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Vorwort

Die Themen im Beton-Kalender 2015 befassen sich schwerpunktmäßig mit dem Erhalt unserer Bausub-stanz und mit dem Betonbrückenbau. Die Erhaltung von Bauwerken im Allgemeinen Hochbau und im Ingenieurbau sowie das Management der Inspekti-on, Bewertung und Durchführung von Instandset-zungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen verlangen vom Bauingenieur ein umfassendes Systemdenken sowie solide Kenntnisse über die Methoden. Zudem er leben wir das konzeptionelle Altern (conceptual aging), dass nämlich ältere Bauwerke in anderen Entwurfsprozessen geplant und nach anderen Richt-linien und Normen bemessen und konstruiert wur-den als heute. Haben wir früher Ingenieurverstand und -erfahrung mehr vertraut und mit weniger Normvorschriften konstruiert, so steht heute theore-tisch sehr viel mehr Wissen zur Verfügung; was je-doch nicht immer bedeutet, dass die Bauwerke von höherer Qualität sind. Diese Ambivalenz kann nur durch kontinuierlichen Erkenntnis- und Erfahrungs-gewinn und unter Aufbietung von genügend Zeit und Sorgfalt bei entsprechender Vergütung für das Entwerfen, Konstruieren und Bauen aufgelöst wer-den.Peter Mark und Pia Neugebauer zeigen eindrucks-voll die Notwendigkeit zum Erhalt unserer Bausub-stanz sowie den Erhaltungskreislauf bei Brücken auf. Exemplarisch werden einzelne Schäden an Brü-ckenbauwerken herausgegriffen, um die Notwendig-keit der Überwachung, des Monitorings sowie der periodischen Überprüfung und der Nachrechnung zu verdeutlichen. Wertvoll sind auch die neuen Er-kenntnisse aus der Simulation von Schädigungen, um Prognoserechnungen durchzuführen und die Restnutzungsdauer von Bauwerken abzuschätzen. Frank Fingerloos, Steffen Marx und Jürgen Schnell beschäftigen sich mit der Tragwerksplanung im Be-stand. Zuerst werden die wesentlichen Grundsätze des Bestandsschutzes und dann die besonderen In-genieurvoraussetzungen bei der Bewertung beste-hender Bauwerke aufgezeigt. Interessant sind dabei die historischen Berechnungs- und Bewehrungsre-geln sowie Normen, welche sich vielfach an den Hauptspannungen orientierten. Der Ermittlung der maßgeblichen Materialkennwerte bestehender Trag-werke wird ein besonderes Augenmerk geschenkt; dabei haben die Autoren auch festgehalten, dass bei der Nachrechnung alter Betonkonstruktionen eine höhere Ausnutzung der Betondruckzone unter Be-rücksichtigung des Parabel-Rechteckdiagramms bis in den plastischen Bereich erfolgen kann. Modifi-

zierte Teilsicherheitsbeiwerte für Bestandsbauwerke in Abhängigkeit des Variationskoeffizienten für Be-ton und Betonstahl werden angegeben, mit Beispie-len ergänzt und erwähnt, dass ein kontinuierliches Monitoring sehr hilfreich sein kann. Die bekannte Untersuchung der Tragfähigkeit mit Belastungsver-suchen wurde speziell für die Bewertung von Be-standsbauteilen im Hochbau erweitert. Ein ergän-zender Abschnitt behandelt Fragen zur Abschätzung der Feuerwiderstandsdauer historischer Betonkon-struktionen. Abschließend gibt es noch eine Über-sicht über die historischen Bestimmungen für die Beton- und Stahlbetonbemessung.Christian Sodeikat und Till F. Mayer geben einen Überblick über die Instandsetzung von Tiefgaragen und Parkhäusern. Einige konstruktive Anforderun-gen, wie die Entwässerungs- und Gefällesituation, Arbeits- und Dehnfugen sowie zulässige Rissbrei-ten werden anhand von Beispielen dargelegt. Die Beratungs- und Aufklärungspflicht des Planers ge-genüber dem Bauherrn, die rechtlichen Grundlagen bei der Instandsetzung von Parkbauten sowie die Regelwerke zu Schutz und Instandsetzung von Be-tontragwerken stellen die Voraussetzungen bei jeder Instandsetzung dar. Ausführlich gehen die Autoren auf die Korrosion, insbesondere auf die chloridin-duzierte Korrosion der Bewehrung ein. Der Haupt-teil widmet sich der Instandsetzung auf der Basis der DAfStb-Instandsetzungs-Richtlinie in der Fas-sung von 2001; die Neufassung soll frühestens 2016 erscheinen. Darüber hinaus werden die aktuellen Untersuchungsmethoden zur Feststellung des Istzu-standes, die Instandsetzungsmethoden an einzelnen Beispielen sowie die Ausführungsvarianten aus dem DBV-Merkblatt „Parkhäuser und Tiefgaragen“ und einige interessante Instandsetzungsdetails dar-gestellt. Mit einem Abschnitt über die Wartung, In-standhaltung und Überwachung sowie den zusätzli-chen Wert eines Monitorings über den gesamten Lebenszyklus schließt dieser wissenschaftlich und baupraktisch wertvolle Beitrag ab.Andreas Westendarp, Holger Becker, Jörg Böde-feld, Helmut Fleischer, Claus Kunz, Matthias Maisner, Hilmar Müller, Amir Rahimi, Thorsten Reschke und Frank Spörel erläutern Methoden der Erhaltung und Instandsetzung von massiven Ver-kehrswasserbauwerken. Die Wichtigkeit funktions-tüchtiger Wasserstraßen zeigt sich darin, dass die Mehrzahl der Großstädte sowie Industriezentren der Bundesrepublik Deutschland, aber auch die Städte entlang der Donau über Wien nach Budapest bis

IV Vorwort

Grundlagen für das Monitoring, den statistischen Auswertungen, wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Innovativ ist die holistische Lebenszyk-lusbetrachtung, bei der jedem Bauwerk und Bauteil eine bestimmte Lebensdauer zugeordnet wird. Die mathematischen Grundlagen der dynamischen Mo-nitoringsysteme mit digitaler Signalverarbeitung sowie die Näherungsverfahren zur automatisierten Bestimmung der Dämpfung bilden das Wissen, um Feldmessungen an realen Bestandsbrücken zu inter-pretieren. Interessant ist die satellitengestützte Ra-darinterferometrie zum großflächigen Setzungs-monitoring von Gebäuden. Beeindruckend ist die erzielbare Genauigkeit vertikaler Verformungs-werte im Submillimeterbereich. An Bestandsbrü-cken wurden Bauwerksmonitoring zur Beurteilung der Ermüdung sowie Georadarmessungen zur Un-tersuchung des Hinterfüllmaterials verwendet. In diesem Beitrag wird nachgewiesen, dass Monito-ringsysteme bereits bei der Planung der Lebenszyk-len mitgedacht und bei Neubauten eingesetzt wer-den sollten.

Claudia Westerkamp-Freitag und Johann-Dietrich Wörner haben die theoretischen Grundlagen der Baudynamik und deren Berechnungsverfahren zu-sammengestellt. Ein Abschnitt widmet sich den ex-perimentellen Untersuchungen zur Bestimmung wichtiger Verhaltensparameter, wie Dämpfung und Steifigkeit. Wertvoll sind die Darstellungen der Ein-wirkungen, wie beispielsweise Glockenlasten, Ma-schinenlasten, Wind- und Erdbebenlasten.

Hans-Werner Nordhues beschreibt im Beitrag über die Maschinenfundamente einleitend die verschie-denen Maschinenarten und die Prinzipien zur Aus-legung von Maschinenfundamenten. Der Einfluss des Betons auf die Steifigkeit ist genauso wie die Fundamentbreite gering (linear); jedoch werden wertvolle baupraktische Hinweise zur Hydratation und zur Festigkeitsentwicklung gegeben. Die aktive Isolierung bei der dynamischen Auslegung von Fundamenten sowie die konstruktive Durchbildung mit eingebauten Sensoren zur Messung von Tempe-ratur und Verformungen runden diesen Beitrag ab.

Stephan Freudenstein, Konstantin Geisler, Tristan Mölter, Michael Mißler und Christian Stolz stellen den aktuellen Stand des Wissens über die Feste Fahrbahn aus Beton zusammen. Die grundsätzli-chen Bauarten und die speziellen Systeme für Brü-cken und Tunnel werden beschrieben sowie die neu-esten internationalen Entwicklungen erwähnt. Ein wesentlicher Abschnitt widmet sich der Bemessung und konstruktiven Durchbildung mit den spezifi-schen Materialkenndaten. Am Beispiel einer Gleis-tragplatte wird die Berechnung dargestellt. Interes-sant sind die Schritte der notwendigen Laborprü-fungen und Nachweise bei der Entwicklung einer neuen Festen Fahrbahn. Spezifisch werden die An-forderungen und die Bemessung der Festen Fahr-

zum Schwarzen Meer, darüber verbunden sind. Ne-ben den eigentlichen Wasserbauwerken gewährleis-ten etwa 1.600 Brücken in Deutschland einen zuver-lässigen Betrieb der Wasserstraßen. Etwa 50 % die-ser Bauwerke sind älter als 80 Jahre und etwa 30 % sind älter als 100 Jahre. Nach einem Überblick über die aktuellen Regelwerke werden die Bauweisen, die Verfahren zur Zustandsbeurteilung sowie ak-tuelle Ergebnisse von Bauwerksinspektionen an Schleusen und Wehren dargestellt. Sehr detailliert wird auf die Methoden und Systeme der Instandset-zung auch unter Berücksichtigung der Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen – Wasserbau (ZTV-W) für Schutz und Instandsetzung der Beton-bauteile von Wasserbauwerken (LB 219 – 2013) eingegangen. Eine Bereicherung für die Praxis stel-len die beschriebenen Beispiele der Instandsetzung von Bewegungsfugen und weiterer konstruktiver Details dar.

Thorsten Eichler und Susanne Gieler-Breßmer be-handeln den kathodischen Korrosionsschutz. Im Allgemeinen ist diese Instandsetzungsmethode im-mer dann wirtschaftlich, wenn hohe Chloridgehalte mit einer Depassivierung der Bewehrung einherge-hen, die jedoch noch nicht zu einer starken Schädi-gung des Bauwerks geführt haben. Detailliert wer-den die chemischen Grundlagen aus der neuesten Literatur zusammengestellt und ein guter Überblick über die Anodensysteme und Anwendungen gege-ben. Die wichtigsten Regelwerke, wie DIN EN ISO 12696 für den kathodischen Korrosionsschutz und DIN EN 15257 für die organisatorischen Abläufe, werden erläutert. Die Anwendungsbei spiele zeigen die Wirksamkeit als präventive oder als Instandset-zungsmaßnahmen.

Christoph Gehlen, Amir Rahimi, Thorsten Reschke und Andreas Westendarp beschäftigen sich mit der Bewertung der Leistungsfähigkeit von Instandset-zungsmaterialien und der Lebens dauer von instand gesetzten Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwir-kung. Wertvoll sind die Beschreibungen von Ver-suchsergebnissen der Chloriddiffusion und -migra-tion mit deren zeitlicher Entwicklung. Damit kann durch geeignete Untersuchungen die Leistungsfä-higkeit der Instandsetzungsmaterialen bewertet werden, da die Zusammensetzungen dieser Materi-alien vielfach nicht bekannt sind. Die Bemessung der Lebensdauer von instand gesetzten Stahlbeton-bauteilen kann mit dem bekannten Sicherheitsindex β auf der Grundlage eines prognostizierten Chlo-ridtransports erfolgen.

