Leistungen

Tragsicherheitsbewertung

Die Tragstruktur bildet das „Skelett“ eines jeden Bauwerks. Sie muss stark genug sein, das eigene Gewicht, die zusätzliche Ausbaulast, sowie Lasten durch Innenraum­ausstattung oder auch aus Verkehr und Wetter zu tragen. Bei der Planung eines jeden Bauvorhabens ist die statische Nachweisführung ein essenzieller Bestandteil des Projektes. In einigen Fällen ist es jedoch nicht möglich, ein Bauwerk durch ein rechnerisches Modell korrekt zu beschreiben, was dazu führen kann, dass der erforderliche statische Nachweis negativ ausfällt.

Die experimentelle Tragsicherheitsbewertung bietet eine Alternative, versteckte Systemreserven zu erkennen und zu nutzen. Durch unsere Prüfung ganzer Bauteile direkt vor Ort erschließen wir die tatsächliche Tragfähigkeit Ihres Bauwerks.

  1. Belastungsuntersuchung (Belastungsversuche)
  2. Hybride Statik

Somit kann nach einer negativen statischen Berechnung der Tragsicherheitsnachweis experimentell erbracht werden.

1. Belastungsuntersuchung

Bauwerke benötigen einen Nachweis ihrer Tragsicherheit

Aufgrund verschiedener Ursachen kann ein Tragfähigkeitsnachweis an einem Bestandsbauwerk notwendig werden. Der Erhalt des Bauwerks nach Ablauf der vorgesehenen Nutzungsdauer und die Umnutzung mit anderen Lastvorgaben können hier als zentrale Gründe aufgeführt werden. Des Weiteren besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Konstruktion des Bauwerks durch Umwelteinflüsse oder eine unsachgemäße Nutzung geschädigt wurde und einen Nachweis erfordert.

Ein rechnerischer Nachweis schafft nicht immer Abhilfe

Belastungsversuche (experimentelle Tragsicherheitsbewertungen) kommen immer dann zum Einsatz, wenn die rechnerische Nachweisführung der Standsicherheit oder Gebrauchstauglichkeit nicht möglich ist bzw. negativ ausfällt.

Dies ist z.B. der Fall, wenn:

  • Bauunterlagen fehlen/mangelhaft sind
  • Geänderte Anforderungen durch Umbau und Umnutzung bestehen
  • Materialparameter nicht oder nur mit großen Unsicherheiten gewonnen werden können
  • Schäden oder mangelnde Bauausführung das Tragverhalten beeinflussen
  • Ein realitätsnahes mathematisches Modell für historische Bauteile nicht abgebildet werden kann

Die Alternative: Standsicherheit von bestehenden Bauwerken mittels experimenteller Tragsicherheitsbewertung aufdecken

Durch Belastungsversuche kann das tatsächliche Tragverhalten der Konstruktion nachgewiesen werden. Oft erschließen sich hierbei im Vergleich zum rechnerischen Nachweis erhebliche Tragreserven.

Vergleich rechnerischer und experimenteller Tragsicherheitsnachweis
Sicherheitskonzept bei Belastungsuntersuchungen

Auf diese Weise können die Bauwerke ihrer geplanten zukünftigen Verwendung zugeführt werden, ohne sie ersetzen oder mit kostenintensiven und überdimensionierten Sanierungsmaßnahmen versehen zu müssen. Dies spart bei Ihrem Projekt Kosten, Zeit und Ressourcen in einem nicht unerheblichen Ausmaß.

