIN 1045-1. DAfStb-Heft 525 Spannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion [27] 2. überarbeitete Auflage [28]

Eurocode 2 – Bemessung und Konstruktion von 2011 HEGGER et al.: Erläuterungen zu EC 2-1-1. Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1 [3] DAfStb-Heft 600 (in Erstellung) [29]

Bautechnik 89 (2012), Heft 1 5


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len Fällen auch noch eine geraume Zeit mit der zuvor gül-tigen Norm weitergearbeitet wurde. Die oben angegebe-nen Jahreszahlen können somit keine exakten Anwen-dungsgrenzen beschreiben. Ohnehin ist im Einzelfall aufgeeignete Weise zu prüfen, ob die Bewehrung bei der Er-richtung eines Tragwerkes oder im Rahmen von späterenUmbaumaßnahmen überhaupt normgerecht ausgebildetwurde.

3 Allgemeine Bewehrungsregeln3.1 zu EC 2, Abschn. 8.1, Allgemeines

Verwendete BetonstähleAlle Regelungen des EC 2 [3] sind nur für gerippten Be-tonstahl, Betonstahlmatten und Spannstähle unter vor-wiegend ruhender Belastung im normalen Hoch- undBrückenbau gültig. Da beim Bauen im Bestand jedochhäufig auch Glatt- und Betonformstähle angetroffen wer-den, muss deren Tragwirkung auch vor dem Hintergrundhistorischer Regelungen bewertet werden. Insbesonderedas Verbundverhalten der glatten Betonstähle ist demvon geripptem Betonstahl nicht gleichwertig, vgl. Bild 1.Während Betonrippenstahl über die gesamte StablängeKräfte in den Beton übertragen kann, erfolgt die Kraft-übertragung von Glattstählen überwiegend durch den zurVerankerung erforderlichen Endhaken, dessen Tragwir-kung vereinfachend mit der Seilreibung in einer Umlenk-rolle erklärt werden kann.

Im Lauf der Jahre wurden unterschiedliche Betonstähleverwendet, die sich in ihren Werkstoffeigenschaften starkunterscheiden. In Bild 2 sind Werkstoffkennlinien unter-schiedlicher Betonstähle dargestellt.

Ein nützlicher Überblick über anzusetzende charakteristi-sche Werte der Streckgrenzen sowie Angaben zur Einord-nung in Duktilitätsklassen ist in Abschnitt 11.3 der Nach-rechnungsrichtlinie für Brücken [33] enthalten. Dort fin-den sich auch Angaben zur Verbundfestigkeit glatterBetonstähle.

Bis 1952 wurden in Deutschland fast ausschließlich glatteBetonstähle und Betonformstähle verwendet. Erst mitEinführung der Betonrippenstähle im März 1952, die an-fangs auch als Betonformstähle bezeichnet wurden, durf-ten Bewehrungsstäbe mit geradem Stabende verankertwerden. Dabei wurden zunächst nur quergerippte Stäbebis zu einem Durchmesser von 20 mm zugelassen, wobeisich das verfügbare Spektrum schnell auf die heute übli-chen Stabdurchmesser ausweitete. Dabei muss erwähntwerden, dass die bezogene Rippenfläche dieser vorherge-henden Stäbe nicht mit der von aktuellen Betonrippen-stählen verglichen werden kann, was sich auf die erfor-derliche Verankerungslänge und insbesondere den Riss-breitennachweis auswirkt. Die heutige bezogene Rippen-fläche wurde erstmals in DIN 488-2:1986 [34] geregeltund liegt ca. 14 % unter der vorhergehenden bezogenenRippenfläche. Somit können die Oberflächeneigenschaf-ten der früheren Betonrippenstähle auch nach aktuellenBewertungskriterien als ausreichend erachtet werden.

Bis einschließlich der Ausgabe DIN 1045:1959 [17] warnur Betonglattstahl in der Bemessungsnorm für Stahlbe-ton beinhaltet. Die Aufnahme der Betonrippenstähle er-folgte mit der Ausgabe von DIN 1045:1972 [19]. Letzt-malig wurde Betonglattstahl in der NormausgabeDIN 1045:1988 [23] unter Bezug auf DIN 1013 [35](warmgewalzter Rundstahl), Teil 1 mit einer Stahlgüte St37-2 nach DIN 17100 [36] erwähnt. Die dazugehörigen Be-wehrungsrichtlinien und Bemessungshilfen können denDAfStb-Heften 220 [37] und 400 [24] entnommen werden.

MindestbetondeckungNach EC 2 [3] muss die Betondeckung zur Sicherstellungdes Verbundes zunächst mindestens dem Stabdurchmes-ser entsprechen. Diese Forderung wird zumeist auch vonBestandstragwerken erfüllt. In den Leitsätzen von 1904[4] wurde eine Betondeckung von nicht weniger als 1 cmgefordert, wobei bei Stäben mit einem Durchmesser unter1 cm und zusätzlichem Putzauftrag die Betondeckung bisauf 0,5 cm reduziert werden konnte. Die Bestimmungendes DAfEb von 1916 [6] sahen an der Unterseite von Plat-ten eine Betondeckung von mindestens 1 cm und für dieÜberdeckung von Bügeln an Rippen und Säulen mindes-tens 1,5 cm vor. Bei Außenbauteilen wurde eine Mindest-betondeckung von 2 cm gefordert. In den Normausgabenbis 1959 [17] wurden diese Regelungen im Wesentlichenbeibehalten. In DIN 1045:1972 [19] wurde die Betonde-ckung erstmalig in Abhängigkeit des Stabdurchmessersund der Umweltbedingungen gestaffelt. Die Anforderun-gen an die Betondeckung wurden aus Dauerhaftigkeits-kriterien mit der Ausgabe von DIN 1045:1988 [23]stark erhöht und mit Einführung der Expositionsklassen inDIN 1045-1:2001 [25] weiter gesteigert.

Bild 1 Verankerung von Betonstahl im Beton [31]Anchorage of reinforcement in concrete structures [31]

Glattstahl: Endverankerung durchHaken, Schlaufen

Rippenstahl: Kontinuierliche Verankerungdurch Rippen auf der Stahl-oberfläche

Bild 2 Spannungs-Dehnungs-Linien von Betonstählen [32]Comparison of stress-strain-diagrams of reinforcing steels [32]

2,5 5 10 15 20 25

[%]

[N/mm2]

εS

σS

600

500

420400

240

500

400

300

Nockenstahl BSt 500BSt 420/Tempcore

BSt 420/Torstahl

Isteg/Drillwulststahl

St 52

St 37(St 48)

Bemessungslinien mit fyk200

100



Dementsprechend müssen zumindest Außenbauteile, dievor 1988 errichtet wurden, hinsichtlich des Korrosions-schutzes kritisch beurteilt werden. Ausgehend von derNormausgabe 1925 [11] wurden zum Schutz gegen che-mischen Angriff schon besondere Schutzmaßnahmen ge-fordert. Dazu gehörten neben der Verwendung eines be-sonders dichten und wasserundurchlässigen Betons auchbesondere Verkleidungen, Zementputze, Schutzanstrichesowie eine Erhöhung der Betondeckung bis auf 4 cmohne Putz oder Verkleidungen. Somit besteht in Abhän-gigkeit der damaligen Festlegung von Einwirkungen aufden Beton die Möglichkeit, dass historische Bauteile inAnlehnung an die aktuellen Dauerhaftigkeitskriterien er-höhte Betondeckungen aufweisen können. Dies ist imEinzelfall zu überprüfen.

Aspekte des Brandschutzes bleiben in diesem Beitrag un-berücksichtigt.

3.2 zu EC 2, Abschn. 8.2, Stababstände von Betonstählen

Gemäß EC 2 [3] muss der lichte Stababstand zwischenparallelen Einzelstäben mindestens 20 mm betragen.Dabei darf der Mindestabstand nicht unter dem Stab-durchmesser liegen und muss für Bewehrungsstäbe∅ ≤ 16 mm größer als das Größtkorn und für Stäbe ∅ > 16 mm größer als das Größtkorn + 5 mm sein. Min-deststababstände zur Sicherstellung eines lunkerfreienBetons wurden schon 1916 in den Bestimmungen desDAfEb [6] verankert. Gefordert wurden dort Mindestab-stände in Größe von mindestens 20 mm und zusätzlichmindestens eines Eisendurchmessers.

Im Bestand zeigt sich jedoch vor allem an vor 1972 errich-teten Tragwerken, dass diesen normativen Vorgaben in vie-len Fällen offensichtlich nicht die notwendige Beachtunggeschenkt wurde. Die Folge sind Fehlstellen im Betongefü-ge, die bei Außenbauteilen entsprechende Korrosionser-scheinungen nach sich ziehen können. Die bis in die 50erJahre weit verbreiteten Rippendecken sind ein typischesBeispiel für eine Konstruktionsform, bei der die geforder-ten Stababstände untereinander sowie die Betondeckungvielfach nicht eingehalten wurden und angesichts der ver-wendeten Schalform auch nicht eingehalten werden konn-ten (Bild 3). Jedoch weisen in Innenräumen, in denen wäh-rend der Standzeit keine überdurchschnittliche Luftfeuch-te vorgelegen hat, freiliegende Bewehrungseisen vonStahlbetonrippendecken oftmals auch nach über 50-jähri-ger Standzeit nur oberflächige Korrosionsspuren auf.

Hinsichtlich der Tragfähigkeit von Stahlbetonrippende-cken lehren neben theoretischen Überlegungen auch diebei Belastungsversuchen [38] gemachten Erfahrungen,dass die in der Regel zum Auflager hin aufgebogene Bie-gezugbewehrung grundsätzlich auch ohne kontinuier-liche Verbundwirkung über Bogen-Zugbandwirkung einebeachtliche Tragfähigkeit entfaltet, weshalb sich einenähere Untersuchung solcher Konstruktionen oftmalslohnt (Bild 4).

3.3 zu EC 2, Abschn. 8.3, Biegen von Betonstählen

Der Biegerollendurchmesser wurde erstmals 1916 in denBestimmungen des DAfEb [6] geregelt. Im Lauf der Zeiterfolgte in den jeweiligen Normausgaben eine Anpassungder Biegerollendurchmesser an die Steigerung der Streck-grenze von 220 N/mm2 (BSt 220/340 (I)) auf 500 N/mm2

(BSt 500/550 (IV)). Höhere Stahlspannungen erforderngrößere Biegerollendurchmesser, weil mit steigender um-zulenkender Stahlkraft auch die Betonpressungen in derUmlenkstelle des Betonstahls zunehmen und damit auchdie Gefahr einer seitlichen Betonabplatzung größer wird.

Dabei wurde bereits 1916 unterschieden, ob es sich umAufbiegungen von Längsbewehrung oder um Zugeisenein-lagen mit rundem oder spitzwinkligem Haken als Veranke-rungselement handelt. Bei Verankerungselementen ist dieBegrenzung der beim Biegen auftretenden Dehnung an derKrümmungsaußenseite des Stabes maßgebend. Die Min-destwerte für Biegerollendurchmesser sollen dabei Anrissean der Krümmungsaußenseite der Stäbe während des Bie-gens vermeiden. Die beim Biegeprozess eingeprägtenStahlspannungen überlagern sich mit Spannungen infolgeLast, wodurch schon bei verhältnismäßig niedrigen Ein-wirkungen örtlich hohe Spannungen auftreten können.Unter nicht ruhender Belastung können diese zu Anrissen

Bild 3 Freiliegende Biegezugbewehrung ohne ausreichenden Stababstandin einer Stahlbetonrippendecke aus den 50er Jahren (Untersicht)Exposed longitudinal reinforcement without enough spacing of thebars in a reinforced concrete ribbed slab of the fifties (view frombelow)

Bild 4 Bogenbildung im Bruchzustand bei glatter Bewehrung [39]Arcing in concrete structures with plain reinforcement in the stateof failure [39]



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und weiterhin zu Sprödbrüchen führen, während untervorwiegend ruhender Belastung im Grenzzustand der Ge-brauchstauglichkeit (GZG) Anrisse nicht zu befürchtensind. Ursächlich hierfür ist, dass sich die Bewehrung imGZG im elastischen Bereich befindet und noch genügendSpannungs- und Umlagerungsreserven aufweist. Zur Be-schränkung von Umlenkspannungen im Beton wird fürAufbiegungen immer ein größerer Biegerollenradius gefor-dert, als es für Bügel oder die Verankerungselemente wieHaken und Schlaufen der Fall ist.

Bereits mit der Normausgabe von 1943 [16] wurde fürSchrägstäbe und andere abgebogene Stäbe ein Biegerol-lendurchmesser in Abhängigkeit der Betondeckung recht-winklig zur Biegeebene gefordert. Grund hierfür warenSchäden in Form von Betonabplatzungen bei zu geringerBetondeckung im Bereich der Aufbiegung der Biegezug-bewehrung [40].

Mit Einführung von DIN 1045:1972 [19] erfolgte eineStaffelung der Biegerollendurchmesser in Abhängigkeitvom Bewehrungsdurchmesser. Der Biegerollendurchmes-ser von Schrägstäben und anderen gebogenen Stäben derStahlsorten BSt 420/500 (III) und BSt 500/550 (IV)wurde im Vergleich zur Vorgängernorm bzw. den Zulas-sungen für Betonrippenstähle vergrößert, ebenso fürBügel, Haken und Schlaufen mit einem Stabdurchmesserüber 20 mm. Zusätzlich wurden die Regelungen hinsicht-lich der seitlichen Betonüberdeckung umformuliert. DieFestlegung der Mindestwerte der Biegerollendurchmesserfür Haken, Winkelhaken und Schlaufen erfolgte anhand

von Rückbiegeversuchen an Betonrippenstählen nachDIN 488-1:1972, Blatt 3 [41]. Seit Einführung derDIN 1045:1978 [21] wurden bis heute keine wesentlichenÄnderungen hinsichtlich der Mindestbiegerollendurch-messer mehr vorgenommen.

Zusammenfassend sind die Anforderungen an die Biege-rollendurchmesser der einzelnen Normausgaben inTabelle 2 aufgelistet. Wie dort abgelesen werden kann, be-stehen nur bei älteren Bauwerken Defizite im Vergleichzu einer Auslegung nach Eurocode 2 [3].

Bei einer Literaturrecherche in historischen Normenmuss der teilweisen Verwendung von unterschiedlichenBezeichnungen wie „Krümmungsdurchmesser“ und„Krümmungshalbmesser“ in Bezug auf die Biegerollen-durchmesser Beachtung geschenkt werden.

Hin- und Zurückbiegen von BetonstählenOftmals wird vorhandene Bewehrung, welche zum An-schließen von neuen Bauteilen mittels Übergreifungsstö-ßen erforderlich ist, im Bauzustand aufgebogen (Bild 5),um zu einem späteren Zeitpunkt wieder zurückgebogenzu werden. Dabei werden nach den Regelungen des EC 2[3] umfangreiche Anforderungen an diese Vorgehenswei-se gestellt. So dürfen zum Beispiel nur Betonstabstählebis zu einem Durchmesser von 14 mm kalt gebogen wer-den, wobei ein wiederholtes Hin- und Zurückbiegen anderselben Stelle unzulässig ist. Außerdem werden die An-forderungen hinsichtlich der Biegerollendurchmesser imVergleich zum einmaligen Biegen erhöht und die zulässi-

Tab. 2 Biegerollendurchmesser in Abhängigkeit der NormausgabeMandrel diameter in connection to the historical guideline



gen Stahlspannungen infolge einer Belastung beschränkt.Hintergrund für diese Regelungen ist die durch den Bie-gevorgang entstehende Zunahme der Stahlfestigkeitunter Reduktion der Dehnfähigkeit, wodurch Risse anden Rippenfüßen und Sprödbrüche begünstigt werdenkönnen.

Da in der Vergangenheit zeitweise auch Betonstähle ein-gesetzt wurden, die für das Hin- und Rückbiegen völligungeeignet sind, kann im ungünstigsten Fall bereits beimerstmaligen Biegen ein Bruch des Stabes auftreten. Somussten in diesem Zusammenhang in den 50er Jahrendie Zulassungen für die in Bild 6 genannten Stähle zu-rückgezogen werden. In der Erstausgabe des DBV-Merk-blattes „Rückbiegen von Betonstahl“ [42] werden die Be-tonstähle I G (BSt 220/340 GU), III U (BSt 420/500 RU)und IV U (BSt 500/550 RU) nach DIN 488-1:1972 [41]

bzw. bauaufsichtlichen Zulassungen als für das Rückbie-gen ungeeignet eingestuft.

Sollen beim Bauen im Bestand Betonstähle hin und wie-der zurückgebogen werden, müssen die verwendeten Be-tonstabstähle auf ihre diesbezügliche Eignung überprüftwerden. Dies kann in einem ersten Schritt anhand deraufgewalzten Rippung zur Identifizierung der Stähle undden entspechenden Angaben in o.g. DBV-Merkblatt [42]erfolgen. Insbesondere bei der Verwendung von querge-ripptem Betonrippenstahl sollte von Biegemaßnahmenauf der Baustelle Abstand genommen werden. Müssentrotzdem Abbiegungen auf der Baustelle durchgeführtwerden, sind metallurgische Untersuchungen zur Klärungder Biegeeignung des Betonstahls erforderlich. Auf jedenFall ist auf einen ausreichend großen Biegerollendurch-messer zu achten und das auf der Baustelle oftmals übli-che Abbiegen über Kante ist zu vermeiden.

3.4 zu EC 2, Abschn. 8.4, Verankerung derLängsbewehrung

GlattstähleBei Berücksichtigung des aktuell geforderten Zuverlässig-keitsniveaus besteht bezüglich der Verankerung undÜbergreifung von glattem Betonstahl aufgrund der feh-lenden statistisch auswertbaren Datengrundlage nochForschungsbedarf.

BACH und GRAF [43] führten in den Jahren 1910 und1911 Versuche zur „Bestimmung des Einflusses der Ha-kenform der Eiseneinlagen“ an balkenartigen Versuchs-körpern mit Stahleinlagen ∅ 25 mm mit Walzhaut durch.Diese Versuche hatten zum Ergebnis, dass Eiseneinlagenmit einem Haken und Walzhaut bis an die Streckgrenzedes Grundmaterials belastet werden konnten, was alsNormengrundlage für die Regelung der Verankerung vonGlattstählen bis ∅ 25 mm (einschließlich DIN 1045:1937[14]) bzw. 26 mm (ab 1045:1943 [16]) verwendet wurde.

Danach durften Betonglattstähle aller Sorten bis zu demgenannten Durchmesser ohne einen weiteren Nachweisder Verbundspannung mit einem Endhaken verankertwerden. Lediglich für Stäbe mit einem Durchmesser> 25 mm (26 mm) wurde ein Nachweis der Haftspannun-gen gefordert. In diesen Fällen musste nachgewiesen wer-den, dass die vorhandene Haftspannung τ1 gemäß Gln.(1) und (2) unter der maximal zulässigen Haftspannungτzul liegt.

τ1 = Q/(u · z) ≤ τzul für Bügel Gl. (1)

τ1 = Q/(2 · u · z) ≤ τzul für Längsstäbe Gl. (2)

mitQ abzutragende Querkraft des Querschnittesu Umfang der geraden, in der Zugzone verbleibenden

Bewehrungsstäbez Hebelarm der inneren Kräfte

Bild 5 Aufgebogene Anschlussbewehrung im BauzustandReinforcement bended up in the state of construction

Bild 6 Beispiel für nicht rückbiegegeeignete Betonstähle [31]Example for reinforcement unsuitable for bending up [31]

Torstahl mit Querrippen (kaltverformt)

Queri-Stahl (Nori-Stahl) III a, IV a, vom 24.11.1952 (Fa. Nockenstahlgesellschaft)

Quergerippter Sonderbetonstahl(DRIPP-Stahl) III b, vom 11.2.1953 bis 23.9.53 (Fa. Hüttenwerk Phönix)

Torstahl mit Querrippen, vom 10.2.53 bis 22.9.53 (Fa. Tor-Isteg)



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Die Form der Endhaken konnte einschließlich der Nor-mausgabe von 1937 [14] sowohl halbkreisförmig als auchspitzwinklig ausgeführt werden, während ab der Nor-mausgabe von 1943 [16] nur noch halbkreisförmige End-haken zulässig waren. Die unterschiedlichen Hakengeo-metrien sind in Bild 7 dargestellt. Bild 8 zeigt einen feh-lerhaft ausgeführten Übergreifungsstoß mit halbkreis-förmigem Haken und zu geringer Betondeckung. Die Ha-kenebenen hätten eine Orientierung senkrecht zur Bau-teiloberfläche aufweisen und in das Bauteil hinein zeigenmüssen (Bild 8: Hakenebenen parallel zur Bau-teiloberfläche). Weiterhin müssten die Bewehrungs-stahleinlagen eine höhere Betondeckung aufweisen.

BetonrippenstähleDer heute verwendete Betonrippenstahl weist grundsätz-lich ein anderes Tragverhalten als Glattstahl auf, weshalbdie Normnachweise für die Verankerung von Beweh-

rungsstäben seit 1972 sukzessive an die zum jeweiligenZeitpunkt zur Verfügung stehenden Betonrippen-stähle angepasst wurden. Bei Einführung des Betonrip-penstahls in Deutschland ab dem Jahr 1952, was zu-nächst auf Grundlage von Zulassungen erfolgte, wurdedessen Tragwirkung im Verankerungsbereich zunächstüberschätzt. Dies ließ eine spätere Korrektur der erforder-lichen Verankerungslänge notwendig werden, welche mitEinführung von DIN 1045:1978 [21] erfolgte. Im Ver-gleich zu DIN 1045:1972 [19] ergibt sich ein erheblicherUnterschied bei der Anrechenbarkeit der Verankerungs-elemente und somit der erforderlichen Verankerungslän-ge. In Bild 9 sind die erforderlichen Verankerungslängennach DIN 1045:1972 (rot) und 1978 (schwarz) einandergegenübergestellt.

Entsprechend der Darstellung in Bild 9 ist die Anrechen-barkeit der Verankerungselemente mit der Normausgabevon 1978 [21] gesunken und damit die erforderliche Ver-ankerungslänge gestiegen. Beim Nachweis der Veranke-rung nach EC 2 [3] können demnach bei vor 1978 er-stellten Bauteilen Defizite hinsichtlich der vorhandenenVerankerungslänge bestehen. Hier empfiehlt sich einegenaue Betrachtung der vorhandenen Stahlquer-schnitte, um über den Quotienten erf As/vorh As dieerforderliche Verankerungslänge aufgrund von Quer-schnittsreserven möglicherweise trotzdem nachweisen zukönnen.

VerbundspannungenErstmalig wurden zulässige Haftspannungen in Abhän-gigkeit der Güteklasse des Betons in DIN 1045:1943 [16]tabelliert. Zuvor wurden hierfür, unabhängig von der Be-tongüte, feste Werte angenommen. Der Nachweis der

Bild 8 Übergreifungsstoß (fehlerhaft ausgeführt) mit unzureichenderBetondeckungLap zone of reinforcement (construction incorrect) with insufficientconcrete cover

Bild 9 Erforderliche Verankerungslängen für verschiedene Verankerungs-elemente nach DIN 1045:1972 [19] (rot) und DIN 1045:1978 [21](schwarz)Required anchorage lengths for different anchorage elementsaccording to DIN 1045:1972 [19] (red) and DIN 1045:1978 [21] (black)

Bild 7 Hakengeometrien zur Endverankerung [39]Geometries of hooks for the anchorage at end supports [39]

Halbkreisförmige Haken und Krümmungsradien der Abbiegungen

Spitzwinklige Haken.



Verbundspannungen wurde jedoch nur für Stäbe miteinem Durchmesser größer 26 mm gefordert (s. oben).

Die Unterscheidung in zwei Verbundbereiche wurde1954 in den Zulassungen für Betonrippenstähle erstmaligeingeführt [44]. Mit Ausgabe von DIN 1045:1972 [19] er-folgte die Einführung zulässiger Verbundspannungen inAbhängigkeit der Festigkeitsklasse des Betons, der Beton-stahloberflächenstruktur (glatt, profiliert, gerippt) und derLage des Bewehrungsstabes im Bauteilquerschnitt. Diedarin enthaltenen Werte sind nicht mit den Angaben inden Vorgängernormen vergleichbar.

In der Normausgabe 1978 [21] und 1988 [23] erfolgtenhinsichtlich der Verbundspannungen keine wesentlichenÄnderungen im Vergleich zur Normausgabe von 1972[19], lediglich die Bezeichnung der Lage der Verankerung(A und B, 1972 [19]) wird auf die Verbundbereiche I undII (1978 [21]) verändert. Mit Einführung von DIN 1045-1:2001 [25] wurden die zulässigen Verbundspannungen mo-difiziert, vgl. Bild 10, und weiterhin die Bezeichnung auf„guter Verbund“ und „mäßiger Verbund“ umgestellt. InBild 10 wird die bezogene Verankerungslänge der Nor-mausgabe 1988 [23] der Ausgabe von 2001 [25] gegen-übergestellt.

Wie Bild 10 entnommen werden kann, ist mit Fortschrei-bung des Regelwerkes eine Reduktion der zulässigen Ver-bundspannungen für guten Verbund und eine Erhöhungder zulässigen Verbundspannung bei mäßigem Verbundeinhergegangen. Bei Zweifeln an der Güte des Verbundesempfiehlt sich die punktuelle Entnahme von Bohrkernen,um die Gefügedichtheit des den Stahl umgebenden Be-tons beurteilen zu können.

Die Verankerung von Glattstählen ist mit dem aktuellenRegelwerk nicht zu bewerten. Jedoch kann in der Regelvon einer ausreichenden Tragfähigkeit im Grenzzustand

ausgegangen werden, solange die Endhaken unversehrtund in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt sind.

Die Tragwirkung von Übergreifungsstößen, bei denenGlattstahl mit Endhaken und Rippenstahl kombiniertwerden, wird zurzeit in Versuchsreihen an der TU Kai-serslautern untersucht.

4 Konstruktionsregeln4.1 zu EC 2, Abschn. 9.2, Balken

ZugkraftdeckungIn den Normausgaben vor DIN 1045:1972 [19] wurde dieBiegezugbewehrung nach der Momentendeckung gestaf-felt (Bild 11).

Nachdem in den 60er Jahren von verschiedenen For-schern darauf hingewiesen worden war, dass infolgeFachwerkmodell Druck- und Zugkraft gegeneinander ver-setzt sind, muss seit 1972 die aus dem Versatzmaß resul-tierende Zugkraft durch Bewehrung abgedeckt werden.Seitdem mit DIN 1045-1:2001 [25] die variable Druck-strebenneigung eingeführt wurde, ermittelt sich das Ver-satzmaß nach der Beziehung

al = z · (cot θ − cot α)/2 Gl. (3)

und ist demnach von der Neigung der Druckstreben undBügel abhängig. Die daraus zusätzlich aufzunehmendeZugkraft beträgt

Fsd = Ved · (al/z) + Ned Gl. (4).

Bei Bauteilen, die auf Basis der Normengenerationen vor1972 [19] bemessen wurden, muss grundsätzlich damit ge-

Bild 10 Vergleich der bezogenen Verankerungslänge nach DIN 1045:1988und DIN 1045-1:2001 [45]Comparison of the corresponding anchorage length according toDIN 1045:1988 and DIN 1045-1:2001 [45]

Bild 11 Aufbiegen der Biegezugbewehrung nach der Momentenlinie [16]Bending up of the longitudinal reinforcement according to themoment diagram [16]



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rechnet werden, dass die Zugkraftdeckung nicht vollstän-dig sichergestellt ist. Aus um 45° aufgebogenen Längsei-sen ergibt sich allerdings bei voller Schubdeckung (45°-Fachwerk) das Versatzmaß Null, sodass nur aus dem aufdie Bügel entfallenden Querkraftanteil Defizite möglichsind. In der Praxis resultieren hieraus keine Probleme,wenn ohnehin ein Teil der Längsbewehrung bis auf dasAuflager geführt wurde. Mit Einführung des EC 2 [3] darfder Betonstahl auch innerhalb seiner Verankerungslängeanteilig ausgenutzt werden, was etwaige Unterdeckungs-raten zusätzlich reduziert.

Verankerung am EndauflagerIn den ersten Normausgaben waren keine Angaben zurMindestbewehrungsmenge, die auf das Auflager zu führenwar, enthalten, währenddessen in der Fachliteratur diesbe-züglich Hinweise angegeben wurden. Nach KERSTEN [46]durften bei Balken höchstens so viele Stäbe abgebogenwerden, dass noch zwei je Bauteil zum Auflager durchge-führt werden konnten.

Gemäß den Zulassungen musste bei Betonrippenstahl ab1954, falls kein Nachweis der Haftspannungen geführtwurde, bei geradem Stabende ein Drittel der Feldbeweh-rung hinter der rechnerischen Auflagerlinie verankertwerden. Dabei war eine Verankerungslänge von 6 ds beigutem Verbund und 12 ds bei mäßigem Verbund einzu-halten. Seit Einführung der Normausgabe 1972 [19] mussdie zusätzliche Zugkraft aus dem Versatzmaß am Aufla-ger verankert werden, und es sind mindestens 33 % derBiegezugbewehrung auf das Auflager zu führen. Mit Ein-führung von DIN 1045-1:2001 [25] wurde die auf das Auf-lager zu führende Bewehrungsmenge auf 25 % reduziert.Bei einer direkten Lagerung besteht seit der Normausga-be von 1972 [23] zudem die Möglichkeit, die Veranke-rungslänge auf 2/3 abzumindern.

Im nationalen Anhang zu EC 2 [3] (Abschn. 9.2.1.4(2))wird der Nachweis der Stahlzugkraft gemäß Gl. (4) amEndauflager gefordert, wobei immer eine Mindeststahl-zugkraft von

Fsd = Ved/2 Gl. (5)

nachzuweisen ist. Ursächlich hierfür ist, dass sich im Dis-kontinuitätsbereich am Auflager eines parallelgurtigen Trä-gers steilere Druckstreben einstellen als im Gültigkeitsbe-reich der Biegelehre angetroffen werden. Mit Gl. (5) wird

der Druckstrebeneigungswinkel für die Nachweisführungjedoch auf Werte unter θA = 63,4° begrenzt, vgl. Bild 12.

Dies hat bei vor 1978 erstellten Bestandsbauteilen zurFolge, dass die Nachweise zur Endverankerung derLängsbewehrung nach EC 2 [3] oftmals nicht erfolgreichgeführt werden können.

Bei der Verankerung von glatten Stählen mit Endhakender Sorte BSt 220/340 (I) darf aufgrund umfangreicherVerankerungsversuche jedoch eine ausreichende Veran-kerung am Endauflager erwartet werden [43], sofern dieBiegebemessung gelingt. Hinsichtlich der Verankerungkann somit von einer ausreichenden Tragfähigkeit der Be-tonglattstähle ausgegangen werden.

Bei einer Ausführung mit Betonrippenstählen könnenbeim Nachweis der Verankerung am Endauflager Nach-weisprobleme auftreten, da der Nachweis der Endveranke-rung mit Einführung der Normausgabe 1972 [19] und ins-besondere 1978 [21], im Vergleich zu den Regelungen inden Zulassungen für Betonrippenstahl, verschärft wurde.

QuerkraftIn den vorläufigen Leitsätzen von 1904 [4] wurde derWert für die zulässige Schubspannung des Betonquer-schnittes pauschal auf 4,5 kg/cm2 (≈ 0,45 N/mm2) festge-legt. Nur die darüber hinausgehende rechnerische Span-nung im Querschnitt war durch Aufbiegungen abzude-cken und in der Druckzone zu verankern. Dabei wurdedie Betondruckstrebe immer unter 45° angenommen.

Dieses Bemessungsmodell hat zur Folge, dass Balkenberei-che ganz ohne Querkraftbewehrung ausgeführt werdenkonnten und dass sich in anderen Balkenbereichen ein nursehr geringer Querkraft-Bewehrungsgrad ergab. Mit denBestimmungen des DAfEb von 1916 [6] wurde dieses Defi-zit reduziert. Dort wurde gefordert, dass in den Bereichenmit einer Überschreitung der zulässigen Betonschubspan-nung von 4 kg/cm2 (≈ 0,4 N/mm2) die vollständigenSchubspannungen des Querschnitts mit Stahleinlagen ab-zudecken sind. Die Obergrenze für die Schubspannung desGesamtquerschnittes wurde bei 14 kg/cm2 (≈ 1,4 N/mm2)festgelegt, und als Schubbewehrung durften Bügel, Aufbie-gungen der Längsbewehrung oder eine Kombination vonbeidem eingesetzt werden. In der Praxis wurde ein Groß-teil der Querkraftbewehrung durch das Aufbiegen der Zug-bewehrung um 45° hin zum Auflager ausgeführt und ledig-lich ein kleiner Teil durch zusätzliche Bügel abgedeckt.

Im Vergleich zu den Leitsätzen von 1904 [4] wurde mitEinführung der Bestimmungen des DAfEb 1916 [6] somiteine Obergrenze der Spannungen infolge Querkraft imQuerschnitt festgelegt, bei deren Überschreitung dieQuerschnittsabmessungen zu erhöhen waren. Ein wei-terer Unterschied zwischen beiden Regelwerken bestehtdarin, dass 1904 [4] nur die über den für Beton bestehen-den Grenzwert hinausgehenden Spannungen mit Beweh-rung abzudecken waren, während ab 1916 [6] bei einerÜberschreitung des für Beton festgelegten Grenzwertes

Bild 12 Stabwerkmodell für das Endauflager [47]Strut and tie model for the end support [47]



die vollen Spannungen im Querschnitt durch Bewehrungabgedeckt werden mussten.

Erst seit Einführung von DIN 1045:1925 [11] mussten beiBalken durchgehend Bügel angeordnet werden, die auchzur Reduktion der erforderlichen Abbiegungen bei derQuerkraftbemessung in Ansatz gebracht werden konn-ten. Zusätzlich wurde gefordert, die im Querschnitt vor-handene Schubkraft komplett durch Stahleinlagen abzu-decken. Diese volle Schubsicherung war von MÖRSCH

angeregt worden, der in zahlreichen Versuchen die hoheTragfähigkeit des Konzeptes nachwies [40]. Mit der Maß-nahme sollte ein Schubbruch ohne Vorankündigung ver-hindert werden. Die verminderte Schubdeckung, bei derdie Betondruckstrebe in Abhängigkeit von der Größe derSchubspannungen indirekt flacher als 45° eingestelltwird, wurde erst mit DIN 1045:1972 [19] eingeführt.

Entsprechend der Darstellung in Bild 13 wurde in Balkenalso erst mit der Normausgabe von 1925 [11] die vollstän-dige Abdeckung der Querkraft durch Stahleinlagen gefor-dert. Diese Stahleinlagen wurden einschließlich der Rege-lungen von 1916 [6] zu einem Großteil aus aufgebogenerBiegezugbewehrung gewonnen und erst ab 1925 [11]durch Bügel in Kombination mit aufgebogener Biegezug-bewehrung ersetzt.

Zum Querkraftabtrag genügte es, für den einfachen Balkenunter Gleichstreckenlast insgesamt Bewehrung mit demQuerschnitt 1/√−

2 · AS,Feld unter 45° aufzubiegen [40]. Dem-nach konnte mit ca. 70 % der Biegezugbewehrung in auf-gebogenem Zustand die vollständige Querkrafttragfähig-keit sichergestellt werden. Da ein Teil der Querkraftbeweh-rung mit Bügeln abgedeckt wurde, kann man davonausgehen, dass ca. 30 % der Biegezugbewehrung zum Auf-lager geführt und dort verankert wurde. Dies entspricht inetwa der Forderung zur Verankerung von 25 % der Feldbe-wehrung am Auflager nach aktuellem Regelwerk.

Auch die bis in die 50er Jahre weit verbreiteten Rippende-cken erfüllen die aktuellen Anforderungen nach Mindest-querkraftbewehrung nicht. In In-situ-Versuchen zeigt siegleichwohl bei Belastung bis zum rechnerischen Grenz-zustand der Tragfähigkeit regelmäßig eine hohe Tragka-pazität. An der TU Hannover werden aktuell Kriterienzur Versagensankündigung von Bauteilen, bei denen sichQuerkraftversagen nicht deutlich ankündigt und wofürnach derzeitigen Kenntnissen Belastungsversuche nichtaussagekräftig sind, untersucht [48].

Gelingt der Nachweis ausreichender (Mindest-)Quer-kraftbewehrung nach EC 2 [3] nicht, muss dies also nichtautomatisch sehr aufwändige Verstärkungsmaßnahmennach sich ziehen. Es bedarf der Einzelfallbeurteilungdurch im Bestand erfahrene Tragwerksplaner. Aus bau-aufsichtlicher Sicht können dabei Zustimmungen im Ein-zelfall erforderlich werden.

5 Zusammenfassung

Seit den Anfängen der Stahlbetonbauweise wurden dieBewehrungs- und Konstruktionsregeln vielfach überarbei-tet und an den jeweiligen Stand von Technik und Wissen-schaft angepasst. Werden Bestandstragwerke nach aktu-ellem Regelwerk nachgewiesen, ergeben sich nach demWortlaut der Normen regelmäßig Defizite hinsichtlichihrer konstruktiven Durchbildung. Grundsätzlich geltenin allen Bemessungsnormen die Nachweisformate nur inVerbindung mit den zugehörigen Regeln zur baulichenDurchbildung. Dennoch ist es in vielen Fällen nicht ange-zeigt, alle Bewehrungs- und Konstruktionsregeln im De-tail erfüllen zu wollen. Vielmehr kann es in Einzelfällensinnvoll sein, nach Inaugenscheinnahme des Tragwerkesund nach Abwägung weiterer Gesichtspunkte Abwei-chungen von solchen Regeln bewusst zuzulassen.

Ein weiterer Grund für das bewusste Abweichen vonaktuellen Regelungen ist, dass viele historische Kon-struktionsregeln und -arten nicht mehr praxisüblich sindund deshalb nicht mehr im aktuellen Regelwerk be-rücksichtigt werden. So ist z. B. die Verwendung vonStahl I–III nicht mehr im EC 2 [3] geregelt, da dieser alsBetonstahl nicht mehr produziert und vertrieben wird.

In dem vorliegenden Aufsatz wird auch gezeigt, dass zeit-weise einzelne Bewehrungsregeln normativ galten, dieaus heutiger Sicht Zweifel im Hinblick auf das bauauf-sichtlich geforderte Zuverlässigkeitsniveau der danach er-richteten Bauwerke rechtfertigen. Die Kenntnis dieserSchwachstellen kann eine rasche Detektion von Verstär-kungsbedarf erleichtern.

Der Beitrag wurde dankenswerterweise im Rahmen einesmit Mitteln des Bundesamtes für Bauwesen und Raum-ordnung (BBR) geförderten Projektes, das auch von denFirmen Hochtief Construction AG und Bilfinger BergerSE finanziell unterstützt wurde, erarbeitet [49].

Bild 13 Normentwicklung der vom Stahl aufzunehmenden Querkraftanteilein BalkenDevelopment of the rules concerning the amount of shear forces tobe carried by the reinforcement in beams



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Literatur

[1] Bauministerkonferenz (ARGEBAU): Hinweise für die Über-prüfung der Standsicherheit von baulichen Anlagen durchden Eigentümer/Verfügungsberechtigten. Fassung 09/2006,2006.

[2] Fachkommission Bautechnik der Bauministerkonferenz(ARGEBAU): Hinweise und Beispiele zum Vorgehen beimNachweis der Standsicherheit beim Bauen im Bestand.07.04.2008, 2008.

[3] DIN EN 1992-1-1:2011-01: Eurocode 2: Bemessung undKonstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken– Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 +AC:2010.

[4] Verband Deutscher Architekten- und Ingenieurvereine undDeutscher Beton-Verein: Vorläufige Leitsätze für die Vorbe-reitung, Ausführung und Prüfung von Eisenbetonbauten.1904.

[5] Deutscher Ausschuss für Eisenbeton (DAfEb): Bestimmun-gen für Ausführung von Bauwerken aus Beton. Berlin:Ernst & Sohn 1916.

[6] Deutscher Ausschuss für Eisenbeton (DAfEb): Bestimmun-gen für Ausführung von Bauwerken aus Eisenbeton. Berlin:Ernst & Sohn 1916.

[7] FINGERLOOS, F.: Historische technische Regelwerke für denBeton-, Stahlbeton- und Spannbetonbau. Berlin: Ernst &Sohn 2009.

[8] FINGERLOOS, F.: Der Eurocode 2 für Deutschland – Erläute-rung und Hintergründe, Teil 1: Einführung in den Nationa-len Anhang. Beton- und Stahlbetonbau 105 (2010), H. 6,S. 342–348.

[9] Kgl. Preußisches Ministerium der öffentlichen Arbeiten: Be-stimmungen für die Ausführung von Konstruktionen ausEisenbeton bei Hochbauten. 24. Mai 1907, Berlin: Ernst &Sohn 1912.

[10] GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbetonbestimmun-gen 1916 mit Beispielen. Berlin: Ernst & Sohn 1917.

[11] DIN 1045:1925-09: Bestimmungen für Ausführung vonBauwerken aus Eisenbeton.