Konrad Bergmeister, Peter Mark, Michael Öster-reicher, David Sanio, Peter Heek, Alexander Krawtschuk, Alfred Strauss und Mark Alexander Ahrens zeigen in ihrem Beitrag über innovative Mo-nitoringstrategien für Bestandsbauwerke den aktu-ellen Stand des Wissens im Bereich zerstörungs-freie Baustoffuntersuchung und Monitoring. Den

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nungsrichtlinie von Betonbrücken. Dabei stellen die Autoren aktuelle Erkenntnisse aus der Nachrech-nung von Betonbrücken und ein neues Verkehrslast-modell (4+0-System) für die Durchführung von Erhaltungsmaßnahmen unter Verkehr vor. Interes-sant sind die Erkenntnisse über die Defizite bei der Bewehrung zur Abdeckung der verschiedenen Schnittgrößen. Vertiefend wurden die Nachrech-nung mit genaueren wissenschaftlichen Methoden (Stufe 4), insbesondere für Querkraft und Torsion, sowie die erweiterten Ansätze zum Nachweis der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit behandelt. Wertvoll für die Praxis sind die angeführten Nach-rechnungsbeispiele und die daraus gewonnenen Er-kenntnisse.

Im Beitrag Normen und Regelwerke hat Frank Fingerloos eine konsolidierte Fassung des Euroco-des 2 für Betonbrücken in Deutschland aufbereitet. Daia Zwicky und Thomas Vogel stellen die Schwei-zer Normenserie SIA 269, insbesondere den Beton-teil SIA 269/2 zur Erhaltung von Tragwerken, vor. Walter Potucek und Markus Vill erläutern die An-wendung der Eurocodes 1 und 2 mit den Nationalen Anhängen für Betonbrücken in Österreich. Damit wird ein guter Überblick über den aktuellen Stand der Normen zur Bestandsbewertung und zu Beton-brücken in den drei Ländern Deutschland, Öster-reich und Schweiz gegeben.

Der Erhalt unserer Bausubstanz sowie der Brücken-bau sind die Themen dieses Jahrgangs. Umfangrei-ches Fachwissen wurde zusammengestellt und an-hand von anschaulichen Beispielen aus der Berufs-praxis für die Anwendung aufbereitet. Damit stellt der Beton-Kalender 2015 wieder eine Fundgrube zum vertieften Studium sowie eine Hilfe für die In-genieurarbeit dar. Wir wünschen allen Freunden des Beton-Kalenders viel Erfolg in der täglichen Arbeit und den Mut trotz mancher Limitierungen durch die Normen mit neuem Wissen innovative Projekte zu gestalten!

Wien, Berlin, Darmstadt, im September 2014

Konrad Bergmeister, Wien

Frank Fingerloos, Berlin

Johann-Dietrich Wörner, Darmstadt

bahn auf Brücken sowie ausgewählte Themen der Inspektion und der Instandhaltung behandelt.

Teil 2 des Beton-Kalenders 2015 enthält spezielle Themen des Brückenbaus sowohl in Bezug auf die aktuellen Eurocodes als auch über die Nachrech-nung von Bestandsbrücken.

Balthasar Novák und Peter Lippert beschäftigen sich mit den Einwirkungen auf Brücken nach den Eurocodes. Detailliert werden die Lastmodelle für neue Brücken und Brückenpfeiler beschrieben, während bei Bestandsbauwerken die anzusetzenden Achslasten aus der Nachrechnungsrichtlinie ent-nommen werden können. Am Beispiel einer 4-feld-rigen Straßenbrücke sowie an einer 3-feldrigen Ei-senbahnbrücke werden die Einwirkungen nach dem DIN-Handbuch Eurocode 1, Band 3: Brückenlasten dargestellt.

Karlheinz Haveresch und Reinhard Maurer behan-deln Entwurf, Bemessung und Konstruktion von Betonbrücken nach Eurocode 2 in Deutschland. Die wesentlichen Anforderungen bei der Planung von neuen Brücken sowie die Unterschiede bei der Um-gestaltung von Bestandsbrücken werden strukturiert dargestellt. Beginnend mit den Balkenbrücken wer-den Bogenbrücken, Sprengwerksbrücken und Rah-menbrücken beschrieben. Die konstruktive Durch-bildung der Brückenüberbauten sowie der Widerla-ger, Pfeiler und Gründungen werden baupraktisch erläutert und mit Beispielen ergänzt. Ein Abschnitt ist den Bauverfahren gewidmet, beginnend mit dem Erbauen auf einem Traggerüst, über das Taktschie-beverfahren, Freivorbauverfahren hin zum Bauen mit Fertigteilen. Die Grundlagen der Tragwerkspla-nung werden behandelt und die Bemessung nach Eurocode 2 detailliert dargelegt. Die Nachweise der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Ermüdung werden anhand von Beispielen veran-schaulicht, sodass sie wertvolle Hilfen in der Ingeni-eurpraxis bieten. Vervollständigt wird der Beitrag mit dem Thema der externen Vorspannung, welche vielfach auch bei der Ertüchtigung von Bestands-brücken angewandt wird.

Gero Marzahn, Josef Hegger, Reinhard Maurer, Konrad Zilch, Daniel Dunkelberg, Agnieszka Kolodziejczyk und Frederik Teworte befassen sich mit der Fortschreibung der deutschen Nachrech-

IXInhaltsverzeichnis

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Inhaltsverzeichnis

I Erhalt unserer Bausubstanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Peter Mark, Pia Neugebauer

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Einführung und Pressestimmen . . . . . . 3

3 Zustand und Eigenschaften unserer Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

4 Erhaltungskreislauf . . . . . . . . . . . . . . . 8

5 Ansätze der Forschung, Bewertung und Nachrechnung von Bestandsbrücken . . . . . . . . . . . . . 11

5 .1 Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 .2 Nachrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 .3 Verstärkung mit externer

Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 .4 Lebensdaueranalysen und

Optimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . 20

7 Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

8 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

II Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke . . . . . . . . 25Frank Fingerloos, Steffen Marx, Jürgen Schnell

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2 Bestandsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 .2 Umsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 .3 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3 Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke . . . . . . . . . . . . 31

3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 .2 Bestandsaufnahme und Bestands­

bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 .2 .1 Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 .2 .2 Durchzuführende Untersuchungen . . . 333 .3 Berücksichtigung baubetrieblicher

Abläufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 .4 Nachrechnung und Konstruktion . . . . 393 .5 Historische Bewehrungsregeln . . . . . . 423 .5 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 .5 .2 Eigenschaften historischer

Betonstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 .5 .3 Mindestbetondeckung . . . . . . . . . . . . . 463 .5 .4 Stababstände von Betonstählen . . . . . . 483 .5 .5 Biegerollendurchmesser . . . . . . . . . . . 503 .5 .6 Verankerung zugbeanspruchter

Längsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 .5 .6 .1 Verankerung zugbeanspruchter

glatter Betonstähle . . . . . . . . . . . . . . . 513 .5 .6 .2 Verankerung zugbeanspruchter

gerippter Betonstähle . . . . . . . . . . . . . 533 .5 .6 .3 Verbundspannungen . . . . . . . . . . . . . . 54

3 .5 .7 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter Längsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3 .5 .7 .1 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter glatter Betonstähle . . . . . . . . . . . . . . . 55

3 .5 .7 .2 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter gerippter Betonstähle . . . . . . . . . . . . . 57

4 Historische Normen und Zulassungen des Beton- und Stahlbetonbaus . . . . . . 60

5 Ermittlung der maßgebenden Material-kennwerte bestehender Tragwerke . . . 63

5 .1 Materialkennwerte auf Basis vorliegender Planungsdokumente . . . . 63

5 .1 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635 .1 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 .2 Materialkennwerte aus Werkstoff­

untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 .2 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 .2 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6 Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für Bestandsbauten . . . . . . . . . . . . . . . 71

6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716 .2 Modifikation von Teilsicherheits­

beiwerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 .3 Beispiel: Nachweis Büro­/

Wohnhausdeckenplatte . . . . . . . . . . . . 756 .3 .1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . 756 .3 .2 Vorhandene Bemessung nach

DIN 1045:1972­01 . . . . . . . . . . . . . . . 76

X Inhaltsverzeichnis

6 .3 .3 Nachweis nach DIN EN 1992­1­1:2011­01 mit Lasterhöhung . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6 .3 .4 Nachweis mit modifizierten Teilsicherheitsbeiwerten . . . . . . . . . . . 78

6 .3 .5 Vergleich der Ergebnisse . . . . . . . . . . . 81

7 Ermittlung der Tragfähigkeit auf der Grundlage von Belastungsversuchen . . . . . . . . . . . . . . 81

7 .1 Entwicklung und normative Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

7 .2 Einordnung in die Bestands­ bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

7 .3 Grundlagen und Anwendungs­ bereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

7 .4 Planung von Belastungsversuchen . . . 867 .5 Versuchsdurchführung und

Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887 .6 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . 90

8 Abschätzung der Feuer widerstands- dauer historischer Beton- konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

8 .2 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 .2 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 .2 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958 .2 .3 Putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978 .2 .4 Baustoffklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978 .3 Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 978 .3 .1 Stahlbetondecken . . . . . . . . . . . . . . . . 978 .3 .2 Stahlsteindecken . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 .3 .3 Kappendecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 .3 .4 Glasstahlbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 .3 .5 Balken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 .3 .6 Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

9 Übersicht historischer Bestimmungen für den Beton- und Stahlbetonbau – Bemessung, Ausführung, Beton, Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

9 .1 Die frühen Bestimmungen bis 1925 . 1009 .2 DIN­Normen 1925 bis 2004 . . . . . . . 1009 .3 TGL­Standards 1960 bis 1990 . . . . . 1049 .4 Die Richtlinien des Deutschen

Ausschusses für Stahlbeton 1930 bis 2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

10 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

III Instandsetzung von Tiefgaragen und Parkhäusern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Christian Sodeikat, Till F . Mayer

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

2 Bauliche Situation älterer Tiefgaragen und Parkhäuser . . . . . . 117

3 Rechtliche Grundlagen bei Instandsetzungen von Parkbauten . . 120

3 .1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203 .2 Die anerkannten Regeln der

Technik (aRdT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203 .3 Verwendbarkeit von Baustoffen . . . . 1213 .4 Regelwerke für Instandsetzungen:

Instandsetzungs­Richtlinie (Rili­SIB 2001) und DIN EN 1504 . . 122

3 .5 Weitere Regelwerke für Instandsetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . 123

3 .6 Beratungs­ und Aufklärungspflicht der Planer gegenüber dem Bauherrn . 123

4 Bewehrungskorrosion . . . . . . . . . . . . 1244 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244 .2 Korrosion von Stahl allgemein . . . . . 1244 .3 Korrosion von Stahl in Beton . . . . . . 1254 .4 Carbonatisierungsinduzierte

Bewehrungskorrosion . . . . . . . . . . . . 127

4 .5 Chloridinduzierte Bewehrungskorrosion . . . . . . . . . . . . 128

4 .6 Kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt CKrit . . . . . . . . . . . . . . 129

4 .7 Korrosion im Rissbereich . . . . . . . . . 1314 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 .7 .2 Einleitungsphase im Bereich von

Rissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324 .7 .3 Schädigungsphase im Bereich

von Rissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324 .7 .4 Korrosionsfortschritt nach