Vorteile der experimentellen Tragsicherheitsbewertung im Überblick:

  • Erschließung von rechnerisch nicht nachweisbaren Tragreserven
  • Einsparung von Kosten, Zeit und Ressourcen
  • Durch flexiblen und mobilen Untersuchungsaufbau auf fast alle Problemstellungen und Konstruktionen anwendbar
  • Sehr geringer Eingriff in die vorhandene Bausubstanz aufgrund selbstsichernder hydraulischer Untersuchungskonstruktion
  • Gutachterlicher Nachweis für Bauunterlagen

Eine rechtliche Grundlage für diese Art von Nachweiserbringung wurde bereits im Jahr 2000 eingeführt. Die Richtlinie für Belastungsversuche des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton ermöglicht die Durchführung von experimentellen Belastungsuntersuchungen ergänzend zu einer rechnerischen Nachweisführung und beinhaltet explizite Vorgaben für deren sichere Umsetzung.

Ein selbstsichernder Untersuchungsaufbau unter diesen rechtlichen Vorgaben ermöglicht eine schädigungsfreie Prüfung des Bauwerks

Nachdem die Details des bevorstehenden Projektes mit allen Beteiligten geklärt und ausführliche Vorplanungen und Berechnungen abgeschlossen wurden, wird ein maßgeschneidertes Untersuchungskonzept erstellt.

Um dieses exakt auf die jeweiligen Bedingungen anzupassen, können einzelne Bauteile oder komplette Systeme mithilfe moderner Rechenprogramme simuliert und durch zerstörungsfreie Prüfverfahren analysiert werden.

Ein Ergebnis dessen ist auch die Optimierung der Stichprobenzahl, was Ihnen ein bestmögliches Preis-Leistungsgefüge gewährleistet, ohne das Sicherheitsniveau herabzusetzen.

Da die Betreuung eines Projekts bei uns immer aus einer Hand erfolgt, werden auch Aufbau und Durchführung der Belastungsuntersuchung von unseren Ingenieuren persönlich geleitet und realisiert.

Die experimentellen Untersuchungen werden zerstörungsfrei durchgeführt und gefährden weder die Dauerhaftigkeit noch die zukünftige Gebrauchstauglichkeit der Konstruktionen. Der selbstsichernde Belastungsaufbau, der zu jeder Zeit die sofortige Entlastung ermöglicht, verhindert zudem eine Schädigung des Bauwerks.

Direkt nach den Untersuchungen werden Sie über die Ergebnisse informiert und können die anschließenden Maßnahmen zur Weiterführung Ihres Projektes veranlassen. Die gutachterliche Stellungnahme wird den Bauunterlagen beigefügt und geht Ihnen im Nachgang zu.

2. Hybride Statik

Eine hybride Statik ist die Kombination von computergestützten FEM-Simulationen (Finite Elemente Methode) und dem tatsächlichen Verhalten des Bauteils während einer Belastungsuntersuchung.

Übliche Vorgehensweise:

  1. Ermittlung relevanter Konstruktionsparameter
  2. Detailliertes Untersuchungskonzept auf Grundlage der Aufgabenstellung
  3. FEM-Simulation mit theoretischen Eingangsparametern
  4. Experimentelle Ermittlung der Systemparameter
  5. Einbindung der Parameter zur Kalibrierung des theoretischen Modells
  6. Extrapolation der Tragsicherheitsbewertung auf ungeprüfte Bereiche durch Anwendung des angepassten FEM-Modells

Durch die Kombination direkt am Bauwerk ermittelter Systemparameter und präziser FEM-Simulationen können wirklichkeitsgetreue und übertragbare Rechenverfahren entwickelt werden. Dabei wird das reale Tragverhalten für wenige Untersuchungsstandorte vor Ort erfasst und mit den experimentell ermittelten Ergebnissen ein FEM-Modell für die nicht untersuchten, aber vergleichbaren Bauwerksabschnitte erstellt. Dies ist dann möglich, wenn eine Vielzahl von Bauteilen gleicher Bauart und gleichen Materialverhaltens, aber unterschiedlicher Konstruktionsparameter wie Spannweite und Bauteildicke vorliegen.

Der Umfang von Belastungsuntersuchungen vor Ort kann dadurch deutlich reduziert werden, was wiederum Geld und Zeit spart.

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