Experimenteller Nachweis der Tragsicherheit an Treppen und Decken eines Schulgebäudes
Technische Daten:
| Bauwerkstyp: | Schulgebäude |
| Baujahr: | 1907 - 1911 |
| Konstruktion: | Treppen aus Stahlbeton Verschiedene Deckensysteme: - Ziegelrippendecken, - Betonrippendecken, - Stahlbetonrippendecken, - Stahlbetonflachdecken |
| Problemstellung: | unzureichende rechnerische Tragfähigkeit keine Reserven für zusätzliche Brandschutzmaßnahmen |
| Zielstellung: | Erschließen der Systemreserven durch experimentellen Nachweis der Tragsicherheit |
Tätigkeiten
- Belastungsversuch an Ziegelrippendecken
- Belastungsversuche an Stahlbetonrippendecken
- Belastungsversuch an Stahlbetontreppen – Treppenläufen, Zwischen- und Hauptpodeste
- Schallemissionsanalyse
Beschreibung:
In den Jahren 1948 bis 1959 wurde das im Krieg beschädigte Gebäude wiederaufgebaut. Im Jahr 1957 erfolgte der Ausbau des Dachgeschosses. Im Laufe der Geschichte hatte sich ein Sammelsurium an unterschiedlichen Deckensystemen angehäuft; bei den zum Wiederaufbau verwendeten Baustoffen musste somit von unterschiedlichsten Materialien ausgegangen werden.
Das Haupttreppenhaus und der dahinterliegende Bereich zwischen den Fluren befand sich weitestgehend im Originalzustand. Die wenigen vorhandenen Unterlagen waren aber für eine statische Nachrechnung unzureichend. Ebenso waren keine Reserven für einen erforderlichen zusätzlichen Brandschutz vorhanden.
Um das Denkmal erhalten zu können, wurde auf eine experimentelle Traglastermittlung mittels eines selbstsichernden Untersuchungsverfahrens zurückgegriffen. In einer komplexen Kombination verschiedener Hydraulikkreisläufe und Rahmensysteme wurde in einem geschlossenen Kräftekreislauf eine Last von bis zu 450 kN auf die einzelnen Gebäudeteile aufgebracht.
Neben einer hochsensiblen Verformungsmessung erfolgte hierbei eine Schallemissionsanalyse. Das ist ein hochempfindliches Verfahren zur Detektion sich bildender Mikrorisse im zu prüfenden Bauteil. Ein mögliches Versagen eines Bauteils kündigt sich lange vorher durch Rissbildungen an. Dieses Verfahren liefert neben dem Lastverformungsverhalten der Konstruktion einen zusätzlichen Indikator zu Überwachung und erhöht die Sicherheit für die Untersuchungen.
Ergebnis:
In allen untersuchten Bereichen konnte eine ausreichende Tragfähigkeit nachgewiesen werden, ohne dass die Ergebnisse aus der Schallemissionsanalyse noch der Verformungsmessung in einen kritischen Bereich kamen. Unästhetische Sanierungsmaßnahmen an der historischen Bausubstanz konnten somit vermieden werden.
Durch unseren komplexen Untersuchungsaufbau war es möglich, gleichzeitig mehrere Treppensysteme bestehend aus:
Treppenlauf 1 + Mittelpodest + Treppenlauf 2 + Austritt
realitätsnah zu belasten. Die max. vertikalen Verformungen der Treppe betrugen hierbei lediglich w = 0,1 mm.
Während der Untersuchung wurde zusätzlich ein versteckter Baumangel in Form einer schwachen Putzhaftung durch das Fehlen von Putzträgern aufgedeckt.