Verschließen der Risse . . . . . . . . . . . 133

5 Instandsetzung nach der Instand- setzungs-Richtlinie – Vorgehen und technische Grundlagen . . . . . . . . . . . 134

5 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345 .2 Instandsetzungsprinzipien . . . . . . . . . 1345 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345 .2 .2 Instandsetzungsprinzipien bei carbo­

natisierungsinduzierter Korrosion . . 1355 .2 .3 Instandsetzungsprinzipien bei

chloridinduzierter Korrosion . . . . . . 1385 .3 Umsetzung von Instandsetzungen

nach der Instandsetzungs­Richtlinie . 138

XIInhaltsverzeichnis

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6 Istzustandsfeststellung von Parkbauten – Durchführung erforderlicher Untersuchungen . . . . . 139

6 .1 Aufnahme der grundsätzlichen Bauwerkssituation . . . . . . . . . . . . . . . 139

6 .2 Tragkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . 1396 .3 Auffinden von Bereichen mit chlorid­

induzierter Korrosion(sgefahr) . . . . . 1426 .3 .1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . 1426 .3 .2 Visuelle Untersuchung . . . . . . . . . . . 1426 .3 .3 Bestimmung des Ausmaßes von

Bewehrungskorrosion bzw . vor han­ dener Querschnittsschwächung . . . . . 143

6 .3 .4 Bestimmung des Chloridgehalts . . . . 1436 .3 .5 Elektrochemische Potentialfeld­

messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1456 .3 .6 Bestimmung der Betondeckung . . . . 1486 .4 Weitere zerstörungsfreie

Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . 149

7 Bestandsschutz – Festlegung des Sollzustands . . . . . . . 153

8 Instandsetzungsplanung . . . . . . . . . . 1578 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1578 .2 Notwendiger Instandsetzungsumfang

bei chloridbeaufschlagten Bauteilen . 1578 .3 Instandsetzungsbetone und ­mörtel . 1618 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1618 .3 .2 Beton nach EC2 und

DIN EN 206­1∕ DIN 1045­2 . . . . . . . 1618 .3 .3 Spritzbeton nach DIN 18551

bzw . DIN EN 14487 . . . . . . . . . . . . . 1618 .3 .4 Kunststoffmodifizierter Instand­

setzungsbeton und ­mörtel (PCC) . . . 1618 .3 .5 Kunststoffmodifizierter Spritzbeton

und ­mörtel (SPCC) . . . . . . . . . . . . . 1628 .3 .6 Reaktionsharzgebundener Instand­

setzungsbeton und ­mörtel (PC) . . . . 1628 .3 .7 Vergussbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

9 DBV-Merkblatt „Parkhäuser und Tiefgaragen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

9 .1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1639 .2 Diskussion der Ausführungsvarianten

nach DBV­Merkblatt „Parkhäuser und Tiefgaragen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

10 Instandsetzungsdetails bei Parkbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

10 .1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16710 .2 Betonabtrag – Technologie und

Umfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16710 .2 .1 Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16710 .2 .2 Umfang des erforderlichen

Betonabtrags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16810 .3 Schutzmaßnahmen für befahrene

Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17010 .3 .1 Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . 17010 .3 .2 Zwischendecks . . . . . . . . . . . . . . . . . 17010 .3 .3 Freidecks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17010 .3 .4 Rampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17110 .3 .5 Bodenplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17110 .4 Schutzmaßnahmen für aufgehende

Bauteile über und unter Belagoberkante . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

10 .5 Gefälle, Entwässerungs­ einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

11 Wartung, Instandhaltung und Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

11 .1 Wartung und Instandhaltung . . . . . . . 17411 .2 Wartungsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17511 .3 Überprüfung des Instandsetzungs ­

erfolgs durch Monitoring . . . . . . . . . 17611 .3 .1 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . 17611 .3 .2 Korrosionsmonitoring . . . . . . . . . . . . 17811 .3 .3 Feuchtemonitoring . . . . . . . . . . . . . . 179

12 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

IV Erhaltung und Instandsetzung von massiven Verkehrswasserbauwerken . . . 185Andreas Westendarp, Holger Becker, Jörg Bödefeld, Helmut Fleischer, Claus Kunz, Matthias Maisner, Hilmar Müller, Amir Rahimi, Thorsten Reschke, Frank Spörel

1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

2 Regelwerksituation . . . . . . . . . . . . . . 188

3 Bauwerke, Bauwerkszustand . . . . . . 1903 .1 Bauwerke, Bauweisen, Baustoffe . . . 1903 .2 Verfahren für die Zustands­

beurteilung und Prognose . . . . . . . . . 1933 .2 .1 Bauwerksinspektion, EMS . . . . . . . . 1933 .2 .2 Bauwerksbegutachtung . . . . . . . . . . . 1933 .2 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1933 .2 .2 .2 Ablauf, Vorgehensweise . . . . . . . . . . 194

3 .3 Bauwerkssituation . . . . . . . . . . . . . . . 2023 .3 .1 Ergebnisse aus der Bauwerks­

inspektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2023 .3 .2 Dauerhaftigkeitsprobleme . . . . . . . . . 2043 .3 .3 Standsicherheitsprobleme . . . . . . . . . 206

4 Planungsgrundlagen, Instandsetzungskonzepte . . . . . . . . . 210

4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104 .2 Umgang mit Dauerhaftigkeits­

problemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

XII Inhaltsverzeichnis

4 .2 .2 Dauerhaftigkeitsrelevante Ein­ wirkungen auf Verkehrs wasser­ bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

4 .2 .3 Klassifizierung des Betonunter­ grunds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

4 .2 .4 Instandsetzungssysteme, Dauerhaftigkeit, Verbund . . . . . . . . . 213

4 .2 .5 Erreichen der Instandsetzungsziele, Prinzipien und Verfahren für die Instandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

4 .2 .6 Wasserbauspezifische Planungs­grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

4 .3 Umgang mit Standsicherheits­ problemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

5 Instandsetzungsverfahren gemäß ZTV-W LB 219 . . . . . . . . . . . 220

5 .1 Untergrundvorbehandlung . . . . . . . . 2205 .1 .1 Ziel und Umfang der Untergrund­

vorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2205 .1 .2 Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2205 .1 .3 Eigenschaften und Anforderungen . . 2225 .1 .4 Entsorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225 .2 Beton∕ Spritzbeton (verankert,

bewehrt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225 .2 .2 Bemessung von Vorsatzschalen . . . . 2235 .2 .3 Baustoffanforderungen . . . . . . . . . . . 2245 .2 .4 Ausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255 .2 .5 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . 2265 .3 Spritzmörtel∕ Spritzbeton

(unverankert, unbewehrt) . . . . . . . . . 227

5 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275 .3 .2 Anforderungen und Eignungs­

nachweise gemäß BAW­MSM . . . . . 2275 .3 .3 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . 2295 .4 Injektion massiger Betonbauteile mit

hydraulischen Bindemitteln . . . . . . . 2295 .4 .1 Anwendungsbereich des Verfahrens . 2295 .4 .2 Voruntersuchungen zur Bewertung

der Injizierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . 2305 .4 .3 Injektionsdurchführung und

Injektionsversuch . . . . . . . . . . . . . . . 2315 .4 .4 Bewertung Injektionserfolg . . . . . . . 232

6 Offene Fragen, Entwicklungen . . . . . 2326 .1 Instandsetzung mit textilbewehrten

Spritzmörteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2326 .2 Instandsetzung von Bewegungs­

fugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2346 .2 .1 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . 2346 .2 .2 Fugeninstandsetzungsvarianten . . . . 2346 .2 .2 .1 Aufgesetzte Fugenbänder . . . . . . . . . 2346 .2 .2 .2 Aufgesetzte Omega­Fugenbänder

mit Gewebeverstärkung . . . . . . . . . . 2366 .2 .2 .3 Stahlseilbewehrtes Klemmfugenband

(SBK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2366 .2 .2 .4 Mörtelgefüllter Elastomer­Schlauch . 2396 .2 .2 .5 Injektionen von Bewegungsfugen . . . 2396 .2 .3 Fazit und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . 2396 .3 Instandsetzung unter Betrieb . . . . . . 240

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

V Kathodischer Korrosionsschutz im Stahlbetonbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Thorsten Eichler, Susanne Gieler­Breßmer

1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

2 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2502 .1 Korrosion von Stahl in Beton . . . . . . 2512 .1 .1 Flächige Korrosion durch

Karbonatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . 2512 .1 .2 Lochkorrosion in Anwesenheit von

Chloriden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2532 .2 Galvanischer Schutz . . . . . . . . . . . . . 2562 .3 Fremdstromschutz . . . . . . . . . . . . . . . 257

3 Anodenmaterialien und -typen . . . . . 2613 .1 Galvanische Anoden . . . . . . . . . . . . . 2613 .2 Inertanoden (Dimensionsstabile

Anoden – DSA) . . . . . . . . . . . . . . . . . 2633 .3 Leitfähige Beschichtungen auf

Kohlenstoffbasis . . . . . . . . . . . . . . . . 2643 .4 Anodeneinbettung . . . . . . . . . . . . . . . 264

4 Schutzkriterien und technische Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

4 .1 DIN EN ISO 12696 . . . . . . . . . . . . . . 2684 .2 DIN EN 15257 zur Zertifizierung von

Fachpersonal für den kathodischen Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . 269

4 .3 Kathodischer Korrosionsschutz von Spannbetonbauwerken . . . . . . . . . . . 270

5 Ausführungsbeispiele . . . . . . . . . . . . 2715 .1 Parkhäuser und Tiefgaragen . . . . . . . 2715 .1 .1 Cityparkhaus in Offenbach . . . . . . . . 2725 .1 .2 Präventiver kathodischer Korrosions­

schutz in einer Tiefgarage . . . . . . . . . 2765 .1 .3 Kathodischer Korrosionsschutz hoch­

belasteter Stützen in einer Tiefgarage 2785 .2 Brückenbauwerke . . . . . . . . . . . . . . . 280

6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . 283

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

XIIIInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

VI Bewertung der Leistungsfähigkeit von Instandsetzungsmaterialien und der Lebensdauer von instand gesetzten Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287Christoph Gehlen, Amir Rahimi, Thorsten Reschke, Andreas Westendarp

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

2 Lebensdauerbemessung von (neuen) Stahlbetonbauteilen . . . . . . . 290

2 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2902 .2 Mathematische Modellierung des

Chloridtransports . . . . . . . . . . . . . . . 2902 .3 Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

3 Chlorideindringwiderstand von Instandsetzungsmaterialien . . . . . . . 297

3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2973 .2 Laboruntersuchungen . . . . . . . . . . . . 2973 .2 .1 Materialien, Probekörper,

Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2973 .2 .2 Kennwerte und Zusammenhänge . . . 2983 .2 .3 Bewertung der Leistungsfähigkeit

der Instandsetzungsmaterialien . . . . . 302

4 Lebensdauerbemessung von instand gesetzten Stahlbetonbauteilen . . . . . . 304

4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3044 .2 Modellierung des Chloridtransports

in einem 2­Schicht­System . . . . . . . . 3054 .3 Numerische Untersuchungen zum

Chloridtransport in einem 2­Schicht­ System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

4 .4 Laborversuche zum Chloridtransport in einem 2­Schicht­System . . . . . . . . 307

4 .5 Auslagerungsversuche zum Chloridtransport in einem 2­Schicht­ System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

4 .6 Zustandsprognose nach einer Instandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . 312

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

VII Innovative Monitoringstrategien für Bestandsbauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315Konrad Bergmeister, Peter Mark, Michael Österreicher, David Sanio, Peter Heek, Alexander Krawtschuk, Alfred Strauss, Mark Alexander Ahrens