[12] GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-Bestimmun-gen 1925 mit Beispielen. 3., vollst. neubearb. Aufl. Berlin:Ernst & Sohn 1926.

[13] DIN 1045:1932-04: A. Bestimmungen für Ausführung vonBauwerken aus Eisenbeton.

[14] DIN 1045:1937-05: A. Bestimmungen für Ausführung vonBauwerken aus Eisenbeton.

[15] GEHLER, W.: Erläuterungen zu den Eisenbeton-Bestimmun-gen 1932 mit Beispielen. 5., neubearb. und erg. Aufl. Berlin:Ernst & Sohn 1933.

[16] DIN 1045:1943-03 A. Bestimmungen für Ausführung vonBauwerken aus Stahlbeton.

[17] DIN 1045:1959-11: A. Bestimmungen für Ausführung vonBauwerken aus Stahlbeton.

[18] GEHLER, W.; PALEN, C.: Erläuterungen zu den Stahlbeton-bestimmungen 1943 mit Beispielen. 6., neubearb. und erg.Aufl. Berlin: Ernst & Sohn 1952.

[19] DIN 1045:1972-01: Beton- und Stahlbetonbau – Bemessungund Ausführung.

[20] BONZEL, J.: Erläuterungen zu den Stahlbetonbestimmun-gen. 7. Aufl. Berlin, München, Düsseldorf: Ernst & Sohn1972.

[21] DIN 1045:1978-12: Beton- und Stahlbeton – Bemessungund Ausführung.

[22] BERTRAM, D.; DEUTSCHMANN, H.: Hinweise zu DIN 1045,Ausgabe 12/78. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft300. Berlin: Beuth Verlag 1979.

[23] DIN 1045:1988-07: Beton und Stahlbeton – Bemessungund Ausführung.

[24] BERTRAM, D.; BUNKE, N.: Erläuterungen zu DIN 1045,Beton und Stahlbeton, Ausgabe 07/88. Deutscher Aus-schuss für Stahlbeton, Heft 400. Berlin: Beuth Verlag 1989.

[25] DIN 1045-1:2001-07: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton undSpannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion.

[26] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Erläuterun-gen zu DIN 1045-1. DAfStb Heft 525. Berlin: Beuth Verlag2010.

[27] DIN 1045-1:2008-08: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton undSpannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion.

[28] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Erläuterun-gen zu DIN 1045-1. DAfStb Heft 525. 2., überarb. Aufl. Ber-lin: Beuth Verlag 2010.

[29] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Erläuterun-gen zu EC 2-1-1. DAfStb Heft 600. Berlin: Beuth Verlag. (inErstellung)

[30] DIN 1080-1:1976-06: Begriffe, Formelzeichen und Einhei-ten im Bauingenieurwesen; Grundlagen.

[31] RUßWURM, D.: Entwicklung der Betonstähle. Institut fürStahlbetonbewehrung e.V., München, 2000.

[32] Deutscher Beton- und Bautechnikverein e.V.(DBV): Bauenim Bestand – Beton und Betonstahl. DBV-Merkblatt, Fas-sung Januar 2008.

[33] Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung:Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Be-stand (Nachrechnungsrichtlinie). Ausgabe 05/2011.

[34] DIN 488-2:1986-06: Betonstahl; Betonstabstahl; Maße undGewichte.

[35] DIN 1013:1976-11: Stabstahl; Warmgewalzter Rundstahlfür allgemeine Verwendung, Maße, zulässige Maß- undFormabweichungen.

[36] DIN 17100:1987-12: Warmgewalzte Erzeugnisse aus unle-gierten Stählen für den allgemeinen Stahlbau; DeutscheFassung prEN 10025: 1987.

[37] GRASSER, E.: Bemessung von Beton- und Stahlbetonbautei-len nach DIN 1045, Ausgabe Januar 1972. Deutscher Aus-schuss für Stahlbeton, Heft 220. 2., überarb. Aufl. Berlin:Beuth Verlag 1979.

[38] FINGERLOOS, F.; SCHNELL, J.: Tragwerksplanung im Be-stand. Betonkalender 2009, Band 2. Berlin: Ernst & Sohn2009.

[39] FRANZ, G.: Konstruktionslehre des Stahlbetonbaus. ErsterBand: Grundlagen und Bauelemente. 2. Aufl. Berlin/Hei-delberg: Springer Verlag 1966.

[40] MÖRSCH, E.: Die Bemessung im Eisenbetonbau. 5. Aufl.Stuttgart: Verlag Konrad Wittwer 1950.

[41] DIN 488-1:1972-04: Betonstahl; Begriffe, Eigenschaften,Werkkennzeichen.

[42] Deutscher Beton- und Bautechnikverein e.V.(DBV): Rück-biegen von Betonstahl. DBV-Merkblatt, Ausgabe 08/1984.

[43] BACH, C.; GRAF, O.: Versuche mit Eisenbeton-Balken zurBestimmung des Einflusses der Hakenform der Eiseneinla-gen. Deutscher Ausschuss für Eisenbeton, Heft 9. Berlin:Ernst & Sohn 1911.

[44] Betonkalender 1957: Vorläufige Richtlinien für Zulassungund Anwendung von Stäben mit Nenndurchmessern bis zu26 mm. Fassung Oktober 1954. Berlin: Ernst & Sohn 1957.

[45] BURKHARDT, J.; WILL, N.: Verankerungen und Übergrei-fungsstöße nach DIN 1045-1. Beton- und Stahlbetonbau 99(2004), H. 12, S. 1005–1012.

[46] KERSTEN, C.: Der Eisenbetonbau. Band 2. Anwendung imHoch- und Tiefbau. 14., durchges. u. bericht. Aufl. Berlin:Ernst & Sohn 1941.



[47] SCHLAICH, J.; SCHÄFER, K.: Konstruieren im Stahlbetonbau.Betonkalender 2001. Band 2. Berlin: Ernst & Sohn 2001.

[48] MARX, S. et al.: Versuchsgrenzlastindikatoren bei Belas-tungsversuchen. Forschungsinitiative ZukunftBau, vor-läufiger Abschlussbericht. Dresden, Juli 2011. (noch unver-öff.)

[49] Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung: Bauen im Be-stand – Bewertung der Anwendbarkeit aktueller Beweh-rungs- und Konstruktionsregeln im Stahlbetonbau. Schluss-bericht, Dezember 2011. (noch unveröff.)

Autoren:Dipl.-Ing. Florian StauderBundesanstalt für Wasserbau, Kußmaulstraße 17, 76187 [email protected]

Michael Wolbring, M.Eng.Technische Universität Kaiserslautern, Paul-Ehrlich-Straße, Gebäude 14, 67663 [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Jürgen SchnellTechnische Universität Kaiserslautern, Paul-Ehrlich-Straße, Gebäude 1467663 Kaiserslautern [email protected]

Ein besonderer Ort in der zentralenHafenCity nimmt Gestalt an: Direkt ander Elbe und entlang des südöstlichenMagdeburger Hafens entstehen die „In-telligent Quarters“ – ein Gebäudeensem-ble in unmittelbarer Nachbarschaft zurHCU, der Deutschlandzentrale vonGreenpeace e.V., dem designport ham-burg und weiteren kreativen Nutzungen.

Die Hamburger ECE plant auf einemca. 9 100 m2 großen Grundstück imsüdlichen Elbtorquartier mit einem rund70 m hohen Bürohaus am Wasser eineweithin sichtbare Landmarke, die vonzwei weiteren Gebäuden – u. a. mit rund60 Wohnungen und öffentlichkeitswirk-samen Nutzungen im Erdgeschoss –ergänzt wird. Ein sich zum Wasser hinöffnender gemeinsamer Platz mit derHCU bietet eine hohe Verweilqualitätund unterstreicht den architektonischenAnspruch dieses besonderen Ortes. DieKühne Logistics University (KLU), dieursprünglich an dem Projekt beteiligtwar, bleibt langfristig in der HafenCityund wird sich dort Räumlichkeiten si-chern, präferiert aber aus Zeitgründeneinen Bestandsbau. Die „IntelligentQuarters“ sind hervorragend über zweineue U-Bahnstationen erreichbar undbefinden sich in unmittelbarer Umge-bung zum Lohsepark, zum zentralenÜberseequartier und zum MagdeburgerHafen. Eine besondere Herausforderungfür die Bebauung des Areals ist die unter-irdische U-Bahntrasse.

Insgesamt umfassen die „IntelligentQuarters“ rund 30 000 m2 Bruttoge-schossfläche. Zusammen mit dem gegen-überliegenden Überseequartier und derBebauung an der Kaispitze des südlichenBaakenhafens werden die „IntelligentQuarters“ und die HCU das „MaritimeDreieck“ bilden.

Die Gebäude werden nach dem Nachhal-tigkeitsstandard der HafenCity in Goldgeplant und erfüllen zusätzlich die Anfor-derungen an ein Zertifikat der DeutschenGesellschaft für Nachhaltiges Bauen(DGNB). Baubeginn für die „IntelligentQuarters“ ist nach derzeitigem Planungs-

stand im vierten Quartal 2012, die Fertig-stellung der einzelnen Bauteile ist schritt-weise ab Ende 2014 vorgesehen.

Insgesamt sieben Büros aus dem In- undAusland hatten sich an dem Architekten-wettbewerb beteiligt. Zur Jury unterVorsitz von Prof. Carlo Baumschlager,Professor für Architektur und Städtebauan der Akademie der Bildenden Künstein München, gehörten u. a. HamburgsOberbaudirektor Prof. JÖRN WALTER, derVorsitzende der Geschäftsführung derHafenCity Hamburg GmbH JÜRGEN

BRUNS-BERENTELG und ECE-ChefALEXANDER OTTO.

F I R M E N U N D V E R B Ä N D E

Planungen für „Intelligent Quarters“, Hamburg


DOI: 10.1002 / bate.201001526

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FACHTHEMAHeiko Koch, Werner Seim

Untersuchungen an traditionellen Holzverbindungen –Der abgestirnte Zapfen

1 Einleitung

Historische Holzkonstruktionen finden sich noch heutein großer Zahl und Formenvielfalt. Im Zuge nachhaltigenDenkmalschutzes müssen Schäden an diesen Bauwerkenrepariert werden, durch Änderungen der Nutzungen wer-den neue Anforderungen an die Bauwerke gestellt. In die-sen Fällen wird ein rechnerischer Nachweis der Standsi-cherheit erforderlich.

Zur Erstellung dieser Nachweise sind Kenntnisse über dieKonstruktionsweisen und zum Trag- und Verfomungsver-halten historischer Holzkonstruktionen erforderlich. Diesbetrifft sowohl die Bauteile als auch die Verbindungender Bauteile untereinander. Die Konstruktionsweisensind in zahlreichen Untersuchungen behandelt und gutdokumentiert (z. B. [1 bis 5]). Die Praxis zeigt, dass jedesBauwerk mehr oder minder große Abweichungen voneinem Konstruktionstyp aufweist und stets als Einzelfallbetrachtet werden muss.

Die Abbildung bestehender Tragwerke durch mit bausta-tischen Methoden auswertbare Strukturmodelle kann alsStand der Technik bezeichnet werden, was die Modellie-

rung der Bauteile betrifft. Die Methoden unterscheidensich nur wenig von denen bei Neubauten. Das Last-Ver-formungsverhalten der zum Fügen der Bauteile verwen-deten historischen Holzverbindungen ist weniger gut un-tersucht. Einzelne Verbindungstechniken wie Versätze,Holznägel und Schwalbenschwanzverbindungen warenbereits Gegenstand der Forschung und es liegen Regelun-gen zur Modellierung und zum rechnerischen Nachweisvor ([6 bis 15]). Andere Verbindungsformen, zum Beispielder abgestirnte Zapfen als Verbindung druckbeanspruch-ter Bauteile (s. Bild 1), sind bisher nur in begrenztem Um-fang untersucht worden. Dies erstaunt einigermaßen,wenn man weiß, dass Verbindungen mit abgestirntenZapfen häufig zum Fügen druckbeanspruchter Bauteilewie Sparren, Streben, Kopfbändern u. a. verwendet wur-den.

Um die Kenntnisse über das Last-Verformungsverhaltenabgestirnter Zapfen zu verbessern, wurden experimentel-le Untersuchungen an solchen Verbindungen durchge-führt. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf den Ein-fluss der Reibung in den Kontaktflächen und die Auswir-kungen verschiedener Anschlusswinkel gelegt. AlsMaterial wurde Fichtenholz gewählt, das oft bei histori-

Traditionelle Holzverbindungen mit abgestirnten Zapfen findensich häufig bei historischen Holztragwerken zur Verbindungzweier schräg aufeinandertreffender Stäbe, wenn Druckkräftezu übertragen sind. Bei einer Umnutzung oder bei Schädenwird ein Tragsicherheitsnachweis für diese Verbindungenerforderlich. Um das Tragverhalten dieser Verbindungenbesser abschätzen zu können, wurden experimentelle Untersu-chungen an Verbindungen mit abgestirnten Zapfen durchge-führt. Ausgehend von diesen Untersuchungen wurde einModell entwickelt, mit dem die Tragfähigkeit dieser Verbindun-gen berechnet werden kann. Dabei werden verschiedeneBruchmechanismen – Abscheren der Lamellen (Rollschubver-sagen), Versagen der Stirn- und Grundfläche – betrachtet,wobei der Einfluss der Reibung in den Kontaktflächen berück-sichtigt wurde. Aufgrund der guten Übereinstimmung derVersuchsergebnisse mit den mithilfe des Modells ermitteltenTragfähigkeiten kann das Modell für die Bemessung vonVerbindungen mit abgestirnten Zapfen vorgeschlagen werden.Die relevanten Bemessungsschritte werden dargestellt und aneinem Beispiel erläutert.

Keywords Holztragwerke, historische; Holzverbindungen, traditionelle;Rollschub; Reibung; Zapfen, abgestirnter

Investigation on traditional carpentry joints – The taperedtenon.Traditional carpentry joints with tapered tenons had been usedwidely in traditional timber structures in middle Europe toconnect two structural parts under compression loads, thatconcur in a somehow diagonal angle. When a change of use isrequired or when damages are obviously, then an analyticalmodel is needed to prove the structural safety. Experimentalinvestigations were accomplished and an analytical model wasdeveloped for this type of joinery. Three types of failure wereconsidered – rolling shear failure, failure of the front side andfailure of the bottom face. The influence of friction wasobserved and determined. Because of the good accordance ofthe experimental and the analytical results it can be recom-mended to use the model for structural calculations on taperedtenon joints. The design-steps are documented and explained.A practical example for the calculation is given.

Keywords traditional timber structures; traditional carpentry joints; rollingshear; friction; tapered tenon


H. Koch, W. Seim: Untersuchungen an traditionellen Holzverbindungen – Der abgestirnte Zapfen

schen Konstruktionen verwendet wurde, leicht zu be-schaffen ist und dessen Verwendung eine Vergleichbar-keit zu anderen Untersuchungen ermöglicht. Ausgehendvon den Ergebnissen der experimentellen Untersuchun-gen wurde ein Modell zur Beschreibung des Tragverhal-tens entwickelt.

2 Experimentelle Untersuchungen

Es wurden sechs Serien mit insgesamt 19 Versuchendurchgeführt. Bild 1 zeigt die Geometrie der Prüfkörperund Tabelle 1 enthält eine Übersicht über die durchge-führten Versuche sowie die gemessenen Strebenkräfteund die beobachteten Bruchmechanismen. Bei einigenUntersuchungen (Serien 2 bis 4) wurden Teflonplatten indie Kontaktflächen (Stirn- und/oder Grundfläche) einge-

legt, um den Einfluss der Reibung in diesen Flächen aus-schließen zu können.

Bei den Untersuchungen traten drei Arten von Bruchme-chanismen auf: Bei den Prüfkörpern mit Anschlusswin-keln γ = 30° versagte die Verbindung im Bereich derStirnfläche der Strebe (Bild 2), bei Prüfkörpern mit An-schlusswinkeln γ = 45° scherten die äußeren Teile derStrebe infolge eines Überschreitens der Rollschubfestig-keit vom mittleren Teil ab (Bild 3), hier kam es teilweisezu einer Überlagerung mit Schädigungen an der Stirn-und Grundfläche. Bei Verbindungen mit Anschlusswin-keln γ = 60° versagte die Verbindung an der Grundflächedes Gurtes (Bild 4).

3 Entwicklung des Ingenieurmodells

Ausgehend von den Ergebnissen der experimentellen Un-tersuchungen wurde ein Modell entwickelt, mit dessenHilfe die Tragfähigkeit einer Verbindung mit abgestirntenZapfen ermittelt werden kann. Im Folgenden wird diesesModell als Ingenieurmodell bezeichnet. Ziel war es, einmöglichst einfaches Modell zu entwickeln, das z. B. mit

Bild 1 Abgestirnter Zapfen – Bezeichnungen und PrüfkörpergeometrieTapered tenon joint – Denomination and geometry of the specimen

Tab. 1 Übersicht über die Ergebnisse der experimentellen UntersuchungenExperimental investigations – parameters and results

Serie Anzahl γ Stirnfläche Grundfläche Bruchmechanismus1) Fexp2) [kN]

1 4 45° Reibung Reibung RS3) 90, 133, 124, 138

2 3 45° Teflon Teflon RS3) 59, 58, 53

3 3 45° Teflon Reibung RS3) 66, 68, 102

4 3 45° Reibung Teflon RS3) 63, 52, 63

5 3 30° Reibung Reibung SF 88, 73, 95

6 3 60° Reibung Reibung GF 85, 105, 74

1) RS: Rollschubversagen, SF: Versagen der Stirnfläche, GF: Versagen der Grundfläche2) Einzelwerte3) Teilweise auch Schäden an der Stirn- und Grundfläche

Bild 2 Geschädigte Stirnfläche (Anschlusswinkel γ = 30°)Failure of the front side (connecting angle γ = 30°)


H. Koch, W. Seim: Investigation on traditional carpentry joints – The tapered tenon

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einem Tabellenkalkulationsprogramm ausgewertet wer-den kann.

Zunächst wird das Kräftespiel an der Strebe betrachtet,um danach das Versagen der Verbindung in Abhängigkeitvon den drei Versagensmechanismen – Abscheren der La-mellen, Versagen der Stirn- und der Grundfläche – ge-trennt voneinander zu betrachten. Eine ausführliche Be-schreibung der Zusammenhänge und Hintergründe fin-det sich in [1].

3.1 Kräftespiel an der Strebe

Das Kräftespiel an der Strebe wird in Bild 5 dargestellt.Durch Gleichgewichtsbetrachtungen ergeben sich dieKräfte in Abhängigkeit von der Strebenkraft F und denübrigen Randbedingungen (Geometrie, Reibung) nachden Gln. (1) bis (4):

(1)Q F m= ·

(2)

(3)

mit

μH Reibungsbeiwert in der StirnflächeμV Reibungsbeiwert in der Grundfläche

Für Reibungswerte μH = μV = 0 und für sehr kleine unddamit vernachlässigbar kleine Werte von m vereinfachtsich die Berechnung von Q, V, und H ganz erheblich.

3.2 Versagen durch Abscheren der Lamellen

Zuerst wird nun der Bruchmechanismus betrachtet, beidem die äußeren Teile der Strebe (Strebenlamellen) in-folge eines Überschreitens der Rollschubfestigkeit vommittleren Teil der Strebe (Zapfenlamelle) abscheren.Zur Beschreibung dieses Versagens wird davon ausgegan-gen, dass im Bereich einer theoretisch einzugrenzenden

m

sin cos hsin

H

H V

SV

=

−−

⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟−

γ μ γμ μ γ

μ··

··1 2

·

· · · ·

t

cos l sin t sin l

x

S x S

⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟

+ +( ) −γ γ γ·

··

coshsin

cos sin

S

H

H V

γγ

γ μ γμ μ

+⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟

+−

⎛2

1⎝⎝⎜⎞

⎠⎟−

⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟

−

··

·

· ·

hsin

t

sin l s

SV x

S

2 γμ

γ iin t cos l coshsinx SSγ γ γ

γ+( ) − +

⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟· ·

·(4)

2

H F cos F m sin VV= + −· · · ·γ γ μ

V Fsin cos

F mcosH

H V

H=−

−−

+·

··

· ··γ μ γ

μ μγ μ

1 ·sin

H V

γμ μ1 −

Bild 3 Abgescherte Lamellen (Anschlusswinkel γ = 45°)Rolling shear failure (connecting angle γ = 45°)

Bild 4 Eingedrückte Grundfläche (Anschlusswinkel γ = 60°)Failure of the bottom face (connecting angle γ = 60°)

Bild 5 Bezeichnungen an der Strebe; die angetragenen Kräfte H, V und Qsind als Abhängige der Strebenkraft F und der übrigen Randbedin-gungen (Geometrie, Reibung) zu verstehenDenomination at the strut; the forces H, V and Q depend on the strutforce F and the other boundary conditions (geometry, friction)



Scherfläche ein Ausgleich der DifferenzkraftgrößenΔNcal, ΔVcal und ΔMcal, die sich aus dem Kräftespielam Anschluss ergeben, erfolgt. Bild 6 zeigt eine Über-sicht über das Kräftespiel an den Lamellen. Die Differenz-kraftgrößen an der Stelle x = 0,5 · lS,eff ergeben sich nachden Gln. (5) bis (7) in Verbindung mit den Gln. (8) bis(13).

(5)

(6)

(7)

mit

(8)

(9)

(10)M Hhsin

H tZa H calS

cal x= −μγ

· ··

·2

V H cos H sinZa H cal cal= −μ γ γ· · ·

N H cos H sinZa cal H cal= − −· · ·γ μ γ

ΔM M M x Vl

cal Za ZaS eff= − ( ) +

⎛

⎝⎜⎜0 5 1

3 2, .· · ·

⎞⎞

⎠⎟⎟

− ·ΔVl

calS eff.

6

ΔV V V xcal Za= −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

0 5 13

, · · ( )

ΔN N N xcal Za= −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

0 5 13

, · · ( )

(11)

(12)

(13)

In Bild 7 ist die theoretische Verteilung der Schub- undRollschubspannungen in der mitwirkenden Scherflächedargestellt. Die maximalen, rechnerischen Schubspan-nungen im Punkt (1) bzw. Rollschubspannungen imPunkt (2) ergeben sich nach den Gln. (14) bis (17)

(14)

(15)

(16)

(17)τ zy maxM cal

t

MW

c,( ) ·Δ Δ

= 3

τ zy maxV cal

S eff S

Vl h,

,

( ) ·

·Δ Δ

=2

τ zx maxM cal

t

MW,

( )Δ Δ=

τ zx maxN cal

S eff S

Nl h,

,

( )

·Δ Δ

=

M x Hhsin

H t

H

H calS

cal x

H ca

( ) = −

+

μγ

μ

· ··

·

·2

ll cal

cal V

cos H sin x

V x cos

· · ·

· ·

γ γγ μ

−( )+ − · · ·V x sincal γ

V x H cos H sin

V cosH cal cal

cal

( ) = −+ −μ γ γ

γ· · ·

· μ γV calV sin· ·

N x H cos H sin

Vcal H cal

V cal

( ) = − −−

· · ·

·

γ μ γμ ·· ·cos V sincalγ γ−

Bild 6 Kräftespiel an den Lamellen für bZapfen = b/3Forces at the lamellas (bZapfen = b/3)



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mit

Wt Torsionswiderstandsmoment des Rechteckquer-schnittes

c3 Hilfswert (z. B. nach [16])

Rechnerisch tritt ein Versagen der Verbindung auf, wenndie maximale Schubspannung im Punkt (1) bzw. die ma-ximale Rollschubspannung am Punkt (2) nach den Gln.(18) bzw. (19) gerade die Schub- bzw. Rollschubfestigkei-ten erreichen:

(18)

(19)

mit

fv Schubfestigkeit des HolzesfRS Rollschubfestigkeit des Holzes

Dabei werden in der Regel die Rollschubspannungenmaßgeblich. Auf eine genaue bruchmechanische Betrach-tung der Überlagerung der Schub- und Rollschubspan-nungen wurde zur Vereinfachung verzichtet.

3.3 Versagen der Stirnfläche

Es wird unterstellt, dass die Verbindung im Bereich derStirnfläche der Strebe versagt, wenn die Spannung in derStirnfläche σα die Festigkeit fc,α erreicht (vgl. auch Bild 8).Die von der Stirnfläche rechnerisch aufnehmbare KraftHcal ergibt sich nach Gl. (20) in Verbindung mit den Gln.(21) bis (28):

(20)

(21)f k k fA

Ac c ceff

vorh, , ,α α α= · · ·0

H f Acal c vorh= ,α ·

τ τ τzy max zy maxV

zy maxM

RSf, , ,2( ) ( ) ( )= + ≤Δ Δ

τ τ τzx max zx maxN

zx maxM

vf, , ,1( ) ( ) ( )= + ≤Δ Δ

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

mit

α Kraft/Faserwinkel = Anschlusswinkel γfc,0 Festigkeit des Holzes parallel zur Faserfc,90 Festigkeit des Holzes senkrecht zur Faserfv Schubfestigkeit des Holzeskc,90 1,5 (Querdruckbeiwert analog DIN 1052)

A b tvorh Zapfen v= ·

A b t mm sineff Zapfen v= +( )· ·30 γ

k k sinc c, ,α α= + −1 190( ) ·

C H= ( ) − ( )12

2 2· ·sin cosα μ α

B H= − + ( ) + ( )12

12

2 2· ·cos sinα μ α

A H= − − ( ) − ( )12

12

2 2· ·cos sinα μ α

k

A Bf

fC

f

fc

c

c

v

α =

+⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ +

⎛

⎝⎜

⎞

⎠

1

2 0

90

2

0· ·,

,

, ⎟⎟

2

Bild 7 Theoretische Verteilung der Schub- und Rollschubspannungen in der mitwirkenden ScherflächeDistribution of the shear and rolling shear stresses in the effective contact area

Bild 8 Kräftespiel an der StrebeForces at the strut

a) b) c)



Mit dem Beiwert kα wird von den auf die Faserrichtungbezogenen Festigkeiten fc,0, fc,90 und fv auf eine Festigkeitim Winkel α zur Faser umgerechnet. Hierbei wird der(günstige) Einfluss einer Reibungskraft in der Stirnflächeberücksichtigt. Als Versagenskriterium für den Span-nungszustand im Winkel zur Faser kann die von NORRIS

und MCKINNON [17] entwickelte Beziehung nach Gl.(29) verwendet werden.

(29)

Der Beiwert kc,α und die Ermittlung von Aeff berücksichti-gen analog DIN 1052 den günstigen Einfluss der Lastein-leitungsbedingungen und eines Überstandes in Faserrich-tung.

Auf die Normalkraft Fcal(SF)

in der Strebe kann nach Gl.(30) umgerechnet werden, die man durch Umstellen derGln. (2) und (3) erhält.

(30)

mit

m nach Gleichung (4)

FH

cos m sin

sin cos

calSF cal

V

H

=+ −

−−

γ γ μγ μ γ

μ

· ·

·1 HH V

H

H Vm

cos cos

·

··

·

μγ μ γ

μ μ

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

−+

−⎛

⎝⎜

⎞

⎠1 ⎟⎟

⎡

⎣

⎢⎢⎢⎢⎢

⎤

⎦

⎥⎥⎥⎥⎥

σ σ τ0

0

2

90

90

2 2

1f f fc c

v

v, ,

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ +

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ +

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ ≤

3.4 Versagen der Grundfläche

Das Versagen der Verbindung im Bereich der Grundflä-che erfolgt am Gurt, wenn die Spannung σc,90 in derGrundfläche die Festigkeit überschreitet (vgl. auch Bild9). Die über die Grundfläche übertragbare Kraft Vcal kannnach Gl. (31) in Verbindung mit den Gln. (32) und (33)berechnet werden.

(31)

(32)

(33)

Die Parameter Aeff und kc,90 berücksichtigen analog DIN1052:2008-12 den günstigen Einfluss der Lagerungs- undLasteinleitungsbedingungen.

Auf die Normalkraft Fcal(GF)

in der Strebe kann nach Gl.(34) umgerechnet werden, die man durch Umstellen derGl. (2) erhält.

(34)

mit

m nach Gleichung (4)

FV

sin cosm

cocalGF cal

H

H V

=−

−⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ −

γ μ γμ μ

··

·1

ss cosH

H V

γ μ γμ μ

+−

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

··1

lh

sineffS= +γ

2 30· mm

A b b leff Zal eff= −( ) ·

V f A kcal c eff c= , ,90 90· ·

Bild 9 Bezeichnungen an der GrundflächeGeometry at the bottom face



FAC

HT

HE

MA

AR

TIC

LE

4 Vergleich von Modell und experimentellenUntersuchungen

Bild 10 zeigt einen Vergleich zwischen experimentellenund rechnerisch ermittelten Strebenkräften in Abhängig-keit vom Anschlusswinkel γ. Die rechnerischen Streben-kräfte wurden für jede der drei Versagensarten getrenntermittelt. Als Materialparameter wurden die Mittelwerteder für die Prüfkörper experimentell ermittelten Material-festigkeiten verwendet (fc,0 = 40,9 N/mm2, fc,90,Strebe =3,36 N/mm2, fv = 5,77 N/mm2, fRS = 2,69 N/mm2,fc,90,Gurt = 3,26 N/mm2). Die Länge der mitwirkendenScherfläche lS,eff = 1,3 · hS sowie die Reibungsbeiwerte μH= 0,45 und μV = 0,40 konnten aus den entsprechendenVersuchen hergeleitet werden.

Bei den Prüfkörpern mit einem Anschlusswinkel γ = 30°(Serie 5) trat ein Versagen an der Stirnfläche auf, experi-mentelle und rechnerisch prognostizierte Strebenkraftsowie Versagensmechanismus stimmen sehr gut überein.

Die Prüfkörper mit Anschlusswinkeln γ = 45° (Serien 1bis 4) versagten durch Abscheren der Lamellen, überla-gert von einem Versagen an der Stirnfläche der Strebe,dabei unterschätzt das Ingenieurmodell die Tragfähigkeitder Stirnfläche etwas. Der zur Auswertung des Modellsverwendete Mittelwert der Rollschubfestigkeit liegt etwa20 % über dem Mittelwert der Rollschubfestigkeit derPrüfkörper der Serie 1, sodass es hier zu etwa gleichgro-ßen Abweichungen bei der ermittelten Strebenkraftkommt.

Bei den Prüfkörpern mit Anschlusswinkeln γ = 60° (Serie6) stimmen Versagensmechanismus und Höhe der Stre-benkräfte zwischen Ingenieurmodell und Versuch sehrgut überein. Es wird eindeutig ein Versagen der Grundflä-che abgebildet.

Die mit dem Ingenieurmodell ermittelten Tragfähigkeitenzeigen gute Übereinstimmung mit den Versuchsergebnis-sen. Es kann daher empfohlen werden, das Ingenieurmo-dell zur Bemessung von Verbindungen mit abgestirntenZapfen zu verwenden.

5 Hinweise zur Anwendung des Rechenmodells5.1 Allgemeines

Bei der Ermittlung der Tragfähigkeit mithilfe des Inge-nieurmodells werden die drei Versagensmechanismen –Abscheren der Lamellen, Versagen der Stirn- und derGrundfläche – getrennt voneinander betrachtet. Bautech-nische Nachweise aus dem Bereich des Holzbaus sindin Deutschland derzeit nach den Vorgaben der DIN1052:2008-12 zu führen. Der Versagensmechanismus Ab-scheren der Lamellen wird dort bisher nicht berücksich-tigt. Werden bei der Ermittlung der Tragfähigkeit mithilfedes Ingenieurmodells die für die Schub- und Rollschub-festigkeit festgesetzten Werkstoffkennwerte verwendet,erhält man einen Tragfähigkeitsnachweis, der den Vorga-ben der Norm entspricht.

Die Bemessungsaufgaben bei Verbindungen mit abge-stirnten Zapfen werden sich im Wesentlichen auf zweiArten beschränken: Einerseits sind vorhandene Verbin-dungen hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit zu beurteilen. Indiesem Fall ist die Geometrie der vorhandenen Verbin-dungen aufzunehmen, die Hölzer im Verbindungsbereichsind einer Sortierklasse nach DIN 4074-1:2008-12 zuzu-ordnen, gegebenenfalls sind tragfähigkeitsmindernde Ein-flüsse wie Risse, Äste oder Klaffungen zu berücksichtigen.Andererseits werden neu herzustellende Verbindungenzu betrachten sein, beispielsweise bei Reparaturmaßnah-men als Ersatz für geschädigte Bauteile. Hier wird einesorgfältige Auswahl der Hölzer empfohlen, die Geome-trie sollte den Größenverhältnissen der experimentell un-tersuchten Prüfkörper angepasst werden.

Die Berechnung des Gesamttragwerkes sollte unter Be-rücksichtigung der durch die Verbindungen auftretendenExzentrizitäten sowie der Schwächung der Hölzer im Be-reich des Zapfenloches erfolgen.

5.2 Berechnungsparameter5.2.1 Werkstoffkennwerte

Bei der Ermittlung der Tragfähigkeit einer Verbindungmithilfe des Ingenieurmodells nach den Vorgaben derDIN 1052:2008-12 sind die charakteristischen Werkstoff-kennwerte zu verwenden. Tabelle 2 enthält auszugsweiseZahlenwerte.

Bild 10 Vergleich der experimentellen (Serien 1 (45°), 5 (30°) und 6 (60°)) undder rechnerischen Strebenkräfte in Abhängigkeit vom Anschluss-winkel γExperimental (series 1 (45°), 5 (30°) and 6 (60°)) and calculatedultimate forces for different connecting angles γ



5.2.2 Reibung

Die Höhe der Bruchlasten der experimentell untersuch-ten Prüfkörper lässt sich nur unter Ansatz der Reibungs-kräfte in den Kontaktflächen erklären. Im Bruchzustandsind alle Kontaktflächen kraftschlüssig und es können zu-verlässig Reibungskräfte übertragen werden. Im Rahmender Untersuchungen konnten Reibungsbeiwerte identifi-ziert werden. Es wurde jedoch nicht untersucht, ob imGebrauchszustand die Übertragung von Reibungskräftenzuverlässig gewährleistet ist. Ebenso ist unklar, welchesSicherheitsniveau für Reibungskräfte anzusetzen ist. Hin-sichtlich des Umgangs mit Reibung besteht noch For-schungsbedarf. Es wird daher empfohlen, die Reibungs-kräfte bei einem Nachweis nach DIN 1052:2008-12 nichtanzusetzen (μH = μV = 0).

5.3 Rechnerische Nachweise5.3.1 Anwendungsgrenzen

Das Ingenieurmodell kann auf Verbindungen mit abge-stirnten Zapfen angewendet werden, die zum Fügen zwei-er schräg in einem Winkel zwischen 0° und 90° aufeinan-dertreffender Stäbe (Strebe und Gurt, Bild 1) verwendetwerden. Es kann eine axiale Druckkraft F der Strebeübertragen werden.

5.3.2 Einwirkungen – Schnittgrößen

Zur Ermittlung der Schnittgrößen am Gesamttragwerkwerden Angaben über die Exzentrizitäten der Verbin-dung benötigt. Die Exzentrizität eS der Strebe berechnetsich nach Gl. (35) mit den Gln. (11) und (13).

(35)

Die Exzentrizität des Gurtes eG entspricht dem Abstandder Kraft H von der Achse des Gurtes. Sie wird nach Gl.(36) berechnet.

(36)

Die Strebenlänge lS gibt den Abstand des Momentennull-punktes vom Stabanfang an. Da die Differenzkraftgrößen

eh t

GG V= −2 2

e M xN xS = =

=( )( )

00

in der Mitte der mitwirkenden Scherfläche (bei x = leff/2)ermittelt werden, beeinflusst der Momentenverlauf dieGröße des Differenzmomentes ΔM. Für Stäbe mit einemMomentenverlauf nach Bild 11a) entspricht lS dem Ab-stand des Momentennullpunktes vom Stabanfang. BeiStäben mit einem Momentenverlauf nach Bild 11b) kön-nen die Verhältnisse durch den Ansatz einer hinreichendlangen (fiktiven) Strebenlänge angenähert werden. DieseStrebenlänge ist erreicht, wenn sich die Schnittgrößendurch eine weitere Vergrößerung nicht mehr signifikantverändern.

5.3.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit

Bautechnische Nachweise nach DIN 1052 sind auf demNiveau von Bemessungswerten (Index d) zu führen.Charakteristische Größen (Index k) der Einwirkungen(Index E) beziehungsweise der Widerstände (Index R)sind entsprechend den Angaben der DIN 1055-100:2001-03 beziehungsweise DIN 1052:2008-12 zu modifi-zieren.

Die Ermittlung der Tragfähigkeit erfolgt nach Abschnitt 3.Die Nachweise für die drei Versagensarten Abscheren derLamellen, Versagen der Stirn- und der Grundfläche wer-den getrennt voneinander geführt.

Abscheren der LamellenZunächst sind nach Abschnitt 3.1 die Einwirkungen HE,dund VE,d aus der Strebenkraft FE,d zu bestimmen. NachGl. (18) ist der Bemessungswert der Schubspannungτ (1)zx,max,d infolge der Einwirkungen HE,d und VE,d mitlS,eff = 1,3 · hS zu bestimmen. Er ist dem Bemessungswertder Schubfestigkeit fv,d gegenüberzustellen. Der Bemes-sungswert der Rollschubspannung τ (2)zy,max,d ist analognach Gl. (19) zu berechnen und dem Bemessungswert derRollschubfestigkeit fRS,d gegenüberzustellen.

Versagen der StirnflächeNach Gl. (20) kann der Bemessungswert des Widerstan-des der Stirnfläche HR,d ermittelt werden. Mithilfe der Gl.

Tab. 2 Charakteristische Werkstoffkennwerte nach DIN 1052:2008-12Strength values according to DIN 1052:2008-12

Festigkeitsklasse fc,0,k fc,90,k fv,k fRS,k[N/mm2]

C24 21,0 2,5 2,01) 1,0

C30 23,0 2,7 2,01) 1,0

1) ggf. Erhöhung nach [18] möglich

a) Stäbe mit Momentennullpunkt b) Stäbe ohne Momentennull-beams with reverse bending punktmoment beams with constant

bending moment

Bild 11 Strebenlänge lSStrut length lS



FAC

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LE

(30) kann auf den Bemessungswert der Strebenkraft infol-ge des Versagens der Stirnfläche FSFR,d zurückgerechnetwerden.

Versagen der GrundflächeAnalog kann nach Gl. (31) der Bemessungswert des Wi-derstandes der Grundfläche VR,d ermittelt werden, mitGl. (34) kann der Bemessungswert des Widerstandes derStrebenkraft infolge des Versagens der GrundflächeFGFR,d ermittelt werden.

Die Tragfähigkeit der Verbindung ist gewährleistet, solan-ge die Bemessungswerte der Spannungen bzw. der Ein-wirkungen kleiner als die Bemessungswerte der Festigkei-ten bzw. der Widerstände sind. Gegebenenfalls sind nochweitere Versagensmechanismen der Verbindung, bei-spielsweise das Abscheren des Vorholzes, zu untersu-chen.

6 Berechnungsbeispiel

Das Verfahren wird an einem Bespiel erläutert. Betrach-tet wird eine Verbindung nach Bild 1 mit folgenden Para-metern: Nadelholz C30, tV = 70 mm, Abmessungen vonStrebe und Gurt bS = hS = bG = 120 mm, hG = 140 mm,lS = 800 mm, γ = 45°, Zapfenbreite bZa = 40 mm, Breitedes Zapfenloches bZal = 42 mm, kc,90 = 1,5 (Strebe undGurt), Fd = 10,6 kN (KLED kurz), kein Ansatz der Rei-bung (μH = μV = 0).

Zunächst werden die Kräfte an der Strebe bestimmt:

Der Nachweis erfolgt dann für die drei Versagensarten ge-trennt.

H cos

sind = ° + −( )

° −10 6 45 10 6 0 0300

45

, , ,· ·

· 00 7 27= , kN

V sin cosd = ° −

−− −( )· · ·10 6 45 0

1 010 6 0 0300 45, , , °° +

−=

01 0

7 72 kN,

�− ° ° +

°⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

−

· ··

sin cossin

c

45 800 45 1202 45

oos cossin

45 800 45 1202 45

0 03° ° +

°⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

= −· ·

·

, 000

m

sinsin

co=

° −−

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ °

−⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

+

45 01 0

1202 45

0··

ss sin

cos

45 800 45 35

45 01 0

12

° ° +( )° +

−⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

· ·

· 002 45

0

45 800 45 35·

· ·sin

sin sin°

−⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

− ° ° +( ))

…

tt

xV= = =2

702

35 mm

1. Versagen durch Abscheren der Lamellen:

2. Versagen der Stirnfläche

B = − + °( ) + = −12

12

2 45 0 0 5· ·cos ,

A = − − °( ) − = −12

12

2 45 0 0 5· ·cos ,

τ zy max d

Rf

, , , , ,( ) N/mm2 20 280 0 404 0 68= −( ) + −( ) =

≅ SS d, , ,,

,= =0 9 1 01 3

0 69 2· N/mm

τ zx max d, , , , ,( ) N/mm1 20 043 0 442 0 485= −( ) + −( ) =

<< = =fv d, , ,,

,· N/mm0 9 2 01 3

1 38 2

τ zy max dM, , , ,( ) ( ) · ·Δ = − = −221 10

5000000 915 0 40

344 2N/mm

τ zy maxV,

,,

( ) · ( ) ·· ·

Δ = − = −2 2 62 101 3 120 120

300 280 2, N/mm

τ zx max dM, , ,

Δ( ) =−( )

= −221 10

5000000 442

3·N//mm2

τ zx max dN, ,

,,

( ) ( ) ·· ·

Δ = − 0 80 101 3 120 120

3== − ,0 043 2N/mm

ΔMd = −( ) − −( ) + −0 5 254 13

230 5 14 1 3 12, ( , ) ,· · · · 002

2 62 1 3 1206

221

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

− −( ) = −, ,· · kNmm

ΔVd = − −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

= −0 5 5 14 13

0 32 2 62, ( , ) , ,· · kN

ΔNd = −( ) − −( )⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

= −0 5 5 14 13

10 6 0 80, , , ,· · kN

MZa d, ,= − = −0 7 27 35 254· kNmm

V sinZa d, , ,= − ° = −0 7 27 45 5 14· kN

N cosZa d, , ,= − ° − = −7 27 45 0 5 14· kN

M x mm sind =( ) = − + −( )+

78 0 7 27 35 0 7 27 78, ,· · 45° ·

· · kNmm7 72 78 45 0 230, cos ° − = −

V x mm sin cosd =( ) = − ° + ° −78 0 7 27 45 7 72 45 0, ,· ·

== ,0 32 kN

N x mm cos sind =( ) = − ° − − −78 7 27 45 0 0 7 72, ,· · 445

10 6

°= − , kN

lS eff. ,2

1 3 1202

78= =· mm



3. Versagen der Grundfläche

FR dGF, , ,

,, ,= = >0 9 99 8

1 369 1 10 6· kN kN

Fsin coR k

GF,

,

,=

° −−

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

− −

72 745 01 0

0 0300( ) · ss45 01 0

99 8

° +−

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

= , kN

VR k, , , ,= =−2 7 17940 1 5 10 72 73· · · kN

Aeff = −( ) =120 42 230 17940 2· mm

lsineff =

°+ =120

452 30 230· mm mm

FR dSF, , ,

,, ,= = >0 9 22 9

1 315 8 10 6· kN kN

Fcos sinR k

SF,

,,

,=° + −( ) ° −

=15 745 0 0300 45 0

22 9·

kN

HR k, , ,= =−5 62 2800 10 15 73· · kN

fc k, , , , , ,α = =0 139 1 35 23 0 36492800

5 62· · · N/mm22

k sinc, , ,α = + −( ) ° =1 1 5 1 45 1 35·

A sineff = + °( ) =40 70 30 45 3649 2· mm · mm

Avorh = =40 70 2800 2· mm

kα =

−( ) + −( )⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

+

1

0 5 0 523 02 7

0 5 23 02

22

, ,,,

, ,· ·,,

,

0

0 139

2⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

=

C = °( ) − =12

2 45 0 0 5· ·sin ,Der maßgebliche Versagensmechanismus ist das Absche-ren der Lamellen, hier ergibt sich die geringste Tragfähig-keit der Verbindung zu FR,d = 10,6 kN, danach über-schreitet die Rollschubspannung die Rollschubfestigkeit.Die Nachweise an der Stirn- und Grundfläche ergebengrößere Widerstände (15,8 kN bzw. 69,1 kN) und sindsomit nicht maßgebend.

7 Zusammenfassung

Es wurden experimentelle Untersuchungen an traditio-nellen Holzverbindungen mit abgestirnten Zapfen durch-geführt. Diese zeigen drei mögliche Versagensarten – Ab-scheren der Lamellen, Versagen der Stirnfläche undVersagen der Grundfläche. Für Verbindungen mit An-schlusswinkeln γ im Bereich um 45° wird das Versagendurch Abscheren der Lamellen zu einem maßgeblichenBruchmechanismus. Dieser Bruchmechanismus wirdbisher bei Tragfähigkeitsnachweisen nach DIN1052:2008-12 nicht explizit gefordert.

Ausgehend von den Ergebnissen der experimentellen Un-tersuchungen wurde das Ingenieurmodell zur Abbildungdes Tragverhaltens dieser Verbindungen entwickelt.Dabei wurden die drei maßgeblichen Bruchmechanismengetrennt voneinander betrachtet, der Einfluss der Rei-bung auf das Kräftespiel an der Strebe sowie auf die Fes-tigkeit in der Stirnfläche wird berücksichtigt. Es zeigtsich, dass die Ergebnisse der experimentellen Untersu-chungen gut mit den errechneten Werten übereinstim-men. Aufgrund dieser guten Übereinstimmung kann emp-fohlen werden, das Ingenieurmodell, bei dem auch dasVersagen durch Abscheren der Lamellen berücksichtigtwird, für den Tragfähigkeitsnachweis nach DIN1052:2008-12 von Verbindungen mit abgestirnten Zapfenzu verwenden. Dabei sollte der Einfluss der Reibung zu-nächst unberücksichtigt bleiben, da hinsichtlich des Um-ganges mit Reibung, insbesondere beim anzusetzendenSicherheitsniveau, noch Forschungsbedarf besteht. Ab-schließend wurde die Anwendung des Ingenieurmodellsan einem Beispiel erläutert.

Literatur

[1] KOCH, H.: Untersuchungen zum Last-Verformungsverhal-ten historischer Holztragwerke – Der abgestirnte Zapfen.Schriftenreihe Bauwerkserhaltung und Holzbau, Heft 5,Universität Kassel 2011.

[2] BINDING, G.: Das Dachwerk. München: Deutscher Kunst-verlag 1991.

[3] HOLZER, S. M.; KÖCK, B.: Meisterwerke barocker Bautech-nik – Kuppeln, Gewölbe und Kirchendachwerke in Südbay-ern. Regensburg: Verlag Schnell und Steiner 2008.

[4] LIßNER, K.; RUG, W.: Holzbausanierung. Berlin: Springer-Verlag 2000.

[5] GERNER, M.: Entwicklung der Holzverbindungen. Stuttgart:Fraunhofer IRB Verlag 2000.

[6] GÖRLACHER, R.: Historische Holztragwerke – Untersuchen,Berechnen und Instandsetzen. In: WENZEL, F.; KLEIN-MANNS, J. (Herausgeber): Sonderforschungsbereich315 –Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke, Empfehlungenfür die Praxis. Universität Karlsruhe 1999.

[7] HEIMESHOFF, B.; SCHELLING, W.; REYER, E.: EGH Bericht– Zimmermannsmäßige Holzverbindungen. München: Ent-wicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der DeutschenGesellschaft für Holzforschung 1988.

[8] HAUER, M.; SEIM, W.; WENZEL, F.: Wirklichkeitsnahe Si-mulation des Tragverhaltens alter Dachstühle. In: WENZEL,F. (Hrsg.): Sonderforschungsbereich 315 – Erhalten histo-



FAC

HT

HE

MA

AR

TIC

LE

risch bedeutsamer Bauwerke – Jahrbuch 1993. Berlin: Ernst& Sohn 1996.

[9] HOLZER, S. M.; KÖCK, B.: Investigations into the StructuralBehavior of German Baroque Timber Roofs. InternationalJournal of Architectural Heritage 3(2009), No. 4, pp. 316–338.

[10] STAUDACHER, E.: Der Baustoff Holz – Beiträge zur Kennt-nis der Materialeigenschaften und der Konstruktionsele-mente. Dissertation. Zürich: Gebr. Lehmann & Sohn 1936.

[11] HUBER, G.; REIM, A.: Spannungen und Verformungen beiLasteintragung schräg zur Faserrichtung. bauen mit holz(1982), H. 9, S. 556–563.

[12] SCHELLING, W.; HINKES, F. J.: Tragverhalten von Zapfenver-bindungen. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag 1985.

[13] DE OLIVEIRA FEIO, A. J.: Inspection and Diagnosis of His-torical Timber Structures: NDT Correlations and StructuralBehaviour. Dissertation. University of Minho, Portugal,2005.

[14] MILLER, J. F.; SCHMIDT, R. J.: Capacity of pegged mortiseand tenon joinery. University of Wyoming, Department ofCivil and Architectural Engineering, 2004.

[15] SCHMIDT, R. J.; DANIELS, C. E.: Design Considerations forMortise and Tenon Connections. University of Wyoming,Department of Civil and Architectural Engineering, 1999.

[16] WINKLER, J.; AURICH, H.: Taschenbuch der technischen Me-chanik. München: Fachbuchverlag Leipzig im Carl HanserVerlag 2008.

[17] NORRIS, C. B.; MCKINNON, P. F.: Compression, tension, andshear tests on Yellow-Poplar plywood panels of sizes thatdo not buckle with tests made at various angels to the facegrain. In: United States Department of Agriculture, ForestService, Forest Products Laboratory (Hrsg.): Report Nr.1328. Madison, Wisconsin, USA, 1962.

[18] FRECH, P.: Beurteilungskriterien für Rissbildungen bei Bau-holz im konstruktiven Holzbau. EntwicklungsgemeinschaftHolzbau (EGH) in der Deutschen Gesellschaft für Holzfor-schung, München, 1987 (Sonderdruck aus bauen mit holz,Heft 9, 1987).

Autoren:Dr.-Ing. Heiko KochHAZ Beratende Ingenieure für das Bauwesen GmbH, Kölnische Straße 59,34117 KasselProf. Dr.-Ing. Werner SeimFachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau, Universität Kassel, Kurt-Wolters-Straße 3, 34125 Kassel

Das 22. Dresdner Brückenbausymposi-um findet wieder zusammen mit derVerleihung des Deutschen Brückenbau-preises statt: Am 12. und 13. März 2012ist die Technische Universität Dresdensomit erneut hochkarätiger Treffpunktder deutschsprachigen und internationa-len Brückenbauer aus Wissenschaft,Wirtschaft und den Behörden.

Die zweitägige Veranstaltung wird mitder Preisverleihung des DeutschenBrückenbaupreises eröffnet. Bereits zumvierten Mal werden in Dresden diebesten Entwürfe aktueller Brückenausgezeichnet. 37 Brücken wurden fürden diesjährigen Wettbewerb eingereicht.In der Kategorie Straßen- und Eisen-bahnbrücken waren es 17 und in derKategorie Fuß- und Radwegbrücken

20 Bauwerke. Aus den Einreichungenhat die Jury am 20. und 21. Oktoberjeweils drei Brücken pro Kategorienominiert. Am 12. März 2012 werdendie Gewinner in jeder Kategorie gekürt.Die Preisverleihung wird von Prof.Dr.-Ing. HANS MÜLLER-STEINHAGEN alsRektor der TU Dresden eröffnet, danachsprechen der Parlamentarische Staatsse-kretär beim Bundesminister für Verkehr,Bau und Stadtentwicklung, JAN MÜCKE,sowie der Vorstandsvorsitzende derDeutschen Bahn AG, Dr. RÜDIGER

GRUBE. Anschließend werden die Preis-träger bekannt gegeben. Beginn der Ver-anstaltung im Hörsaalzentrum derTU Dresden ist 18 Uhr (Einlass ab17:30 Uhr).

Das Programm des Brückenbausymposi-ums am 13. März ist die bewährteMischung aus grundlegenden Vorträgenund Berichten aus der Praxis. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. MANFRED CURBACH

wird als neuer Leiter des Brückenbau-symposiums begrüßen und über „DieVerantwortung des Brückenbauinge-nieurs“ ein Plädoyer für kleine Brückenhalten. Technische RegierungsdirektorinDipl.-Ing. BRIT COLDITZ, Leiterin desReferates „Brücken, Tunnel und sonstigeIngenieurbauwerke“ im Bundesministe-rium für Verkehr, Bau und Stadtentwick-lung, beleuchtet die „Europäische Nor-

mung im Brückenbau“ als Herausforde-rung und Chance.

Die Fachvorträge beginnen mit zweiinternationalen Beiträgen: Prof. Ing.Giuseppe Mancini (SINTECNA, Torino)berichtet über die „Messina StraitCrossing: Concrete Foundation BlocksDesign“, und O.Univ. Prof. Dipl.-Ing.MSc. Dr. phil. Dr. techn. KONRAD

BERGMEISTER von der Universität fürBodenkultur Wien spricht über „Bogen-brücken – die wirksamste Lastabtra-gung?“

Acht weitere Fachbeiträge und ausrei-chend Zeit für Diskussionen im Foyerdes Hörsaalzentrums geben der Veran-staltung den spannenden Rahmen. DieTagungsgebühr beträgt 120 €, fürMitglieder des Vereins der Freunde desBauingenieurwesens der TU Dresdene.V. 80 €. Angehörige der TU Dresdenund Studierende sind von der Tagungs-gebühr befreit.

Anmeldung und weitere Informationen:Technische Universität DresdenFakultät BauingenieurwesenInstitut für Massivbau01062 DresdenTel.: +49 351 463-33079 Fax: +49 351 [email protected]/biw/dbbs/

V E R A N S T A L T U N G E N

22. Dresdner Brückenbausymposium im März 2012

26 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. Bautechnik 89 (2012), Heft 1

Wolfgang Rug, Frank Thoms, Uwe Grimm, Guido Eichbaum, Stephan Abel

Untersuchungen zur Biegetragfähigkeitvon verzahnten Balken

1 Der Zahnbalken

Bei verzahnten Balken handelt es sich um einen aus meh-reren Balken zusammengesetzten Verbundquerschnitt,bei dem die horizontalen Berührungsflächen zwischenden Balken sägezahnartig eingeschnitten werden [1]. DieTechnik der verzahnten Balken ist bereits an Darstellun-gen antiker römischer Holzbrücken zu finden. LEONAR-DO DA VINCI (1452–1519) verwendete sie bei Verteidi-gungsanlagen und bei Brückenprojekten. Die verzahntenBalken fanden bis zum Ende des 19. Jahrhunderts An-wendung bei repräsentativen Gebäuden wie Rathäusern,Kirchen und Schlössern, wenn große Deckenspann-weiten mit hohen Belastungen realisiert werden sollten.Seit dem Mittelalter wurden verzahnte Träger auch beiBrücken und Dachkonstruktionen (Bild 1) mit Spannwei-ten bis 70 m eingesetzt.

Der verzahnte Balken, bestehend aus drei Elementen, eindurchgehender Teilbalken unten und zwei Teilbalkenoben, ist die Standardform, wie sie ab dem 18. Jahrhun-dert in Lehrbüchern zum Holzbau zu finden ist (Bild 2).Die historischen Lehrbücher empfehlen die Anwendungdes verzahnten Balkens bei Spannweiten ab 6 m.

Noch bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurden ver-zahnte Balken auch bei einfachen Eisenbahnbrücken ein-gesetzt (s. Bild 3).

Im Verlauf der konstruktiven Entwicklung wurden abMitte des 19. Jahrhunderts die aufwändig herstellbarenVerzahnungen durch andere Verbindungen wie z. B.

Rechteckdübel aus Hartholz, Bauklammern, Stabdübel,Dübel besonderer Bauart oder Nagelplatten ersetzt. ErstAnfang des 20. Jahrhunderts gelang mit der Herstellungdes Brettschichtholzes die Fertigung beliebig großerHolzquerschnitte (s. auch [5]), und die Herstellung vonverzahnten Trägern war ab dieser Zeit entbehrlich.

Regeln für die Konstruktion und Dimensionierung vonZahnbalkenDie konstruktiven Feinheiten wie die Höhe der Spren-gung, Länge und Tiefe der Zähne, Balkendimensionenund ihre Ermittlung sowie der Bolzendurchmesser (s.Bild 4) unterscheiden sich nach der in Tabelle 1 zusam-mengestellten Literatur nur in geringem Maße. Die Kon-struktionsempfehlungen in der Literatur legen meist eineZahntiefe hz von 1/10 der Trägerhöhe h und eine Zahn-länge gleich der Gesamthöhe des zusammengesetztenTrägers fest (s. Tabelle 1). Die Richtung der Zähne ist der-art, dass die an den betreffenden Stellen der Berührungs-flächen auftretenden Schubkräfte aufgenommen werdenkönnen. Ein Wechsel der Zahnrichtung erfolgt in Bal-

DOI: 10.1002 / bate.201001525

Die Verzahnung ist eine historische Verbindungstechnik, umeinzelne Balken schubfest über ihre Längsseite zu einemTräger zu verbinden. Diese Zahnbalken treten heute nur nochim Zuge von Erhaltungsarbeiten an alten Gebäuden in Erschei-nung. Aus denkmalpflegerischen Gründen sollen derartigeKonstruktionen immer öfter substanzschonend erhalten,repariert oder instandgesetzt werden.In der modernen Holzbauliteratur fehlen allerdings Angaben zuEntwurf, Herstellung und Berechnung der verzahnten Balken.Regeln zur statischen Berechnung und Konstruktion derartigerTräger finden sich in der Holzbauliteratur im Zeitraum zwischen1830 und 1970.

Keywords Verbundbalken mit Zähnen; Dächer, historische; Entwurfsregeln;Verschiebungsmodul; Biegeversuche; Berechnungen zur Biegefestigkeit

Flexural load-bearing capacity of composite beams withteeth joints.The dovetail connection is a historical joining technology toavoid thrust by joining scantlings to beams. Nowadays thosebeams are only appearing during renovations of historicalbuildings. By preservations of monuments and historicalbuildings these old joinings should be repaired or restored.There are no codes of practice to these special compositebeams in modern literature of timber work. Rules for staticcalculations are recorded in timber work literature in theperiod between 1830 to 1970.

Keywords composite beams with teeth joints; historical roofs; design rules;slip modules; flexural tests; calculation flexural strength

FACHTHEMA

Bild 1 Dachkonstruktion eines Theaters in Berlin [2]Roof construction of a theater in Berlin [2]


W. Rug, F. Thoms, U. Grimm, G. Eichbaum, S. Abel: Flexural load-bearing capacity of composite beams with teeth joints

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kenmitte (Querkraftnullpunkt bei konstanter Linienlast).Die Zähne sind von beiden Balkenenden nach der Mittezu entgegengesetzt gerichtet und haben daher in den bei-den Trägerhälften eine symmetrische Ausbildung [6].

Die Einzelbalken erhalten während der Herstellung eineVorkrümmung, welche oft 1/60 der Balkenspannweitebeträgt. Zur Herstellung eines Zahnbalkens werden diezu verbindenden Balken übereinander gelegt und um einbestimmtes Maß (bis 1900 S = �/60, bis 1950 S = �/200 –s. Tabelle 1) nach oben überhöht (Bild 5).

An den derart vorgekrümmten Einzelbalken wird der An-riss der Zähne vorgenommen. Die Ausarbeitung erfolgtdann an den wieder ausgespannten Balken. Durch aber-maliges Biegen der Balken nach der Ausarbeitung wer-den die Zähne ineinander gebracht. Der Zahnbalken ver-bleibt hierdurch in seinem überhöhten Zustand [1]. Da-durch, dass sich im gesprengten Zustand die unterenFasern des oberen Balkens auszudehnen suchen, die obe-ren Fasern des unteren Balken sich verkürzen wollen,pressen sich die Zähne fest ineinander [7]. Dem Prinzipdes vorgekrümmten Stabes wurde auch durch Anweisun-gen, dass vom Wuchs her vorgebogene Stämme zu ver-wenden sind, Rechnung getragen. Erst wenn dies nichtmöglich war, sollte „gesprengt“ werden [8].

Manche Autoren empfehlen die Anwendung von dünnenStahl- oder Bleiplatten zwischen den Stoßpunkten derZahnstirnenden, um ein Ineinanderpressen des Hirnhol-

zes zu verhindern oder um Ungenauigkeiten bei der Aus-arbeitung der Zähne zu beheben (s. Tabelle 1). Bei derheutigen maschinentechnischen Ausstattung der Zimme-rer können die Zähne sehr genau hergestellt werden, so-dass das Einlegen von Metallplatten entfallen kann. Kön-nen die Zähne nicht mit sehr hoher Genauigkeit herge-stellt werden, sichert das Einlegen von Metallplatten einegleichmäßige Kraftübertragung in der Zahnstirn.

Regeln für die Berechnung der TragfähigkeitWerden zwei gleichdimensionierte Stäbe lose übereinan-der angeordnet und anschließend belastet, so lässt sicheine Verschiebung der Stäbe zueinander beobachten.Dies ist dadurch begründet, dass jeder der Stäbe unterLasteinwirkung seine eigene Biegelinie ausbildet. Andersverhält es sich, wenn die beiden Balken schubfest mitei-nander verbunden werden. In diesem Fall entsteht einmehrteiliger Verbundquerschnitt, dessen Trägheitsmo-ment in Abhängigkeit von der Schubsteifigkeit der Ver-zahnung dem eines vollen Balkens mit der Gesamthöheaus den beiden Einzelbalken entspricht. Nach MELAN istallerdings eine starre Verbindung zwischen den Balkennicht ausführbar: „…Die bereits erwähnten Versuchehaben jedoch gezeigt, dass das Tragvermögen der zusam-mengesetzten Balken geringer als das eines homogenenBalkens von gleichem Querschnitt ist…“ [9].

Auch Verzahnungen sind nachgiebige Verbindungen, mitihnen kann keine Unverschieblichkeit zwischen denQuerschnitten hergestellt werden. Eine Unverschieblich-

Bild 2 Verzahnte Balken für Spannweiten von 8,5 bis 22 m nach Angabenaus dem Jahre 1764 in [3]Composite beams for a span length from 8.5 to 22 m according tospecifications of the year 1764 [3]

Bild 3 Brücke der Kronprinz-Rudolfbahn über den Liesingbach nach [4]Bridge of the „Kronprinz Rudolfbahn“ across the Liesingbach [4]

Bild 4 Konstruktionsdetails und Bezeichnungen für Zahnbalken zurErläuterung der Angaben in Tabelle 1Details of construction and description of composite beams forexplaining the information of Table 1

Bild 5 Sprengen von zusammengesetzten Balken nach Angaben in [1]Camber of composite beams [1]


W. Rug, F. Thoms, U. Grimm, G. Eichbaum, S. Abel: Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit von verzahnten Balken

Tab. 1 Konstruktionsregeln für verzahnte Balken nach verschiedenen Literaturquellen im Zeitraum 1831 bis 2006Generally recognised codes of practice of composite beams according to several references over the period from 1831 to 2006

Quelle/ Jahr Anweisungen1)gilt nur für zweiteilige Balken und nicht für Brücken

[16]/1831 Die Höhe des Balkens entspricht 1/10 der Länge zwischen den Auflagern

[19]/1864 Weff = 0,85 · Wb

[20]/1866 quadratische oder rechteckige Einzelbalken im Verhältnis b/h = 5/7 verwenden

[4]/1887 σred = 0,85 · σzul

[22]/1904 H = l/(12…15) oder 8 cm je m freie Länge bei b = 26…31 cm

[13]/1918 σred = 0,50 · σzul

[14]/19441) Weff = 0,85 · Wb (Nachweis Tragfähigkeit); Ieff = 0,65 · Ib (Nachweis Durchbiegung)



[26]/2006 h = l/(12…15)

[8]/1805 „man soll gebogenes Holz verwenden, ist dies nicht vorhanden: S = l/60

[16]/1831 S = l/60

[18]/1855 S = l/60

[19]/1864 S = l/60

[4]/1887 S = l/240

[21]/1900 S = l/60…l/120

[22]/1904 S = l/240

[10]/1911 S = l/150…l/180

[11]/1912 S = l/60…l/120

[1]/1914 S = l/100…l/200

[13]/1918 S = l/240 oder 0,0002…0,0027 l/h

[15]/1955 S = l/200

[7]/1993 S = l/50…l/60

[16]/1831 hz = 0,1 · h; l z = h

[18]/1855 hz = 0,1 · h; l z = h; Anstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[19]/1864 hz = 0,1 · lz; l z = 4/5…6/5 · hHartholzdübel/Eisenkeile zwischen den Zahnflächen anordnen

[20]/1866 Anstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[4]/1887 hz = 0,1…0,2 · h; l z über zeichnerisches Verfahren; Anstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis0,6 · h

[21]/1900 hz = 0,1 · h; l z = 3/2…3 · hAnstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[22]/1904 hz = 0,1…0,125 · h; l z < 1 m

[12]/1907 hz = min. 4 cm; l z = bis zu 20 · 4 cm

[10]/1911 hz = 0,1 · h; l z = hAnstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[11]/1912 hz = 0,1 · h; l z = hAnstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[1]/1914 hz = 0,1 · h; l z = 0,8…1,0 · hHartholzdübel/Eisenkeile zwischen den Zahnflächen anordnen

[13]/1918 hz = 0,1 · h; l z = 0,8 · h; bis max h; Hartholzdübel/Eisenkeile zwischen den Zahnflächen anordnen; Höheder Zähne unveränderlich oder zu den Auflagern hin zunehmend; Zahnteilung auch zeichnerisch ermittelbar

[9]/1922 hz = 0,1 · h; l z = h; Hartholzdübel/Eisenkeile zwischen den Zahnflächen anordnen; Höhe der Zähneunveränderlich oder zu den Auflagern hin zunehmend; Zahnteilung auch zeichnerisch ermittelbar

[7]/1993 Angaben aus verschiedenen Quellen: hz = 0,1 · h; l z = h (1872); hz = 4 cm; l z = 1 m; (1890); hz = 0,1 · h; l z = 1 m (1908); Anstieg der Zahnlinie vom Rand bis zur Mitte von 0,4 bis 0,6 · h

[19]/2006 hz = 0,1 · h; l z = h

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keit zwischen den Querschnitten ist nur durch eine Kle-beverbindung garantiert.

Diese Erkenntnis wird in einigen Fachbüchern beimNachweis der Tragfähigkeit durch eine Abminderung desWiderstandsmomentes berücksichtigt. Von 1864 bis 1968betrug die Abminderung für zweiteilige Balken 15 %. Die-ser Wert wurde dann auch in der 1941 erschienenenzweiten Fassung der DIN 1052 für die Bemessung vonverdübelten bzw. verzahnten Balken übernommen. Fürdreiteilige Balken galt eine Abminderung von 35 %. Inder Norm für Holzbrücken DIN 1074 (zweite Fassung1944) war für die Abminderung des Widerstandsmomen-tes ein Wert von 20 % für zweiteilige Balken geregelt. Inanderen Quellen wird zur Berücksichtigung der Nachgie-bigkeit die zulässige Biegespannung beim Nachweis derBiegetragfähigkeit abgemindert. Hier schwanken die Lite-raturangaben für den Abminderungsfaktor zwischen 15und 50 % [1, 9, 12].

Mit der im Jahre 1969 veröffentlichten neuen Fassung derDIN 1052 wurde dann die Berechnung von Biegeträgernaus nachgiebig zusammengesetzten Holzquerschnittennach dem von KARL MÖHLER (1912–1993) in den 50erJahren des 20. Jahrhunderts entwickelten γ -Verfahren ge-regelt.

Berechnungen zu verzahnten Balken, aus mehr als dreiEinzelhölzern bestehend, wurden bei der Literatur-recherche nicht gefunden. Es sei aber an dieser Stelle er-wähnt, dass in der Holzbaugeschichte auch fünf- undsiebenteilige Zahnbalken eingesetzt wurden.

2 Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit

Ausgangspunkt der Untersuchungen waren Zahnbalkenim Dachstuhl eines Kirchturmes (Bild 6). In dem 270

Jahre alten Dachstuhl trugen fünf verzahnte Balken alsÜberzüge eine mehrlagige Deckenbalkenlage, auf der derhölzerne Dachstuhl errichtet worden war. Zwei der Über-züge waren im Bereich der Auflager durch biotischen Be-fall stark geschädigt. Die beiden geschädigten Überzügesollten durch neue zusammengesetzte Balken in Formoriginalgetreuer Nachbauten ersetzt werden (Bild 7). Dadie bisherigen Überzüge ihre statische Funktion zweifels-frei erfüllt hatten, konnte unter Anwendung der Regelnnach DIN 1052:1988/1996, Teil 1, Abschnitt 3.1.2 bzw.DIN 1052:2008, Abschnitt 4(3) auf einen statischenNachweis verzichtet werden.

Voraussetzung für den Verzicht war jedoch, dass durcheine besonders sorgfältige Herstellung in gleicher Holzartund -güte, insbesondere der Schubverbindung, die gleicheTragfähigkeit gewährleistet ist und dass der Überzugschon beim Einbau die volle Beanspruchung ohne Nach-giebigkeit aus Schlupf aufnimmt. Die Herstellung derneuen Überzüge in einer ortsansässigen Zimmerei wurde

Tab. 1 FortsetzungContinued

Quelle/ Jahr Anweisungen1)gilt nur für zweiteilige Balken und nicht für Brücken

[16]/1831 Durchmesser des Bolzens: db = 3 3,75 cm

[18]/1855 Bolzen an den Auflagern, am Stoß in der Mitte, dazwischen 1 Bolzen

[19]/1864 Abstandsanweisung: 1,5…2 · l z

[21]/1900 zahnmittig durch jeden 3. oder 4. Zahn; db = 10…20 mm

[22]/1904 Abstandsanweisung: 1,5…3 · l z

[12]/1907 Abstandsanweisung: < 20fache Eingriffstiefe

[10]/1911 zahnmittig durch jeden 2. Zahn; am Mittenstoß durch jeden Zahn

[11]/1912 zahnmittig durch jeden 3. oder 4. Zahn

[1]/1914 zahnmittig durch jeden 2. Zahn; am Auflager durch jeden Zahn; db = 0,1 · b

[13]/1918 zahnmittig durch jeden 2. Zahn; am Auflager durch jeden Zahn; an Trägerendendb > 0,13 · b; mittig db = 0,1 · b

[17]/1959 Anordnung bei jeden Zahn

Ver

bolz

ung

Bild 6 Originalbalken aus dem Jahre 1740 (Holzart Kiefer)Origin composite beam of the year 1740 (type of wood: pine)



besonders überwacht und vor der Montage wurden dieneu hergestellten Balken in der Zimmerei abgenommen(Bild 8).

Nach dem erfolgreichen Austausch der geschädigten ver-zahnten Balken wurden an der Fachhochschule für nach-haltige Entwicklung Eberswalde weitergehende Untersu-chungen zur Schubverbindung und zur Biegetragfähigkeitdurchgeführt.

Für die Untersuchungen zur Biegetragfähigkeit wurdendrei Prüfkörper im Maßstab 1:2 im Vergleich zum Origi-nalbalken hergestellt (Bild 9).

Zwölf Scherprüfkörper für die Zahnverbindung im Maß-stab M 1:1 (s. Bild 10) und drei Scherprüfkörper für dieZahnverbindung im Maßstab M 1:2 dienten zur Bestim-mung des Verschiebungsmoduls.

2.1 Ermittlung des Verschiebungsmoduls – Probekörper,Versuchsanordnung und Ergebnisse

Um die zusammengesetzten Träger nach der DIN1052:2008, Abschnitt 10.5.2 berechnen zu können, mussder Verschiebungsmodul Kser der Zahnverbindung be-kannt sein. Nach DIN 1052:2008 kann nach den Regelnfür die Berechnung des Verschiebungsmodules Kser in Ta-belle G.1 nur ein Verschiebungsmodul für stiftförmigeVerbindungsmittel und Dübel besonderer Bauart berech-net werden. Daher musste der Verschiebungsmodul Kserder Zahnverbindung experimentell ermittelt werden.DIN EN 26891:1991 beschreibt ein Prüfverfahren, mitdem der Verschiebungsmodul einer mechanischen Ver-bindung ermittelt werden kann.

Die Proben bestanden aus drei Teilen, dem Mittelstück mitVerzahnung und den zwei Seitenteilen mit dem Negativdes Zahns (Bild 10). Die Seitenteile standen auf einer30 mm hohen Stahlunterfütterung vollflächig auf. Ein Ab-scheren des Zahnes wurde dadurch über die untere relativkurze Scherfläche verhindert. Das Mittelteil hing frei zwi-schen den Seitenteilen und wurde von oben belastet.

VersuchsdurchführungDas Prüfverfahren nach DIN EN 26891:1991 arbeitet mitBelastungsphasen (Bild 11). Zunächst muss die HöchstlastFest experimentell oder rechnerisch ermittelt werden. Diegeschätzte Höchstlast ist der Richtwert für die Belastungenund ihre Anstiegsgeschwindigkeit. Diese betrug ca. 525 kNund wurde experimentell bestimmt. Analog der normiertenVorgabe gemäß Bild 11 erfolgte zunächst ein Anstieg derKraft für 120 s auf 40 % der geschätzten Höchstlast, hierwurde diese Belastung für 30 s gehalten, um dann inner-halb der nächsten 90 s auf 10 % der geschätzten Höchstlastabzusinken. Dort verweilte die Verbindung 30 s, um dieVerbindung zu entspannen. Danach wurde die Belastungwieder gesteigert, um nach 450 s Gesamtversuchszeit 70 %

Bild 8 Überzug im Kirchturm (Zahnhöhe hz = 36 mm)Screeding in the spire (teeth height hz = 36 mm)

Bild 9 Prüfkörper im Maßstab 1:2 zur Bestimmung der Biegetragfähigkeit (Zahnhöhe hz = 18 mm)Test piece measuring unit 1:2 to determine the bending strength (teeth height hz = 18 mm)

Bild 7 Neu hergestellter Ersatzbalken aus dem Jahre 2008 (Holzart Kiefer)New duplicated substitude composite beam made in 2008 (type ofwood: pine)



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der geschätzten Höchstlast zu erreichen. Die Belastungwurde dann weiter gesteigert. Die experimentelle Höchst-last Fmax ist die Last, die bei Erreichen einer Verschiebungvon 15 mm gemessen wurde.

ErgebnisseDie erreichten Verschiebungsmodule aus der Serie mitzwölf Proben sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Bild 12zeigt die Last-Verformungs-Kurven aller Proben.

Der Mittelwert des Verschiebungsmoduls für zwei Zahn-verbindungen betrug kser,mean = 35716 N/mm. DieserWert entspricht in etwa einem Verschiebungsmodul kservon zwei Ringdübeln mit Zähnen (Typ C1 nach DIN1052:2008) mit einem Durchmesser von 140 mm.

Der Mittelwert der Rohdichte betrug:

ρu,mean = 593,45 kg/m3

Der Mittelwert der Darrdichte (ermittelt nach DIN52182) betrug:

ρ0,mean = 569,8 kg/m3

Der Mittelwert der Holzfeuchte betrug:

u = 12,33 %

Der charakteristische Wert der Rohdichte betrug:

ρk = 469,28 kg/m3

Bei Scherprüfkörper Nr.5 kam es zum Abscheren einesZahnes (Bild 13). Der Bruch befindet sich in einem Be-reich mit viel Splintholz. Das Kernholz, in dem die belas-teten Holzfasern, ähnlich dem Fladerschnitt der Furnier-herstellung, angeschnitten sind und im Wuchs aus demZahn herausführen, versagte.

Bild 10 Untersuchung Verschiebungsmodul Kser nach DIN EN 26891:1991-Probekörper M1:1 (hz = 36 mm)Examination of the slip modulus Kser according to DIN EN26891:1991- test piece measuring unit 1:1 (hz = 36 mm)

2829

27

2625

2423

2221

0 2 4 6 8 Zeit, in min

04 141303

02 12

01 11

1,00,90,80,70,60,50,40,30,20,1

F/Fest

Bild 11 Belastungsverfahren nach DIN EN 26891:1991 (dort Bild 1)Test procedure according to DIN EN 26891:1991

500000

400000

300000

200000

100000

00 5 10 15 20

Weg [mm]

Kra

ft [N

]

Kraft-Weg-Zahnverbindungen M:1:1

Zahn1

Zahn2

Zahn3

Zahn4

Zahn5

Zahn6

Zahn7

Zahn8

Zahn9

Zahn10

Zahn11

Zahn12

Bild 12 Last-Verformungs-KurvenLoad-deflection-curves



Trotz dieses Umstandes wurde ein relativ hoher Verschie-bungsmodul gemessen und dieser Versuch in die Ver-suchsauswertung mit einbezogen (s. Tabelle 2).

Die erreichten Verschiebungsmodule aus der Serie mitdrei Proben mit einer Zahntiefe von 18 mm sind in Tabel-le 3 zusammengestellt.

2.2 Untersuchung der Biegetragfähigkeit – Probekörper,Versuchsdurchführung und Ergebnisse

Es wurden 4-Punkt-Biegeversuche nach DIN EN408:2004 durchgeführt. Bei einer solchen Vierpunktbelas-tung ist der mittlere Bereich zwischen den beiden Kraft-angriffspunkten schubspannungsfrei.

Die mit der Herstellung der Versuchsbalken beauftragteZimmerei sollte die Balken in gleicher Holzqualität inSortierklasse S10 nach DIN 4074-1:2008 herstellen. Daszur Verfügung stehende Holz erfüllte diese Anforderun-gen nur zum Teil. Es wurde daher im Prüflabor eineNachsortierung durchgeführt. Hierbei wurden folgendeSortierklassen ermittelt:

– Zahnbalken Nr. 1 – S13– Zahnbalken Nr. 2 – S7– Zahnbalken Nr. 3 – S10

Die DIN EN 408:2004 gibt unter Abschnitt 9.2 gewisseSpielräume für die Maße der Prüfkörper und der Ver-suchsanordnung. Daraus ergab sich die in Bild 14 darge-stellte Prüfanordnung.

VersuchsdurchführungDie Zahnbalken wurden ansteigend belastet bis es zueinem merklichen Kraftabfall kam. Während des Versu-ches wurden die Prüfkraft und die Verformung über denZylinderweg gemessen. Es wurden die Last-Verformungs-Kurve, die Bruchlast und die Biegebruchfestigkeit ermit-telt.

ErgebnisseDie Last-Verformungs-Kurven der drei untersuchten Bal-ken zeigt Bild 15. Die erreichten Bruchlasten sind in Ta-belle 4 zusammengefasst.

Im Einzelnen ergeben sich folgende Feststellungen:

Tab. 2 Statistische Auswertung des Verschiebungsmoduls – zwölfScherprüfkörper Kiefernholz), zwei Zahnverbindungen und jeweilseine Zahntiefe von 36 mmStatistical evaluation of the slip modulus- 12 test pieces (pine) withtwo tooth connections, teeth height 36 mm

Scherprüf- Kser ρu,meankörper-Nr. nach DIN EN 26891 nach DIN EN 384

[N/mm] [kg/m3]

1 39580,08 344,66

2 38738,76 498,90

3 37000,63 422,12

4 33697,70 535,64

5 35477,16 616,53

6 33591,66 375,02

7 34397,48 576,56

8 37280,61 578,98

9 33697,70 508,81

10 34372,86 493,40

11 34979,85 414,93

12 35781,05 502,85

Mittelwert 35716,30 593,45

Minimum 33591,66 428,84

Maximum 39580,08 767,22

Standart- 2021,97 75,26abweichung

Variations- 0,06 0,13koeffizient

Charakteris- / 469,28tischer Wert

Tab. 3 Statistische Auswertung des Verschiebungsmoduls – dreiPrüfkörper (aus Kiefernholz) im Maßstab 1:2, zwei Zahnverbindun-gen, mit jeweils einer Zahntiefe von 18 mmStatistical evaluation of the slip modulus- 3 test pieces (pine)measuring unit 1:2, with two tooth connections, teeth height 18 mm

Scherprüf- Kser ρu,meankörper-Nr. nach DIN EN 26891 nach DIN EN 384

[N/mm] [kg/m3]

1 27019,33 489,93

2 32447,33 598,64

3 28533,33 527,55

Mittelwert 29333,33 538,71

Standart- 2801,03 55,21abweichung

Variations- 0,10 0,10koeffizient

Charakteris- / 447,61tischer Wert

Bild 13 Bruchbild Probekörper Nr.5Fracture pattern test piece No. 5



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Zahnbalken Nr. 1Dieser Zahnbalken hatte einen hohen Kernholzanteil mitSplintbereichen nur an den Querschnittsrändern. Es kamzu einem Zugversagen in einer angeschnittenen randstän-digen Kernholzfaser, welche in ihrem Verlauf an die unte-re Kante des Zahnbalkens führte. An diesem Punkt führ-ten die Biegezugspannungen zu einem Riss, der sich ent-lang der Holzfaser gut 2 m erstreckte (Bilder 16 und 17und Last-Verformungs-Kurve in Bild 15).

Auf der Gegenseite begann das Zugversagen im Bereichdes Splintholzes als Sprödbruch und spaltete sich bis indas Kernholz hinein (s. Bild 17).