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

2 Zerstörungsfreie Untersuchungs methoden . . . . . . . . . . 318

2 .1 Schallemissionsverfahren . . . . . . . . . 3182 .2 Impuls­Echoverfahren . . . . . . . . . . . . 3182 .3 Radar­ bzw . Georadarverfahren . . . . 3192 .4 Ultraschallverfahren . . . . . . . . . . . . . 3212 .5 Infrarotverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 3222 .6 Elektromagnetische Verfahren . . . . . 3222 .7 Laservibrometer . . . . . . . . . . . . . . . . 3222 .8 Wegaufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . 3232 .8 .1 Kapazitive Wegaufnehmer . . . . . . . . 3232 .8 .2 Induktive Wegaufnehmer . . . . . . . . . 3232 .9 Optische Messsysteme . . . . . . . . . . . 324

3 Monitoringmethoden und Grundlagen der Bewertung . . . . . . . 325

3 .1 Warum Monitoring? . . . . . . . . . . . . . 3253 .2 Monitoringmethoden –

Aktueller Wissenstand . . . . . . . . . . . 3253 .3 Planung und statistische

Bearbeitung von Bauteilprüfungen . . 3263 .3 .1 David­Hartley­Pearson­Test . . . . . . . 3283 .3 .2 Grubbs­Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3283 .4 Festlegung der Bemessungswerte . . . 328

3 .4 .1 Bestimmung der Bemessungswerte auf Basis der charakteristischen Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

3 .4 .2 Direkte Bestimmung der Bemessungswerte . . . . . . . . . . . . . . . 330

3 .4 .3 Bestimmung der Bemessungswerte auf Basis probabilistischer Bewertung von Stichproben . . . . . . . . . . . . . . . . 330

4 Grundelemente einer holistischen Lebenszyklusbetrachtung . . . . . . . . . 332

4 .1 Probabilistisch basierte Bewertung . . 3334 .2 Holistisch basierte Lebenszyklus­

bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

5 Dynamische Monitoringverfahren – Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3355 .2 Schwingungslehre . . . . . . . . . . . . . . . 3365 .2 .1 Allgemeine Einführung . . . . . . . . . . . 3365 .2 .2 Gliederung der Schwingungen . . . . . 3365 .2 .3 Der lineare Einmassenschwinger . . . 3375 .2 .3 .1 Allgemeine Definition . . . . . . . . . . . . 3375 .2 .3 .2 Freie Schwingung des ungedämpften

Einmassenschwingers . . . . . . . . . . . . 3375 .2 .3 .3 Freie Schwingung des gedämpften

Einmassenschwingers . . . . . . . . . . . . 338

XIV Inhaltsverzeichnis

5 .2 .3 .4 Harmonische Anregung des ungedämpften Einmassenschwingers 339

5 .2 .3 .5 Harmonische Anregung des gedämpften Einmassenschwingers . . 339

5 .2 .4 Der lineare Mehrmassenschwinger . . 3405 .2 .4 .1 Allgemeine Definition . . . . . . . . . . . . 3405 .2 .4 .2 Freie Schwingung des linearen

Mehrmassenschwingers . . . . . . . . . . 3415 .2 .4 .3 Erzwungene Schwingung des

linearen Mehrmassenschwingers . . . 3425 .2 .5 Modalanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3425 .2 .6 Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3445 .2 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3445 .2 .6 .2 Definition der Dämpfung . . . . . . . . . 3455 .2 .6 .3 Dämpfungszahlen in der Praxis . . . . 3455 .3 Grundlagen der Signalverarbeitung . 3465 .3 .1 Analoge – Digitale Signale . . . . . . . . 3465 .3 .2 Grundsätzliche Einteilung von

Signalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3465 .3 .3 Digitale Signalverarbeitung . . . . . . . 3475 .3 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3475 .3 .3 .2 Zeitdiskretisierung . . . . . . . . . . . . . . 3475 .3 .3 .3 Abtasttheorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3475 .3 .3 .4 Quantisierungsrauschen . . . . . . . . . . 3485 .4 Methoden der Signalanalyse –

Frequenzanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . 3495 .4 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3495 .4 .2 Fourierreihe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3495 .4 .3 Fourierintegral . . . . . . . . . . . . . . . . . 3505 .4 .4 Diskrete Fouriertransformation . . . . . 3505 .4 .5 „Schnelle“ Fouriertransformation –

FFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3525 .5 Numerische Integration . . . . . . . . . . . 3535 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3535 .5 .1 .1 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . 3535 .5 .1 .2 Rechteckregel zur numerischen

Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3545 .5 .1 .3 Trapezregel zur numerischen

Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3555 .5 .1 .4 Simpsonregel zur numerischen

Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3565 .5 .2 Zusammenfassung und Vergleich der

vorgestellten numerischen Integrationsverfahren . . . . . . . . . . . . 357

6 Dynamische Monitoringverfahren – Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

6 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3586 .2 Näherungsverfahren zur

automatisierten Bestimmung der Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

6 .2 .1 Experimentelle Verfahren zur Bestimmung der Dämpfung – Stand der Technik . . . . . . . . . . . . . . . 359

6 .2 .1 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3596 .2 .1 .2 Logarithmische Dekrement­

Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

6 .2 .1 .3 Bandbreitenmethode zur Bestimmung der Dämpfung . . . . . . . 360

6 .2 .2 Erweiterter Ansatz – Bestimmung der Dämpfung mittels Kreuzkorrelationsanalyse . . . . . . . . . 361

6 .2 .2 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3616 .2 .2 .2 Kreuzkorrelationsanalyse . . . . . . . . . 3626 .2 .2 .3 Charakterisierung der Dämpfungs­

eigenschaften auf Basis von Kreuz korrelationsbetrachtungen . . . . 363

6 .2 .2 .4 Praktische Anwendung des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

6 .3 Über die Möglichkeiten der Bestimmung der Verformung und der Modalformen von Strukturen unter Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

6 .3 .1 Praktische Aspekte im Zusammen­ hang mit der Ermittlung der Verformung aus Beschleunigungs­messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

6 .4 Bestimmung der Verformung auf Basis von Neigungsmessungen . . . . . 371

6 .4 .1 Theoretische Grundlagen des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

6 .4 .2 Praktische Aspekte im Zusammen­ hang mit der Ermittlung der Verformung aus Neigungsmessungen 376

6 .5 Experimentelle Verifikation der Verformungen und Beschleunigungen . .377

6 .5 .1 Zielsetzung der Laborstudie . . . . . . . 3776 .5 .2 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . 3776 .5 .3 Ergebnisse der Labormessungen . . . . 3786 .6 Feldmessungen an einer

Eisenbahnbrücke der ÖBB­Strecke Wien–Gmünd . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

6 .6 .1 Tragwerkskurzbeschreibung . . . . . . . 3806 .6 .2 Langzeitmonitoring zur Ermittlung

der Tragwerksdämpfung . . . . . . . . . . 380

7 Radarinterferometrie zum großflächigen Setzungsmonitoring von Bauwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

7 .1 Einleitung und Motivation . . . . . . . . 3827 .1 .1 Einführung Radarinterferometrie . . . 3837 .1 .2 Grundprinzip satellitengestützter

Radarinterferometrie . . . . . . . . . . . . . 3857 .1 .3 Persistent­Scatterer­Interferometrie

(PSI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3887 .2 Satellitengestützte Radarinterfero­

metrie zum Monitoring von Bestands­bebauung – Beispiel innerstädtisches Tunnelbauprojekt „Wehrhahnlinie“ in Düsseldorf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

7 .2 .1 Projektbeschreibung und Setzungen aus dem Tunnelbau . . . . . . . . . . . . . . 390

7 .2 .2 Detektierte Persistent Scatterer . . . . . 3937 .2 .3 Mittels PSI gemessene Setzungs­

mulde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

XVInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

7 .2 .4 Gegenüberstellung terrestrischer und satellitengestützter Messwerte . . . . . 395

7 .2 .5 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . 3977 .3 Ausblick auf satellitengestütztes

Monitoring an Bestandsbrücken . . . . 398

8 Monitoring einer Spannbeton- Hohlkastenbrücke . . . . . . . . . . . . . . . 399

8 .1 Einleitung und Motivation . . . . . . . . 3998 .2 Referenzbauwerk:

Hochstraße „Pariser Straße“ . . . . . . . 4008 .3 Numerische Berechnung und

Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4028 .3 .1 Numerisches Modell und

Modellierungsaspekte . . . . . . . . . . . . 4028 .3 .2 Spannungsberechnung mit Momenten­

Spannstahlspannungs­Beziehung . . . 4038 .3 .3 Lastmodellierung und

Verkehrs lastmodelle . . . . . . . . . . . . . 4068 .4 Betriebsfestigkeitsnachweis . . . . . . . 4088 .5 Monitoringprogramm für

Ermüdungsprobleme . . . . . . . . . . . . . 4098 .5 .1 Direkte Dehnungsmessung am

Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4098 .5 .2 Aufbereitung der Dehnungsmessung

mit Klassier­ und Zählverfahren . . . . 4148 .5 .3 Langzeitige Verkehrszählungen . . . . 4188 .5 .4 Materialproben . . . . . . . . . . . . . . . . . 4198 .5 .5 Ermittlung der Wöhlerlinie . . . . . . . . 423

8 .5 .6 Probebelastung zur Modell­ kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

8 .5 .7 Zeitabhängige Verluste . . . . . . . . . . . 4268 .5 .8 Temperaturmessung . . . . . . . . . . . . . 4298 .6 Genauigkeitssteigerung von

Lebensdauerprognosen durch Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

9 Zerstörungsfreie Überprüfungen und Lebensdauerbewertung einer Bogenbrücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

9 .1 Zerstörungsfreie Untersuchungen . . . 4359 .1 .1 Georadarmessungen . . . . . . . . . . . . . 4359 .1 .2 Laservibrometermessungen . . . . . . . 4389 .1 .3 Wegaufnehmermessungen . . . . . . . . 4409 .1 .4 Erkenntnisse aus den

Monitoringkampagnen der einzelnen Bogentragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . 442

9 .2 Strukturmodellierung . . . . . . . . . . . . 4429 .2 .1 Baustoffmechanische Grundlagen . . 4439 .2 .2 Belastungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4459 .2 .3 Vergleich Messdaten –

Modellergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . 4459 .2 .4 Ermittlung der Stützlinie mittels

Monitoringdaten . . . . . . . . . . . . . . . . 4489 .3 Erkenntnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

10 Zusammenfassung und Ausblick . . . 450

11 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

VIII Baudynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461Claudia Westerkamp­Freitag, Johann­Dietrich Wörner

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

2 Begriffe, Einheiten und Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

3 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . 4643 .1 Systeme mit einem Freiheitsgrad . . . 4643 .1 .1 Freie lineare Schwingungen . . . . . . . 4643 .1 .1 .1 Ungedämpfte Schwingung . . . . . . . . 4643 .1 .1 .2 Gedämpfte Schwingung . . . . . . . . . . 4663 .1 .2 Erzwungene lineare Schwingungen . 4683 .1 .3 Nichtlineares Verhalten . . . . . . . . . . . 4733 .2 Systeme mit mehreren

Freiheitsgraden . . . . . . . . . . . . . . . . . 4753 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4753 .2 .2 Diskrete Systeme . . . . . . . . . . . . . . . 4753 .2 .2 .1 Freie lineare Schwingungen . . . . . . . 4753 .2 .2 .2 Erzwungene lineare Schwingungen . 4793 .2 .2 .3 Nichtlineares Verhalten . . . . . . . . . . . 4833 .2 .3 Kontinuierliche Systeme . . . . . . . . . . 483

4 Experimentelle Untersuchungen . . . . 4844 .1 Untersuchungsverfahren . . . . . . . . . . 4844 .1 .1 Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4844 .1 .2 Vor Ort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