Zahnbalken Nr. 2Bei diesem Zahnbalken war allgemein ein hoher Ast- undSplintholzanteil vorhanden (Bild 18). In den maßgeben-

Bild 14 Probekörper und Prüfanordnung nach DIN EN 408:2004 (Prüfkörper im Maßstab 1:2 im Vergleich zum Originalbalken)Test pieces and test setup according to DIN EN 408:2004 (measuring unit 1:2 compared to the origin composite beam)

Bild 15 Last-Verformungs-Kurven – Zahnbalken Nr. 1 bis Nr. 3Strain-graph – composite beams No. 1 to No. 3

Bild 16 Zahnbalken Nr. 1 – Bruch durch Riss an der ZugseiteComposite beam No. 1 – break on zone subject to tension

Bild 17 Zahnbalken Nr. 1 – HorizontalrissComposite beam No. 1 – horizontal crack

Tab. 4 Ergebnisse der Untersuchungen zur BiegetragfähigkeitResults of research to bending strength

Zahnbalken Zahnbalken ZahnbalkenNr. 1 Nr. 2 Nr. 3

Sortierklasse n. DIN 4074-1:2008 S13 S7 S10

Festigkeitsklasse n. DIN 1052:2008 C30 C16 C24

Höchstlast Fmax [kN] 64,79 57,07 51,43

Durchbiegung w [mm] 79,82 135,02 82,42

Rohdichte ρu,mean [kg/m3] 520 530 540

Charakteristische Rohdichte ρk [kg/m3] 448 447 340

Art des Bruches Biegebruch Schubbruch Biegebruch



den Sortierkriterien erfüllte das Holz nur die Anforderun-gen an die Sortierklasse S7 nach DIN 4074-1:2008.

Der Balken versagte infolge Bruchs der Zähne beginnendan einem Auflager. Der Bruch trat an Zähnen ein, wogleichzeitig Äste vorhanden waren. Durch die Äste erfolg-te die Kraftübertragung in der Zahnstirn nicht parallelzur Faser (Bild 19). Im Bereich von Ästen liegt im Holzein schräger Faserverlauf mit verminderter Holzfestigkeitvor, sodass es zu örtlichem Versagen im Bereich der Ästekam. Der erste Zahn vom Auflager versagte vollständig.Bei den folgenden Zähnen trat nur ein teilweiser Bruchder Verzahnung auf, weshalb der Balken nicht sofortseine Tragfähigkeit vollständig einbüßte (s. auch Verlaufder Last-Verformungs-Kurve in Bild 15).

Bei der Ausführung von Zahnbalken ist bei der Her-stellung unbedingt auf astfreie Zahnverbindungen zu ach-ten.

Zahnbalken Nr. 3Obwohl das Holz dieses Balkens nach den Sortierkrite-rien in DIN 4074-1:2008 in die Sortierklasse S10 einge-ordnet werden konnte (s. Bild 20), ist der Anstieg derLast-Verformungs-Kurve (Bild 15) geringer als bei Zahn-balken 2 mit einer Zuordnung zu Sortierklasse S7.

Der Balken versagte infolge Biegebruchs an der Zugseite.Ausgangspunkt war ein Ast in Trägermitte (s. Bild 21).

3 Ermittlung der rechnerischen Biegefestigkeit

Die rechnerische Untersuchung von zusammengesetztenBauteilen nach DIN 1052:2008 kann entweder nach Ab-schnitt 8.6.2 mit dem MÖHLER-Verfahren oder nach An-

hang D (Schubanalogie) erfolgen. Mit den beiden Verfah-ren können Biegeträger mit nachgiebig miteinanderverbundenden Querschnittsteilen berechnet werden. Wei-terhin ist eine Berechnung mit Hilfe von Stabwerks-programmen [28] möglich. Das Verfahren nach MÖHLER

liefert nur bei gleichmäßig über die Trägerlänge verteilterBelastung genaue Werte.

Die rechnerischen Beanspruchungen zum Zeitpunkt desBruches sind in Tabelle 5 zum Vergleich dargestellt. DieBeanspruchungen wurden mit dem normierten Elastizi-tätsmodul der jeweiligen Festigkeitsklasse C16, C24 bzw.C30 nach DIN 1052:2008 errechnet.

Die rechnerischen Biegezugspannungen liegen im Be-reich der bei der Holzart Kiefer an Holz in Bauholzab-messungen für diese Sortierklassen festgestellten Biege-bruchfestigkeiten.

4 Zusammenfassung und Ausblick

Zahnbalken wurden seit Jahrhunderten als Biegeträgerfür größere Spannweiten ab 6 m eingesetzt. Die Zahnbal-ken sind ein hervorragendes Zeugnis der historischenZimmererkunst. Ihre Herstellung ist wegen der hohenPassgenauigkeit der Zähne sehr aufwändig. Etwa gegenEnde des 19. Jhds. wurden sie durch einfacher herstellba-re verdübelte Balken ersetzt. Im Vergleich zu den einfa-cher herstellbaren verdübelten Balken hatten sie abereine höhere Verbundwirkung und Tragfähigkeit.

Die Zimmerer stellten verzahnte Balken über Jahrhun-derte nach empirische Regeln her. Erst zu Beginn des19. Jahrhunderts findet man in der Literatur Hinweise fürdie Berechnung und Bemessung.

Bild 18 Zahnbalken Nr. 2 – Ansicht (vor dem Versuch)Composite beam No. 2 – view (before the test)

Bild 19 Zahnbalken Nr. 2 – ZahnversagenComposite beam No. 2 – teeth failure

Bild 21 Zahnbalken Nr. 3 – Bruch durch Ast im Zugbereich (Trägermitte)Composite beam No. 3 – breakage through branch in the tensionarea (middle of the beam)

Bild 20 Zahnbalken Nr. 3 – Ansicht (vor dem Versuch)Composite beam No. 3 – view (before the test)



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Als mehrteilig zusammengesetzte Träger ist auch heuteeine Berechnung möglich, wenn der Verschiebungsmodulder Verbindung bekannt ist. Aus heutiger Sicht ist die Her-stellung von verzahnten Balken mit modernen Holzbear-beitungsmaschinen durchaus leichter zu bewerkstelligen.Allerdings wird man sie vor allem aus denkmalpflegeri-schen Gründen nur in Einzelfällen anwenden.

Im Falle des Nachbaus vorhandener Balken ist eine Be-messung durch vorherige experimentelle Ermittlung desVerschiebungsmoduls möglich. In diesem Zusammen-hang sollen noch weitere Untersuchungen durchgeführtwerden.

Tab. 5 Rechnerische Beanspruchungen nach DIN 1052:2008, Abschnitt 8.6.2 zum Zeitpunkt des BruchesCalculated strains according to DIN 1052:2008, Abschnitt 8.6.2 – cracktime

Zahnbalken Nr.1 Zahnbalken Nr.2 Zahnbalken Nr.3

Sortier- und Festigkeitsklasse S13 – C30 S7 – C16 S10 – C24

Berechnungsverfahren Berechnungsverfahren Berechnungsverfahrennach [28] nach nach nach [28] nach nach nach [28] nach nach

DIN DIN DIN DIN DIN DIN 1052: 1052: 1052: 1052: 1052: 1052:2008, An- 2008, Ab- 2008, An- 2008, Ab- 2008, An- 2008, Ab-hang D schnitt hang D schnitt hang D schnitt

8.6.2 8.6.2 8.6.2

Bruchkraft F [kN] 64,79 57,07 51,43

Max. Moment Mmax [kNm] 56,21 49,51 44,62aus Bruchkraft

Max. Querkraft Vmax [kN] 32,40 28,54 25,72aus Bruchkraft

Mittelwert des Elastizitätsmoduls 12000 8000 11000Eo,mean [N/mm2] nach Tab. F.5

Normalkräfte Ni [kN] in den 258,0 263,0 249,14 248,0 217,5 243,0 209,0 206,7 202,68Einzelquerschnitten

Biegemomente Mi [kNm] in den 12,9 12,2 13,15 10,1 9,3 10,17 10,0 9,4 10,14Einzelquerschnitten

Gesamtrandspannungen σm,i,ges [N/mm2] 54,4 55,4 45,3 43,75 42,6 43,38am oberen und unteren Rand 56,1 55,4 58,14 48,3 43,75 48,19 45,3 43,38 45,52

Kraft F1 [kN] auf ein Verbindungsmittel 61,7 63,0 57,44 57,9 60,3 56,03 49,8 51,0 51,85

rechnerische Durchbiegung [mm] 148,0 147,0 142,3 174,0 167,0 148,8 125,0 123,0 142,86

gemessene Durchbiegung [mm] 69,18 74,61 77,35

Bild 22 Biegespannung beim Brucheintritt für den Zahnbalken Nr. 1, Sortierklasse nach DIN 4074-1:2008 S13, Festigkeitsklasse C30 nach DIN 1052:2008Bending strength at crack composite beam No. 1, class of quality according to DIN 4074-1:2008 S13, strength class C30 according to DIN 1052:2008



Literatur

[1] SCHAU, A.: Der Brückenbau. Berlin und Leipzig: TeubnerVerlag 1914.

[2] SCHINKEL, K. F.: Grundlagen der praktischen Baukunst, 2.Teil, Zimmerwerkskunst. Berlin 1850.

[3] REUß, C. G.: Anweisung zur Zimmermannskunst. Leipzig1764, Reprint Hannover 1989.

[4] WINKLER, E.: Vorträge über Brückenbau. Wien: Verlag CarlGerolds Sohn 1887.

[5] RUG, W.: 100 Jahre Holzbau und Holzbauforschung. In:Bund Deutscher Zimmermeister (BDZ), 100 Jahre BDZ1903–2003. Karlsruhe: Bruderverlag 2003.

[6] GOTTGETREU, R.: Lehrbuch der Hochbaukonstruktionen,Zweiter Teil: Die Arbeiten des Zimmermanns. Berlin:Ernst und Sohn 1882.

[7] BARGMANN, H.: Historische Bautabellen – Normen undHinweise. Düsseldorf: Werner Verlag 1993.

[8] GILLY, D.: Handbuch der Landbaukunst. Braunschweig:Verlag Friedrich Vieweg, 1805.

[9] MELAN, J.: Der Brückenbau. Leipzig und Wien: VerlagFranz Deuticke 1922.

[10] BÖHM, T.: Handbuch der Holzkonstruktionen des Zimmer-manns. Springer Verlag 1911

[11] BLOHM, G.: Das Deutsche Zimmerhandwerk. Leipzig: Th.Schäfer Verlag 1912.

[12] TSCHERTAU, F.: Der Brückenbau. Wiesbaden 1907.[13] LASKUS, A.: Hölzerne Brücken. 3. Aufl. Berlin: Verlag Wil-

helm Ernst und Sohn 1918.[14] HALASZ, R.: Holzbau-Taschenbuch. Berlin: Verlag Wilhelm

Ernst und Sohn 1944.[15] LASKUS, A.: Hölzerne Brücken. 8. Aufl. Berlin: Verlag Wil-

helm Ernst und Sohn 1955.[16] RÖSLING, L.: Statische Architekten-Schule. Augsburg und

Leipzig: Jenisch und Stage’scheVerlagshandlung 1831.[17] KRESS, F.: Der Zimmerpolier. Karlsruhe: Bruderverlag 1959,

Reprint 1991.[18] HARRES, B.: Die Schule des Zimmmermanns. Leipzig: Ver-

lag Otto Spamer 1855.

[19] BEHLE, W. H.: Die Berechnung der Festigkeiten von Holz-und Eisenkonstruktionen ohne höhere mathematische Vor-kenntnisse. Leipzig: Verlag E. U. Seemann 1864.

[20] CULMANN, K.: Die graphische Statik. Zürich: Verlag Meyerund Zeller 1866.

[21] PROMNITZ, J.: Der praktische Zimmermann. Leipzig: VerlagJ.J. Arnd 1900.

[22] STADE, F.: Die Holzkonstruktionen. Leipzig: Verlag MoritzSchäfer 1904.

[23] BLOHM, G.: Das Deutsche Zimmerhandwerk. Leipzig: Th.Schäfer Verlag 1912.

[24] NIEMZ, R.: Vorlesungsskript Holzphysik. In: Holzphysik;(Hrsg.) Institut für Baustoffe, Zürich, 2006.

[25] HALASZ, R.: Holzbau-Taschenbuch. Berlin: Verlag WilhelmErnst und Sohn 1944.

[26] OCHSLER, M.: Herstellung und Einsatz verzahnter Balken.Fulda 2006.

[27] BADALINI, J; DANDRIA, S.: Diffusion of a TechnologicalModel along the Adige Path: The Composite Beams. In: Vo-lume 1, KURRER, K.; LORENZ, W.; WETZK, V.: Proceedingsof the Third International Congress on Construction Histo-ry; (Hrsg.) Brandenburg University of Technology Cottbus,Mai 2009.

[28] KNEIDL, R.; HARTMANN, H.: Träger mit nachgiebigen Ver-bund. bauen mit holz (1995), H. 4; S. 285–290.

AutorenProf. Dr.-Ing. Wolfgang RugDipl.-Ing. (FH) Guido Eichbaum, Dipl.-Ing. (FH) Stephan Abel, Hochschule fürnachhaltige Entwicklung Eberswalde (FH), Fachbereich Holztechnik,Fachgebiet Holzbau, Alfred-Möller-Straße 1, 16225 EberswaldeDipl.-Ing. (FH) Frank Thoms, BTZ Ingenieurbüro GmbH, Lessingstraße 6,18055 RostockZimmermeister Uwe Grimm, Holzgestaltung Uwe Grimm, Dorfstraße 122,17166 Groß Wokern

Die aktuellen Themen der Wasserwirt-schaft und die Aussichten für die Bran-che stehen im Fokus der fünften Wirt-schaftstage, zu denen die Deutsche Verei-nigung für Wasserwirtschaft, Abwasserund Abfall e. V. (DWA) für den 6. und7. März 2012 nach Hamburg einlädt.

Die Tagung mit dem Titel „Wirtschaftlichdenken – gemeinsam handeln“ befasstsich schwerpunktmäßig mit der Kommu-nen übergreifenden Zusammenarbeit inder Abwasserbeseitigung sowie mit der

Vergleichbarkeit von Abwasserentgelten.Dr. FRITZ HOLZWARTH aus dem Bundes-ministerium für Umwelt, Naturschutzund Reaktorsicherheit (BMU) wird miteinem Referat über die Zukunft derdeutschen Wasserwirtschaft in die Veran-staltung einleiten. Im Anschluss erläutertDWA-Präsident Bauassessor Dipl.-Ing.OTTO SCHAAF die Herausforderungen andie deutsche Wasserwirtschaft aus Sichtder DWA. Ein Erfahrungsaustausch zumBenchmarking und zum Einsatz vonUnternehmenssteuerungsinstrumenten

rundet das Tagungsprogramm ab. DieVeranstaltung, die sich an Fach- undFührungskräfte der Wasserwirtschaftsowie an Vertreter von Beratungsunter-nehmen und Ingenieurbüros richtet,findet alle zwei Jahre statt.

Anmeldungen über Belinda Höcherl,Tel.: 0228 872-206, [email protected]. Das Tagungsprogramm kann unterwww.dwa.de heruntergeladen werden.


Herausforderungen an die deutsche Wasserwirtschaft


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BERICHTNorbert Müller

Gründungssanierung der Stadtkirche in Dinslaken

Fallbeispiel Nr. 3 des AK 4.9 „Geotechnik historischerGründungen und Naturdenkmäler“: Der seit 1992 be-stehende Arbeitskreis befasst sich mit geotechnischenProblemen an historischen Bauwerken und Schutzmaß-nahmen bei geologischen Naturdenkmälern. Die Bera-tungsergebnisse wurden in drei Empfehlungen veröffent-licht [1, 2, 3]. Seit 2006 bemüht sich der Arbeitskreis umdie Sammlung und Auswertung einschlägiger Fälle, beidenen es entweder um aktuell anstehende oder um vor-handene ältere Sanierungen geht. Die dabei gewonnenenErkenntnisse und Erfahrungen werden als Fallbeispieleveröffentlicht [4, 11] wie der nachstehende Bericht vonN. MÜLLER, der im Arbeitskreis diskutiert wurde und alsweiteres Fallbeispiel vorgestellt wird.

1 Vorbemerkungen

AnlassDie Gründungssanierung von historischen Gebäuden istwegen der hierbei in der Regel vorhandenen Unwägbar-keiten eine besondere geotechnische Aufgabe. Am Bei-spiel der im Zentrum von Dinslaken gelegenen, im Jahr2000 sanierten evangelischen Stadtkirche werden dieEinsatzmöglichkeiten und -grenzen unterschiedlicher Sa-nierungsverfahren sowie das ausgewählte, in technischerund wirtschaftlicher Hinsicht günstigste Verfahren be-schrieben.

Wegen der ungünstigen Baugrundverhältnisse im Be-reich des flachgegründeten Gebäudes war es hier zuimmer wiederkehrenden Setzungsschäden gekommen,die eine Gründungssanierung erforderlich machten. Eine

erneute Besichtigung des Gebäudes zehn Jahre später hatgezeigt, dass die Sanierungsmaßnahmen erfolgreichwaren, zu Rissbildungen ist es seither nicht mehr gekom-men.

Geologische ÜbersichtDinslaken befindet sich nördlich von Duisburg amOstrand der Niederrheinischen Bucht. Der tiefere Un-tergrund bis ca. 15 bis 20 m Tiefe unter Gelände bestehthier aus kiesig-sandigen Schichten der pleistozänen Nie-derterrasse des Rheins. Diese werden in der Regel vonlehmig-sandigen Hochflutbildungen des Rheins überla-gert. Im Zentrum von Dinslaken sind diese durch nach-eiszeitliche Bachablagerungen des Rothbaches ersetzt.Hierbei handelt es sich um sandige Lehme und Schluffemit unterschiedlicher, in Rinnenstrukturen z. T. erhebli-cher humoser Komponente sowie um eine Wechselfolgevon Fein- bis Mittelsanden und Mittelsanden mit linsen-förmigen lehmigen, humosen bis schwach humosen Ein-lagerungen.

2 Gebäude

Bild 1 zeigt das im Jahr 1720 erbaute Kirchengebäude. Eshandelt sich um eine vierjochige Saalkirche mit eingebau-tem Turm. Am gleichen Standort war zuvor von 1649 bis1653 eine (kleinere) Vorgängerkirche errichtet worden.Als diese 1717 abbrannte, erfolgte 1720 der Neubau.Hierbei kam es zunächst zum Einsturz des Turmes. Diewieder aufgebaute Kirche wurde 1723 eingeweiht. Ausder Denkmalliste des Landschaftsverbandes Rheinlandgeht hervor, dass der Kreisbaumeister bereits 1859 einen

DOI: 10.1002 / bate.201001529

Die 1720 erbaute Stadtkirche in Dinslaken wurde in einemunzureichend tragfähigen, humosen Boden errichtet mit derFolge dauerhaft anhaltender Rißbildungen und Gebäudeschä-den. In dem nachfolgenden Praxisbeispiel werden die Scha-densursachen im Einzelnen beschrieben und die Vor- undNachteile der unterschiedlichen Möglichkeiten zur Gründungs-sanierung gegenüber gestellt. Das bei den hier vorhandenenRahmenbedingungen gewählte Verfahren wird abschließendvorgestellt.

Keywords Bauwerke, historische; Gebäudeschäden; Gründungssanierung;Baugrundverhältnisse in Dinslaken (NRW); Schadensursachen; Verfahrender Gründungssanierung; Mikropfähle nach DIN 1054; DüsenstrahlverfahrenDSV; Presspfähle

Foundation renovation of the municipal church in DinslakenThe municipal church of Dinslaken, built in 1720, has beenerected on an organic soil with insufficient bearing capacity. Inconsequence of this, permanent crack formation and buildingdamages occurred continously. In the following practicalexample the causes of damages are described in particularand advantages and disadvantages of different methods offoundation renovation are compared. Finally the methodchosen in respect to the given boundary conditions will bepresented.

Keywords historical buildings; building damages; foundation renovation; soilconditions in Dinslaken (NRW); causes of damages; methods of foundationrenovation; micro piles according DIN 1054; jet grouting; press-driven pilingsystem


N. Müller: Gründungssanierung der Stadtkirche in Dinslaken

Neubau aufgrund erheblicher Schäden vorschlug. Statt-dessen wurde die Kirche in der Folgezeit mehrfach res-tauriert.

Vor der Sanierung im Jahr 2000 waren immer wiederkeh-rende u. a. von den Bogenscheiteln der Fenster des Kir-chenschiffes ausgehende Schrägrisse sowie Vertikalrisseunterhalb der Kirchenfenster und im Glockenturm etc.aufgetreten. Die erst 1904 angebaute Sakristei zeigt eindeutliches Fußbodengefälle (Bild A1 im Anhang).

Die Gründungsuntersuchung mit insgesamt zehn Schür-fen ergab, dass von einer Flachgründung des Kirchenge-bäudes auf Ziegelsteingrundmauern in einer Tiefe zwi-schen meist ca. 1,05 m (Sakristei) und 1,15 m/1,50 m(Kirchenschiff) unter Gelände auszugehen war. DieGründungstiefen des Turmes wurden in den Schürfenzwischen 1,20 m und maximal 2,30 m unter Gelände fest-gestellt, Die Fundamentbreiten wurden mittels Kernboh-rungen zu 0,90 m/1,00 m am Turm und zu 0,80 m am Kir-chenschiff (s. Bild A1) ermittelt.

Bild 2 zeigt am Beispiel des Schurfes S IV die im Bereichdes Gebäudes z. T. vorhandenen zahlreichen Versor-gungsleitungen und somit u. a. die Problematik derGründungserkundung bei diesem innerstädtischen Ge-bäude.

3 Baugrund

Der Baugrund wurde mit insgesamt elf Rammkernboh-rungen ∅ 80/40 mm bzw. 35/28 mm sowie sechs schwe-ren Rammsondierungen DPH detailliert untersucht(Bild A2 im Anhang). Bei dem gewählten Kleinbohrver-fahren mit durchgehender Kerngewinnung handelt essich um eine optimale und wirtschaftliche Form der Bau-grunderkundung zur Feststellung der natürlichen Schich-tenfolge, sofern die Bohrkernaufnahme wie im vorliegen-

den Fall unmittelbar im Gelände durch den Baugrundgut-achter erfolgt.

Die Ergebnisse der Baugrunderkundung und der in denFundamentschürfen festgestellten Gründungstiefen sind

Bild 1a Außenansicht der Stadtkirche DinslakenOuter view of the municipal church

Bild 1b Innenansicht der Stadtkirche DinslakenInner view of the municipal church

Bild 2 Zeichnerische Darstellung des Schurfes S IV (Grundriss undFundamentansicht)Drawing of digging S IV (layout and foundation view)


N. Müller: Foundation renovation of the municipal church in Dinslaken

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in Bild A3 im Anhang beispielhaft in einem schemati-schen Schichtenprofil dargestellt. Man erkennt, dass un-terhalb der Gründungssohle (GS) ein humoser bis starkhumoser Schluff (Auelehm) ansteht. Im Labor wurdenGlühverluste von meist 9 bis 13 % festgestellt. Der humo-se Schluff wurde unterhalb der Fundamente in einer Stär-ke zwischen 0,30 m und 1,20 m erbohrt.

Darunter wurden feinsandige Mittelsande mit linsenför-migen, maximal 0,20 m starken Einlagerungen von hu-mosem bis schwach humosem Schluff und Lehm bis ineine Tiefe von meist 2,5 bis 3,5 m unter Gelände erbohrt,die von bis in maximal 5 m Tiefe reichenden feinsandigenMittelsanden mit bis zu 1 bis 2 cm starken humosenSchlufflinsen unterlagert werden. Zur Tiefe hin folgen hu-musfreie Sande und Kies-Sande unterschiedlicher Kör-nung.

Der Grundwasserstand wurde bei der Baugrunderkun-dung bei ca. 4,5 m unter Gelände angetroffen.

Die Schlagzahlen der schweren Rammsonde DPH lagenin den humusfreien Sanden bis zur Endtiefe der Ramm-kernbohrungen/Rammsondierungen von 10,0 m unterGelände im Mittel bei N10 = 8 bis 10. Dies entsprichtunter Berücksichtigung des Grundwasserspiegels einermitteldichten Lagerung.

4 Schadensursachen

Die Gründung des Kirchengebäudes ist seinerzeit unmit-telbar im humosen Schluff erfolgt. Eine rechnerische Ab-schätzung der Setzungen in dem ursprünglich nur wenigkonsolidierten, humosen Boden führt – ausgehend voneiner Schichtdicke des humosen Schluffs von 0,50 m –mit den vom Ingenieurbüro Schwab Lemke, Köln, ermit-telten Bodenpressungen (ca. 200 kN/m2 für die Funda-mente des Kirchenschiffes und ca. 280 kN/m2 für dieKirchturmfundamente) zu Konsolidationssetzungen inder Größenordnung von ca. 5 cm (Kirchenschiff) bisca. 7 cm (Kirchturm). Bei den exemplarisch ausgeführtenSetzungsberechnungen wurde der Steifemodul des Aue-lehms zum Zeitpunkt der Errichtung der Kirche mit Es1 =2,0 MN/m2 und im Fein- bis Mittelsand mit 5 cm bis20 cm starken humosen Schlufflagen mit Es2 mittel =15 MN/m2 sowie in den Sanden mit 1 cm bis 2 cm star-ken humosen Schlufflagen mit Es3 mittel = 40 MN/m2 ab-geschätzt.

Bei einer Schichtdicke des humosen Schluffs von 1,0 mergeben sich hiermit für den Kirchturm rechnerischeKonsolidationssetzungen von etwa 9,5 cm. Zu vermutenist, dass derartige Setzungen und daraus resultierendeSetzungsdifferenzen im Jahr 1720 den damaligen Ein-sturz des ursprünglich hergestellten Kirchturmes zumin-dest mitverursacht und auch schon unmittelbar nach Her-stellung des Kirchengebäudes zu erheblichen Rissbildun-gen und Lastumlagerungen bei dem Kirchenschiff geführthaben.

Durch die vorstehend genannten Baugrundbelastungen istes zunächst zu einer Konsolidierung des Baugrundes undsomit zu einer Stabilisierung der Gründung gekommen.

Als weitere Schadensursache kamen später Verände-rungen des Grundwasserspiegels – bedingt durch diein der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts einsetzendeindustrielle Entwicklung – hinzu: Der ursprünglich imBereich des humosen Auelehms anstehende Grund-wasserspiegel sank um rund 3,00 m ab mit der Folge,dass die humosen Bachablagerungen trocken fielen. Diehierdurch bedingte Reduzierung des Wassergehalteshat nach dem Absinken des Grundwasserspiegels zueiner Zusammendrückung des humosen Schluffs infolgedes Auftriebsverlustes und einem Abbau der organi-schen Substanz des Bodens durch aerobe Bakteriengeführt. Derartige Setzungen sind lastunabhängig unddauerhaft.

Die – gegenüber dem Kirchenschiff – trotz der deutlichgeringeren Lasten erheblich größere Schiefstellung desFußbodens und der Außenwände der Sakristei und die inder Vergangenheit etwa alle zehn Jahre notwendigenRisssanierungen am Kirchengebäude waren für derartige,von der Gebäudelast unabhängige Setzungen, ein eindeu-tiger Beleg.

Wegen der seit 1936 gut dokumentierten, regelmäßigenRisssanierungen konnte im vorliegenden Fall auf einezeitaufwändige Überwachung der weiteren Rissentwick-lung durch Gipsmarken etc. und Setzungsmessungen s.[1] verzichtet werden. Eine möglichst langfristige, genaueKontrolle des Gebäudezustandes ist jedoch immer dannnotwendig, wenn das Setzungsverhalten und die Ursachevon Schäden an historischen Gebäuden nicht eindeutiggeklärt sind.

Das Stadtkerngebiet von Dinslaken liegt außerhalb desSteinkohlebergbaus. Hierdurch bedingte Setzungenkonnten als Schadensursache eindeutig ausgeschlossenwerden.

5 Sanierungsmöglichkeiten

Um zukünftig regelmäßige Risssanierungen und – langfris-tig – Standsicherheitsprobleme zu vermeiden, wurde sei-tens der Kirchengemeinde eine Gründungssanierung inVerbindung mit einer Gesamtsanierung des Gebäudes be-schlossen. Untersucht wurden im Rahmen des hierfür not-wendigen Geotechnischen Gutachtens die nachfolgend be-schriebenen Sanierungsalternativen.

5.1 Konventionelle Unterfangung

Bei einer nach DIN 4123 auszuführenden konventionel-len Unterfangung, sind hier zwei prinzipielle Möglich-keiten zu unterscheiden – eine Unterfangung bis zurUnterkante des humosen Schluffes, d. h. bis meist



0,50 m/1,00 m unter Gründungssohle (s. Bild A3 im An-hang) oder alternativ bis zur Untergrenze der Sande mit0,05 m/ 0,20 m starken humosen Einlagerungen, d. h. bisca. 1,50 m/2,70 m unter Gründungssohle. Letzteres hätteeinen aufwändigen Verbau der Unterfangungsgruben er-forderlich gemacht und zudem zu verstärkten Auflocke-rungen des Bodens unter der Gründungssohle geführt.Bei der 1. Lösung wären unterhalb der Gründungssohlehumose Linsen in größerer Stärke und damit das Risikozukünftiger Setzungsdifferenzen von mehreren Zentime-tern verblieben. Eine konventionelle Unterfangungschied daher aus den vorstehend genannten Gründenaus.

5.2 Kleinbohrpfähle nach DIN 4128/DIN 1054

In der Regel werden die Gebäudelasten im Falle einerGründungssanierung durch Kleinbohrpfähle über beid-seitig der Fundamente hergestellte Kleinbohrpfähle (Ver-presspfähle bzw. nach heutiger Norm Mikropfähle nachDIN 1054), die durch Stahlbetonbalken und Traversenmit den Fundamenten verbunden werden, in die humus-freien Sande und Kies-Sande über Mantelreibung abgetra-gen.

Wegen des hiermit verbundenen Kostenaufwandes wurdevon einem Anbieter als Sondervorschlag ein einseitig her-gestellter Schrägpfahl (Stabverpresspfahl SVV mit Kugel-fuß) angeboten (Bild 3). Dieser sollte wegen der zahlrei-chen, unmittelbar neben dem Gebäude liegenden Versor-gungsleitungen von der Innenseite des Kirchenschiffesaus hergestellt werden. Die Lastabtragung erfolgt in die-sem Fall über den Sohldruck (Spitzendruck) des Kugelfu-ßes.

Nachteilig an diesem Verfahren waren die zusätzlich an-fallenden Kosten für die Herstellung einer neuen Boden-platte (zur Aufnahme der H-Kräfte, s. Bild 3) einschließ-lich der Wiederherstellung des Innenraumes. Hinzukamen bei diesem Verfahren mögliche Risiken von Bohr-hindernissen (bedingt durch grobstückige Auffüllungenund das Antreffen eventueller Holzpfähle), ferner die Ri-siken von Suspensionsverlusten bei Hohlräumen inner-halb der Auffüllungen und evtl. Schwierigkeiten bei derLastabtragung der vorhandenen Fundamente auf dieSchrägbohrpfähle.

5.3 Düsenstrahlverfahren

Bei dieser auch als Hochdruckinjektion HDI bzw. Soil-crete-Verfahren bezeichneten Methode werden säulenför-mige Unterfangungskörper aus Erdbeton (meist∅ 0,80 m/1,0 m) unterhalb der Fundamente nach demAbbohren einer Bohrlanze ∅ 0,06 m/0,09 m mittels Spül-bohrverfahren hergestellt, indem der anstehende Bodendurch einen Schneidstrahl mit einer Zement-Wassersus-pension etc. unter hohem Druck aufgefräst und mit derSuspension vermischt wird.

Auch das Düsenstrahlverfahren DSV wies bei den hiervorliegenden Bedingungen eine Reihe von Problempunk-ten und Risiken auf. Die in Teilbereichen neben der Kir-che vorhandenen Versorgungsleitungen (s. Bild 2) hättenumfangreiche Vorschachtungen per Hand bis zur Funda-mentgründungssohle und ggf. die Verlegung von Leitun-gen notwendig gemacht. Unterhalb der Fundamenteeventuell vorhandene Hindernisse (Holzpfähle) könnenzu Düsschatten und damit zu einer unzureichenden Aus-bildung der DS-Säulen bzw. bei Hohlstellen in den Auf-füllungen zu einem Suspensionsmehrverbrauch führen.Zwischen DS-Körper und vorhandenem Fundamentkann es zu Fehlstellen kommen, in humosen Böden istmit einer verminderten Festigkeit des DS-Körpers zurechnen. Der Suspensionsrückfluss (zwischen Bohrloch-wandung und Bohrlanze) müsste aufgefangen werden.Der Kirchenraum müsste dementsprechend ausgeräumtund gesichert werden.

Bild 3 Stabverpresspfahl SVV mit KugelfußRod injection pile with head mounting



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5.4 Eine Nachgründung mit Presspfählen

Presspfähle, die aus Stahlbetonsegmenten (meist∅ 31,5 cm oder ∅ 21,5 cm, Höhe 0,50 m) bestehen, wer-den unterhalb der vorhandenen Fundamente von einerca. 1,20 m hohen Arbeitsgrube aus stückweise in denBoden eingepresst. Die Presse stützt sich dabei über einenStahlträger (z. B. HEB 300) zur Lastverteilung gegen dasvorhandene Fundament bzw. das Mauerwerk ab (Bild 7).

In der Regel erfolgt das Einpressen zunächst auf das 1,75-fache der späteren Gebrauchslast. Danach wird das Zeit-Setzungsverhalten kontrolliert und der Pfahl auf die 1,2-bis 1,3-fache Gebrauchslast festgelegt. Nach dem Ausbauder Presse und dem Einbau von Stahlspindeln zur Kraft-übertragung wird die Arbeitsgrube ausbetoniert. Maxima-le Gebrauchslasten waren bei der im Jahr 2000 eingesetz-ten Betonqualität 400 kN pro Pfahl für Presspfähle∅ 31,5 cm und 200 kN pro Pfahl für Presspfähle∅ 21,5 cm.

Notwendige Voraussetzungen für eine Nachgründung mitPresspfählen sind ein ausreichend stabiles Fundamentsowie im vorliegenden Fall – wegen der humosen Zwi-schenschichten in den Sanden – das Erreichen einerPfahltiefe von 5,0 m/5,5 m unter Gelände. Desweiterensollte bei diesem Verfahren der Grundwasserspiegel un-terhalb der Arbeitsgrube liegen, um die Kosten und Risi-ken einer Grundwasserabsenkung zu vermeiden. Voraus-setzung ist ferner, dass die abschnittsweise Herstellungder 1,20 m tiefen Arbeitsgruben unter den Fundamentenohne Risiken für die Gebäudestandsicherheit möglich ist.

Sofern kein ausreichend stabiles Fundament als Widerla-ger vorhanden ist, wird zunächst eine Fundamentstabili-sierung durch Zementverpressung oder die Herstellungeines Stahlbetonbalkens notwendig. Dieser kann unter-halb des Fundamentes oder durch abschnittsweises Ent-fernen des unteren Fundamentbereiches betoniert wer-den. Werden die notwendigen Pfahltiefen beim Einpres-sen nicht erreicht, besteht bei rolligen Böden dieMöglichkeit, den Baugrund während des Einpressens derPfahlsegmente durch Zugabe von Wasser und Pressluft(über den offenen Pfahlkern) zu lockern. Eine Wasserhal-tung lässt sich in bestimmten Fällen dadurch vermeiden,dass der Stahlbetonbalken durch abschnittsweises Entfer-nen des untersten Teiles der Grundmauer hergestelltwird, sodass die Sohle der Arbeitsgruben dementspre-chend höher gelegt werden kann.

Presspfähle weisen demnach eine Reihe von – speziell fürdie Gründungssanierung historischer Gebäude – wesent-lichen Vorteile auf:

− Der Verbund Presspfahl/altes Fundament ist direktsichtbar.− Besonderheiten im Baugrund (z. B. Holzpfähle, Lei-tungen, Findlinge etc.) sind im Bereich der Arbeitsgrubeunmittelbar sichtbar und zugänglich.− Es liegt eine eindeutig definierte Kraftübertragung vor.

− Die Pfahlsetzungen werden durch den Einpressvor-gang vorweg genommen.− Die vorstehend bei Kleinbohrpfählen und dem DS-Verfahren aufgeführten Risiken entfallen.

Presspfähle bieten sich insbesondere dann an, wenn un-terhalb einer unzureichend tragfähigen Schicht ein guttragfähiger Baugrund in einer Tiefe von bis zu etwa 5 munter Gründungssohle ansteht.

Bei dem Fußboden der Kirche handelt es sich um einenselbsttragenden Holzfußboden, sodass spätere Nachset-zungen mit einfachen Mitteln ausgeglichen werden kön-nen.

6 Ausgeführte Gründungssanierung

Nach dem Ergebnis der Baugrund- und Gründungsunter-suchung bot sich hier eine Gründungssanierung mittelsPresspfählen an. Bild 5a zeigt den Pfahlkopfbereich einesPresspfahles nach Ausbau der Presse und dem Einbau derDruckspindeln, in Bild 5b ist zusätzlich die Bewehrungfür den Fundamentsporn erkennbar. Der Grundwasser-spiegel lag mit 4,5 m unter Gelände deutlich tiefer als diezum Einbringen der Pfähle notwendige Sohltiefe der Ar-beitsgrube. Die notwendigen Pfahltiefen von ca.5,0 m/5,5 m unter Gelände waren sicher erreichbar (imSand mit humosen Einlagerungen z. T. unter Einsatz vonSpülhilfen). Die Ziegelsteingrundmauern wiesen eine aus-reichende Festigkeit sowie wechselnde Gründungstiefenauf.

Gegenlast

Decke

60° Beim Einpressenmax. G = 1,75 x P

BetonpolsterHydraulische Presse

Pfahlfertigteile

Öffnung

Bild 4 Rechnerischer Ansatz des Gegengewichtes bei PresspfählenAnalytical approach of counterweight for press-driven piles



Die zahlreichen Versorgungsleitungen unmittelbar nebendem Gebäude (s. Bild 2) hätten im Fall einer Sanierungmittels Kleinbohrpfählen bzw. Düsenstrahl-Verfahrenumfangreiche Vorschachtungen und z. T. Leitungsverle-gungen notwendig gemacht. Ferner muss speziell bei his-torischen Gebäuden, die häufig auf den Fundamentenvon Vorgängergebäuden gegründet werden und/odereine wechselnde Gründung aufweisen, immer mit größe-ren Unwägbarkeiten gerechnet werden. Diese werden beider Herstellung der für die Presspfähle notwendigen Ar-beitsgruben unter den Fundamenten zwangsläufig er-kannt. So wurden bei den Nachgründungsarbeiten inTeilbereichen unterhalb des Turmes bei Pfahl 21, 22 und30 unter den vorhandenen Fundamenten Spickpfähle an-getroffen (Bild 5c), die trotz der vorhergegangenen um-fangreichen Untersuchungen der vorhandenen Gründungnicht festgestellt werden konnten.

Für das gewählte Presspfahlsystem sprach weiterhin, dassdie hier bei den übrigen Verfahren notwendigen Zusatz-arbeiten (Herstellung einer neuen Bodenplatte etc. beiStabverpresspfählen, Umlegen von Versorgungsleitungenbeim Düsenstrahl-Verfahren und Ausräumen des histori-schen Kirchenraumes bei beiden Verfahren) entfielen.Damit war im vorliegenden Fall das Presspfahlsystem dashinsichtlich der Höhe der Kosten und der Kostensicher-heit eindeutig günstigste Verfahren zur Gründungssanie-rung.

Ausgeführt wurden insgesamt 49 Presspfähle (Bild A4 imAnhang). Für den zur Abtragung der Windkräfte notwen-digen statischen Nachweis wurde zusätzlich unter denLängswänden die Herstellung von seitlichen, mit denPresspfählen verbundenen Fundamentspornen (fünf aufjeder Seite) notwendig. Hierfür war es erforderlich, denBoden von der Sohle der Arbeitsgruben aus durch ergän-zende Rammkernbohrungen auf humose Einlagerungenhin zu überprüfen. Soweit oberflächennah vorhanden,wurde der nichttragfähige Boden durch Magerbeton er-setzt. In Ausnahmefällen (Pfähle 7 und 8) wurden unter-halb des Spornes wegen der großen Tiefe der hier vorhan-denen humosen Einlagerungen Stahlrohrpfähle bis ca.6,0 m unter Gelände hergestellt.

Nach Herstellung der Gründungssanierung konnten dieim Kirchenraum sichtbaren Anker zwischen den Außen-wänden des Kirchenschiffes entfernt werden. Die Grün-dungssanierung wurde im Jahr 2000 innerhalb von sechsWochen ausgeführt. Die Gesamtkosten der Gründungssa-nierung lagen seinerzeit bei 216 000 DM.

Die evangelische Stadtkirche von Dinslaken hat durchdie Sanierung ein festes Fundament erhalten – geradeweil sie jetzt „auf Sand gebaut“ ist.

humoser Schluff

Stahlträger

Druckspindel

Bild 5a Pfahlköpfe der Presspfähle mit Druckspindeln und Stahlträger sowiehumoser Schluff (schwarz)Heads of press-driven piles with pressure spindle, steel bar andorganic silt (black)

Bild 5b Pfahlköpfe der Presspfähle mit Druckspindeln sowie der Bewehrungdes SpornsHeads of press-driven piles with pressure spindles and reinforce-ment of foundation toe

Bild 5c Holzpfahl (Spickpfahl)Wooden pile



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Literatur

[1] Empfehlung Nr. 1 des AK „Geotechnik historischer Bau-werke und Naturdenkmäler“. Bautechnik 74 (1997), H. 7,S. 467–470.