5 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4855 .1 Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4855 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4855 .1 .2 Lasteinwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . 4855 .1 .3 Verschiebungseinwirkungen . . . . . . . 4885 .2 Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4895 .2 .1 Sicherheitskonzept . . . . . . . . . . . . . . 4895 .2 .2 Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4895 .2 .3 Gebrauchstauglichkeit

(inkl . Komfort) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4905 .3 Schwingungsreduktion . . . . . . . . . . . 4905 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4905 .3 .2 Passive Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . 4905 .3 .3 Aktive Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . 4915 .3 .4 Schwingungsisolation . . . . . . . . . . . . 491

6 Weiterführende Literatur . . . . . . . . . 491

XVI Inhaltsverzeichnis

IX Maschinenfundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495Hans­Werner Nordhues

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497

2 Maschinenarten . . . . . . . . . . . . . . . . 4972 .1 Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . 4972 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4972 .1 .2 Kleine Bearbeitungszentren . . . . . . . 4972 .1 .3 Umformmaschinen . . . . . . . . . . . . . . 4982 .1 .4 Feinbearbeitungsmaschinen . . . . . . . 4982 .1 .5 Große Werkzeugmaschinen . . . . . . . 4982 .2 Messmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . 4992 .3 Prüfstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4992 .4 Aufstellelemente . . . . . . . . . . . . . . . . 499

3 Statische Auslegung von Fundamenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499

3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4993 .2 Baugrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5013 .3 Lastabtragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5013 .4 Verformungsnachweise von

Maschinenfundamenten . . . . . . . . . . 5023 .5 Spannungen aus Hydratation . . . . . . 5053 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5053 .5 .2 Zustand 1 (T = 24 h) . . . . . . . . . . . . 5073 .5 .3 Zustand 2 (T = 3 Tage) . . . . . . . . . . 5073 .5 .4 Zustand 3 (T = 28 Tage) . . . . . . . . . 5073 .6 Mindestbewehrung . . . . . . . . . . . . . . 507

3 .7 Wasserrechtliche Anforderungen an Fundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

3 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5083 .7 .2 Beton nach BUmwS­Richtlinie . . . . . 5093 .7 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5093 .7 .2 .2 Dichtheitsnachweise . . . . . . . . . . . . . 5103 .7 .3 Beschichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 5113 .7 .4 Auskleidungen mit Stahl . . . . . . . . . . 5123 .7 .5 Kunststoffbahnen . . . . . . . . . . . . . . . 512

4 Dynamische Auslegung von Fundamenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512

4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5124 .2 Schutz von Menschen in Gebäuden . 5154 .3 Schutz von baulichen Anlagen . . . . . 517

5 Konstruktion von Fundamenten . . . . 5175 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5175 .2 Betonsorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5175 .3 Bewehrungsführung . . . . . . . . . . . . . 5185 .4 Einbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5185 .5 Fixatoren und Verankerungen . . . . . . 519

6 Beurteilung von Fundamenten . . . . . 5216 .1 Temperaturkontrollen . . . . . . . . . . . . 5216 .2 Verformungsmessungen . . . . . . . . . . 521

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

X Feste Fahrbahn in Betonbauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529Stephan Freudenstein, Konstantin Geisler, Tristan Mölter, Michael Mißler, Christian Stolz

1 Einleitung – Stand der Technik . . . . 5311 .1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . 5311 .2 Vergleich Schotteroberbau –

Feste Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . 5311 .3 Grundsätzliche Bauarten der FF in

Deutschland – Stand der Technik . . . 5331 .3 .1 Entwicklung in Deutschland . . . . . . . 5331 .3 .2 Gleisrost auf durchgehend bewehrter

Gleistragplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5341 .3 .3 Durchgehend bewehrte Gleistragplatte

mit Einzelstützpunkten . . . . . . . . . . . 5351 .3 .4 Fertigteilplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . 5351 .3 .5 Spezielle Systeme für Tunnel∕

Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5361 .3 .6 Weiterentwicklungen . . . . . . . . . . . . 5361 .3 .7 Resümee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5371 .4 FF­Systeme∕Entwicklungen im

Ausland (Beispiele) . . . . . . . . . . . . . . 537

2 Bemessung und Konstruktion . . . . . . 5402 .1 Grundsätzliches . . . . . . . . . . . . . . . . . 5402 .1 .1 Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5402 .1 .2 Grundsätzliche Belastungsansätze . . 5402 .2 Werkstoffkennwerte – Annahmen . . . 5412 .2 .1 Untergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5412 .2 .2 Ungebundene Tragschicht . . . . . . . . . 5422 .2 .3 Tragschicht mit hydraulischen

Bindemitteln (THB) . . . . . . . . . . . . . 5422 .2 .4 Gleistragplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5442 .3 Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5442 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5442 .3 .2 Berechnung der Einzel­

stützpunktkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . 5452 .3 .3 Biegespannungsberechnung am

System mit aufgelagertem Gleisrost . 5462 .3 .4 System mit Einzelstützpunkten . . . . . 5492 .3 .5 Beispielrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . 550

XVIIInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

2 .4 Weitere Betrachtungen . . . . . . . . . . . 5522 .4 .1 Zwischenschichten . . . . . . . . . . . . . . 5522 .4 .2 Temperatureinfluss . . . . . . . . . . . . . . 5522 .4 .3 Finite­Elemente­Methode (FEM) . . . 553

3 Entwicklung einer Festen Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . . . . 554

3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5543 .2 Laborprüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . 5553 .2 .1 Schienenbefestigungsprüfung . . . . . . 5553 .2 .2 Prüfung elastischer Komponenten . . 5553 .2 .3 Spannklemmenprüfung . . . . . . . . . . . 5563 .3 Lateralkräftenachweis . . . . . . . . . . . . 556

4 Feste Fahrbahn auf Brücken . . . . . . . 5574 .1 Einführung – Historie . . . . . . . . . . . . 5574 .1 .1 Anforderungen an die

Feste Fahrbahn auf Brücken . . . . . . . 5574 .1 .2 Systemfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5574 .1 .2 .1 Geometrische Zwangspunkte . . . . . . 5584 .1 .2 .2 Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5594 .1 .2 .3 Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5594 .1 .3 Systemerprobung und Folgerungen

für einen späteren Einbau . . . . . . . . . 5594 .1 .4 Messungen während der

Systemerprobung . . . . . . . . . . . . . . . 5604 .1 .4 .1 Bremsversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . 5604 .1 .4 .2 Akustische Eigenschaften nach

Einbau der elastischen Matte . . . . . . 5604 .1 .4 .3 Einfederungen der Gleistragplatte . . 5604 .1 .4 .4 Resümee der Systemerprobung . . . . . 5604 .1 .5 Regelungen und Planungshinweise

für die Ausführung der Festen Fahrbahn auf Brücken . . . . . . 561

4 .1 .6 Die Umsetzung auf Köln–Rhein∕Main und Nürnberg–Ingolstadt . . . . . . . . . 561

4 .1 .7 VDE 8 – neue Brückenbauweisen . . 5614 .2 Systeme der Festen Fahrbahn auf

Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5624 .2 .1 Prinzip der Festen Fahrbahn auf

langen Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . 5624 .2 .2 Komponenten der Festen Fahrbahn

auf langen Brücken . . . . . . . . . . . . . . 5624 .2 .2 .1 Schienenstützpunkte . . . . . . . . . . . . . 5634 .2 .2 .2 Gleistragplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5634 .2 .2 .3 Höckerplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5654 .2 .2 .4 Trennebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5654 .2 .2 .5 Schutzbeton(platte) . . . . . . . . . . . . . . 5664 .2 .3 Feste Fahrbahn auf kurzen Brücken . 5664 .2 .4 Feste Fahrbahn auf langen Brücken . 5674 .2 .5 Brückenbereich der Festen Fahrbahn 5684 .2 .6 Endsporn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5694 .3 Der anspruchsvolle

Übergangsbereich . . . . . . . . . . . . . . . 5694 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5694 .3 .2 Die obere und untere Systemebene . . 569

4 .3 .3 Zusammenwirken von Oberbau und Brücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570

4 .3 .4 Generelle Einwirkungen und Verformungen am Brückenende . . . . 570

4 .3 .5 Zusammenstellung der Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571

4 .3 .6 Ergänzende Regelungen zur Ausführung der Festen Fahrbahn auf Brücken und Nachweisführungen . . . 571

4 .3 .7 Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573

4 .3 .8 Zusammenfassung, Konsequenzen und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574

5 Ausgewählte Themen . . . . . . . . . . . . 5745 .1 Zusätzliche Anforderungen an die

Konstruktion für die Instandhaltung . 5745 .2 Weichen in Fester Fahrbahn bei der

Deutschen Bahn . . . . . . . . . . . . . . . . 5755 .3 Instandhaltung der Festen Fahrbahn . 5765 .4 Inspektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5775 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5775 .4 .2 Rissbildungen und Fugenöffnungen . 5775 .4 .3 Anker zur Befestigung von

Schwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5785 .4 .4 Schwellenlockerungen . . . . . . . . . . . 5785 .4 .5 Zusätzliche Inspektionen . . . . . . . . . 5785 .5 Instandsetzung einer FF . . . . . . . . . . 5785 .5 .1 Instandsetzungsfälle aus der Praxis . 5785 .5 .2 Erneuerungen von Stützpunkten . . . . 5795 .5 .3 Sanierung von Ankerbolzen . . . . . . . 5795 .5 .4 Sanierung von Setzungen . . . . . . . . . 5795 .5 .5 Schadhafte Schallabsorber . . . . . . . . 5795 .6 Entwässerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5795 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5795 .6 .2 Abführung des Oberflächenwassers . 5795 .6 .3 Mittenentwässerung . . . . . . . . . . . . . 5805 .6 .4 Gestaltung des Mittelstreifens . . . . . . 5805 .6 .5 Seitliche Abdeckung . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 Übergänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 .2 Übergänge im Unterbau und

Oberbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 .3 Schweißungen und Isolierstöße . . . . 5805 .7 .4 Übergang Brücke bzw . Tunnel zum

Erdbauwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 .5 Übergang Feste Fahrbahn –

Schotteroberbau . . . . . . . . . . . . . . . . 5805 .7 .6 Übergang Feste Fahrbahn –

Feste Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . 5815 .8 Befahrbarkeit der Festen Fahrbahn . . 5815 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5815 .8 .2 Konstruktive Gestaltung der

Befahrbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5815 .8 .3 Dimensionierung der Befahrbarkeit . 582

XVIII Inhaltsverzeichnis

5 .9 Schallabsorber . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5825 .9 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5825 .9 .2 Bau­ und schalltechnische

Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 582

5 .9 .3 Spezielle Anforderungen an Materialien und Konstruktion . . . . . . 582

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

XI Einwirkungen auf Brücken nach den Eurocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585Balthasar Novák, Peter Lippert

1 Allgemeines über die Eurocodes für die Bestimmung der Einwirkungen auf Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587

1 .1 Hintergründe der Fortschreibung der Eurocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587

1 .2 Allgemeines zu den Eurocodes . . . . . 5871 .3 Eurocodes mit Regelungen für

Einwirkungen auf Brücken . . . . . . . . 5871 .4 Sicherheitskonzept der Eurocodes . . 5881 .5 DIN­Handbücher . . . . . . . . . . . . . . . . 5881 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5881 .5 .2 Bauen im Bestand . . . . . . . . . . . . . . . 589

2 Erläuterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5892 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5892 .2 Aufbau des DIN­Handbuches 1,

Band 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5892 .3 Einteilung der Einwirkungen . . . . . . 5902 .4 Einwirkungen aus Straßenverkehr . . . 5912 .4 .1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 5912 .4 .2 Anzusetzende Fahrstreifen . . . . . . . . 5912 .4 .3 Lastmodelle für Vertikallasten . . . . . 5912 .4 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5912 .4 .3 .2 Lastmodell 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5922 .4 .3 .3 Lastmodell 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5952 .4 .4 Horizontallasten . . . . . . . . . . . . . . . . 5952 .4 .4 .1 Lasten aus Bremsen und Anfahren . . 5952 .4 .4 .2 Zentrifugallasten . . . . . . . . . . . . . . . . 5952 .4 .5 Mehrkomponentige Einwirkungen . . 5962 .4 .6 Lastmodelle für Ermüdungs ­

berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5982 .4 .7 Außergewöhnliche Einwirkungen

aus Straßenfahrzeugen . . . . . . . . . . . 5982 .4 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5982 .4 .7 .2 Ergebnisse neuerer Forschungen . . . 5982 .4 .7 .3 Anpralllasten an Pfeiler und andere

stützende Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . 5992 .4 .7 .4 Anprall an Überbauten . . . . . . . . . . . 6002 .4 .7 .5 Fahrzeuge auf Geh­ und Radwegen . 6002 .4 .7 .6 Anprall an Schrammborde . . . . . . . . 6012 .4 .7 .7 Anprall an Schutzeinrichtungen . . . . 6012 .4 .7 .8 Anprall an tragende Bauteile

oberhalb der Fahrbahnebene . . . . . . . 6022 .4 .8 Einwirkungen auf Geländer . . . . . . . 6022 .4 .9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen . . . 6022 .4 .9 .1 Vertikallasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6022 .4 .9 .2 Horizontallasten . . . . . . . . . . . . . . . . 6032 .4 .10 Einwirkungen auf Kammerwände . . 603

2 .4 .11 Weitere Einwirkungen . . . . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .2 Fahrbahnbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .3 Klappbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .4 Versorgungsleitungen und andere

ruhende Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .5 Einwirkungen aus Schnee . . . . . . . . . 6042 .4 .11 .6 Auswechseln von Lagern . . . . . . . . . 6042 .5 Einwirkungen aus Fußgänger­

und Radverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . 6042 .5 .1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 6042 .5 .2 Lastmodelle für Vertikallasten . . . . . 6042 .5 .2 .1 Gleichmäßig verteilte Last . . . . . . . . 6042 .5 .2 .2 Einzellast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6052 .5 .2 .3 Dienstfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . 6052 .5 .3 Horizontallasten . . . . . . . . . . . . . . . . 6052 .5 .4 Mehrkomponentige Einwirkungen . . 6052 .5 .5 Außergewöhnliche Einwirkungen . . . 6052 .5 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6052 .5 .5 .2 Anprall von Straßenfahrzeugen an

Unterbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6062 .5 .5 .3 Anprall von Straßenfahrzeugen an

Überbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6062 .5 .5 .4 Unplanmäßige Anwesenheit von

Fahrzeugen auf der Brücke . . . . . . . . 6062 .5 .6 Dynamische Modelle . . . . . . . . . . . . 6062 .5 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6062 .5 .6 .2 Neuere Forschungsergebnisse . . . . . . 6062 .5 .6 .3 Umsetzung der Forschungsergebnisse

in den DIN­Fachbericht 101 bzw . in den Eurocode 1, Teil 2 . . . . . . . . . . . 606

2 .5 .7 Einwirkungen auf Geländer . . . . . . . 6072 .5 .8 Lastmodell für Hinterfüllung . . . . . . 6072 .5 .9 Weitere typische Einwirkungen . . . . 6072 .6 Einwirkungen aus Eisenbahn­

verkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6072 .6 .1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 6072 .6 .2 Darstellung der Einwirkungen . . . . . 6072 .6 .3 Lastmodelle für vertikale

Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6072 .6 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6072 .6 .3 .2 Lastmodell 71 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6072 .6 .3 .3 Lastmodelle SW/ 0 und SW/ 2 . . . . . . 6082 .6 .3 .4 Unbeladener Zug . . . . . . . . . . . . . . . . 6092 .6 .3 .5 HSLM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6092 .6 .3 .6 Dienstgehwege . . . . . . . . . . . . . . . . . 6092 .6 .3 .7 Öffentliche Gehwege . . . . . . . . . . . . . 609

XIXInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

2 .8 .3 .4 Schwankung des konstanten Temperaturanteils . . . . . . . . . . . . . . . 622

2 .8 .3 .5 Linearer Temperaturanteil . . . . . . . . . 6222 .8 .3 .6 Nichtlinearer Temperaturanteil . . . . . 6222 .8 .3 .7 Temperaturunterschiede zwischen

verschiedenen Bauteilen . . . . . . . . . . 6232 .8 .3 .8 Brückenpfeiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6232 .9 Bewegungen von Lagern und

Fahr bahn übergängen und ergänzende Regelungen für die Bemessung von Lagern . . . . . . . . . . . 623

2 .9 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6232 .9 .2 Bemessungswerte der Bewegungen

und Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6232 .9 .3 Klimatische Temperatur­

einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6242 .9 .4 Reaktionskräfte an Festpunkten . . . . 6242 .9 .5 Ergänzende Regelungen zur

Lagerbemessung . . . . . . . . . . . . . . . . 6252 .10 Kombination der Einwirkungen . . . . 6252 .10 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6252 .10 .2 Grenzzustände der Tragfähigkeit . . . 6252 .10 .3 Grenzzustände der Gebrauchs­

tauglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626

3 Einwirkungen auf Brücken nach DIN-Handbuch (Eurocode) in Beispielen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

3 .1 Beispiel Straßenbrücke . . . . . . . . . . . 6313 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6313 .1 .2 Beschreibung und Darstellung des

statischen Systems . . . . . . . . . . . . . . 6313 .1 .3 Entwurfsparameter . . . . . . . . . . . . . . 6323 .1 .4 Charakteristische Werte der

einwirkenden Last­ und Weggrößen . 6333 .1 .4 .1 Ständige Einwirkungen . . . . . . . . . . . 6333 .1 .4 .2 Veränderliche Einwirkungen . . . . . . . 6343 .1 .5 Außergewöhnliche Einwirkungen . . . 6443 .1 .5 .1 Anpralllasten auf Unterbauten . . . . . 6443 .1 .5 .2 Außergewöhnliche Einwirkungen

auf der Brücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6443 .1 .6 Kombination der Einwirkungen . . . . 6453 .1 .6 .1 Lastgruppen aus Verkehr . . . . . . . . . 6453 .1 .6 .2 Kombinationen in den Grenzzuständen

der Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 6463 .1 .6 .3 Kombinationen in den Grenzzuständen

der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . 6483 .2 Beispiel Eisenbahnbrücke . . . . . . . . . 6493 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6493 .2 .2 Beschreibung und Darstellung des

statischen Systems . . . . . . . . . . . . . . 6493 .2 .3 Entwurfsparameter . . . . . . . . . . . . . . 6503 .2 .4 Charakteristische Werte der

einwirkenden Last­ und Weggrößen . 6513 .2 .4 .1 Ständige Einwirkungen . . . . . . . . . . . 6513 .2 .4 .2 Veränderliche Einwirkungen . . . . . . . 6523 .2 .4 .3 Außergewöhnliche Einwirkungen . . . 6653 .2 .5 Kombination der Einwirkungen . . . . 6663 .2 .5 .1 Verkehrslastgruppen . . . . . . . . . . . . . 666

2 .6 .4 Lastverteilung der Achs­ und Radlasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

2 .6 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6092 .6 .4 .2 Lastverteilung der Radlast durch die

Schiene in Längsrichtung . . . . . . . . . 6102 .6 .4 .3 Lastverteilung durch Schwellen und

Schotter in Längsrichtung . . . . . . . . . 6102 .6 .4 .4 Lastverteilung durch Schwellen und

Schotter in Querrichtung . . . . . . . . . . 6102 .6 .4 .5 Vertikale Ersatzlasten für

Erdbauwerke und Erddrücke . . . . . . . 6102 .6 .5 Dynamische Einwirkungen . . . . . . . . 6102 .6 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6102 .6 .5 .2 Dynamischer Beiwert Φ (Φ2, Φ3) . . 6112 .6 .5 .3 Gefahr von Resonanz oder

übermäßigen Schwingungen der Tragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

2 .6 .6 Lastmodelle für horizontale Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612

2 .6 .6 .1 Fliehkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6122 .6 .6 .2 Seitenstoß (Schlingerkraft) . . . . . . . . 6122 .6 .6 .3 Einwirkungen aus Bremsen und

Anfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6122 .6 .6 .4 Längskraftabtragung . . . . . . . . . . . . . 6132 .6 .7 Druck­Sog­Einwirkungen . . . . . . . . . 6142 .6 .8 Zusätzliche Einwirkungen . . . . . . . . . 6152 .6 .9 Außergewöhnliche Einwirkungen . . . 6162 .6 .9 .1 Entgleisung auf Brücken . . . . . . . . . . 6162 .6 .9 .2 Entgleisungen unter Überbauungen

von Bahnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 6172 .6 .9 .3 Außergewöhnliche Einwirkung aus

Fahrleitungsbruch . . . . . . . . . . . . . . . 6172 .6 .9 .4 Außergewöhnliche Einwirkungen aus

Straßenverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . 6172 .6 .10 Mehrkomponentige Einwirkungen . . 6172 .6 .11 Lastmodelle für Ermüdungs ­

berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6172 .6 .12 Nachweise in den Grenzzuständen . . 6182 .6 .12 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6182 .6 .12 .2 Teilsicherheits­ und Kombinations­

beiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6182 .6 .12 .3 Kriterien der Betriebssicherheit . . . . 6182 .7 Einwirkungen aus Wind . . . . . . . . . . 6192 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6192 .7 .1 .1 Windeinwirkungen auf nicht

schwingungsanfällige Brücken­ überbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619

2 .7 .1 .2 Windeinwirkungen auf schwingungs­anfällige Brückenüberbauten . . . . . . 619

2 .7 .1 .3 Windeinwirkungen auf Brücken­unterbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619

2 .8 Temperatureinwirkungen . . . . . . . . . 6202 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6202 .8 .2 Neue Forschungsergebnisse . . . . . . . 6202 .8 .3 Beschreibung der Temperatur­

einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6202 .8 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6202 .8 .3 .2 Überbaugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . 6202 .8 .3 .3 Konstanter Temperaturanteil . . . . . . . 621

XX Inhaltsverzeichnis

3 .2 .5 .2 Zusammenstellung der wesentlichen Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666

3 .2 .5 .3 Kombinationen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit . . 667

3 .2 .5 .4 Kombinationen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . 667

3 .3 Beispiel Geh­ und Radwegbrücke . . . 6683 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6683 .3 .2 Beschreibung und Darstellung des

statischen Systems . . . . . . . . . . . . . . 6683 .3 .3 Entwurfsparameter . . . . . . . . . . . . . . 670

3 .3 .4 Charakteristische Werte der einwirkenden Last­ und Weggrößen . 670

3 .3 .4 .1 Ständige Einwirkungen . . . . . . . . . . . 6703 .3 .4 .2 Veränderliche Einwirkungen . . . . . . . 6713 .3 .5 Kombination der Einwirkungen . . . . 6753 .3 .5 .1 Kombinationen in den

Grenzzuständen der Tragfähigkeit . . 6753 .3 .5 .2 Kombinationen in den

Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . 676

4 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

XII Entwurf, Bemessung und Konstruktion von Betonbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . 679Karlheinz Haveresch, Reinhard Maurer