[4] JAHNEL, C.; MEIER, J.; SACHTLEBEN, V.: Sanierung der Fels-eremitage Bretzenheim a. d. Nahe. Bautechnik 85 (2008),H. 9, S. 616–622.

[5] GOLDSCHEIDER, M.; ECKERT, H.: Baugrund und historischeGründungen – Untersuchen, Beurteilen, Instandsetzen. In:SFB 315 „Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke“.Empfehlungen für die Praxis. Universität Karlsruhe 2003.

[6] MÜLLER, N.; GÜCKER, R.: Gründungsschäden an histori-schen Bauwerken. Landesinstitut für Bauwesen und ange-wandte Bauschadensforschung Aachen (1990).

[7] MÜLLER, N.: Gründungsschäden historischer Gebäude imLockergestein – Schadensursachen, Sanierungstechniken,Fallbeispiele. In: Burgen und Schlösser 35 (1994), S. 188–198.

[8] PLACZEK, D.; KÖTHER, M.; WILDEN, U.: Zum Tragverhaltenverschiedener Pfahlsysteme mit kleinem Durchmesser. Vor-träge. Baugrundtagung Berlin 1996, S. 165–193.

[9] SCHULTZE, E.: Erhaltung und Sanierung von Baudenkmä-lern, Baugrund und Gründung. VGB-Mitt. Aachen 1971.

[10] SMOLTCZYK, U.; WITT, K. J.: Unterfangungen und Unterfah-rungen. Grundbautaschenbuch Teil 2, 6. Auflage, Kap. 2.3.Berlin: Ernst & Sohn Berlin 2001.

[11] SCHWAB, O.: Sanierung der Klosterkirche Knechtsteden.Bautechnik 98 (2010) H. 8, S. 512–514

Autor:Dipl.-Geol. Dipl.-Ing. Norbert MüllerGeotechnisches Büro N. Müller, Dr. W. Müller und PartnerBockumer Platz 5a, 47800 Krefeld, [email protected]



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Robert Welter

Verstärken mit CFK-LamellenGrundlagen für eine fehlerfreie und wirtschaftliche Bemessung

Verstärken von Stahlbeton mit CFK-Lamellen gehörtzum aktuellen Stand der Technik. Bei der Bemessungwerden jedoch häufig Fehler gemacht, die zu falschenoder zumindest unwirtschaftlichen Ergebnissen führen.

Gegenstand dieses Berichtes ist demnach die umfassendeVorstellung des Themas S&P Sto CFK-Lamelle mit denzugehörigen Zulassungen [1] und weiterer FRP-Systeme.Besonderes Augenmerk wird auf grundlegende Punktegelegt, die für eine richtige und wirtschaftliche Bemes-sung wichtig sind.

1 Einleitung

Stahlbeton mit CFK-Lamellen zu verstärken ist eine Bau-weise, die mittlerweile seit ca. zwei Jahrzehnten angewen-det wird. Zuvor wurde schon über viele Jahre mit auf-geklebten Stahllaschen verstärkt. Die Zulassungen [1]durch das Deutsche Institut für Bautechnik bestehen seit1986. Die Bauweise ist eingeführt und heute Stand derTechnik. Durch kontinuierlich weiterentwickelte Bemes-sungssoftware [2] ist auch die Bemessung einfach undschnell zu bewerkstelligen.

Die Zahl der Statiker und Architekten, die diese Bau-weise anwenden, wird ständig größer. Viele wissenjedoch nach wie vor nicht, wie man mit einer geklebtenVerstärkung umgeht. Um dieses Problem zu lösen, stehtdie kompetente Unterstützung durch das S&P-In-genieurteam zur Verfügung, so werden grundlegendeFragen und technische Details gleich zu Projektbeginngeklärt. Häufig wird eine Verstärkung mit CFK-Lamellenerst gar nicht in Erwägung gezogen, da sie zu Unrecht alszu teuer und unwirtschaftlich angesehen wird. Tat-sächlich stellt diese Bauweise mit all ihren Vorzügenhäufig die wirtschaftlichste oder einzige technischeMöglichkeit für eine Verstärkung im Bestand dar. DenRuf teuer zu sein hat die CFK-Verstärkung nicht zuletztdurch die teilweise grundlegenden Fehler bei derBemessung bekommen. Statisch können diese Be-rechnungen zwar in Ordnung sein, aber dennoch zusehr unwirtschaftlichen Ergebnissen führen. Wenn maneinige grundlegende Punkte beachtet, kann die tech-nische Machbarkeit einer CFK-Verstärkung schnell ab-geklärt werden und über eine kurze Vorbemessungkönnen die Kosten sicher abgeschätzt und mit anderenBauweisen verglichen werden. So ist sichergestellt, dassder Bauherr auch die wirtschaftlichste Lösung angebotenbekommt.

Um ein System richtig einsetzen zu können, ist zweifels-ohne mehr nötig als die bloße Kenntnis der Bemessungs-richtlinien. Im Folgenden werden daher die Herstellung,die Verarbeitung, das grundlegende Herangehen an Pro-jekte, Referenzen sowie weitere FRP-Systeme vorgestellt.

2 Herstellung der S&P Sto CFK-Lamellen

CFK-Lamellen gehören zur Gruppe der Faserverbund-werkstoffe. Im Allgemeinen handelt es sich um verschie-dene Fasern wie beispielsweise Glas-, Aramid- oder Car-bonfasern (Bild 1), die in eine Kunststoffmatrix eingebet-tet sind. Man erzeugt damit einen FaserverstärktenKunststoff oder in Englisch Fibre Reinforced Polymer, ab-gekürzt FRP. Von den FRP-Systemen ist für die Verstär-kung von Stahlbeton die S&P Sto CFK (Kohlefaserkunst-stoff)-Lamelle die am weitesten verbreitete und erfolg-reichste Variante. Diese Lamellen sind in der Regel nurca. 1,2 mm oder 1,4 mm dick [1]. Die üblichen Breiten be-wegen sich zwischen 50 mm und 100 mm [1]. Neben die-sen Lamellen, die auf den Beton aufgeklebt werden, gibtes auch deutlich schmalere Lamellen (10 mm bis 25 mm)[1], die in Schlitzen in der Betondeckung verklebt wer-den. Der Fasergehalt in den zugelassenen Lamellen be-trägt mindestens 70 % [1].

Zur Herstellung werden die Fasern hunderter Roving-Spulen zum „Die“ geführt und durch ein Epoxidharzbadgezogen. Das Aushärten erfolgt thermisch, wodurch einehohe Temperaturbeständigkeit erreicht wird.

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Bild 1 Spannungs-Dehnungs-Diagramm der Fasern [2]


R. Welter: Verstärken mit CFK-Lamellen

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Am Ende der Produktion steht die Konfektionierung. Inder Regel werden jeweils 150 m der Lamellen auf Rollenmit mindestens 60 cm Durchmesser [1] aufgerollt undversendet. Die Rollen der oberflächig aufgeklebten La-mellen wiegen je nach Breite ca. zwischen 15 und 45 kg.

3 Verarbeitung

Für die Verarbeitung gelten die in den Zulassungen [1]und in der Instandsetzungsrichtlinie [3] angegebenen Vor-schriften. Im Folgenden wird die Verarbeitung auszugs-weise und teilweise stark vereinfacht anhand einiger rele-vanter Punkte beschrieben.

Bevor die Lamellen verarbeitet werden können, ist einegrundlegende Untergrundvorbereitung durchzuführen.Dies geht bei älteren Bestandgebäuden meist mit einerumfassenden Betoninstandsetzung einher (Bild 2).

Bei der Untergrundvorbereitung ist größte Sorgfalt gebo-ten, da der Beton in der Regel das schwächste Glied inder „Tragfähigkeitskette“ darstellt. Reist eine Lamelle ab,so versagt in der Regel der Beton in der Art, dass ein Teilder Betondeckung an der Lamelle klebt. Die Untergrund-vorbereitung sowie das Verkleben der Lamellen selbstdürfen in Deutschland durch Fachfirmen erfolgen, dieneben dem SIVV-Schein auch über den „Eignungsnach-weis zum Verkleben von CFK-Lamellen“ verfügen. DieserEignungsnachweis wird von nur wenigen Instituten ver-geben. Nach drei Jahren muss der Betrieb nachweisen,

dass er die Bedingungen der Richtlinie noch erfüllt, undspätestens alle sechs Jahre wird eine Überprüfung auf derBaustelle durchgeführt.

Neben der Instandsetzung, die einen Untergrund erzeugt,der über die benötigten Festigkeiten verfügt, ist die Eben-heit ein wichtiges Kriterium für eine fehlerfreie Verarbei-tung. Die Ebenheit muss vor und nach dem Verkleben derCFK-Lamellen geprüft werden. Die Ebenheitstoleranzliegt dabei bei 1 mm auf 30 cm (Bild 3).

Lediglich bei konvex gekrümmten Bauteilen darf von die-ser Toleranz abgewichen werden, da diese Krümmung po-sitiv auf die Verbundeigenschaften wirkt.

Zum Verkleben wird der zweikomponentige Epoxidharz-klebstoff mit einem definierten Dachprofil auf die Lamel-le aufgebracht, nachdem diese gründlich gereinigt undentfettet wurde. Das Dachprofil gewährleistet nach demAndrücken an das Stahlbetonteil, bei seitlichem Austre-ten des Klebstoffs, eine vollflächige Verklebung ohneLufteinschlüsse. Dabei ist lediglich eine vollflächige Ver-klebung aber kein besonders großer Anpressdruck erfor-derlich (Bild 4). Nach ca. 48 Stunden hat der Klebstoffbereits 80 % seiner Endfestigkeit erreicht und kann vonüblichen oder zumindest reduzierten Verkehrslasten be-lastet werden. Nach einer Woche ist der Klebstoff in derRegel voll ausgehärtet. Die Aushärtung ist von den Umge-bungsbedingungen abhängig. Während der Aushärtungmuss die CFK-Lamelle nicht unterstützt werden. Der da-runter befindliche Raum kann sofort wieder genutzt wer-den. Dies ist einer der Gründe, weshalb die CFK-Lamel-len die zuvor verwendeten Stahllaschen abgelöst haben.Aufgrund des hohen Eigengewichts mussten die Stahlla-schen durch mehrere Sprieße abgestützt werden. Zudemverhinderte die große Dicke der Stahllaschen von teilwei-se mehr als 1 cm eine kreuzweise Verstärkung von zwei-achsig tragenden Platten.

Nach dem Aufbringen der Lamellen und eventuellenStahllaschenbügeln können diese mit einer abgehängtenDecke verkleidet oder verputzt werden. Bei Außenbautei-len, wie z. B. Brücken, kann die Überarbeitung mit einemOS-System erfolgen (Bild 5).

Bild 2 Untergrundvorbereitung

Bild 3 Überprüfen der Ebenheit Bild 4 Verkleben der CFK-Lamelle



Nur wenn Brandschutz erforderlich ist, muss eine Be-plankung mit einem speziellen Lamellenbrandschutz er-folgen.

4 Zulassungen und Bemessungsrichtlinien

Die beschriebene Verarbeitung ist neben den technischenEigenschaften und der Bemessung ein wesentlicher Teilder Zulassungen[1].

In diesem Abschnitt wird Bezug genommen auf vergange-ne und aktuelle Zulassungen [1] sowie auf die neue Richt-linie [4], die zur Zeit im Deutschen Ausschuss für Stahlbe-ton entwickelt wird.

Eine S&P Sto CFK-Lamelle ist nie „alleine“ zugelassen,sondern immer das gesamte System. Um eine lückenloseFunktion zu gewährleisten, müssen von der Instandset-zung über den Klebstoff bis zur Lamelle Produkte einesSystem bzw. einer Zulassung verwendet werden. Wirdeine Komponente verändert, entfällt der Haftungsan-spruch auf das System. Wird das gesamte System geän-dert, ist eine neue Statik zu erstellen.

Die erste Zulassung für geklebte Bewehrung wurde 1986für aufgeklebte Stahllaschen erstellt. 1996 folgte die ersteZulassung für aufgeklebte CFK-Lamellen. Mittlerweilehat dieses System mehrere Zulassungsgenerationendurchlaufen. Die letzten Anpassungen waren jedochnicht nur durch das Auslaufen der alten Zulassung be-stimmt, sondern auch durch Änderungen der zugrundeliegenden Stahlbetonnorm, durch neue Nachweise undveränderte Anwendungsgebiete erforderlich.

Neben dem System der aufgeklebten CFK-Lamellenwurde 2004 das System der in Schlitzen verklebten CFK-Lamellen zugelassen.

Um eine Zulassung zu erhalten, ist eine Grundprüfung er-forderlich, die vom Deutschen Institut für Bautechnik

vorgeschrieben wird. Neben zahlreichen weiteren Versu-chen sind vor allem die Überprüfung der Verankerungmittels Doppellaschenkörpern und Biegeversuche durch-zuführen, in denen überprüft wird, ob das System sich inden Grenzen bewegt, die für die Bemessungsrichtliniegrundlegend sind.

Im Folgenden sind einige wichtige Anwendungsgebieteund Grenzen aufgelistet, die bei den zur Zeit gültigen Zu-lassungen zu beachten sind:

aufgeklebte CFK-Lamellen:

– Verstärken von Biegebauteilen (keine planmäßigeNormalkraft)

– Bauteile unter vorwiegend ruhender Belastung– nur Stahlbetonverstärkung (kein Spannbeton)– Verstärkungsgrad < 2,0– Haftzugwert > 1,5 N/mm2

– Betongüte > C12/15 und < C45/55– max. zugelassene Lamellendehnung ca. 0,6 %

in Schlitze verklebte CFK-Lamellen:

– Verstärken von Biegebauteilen mit und ohne planmä-ßige Normalkraft

– Bauteile mit nicht vorwiegend ruhender Belastung(Brücken)

– Stahl- und Spannbetonverstärkung– keine Verstärkungsgradbeschränkung– keine Beschränkung des Haftzugwertes– Betongüte > C20/25 und < C45/55– max. zugelassene Lamellendehnung ca. 0,8 %

Die Zulassungen im Bereich der geklebten Bewehrungstehen nun vor einer weiteren wichtigen Veränderung.Die Bemessung sowie große Teile der Verarbeitung wer-den zukünftig nicht mehr in den Zulassungen geregeltsein, sondern in einer neuen Richtlinie des DeutschenAusschusses für Stahlbeton. Die Zulassungen werdendann im Wesentlichen nur noch die Kennwerte der Sys-temkomponenten festlegen. Dies ist ein wichtiger Schrittin Richtung Norm für diese Bauweise.

Diese neue Richtlinie für geklebte Bewehrung wirdvom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton – unter Mit-arbeit der S&P Clever Reinforcement GmbH – ent-wickelt. Grundlage für diese Richtlinie sind umfang-reiche Versuche an den Universitäten Braunschweig[6]und München[5, 7]. Das Hauptaugenmerk dieser Versu-che lag auf dem Verbundverhalten unter dynamischer Be-lastung und der Schubverstärkung (Bild 6). Insgesamtversteht man das Tragverhalten nun deutlich besser, waseine Erweiterung des Einsatzgebietes und eine wirtschaft-lichere Bemessung ermöglicht. Die größten Veränderun-gen ergeben sich für die aufgeklebten CFK-Lamellen.Auch wenn die neue Richtlinie noch nicht fertiggestelltist, werden zukünftig vermutlich die folgenden Anwen-dungsgebiete und Grenzen für die aufgeklebte Lamellegelten:

Bild 5 Verstärkte Brücke mit UV-Beschichtung



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– Stahl- und Spannbetonverstärkung– Verstärken von ruhend und nicht ruhend belasteten

Bauteilen (Brücken)– keine Begrenzung des Verstärkungsgrades– Haftzugfestigkeit > 1,0 N/mm2

– Betongüte Normalbeton– maximale Lamellendehnung ca. 1 %

Neben den neuen Anwendungsgebieten und Bemessungs-gleichungen für die bestehenden Systeme werden auchviele weitere FRP-Systeme geregelt, die nicht über eineZulassung verfügen. So zum Beispiel die Verstärkung vonRundstützen durch die Umwicklung mit C-Sheets (Bild7).

Wenn solche Bemessungsgrundlagen vorhanden sind,können neue Zulassungen oder Zustimmungen im Ein-zelfall deutlich einfacher und schneller erstellt werden.

5 Herangehensweise bei einem Projekt

Wenn ein neues Projekt ansteht, gilt es zunächst, ver-schiedene Verstärkungskonzepte durchzuspielen, dieVor- und Nachteile gegeneinander abzuwägen, bevorman in eine konkrete Planung einsteigt.

Bei einer statischen Verstärkung muss man sich in derRegel zwischen Stahlträgern, Spritzbeton, Aufbeton odergeklebten CFK-Lamellen entscheiden. Der „normale“Bauingenieur kann die Beton- und Stahlträger-Variantenin der Regel grob abschätzen, da sie bei der täglichen Ar-beit, z. B. beim Neubau, üblich sind. Diese massiven Ver-stärkungen haben zwar auch Vorteile, wie beispielsweiseeinen positiven Einfluss bei Schwingungsproblemen, dieman durch eine Erhöhung des Flächenträgheitsmomentesoder einer Reduktion der Spannweiten in den Griff be-kommen kann. Jedoch haben diese Bauweisen beimBauen im Bestand viele Nachteile. Die Baustelleneinrich-tung ist aufwendig, es herrscht viel Lärm und Dreck, dielichte Raumhöhe wird deutlich reduziert und das Eigen-

gewicht des Bauteils kann sich deutlich erhöhen, um nureinige Punkte zu nennen.

S&P Sto CFK-Lamellen werden beim Neubau nicht ein-gesetzt, jedoch sind sie perfekt auf das Bauen im Bestandabgestimmt. Sie erfüllen nicht nur die Hauptaufgabe, dieTragfähigkeit zu erhöhen, sondern haben eine Reihe wei-terer Vorteile, z. B. kann die Baustelleneinrichtung sehrgering ausfallen, der laufende Betrieb kann erhalten blei-ben, die lichten Maße ändern sich kaum und auch das Ei-gengewicht der Bauteile wird nicht erhöht.

Aufgrund der vielen Vorteile sollte beim Bauen im Be-stand eine Verstärkung mit CFK-Lamellen immer in Be-tracht gezogen werden. Zwei Fragen müssen dann geklärtwerden:

– Ist eine CFK Verstärkung möglich?– Was kostet die CFK Verstärkung?

Die erste Frage kann umformuliert werden in: Ist eineVerstärkung gemäß Zulassung [1] möglich oder nicht?

Diese Frage lässt sich klären, indem man prüft, ob der ak-tuelle Anwendungsfall in den oben genannten Grenzender Zulassung liegt. Die effektivste, schnellste und si-cherste Möglichkeit, die grundlegende Anwendbarkeitund Kosten-Kriterien zu klären, ist ein kurzes Beratungs-gespräch mit dem Ingenieurteam von S&P Clever Rein-forcement GmbH.

Sind die Randbedingungen besprochen, gilt es, die tech-nische Machbarkeit durch eine grobe Vorbemessungsicherzustellen. Durch diese Vorbemessung könnenauch die erforderlichen Lamellenquerschnitte und Schub-bügel abgeschätzt und somit die Kosten grob festgelegt

Bild 6 Schubversuch an der TU München

Bild 7 Stützenumwicklung mit C-Sheet 240



werden. Eine Kostenschätzung ohne eine Vorbemessungdurchzuführen, kann zu extremen Fehleinschätzungenführen.

6 Die Vorbemessung

Die Vorbemessung beginnt in der Regel mit der her-kömmlichen Nachrechnung des Bauteils. Das Ergebniseiner solchen Berechnung ist dann häufig, dass die vor-handene Zugbewehrung nicht ausreicht. Wurde dieseherkömmliche Berechnung durchgeführt, sind die meis-ten Daten, die für eine Bemessung von CFK-Lamellen be-nötigt werden vorhanden:

– Querschnittswerte/Abmessungen– statisches System– neue Belastung und neue Schnittgrößen im Endzu-

stand– vorhandene Betongüte– vorhandene Stahlsorte und Bewehrungsquerschnitt

Für die Bemessung der Lamellen fehlen nun nur wenigeweitere Angaben:

– die Schnittgrößen im Vordehnungszustand (der Last-zustand beim Kleben der Lamellen – z. B. nur Eigen-last)

– die Haftzugfestigkeit des Betons

Bevor man mit der Bemessung beginnt, sollte man dasPrinzip von aufgeklebten CFK-Lamellen verstandenhaben. Aufgeklebte Lamellen unterscheiden sich in zweiPunkten grundlegend von der inneren Stahlbewehrung:

– CFK-Lamellen verhalten sich linear elastisch bis zumBruch. Die Bruchdehnung beträgt ca. 1,5 % [1]. Im Ideal-fall dürfen die Lamellen nach Zulassung [1] mit der Hälf-te der Bruchdehnung ausgenutzt werden. Bewehrungs-stahl verhält sich elastisch-plastisch, bei BSt500 wird dieFließdehnung bei ca 0,25 % erreicht. CFK-Lamellen eig-nen sich daher insbesondere für den Nachweis der Trag-fähigkeit, da hier die Fließdehnung des Stahls überschrit-ten wird und somit die Lamellen optimal ausgenutzt wer-den können.

– Das Verbundverhalten unterscheidet sich grundlegendzu dem des einbetonierten Bewehrungsstahls. Währendein Bewehrungseisen bei genügender Verankerungslängevoll verankert werden kann, ist dies bei aufgeklebtenCFK-Lamellen nicht möglich. Eine ca. 10 cm breite La-melle darf bei dem Nachweis der Tragfähigkeit mit bis zuca. 150 kN Zugkraft belastet werden, davon können je-doch nur ca. 20 bis 30 kN verankert werden. Es kommtzu einem Verbundversagen, die Lamelle reißt mit demoberflächennahen Beton ab. Eine wirtschaftliche Verstär-kung ist daher in erster Linie bei Biegebauteilen möglich.Hier ist die Belastung in Feldmitte am größten, und dieLamellen werden im Idealfall voll ausgenutzt. Die Zug-kraft der Lamelle kann sich dann von einem Biegeriss

zum nächsten entsprechend der Momentenlinie reduzie-ren. In der Nähe des Auflagers ist die Lammellenzugkraftim Idealfall so klein, dass eine Verankerung der verbliebe-nen Kraft möglich ist. Aus diesem Grund werden die La-mellen nicht nur unmittelbar in den Bereich geklebt, indem die vorhandene Bewehrung nicht ausreicht, sondernvon Auflager zu Auflager.

Die Schritte für eine Bemessung im Feld nach der aktuel-len Zulassung [1] lauten wie folgt:

– Biegenachweis am maximalen Moment in Feldmitte– Gebrauchsnachweis in Feldmitte– Endverankerungsnachweis der CFK-Lamellen– Endverankerung der Innenbewehrung– Schubnachweis nach CFK-Zulassung

Der Rechenaufwand ist sehr hoch, da an mehreren Stel-len nur eine iterative Lösung möglich ist. Mit dem Bemes-sungsprogramm S&P FRP Lamella [8] ist eine prüffähigeBemessung schnell durchgeführt.

Die Bemessung wird anhand der Reihenfolge erklärt, diein dem Bemessungsprogramm gewählt ist. Zunächst wer-den die Querschnittswerte, die Betongüte, die Stahlgütesowie der vorhandene Stahlquerschnitt eingegeben. Mitdiesen Angaben können das aufnehmbare Moment desunverstärkten Querschnitts und die Dehnungszuständeberechnet werden.

Danach werden die Momente am maßgebenden Schnitteingegeben. Benötigt werden die Momente des Vordeh-nungszustands und des Endzustands (Bild 8). Der BegriffVordehnungszustand steht für den Zeitpunkt des Verkle-bens der Lamelle. Im Endzustand steht das Bauteil untervoller Belastung. Hieraus werden die Momente für denGebrauchszustand und den Nachweis der Tragfähigkeitermittelt.

Bild 8 Belastungszustände



BE

RIC

HT

RE

PO

RT

Mit diesen Kennwerten werden die Nachweise der Ge-brauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit geführt. Bei derGebrauchstauglichkeit wird nachgewiesen, dass die In-nenbewehrung unter Gebrauchslasten nicht fließt. DieserNachweis sowie der Nachweis der Tragfähigkeit wirdüber eine Iteration der Dehnungszustände erreicht,wobei der Dehnungszustand beim Aufkleben der CFK-Lamelle berücksichtigt werden muss (Vordehnungszu-stand). Je nach Querschnitts- und Lastkombination kannhier der Gebrauchszustand, die Zugzone oder auch dieDruckzone maßgebend werden. Nur wenn die Zugzonemaßgebend wird, besteht die Möglichkeit, die Lamellenvoll auszunutzen. Wird einer der anderen Nachweisemaßgebend, müssen mehr Lamellen gewählt als über dieerforderliche Zugkraft benötigt werden.

Sind die Nachweise am maximalen Moment abgeschlos-sen, wird die Endverankerung der Lamellen nachgewie-sen. Am theoretisch letzten bzw. auflagernächsten Biege-riss muss die Lamelle verankert werden. Die Stelle diesesRisses wird nach der aktuellen Zulassung [1] im Wesentli-chen über die Auflagerbreite, das Versatzmaß und dieVerankerungslänge der CFK-Lamelle bestimmt. An dieserStelle müssen erneut die Momente aus Volllast und Ei-genlast bestimmt werden. Zudem muss beachtet werden,ob die Bewehrung am letzten Riss noch der Feldbeweh-rung entspricht oder ob diese an dieser Stelle gestaffelt ist.Letztlich erfolgt auch hier eine Berechnung der Lamellen-zugkraft für die verschiedenen Schnittgrößen. Der Nach-weis erfolgt über den Vergleich der vorhandenen Lamel-lenzugkraft mit der aufnehmbaren Verbundbruchkraftdes Betons. Bei der Zugkraft aus dem Maximalmomentwird dabei die volle Verbundbruchkraft angesetzt, wäh-rend bei der Zugkraft aus Eigengewicht die Verbund-bruchkraft um 40 % reduziert ist. Wird die Verbund-bruchkraft überschritten, löst sich die Lamelle mit demoberflächennahen Beton ab. Funktioniert dieser Nach-weis nicht mit den Lamellen, die infolge der Nachweiseam maximalen Moment gewählt wurden, muss der La-mellenquerschnitt vergrößert werden. Dies kann schnellzu einer deutlichen Erhöhung des Lamellenquerschnittsführen, da mehr Lamellenquerschnitt zwar die Verbund-bruchkraft erhöht, aber auch mehr Zugkräfte anzieht.Lässt sich der Nachweis durch die Vergrößerung des

Querschnittes nicht einhalten, so gibt es die Möglichkeit,in Schlitze verklebte CFK-Lamellen zu verwenden. Diesehaben ein deutlich besseres Verankerungsverhalten. Eineweitere Möglichkeit ist der Einsatz des S&P-Endveranke-rungssystems (Bild 9).

Ist dieser Nachweis eingehalten, sollte zudem der norma-le Endverankerungsnachweis der Innenbewehrung ge-führt werden. Vor allem bei gestaffelter Bewehrung kannes passieren, dass dieser Nachweis nicht funktioniert. Eshandelt sich um ein KO-Kriterium, das zu einem frühenProjektzeitpunkt überprüft werden sollte.

Zum Abschluss wird der Querkraftnachweis durchge-führt. Bei einer Lamellenverstärkung genügt es nicht, denSchubnachweis nach DIN 1045-1 zu führen. Es müssendie Ergänzungen der CFK-Lamellen-Richtlinie [1] berück-sichtigt werden. Der Nachweis muss daher in jedem Fallgeführt werden! Bei einer Verstärkung mit CFK-Lamellenwird dem Bauteil von außen eine Bewehrung hinzuge-fügt. Um diese Bewehrung an das Fachwerksystem anzu-schließen, ist eine Umschließung mit externen Bügelnnotwendig (Bild 10). Dies gilt in der Regel für Balken, beiPlatten ist dies normalerweise nicht notwendig. Auch derSchubnachweis ist ein KO-Kriterium und sollte schon beider Vordimensionierung durchgeführt werden. Die La-mellenbemessung ist mit dem Schubnachweis abgeschlos-sen.

Stehen vor der Bemessung alle erforderlichen Quer-schnittswerte und Schnittgrößen zur Verfügung, kann dieBemessung einer Position mit Hilfe des Bemessungspro-gramms FRP Lamella [8] in weniger als 15 Minutendurchgeführt werden.

Im Anschluss an die Lamellenbemessung muss derBrandschutz berücksichtigt werden. Falls für ein Bauteileine Brandschutzanforderung besteht, ist es am besten,wenn im Brandfall auf die CFK-Lamellen verzichtet wer-den kann. In diesem Fall müssen keine besonderenSchutzmaßnahmen ergriffen werden. Über eine Heißbe-messung kann dies nachgewiesen werden. Ist eine Heiß-bemessung nicht erfolgreich, muss eine Brandschutzver-kleidung erfolgen. Hierzu stehen am Markt verschiedene

Bild 9 Endverankerung Bild 10 Skizze eines externen Stahllaschenbügels



Systeme zur Verfügung. Diese verfügen zum Teil überbrandschutztechnische Gutachten, sind aber noch nichtallgemein bauaufsichtlich zugelassen. Sie werden dahermit einer Zustimmung im Einzelfall zur Anwendung ge-bracht.

Mit einer solchen Vorbemessung liegen alle Daten vor,die für eine Kostenschätzung und eine aussagekräftigeAusschreibung benötigt werden. Eine genaue Vorbemes-sung oder noch besser eine geprüfte Statik ist die besteGrundlage, um sich vor Nachträgen zu schützen. AufBasis einer guten Vorbemessung kann eine prüffähigeStatik ohne großen Aufwand erstellt werden.

7 Grundlegendes für eine wirtschaftliche Verstärkung

Eine erfolgreiche Bemessung garantiert nicht den wirt-schaftlichsten Einsatz einer Lamellenverstärkung. Es gibteinige Punkte, die weder bei der Bemessung noch in derZulassung [1] zu finden sind, aber die Kosten maßgeblichbeeinflussen.

Hier einige wichtige Punkte, die zu einer wirtschaftlichenLösung führen:

– Angaben zum vorhandenen Beton und Stahlquer-schnitt

Viele Angaben müssen beim Bauen im Bestand abge-schätzt werden. Man sollte sich bemühen, Betongüte undvorhandenen Stahlquerschnitt zwar auf der sicherenSeite liegend abzuschätzen, aber nicht zu pauschal vorzu-gehen. Hat man beispielsweise eine FE-Rechnung mitdem fehlenden Stahlquerschnitt als Grundlage, so sollteman nicht einfach die Verstärkung mit dem absolutenMaximalpunkt der FE-Rechnung bemessen, sondernwirklich in den einzelnen Bereichen nur das verstärken,was erforderlich ist. Jeder cm2 fehlender Stahl bedeutet

mehr Laufmeter CFK-Lamelle, was die Kosten deutlicherhöhen kann.

– den richtigen Lamellentyp wählen

Auf dem deutschen Markt sind zwei Lamellentypen üb-lich [1], die sich im Wesentlichen in ihrem E-Modul un-terscheiden. Der eine Typ hat einen E-Modul von ca.160 000 N/mm2 (charakteristisch), der Andere hat ca.200 000 N/mm2. Die Bruchkraft ist bei beiden Typen je-doch ähnlich. Im Nachweis der Tragfähigkeit hat der hö-here E-Modul keine nennenswerten Vorteile. Meist ist esegal, ob die Dehnung im Nachweis der Tragfähigkeit einhalbes Promille größer ist oder nicht. Da die Lamellenmit dem niedrigeren E-Modul häufig deutlich günstigersind, sollte, wenn möglich, mit diesen Lamellen verstärktwerden.

– möglichst wenig Laufmeter erzeugen

CFK-Lamellen sind ein Laufmeterprodukt. Einen MeterLamelle zu verarbeiten kostet eine bestimmte Summe. Obes sich bei diesem Meter Lamelle nun um eine 5 cm odereine 10 cm breite Lamelle handelt, hat aber nur ca. 20 %Einfluss auf den Preis pro Meter inkl. Einbau. Es ist daherimmer ratsam, so wenig wie möglich Laufmeter zu erzeu-gen. Wenn der kleinste Lamellenquerschnitt, im maxima-len Abstand, bei einer Deckenverstärkung nicht mehrausreicht, sollte als Erstes die Breite der Lamellen vergrö-ßert werden bevor der Lamellenabstand reduziert wird.Erst wenn der größte Lamellenquerschnitt nicht mehrausreicht, sollte der Lamellenabstand reduziert werden.

Werden diese Punkte berücksichtigt, kann man sich rechtsicher sein, keine groben Fehler bezüglich der Wirtschaft-lichkeit gemacht zu haben. Es gibt jedoch weitere Punk-te,wie die Optimierung des statischen Systems, die Ver-wendung von Schlitzlamellen, die Optimierung des Bau-ablaufs etc., die in manchen Fällen das Ergebnis noch

Bild 11 Herausgeschnittene Felder Bild 12 Verstärkung Stützmoment



BE

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HT

RE

PO

RT

verbessern können. Hierzu sind weitere Beratungen emp-fehlenswert.

8 Referenzen

Die S&P-Verstärkungssysteme kommen weltweit zumEinsatz. Hier nun zwei Referenzen aus Deutschland:

– City Outlet, Zweibrücken

Das 1966 errichtete Gebäude wurde 2006/07 durch um-fangreiche Umbaumaßnahmen revitalisiert. Statisch rele-vant waren vor allem die Änderungen am statischen Sys-tem, die durch das Herausschneiden ganzer Deckenfelderfür neue Rolltreppen entstanden.

Im Endzustand verschwinden die CFK-Lamellen unterdem Fußbodenaufbau und der abgehängten Decke (Bil-der 11 und 12).

– Mandarin Oriental, München

Im Jahr 2007 gab es in dem Münchner Luxushotel imobersten Stockwerk für die Präsidentensuiten umfangrei-che Umbauarbeiten. Unter anderem wurde das Endfeldeines Durchlaufsystems abgeschnitten. In dem neuenEndfeld (ehemaliges Innenfeld) wären die Durchbiegun-gen zu groß geworden, daher wurde mit vorgespanntenCFK-Lamellen verstärkt (Bilder 13 und 14).

9 Systeme für weitere Anwendungen

Neben der Verstärkung von Stahlbeton mit aufgeklebtenund in Schlitze verklebten CFK-Lamellen gibt es sehrviele weitere Anwendungen für Faserverbundwerkstoffebeim Bauen im Bestand. Das Verstärken von Mauerwerkund Naturstein (Bild 15) oder auch Holz (Bild 16) istimmer wieder interessant. Auch Graugusselemente kön-nen verstärkt werden (Bild 17).

In vielen Fällen ist auch die Gebrauchstauglichkeit undDauerhaftigkeit zu ertüchtigen. Beispiele für diese An-wendungen sind die Durchbiegung von Flachdecken oderRissbildung im Stützenkopf- und Fußbereich. In diesenFällen kann z. B. mit vorgespannten Lamellen oder Um-wicklung mit C-Sheets (Bild 18) ein dauerhaftes Ergebniserzielt werden.

Die Anwendung im Gebrauchszustand hat den Vorteil,dass auch Systeme zum Einsatz kommen können, für diees keine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung gibt. Esgibt viele solcher Systeme, die schon lange existieren undfunktionieren, die aber wegen der hohen Kosten nicht zu-gelassen werden. Eine Zulassung ist aber nur für den Ein-satz im statisch relevanten Bereich notwendig.

Natürlich können diese Systeme auch mit einer Zustim-mung im Einzelfall als statische Verstärkungen eingesetzt

Bild 15 Kloster Eberbach, Mauerwerkverstärkung mit Glas-Sheet

Bild 13 Ansicht Rippen Bild 14 Vorspannsystem



werden. In diesem Punkt wird die neue Richtlinie desDeutschen Ausschusses für Stahlbeton [4] helfen, da hierauch Bemessungsgrundlagen für Systeme ohne Zulassungangegeben sind.

10 Neu – das ARMO-System

Häufig können die FRP-Systeme nicht verwendet wer-den, da die Bedingungen zur Verarbeitung der Epoxyd-harze (Untergrundfeuchtigkeit, Temperatur etc.) nichterfüllt werden oder die Haftzugfestigkeit kleiner als dergeforderte Wert ist. Durch die Firma S&P Clever Reinfor-cement ist ein neues System zur statischen Verstärkungvon Bauteilen entwickelt worden: das ARMO System [9].

Das System basiert auf einem Glas-Carbongitter (ARMOMesh), welches in einem speziellen Spritzmörtel (ARMO

Crete) fixiert wird (Bild 19). Mit diesem System ist es bei-spielswiese möglich, Bauteile die schwierigen Umweltbe-dingungen (Feuchtigkeit, Temperatur etc.) ausgesetztsind, zu verstärken.

Damit der Verbund und somit die Kraftübertragung ausdem Carbonfasergitter in den Spritzmörtel verbessertwird, ist die Faserarmierung mit einem amorphen Silicamodifiziert. Die Reaktionskomponente wird dem Spritz-beton oder Spritzmörtel beigemischt. Der intensive Ver-bund zwischen der Glas-Carbonarmierung und demSpritzbeton entsteht durch Hereinwachsen von Calcium-Silikat-Hydrat in die Faserrovinge (Bild 20).

Der maßgebliche Systemvorteil gegenüber einer her-kömmlichen Spritzbetonschale besteht darin, dass dieSpritzmörtelschicht um ca. 50 % reduziert werden kann.Trotz der geringen Schichtdicke wird für das Beweh-

Bild 16 Anna-Amalia-Bibliothek, Holzbalkenverstärkung mit Schlitz-lamellen

Bild 17 Russisch-Orthodoxe Kapelle, Graugussverstärkung mit Aramid-bändern

Bild 18 Stützenkopfverstärkung mit C-Sheet Bild 19 ARMO-System



BE

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HT

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rungsgitter schon bei 1 cm Überdeckung die Brandschutz-anforderung F60 erreicht.

Das ARMO System spart demnach gegenüber dem her-kömmlichen Spritzbeton an Gewicht und das Lichtraum-

profil wird kaum reduziert. Gerade bei Tunnelbauten,Brücken, Kanälen etc., bei denen die Bauteilabmessun-gen von entscheidender Bedeutung sind, ist dies ein gro-ßer Vorteil.

Auch bei diesem System erfolgt die Beratung durch dasS&P-Ingenieurteam. Für die Bemessung auf Biegezugsteht die Software ARMO-flexion[10] und für die Bemes-sung von Stützen die Software Armo-axial zur Verfügung.

11 Fazit

Das Verstärken mit Faserverbundwerkstoffen hat inDeutschland eine Tradition von fast 20 Jahren. Viele Sys-teme, wie beispielsweise die aufgeklebten und die inSchlitze verklebten CFK-Lamellen, sind ausgereift undverfügen über allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen.Sie sind Stand der Technik und bieten häufig die wirt-schaftlichste und ästhetischste Lösung, um Bauwerke zuverstärken. Gleichzeitig schreitet die Entwicklung weitervoran. Die etablierten Systeme werden durch die S&P-Endverankerung optimiert. Neue Systeme wie ARMO er-weitern das Anwendungsspektrum.

Bild 20 Zementstein wächst in die Carbonrovinge

Quellen:

[1] Zulassungen des DIBT mit den ersten Zeichen Z-36.1- bzw.Z-36.12-.

[2] „Verstärkung von Massivbauteilen mit Faserverbundwerk-stoffen“, Grunewald und Onken, Beton- und Stahlbetonbau99, 2004, Heft 5.

[3] DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Beton-bauteilen“ RL SIB:2001-10:2001-10.

[4] DAfStB-Richtlinie „Verstärken von Betonbauteilen mit ge-klebter Bewehrung“ (Gelbdruck) 2011-03-28.

[5] ZILCH, K., NIEDERMEIER, R., FINCKH, W.: PraxisgerechteBemessungsansätze für das wirtschaftliche Verstärken vonBetonbauteilen mit geklebter Bewehrung – Verbundtragfä-higkeit unter statischer Belastung. DAfStB – Heft 592. Ber-lin: BeuthVerlag 2010.

[6] BUDELMANN, H.; LEUSMANN, TH.: Praxisgerechte Bemes-sungsansätze für das wirtschaftliche Verstärken von Beton-bauteilen mit geklebter Bewehrung – Verbundtragfähigkeit

unter nicht ruhender Belastung. DAfStB – Heft 593. Berlin:Beuth Verlag 2010.

[7] ZILCH, K.; NIEDERMEIER, R.; FINCKH, W.: PraxisgerechteBemessungsansätze für das wirtschaftliche Verstärken vonBetonbauteilen mit geklebter Bewehrung – Querkrafttragfä-higkeit. DAfStB – Heft 594, 2010.

[8] S&P FRP Lamella. bow ingenieure GmbH Braunschweig.[9] TM ARMO. S&P Clever Reinforcement GmbH[10] S&P ARMO-flexion. bow ingenieure GmbH Braunschweig

AutorDipl.-Ing. Robert WelterS&P Clever Reinforcement GmbHKarl-Ritscher-Anlage 5, 60437 [email protected]


Dirk Proske

Vollprobabilistische Ermittlung der Fragility-Kurve einerStahldruckschale bei Wasserstoff-Deflagration

1 Allgemeines

Anfang der 1960er Jahre plante die Nordostschweizeri-sche Kraftwerke AG (NOK) die Errichtung eines ölbetrie-benen Kraftwerkes. Der Schweizer Naturschutzrat sprachsich jedoch im Dezember 1965 mit folgenden Worten da-gegen aus: „Der Naturschutzrat warnt eindringlich vorden Gefahren der Luftverunreinigung durch thermischeKraftwerke und unterstützt die vom Bundesrat mehrfachzum Ausdruck gebrachte Auffassung, direkt den Schrittzur Gewinnung von Atomenergie zu tun, … [1]“. Deshalbentschied man sich für den vom Naturschutzrat und derPolitik gewünschten Kraftwerkstyp: ein Kernkraftwerk.

Der Block 1 des Kernkraftwerkes Beznau ging 1969 inBetrieb und gilt als einer der ältesten kommerziell betrie-benen Druckwasserreaktoren der Welt. Block 2 nahm1971 den Betrieb auf.

Das Kernkraftwerk Beznau befindet sich im nördlichenTeil der deutschsprachigen Schweiz (Kanton Aargau) aufeiner Insel in der Aare (Bild 1). Es besteht aus zwei Wes-tinghouse-Druckwasserreaktoren frühen Designs. DieNetto-Stromproduktion liegt pro Block bei 364 MWe.Beide Blöcke wurden in den letzten zwanzig Jahren mas-siv nachgerüstet, insbesondere auch im Hinblick auf seis-mische Einwirkungen. Die Nachrüstungen umfassten ein

DOI: 10.1002 / bate.201001531

Der Beitrag beschreibt die Analyse der Tragfähigkeit derStrahldruckschale des Kernkraftwerkes Beznau während einesmöglichen schweren Störfalls in Verbindung mit einer Wasser-stoff-Deflagration. Die Darstellung der Tragfähigkeit erfolgt inForm einer Versagenswahrscheinlichkeit als Funktion desinternen Druckes (Fragility). Die zu berechnende Fragility-Kurvehat erhebliche Auswirkungen auf die Ergebnisse der Probabi-listischen Sicherheitsbewertung (PSA) Level 2, bei der dieHäufigkeit einer frühen Freisetzung (LERF) bestimmt wird.Dabei wird als Verlust der Tragfähigkeit ein Zustand definiert,bei dem die Stahldruckschale unter einer bestimmten dynami-schen Druckerhöhung eine Leckage aufweist, die signifikantüber der Entwurfsleckage der Konstruktion liegt. Für dieStrukturanalyse wurden realistische Materialkennwerte ausumfangreichen Materialversuchen verwendet. Es wurdensowohl vereinfachte analytische Modelle als auch zwei- unddreidimensionale Finite-Elemente-Modelle entwickelt. Daszweidimensionale Finite-Elemente-Modell berücksichtigtethermodynamisch-strukturmechanisch gekoppelte Felder.Das erlaubt die Modellierung der Veränderungen im Material-verhalten, die durch die zeitvarianten Temperatur- undDruckverhältnisse im Containment während und nach einerWasserstoff-Deflagration verursacht werden. Das struktur-mechanische Modell berücksichtigte das nichtlineare Werk-stoffverhalten ebenso wie die Temperatur- und Verzerrungs-geschwindigkeitsabhängigkeit. Desweiteren wurden lokaleKorrosionsabtragungen sowohl hinsichtlich der Materialdickeals auch der Materialeigenschaften und Kontaktflächenberücksichtigt. Die Unsicherheiten wurden über Zufallszahlenund Zufallsfelder abgebildet. Im Vergleich zu bisherigenFragility-Berechnungen konnte die Tragfähigkeit erhöht bzw.die Einwirkungen vergrößert werden.

Keywords Fragility; Wasserstoff; Deflagration; Untersuchung,probabilistische

Full-probabilistic investigation of the fragility-curve of a steel shell during hydrogen deflagrationThis paper describes the analyses and conclusions reached inregard to the ultimate pressure capacity of the free standingsteel containment shell of the Swiss nuclear power plantBeznau during a degraded core event. Such pressure capaci-ties in terms of probabilities of failure are summarized infragilities curves. The fragility curves for the containment havea strong influence on the results of the Probabilistic SafetyAnalysis (PSA) Level 2 in terms of Large Early Release Frequen-cy (LERF) and therefore a detailed modeled is required. As usedherein the ultimate capacity is defined as the dynamic internalpressure above which the containment would be expected tohave excessive leakage significantly beyond the design basisleakage. The analyses were performed using actual materialproperties based on historical material test protocols. Thedynamic structural computation was carried out as a coupledfield computation using first a thermodynamic computation tosimulate the heating of the steel shell over time and space afterthe hydrogen deflagration energy release and secondly thestructural reaction to pressure caused by the hydrogendeflagration. The structural response was analyzed for simpleanalytical cases, in a two-dimensional finite element model andin a three-dimensional finite-element model. The two finite-element models consider non-linear material behavior andassume failure if a certain strain and deformation is reached.The results showed a lower probability of failure in comparisonto former analyses or an increase in load respectively.

Keywords Fragility; Hydrogen; Deflagration; probabilistic Analysis

FACHTHEMA


D. Proske: Full-Probabilistic Investigation of the Fragility-Curve of a Steel Shell during Hydrogen Deflagration

FAC

HT

HE

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AR

TIC

LE

Investitionsvolumen von ca. 1,5 Mrd. Schweizer Frankenund liegen damit im Bereich der ursprünglichen Neubau-kosten. Dabei wurde u. a. ein zusätzlicher Sicherheits-strang für das primäre Kühlsystem in einem separaten,vollständig seismisch qualifizierten und getrennten Bun-kergebäude errichtet, ein zusätzlicher Speise- und Not-speisewasserstrang eingebaut, die Notstromversorgungvon einem nahegelegenen Hydrokraftwerk erweitert undeine Vielzahl von Komponenten wie Dampferzeuger,Hauptkondensatoren, Hochdruckturbinen und Reaktor-schutzsystem ausgetauscht und erneuert. Desweiteren er-folgten die Installation einer gefilterten Containment-Druckentlastung und der Einbau passiver autokatalyti-scher Wasserstoff-Rekombinatoren. Beide Einbautenzählen zu den konstruktiven Maßnahmen zur Begren-zung schwerer Unfälle. Schwere Unfälle stehen in Verbin-dung mit dem Versagen der drei Schutzziele von Kern-kraftwerken: Kontrolle der Reaktivität, Gewährleistungeiner ausreichenden Kühlung des Kerns und Einschlussdes radioaktiven Materials. Kritikalitätsunfälle traten ins-besondere in den Anfangsjahren der Entwicklung dieserTechnik auf. Auch Schäden an Reaktorkernen infolge un-genügender Kühlung sind nicht erst seit den Ereignissenin Fukushima bekannt. So ereigneten sich partielle Kern-schmelzen in Lucens (1969, Schweiz), in Three-Mile-Island (1979, USA), in Saint Laurent (1980, Frankreich)und in Tschernobyl (1986, Sowjetunion). In solchen Fäl-len ist die Erfüllung des letzten Schutzzieles, des Ein-schlusses radioaktiven Materials, von entscheidender Be-deutung.

Im Rahmen des gestaffelten Barrierekonzeptes von Kern-kraftwerken stellt das Containment die letzte Barrierezum Schutz der Bevölkerung vor einer unkontrolliertenFreisetzung radioaktiven Materials dar. Die anderen Bar-rieren sind die gesinterten Urantabletten, die Zirkonium-umhüllten Brennstäbe und der Reaktordruckbehälter. Beieinem Schaden des Reaktorkerns können die Urantablet-ten und die Zirkonium-umhüllten Brennstäbe nicht mehrals Barriere wirken. Vielmehr bleiben dann nur noch derReaktorbehälter und das Containment als letzte Barrie-ren. Die Bewertung der Tragfähigkeit des Containmentsbei einem schweren Störfall ist Gegenstand dieser Unter-suchung. Sie wurde aufgrund neuer regulativer Anforde-rungen notwendig, die im Wesentlichen die Anwendungdes aktuellen Stands von Wissenschaft und Technik beiTragfähigkeitsanalysen fordern. Zusätzlich soll geprüftwerden, ob Korrosionsbereiche im Fundament des Con-tainments zu einer Verringerung der Tragfähigkeit führen.

2 Einwirkung

Das Containment eines Kernkraftwerkes unterliegt wiejede Baustruktur verschiedenen Einwirkungen. SolcheEinwirkungen können ständige Lasten wie das Eigenge-wicht, veränderliche Einwirkungen wie Baulasten oderaußergewöhnliche Einwirkungen, wie z. B. Wasserstoff-Deflagrationen oder sogar Wasserstoff-Explosionen sein.Aufgrund der großen Bedeutung des Containments für

den Einschluss radioaktiven Materials als letzte Barrierewerden seit langem mögliche Versagensarten unter außer-gewöhnlichen Einwirkungen untersucht und bewertet.Dazu wurden in erheblichem Umfang in den USA, aberauch in anderen Ländern Versuche an Containmentsdurchgeführt [2], [3]. ZHANG und YANG [4] haben die ver-schiedenen außergewöhnlichen Einwirkungsszenarienauf Containments zusammengefasst (Tabelle 1, s. a. [5]).

Ein Auslegungsstörfall, für den die Containments auchheute noch bemessen werden, sind große Kühlmittelfrei-setzungen (LOCA), die zu einem Innenüberdruck von2 bis 3 bar führen können. Dies ist auch der Auslegungs-überdruck des Containments Beznau (ca. 2,9 bar). Einallmählicher, verzögerter Überdruck (Tabelle 1: δ, verzö-gert) ist für das Containment Beznau aufgrund der Berst-scheibe, die bei ca. 4 bar anspricht, ebenfalls beherrsch-bar. Im vorliegenden Fall wird eine Kombination ausWasserstoff-Deflagration in Verbindung mit hohen Tem-peraturen als maßgebende außergewöhnliche Einwir-kung für das Containment untersucht.

Gemäß vorliegenden Richtlinien der Schweizer Auf-sichtsbehörde ENSI (Eidgenössisches Inspektorat für Nu-kleare Sicherheit) muss das Verhalten eines Contain-ments heute rechnerisch für statische und dynamischeLastfälle untersucht werden [6]. Zu den statischen Lastfäl-len gehört die Eigenlast, die selbstverständlich berück-sichtig wird. Weitere veränderliche Einwirkungen wäh-rend der Errichtung, wie z. B. Wind- oder Schneelasten,werden in der vorliegenden Berechnung nicht berück-sichtig, da sich die Stahldruckschale innerhalb des Reak-torgebäudes aus Stahlbeton/Spannbeton befindet.

Zur Bestimmung der dynamischen Einwirkungen auseiner Wasserstoffverbrennung muss zunächst abgeschätztwerden, welche Form einer Wasserstoffreaktion vorliegt,da die Kräfte auf die Bauwerksstruktur davon abhängigsind. Im Wesentlichen sind dies die Wasserstoff-Deflagra-tion und die Explosion. Eine Wasserstoff-Deflagration un-

Bild 1 Foto der Insel Beznau mit dem Kernkraftwerk im südlichen TeilPicture of the island Beznau with the nuclear power plant in thesouthern part


D. Proske: Vollprobabilistische Ermittlung der Fragility-Kurve einer Stahldruckschale bei Wasserstoff-Deflagration

terscheidet sich von einer Explosion, da die Ausbreitungs-geschwindigkeit der Flamme deutlich unter der einer Ex-plosionswelle liegt. Die Flamme bewegt sich bei der De-flagration durch molekulare und turbulente Transport-prozesse, die mit chemischen Reaktionen gekoppelt sind,unterhalb der Schallgeschwindigkeit vorwärts. Im Gegen-satz dazu bewegt sich die Flamme bei Explosionen mitÜberschallgeschwindigkeit. Die Zündung des Gases er-folgt bei der Explosion durch die Kompression der Stoß-welle. [7]

Der Wasserstoff für die Deflagration wird bei schwerenReaktorunfällen mit sehr hohen Brennstofftemperaturendurch die Oxydation des Zirkoniums der Brennstoffhüll-rohre freigesetzt. Noch heute stellt diese Temperaturbar-riere die Auslegungsgrenze für die Wassertemperatur imPrimärkreislauf von Druckwasserreaktoren dar. Wasser-stoff kann ebenfalls bei der Interaktion von Beton mitKernschmelzmaterial nach einem Versagen des Reaktor-druckbehälters entstehen. Dieser Fall ist aber nicht Ge-genstand dieser Untersuchung.

Vielmehr wurde im vorliegenden Fall von einem Referenz-Kühlwasserverlust-Auslegungsstörfall ausgegangen, beidem sich der Kern noch im Reaktorbehälter befindet. ImRahmen dieses Störfalls soll eine bestimmte Menge Wasser-stoff im Containment freigesetzt werden. Aufgrund der spe-zifischen atmosphärischen Bedingungen im Containmentdes Kernkraftwerkes Beznau, wie Mischungsverhältnis vonWasserdampf, Wasserstoff und Luft, ist nur eine Wasser-stoff-Deflagration, keine Wasserstoff-Explosion möglich [8].Der freigesetzte Wasserstoff soll deshalb durch eine De-flagration zu einer dynamischen Belastung des Contain-ments mit schnellem Druck- und Temperaturanstieg undeinem langsamen Abfall beider führen. Insbesondere derAbfall von Druck und Temperatur wurde intensiv unter-sucht, da der Temperaturverlauf Auswirkungen auf dieTragfähigkeit der Stahldruckschale hat. Vergleichbare Un-tersuchungen werden auch für Containments aus Stahlbe-ton durchgeführt [9]. Die ermittelten Belastungsverläufe fürdie strukturmechanische Analyse basieren im vorliegendenFall auf den folgenden Berechnungsschritten:

− Wahl einer charakteristischen Wasserstoffmenge von400 kg, die durch vorangegangene Untersuchungender Atmosphäre im Containment ermittelt wurde ([8])

− Berechnung der Energiefreisetzung bei einer Wasser-stoff-Deflagration (120 MJ/kg Wasserstoff)

− Berechnung von Temperatur-Gradienten unter Ver-wendung des Containment-Transienten-ProgrammesBEZCOCO [10]. Dieses Programm bestimmt denEnergiefluss und damit die Temperatur- und Dampf-verteilung in der Containmentatmosphäre unter Be-rücksichtigung der Beznau-spezifischen Verhältnisse.

− Die ermittelten Temperaturverläufe wurden mittelsdes Programmes CurveExpert [11] in eine analytischeForm überführt.

Bild 2 zeigt zugehörige charakteristische Druckverläufe inder Stahldruckschale bei Wasserstoff-Deflagration füreinen kurzen Zeitraum. Die Druckverläufe wurden mittelsMAAP-Analysen im Rahmen der probabilistischen Sicher-

Tab. 1 Einwirkungsszenarien auf Containments nach [4]Containment failure mechanisms according to [4]

Mode Mechanismus Bemerkung

α Dampfexplosion geringe bedingte WahrscheinlichkeitGeschossdurchdringung

β Isolationsversagen Vermeidung von Durchdringungen

DCH hoher Druck und hohe Temperatur Kombination aus Wasserstoff-Verbrennung und DCH – ernsthafte Gefährdung für dieStrukturintegrität eines Containments

δ früh: schneller Überdruck geringe bedingte Wahrscheinlichkeit verzögert: allmählicher Überdruck ernsthafte Gefährdung für die Strukturintegrität eines Containments

ε Durchschmelzen des Fundamentes geringe Freisetzung

ν Interfacing-System LOCA geringere Bedeutung als früher angenommen

γ Wasserstoff-Explosion oder DDT ernsthafte Gefährdung für die Strukturintegrität eines Containments

LOCA – Loss of Coolant Accident – KühlmittelverluststörfallDCH – Direct Containment HeatingDDT – Deflagration to Detonation Transition – Übergang von Deflagration zu Detonation

Bild 2 Charakteristische Druckverläufe im Containment bei einerWasserstoff-DeflagrationCharacteristic pressure development over time in the containmentduring hydrogen-deflagration



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heitsanalyse Level 2 ermittelt [12]. Bei den Untersuchun-gen wurden verschiedene Parameter variiert, wie z. B. dieFlammengeschwindigkeit oder die Verfügbarkeit verschie-dener Notkühlsysteme. Im Bild 2 ist z. B. die Verfügbarkeitdes Containmentsprühsystems integriert. Die Verfügbar-keit des Sprühsystems führt zu einem schnelleren Abbaudes Druckes und der Temperatur. Die räumliche Auftei-lung des Druckes erfolgt in den Rechenmodellen verein-facht durch die Auswahl nur zweier Zonen. Genaue Analy-sen über die räumliche Aufteilung von Wasserstoff-Defla-grationskräften finden sich z. B. in [13] und [14].

3 Widerstand

In Bild 1 war das Kraftwerk mit den beiden Reaktorgebäu-den zu sehen. Die Reaktorgebäude bestehen aus Stahl-und Spannbeton mit einer Stahlauskleidung (Steel Liner)an der Innenseite. Innerhalb des Reaktorgebäudes befindetsich die freistehende Stahldruckschale, die hier als Con-tainment bezeichnet wird. Obwohl auch der Steel Linerdruckdicht ist, wird dieser üblicherweise nicht als Barriereangesetzt (s. [15]). Bild 3 zeigt einen Schnitt durch das Re-aktorgebäude mit Position der Stahldruckschale und derEinbauten innerhalb des Containments. Bild 4 gibt dieHauptgeometriewerte der Stahldruckschale an. Dabei istauch die ungefähre Lage der Haupt- und Notschleuse ein-gezeichnet. Bild 5 ist eine Aufnahme aus dem Raum zwi-schen Reaktorgebäude und Stahldruckschale. In diesemRaum befinden sich auch zahlreiche Versorgungsleitungen,die sowohl das Reaktorgebäude als auch die Stahldruck-schale durchdringen.

Einer der Gründe für die Durchführung der Analyse wardie Feststellung von Korrosion im unteren Teil der Stahl-

druckschale. In diesem Bereich besitzt die Stahldruck-schale eine Auslegungsdicke von 38 mm. Ziel der Analysewar deshalb auch eine Aussage, ob die Korrosion zu einerVerringerung der Tragfähigkeit der Stahldruckschale beieiner Wasserstoff-Deflagration führt.

Als Versagen der Stahldruckschale wird eine Leckage ver-standen, die signifikant über der Entwurfsleckage liegt.

4 Rechnerische Untersuchung4.1 Deterministische Bewertung

Die Untersuchung der Tragfähigkeit der Stahldruckschaleerfolgte mit verschiedenen Modellen. Zunächst wurde einsehr einfaches, analytisch geschlossenes Modell verwen-

Bild 3 Aufbau Reaktorgebäude mit StahldruckschaleReactor building with steel shell

Bild 4 Geometrie der StahldruckschaleGeometry of steel shell

Bild 5 Blick in den Raum zwischen Reaktorgebäude und StahldruckschaleView inside the annulus (room between reactor building left andsteel shell right)



det. Dabei wurde das Containment in einen Zylinder undeine Hemisphäre zerlegt. Anschließend wurden die Radi-al- und Tangentialspannungen mittels bekannter Formeln(s. ASME-Code [16], s. a. KTA 3401.2 [17] für Spannungs-nachweise), z. B.

σφ Tangentialspannung in MPap Innendruck in MPar Radius in mh Zylinderdicke in m

berechnet. Die Spannungen wurden mit den zulässigenSpannungen des Containmentstahls verglichen. Diesesstatische Verfahren ist sehr einfach umsetzbar.

σ σ= ⋅ ⇒ = ⋅p rh

p hr

Anschließend wurden Finite-Elemente-Modelle entwi-ckelt. Die Finite-Elemente-Modelle waren entweder zwei-dimensional (Bild 6) oder dreidimensional (Bild 7). Fürdie Finite-Elemente-Berechnungen wurde das kommer-zielle Programm ANSYS verwendet. Die Berechnungenerfolgten dynamisch mit den in Bild 2 bzw. Abschnitt 2vorgestellten Einwirkungen.

Das zweidimensionale Finite-Elemente-Modell basierte aufder Rotationssymmetrie des Containments. Es wurde anbereits durchgeführten Dehnungsmessungen an der Stahl-druckschale bei Überdruck geprüft. Das zweidimensionaleFinite-Elemente-Modell berücksichtigt sowohl eine Quer-schnittschwächung der Stahldruckschale im Korrosionsbe-reich als auch eine Kontaktmodellierung beim Austritt ausdem Fundament. Desweiteren wurde das zweidimensiona-le strukturmechanische Modell mit einem thermodynami-

Bild 6 Einfaches analytisches Modell zur Berechnung der Tragfähigkeit der Stahldruckschale (links), kombiniertes thermodynamisch-strukturmechanisches2D-Finite-Elemente-Modell (Mitte), Zwischenergebnis der zweidimensionalen deterministischen Finite-Elemente-Berechnung (rechts)Simple analytical model for the computation of the load bearing capacity of the steel shell (left), combined thermodynamic-structural two-dimensionalFinite-Element-Model (middle), a deformation shape of the Finite-Element-Model (right)

Bild 7 3D-Finite-Elemente-Modell mit Modellierung der SchleusenThree-dimensional Finite-Element-Model of the steel shell with main and emergency airlocks



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schen Modell gekoppelt, um die Einwirkungen aus Tempe-ratur sowohl als zusätzliche Verzerrungen als auch als Ver-änderung der Materialgesetze des Stahls zu berücksichti-gen. Der Nachweis erfolgte über zulässige Verzerrungen,wobei sowohl zweiaxiale Belastungen, hohe Verzerrungs-geschwindigkeiten als auch orthotropes Materialverhalten(Walzrichtung) berücksichtigt wurden.

Zur programmtechnischen Umsetzung dieser Effektewurde auf die ANSYS PARAMETRIC DESIGNLANGUAGE (APDL) zurückgegriffen. Dies war auchdeshalb notwendig, weil die bisher genannten determinis-tischen Modelle in eine probabilistische Berechnung ein-gebunden werden müssen. Prinzipiell zeigen die determi-nistischen Berechnungen des zweidimensionalen Finite-Elemente-Modells eine hohe plastische Verformbarkeitund große Tragfähigkeit der Stahldruckschale. Der mittle-re innere dynamische Versagensdruck der Stahldruck-schale liegt bei ca. 10 bar absolut.

Die Stahldruckschale besitzt aber ca. 90 Durchdringun-gen für verschiedene Medien wie Strom, Wasser oderDruckluft. Ein dreidimensionales Finite-Element-Modellerlaubt die teilweise Berücksichtigung solcher Durchdrin-gungen. Das verwendete dreidimensionale Finite-Elemen-te-Modell bildet unter Ausnutzung der Symmetrie nureine Hälfte der Stahldruckschale ab. Dadurch kann zu-mindest die Hauptschleuse als auch die Notschleuse be-rücksichtigt werden (Bild 7). Auch konstruktive Elementeaus der Zeit der Errichtung wie z. B. eingebettete Stahl-stützen konnten modelliert werden. Die Berücksichti-gung aller Durchdringungen ist aber auch in diesem Mo-dell nicht möglich. Das hätte zu einem zu kompliziertenund damit nicht mehr prüfbaren Modell geführt. Deshalbwurden die restlichen Durchdringen separat modelliert(Bilder 8 und 9). Diese Durchdringungsmodelle wurdenmit den Verformungen, die am Modell der Strahldruck-schale ermittelt wurden, beaufschlagt.

Für das Materialverhalten wurden realistische Spannungs-Verzerrungsverläufe verwendet. Dazu wurden die Proto-kolle der ursprünglichen Materialversuche gesichtet. Da essich um mehrere hundert Materialproben handelt, warauch eine statistische Materialauswertung möglich. Eswurden keine neuen Materialversuche durchgeführt.

Zur Abschätzung zulässiger Verzerrungen für Contain-ments aus Stahl sowohl unter Berücksichtigung der Was-serstoff-Deflagrationsbedingungen als auch unter Berück-sichtigung von Korrosion stehen verschiedene Arbeitenzur Verfügung ([18 bis 23]). Dabei erfolgt in der Regel eineAbminderung der berechneten Verzerrung in der folgen-den Form:

mit

εf effektive plastische Verzerrung, bei der Versageneintritt

ε εp f m c gf f f= ⋅ ⋅ ⋅

f1 Faktor zur Berücksichtigung mehraxialer Span-nungsverhältnissef1 = 1,648 exp(−(σ1 + σ2 + σ3)/σm)

σm von Mises-Spannungσ1/2/3 Hauptspannungenfm fm = 1/f1fc Berücksichtigung lokaler Verzerrungenfg geometrischer Korrekturfaktor

Korrosion wird in Form einer Verringerung der maxima-len zulässigen Verzerrung berücksichtigt. Die Korrektur-faktoren wurden in ANSYS mittels APDL integriert. Ver-sagen tritt ein, wenn die plastische Verzerrung εp größerals die einaxiale plastische Verzerrung des Materials zulεp ist:

εp > zul εp

Bei der durchgeführten Untersuchung wurde das Grenz-verzerrungskriterium in der Regel durch ein Verfor-mungskriterium (50 bzw. 100 mm) ersetzt, mit dem dieTragfähigkeit der Durchdringungen in Bezug zur Ver-schiebung der Strahldruckschale gebracht wurde. DieTragfähigkeit der Durchdringungen wurde entweder überVerformungen oder über Spannungen formuliert. Ein

Bild 8 Systemskizze für Durchdringungen links und Finite-Elemente-Modellrechts (Spannungsbild)System sketch of the perforations (left) and Finite-Element-Model(right) showing stresses in the accumulators

Bild 9 Durchdringungen im Raum zwischen Reaktorgebäude undStahldruckschalePerforations in the room between the reactor building and the steelshell (annulus)



Verformungsnachweis ist relativ einfach umsetzbar, dadie Durchdringungen mit Verformungsakkumulatorenausgerüstet sind (Bild 9), für die es Bemessungswerte gibt.

4.2 Probabilistische Bewertung

Probabilistische Sicherheitsanalysen (PSA) von Kern-kraftwerken werden bereits seit Anfang der 1970er Jahre[24] durchgeführt. In Deutschland dürfte die Deutsche Ri-sikostudie „Kernkraftwerke“ im Auftrag der Gesellschaftfür Reaktorsicherheit bekannt sein [25].

Probabilistische Risikostudien werden in drei Ebenen un-terteilt: Level 1, Level 2 und Level 3. Level 1 ermittelt dieWahrscheinlichkeit eines schweren Kernschadens bzw.eines schweren Brennstoffelementschadens. Dafür gibtdie Schweizer Kernenergieverordnung Zielwerte für Neu-bauten an, die sinngemäß auch für die Altwerke gelten(KEV Artikel 24 Absatz 1 Buchstabe b [26], KEV Artikel82 [26], HSK-A06: Erläuterungsbericht [27]). Bei einerLevel-2-Analyse wird die Wahrscheinlichkeit einer frühenFreisetzung von radioaktivem Material in die Umwelt be-rechnet [6]. Auch hierfür werden Zielwerte vorgegeben(KEV Anhang 3 [26], HSK-A06: Erläuterungsbericht [27]).Bei einer Level-3-Analyse wird die Belastung der Bevölke-rung mit radioaktivem Material über die verschiedenenTransportpfade berechnet. Letztere Studien tragen in derRegel noch Forschungscharakter, dagegen sind Level-1und Level-2-Analysen regelmäßig zu erstellen und an dieBehörden zum Nachweis der Einhaltung gesetzlicher An-forderungen zu übergeben [6, 28].

Für den Block 2 des Kernkraftwerkes Beznau wurdeMitte der 1980er Jahre eine erste PSA Level 1 erstellt [29].Diese berücksichtigte sowohl alle relevanten internen Er-eignisse, wie Brand und interne Überflutung, als auch ex-terne Ereignisse, wie Erdbeben, externe Fluten oder Stür-me im Leistungsbetrieb der Anlage. Die Studie wurdeEnde der 1990er Jahre aktualisiert [30] und auf Niedrig-last, Abfahren des Reaktors, Restwärmesystem-Kühlungund Ausladung des Kerns erweitert [31]. Eine erste PSALevel 2 wurde 1986 erstellt und später aktualisiert [32].Die Untersuchung der Strukturintegrität der Stahldruck-schale gehört zur PSA Level 2. Die erste Fragility-Analyseder Strahldruckschale wurde von der Firma Westing-house [33] durchgeführt.

Fragility-Analysen beschreiben die Versagenswahrschein-lichkeit einer Konstruktion in Abhängigkeit von einer be-stimmten veränderlichen Einwirkung. So gibt es seismi-sche Fragilities, die die Versagenswahrscheinlichkeiteiner Konstruktion bzw. Komponente für eine bestimmtespektrale Beschleunigung angeben. Im vorliegenden Fallsoll nun die Versagenswahrscheinlichkeit der Stahldruck-schale als Funktion des inneren Spitzendruckes angege-ben werden. In den meisten Fällen werden solche Fragili-ty-Kurven erstellt, indem man die Versagenswahrschein-lichkeit für die Mittelwerte bzw. Median-Werte allerEingangsgrößen berechnet. Anschließend werden Unsi-

cherheitsfaktoren, die in der Regel aus der Literatur aus-gewählt werden, in Form einer Lognormalverteilung be-rücksichtigt. Damit kann dann die Fragility-Kurve alslognormalverteilte Kurve über den Spitzendruck aufge-tragen werden. In den letzten Jahren wurde die Fragility-Kurven aber in zunehmendem Maße, z. B. auch im Be-reich seismischer Fragilities, durch vollprobabilistischeBerechnungen erstellt [34]. Dadurch umgeht man dieFestlegung einer Verteilungsfunktion. Gleichzeitig kön-nen die Unsicherheiten der Eingangsgrößen genauer ab-gebildet werden, wenn zusätzliche Informationen überdiese Unsicherheiten vorliegen. Solche zusätzlichen In-formationen können z. B. vorliegende Versuchsergebnis-se sein.

Aus den Versuchsdaten wurden für die Berechnung so-wohl Zufallsvariablen als auch stochastische Felder ent-wickelt. Stochastische Felder erlauben im Gegensatz zuZufallsvariablen eine mögliche räumliche Veränderungder Korrelation [35] und werden in zunehmendem Maßeauch im Bauingenieurwesen verwendet [36]. Aufgrundder vorliegenden umfangreichen Datenbasis an Versuchs-ergebnissen wurde die Verwendung von StochastischenFeldern in der Modellierung geprüft. Sowohl aufgrundder Probleme der räumlichen Zuordnung einzelner Mate-rialproben zum Bauwerk als auch aufgrund der hohenräumlichen Korrelation verschiedener Materialparame-ter wurden letztendlich ausschließlich Zufallszahlengewählt. Als Entscheidungskriterium bei der Auswahlzwischen Stochastischen Feldern und Zufallsvariablenwurden die Arbeiten von CHUDOBA et al. [37] undVORECHOVSKY & CHUDOBA [38] verwendet. Die verwen-deten Zufallsvariablen sind in Tabelle 2 aufgelistet.Grundlage für die Wahl der Verteilungsfunktionen warensowohl die verschiedenen durchgeführten Goodness-of-Fit-Tests, berechnungspraktische Überlegungen als auchdie Verwendung von bestimmten Verteilungen in ver-schiedenen Veröffentlichungen und Normen [36, 39]. Dieverschiedenen angewendeten Tests auf Verteilungstypenwurden z. B. in [40] genannt. Da alle Prüfungen die Nor-malverteilung entweder als am besten passende Vertei-lung vorschlugen oder der Unterschied von der Normal-verteilung zur am besten passenden Verteilung geringwar, wurde in allen Fällen eine Normalverteilung ge-wählt. Dies ist auch physikalisch möglich, da die Mittel-werte der Parameter im Verhältnis zur Standardabwei-chung sehr groß sind und damit keine negativen Material-festigkeiten auftreten. Für die Korrosionsrate und dieKorrosionstiefe wurden bisher nur Zahlenschranken ver-wendet. Hier sind aber weitere Analysen geplant.

Die probabilistischen Berechnungen wurden sowohl mitVerfahren der Zuverlässigkeitstheorie I. und II. Ordnung(FORM/SORM) als auch mit einer Monte-Carlo-Simula-tion durchgeführt. Die Verfahren sind u. a. [41] erläutert.Während die Monte-Carlo-Simulation direkt mit dem Fi-nite-Elemente-Modell verbunden war, wurde für dieFORM/SORM-Berechnung eine quadratische Antwort-fläche [42] verwendet. Die Integration dieser Verfahren indas verwendete kommerzielle Finite-Elemente-Programm



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ANSYS wurde unter anderem in [43] vorgestellt. Um den Stichprobenumfang der Monte-Carlo-Simulation unddamit den Berechnungsaufwand gering zu halten, wur-den sogenannte Quasi-Zufallszahlen verwendet, dierelativ einfach in das Finite-Elemente-Programm einge-speist werden können [44]. In der genannten Veröffentli-chung findet sich z. B. das Programmlisting für die pro-grammtechnische Umsetzung der Erstellung von Quasi-Zufallszahlen in der ANSYS PARAMETRIC DESIGNLANGUAGE.

5 Ergebnisse der Untersuchung

Zunächst können die Ergebnisse der Berechnung mit denbisherig vorliegenden Fragility-Berechnungen verglichenwerden. Die deterministischen Berechnungen [33] basier-ten auf Spannungsnachweisen an einfachen analytischenModellen und an Schnittkraft- und Momentennachwei-sen für spezifische Bauteile. Die ursprünglichen Fragility-Kurven wurden für die Stahldruckschale und verschie-dene Durchdringungen einzeln berechnet und unterAnnahme einer Weibullverteilung zusammengefügt. Ver-schiedene konstruktive Details, wie z. B. das Verhaltender Stahldruckschale im Verankerungsbereich, wurdennicht berücksichtigt.

Die neuen Berechnungen beinhalteten im Vergleich zudieser Berechnung der Stahldruckschale Beznau einkomplexeres Modell. Daneben wurde aber natürlich zuBeginn durch den Einsatz des einfachen analytischenModells geprüft, ob die Ergebnisse der damaligen Rech-nung sowohl deterministisch als auch probabilistisch

nachvollzogen werden konnten. Ziel des Einsatzes derneu entwickelten aufwändigen Finite-Elemente-Modellewar eine Erhöhung der rechnerischen Tragfähigkeitdurch den Abbau von konservativen Annahmen. Dazuwurde, wie bereits genannt, für die Berechnungen realisti-sches Materialverhalten berücksichtigt. Außerdem wurdedas Nachweiskriterium von Spannungen auf Verzerrun-gen bzw. Verformungen überführt.

Das Ziel der Erhöhung der rechnerischen Tragfähigkeitwurde erreicht, denn die rechnerische Tragfähigkeit er-höhte sich unter gleichen Bedingungen um ca. 1 bar. Aufder anderen Seite wurden die Anforderungen an dieStahldruckschale erhöht, so z. B. die Temperaturen durchWasserstoff-Deflagration, die vorher bei ca. 155 °C lagenund jetzt Werte von bis zu 550 °C erreichten. Zusätzlichwurde die Korrosion in Teilen der Stahldruckschale be-rücksichtigt und die Verformungswerte wurden einge-grenzt. Da aber die meisten Nachweise im alten Modellüber Spannungen geführt worden waren, wirkte sich dieVerformungsbeschränkung nur geringfügig aus. Aufgrundder verschiedenen positiven und negativen Aspekte ist esnicht verwunderlich, wenn die Berechnungsergebnisse re-lativ gut vergleichbar mit den Ergebnissen der früherenWestinghouse-Studie sind. Die abschließenden Ergebnis-se zeigen einen um ca. 0,2 bis 0,3 bar erhöhten zulässigenInnendruck. Der mittlere innere dynamische Überdruckliegt bei ca. 6,6 bar. Kritische Stellen sind z. B. mechani-sche Durchdringungen und die Schleusen, die im Ge-gensatz zur Stahldruckschale auf Beulen und Biegung(Tor) belastet werden. Dieses Problem ist auch von ande-ren Containments bekannt [45]. Die deterministischenErgebnisse wurden auch mit aktuellen Fragility-Berech-

Tab. 2 HauptzufallsvariablenMain random variables

Materialeigenschaft Verteilungstyp Mittelwert Standardabweichung Einheit

Streckgrenze 20 °C Normal 407 6.6/20 MPa

Zugfestigkeit 20 °C Normal 550 15.5 MPa

Grenzdehnung 20 °C Normal 0,27 0,02

Grenzdehnung Korrosion Normal 0,135 0,01

Containment Dicke Normal 17 0,17 mm




Radius Normal 16,5 0,0045 m

E-Modul des Stahls Deterministisch 210 000 MPa

Temperatur Deterministisch 550/155 °C

E-Modul des Betons Deterministisch 35 000 MPa

Felssteifigkeit Deterministisch 100 000 MPa

Epistemische Unsicherheit für globale Dehnung Normal 1,0 0,1

Epistemische Unsicherheit für lokalen Dehnungsfaktor Normal 1,0 0,1

Korrosion Grenzwertbetrachtung



nungen, z. B. von SPENCER et al. [21], bzw. mit Ver-suchsergebnissen und Nachrechnungen verglichen, s.NUREG/CR 6706 [46] und NUREG/CR-6906 [2]. Insbe-sondere die deterministischen Verformungsbilder derdarin vorgestellten Versuche konnten sehr gut nachvoll-zogen werden.

Bild 10 zeigt die Fragility-Kurven (Versagenswahrschein-lichkeit als Funktion des maximalen inneren dynami-schen Drucks) für verschiedene Kernkraftwerke. In demDiagramm finden sich sowohl Druckwasserreaktoren

(PWR) als auch Siedewasserreaktoren (BWR) mit Stahl-und Stahlbetoncontainments. Wie bereits erwähnt, ist dasKernkraftwerk Beznau eines der ältesten kommerziell be-triebenen Kernkraftwerke. Natürlich zeigt der Vergleichder alten Fragility-Berechnungen mit jüngeren Werken,dass diese Werke ein besseres Verhalten haben, obwohlselbst bei jüngeren Werken das Containment nur für denDruck eines großen Kühlmittelverluststörfall ausgelegtwurde. Das Kernkraftwerk Beznau erreicht aber durchdie rechnerische Erhöhung der Tragfähigkeit der Stahl-druckschale, durch den Einbau der gefilterten Druckent-lastung und der Wasserstoff-Rekombinatoren nahezu dieZielwerte der Schweizer Aufsichtsbehörde für neue Kern-kraftwerke für die LERF in Höhe von 10−6 pro Jahr. NeueKernkraftwerke, wie der Europäische Druckwasserreak-tor EPR, liegen sogar bei Werten von < 5 × 10−7 pro Jahr.

Die Korrosion im unteren Teil der Stahldruckschale hatkeine Auswirkungen auf die Tragfähigkeit, da die Schalein diesem Bereich deutlich überbemessen ist (38 mm imVergleich zur oberen Hemisphäre mit 17 mm). Erst wennca. die Hälfte der Dicke der Stahldruckschale in diesemBereich durch Korrosion abgetragen wird, zeigen sichAuswirkungen in den deterministischen und probabilisti-schen Tragfähigkeitsberechnungen. In den letzten Jahrenwurden eine Korrosionsüberwachung und ein kathodi-scher Korrosionsschutz installiert. Letzterer führte prak-tisch zu einem Stillstand der Korrosion, sodass die Stahl-druckschale auf absehbare Zeit ihre Funktion als Barriereerfüllen kann.

Bild 10 Fragility-Kurven des Containments verschiedener KernkraftwerkeFragility-curves of containments for different nuclear power plants

Literatur

[1] Stellungnahme des Naturschutzrates zur Energiepolitikvom 11.12.1965. In: Schweizer Naturschutz 1, 1966, S. 14.

[2] HESSHEIMER, M. F.; DAMERON, R. A.: Containment Integri-ty Research at Sandia National Laboratories. An Overview– Sandia National Laboratories. U.S Nuclear RegulationCommission, 2006, NUREG/CR-6906-SAND2006-2274P.

[3] CLAUSS, D. B.: Comparison of Analytical Predictions andExperimental Results for A 1:8-Scale Steel ContainmentModel Pressurized to Failure. Nuclear Engineering andDesign 90 (1985), pp. 241–260.

[4] ZHANG, Z.; YANG, X.: Study on Containment and hydrogendetonation problem. Nuclear Engineering and Design. Vol.140, No. 1, April 1993, pp. 111–117.

[5] HELTON, J. C.; BREEDING, J. R.: Probability of ContainmentFailure Mode for Fast Pressure Rise. Reliability Engineeringand System Safety 35 (1992), pp. 91–106.

[6] ENSI-A05/e. Probabilistic Safety Analysis (PSA). Qualityand Scope. Guidelines for Swiss Nuclear Installations.Swiss Federal Nuclear Safety Inspectorate ENSI, EditionMarch 2009.

[7] PORUBA, CH.: Turbulente Flammenausbreitung in Wasser-stoff-Luft-Gemischen. Dissertation, Lehrstuhl für Thermo-dynamik, Technische Universität München, 2002.

[8] RICHNER, M.; TENSCHERT, J.: Technische Mitteilung: TM-233-RN04006: Gefährdung der Containment-Integritätdurch brennbare Gase. 15.7.2004.