1 Anforderungen an Brücken . . . . . . . 6811 .1 Eurocodes und DIN­Fachberichte . . . 6811 .2 Eurocode 2 und DIN­Handbuch

Betonbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6821 .3 Ergänzendes Regelwerk . . . . . . . . . . 685

2 Brückenentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . 6892 .1 Vorentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6892 .2 Entwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6912 .3 Tragwerksarten . . . . . . . . . . . . . . . . . 6962 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6962 .3 .2 Balkenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . 6962 .3 .3 Bogenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6982 .3 .4 Sprengwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7002 .4 Brückenüberbauten . . . . . . . . . . . . . . 7022 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7022 .4 .2 Massive Platte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7022 .4 .3 Plattenbalken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7042 .4 .4 Kastenquerschnitte . . . . . . . . . . . . . . 7062 .5 Unterbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7092 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7092 .5 .2 Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7092 .5 .3 Brückenpfeiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7132 .6 Bauverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7142 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7142 .6 .2 Überbauherstellung auf Traggerüst . . 7142 .6 .3 Taktschiebeverfahren . . . . . . . . . . . . 7152 .6 .4 Freivorbauverfahren . . . . . . . . . . . . . 7162 .6 .5 Fertigteilbauweise . . . . . . . . . . . . . . . 718

3 Bemessung und Konstruktion von Betonbrücken nach Eurocode 2 . . . . 719

3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7193 .2 Grundlagen für die

Tragwerksplanung . . . . . . . . . . . . . . . 7193 .2 .1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 7193 .2 .2 Grundsätzliches zur Bemessung mit

Grenzzuständen . . . . . . . . . . . . . . . . . 7193 .2 .3 Basisvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7203 .2 .4 Nachweisverfahren mit

Teilsicherheitsbeiwerten . . . . . . . . . . 7213 .2 .5 Versuchsgestützte Bemessung . . . . . 722

3 .2 .6 Zusätzliche Anforderungen an Gründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722

3 .2 .7 Anforderungen an Befestigungsmittel . . . . . . . . . . . . . . 723

3 .2 .8 Bautechnische Unterlagen . . . . . . . . . 7233 .3 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7233 .3 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7243 .3 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7273 .3 .3 Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7273 .3 .4 Komponenten von Spannsystemen . . 7273 .4 Dauerhaftigkeit und Betondeckung . 7303 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7303 .4 .2 Umgebungsbedingungen,

Anforderungen an Beton und Betondeckung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730

3 .5 Ermittlung der Schnittgrößen . . . . . . 7313 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7313 .5 .2 Schnittgrößen infolge Lasten . . . . . . 7323 .5 .3 Schnittgrößen infolge Zwang . . . . . . 7323 .5 .4 Schnittgrößen infolge Vorspannung . 7363 .5 .5 Nachweise für Bauteile unter Normal­

kraft nach Theorie II . Ordnung . . . . . 7393 .5 .5 .1 Imperfektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 7393 .5 .5 .2 Berechnung der Effekte aus

Theorie II . Ordnung . . . . . . . . . . . . . 7393 .5 .5 .3 Behandlung der Rückstell­ bzw .

Reibungskräfte der Lager . . . . . . . . . 7413 .5 .5 .4 Berücksichtigung des Kriechens

beim Nachweis nach Theorie II . Ordnung . . . . . . . . . . . . . 742

3 .5 .5 .5 Zum Ansatz des E­Moduls . . . . . . . . 7433 .5 .6 Modellbildung und Querverteilung . 7443 .6 Nachweise in den Grenzzuständen

der Tragfähigkeit (GZT) . . . . . . . . . . 7473 .6 .1 Tragwiderstand bei Biegung mit

Normalkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7473 .6 .2 Mindestbewehrung für ausreichendes

Ankündigungsverhalten . . . . . . . . . . 7483 .6 .3 Tragwiderstand bei Querkraft . . . . . . 7503 .6 .3 .1 Bauteile ohne Querkraftbewehrung . 7503 .6 .3 .2 Bauteile mit Querkraftbewehrung . . 7543 .6 .3 .3 Mindestbewehrung für Querkraft . . . 756

XXIInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

3 .6 .4 Tragwiderstand bei Torsion . . . . . . . 7573 .6 .5 Stabwerkmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . 7603 .6 .6 Nachweis gegen Ermüdung . . . . . . . 7613 .6 .6 .1 Nachweis gegen Ermüdung nach

DIN EN 1992­2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 7613 .6 .6 .2 Wöhlerlinie Betonstahl . . . . . . . . . . . 7613 .6 .6 .3 Wöhlerlinien Spannstahl . . . . . . . . . . 7623 .6 .6 .4 Spannungsschwingbreiten . . . . . . . . . 7643 .6 .6 .5 Ermittlung der Spannungen . . . . . . . 7643 .6 .6 .6 Vereinfachter Nachweis . . . . . . . . . . 7653 .6 .6 .7 Betriebsfestigkeitsnachweis . . . . . . . 7663 .6 .6 .8 Nachweis der schädigungs ­

äquivalenten Schwingbreite Δσequ . . 7673 .6 .7 Nachweis gegen Anprall . . . . . . . . . . 7683 .7 Nachweise in den Grenzzuständen

der Gebrauchstauglichkeit (GZG) . . . 7693 .7 .1 Allgemeines und Begrenzung der

Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7693 .7 .2 Anforderungen für die Rissbreiten­

begrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7693 .7 .3 Begrenzung der Rissbreiten . . . . . . . 7773 .7 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7773 .7 .3 .2 Mindestbewehrung für die

Begrenzung der Rissbreite . . . . . . . . 7783 .7 .3 .3 Mindestbewehrung im Bereich von

Arbeitsfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7793 .7 .3 .4 Begrenzung der Rissbreiten bei

abgeschlossenem Rissbild . . . . . . . . . 7803 .7 .3 .5 Dicke Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7803 .7 .4 Begrenzung der Schwingungen und

dynamische Einflüsse . . . . . . . . . . . . 7843 .7 .5 Begrenzung der Verformungen . . . . . 7843 .8 Allgemeine Bewehrungs­ und

Konstruktionsregeln . . . . . . . . . . . . . 7843 .8 .1 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7843 .8 .2 Spannstahl und Spannglieder . . . . . . 7853 .8 .2 .1 Vorspannung mit sofortigem

Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7853 .8 .2 .2 Vorspannung mit nachträglichem

Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7853 .8 .2 .3 Verankerung und Kopplung von

Spanngliedern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7853 .8 .2 .4 Umlenkstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785

3 .8 .3 Konstruktionsregeln für Bauteile . . . 7853 .8 .3 .1 Oberflächenbewehrung bei

vorgespannten Bauteilen . . . . . . . . . . 7863 .8 .3 .2 Stahlbetonwände . . . . . . . . . . . . . . . . 7863 .8 .3 .3 Sonderfälle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7873 .9 Besonderheiten bei Fertigteil­

brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7883 .10 Bemessung für Bauzustände . . . . . . . 7913 .11 Ergänzung für Betonbrücken mit

externen Spanngliedern . . . . . . . . . . 7923 .11 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7923 .11 .2 Grundsätze für die bauliche

Durchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7933 .11 .3 Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7953 .12 Lager und Fahrbahnübergänge . . . . . 7953 .12 .1 Lagerung und Lager . . . . . . . . . . . . . 7953 .12 .2 Fahrbahnübergänge . . . . . . . . . . . . . . 800

4 Innovationen im Betonbrückenbau . . . . . . . . . . . . . . . 800

4 .1 Hochleistungsbeton . . . . . . . . . . . . . . 8004 .1 .1 Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8004 .1 .2 Internationale Entwicklungen . . . . . . 8014 .1 .3 Entwicklungen in Deutschland . . . . . 8024 .2 Integrale und semi­integrale

Bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8044 .3 Ergänzungen für Betonbrücken mit

internen Spanngliedern ohne Verbund in Längsrichtung . . . . . . . . 809

4 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8094 .3 .2 Ergänzende Regeln für die

Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8104 .3 .3 Ergänzende Regeln für die bauliche

Durchbildung von Brücken mit Kastenquerschnitten . . . . . . . . . . . . . 810

4 .3 .4 Ergänzende Regeln für Brücken mit Platten­ oder Plattenbalkenquer schnitten . . . . . . . . 810

5 Nachrechnung und Verstärkung von Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816

XIII Die Nachrechnung von Betonbrücken – Fortschreibung der Nachrechnungsrichtlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819Gero Marzahn, Josef Hegger, Reinhard Maurer, Konrad Zilch, Daniel Dunkelberg, Agnieszka Kolodziejczyk, Frederik Teworte

1 Ausgangslage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821

2 Bauwerksprüfung und Nachrechnung – zur Zustands- bewertung von Brücken . . . . . . . . . . 822

3 Überblick zur Nachrechnung von Bestandsbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . 822

4 Erkenntnisse aus der Nachrechnung von Betonbrücken . . . 824

4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8244 .2 Erfahrungen und Fortschreibung auf

der Einwirkungsseite . . . . . . . . . . . . . 8244 .2 .1 Ermittlung der Schnittgrößen . . . . . . 8244 .2 .2 Lastmodell für Anprall auf Brücken . 825

XXII Inhaltsverzeichnis

6 .4 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit unter Ermüdungslasten . . . . . . . . . . . 852

6 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8526 .4 .2 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8536 .4 .2 .1 Technische Regelwerke . . . . . . . . . . . 8536 .4 .2 .2 Aktuelle Untersuchungen . . . . . . . . . 8556 .4 .3 Empfehlung für die Nachrechnung . . 8586 .4 .3 .1 Allgemeiner Aufbau . . . . . . . . . . . . . 8586 .4 .3 .2 Ansatz unter Vernachlässigung der

Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 8586 .4 .3 .3 Ansatz unter Berücksichtigung der

Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 8616 .5 Schub zwischen Balkensteg und

Gurten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8636 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8636 .5 .2 Entwicklung des Nachweisformats

in früheren Normengenerationen . . . 8636 .5 .3 Empfehlungen für die

Nachrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8656 .6 Abminderung der Torsions­

steifigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8666 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8666 .6 .2 Erkenntnisse aus Versuchen unter

kombinierter Beanspruchung aus Biegung, Querkraft und Torsion . . . . 867

6 .6 .3 Abminderung der Torsionssteifigkeit in früheren Regelwerken . . . . . . . . . . 868

6 .6 .4 Ansätze zur Ermittlung der Torsions­ steifigkeit in der Literatur . . . . . . . . . 868

6 .6 .4 .1 Ansätze auf Grundlage eines räumlichen Fachwerkmodells . . . . . . 868

6 .6 .4 .2 Ansätze mit Berücksichtigung der Steifigkeitsanteile von Druck­ und Zugzone auf Querschnittsebene . . . . 868

6 .6 .5 Auswirkungen aus einer Abmin­ derung der Torsionssteifigkeit . . . . . . 870

6 .6 .6 Empfehlung für die Nachrechnung . . 8716 .7 Anrechenbarkeit der Spannglieder

auf die Torsionslängsbewehrung . . . 8716 .7 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8716 .7 .2 Empfehlungen für die Nachrechnung 8726 .8 Berücksichtigung von Bügel­

bewehrung bei nicht eingehaltenen Konstruktions regeln . . . . . . . . . . . . . 873

6 .8 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8736 .8 .2 Auswertung repräsentativer

Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8756 .8 .3 Empfehlungen für die

Nachrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876

7 Möglichkeiten zur Beurteilung der Querkraft- und Torsions- tragfähigkeit mit wissenschaftlichen Methoden gemäß Nachweisstufe 4 . . 876