[9] PFEIFFER, P. A.; KENNEDY, J. M.; MARCHERTAS, A. H.: Ther-mal Effects in the Overpressurization Response of Reinfor-ced Concrete Containment. Nuclear Engineering and De-sign 120 (1990), pp. 25–34.

[10] MOSER, H. R.: Beschreibung des Programms BEZCOC3 Versi-on3.1,1998, Technische Mitteilung: TM-511-RA98005, NOK.

[11] http://www.curveexpert.net/[12] Westinghouse & NOK: BERA Study Level 2, 12/2002.[13] BREITUNG, W.; CHAN, C.; DOROFEEV, S.; EDER, A.;

GELFAND, B.; HEITSCH, M.; KLEIN, R.; MALLIAKOS, A.; SHE-PHERD, E.; STUDER, E.; THIBAULT, P.: Flame Accelerationand Deflagration-to-Detonation Transition in NuclearSafety – State of the Art Report. OECD Nuclear EnergyAgency NEA/CSNI/R(2000)7, August 2000.

[14] FANOUS, F.; GREIMANN, L.: Steel containment resistanceunder dynamic pressure. Nuclear Engineering and Design130 (1990), pp. 163–170.

[15] VON RIESEMANN, W. A.; PARKS, M. B.: Current State ofKnowledge on the Behavior of Steel Liners in ConcreteContainment subjected to Overpressurization Loads. Nu-clear Engineering and Design 157 (1995), pp. 481–487.

[16] ASME Code, Section III, Division 1 – NE, Article NE-1000, 2007

[17] KTA 3401.2: Reaktorsicherheitsbehälter aus Stahl, Teil:Auslegung, Konstruktion und Berechnung. Köln: Carl Hey-manns Verlag KG 1985.



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HE

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TIC

LE

[18] NAUS, D. J.; ELLINGWOOD, B. R.; GRAVES H. L.: Methodsfor assessing NPP containment pressure boundary integrity.Nuclear Engineering and Design 28 (2004), pp. 55–72.

[19] ELLINGWOOD, B. R.; CHERRY, J. L.; NAUS, D. J.: Fragilitymodeling of a steel containment with localized corrosion.In: Proceedings of Computer Technology 1999, ASME PVP-385, American Society of Mechanical Engineers, New York,pp. 101–105.

[20] BENHAM, R. A.; DUFFEY, T. A.: Experimental-TheoreticalCorrelations on the Containment of Explosions in ClosedCylindrical Vessels. Int. J.mech. Sci, Pergamon Press, 1974,pp. 549–558.

[21] SPENCER, B. W.; KUNSMAN, D. S.; GRAVES, H. L.: Risk-In-formed Assessment of Degraded Containment Structures.Smirt 17 Conference, 2003, Czech Republic.

[22] SMITH, J. A: Capacity of Prestressed Concrete ContainmentVessels with Prestressing Loss. U.S. Department of Energy,2001, SAND2001-1762.

[23] FANOUS, F.; GREIMANN, L. F.: Strain-based Failure criteriafor steel containments. Nuclear Engineering and Design117 (1989), pp. 93–103.

[24] WASH-1400: An Assessment of Nuclear Risks in U.S. Com-mercial Nuclear Power Plants. NUREG 75/014. NRC, Na-tional Technical Information Service: Springfield.

[25] Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke. Köln: Verlag TÜVRheinland GmbH 1980.

[26] Kernenergieverordnung (KEV) vom 10. Dezember 2004(Stand am 1. Januar 2011).

[27] HSK: Probabilistische Sicherheitsanalyse (PSA): Anwen-dungen, Ausgabe Mai 2008, Erläuterungsbericht zur Richtli-nie A06/d.

[28] ENSI-A06 Probabilistische Sicherheitsanalyse (PSA): An-wendungen, Richtlinien in Kraft: 13. Juni 2008.

[29] PLG Inc.: PLG-0511. Beznau Station Risk Assessment –Plant with NANO, 1989.

[30] NOK & PLG Inc., Beznau Unit 2, Full-Power ProbabilisticRisk Assessment (BERA), KKB511D127, Rev. 2 dated De-cember 1999.

[31] PLG Inc.: PLG-1208. Beznau Unit 2, Shutdown and Low-Power Probabilistic Risk Assessment (BESRA), 1998.

[32] NOK & Westinghouse. Beznau Unit 2, Full-Power PSA(BERA) – Level 2, KKB511D147, Rev. 1., 2002.

[33] Westinghouse: BERA Study Level 2, Appendix D, 1986.[34] ZENTNER, I.; HUMBERT, N.; RAVET, S.; VIALLET, E.: Numeri-

cal methods for seismic fragility analysis of structures andcomponents in nuclear industry – Application to a reactorcoolant system. D. PROSKE (Ed.) Georisk, August 2011 (inDruck).

[35] VANMARCKE, E.: Random fields: Analysis and synthesis.MIT Press: 1983.

[36] PUKL, R.; NOVAK, D.; VORECHOVSKY, M.; BERGMEISTER, K:Uncertainties of material properties in nonlinear computersimulation. Proceedings of the 4th International Probabilis-tic Symposium, 2006. D. PROSKE, M. MEHDIANPOUR UND

L. GUCMA (Eds), Berlin, pp. 127–138.[37] CHUDOBA, R.; VORECHOVSKY, M.; KONRAD, M.: Stochastic

modeling of multi-filament yarns I: size effect. InternationalJournal of Solids and Structures 43 (2006), pp. 413–434.

[38] VORECHOVSKY, M.; CHUDOBA, R: Stochastic modeling ofmulti-filament yarns II: random properties over the lengthand size-effect. International Journal of Solids and Structu-res 43 (2006), pp. 435–458.

[39] JCSS (Joint Committee on Structural Safety): ProbabilisticModel Code for Reliability Based Design., online available:www.jcss.eth.ch, 2001.

[40] PROSKE, D.; CURBACH, M.: Risk to historical bridges due toship impact on German inland waterways. Reliability Engi-neering & System Safety 90, 2-3, (2005), pp. 261–270.

[41] SPAETHE, G.: Die Sicherheit tragender Baukonstruktionen.2,. Bearb. Aufl. Wien: Springer Verlag 1992.

[42] BUCHER, C. G.; BOURGUND, U.: Fast and Efficient Respon-se Surface Approach for Structural Reliability Problems.Structural Safety, 7, (1990), pp. 57–66.

[43] CURBACH, M.; PROSKE, D.: Module zur Ermittlung der Ver-sagenswahrscheinlichkeit. 16. CAD-FEM User’s Meeting1998. Grafing.

[44] CURBACH, M.; MICHLER, H.; PROSKE, D.: Application ofQuasi-Random Numbers in Monte-Carlo-Simulation. 1st In-ternational ASRANet Colloguium. 8–10th July 2002, Glas-gow, on CD.

[45] KULAK, R. F.; HSIEH, B. J.; ASH, J. E.; KENNEDY, J. M.;MCLENNAN, G. A.: Numerical Simulation of an EquipmentHatch for a Steel Containment Vessel to Loading beyondthe Design Basis. U.S. Government, Argonne National La-boratory, 1985, CONF-850809-56.

[46] CHERRY, J. L.; SMITH, J. A.: Capacity of Steel and ConcreteContainment Vessels with Corrosion Damage. U.S. NuclearRegulation Commission, 2001, NUREG/CR-6706-SAND2000-1735.

Autor:Dr.-Ing. habil. Dirk ProskeAxpo Kernenergie, Kernkraftwerk Beznau, CH-5312 Döttingen,[email protected]


Volker Schmid, Doreen Zauft

Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten undHolz für einen Lehr- und Forschungspavillon in Berlin

1 Studierendeninitiative und Lehrprojekt

Bereits seit Längerem wünschten sich Studierende, Mit-arbeiterinnen und Mitarbeiter am Institut für Bauin-genieurwesen der Technischen Universität Berlin einensozialen Treffpunkt auf ihrem Campus, dem denkmal-geschützten ehemaligen AEG-Werk im Wedding undheutigen Technologie- und Innovationspark Berlin, kurzTIB. Auf Initiative der Studierenden wurde deshalbdas Entwurfsseminar der Bauingenieure genutzt, umzusammen mit den Architekturstudierenden sechsEntwürfe für einen Studentenpavillon zu entwickeln.Der Pavillon, mit einer Grundfläche von ca. 35 m2

und einer Nutzung von Frühjahr bis Herbst, musstevon den Studierenden selbst zu bauen sein, weshalb sicheine Holzkonstruktion anbot.

Der für die Ausführung gewählte Entwurf zeichnet sichvor allem durch seine offene Konzeption aus (Bild 1). Dievier raumhohen Türen können jeweils um insgesamt 360°gedreht werden, sodass sie sich im geöffneten Zustand andie Wände anlegen. Auf der Innenseite grün gestrichensignalisieren die Türen schon von Weitem, wenn derPavillon geöffnet ist (Bild 2). Im geschlossenen Zustandist er mit seinem weißen ebenmäßigen Äußeren einBlickfang und bildet einen interessanten Kontrast zu denrötlichen Ziegelbauten, die den großen Hof umrahmen(Bild 3).

Im darauffolgenden Semester wurde von knapp 20 enga-gierten Studierenden das Tragkonzept für die Holztafel-konstruktion erarbeitet, die notwendigen Ausführungs-zeichnungen für den Pavillon erstellt und dann der Bauselbst in die Tat umgesetzt. Um ein solches Projekt tat-sächlich realisieren zu können, musste ein Bauantrag in-klusive statischer Berechnungen eingereicht und geprüftwerden. Es mussten Sponsoren zur Finanzierung des Pa-villons gesucht werden, Material bzw. Werkzeuge einge-kauft, Bauzaun, Mischer und Kran gemietet und die Bau-stelle organisiert werden. Viele Aufgaben und Themenbe-reiche, die die Studierenden bereits in ihren Vorlesungengelernt hatten, sich aber auch teilweise selbst aneignenmussten.

DOI: 10.1002 / bate.201001527

Die nachhaltige Kombination neuer Materialien und dieDemonstration neuer technischer und architektonischerMöglichkeiten war das Ziel eines kombinierten Forschungs-und Lehrprojekts an der Technischen Universität Berlin.Anhand eines von Studierenden entworfenen und gebautenPavillons wurde eine neuartige Verbundfassade erprobt undumgesetzt. Die Haut der Fassade des kleinen Holztafelbausbesteht aus Upcycling-Polyurethan-Pressplatten, die mit einer2 bis 3 mm dicken, hochelastischen Polyurethan-Beschichtungversehen sind. Der Pavillon wird als Veranstaltungsort undStudentencafe genutzt und dient den Forschern gleichzeitig zurEvaluation des neuen Fassadensystems über die kommendenJahre.

Keywords Polyurethan-Pressplatte; Polyurethan-Beschichtung;Holztafelbau; Lehre; Forschung; Studierendenprojekt

Education and research – Composite system of up-cycled PURpanels and timber for façade structures.The environmentally friendly combination of new materials andthe demonstration of new engineering and architecturalpossibilities is the goal of a project at the „Department ofConceptual and Structural Design-Composite Structures“.An experimental pavilion with a novel composite façade isdesigned, aiming to improve the durability of timber structuresby employing technical and environmental innovations.Therefore a timber frame is combined with up-cycled com-pressed polyurethane (PUR) panels which again are protectedby a 2 to 3 mm thick sprayed polyurethane coating. The pavilionis used for lectures during summertime and at the same timeallows researchers to evaluate its innovative façade structureduring the coming years.

Keywords upcycling; polyurethane panels; polyurethane coating; studentproject; education; research

BERICHT

Bild 1 Außen- und Innenansicht des Studenten-Pavillons mit DetailsElevation and details of the students pavilion


V. Schmid, D. Zauft: Education and research – Composite system of up-cycled PUR panels and timber for façade structures.

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2 Die Konstruktion2.1 Vorgefertigter Holztafelbau

Aus Gründen des Denkmalschutzes waren keine Eingrif-fe in den alten Pflastersteinbelag erlaubt. Die Holzkon-struktion des Pavillons wurde deshalb auf einem umlau-fenden Stahlrahmen gelagert, der zum Ausgleich der Un-ebenheiten des Hofbelags wiederum auf einem schmalenBetonsockel aufliegt. Der Pavillon misst außen 6,98 m auf4,86 m mit einer Höhe von 3,09 m. Die einzelnen Bo-den-, Wand- und Deckentafeln bestehen aus einer Stän-der-und-Riegelkonstruktion aus Konstruktionsvollholzund sind innen mit einer tragenden OSB-Platte beplankt(Bild 4).

Auf der Außenseite sind Polyurethan-Platten angeordnet,s. Abschnitt 2.2.1, die wegen ihrer fehlenden baulichenZulassung für statische Zwecke in der Statik als nicht tra-gend angesetzt wurden. Die Tafeln wurden in der Ver-suchshalle des Instituts für Bauingenieurwesen in denWintermonaten teilweise vorgefertigt und dann im Früh-jahr mit der innenliegenden Beplankung aus OSB-Plattenaufgestellt, die Deckentafeln mithilfe eines kleinen Auto-krans (Bild 5). Die vorgefertigten Tafeln wurden mit in-nenliegenden Schrauben zusammengefügt und anschlie-

ßend mit den Polyurethan-Pressplatten beplankt. Diesesind im Wand- und Dachbereich 16 mm bzw. 24 mm dickund als Gehbelag auf dem Bodenelement 2 × 24 mm. Diedoppelte Ausführung resultiert aus den Anforderungenan die Verformungsbegrenzung. Abschließend konnteeine PUR-Dickfilmbeschichtung (s. Abschnitt 2.2.2)innen und außen fugenlos aufgesprüht werden (Bild 6).

Bild 2 Die raumhohen Türen lassen sich 360° weit öffnenThe doors can be open in an angle of 360°

Bild 3 Außenansicht des studentischen Pavillons im denkmalgeschütztenTIB-GeländeExterior view of the students pavilion in the listed TIB area

Bild 4 Explosionszeichnung des ExperimentalpavillonsExploded view of the experimental pavilion

Bild 5 Studierende beim Errichten des Pavillons in HolztafelbauweiseAssembling process done by students


V. Schmid, D. Zauft: Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten und Holz für einen Lehr- und Forschungspavillon in Berlin

2.2 Innovatives Fassadenkonzept2.2.1 Upcycling-Polyurethan-Pressplatten

Eines der entscheidenden Probleme von Holzkonstruk-tionen, insbesondere im Fassadenbereich, ist die Fragenach einem zuverlässigen und langandauernden Schutzgegen eindringende Feuchtigkeit. Im vorliegenden Pro-jekt wurden aus diesem Grund für die äußere Beplan-kung der Tafeln und damit der Fassadenfläche erstmaligfeuchteunempfindliche und verrottungssichere Polyure-than-Platten eingesetzt (Bild 7).

Diese Platten werden aus Abfällen der Polyurethan-Dämmschaumherstellung gefertigt. Die Abfallstücke wer-den gemahlen und unter Einsatz von MDI-Polyisocyanatin Verbindung mit Wasser als Bindemittel unter hohemDruck zu einzelnen Platten gepresst. Die Platten werdenin Dicken von 10 bis 80 mm hergestellt mit einer Dichtezwischen 300 und 850 kg/m3, abhängig von der späterenAnwendung [1]. Die PUR-Pressplatten können mit denfür die Holzverarbeitung üblichen Maschinen bearbeitetund gut verschraubt werden. Bis heute werden diese Plat-ten wegen ihrer Feuchteunempfindlichkeit im Schiffsaus-bau, als Kernmaterial für Sandwichkonstruktionen undim Automobilbau für Sonderanwendungen eingesetzt.Die Vorteile, insbesondere für den Einsatz im Fassaden-bereich, sind die Dampfdurchlässigkeit der Platten und

ihre geringe Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,06 bis 0,10W/(mK). Beide Eigenschaften prädestinieren diesenWerkstoff für den gemeinsamen Einsatz in Holzkonstruk-tionen. Die beschriebenen Purenit-Platten wurden bisherausschließlich für nichttragende Zwecke verwendet undihre Festigkeitswerte dementsprechend nur nach den Vor-schriften der Norm für Dämmstoffe bestimmt. Im Zusam-menhang mit dem Bau des Pavillons wurden deshalb vonden Studierenden kleinmaßstäbliche Versuche für dieScher- und Zugfestigkeiten von Schrauben in Purenitdurchgeführt, um erste Anhaltswerte für die notwendigeSchraubenanzahl zu gewinnen (Bild 8).

2.2.2 Polyurethan-Dickfilmbeschichtung

Die eingesetzten Polyurethan-Pressplatten benötigen kei-nen chemischen Witterungsschutz, insbesondere wennsie mit einer 2 bis 3 mm dicken Polyurethan-Spritzbe-schichtung versehen werden. Im Projekt wurde die PUR-Beschichtung, ohne die bei anderen Untergründen not-wendige Grundierung, direkt auf die Purenit®-Platten auf-gesprüht. Die Beschichtung ist dampfdurchlässig undhochelastisch. Sie kann deshalb mögliche Risse und dasAufweiten von Arbeitsfugen sicher überbrücken. Der zumSchutz vor UV-Strahlung notwendige Deckanstrich be-stimmt die Farbe der Beschichtung und muss ca. allezehn Jahre erneuert werden. Diese Form des Witterungs-schutzes wurde bereits erfolgreich bei der Mensa in Karls-ruhe [2] und beim Projekt Metropol Parasol in Sevilla [3]eingesetzt, beide Male allerdings auf Holz.

2.3 Konstruktion und Details

Nach wie vor ist der Witterungsschutz eine der großenHerausforderungen des Holzbaus. Das Ziel des Studie-rendenprojekts aus technischer Sicht war die Unter-suchung, inwieweit eine Kombination aus Polyure-than-Pressplatten und einer optimal dazu gewähltenBeschichtung ein dichtes und gleichzeitig robustes Fassa-densystem zum Schutz von Holzkonstruktionen garantie-

Bild 6 Die 3 mm dicke Dickfilm-Beschichtung wird auf die Polyurethan-Pressplatten aufgesprühtThe 3 mm polyurethane coating is applied on the polyurethane-press-plate façade

Bild 7 Schnitt durch eine Upcycling-Polyurethan-Platte mit aufgesprühterPUR-Beschichtung mit UV-beständigem DeckanstrichUp-cycling polyurethane panel with PUR-coating with a top coating


V. Schmid, D. Zauft: Education and research – Composite system of up-cycled PUR panels and timber for façade structures.

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ren kann, ohne dass zusätzlich ein aufwändiger und teu-rer konstruktiver Holzschutz notwendig wird. Es sollteuntersucht werden, welche neuen architektonischen undkonstruktiven Möglichkeiten aus solch einer Mate-rialkombination resultieren. Dazu wurden einige beson-dere konstruktive Detaillösungen entwickelt, die in denfolgenden Jahren evaluiert werden, beispielsweise eineDachentwässerung, bei der die Rinne direkt in der Ar-beitsfuge in den Tiefpunkten zwischen den Dachtafelele-menten liegt und ausschließlich mit der PUR-Spritzbe-schichtung abgedichtet wird (Bild 10). Die neuen Mög-lichkeiten der PUR-Spritzbeschichtung wurden ebenfallsim Bereich der Lamellen für einen staub- und tauwasser-freien Anschluss der Polykarbonat-Scheiben an den Holz-rahmen eingesetzt (Bilder 9 und 11).

3 Zusammenfassung und Ausblick

Das erfolgreiche Experiment eines kombinierten Lehr-und Forschungsprojekts an der Technischen UniversitätBerlin, das mit einer Kooperation von Bauingenieur- undArchitekturstudierenden in einem Entwurfsseminar be-gann, ermöglichte den Bau eines innovativen Pavillons inHolztafelbauweise. Für die Fassade wurden erstmals Up-cycling-Polyurethan-Pressplatten in Kombination mit

einer Polyurethan-Spritzbeschichtung verwendet, umeine wasserdichte, fugenlose aber dampfdiffusionsoffeneFassadenfläche zu erreichen. Die beschriebene robusteKonstruktion verspricht wegen ihrer Wasserunempfind-lichkeit eine sehr lange Lebensdauer. Die nächsten Jahrewerden genutzt, um die Fassadenkonstruktion auch lang-

Bild 8 Studierende beim Testen der Scher- und Auszugsfestigkeit von Schrauben in einer Verbindung von PUR-Pressplatten mit HolzStudents are testing the shear and pull-out strength of screws in a PUR-panel to timber connection

Bild 9 Die Polycarbonat-Lamellen sind mit der Holzkonstruktion verklebtund mit einer PUR Beschichtung versiegeltThe polycarbonate lamellas are glued to a timber frame and sealedwith the PUR coating

Bild 10 a) Ansicht der integrierten Regenrinne und der nur 16 mm dickenAttikab) Detail: Die Regenrinne befindet sich zwischen zwei Decken-elementena) Drainage and 16 mm thick atticb) Detail: drainage located in joint of roof components

a)

b)


V. Schmid, D. Zauft: Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten und Holz für einen Lehr- und Forschungspavillon in Berlin

zeitig zu prüfen. Die durchgeführten Versuche weisen da-rauf hin, dass Polyurethan-Pressplatten auch lastabtra-gend eingesetzt werden können, dazu und für die Tragfä-higkeit von Schraubverbindungen besteht allerdings nochForschungsbedarf. Der kleine Experimentalbau zeigt aberschon heute, dass diese innovative Materialkombinationganz neue Möglichkeiten des Entwerfens und Konstruie-rens im Holzbau ermöglicht. Dazu wurden für den Stu-dentenpavillon neue Detaillösungen entwickelt, die nunlangfristig evaluiert werden.

4 Danksagung und Beteiligte

Das Studierendenprojekt war nur möglich Dank der kos-tenfreien Bereitstellung von Purenit®-Platten durch dieFirma Puren, des Beschichtungsmaterials durch die AB-Polymerchemie und die Bayer AG, die ebenfalls Makro-

lon-Scheiben zur Verfügung stellte, sowie die Beschich-tungsfirma Reaku. Außerdem wurden Befestigungsmittelund Schrauben von der Firma Spax und weitere Verbin-dungsmittel der Fa. Strong-Tie bereitgestellt, Zement vonHeidelbergCement und Anschlussteile durch HamannMetallbau. Die Gesellschaft der Freunde der TU Berlin,die Fachschaft BauInx, der VBI Berlin-Brandenburg, dieBaukammer Berlin, das Institut für Bauingenieurwesenund die Berliner Ingenieurbüros Triconcept, Krone Ha-mann Reinke, HHP Berlin, Nixdorf Consult und Arupunterstützten das Projekt mit Geldspenden und Know-how.

Dank der innovativen Verwendung von umweltfreund-lichen Materialien erhielt der TIB-Pavillon Forschungs-gelder durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Am Bau BeteiligteBauherr: Technische Universität BerlinEntwurf: Studierende des Bauingenieurwesens und derArchitektur, TU-BerlinTragwerksentwurf, Ausführungsplanung, Bauleitung:Studierende des Bauingenieurwesens, TU-BerlinHolzbau: Studierende des Bauingenieurwesens, TU-Ber-linBetreuung: Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren –Verbundstrukturen, Institut für Bauingenieurwesen, TU-BerlinFachgebiet für konstruktives Entwerfen und klimagerech-tes Bauen, Institut für Architektur, TU-BerlinBeschichtung: Reaku Hobein GmbH, Schönebeck, mitAB-Polymerchemie GmbH, Aurich

c) Detailskizze Ansicht des Pavillons mit Detailsc) Detail of the lamella

Bild 11 Anschluss der Polykarbonat-Doppelstegplatten an den Fenster-rahmen und Abdichtung mit 3-mm-PUR-BeschichtungDetail of the polycarbonate panel with the window frame and a3 mm PUR coating

a) Lamelle vor dem Beschichtena) Lamella before the coating process

b) Übergangsbereichbeschichtet

b) Coated section betweenpolycarbonate and frame

Bild 12 Innenansicht des Pavillons mit LamellenInterior view of the pavilion

a) b)

c)

Literatur

[1] RASSHOFER, W.: Recycling von Polyurethan-Kunststoffen.Klebpressen von Polyurethanreststoffen aus dem Bau- undIndustriebereich. Heidelberg: Hüthig Verlag 1994, S. 385.

[2] FRITZEN, K.: Material-Neutron. Die neue Mensa der Hoch-schule für angewandte Wissenschaften Karlsruhe. Bauenmit Holz (2006), H. 11, S. 22–26.

[3] SCHMID, V.; KOPPITZ, J.-P.; THURIK, A.: Neue Konzepte imHolzbau mit Furnierschichtholz – Die Holztragkonstrukti-on des Metropol Parasol in Sevilla. Bautechnik 88 (2011),H. 10, S. 707–714.

Autoren:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Volker SchmidDipl.-Ing. Doreen ZauftInstitut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren – Verbundstrukturen, TU Berlin, TIB 1-B11, Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin, [email protected]

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Ernst & SohnVerlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG




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Als Nachschlagewerk enthält das Buch ein umfassendes Stichwortverzeichnis. Die Gliede-rung des Inhalts und Hervorhebungen im Text erleichtern die Übersicht. Bezeichnungen, Werk-stoff- und Querschnittswerte sowie Abrisse der Matrizenalgebra, der Tensorrechnung und der Variationsrechnung sind in Anhängen zusam-mengefasst.

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eigneter Maßnahmen runden diesen Leitfaden für die Praxis ab.

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Die Autoren haben mit der entwurfsorientierten und werkstoffübergreifenden Lehre an der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Universität Stuttgart einen neuen Standard gesetzt. Balthasar Novák ist Professor für Massivbau und Ulrike Kuhlmann ist Professorin für Stahl-, Holz- und Verbundbau an der Universität Stuttgart. Mathias Euler ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut von Frau Prof. Kuhlmann und forscht im Bereich des Stahlbaus.

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Firmen und Verbände – Persönliches– Rezensionen – Nachrichten

BAUTECHNIK aktuell 1/12

Aus dem Inhalt

In Memoriam Ulrich Schneider .............................................................. 73Ehrendoktorwürde für Prof. Manfred Curbach ................................... 74Albert Krebs 80 Jahre .............................................................................. 75Ehrenvorsitz für Prof. Dr.-Ing. Günther Schmidt-Gönner ................... 76VBI verpflichtet neuen Hauptgeschäftsführer .................................... 76Verantwortlichkeit für das Bauobjekt ................................................... 77Werklohn nicht ohne vorherige Abnahme ........................................... 7715. Dresdner Baustatik-Seminar ............................................................ 78Kongresse – Symposien – Seminare – Messen .................................. 79

ULRICH SCHNEIDER wurde am 17. Juli1942 in Köslin (Pommern) geboren.Nach der Flucht in den Westen und derGrund- und Realschule machte er eineMaschinenschlosserlehre und erwarbparallel in der Abendschule die Fach-schulreife und Hochschulreife. Danachabsolvierte er ein Maschinenbaustudiuman der Ingenieurschule Hamburg, das ernach kurzer Tätigkeit als Konstruktions-ingenieur an der Technischen UniversitätBraunschweig fortsetzte und 1970 mitdem Diplom abschoss.

Seine wissenschaftliche Laufbahn be-gann ULRICH SCHNEIDER 1970 am Insti-tut für Baustoffe, Massivbau und Brand-schutz der TU Braunschweig als wissen-schaftlicher Mitarbeiter von ProfessorKARL KORDINA. Mit der Dissertation„Zur Kinetik festigkeitsmindernder Re-aktionen in Normalbetonen bei hohenTemperaturen“ wurde er 1973 zum Dr.-Ing. promoviert. Seine Forschungsergeb-nisse waren wichtige Vorleistungen fürdie erfolgreiche Einwerbung des Sonder-

forschungsbereichs 148 „Brandverhaltenvon Bauteilen“ der DeutschenForschungsgemeinschaft, in dem er von1973 bis 1986 das Teilprojekt „Tempera-turverhalten von Festbeton“ leitete. Indieser Zeit wurde er zum AkademischenRat und bald darauf zum AkademischenOberrat ernannt. 1979 habilitierte er sichmit der Arbeit „Ein Beitrag zur Frage desKriechens und der Relaxation von Betonunter hohen Temperaturen“.

1981 wurde ULRICH SCHNEIDER alsordentlicher Professor für Baustoffkunde(einschließlich Bauphysik, Bauchemieund Brandschutz) an die Universität-Gesamthochschule Kassel berufen, wo er1983 auch die Leitung der AmtlichenBaustoff- und Betonprüfstelle übernahm.Von der IHK Kassel wurde er 1982 alsvereidigter Sachverständiger für dasSachgebiet Baustoffkunde und Bauten-schutz bestellt, 1985 gründete er einIngenieurbüro in Kassel und wurde Mit-inhaber der Arbeitsgemeinschaft fürBrandsicherheit (AGB) in Bruchsal

1988 folgte er dem Ruf auf den Lehrstuhlfür Baustofflehre an der TechnischenUniversität Wien, 1990 wurde er zum o.Univ.-Prof. und Institutsvorstand desneuen Instituts für Baustofflehre, Bau-physik und Brandschutz ernannt. 1996wurde er Abteilungsleiter und 1997 stell-vertretender Leiter der TechnischenVersuchs- und Forschungsanstalt (TVFA)der TU Wien, von 2005 bis zur Emeritie-rung im Jahr 2010 leitete er das integrier-te Institut für Hochbau und Technologie.

Für seine herausragenden wissenschaftli-chen Leistungen wurde Prof. SCHNEIDER

vielfach geehrt. Er wurde 2002 zumEhrenprofessor der Moskauer OffenenUniversität und der Agro-TechnischenUniversität Ksyl-Orda (Kasachstan) er-nannt, 2004 erhielt er die Ehrendoktor-würde der Staatlichen Technischen Uni-versität Brest, 2005 wurde er Ehrenpro-fessor der Nationalen Technischen

Universität Minsk und Ehrenmitglied derRussischen Akademie für Architekturund Bauwissenschaften. Seine breitenKennnisse und Erfahrungen stellte erauch über viele Jahre als Gutachter derDeutschen Forschungsgemeinschaft inden Dienst der Forschungsförderung.

Aber nicht nur Wissenschaft und For-schung lagen ULRICH SCHNEIDER amHerzen, er war stets auch bemüht, seineErkenntnisse zeitnah in die Praxis umzu-setzen. So war er von 1974 bis 2010Mitglied oder Obmann zahlreicher deut-scher und österreichischer Normenaus-schüsse (DIN, KTA, ÖNV) sowie inter-nationaler technisch-wissenschaftlicherVereinigungen (CIB, RILEM). Vom Bun-desumweltminister wurde er in die Reak-torsicherheitskommission und in derenAusschuss Anlagen und Systemtechnikberufen.

ULRICH SCHNEIDERS Interesse und En-gagement in der Forschung und Praxisgalt einerseits der Baustoffkunde undandererseits dem Brandschutz. An dieserStelle sollen stellvertretend die besonde-ren Verdienste um den Brandschutzgewürdigt werden.

Seit Anfang der 1970er Jahre war erMitglied im Normenausschuss DIN18230 Teil 1 – Brandschutz im Industrie-bau – und leistete wichtige Beiträge zurValidierung des Verfahrens der äquiva-lenten Branddauer mithilfe von Wärme-bilanzrechnungen. Das anfangs verwen-dete einfache Vollbrandmodell wurdebald durch ein Zonenmodell ersetzt, dasauch lokal begrenzte Brände und hori-zontale Ventilationsflächen berücksichti-gen konnte. Im nächsten Schritt wurdedas Zonenmodell zum Mehrraummodellerweitert, um auch neben- und überei-nander liegende Räume, die über Öff-nungen verbunden sind, berechnen undden Übergang vom lokalen Brand übereinen Flashover zum Vollbrand berück-sichtigen zu können. Ergebnis dieser

P E R S Ö N L I C H E S

In Memoriam Ulrich Schneider

Ulrich Schneider


BAUTECHNIK aktuell

Er betreute mindestens 12 Dissertatio-nen und über 100 Diplom- und Masterar-beiten. Seit 1970 sind über 370 wissen-schaftliche Veröffentlichungen, davon 15Fachbücher, und ungezählte Forschungs-berichte und Vorträge entstanden. Be-sonders erwähnt seien zwei Standard-werke für den Brandschutz, die „Grund-lage der Ingenieurmethoden imBrandschutz“ (Werner Verlag) und die„Ingenieurmethoden im baulichenBrandschutz“ (expert verlag), deren 6.Auflage kürzlich erschienen ist.

ULRICH SCHNEIDER starb nach längererKrankheit am 23. Oktober 2011 in Pur-kersdorf/Österreich. Wir, die in der Ent-wicklung und Anwendung von Inge-nieurmethoden des Brandschutzes mitihm verbunden waren, und die Fachwelt,die er mit seinen Visionen und Beiträgenvorangebracht hat, werden ihm ein eh-rendes Andenken bewahren.

DIETMAR HOSSER

MARITA KERSKEN-BRADLEY

Brandschutz (VIB) mit Ulrich Schneiderals Gründungsmitglied. Im Jahr 2009konnte er das Normungsvorhaben DIN18230 Teil 4 initiieren, um die Grundla-gen für Brandsimulationen im Bereichdes Industriebaus weiter zu vereinheitli-chen. Als Obmann hat er in den inzwi-schen vorliegenden Entwurfsvorschlagsein jahrzehntelang gesammeltes Wisseneinfließen lassen.

Ein wesentliches Forschungsgebiet vonULRICH SCHNEIDER war von Beginn andas Hochtemperaturverhalten vonBeton. Mit der Weiterentwicklung derBaustofftechnologie untersuchte er expe-rimentell und hinsichtlich der physikali-schen und chemischen Grundlagen zu-nächst den normalfesten Beton, ab den1990er Jahren den hochfesten Beton undin den letzten Jahren den selbstverdich-tenden Beton und ultra-hochfestenBeton. Die Ergebnisse brachte er jeweilsinternational in von ihm geleiteteRILEM-Komitees ein und bereitete sieauch für die praktische Anwendung, z. B.im Tunnelbau, auf.

Entwicklungen ist das auch internationalbekannte Simulationsmodell MRFC, mitdem die Rauchausbreitung und –ablei-tung und die Temperaturbeanspruchungvon Bauteilen im Brandfall simuliertwerden können.

In umfangreichen Recherchen sammelteund validierte Prof. SCHNEIDER Datenund Submodelle zur Brandentstehungund -ausbreitung und zum Brandverhal-ten von Stoffen als Eingangsgrößen füringenieurmäßige Nachweise im Brand-schutz. Seine Arbeiten zur Modellierungund versuchsmäßigen Bestimmung desAbbrandverhaltens von Stoffen brachteer als Obmann der ArbeitsausschüsseDIN 18230 Teil 2 und Teil 3 in die Nor-mung ein.

Sehr engagiert setzte er sich für die Ver-einheitlichung der Grundlagen und Ein-gangsgrößen für Brandsimulationen einals wesentliche Voraussetzung für derenAkzeptanz und Verbreitung. Mit dieserZielsetzung entstand auch der Verein zurFörderung von Ingenieurmethoden im

Am 15. November 2011 erhielt Prof. Dr.-Ing. MANFRED CURBACH die Ehrendok-torwürde des Fachbereiches Bauinge-nieurwesen der Technischen UniversitätKaiserslautern. Der 55 Jahre alte Hoch-schullehrer der Technischen UniversitätDresden ist einer der führenden deutsch-sprachigen Wissenschaftler auf demGebiet des Stahlbeton- und Spannbeton-baus. In einem Festakt überreichte derPräsident der TU Kaiserslautern, Prof.HELMUT J. SCHMIDT, die Urkunde. Ge-meinsam mit dem Dekan des Fachberei-ches, Prof. WOLFGANG KURZ, konnte ereine große Zahl an Gästen willkommenheißen. Die Laudatio hielt der Leiter desFachgebietes Massivbau und Baukon-struktion, Prof. JÜRGEN SCHNELL.

Entscheidend für die Vergabe der Ehren-doktorwürde an Prof MANFRED CUR-BACH waren seine herausragenden wis-senschaftlichen Erfolge im konstruktivenIngenieurbau, seine Verdienste bei derkonsequenten Umsetzung von For-schungsergebnissen in die Baupraxis undseine vorbildliche Persönlichkeit. AlsSprecher des Sonderforschungsbereiches„Textilbeton“ der Deutschen Forschungs-gemeinschaft hat er ganz wesentlich zurgrundlegenden Erforschung einer neuenBauart beigetragen. Aktuell ist er Spre-cher des von ihm initiierten DFG-

Schwerpunktprogramms „Leicht Bauenmit Beton – Grundlagen für das Bauender Zukunft mit bionischen und mathe-matischen Entwurfsprinzipien“, in demetwa 50 Wissenschaftler von elf Techni-schen Universitäten zusammenarbeiten.Weiterhin ist er führend in der Erfor-schung des mehraxialen Tragverhaltensdes Werkstoffes Beton.

Zusätzlich bekleidet Prof. CURBACH eineVielzahl von Ehrenämtern. Der frühereVorsitzende der VDI-Gesellschaft Bau-technik ist seit 2004 Vorsitzender desVorstandes des Deutschen Ausschussesfür Stahlbeton und hat damit das höchs-

te national zu vergebende Ehrenamt imBetonbau inne. Er ist Leiter der deut-schen Delegation bei der weltweiten„fédération internationale du béton“. Erwar Mitglied im Senat der DeutschenForschungsgemeinschaft und mehrereJahre lang als Prorektor der TU Dresdenfür die strategische Ausrichtung seinerUniversität zuständig.

Zur Technischen Universität Kaiserslau-tern unterhält Prof. CURBACH seit vielenJahren enge Beziehungen, die sich ineiner intensiven wissenschaftlichen Zu-sammenarbeit auf unterschiedlichstenEbenen niedergeschlagen haben.


Ehrendoktorwürde der TU Kaiserslautern für Prof. Manfred Curbach

TU-Präsident Prof. Dr.HELMUT J. SCHMIDT,Prof. Dr.-Ing. MANFRED

CURBACH und Prof.Dr.-Ing. WOLFGANG KURZ

(v.l.n.r.).Foto

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BAUTECHNIK aktuell

Am 12. Januar 2012 vollendete Prof.Dr.-Ing. ALBERTUS KREBS sein 80tesLebensjahr. In München geboren, stu-dierte KREBS von 1950–1955 an derTechnischen Hochschule DarmstadtBauingenieurwesen. Er trat 1956 alseiner der ersten Mitarbeiter in das priva-te Ingenieurbüro seines Lehrers Prof.Dr.-Ing. ALFRED MEHMEL – dem „Brü-ckenpapst“ der Nachkriegsjahre – ein.1962 promovierte KREBS mit einer Dis-sertation über Kreisringplatten. In dieseJahre fallen so herausragende Projektewie die Nibelungenbrücke in Worms(Freivorbau), die erste Hangbrücke ausSpannbeton am Krahnenberg bei Ander-nach (kurvengängige Vorschubrüstung)sowie die rasante Entwicklung desRhein-Main-Flughafens in Frankfurt(u. a. Terminal 1).

1965 wurde ALBERT KREBS Partner imBüro Mehmel-Krebs. Schon ein Jahrspäter wurde er mit nur 34 Jahren der bisdato jüngste Prüfingenieur für Baustatikim Fachbereich Massivbau und Holzbau.Nach MEHMELS Tod 1973 firmierte erdas Büro mit dem dritten Partner, Dr.-Ing. GERHARD KIEFER, in Krebs undKiefer um, heute eine der bedeutendenund größten deutschen Ingenieurgesell-schaften im Bauwesen.

Bereits im Büro Mehmel-Krebs wurdenherausragende Projekte geplant oderbautechnisch geprüft. 1973 erhielt AL-BERT KREBS zudem die Prüflizenz imMetallbau. 1995 wurde er beim Eisen-

bahn-Bundesamt Prüfingenieur für Kon-struktiven Ingenieur- und Brückenbaualler Fachrichtungen. Er setzte sich nach-drücklich für die Umsetzung des Vier-Augen-Prinzips ein und engagierte sichim Verband der Prüfingenieure für Bau-statik (VPI), dessen hessischem Landes-verband er 1979–1992 vorstand. Mittel-punkt seiner Bemühungen war dieDurchsetzung und Sicherung eineshohen Qualitätsniveaus. Stets war ihmnicht nur die Einhaltung der technischenRegeln von Bedeutung. Vielmehr lag undliegt ihm auch die Berücksichtigung allerweitergehenden Aspekte am Herzen. Mitseinem scharfen, analytischen Denken,vor dem sich mancher Kollege und Mit-arbeiter auch mal fürchten durfte, ge-paart mit seinem stets höflichen, aberauch in der Sache bestimmenden Wesen,widmet er sich dem weitestgehendenAusloten der technischen Problematikund deren pragmatischer Lösung.

Neben der erfolgreichen Entwicklungdes Ingenieurbüros – mittlerweile mitweiteren Partnern und neuen, herausra-genden Projekten wie:

– Rombachtalbrücke der ICE-Neubau-strecke Fulda-Kassel,

– Terminal 2 am Flughafen Frankfurt,– Gesamtplanung der ICE-Neubaustre-

cke Erfurt-Leipzig/Halle,– diversen Hochhäuser in Frankfurt

(Deutsche Bank, Helaba, DG-Bank,Commerzbank)

vergaß ALBERT KREBS nie seine wissen-schaftlichen Wurzeln. Diverse Fachveröf-fentlichungen zu Themen des Massiv-und Brückenbaus sowie zu Hochhaus-schwingungen stammen aus seinerFeder. Er verantwortete ferner zusam-men mit seinem Mitarbeiter Dr.-Ing.BERNHARD HARTUNG die ErweiterteTechnische Biegelehre. Mit diesem ganz-heitlichen, sämtliche Schnittgrößen M, Nund V verbindenden Bemessungsansatzsind heute Nachrechnungen und Ent-würfe von komplexen Brückenquer-schnitten möglich. 1986 wurde KREBS

schließlich Honorarprofessor im Fach-bereich Ingenieurbauwerke an der TUDarmstadt.

Einen weiteren Schwerpunkt seinestechnischen Engagements widmete erden Trag- und Vorschubgerüsten. Seit1971 war er Mitglied im Sachverständi-genausschuss Traggerüste des DIBt. Dievon ihm mitverfasste Check-Liste für

Traggerüste gehört mittlerweile zu denStandardwerken auf diesem Gebiet.

Als Unternehmer setzte er sich für eineleistungsgerechte Honorierung von Inge-nieuren ein. Aus Überzeugung engagierteer sich im AHO (Ausschuss der Verbän-de und Kammern der Ingenieure undArchitekten für die Honorarordnunge.V.), dessen Fachkommission „Inge-nieurbauwerke und Tragwerksplanung“er vorsaß, und war maßgeblich an derGestaltung der HOAI beteiligt. ImHOAI-Gesamtkommentar von Jochemverfasste er den Beitrag zum Leistungs-bild Tragwerksplanung. Seine zahlrei-chen Vorträge und Fortbildungen zumThema Honorarrecht und HOAI führtenihn auch bis nach China. Durch seineaufrichtige und integere Haltung genießter sowohl bei Planern als auch bei Auf-traggebern höchste Anerkennung undVertrauen.

Den Abschluss seines aktiven Berufsle-bens als Ingenieur krönte KREBS mit derBetreuung der Planung des Schiffshebe-werks am 3-Schluchten-Staudamm inChina, des sich derzeit im Bau befinden-den, größten Schiffslifts der Welt.

ALBERT KREBS führte sein Ingenieurbürostets mit Weitsicht und Strategie. Beiseinem Ausscheiden aus der aktivenGeschäftsleitung und Wechsel in diePosition eines Beirats 2005 hatte dasUnternehmen weit über 300 Mitarbeite-rinnen und Mitarbeiter und war bzw. istbis dato in allen Bereichen des Bauwe-sens aktiv. Das Ingenieurbüro wird heutevon einer Sozietät aus Partnern dermittlerweile 3. Generation geführt, der ernach wie vor angehört und mit Rat undTat zur Seite steht.

Die besten Wünsche zum 80. Geburtstag,weiterhin viel Schaffenskraft und vielGesundheit und Freude im Kreis seinerFamilie!


Albert Krebs 80 Jahre

Albert Krebs

Dr. JAN AKKERMANN

im Namen der Gesellschafter der Krebsund Kiefer & Partner GbR


BAUTECHNIK aktuell

Der Fachbereichstag Bauingenieurwesen(FBTbau) hat auf seiner Vollversamm-lung in Gießen am 21. Oktober 2011seinen langjährigen Vorsitzenden Prof.Dr.-Ing. GÜNTHER SCHMIDT-GÖNNER

zum Ehrenvorsitzenden gewählt.

Prof. SCHMIDT-GÖNNER war in denJahren 1994 bis 2009 Vorsitzender desFachbereichstages Bauingenieurwesenund gehörte insgesamt 16 Jahre demVorstand an. Sein Nachfolger als Vorsit-zender des Fachbereichstages, Prof. Dr.-

Ing. HORST WERKLE, sprach in seinerRede von einer „Ära SCHMIDT-GÖNNER“.Prof. SCHMIDT-GÖNNER hat den FBTbaudurch die stürmischen Zeiten des Bolog-na-Prozesses geführt. Er ist ein Verfech-ter der Qualitätssicherung an Hochschu-len. So war der FBTbau Gründungsmit-glied der Akkreditierungsagentur ASIINund des ASBau (Akkreditierungsverbundfür Studiengänge des Bauwesens). Hierhat Prof. SCHMIDT-GÖNNER in den ver-schiedenen Gremien die Belange derFachhochschulen mit großer Sachkom-petenz bestens vertreten. Unter seinerLeitung wurden die Mindeststudieninhal-te für Bauingenieure vom FBTbau entwi-ckelt. Diese sind maßgeblich in die Stan-dards von ASBau und die Qualitätsan-forderungen der ASIIN eingeflossen.Durch die Gründung der Konferenz derFachbereichstage (KFBT), an der erwesentlich beteiligt war und deren Vor-sitzender er in den Jahren 2004–2010war, hat er den Fachbereichstagen zu

einer hörbaren Stimme in bundesweitenhochschulpolitischen Gremien undOrganisationen wie der Hochschulrekto-renkonferenz (HRK), dem Wissen-schaftsrat, dem Centrum für Hochschul-entwicklung (CHE) und dem Bad Wies-seer Kreis sowie beiArbeitgeberverbänden und Ministerienverholfen. Die F&E-Aktivitäten derFachhochschulen auch nach außen sicht-bar zu machen, war für ihn ein weiteresAnliegen. So wurden 2006 (Konstanz),2007 (Frankfurt) und 2008 (Dresden)Forschungstage des FBTbau durchge-führt. Prof. SCHMIDT-GÖNNER arbeiteteauch aktiv beim AIF mit. Durch dieWahl zum Ehrenvorsitzenden würdigtder Fachbereichstag Bauingenieurwesendas besondere langjährige Engagementund die Verdienste von Prof. SCHMIDT-GÖNNER für das Bauingenieurwesen anden Hochschulen für Angewandte Wis-senschaften/Fachhochschulen inDeutschland.


Ehrenvorsitz für Prof. Dr.-Ing. Günther Schmidt-Gönner

„Mit der Bestellung von ARNO METZLER

zum neuen Hauptgeschäftsführer desVerbandes Beratender Ingenieure wer-den wir die Ziele der unabhängigenPlanungsbüros und beratenden Ingenieu-re in den nächsten Jahren maßgeblichvoranbringen. Wir freuen uns, einen impolitischen Berlin so exzellent vernetztenVerbandsmanager für den VBI gewon-nen zu haben.“ Dies sagte VBI-PräsidentDr.-Ing. VOLKER CORNELIUS in Berlin.

Rechtsanwalt ARNO METZLER wechseltin der ersten Hälfte des Jahres 2012 zumführenden Wirtschafts- und Berufsver-band unabhängiger Ingenieurunterneh-men und freiberuflicher Planer inDeutschland. Zeitgleich zu der Verpflich-tung METZLERS geht der langjährigeVBI-Hauptgeschäftsführer Dipl.-Ing.KLAUS ROLLENHAGEN in den verdientenRuhestand.

Mit der Neubesetzung der Hauptge-schäftsführung hat sich beim VBI einschrittweiser Führungswechsel vollzo-gen. Bis zur Amtsübernahme ARNO

METZLERS leitet die VBI-JustiziarinSABINE VON BERCHEM die VBI-Ge-schäftsstelle.

„Mit der Neuverpflichtung Metzlers willder VBI seine seit Jahren erfolgreichePositionierung vorantreiben und diepolitische Verbandsarbeit weiter verbes-sern. Die Novellierung der HOAI, dieGesamtschuldnerische Haftung für Inge-nieurbüros und die Reform desPlanungsrechts sind wichtige Themen,bei denen wir mit Unterstützung Metz-lers wesentlich vorankommen werden“,sagte der VBI-Präsident.

CORNELIUS dankte KLAUS ROLLENHA-GEN für seinen über zwei Jahrzehnte

währenden Einsatz für den Berufsstandder unabhängigen Ingenieure inDeutschland und sein Engagement fürden VBI.

Über die Personalie hinaus betonte derVBI-Präsident, dass der VBI mit derVerpflichtung METZLERS auch einenAkzent für das Engagement des VBI inRichtung Freiberuflichkeit der beraten-den Ingenieure gesetzt habe.

„METZLER personifiziert die Grundsätzeder Freiberuflichkeit geradezu auf natio-naler wie auf europäischer Ebene“, soCORNELIUS, der im November 2011erneut zum Vizepräsidenten des BFBgewählt worden ist.


Verband Beratender Ingenieure VBI verpflichtet neuen Hauptgeschäftsführer

Der Umbau des Militärhistorischen Mu-seums in Dresden erregt öffentlichesAufsehen. Bereits nach vier Wochenkonnte der 100 000 Gast begrüßt werden

und in Zukunft wird mit ähnlich hohenBesucherzahlen gerechnet. Um derenSicherheit zu gewährleisten, mussten beider Bauplanung komplexe Anforderun-

gen an den Brandschutz erfüllt werden.Mithilfe sorgfältiger Planung und hoch-wertiger Materialien, wie zum Beispielder Brandschutztüren der Firma Holz-


Daniel Libeskind realisiert ein neues Objekt in Dresden


BAUTECHNIK aktuell

Wenn für einen Werkvertrag die VOB/Bwirksam vereinbart worden ist, tritt dieFälligkeit des Werklohns grundsätzlicherst mit der Abnahme der Werkleistungein. Es kommt allerdings auch eine kon-kludente Abnahmeerklärung in Frage.Sie liegt aber nicht vor, wenn die Leis-tung nur teilweise oder erkennbar ver-tragswidrig ausgeführt worden ist. Darü-ber hinaus ist in der Ingebrauchnahmedann keine konkludente Abnahmeerklä-rung zu erkennen, wenn die Ingebrauch-nahme trotz Mängel durch die Umständeerzwungen war.

Nach der VOB/B kann allerdings aucheine fiktive Abnahme vorliegen. Einesolche Abnahme setzt voraus, dass die

Leistung fertiggestellt ist, also abnahme-reif sein muss. Lediglich unwesentlicheMängel stehen einer fiktiven Abnahmenicht entgegen.

Sie kommt aber nicht in Frage, wenn dieWerkleistung einen gravierenden Mangelaufweist. Diese Auffassung hat das Ober-landesgericht Stuttgart im Urteil vom19.4.2011 – 10 U 116/10 – vertreten.

Da der Auftraggeber den Werkvertragkonkludent gekündigt hatte, begehrte erkeine Nachbesserung mehr. Der Werk-lohn ist ohne Abnahme fällig, wenn derAuftraggeber nicht Erfüllung, sondernwegen der mangelhaften oder nicht fer-tiggestellten Leistung nur noch Scha-

densersatz oder Minderung verlangt unddeshalb zwischen den Parteien ein reinesAbrechnungsverhältnis besteht. Dies giltauch nach Kündigung des Bauvertrages.

Wenn der Auftraggeber eine Erfüllungs-verweigerung erklärt hat, geht dem Auf-tragnehmer das Recht der Nachbesse-rung verloren. Ihm steht dann für dieerbrachte Leistung ein anteiliger Werk-lohn nur zu, soweit sie mangelfrei ist. Sogibt es keinen Anspruch auf Werklohn,wenn die Werkleistung insgesamt man-gelbehaftet ist.

Dr. tt

R E C H T

Werklohn nicht ohne vorherige Abnahme

Wenn ein Gebäude neu errichtet oderein früheres Bauwerk verändert wird,sind immer verschiedene Handwerkertätig. Dabei ist § 4 VOB/B zu berück-sichtigen. Danach hat der Bauhandwer-ker nicht nur seine Leistungen, sondernauch die ihm für die Ausführung überge-benen Gegenstände vor Beschädigung zuschützen, wozu auch das bereits weitge-hend fertiggestellte Gebäude und dieVorleistungen anderer Unternehmerzählen. Es gehört zur vertraglichen Leis-tung jedes Bauhandwerkers, die Arbeitengegen Niederschlagswasser, mit demnormalerweise gerechnet werden muss,zu sichern. So kann das Leistungsver-zeichnis die Schutzpflichten dahin ergän-zen, dass angrenzende Bauteile vor Ver-schmutzungen ausreichend zu schützensind und der Auftragnehmer für einenausreichenden Oberflächenschutz bis zurAbnahme seiner Leistung zu sorgen hat.Art und Umfang der erforderlichen

Schutzmaßnahmen richtet sich dannnach den örtlichen Gegebenheiten undder Verkehrssituation. Zu berücksichti-gen sind die zu schützenden Gegenstän-de, der Grad der drohenden Gefahrensowie allgemein übliche Verkehrssitten.

Dies gilt insbesondere, wenn die Arbei-ten im hohen Maße verwitterungsabhän-gig und deshalb besonders gefahrträchtigsind. Außerdem muss bei fortgeschritte-ner Jahreszeit mit Herbststürmen undstarkregenfällen gerechnet werden. DieseAuffassung hat das OberlandesgerichtMünchen im Urteil vom 19.7.2011 – 9 U1027/11 – vertreten.

Die von einem Bauhandwerker getroffe-nen Schutzmaßnahmen waren völligunzureichend. Dies gilt insbesondere fürMaßnahmen, die widrigen Wettereinflüs-sen, insbesondere Sturmböen und Star-kregen von vornherein und absehbar

nicht Stand halten können. Erfolgt dieSchadenverursachung durch mehrereBaubeteiligte, findet grundsätzlich keineQuotelung nach Kopfteilen statt. Viel-mehr wird abgewogen, inwieweit derSchaden dem einen oder anderen zuzu-rechnen ist. Der Verteilungsmaßstabergibt aus einer Abwägung der Umständedes Falls, womit primär auf das Maß derbeiderseitigen Verursachung abzustellenist und erst in zweiter Linie auf das Maßdes beiderseitigen Verschuldens. Derjeni-ge haftet, der überwiegend, dessen Ver-halten den Eintritt des Schadens in er-heblich höherem Maße wahrscheinlichgemacht hat. In dem konkreten Fallhatte ein Bauhandwerker einen Werk-lohnanspruch geltend gemacht. Demstand ein Schadensersatzanspruch desAuftraggebers entgegen, der aufgerechnetwurde.

Dr. tt

R E C H T

Verantwortlichkeit für das Bauobjekt

tigt. Das Unternehmen ist auf die Ent-wicklung und Produktion von Brand-schutzelementen spezialisiert. Die Türenfügen sich in das Erscheinungsbild desGebäudeabschnitts ein, der sich im reno-vierten Altbau befindet. Dieser ist vonweißen Säulen geprägt, auf deren Kapi-tellen die Kreuzgewölbe thronen. Bei derDetailplanung der Brandschutztürenwurden die Proportionen des Bestands-gebäudes aufgenommen. So kam es, dassHoba mehrere Türelemente mit einerBreite von 3,25 m und einer Höhe von5,30 m lieferte.

Der Gegensatz von Alt und Neu spiegeltsich nicht nur in der Architektur wider,er setzt sich auch in der Ausstellungs-konzeption fort.

Um die Besucher im Brandfall zu schüt-zen, mussten die Planer Richtlinien be-rücksichtigen. Eine bestand darin, zuverhindern, dass sich Feuer und Rauchim Gebäude ausbreiten. Deshalb wurdedas Museum in vier Brandabschnitteunterteilt. Vier Brandschutztüren teilendie Abschnitte ein. Die Unikate wurdenvon Hoba für dieses Gebäude angefer-

bau Schmid GmbH (Hoba) gelang es,diese Herausforderung zu meistern. DerEntwurf des Stararchitekten DanielLibeskind ist äußerst provokant. Er ver-sucht nicht, durch Ästhetik zu gewinnen,sondern überzeugt durch Ausdrucksstär-ke. Bei ihm treffen unterschiedlicheBaukörper in eigenwilliger Weise aufei-nander. Dabei handelt es sich einerseitsum den schlossähnlichen Altbau, deraufwendig rekonstruiert wurde, undandererseits den stählernen Neubau, derwie ein Keil die Fassade des Bestandsge-bäudes zu zerschmettern scheint.


BAUTECHNIK aktuell

Die „Comödie“ im World Trade CenterDresden war am 21. Oktober 2011 füretwa 200 Fachleute Treffpunkt des 15.Dresdner Baustatik-Seminar. Aus derKomödie ist aus Gründen veränderterEigentumsverhältnisse inzwischen eineComödie geworden, was für das Seminaraber keine Konsequenzen hatte.

Die Veranstaltung wurde in bewährterArt vom Institut für Statik und Dynamikder Tragwerke der Technischen Universi-tät Dresden in Kooperation mit der Lan-desvereinigung der Prüfingenieure inSachsen und der Ingenieurkammer Sach-sen ausgerichtet. Das diesjährige Leitthe-ma lautet: Materialmodellierung undTragwerksplanung.

In allen Bereichen der Ingenieurwissen-schaften, so auch im Bauingenieurwesen,gibt es ideenreiche Entwicklungen imHinblick auf neue Werkstoffe. Neue undfortentwickelte Materialien werden fürveränderte oder besser konstruierteStrukturen bzw. Tragwerke angewendet.Für die Berechnung der Tragwerke isteine zutreffende Modellierung der Mate-rialien erforderlich, um mit Simulationenzu realitätsnahen Prognosen des Trag-verhaltens zu kommen. Die Vortragsthe-men waren breit angelegt und beleuchte-ten die Fragestellung aus verschiedens-ten Blickwinkeln. Der Spannungsbogenwurde aufgespannt von der Grundlagen-forschung und dem Zukunftspotentialbis hin zu aktuellen Fragestellungen derPraxis.

Im Vortrag von Prof. Dr.-Ing. P. WRIG-GERS (Institut für Kontinuumsmechanik,Leibniz Universität Hannover) zur Mate-rialmodellierung im Bauingenieurwesenwurde deutlich, dass infolge stark gestie-gener Rechnerkapazitäten und einerrasanten Entwicklung in der theoretisch-numerischen Werkstoffmechanik wiraktuell in der Lage sind, numerischeVersuche auf der Basis von Modellen miteiner Mikrostruktur durchzuführen. Diegewonnenen Informationen können überLängenskalen hinweg transformiert wer-den, um auf der Makroebene physikalischbegründete Beschreibungen der Eigen-schaften der Werkstoffe nutzen zu kön-nen. Mit einer Mehrskalenbetrachtungergeben sich Ansätze zum Design derWerkstoffeigenschaften und zur Simulati-on mit verlässlichen Charakteristiken.

In der Forschung zum Werkstoff Betonsind innovative Entwicklungen zu beob-

achten, die mittel- und langfristig denEinsatz dieses relativ alten Materialsverändern werden. Neue Hochleistungs-werkstoffe auf Zementbasis werden z.B.durch die Zugabe einer Verstärkung ausFasern geschaffen. Über die Entwicklungneuer Betone für Neubau und Bauen imBestand sowie angepasste Werkstofftech-nologien bei der Verarbeitung informier-te Prof. Dr.-Ing. V. MECHTCHERINE (In-stitut für Baustoffe, TU Dresden).

Holz ist eines der ältesten vom Men-schen genutzten Materialien. Seit Jahr-tausenden werden daraus Werkzeugeund Strukturen gefertigt. Aufgrund dervorteilhaften Ökobilanz und der archi-tektonischen Attraktivität wird dieserWerkstoff in der Zukunft sicher weiteran Bedeutung gewinnen. Interessanter-weise wurde in der Vergangenheit dertheoretisch numerischen Modellbildungfür Holz wenig Beachtung geschenkt.Erst in den letzten Jahren sind deutlicheFortschritte im Bereich der Modellie-rung und der Simulationsmethodenerkennbar, wie Prof. Dr.-Ing. M. KALIS-KE (Institut für Statik und Dynamik derTragwerke, TU Dresden) zu berichtenwusste.

Die Nutzung von Funktionswerkstoffensteht im Bauingenieurwesen erst amAnfang ihrer Entwicklung. Mit derKombination von Sensoren, Aktuatorenund einer Regelungstechnik ist dieadaptive Beeinflussung der Trageigen-schaften einer Struktur möglich. Prof.Dr.-Ing. S. KLINKEL (Professur für Statikund Dynamik der Tragwerke, TU Kai-serslautern) führte in adaptive Struktu-ren im Bauwesen ein und verdeutlichte,dass auf diesem Gebiet noch viel For-schungs- und Entwicklungsarbeit not-wendig ist, um wirtschaftliche Lösungenzu finden.

Praxisnahe Ergebnisse aus der For-schung im Mauerwerksbau wurden imBeitrag von Prof. Dr.-Ing. W. JÄGER (Pro-fessur für Tragwerksplanung, TU Dres-den) vorgestellt. Dabei wurden Ansätzeaufgezeigt, mit denen Systemreserven fürdie praxisgerechte Auslegung der Struk-turen erschlossen werden können.

Eine besonders attraktive Klasse vonTragwerken sind Membranstrukturen.Die textilen Materialien erlauben einelegantes, von Leichtigkeit geprägtesDesign. Allerdings ist ein werkstoffge-rechtes Konstruieren notwendig, um eine

dauerhaftes und verlässliches Tragwerkzu erhalten. Dipl.-Ing. F. WELLER (Mön-chengladbach) berichtete über die Pla-nung, Berechnung und Ausführung vonMembrantragwerken. Bei Prof. Dr.-Ing.H. BÖGNER-BALZ (Labor Blum, Stutt-gart) standen die mechanischen Eigen-schaften von Membranmaterialien imVordergrund.

Bauen in außergewöhnlichen Umgebun-gen erfordert angepasste und perfektio-nierte Analysemethoden, adäquate Werk-stoffe und auch neue Lösungsansätze.Insbesondere der Ausbau von Off-ShoreWindparks stellt eine Herausforderungdar, da in kurzer Zeit die Nutzung derWindenergie massiv erweitert wird. DieErfahrungen aus dem Bau landgebunde-nerer Anlagen lassen sich dabei nurbedingt übertragen wie Dr.-Ing. U. JÄP-PELT (WTM Engineers, Hamburg) für dieBerechnung von Grouted Joints bei Off-shore-Windkraftanlagen zeigte.

Netzwerkbogenbrücken haben einelange Tradition. Eine aktuelle Variantedes Brückentyps Netzwerkbogen ist dieEisenbahnüberführung über den Mittel-landkanal. Aufgrund der attraktivenstatischen und architektonischen Eigen-schaften hat diese Strukturklasse aktuellan Bedeutung gewonnen. In dem Beitragvon Prof. Dr.-Ing. K. GEIßLER (ProfessurEntwerfen und Konstruieren – Stahlbau,TU Berlin) wurden Entwurf, Konstrukti-on und Ausführung diskutiert.

Der Tagungsband zum Seminar kannüber das Institut für Statik und Dynamikder Tragwerke der TU Dresden bezogenwerden.

Da das 15. Dresdner Baustatik-Seminarein kleines Jubiläum darstellt, wurde dasVortragsprogramm mit einem interdiszip-linären Beitrag eines promovierten Ma-thematikers abgerundet. Zum Abschlussdes Seminars trat Dr. OLAF BÖHME

(Kabarett-Theater, Dresden) mit „Ge-schraubt, geschweißt und doch zerbro-chen“ auf und so konnten alle Teilneh-mer heiter und gelassen ins Wochenendegehen.

Im Schlusswort von Prof. W. JÄGER

wurde auch schon auf das 16. DresdnerBaustatik-Seminar hingewiesen, das fürden 19. Oktober 2012 geplant ist.

MICHAEL KALISKE

WOLFGANG GRAF

T A G U N G S B E R I C H T

15. Dresdner Baustatik-Seminar


Ort und Termin Veranstaltung Auskunft und Anmeldung

Ostfildern 5. Kolloquium – Schwerpunkt Parkhäuser Technische Akademie Esslingen24. und 25. Januar 2012 Planung/Konstruktion – Architektur/Gestaltung – Betriebs- [email protected]

wirtschaftliche Rahmenbedingungen – Schutzmaßnahmen – www.tae.deInstandsetzung – Forschung und Entwicklung – Projektent-wicklung- Rechtsfragen – Verkehrslogistik

Chemnitz Bauleitertag 2012 Bauakademie Sachsen25. Januar 2012 Fachtagung der Bauakademie Sachsen Dipl.-Ing. Ulrich Werner

Nachträge – Rechtliche Grundlagen – Nachtragsarten – Tel.: 0351/7957497-13Nachtragsmanagement – Kalkulation von Nachträgen – [email protected] Rechtsfälle – Die Gelsolhle – Anforderungen www.bauakademie-sachsen.dean die Bauleitung

Chemnitz 10. Sächsisches Bautextilien-Symposium Sächsisches Textilforschungs-26. Januar 2012 Anwendung von Geokunststoffen – begleitende Fachaus- institut e. V.

stellung – Entwicklung der Bauweisen mit Geokunststoffen Tel.: 0371/5274-172folgen Ausführungen zur künftigen Entwicklung – www.bautex.orgVerkehrswegebau

Neu-Ulm 56. Betontage FBF Betondienst GmbH7. – 9. Februar 2012 Anwendungsgerechte Forschung für Beton – Impulse der Tel.: 0711/32732-326

Betonbauweise in der Nachhaltigkeitsdiskussion – Von der www.betontage.deForschung und Praxis

Berchtesgaden XVI Deutsche Asphalttage Deutscher Asphaltverband 8. – 10. Februar 2012 Nachhaltigkeit und Innovationen – Rahmenbedingungen – (DAV) e.V.

Zukunft der Asphaltbauweise. Tel.: 0228 / 97965-19Fax: 0228 / [email protected]

Hamburg Regionaltagung Bauausführung Deutscher Beton- und 14. Februar 2012 Sichtbeton Verbundforschungsvorhaben 2011 – neue Erkennt- Bautechnik-Verein

nisse für die Praxis – Parkbauten – Bemerkungen zur geglätteten www.betonverein.deOberfläche – Austrocknung nichtgeschalter Betonoberflächen – Injektionsbaustoffe – Erkennen von Baustofffehlern

Ostfildern Finite Elemente in der Geotechnik Technische Akademie Esslingen13. – 15. Februar 2012 Einführung in die Anwendung der Finite-Elemente-Methode [email protected]

(FEM) zur Analyse von Verformungs- und Stabilitätsproblemen www.tae.de

Berlin bautec 2012 – Digitales planen, bauen und betreiben Internationale Fachmesse für 21. – 25. Februar 2012 Bauen und Gebäudetechnik

www.bautec.com

Hannover DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“ – Erläuterungen Deutscher Beton- und Bautechnik-24. Februar 2012 und Beispiele Verein

www.betonverein.de

Bottrop Lehrgänge zur zertifizierten Schachtsanierung MC-Bauchemie Müller GmbH 28. Februar bis „Qualitätsoffensive Schachtsanierung – Lehrgang zur & Co. KG1. März 2012 Zertifizierten Schachtsanierung für Verarbeiter“ Telefon: (02041) 101-10

[email protected]

Krefeld Zertifizierter Sachkundiger Planer für Betoninstandsetzung Bildungszentren des Baugewerbes2. und 3. März 2012 Lehrgang in VII Moduln, endet Juni 2011 mit der Zertifikats- BZB Akademie

prüfung – Modul 1 Technische Baubestimmungen, Beton- Tel.: 02151/5155-30und Stahleigenschaften [email protected]

www.bzb.de

VERANSTALTUNGSKALENDER

Kongresse – Symposien – Seminare – Messen


VERANSTALTUNGSKALENDER

Ort und Termin Veranstaltung Auskunft und Anmeldung

Berlin Messen im Bauwesen Bildungswerk des VDV6. März 2012 Bauspezifische Problemstellungen bei Messmaßnahmen an Dipl.-Ing. Norbert Schiefelbein

Bauwerken und Bauwerksteilen [email protected] Vorträge sind konzipiert für Bau- und Vermessungs- BAM Bundesanstalt für Material-ingenieure in Verwaltung, Planung und Ausführung. forschung und -prüfung

Prof. Dr.-Ing. Werner Rü[email protected]

Darmstadt 36. Massivbauseminar: Eurocodes 2012 kompakt – Technische Universität Darmstadt7. und 8. März 2012 Chancen nutzen Institut für Massivbau

Stahlbetonbau, Verbundbau, Stahlbau, Mauerwerk, Holzbau, www.massivbau.tu-darmstadt.deErdbeben, Lastannahmen und Baurecht

Salzburg Acqua Alta Alpina Messezentrum Salzburg GmbH8. bis 10. März 2012 Intensivierung der Kooperation zwischen den Alpenländern – Am Messezentrum 1

Internationaler Klimaschutz und der nationale Aspekt für A-5020 SalzburgÖsterreich – Technologische und verhaltensbezogene Tel: +43 (0) 662 2404-0Anpassungsmaßnahmen – Kommunikationsplattform für [email protected], Verwaltung, Planung und Umsetzung – Wissensvermittlung bei Hochwasserschutz – Infrastruktur- und Geoschutzbauten

Dresden 22. Dresdner Brückenbausymposium Technische Universität Dresden12. bis 30. März 2012 Informationen siehe S. 25 Fakultät Bauingenieurwesen

Institut für MassivbauTel.: +49 351 463-33079www.tu-dresden.de/biw/dbbs

Hamburg Arbeitstagung Eurocode 2 Deutscher Beton- und 27. April 2012 Die bauaufsichtliche Einführung des EC2 erfolgt zum Stichtag Bautechnik-Verein

1. Juli 2012. Die Arbeitstagung erläutert die Grundlagen des Tel.: 030/236096-30EC2 sowie Allgemeine Regeln; Regeln für den Hochbau und [email protected] im Brandfall. Weitere Termine im Mai und Juni www.betonverein.de

UnternehmerBriefBauwirtschaft

Inhalt der Ausgabe 1/2012

Editorial– Vom der Weltwirtschaft bis zu kleinen Baufirma:

„Rating“ – das unbekannte Phänomen?

Hauptaufsatz– Rating als Stellschraube zur Finanzierung von Bauunternehmen

Baubetrieb– Gibt es den Soli zurück?– Umsatzsteuer: bei Dauerfristverlängerung 10.2.2012 Stichtag– Gewerbesteuer: Finanzamt an falsche Verlustfeststellung gebunden– Nano-Technologie: Innovationen allein führen nicht zum Ziel

Baurecht– Vergütungspflicht für Besondere Leistungen

Kurz informiert– Flut komplexer Baunormen– EnEV: Sorge vor verschärften energetischen Anforderungen– Saisonkurzarbeitergeld bleibt erhalten

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5. und 6. März 2012 Referent: Dipl.-Ing. D. Hinz 940,00 EUR Nr. 33567.00.003

Betonbauwerke in der Trinkwasserspeicherung

13. und 14. März 2012 Leitung: Prof. Dr.-Ing. M. Breitbach 820,00 EUR Nr. 50020.00.002

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22. und 23. März 2012 Leitung: Prof. Dr.-Ing. R. P. Gieler 980,00 EUR Nr. 33748.00.004

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Mehr über unsere Veranstaltungen finden Sie unter: !!!��!� �Sie können sich aber auch direkt an uns wenden. Wir freuen uns auf Ihren Anruf oder Ihre E-Mail.

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Haben Sie noch Fragen? Dann freuen wir uns auf Ihren Anruf oder Ihre E-Mail.

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Dr.-Ing. Christian DehlingerEd. Züblin AGLeitung Dir. Konstruktiver IngenieurbauAlbstadtweg 3D-70567 StuttgartTel.: +49 (0)711 / [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Annette BögleHafencity Universität HamburgHebebrandstraße 1D-22297 HamburgTel.: +49 (0)40 / [email protected]

Impressum

Dr.-Ing. Dirk JesseChefredaktion BautechnikVerlag Ernst & SohnRotherstraße 21D-10245 BerlinTel.: +49 (0)30 / 47031-275Fax: +49 (0)30 / [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Steffen MarxUniversität HannoverAppelstraße 9aD-30167 HannoverTel.: +49 (0)511 / [email protected]

Redaktionsbeirat

Chefredaktion

Prof. Dr. sc. techn. Mike SchlaichTechnische Universität BerlinFG Entwerfen und Konstruieren – MassivbauGustav-Meyer-Allee 25D-13355 BerlinTel.: +49 (0)30 / [email protected]

sbp GmbHBrunnenstraße 110cD-13355 BerlinTel.: +49 (0)30 / 8145283-0

Bautechnik – Fachzeitschrift für Entwurf und Konstruktion, Berechnung und Ausführung,Brücken- und Verkehrsbau, Ingenieurhoch-, Holz-, und Mauerwerksbau, Grundbau, WasserbauBauwerkserhaltung und Baukultur.

VerlagWilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co.KGRotherstraße 21, 10245 D-BerlinTel. +49 (0)30 / 47031-200, Fax +49 (0)30 / [email protected]

Amtsgericht Charlottenburg HRA33115BPersönlich haftender Gesellschafter:Wiley Fachverlag GmbH, WeinheimAmtsgericht Mannheim HRB 432736Geschäftsführer: Karin Lang, Bijan GhawamiSteuernummer: 47013 / 01644Umsatzsteueridentifikationsnummer: DE 813496225

Chefredakteur Dr.-Ing. Dirk JesseTel.: +49 (0)30 / 47031-275, Fax: +49 (0)30 / [email protected]

Project Editor Esther SchleidweilerTel.:+49 (0)30 / 47031-267, Fax: +49 (0)30 / [email protected]

Produkte und Objekte Dr. Burkhard TalebitariTel.: +49 (0)30 / 47031-273, Fax: +49 (0)30 / [email protected]

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Verkauf von Sonderdrucken Janette SeifertTel.: +49(0)30 / 47031-292, Fax:+49 (0)30 / 47031-230,[email protected]/sonderdrucke

Kunden- / LeserserviceAbonnements (Print + Online), Adressänderungen: http://onlinelibrary.wiley.com/(Kundenservice unter „Contact us, Sprache wählbar) Schnelleinstieg: http://olabout.wiley.com/WileyCDA/Section/id-397205.htmlPhone: +49 (0) 800 1800536 (innerhalb Deutschland)

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Einzelheft-Verkauf: [email protected]

Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte,insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeit-schrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Foto-kopie, Mikrofilm oder andere Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbe-sondere von Datenverarbeitungsanlagen, verwendbare Sprache übertragen werden. Auchdie Rechte der Wiedergabe durch Vortrag, Funk oder Fernsehsendung bleiben vorbehalten.Warenbezeich-nungen, Handelsnamen oder Gebrauchsnamen, die in der Zeitschrift veröffent-licht werden, sind nicht als frei im Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zubetrachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen gekennzeichnet sind.

Hinweise zur Einreichung von Manuskripten: www.ernst-und-sohn.de/bate/for_authors.

Aktuelle Bezugspreise

Die Zeitschrift „Bautechnik“ erscheint mit zwölf Ausgaben pro Jahr. Neben „Bautechnik print“steht „Bautechnik online“ im PDF-Format über den Online-Dienst Wiley Online Library imAbonnement zur Verfügung.

Das Abonnement gilt zunächst für ein Kalenderjahr. Es kann jederzeit mit einer Frist von dreiMonaten zum Ablauf des Kalenderjahres schriftlich gekündigt werden. Das Abonnement ver-längert sich um ein weiteres Kalenderjahr ohne weitere schriftliche Mitteilung.

Die Preise sind gültig bis 31. August 2012. Irrtum und Änderungen vorbehalten.

Bei Änderung der Anschrift eines Abonnenten sendet die Post die Lieferung nach und infor-miert den Verlag über die neue Anschrift. Wir weisen auf das dagegen bestehende Wider-spruchsrecht hin. Wenn der Bezieher nicht innerhalb von 2 Monaten widersprochen hat, wirdEinverständnis mit dieser Vorgehensweise vorausgesetzt.Periodical postage paid at Jamaica NY 11431. Air freight and mailing in the USA by PublicationsExpediting Services Inc., 200 Meacham Ave., Elmont NY 11003. USA POSTMASTER: Sendaddress changes to Geotechnik, c/o Wiley-VCH, 111 River Street, Hoboken, NJ 07030.

Satz: TypoDesign Hecker GmbH, LeimenDruck: Meiling Druck, HaldenslebenGedruckt auf säurefreiem Papier.

© 2012 Ernst & SohnVerlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co.KG, Berlin

Jahresabonnement (print) Jahresabonnement (print + online) Einzelheft

434 v 500 v 41 v

714 sFr 821 sFr 68 sFr

Beilagenhinweis:Diese Ausgabe enthält folgende Beilage: Haus der Technik e.V., 45127 Essen

Vorschau 2/12

Christian Ommert, Steffen MarxKunstbauten-Ingenieurkunst

Achim BleicherAktive Schwingungskontrolle einer Spannbandbrückemit pneumatischen Aktuatoren

Volker SlowikTechnische Möglichkeiten der Probebelastung von Massivbrücken

Hugo Corres PeirettiKeynotes on bridges in Spain since the mid-1980’s

Werner LorenzStrukturfindungsprozesse der Spätrenaissance – Planungund Bau der Fleischbrücke Nürnberg (1596–98)

Klaus StiglatEssay: Konstruktionskritik im Brückenbau

Jürgen StritzkeHistorisches Wahrzeichen der Ingenieurbaukunst in Deutschland

Änderungen vorbehalten

Zum Bild Neue Materialien und Technologienerlauben den Entwurf und die Konstruktionultraleichter, schlanker und nachhaltiger Brücken.Mit dem höchstfesten Material kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff wurde eine Spannband-brücke entworfen und gebaut, die mit nur einemMillimeter Konstruktionshöhe 13 m weit spannt.Um ihre außergewöhnlich hohe Schwingungs-anfälligkeit unter Fußgängerverkehr zu reduzieren,wurde eine aktive Schwingungskontrolleentwickelt und an einem Prototyp getestet.




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Beton- und Stahlbetonbau

107. Jahrgang 2012.Erscheint monatlich.Chefredakteur:Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterRedaktion:Dipl.-Ing. Kerstin Glück

Jahresabonnement printISSN 0005-9900€ 434,–*

Jahresabonnement print + onlineISSN 1437-1006€ 500,–*

Impact-Faktor 2010: 0,265

��Beton- und Stahl-betonbau veröffentlicht seit mehr als 100 Jahren anwendungsorientierte Beiträge zum gesamten Massivbau. Mit ihren wissenschaftlich fun-dierten Beiträgen gibt sie monatlich praktische Hilfestellung für die Arbeit des Bauingenieurs.

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Fachwissen ohne Grenzen

…und aktuell an anderer Stelle

(Änderungen vorbehalten)

Heft 1/2012

Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtun-gen: verkapselte vs. unverkapselte Biozidsysteme

Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaherGeothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit demVakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltemHolz

Der generalisierte COND-Algorithmus zur hydrothermischenBewertung von Konstruktionen

Heft 2/2012

Rissbildung infolge Bewehrungskorrosion – Mechanismenund Prognosemodelle

Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten inStahlbetonbauteilen infolge des HydratationsprozessesTeil 2: Neues Konzept auf Grundlage der Verformungs-kompatibilität

Großversuche an Spannbetonbrückenträgern zur Beurteilungdes Schubtragverhaltens

Ermittlung der vorhandenen Spannkraft in 50 Jahre altenBrückenträgern und Vergleich der Verluste nach EC2

Zur Geschichte der Stahlbetonflachdecke

Heft 1/2012

Auslaufverhalten von Putzen und Mörtel

Von der Bauproduktenrichtlinie zur Bauproduktenverordnung:Auswirkungen der Umstellung auf den Mauerwerksbau

Druckfestigkeit von Ziegelmauerwerk – aktuelle Auswertun-gen zur Festlegung von charakteristischen Werten derMauerwerkdruckfestigkeit in DIN EN 1996

Zukünftige Struktur der Normung im Mauerwerksbau

Lehm – Bisherige Ergebnisse der Bauteilversuche

Heft 2/2012

Vergabe, Tragwerksplanung und Montage der Brücke über die IJssel

Ersatzneubau der Autobahnbrücke über den Havelkanal beiBrieselang

Pilotbrücke Simmerbach – VFT-Rail Bauweise mit externerBewehrung

Die mehrfeldrige Spannbandbrücke Slinky Springs to Fame in Oberhausen

Entwurf zum Rückbau der Rheinbrücke Wesel

Zur Entwicklung und zum Einsatz des Liquid-V-Dampers zur Tilgung von vertikalen Brückenschwingungen (Teil 2) – Praktische Anwendung und Versuche

Der Bau eiserner Brücken im Südwesten Deutschlands 1844–1889Teil 2: Gitterträgerbrücken und Taktschiebeverfahren

Zhengzhou Yellow River Road-cum-Railway Bridge, China

Heft 1/2012

Modern pre-injection in underground construction with rapidsetting microcements and colloidal silica – application inconventional and TBM-tunneling

Vorauserkundungseinrichtungen und Einrichtungen zurGebirgs-Vorausbehandlung auf einer TBM – State of the art

Vertragsmodelle für TBM Vortriebe im Festgestein

Automatisierte Felsdehnungsmessungen mit der „TIWAG-Radialpresse“ für das geplante Speicherkraftwerk in Kühtei

Zweischalige Auskleidung bei Tunnelbauprojekten der ÖBBmit kontinuierlichem Vortrieb

Das AT – Hüllrohrsystem

Palomino HRT – investigation drillings in two differentgeological formations

Bautechnik

89. Jahrgang2012

Heft 1

Documents

Bautechnik Issue 1_2012 free sample copy