7 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8767 .1 .1 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8767 .1 .2 Auswahl geeigneter Methoden . . . . . 8767 .2 Abzubildendes Werkstoffverhalten . . 8787 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878

4 .2 .3 Verkehrslastmodell für Verkehr im 4+0­System (4+0­Verkehr) . . . . . . . 826

4 .3 Erfahrungen und Fortschreibung auf der Widerstandsseite . . . . . . . . . . . . . 827

4 .3 .1 Überblick zu Nachweisdefiziten . . . . 8274 .3 .2 Defizite der Querkrafttragfähigkeit . . 8274 .3 .3 Defizite der Biegetragfähigkeit . . . . . 8284 .3 .4 Defizite der Torsionslängs­

bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8284 .3 .5 Ermüdungsdefizite in den

Koppelfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8284 .3 .6 Defizite im Bruchankündigungs ­

verhalten von Spannbetonbrücken . . 8284 .3 .7 Defizite der Dekompression . . . . . . . 8294 .3 .8 Defizite der konstruktiven

Durchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8294 .3 .9 Kleine Bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . 8294 .4 Nicht zukunftsfähige Brückentypen . 829

5 Erkenntnisse und Erfahrungen aus bisherigen Nachrechnungen der Stufe 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830

5 .1 Bisher angewendete Verfahren . . . . . 8305 .1 .1 Ansatz nach Hegger∕ Görtz . . . . . . . . 8305 .1 .2 Druckbogenmodell . . . . . . . . . . . . . . 8325 .1 .3 Nachweis auf Grundlage der

Modified Compression Field Theory 8335 .1 .3 .1 Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8335 .1 .3 .2 Querkraftbemessung nach

kanadischer Norm CSA A23 .3­04 . . 8345 .2 Anwendungsbeispiel

Brücke Mersmannsstiege . . . . . . . . . 8365 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8365 .2 .2 Bauwerksbeschreibung . . . . . . . . . . . 8365 .2 .3 Querkraftnachweis nach Stufe 1

und 2 der Nachrechnungs richtlinie . . 8375 .2 .4 Ansatz nach Hegger∕ Görtz . . . . . . . . 8385 .2 .5 Druckbogenmodell . . . . . . . . . . . . . . 8385 .2 .6 Nachweis auf Grundlage der

Modified Compression Field Theory 8415 .2 .7 Nichtlineare FEM . . . . . . . . . . . . . . . 842

6 Erweiterte Ansätze zum Nachweis der Querkraft- und Torsions tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . 844

6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8446 .2 Querkraftnachweis auf Grundlage

des Hauptzugspannungskriteriums . . 8446 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8446 .2 .2 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8446 .2 .2 .1 Technische Regelwerke . . . . . . . . . . . 8446 .2 .2 .2 Aktuelle Untersuchungen . . . . . . . . . 8456 .2 .3 Empfehlung für die Nachrechnung . . 8476 .3 Querkraftnachweis auf Grundlage

des modifizierten Fachwerkmodells mit Rissreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 850

6 .3 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8506 .3 .2 Empfehlung für die Nachrechnung . . 851

XXIIIInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

7 .2 .2 Werkstoffverhalten des Betons . . . . . 8787 .2 .2 .1 Einaxiale Beanspruchungen . . . . . . . 8787 .2 .2 .2 Zweiaxiale Beanspruchungen . . . . . . 8797 .2 .2 .3 Dreiaxiale Beanspruchung . . . . . . . . 8807 .2 .3 Werkstoffverhalten der Bewehrung . 8817 .2 .4 Verhalten des Verbundwerkstoffs

Stahlbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8817 .3 Tragfähigkeitsermittlung auf

Grundlage nichtlinearer FEM­ Berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882

7 .3 .1 Materialmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . 8827 .3 .2 Modellierung der Verbundwerkstoffe

Stahlbeton und Spannbeton . . . . . . . . 8837 .3 .2 .1 Geschichtete Flächenelemente . . . . . 8847 .3 .2 .2 Embedded Elements . . . . . . . . . . . . . 8847 .3 .2 .3 Modellierung der Vorspannung . . . . 8847 .4 Nachrechnung von Versuchen aus

der Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8847 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884

7 .4 .2 Stahlbetonbalken mit Bügelbewehrung (BM 100) . . . . . . . 885

7 .4 .3 Spannbetonbalken mit Bügelbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . 887

7 .4 .4 Bauteile ohne Querkraftbewehrung . 8907 .5 Berücksichtigung der

Zuverlässigkeits anforderungen bei der Beurteilung der Tragfähigkeit mit wissenschaftlichen Methoden . . . 892

7 .5 .1 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . 8927 .5 .2 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8927 .5 .3 Untersuchungen für ein angepasstes

Sicherheitskonzept . . . . . . . . . . . . . . 8967 .6 Abschließende Wertung und

Perspektiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898

8 Schlussfolgerungen und Ausblick . . . 899

9 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 900

XIV Normen und Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905Frank Fingerloos, Daia Zwicky, Thomas Vogel, Walter Potucek, Markus Vill

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907

2 Normenreihe SIA 269 „Erhaltung von Tragwerken“ . . . . . . 907

2 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9072 .2 Zielsetzungen der Normenserie

SIA 269 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9082 .3 Aufbau und Inhalt der Normenserie

SIA 269 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9082 .3 .1 Aufbau der Normenserie SIA 269 . . 9082 .3 .2 Norm SIA 269 „Grundlagen der

Erhaltung von Tragwerken“ . . . . . . . 9092 .3 .2 .1 Geltungsbereich und Begriffe . . . . . . 9092 .3 .2 .2 Grundsätze und Anforderungen . . . . 9092 .3 .2 .3 Aktualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9112 .3 .2 .4 Tragwerksanalyse und Nachweise . . 9112 .3 .2 .5 Überprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9122 .3 .2 .6 Erhaltungsmaßnahmen . . . . . . . . . . . 9132 .3 .3 Norm SIA 269/1 „Erhaltung von

Tragwerken – Einwirkungen“ . . . . . . 9132 .3 .4 Übrige bauweisenspezifische

Erhaltungsnormen SIA 269/3­6 . . . . 9142 .3 .5 SIA 269/7 „Erhaltung von

Tragwerken – Geotechnik“ . . . . . . . . 9142 .4 Norm SIA 269/2 „Erhaltung von

Tragwerken – Betonbau“ . . . . . . . . . 9142 .4 .1 Abgrenzung zu neuen Betonbauten . 9142 .4 .2 Fachausdrücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9152 .4 .3 Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9152 .4 .3 .1 Anforderungen an die Kenntnisse

der Planer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9152 .4 .3 .2 Überprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9152 .4 .3 .3 Instandsetzungs­ und Erhaltungs­

maßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9162 .4 .4 Aktualisierung von Baustoff­

kennwerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916

2 .4 .4 .1 Aktualisierungstiefe . . . . . . . . . . . . . 9162 .4 .4 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9172 .4 .4 .3 Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9182 .4 .5 Tragwerksanalyse und Nachweise . . 9182 .4 .5 .1 Plastisches Verformungsvermögen . . 9182 .4 .5 .2 Überprüfungswerte . . . . . . . . . . . . . . 9192 .4 .5 .3 Nachweis der Tragsicherheit . . . . . . . 9202 .4 .5 .4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 9222 .4 .6 Statische und konstruktive

Besonderheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 9222 .4 .6 .1 Kraftfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9222 .4 .6 .2 Überprüfungswert der

Verbundspannung . . . . . . . . . . . . . . . 9222 .4 .6 .3 Bewehrungsverankerung . . . . . . . . . . 9252 .4 .6 .4 Bewehrungsstöße . . . . . . . . . . . . . . . 9262 .4 .6 .5 Vorgespannte Tragwerke . . . . . . . . . . 9262 .4 .6 .6 Balken und Plattenbalken . . . . . . . . . 9262 .4 .6 .7 Weitere Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . 9272 .4 .6 .8 Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke . 9272 .4 .7 Zustandserfassung . . . . . . . . . . . . . . . 9272 .4 .7 .1 Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9272 .4 .7 .2 Untersuchungsmethoden . . . . . . . . . . 9272 .4 .8 Zustandsbeurteilung . . . . . . . . . . . . . 9282 .4 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9282 .4 .8 .2 Schädigungen infolge AAR . . . . . . . 9292 .4 .8 .3 Schädigungen infolge Korrosion der

Bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9302 .4 .8 .4 Prognose der Zustandsentwicklung . 9302 .4 .8 .5 Überprüfungsbericht . . . . . . . . . . . . . 9312 .4 .9 Erhaltungsmaßnahmen . . . . . . . . . . . 9312 .4 .9 .1 Grundprinzipien und Verfahren . . . . 9312 .4 .9 .2 Verstärkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9322 .4 .9 .3 Instandsetzungsverfahren . . . . . . . . . 9332 .4 .9 .4 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . 9362 .5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . 936

XXIV Inhaltsverzeichnis

3 .4 .1 Vertikale Verkehrslasten . . . . . . . . . . 9593 .4 .1 .1 Lastmodell 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9603 .4 .1 .2 Lastmodell 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9603 .4 .1 .3 Lastmodell 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9613 .4 .1 .4 Lastmodell 4

(Menschenansammlung) . . . . . . . . . . 9623 .4 .1 .5 Lasten auf Fußwegen und

Radwegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9623 .4 .2 Horizontale Verkehrslasten . . . . . . . . 9633 .4 .2 .1 Lasten aus Bremsen und Anfahren . . 9633 .4 .2 .2 Fliehkräfte und andere Querlasten . . 9633 .4 .2 .3 Lasten auf Geländer . . . . . . . . . . . . . 9633 .4 .3 Lastmodelle für Ermüdungs­

berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9633 .4 .4 Gebrauchstauglichkeit, Grenzwerte

von Verformungen . . . . . . . . . . . . . . 9643 .5 Verkehrslasten auf

Eisenbahnbrücken . . . . . . . . . . . . . . . 9653 .5 .1 Vertikale Verkehrslasten . . . . . . . . . . 9653 .5 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9653 .5 .1 .2 Lastmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9653 .5 .1 .3 Dynamische Beiwerte . . . . . . . . . . . . 9653 .5 .1 .4 Längs­ und Querverteilung der

Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9673 .5 .2 Horizontale Verkehrslasten . . . . . . . . 9673 .5 .3 Betriebslastenzüge . . . . . . . . . . . . . . 9673 .5 .4 Schwingungen, dynamische Berech­

nung bei hohen Geschwindigkeiten . 9683 .5 .5 Sonstige Verkehrslasten . . . . . . . . . . 9683 .5 .5 .1 Gehsteige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9683 .5 .5 .2 Bahnsteige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9683 .5 .5 .3 Geländer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9693 .5 .6 Lastkombinationen, Lastgruppen . . . 9693 .5 .7 Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9703 .5 .8 Gebrauchstauglichkeit, Grenzwerte

von Verformungen . . . . . . . . . . . . . . 9723 .5 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9723 .5 .8 .2 Betriebssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . 9723 .5 .8 .3 Reisendenkomfort . . . . . . . . . . . . . . . 9733 .6 Verkehrslasten auf Fußgänger­

brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9733 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9733 .6 .2 Vertikallasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9733 .6 .3 Horizontallasten . . . . . . . . . . . . . . . . 9733 .6 .4 Außergewöhnliche Einwirkungen,

Erdbeben, Lasten auf Geländer . . . . . 9743 .6 .5 Dynamisches Modell für

Fußgängerbrücken . . . . . . . . . . . . . . . 9743 .7 Planung und Ausführung von

Betonbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9743 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9743 .7 .2 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9753 .7 .2 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9753 .7 .2 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9753 .7 .3 Dauerhaftigkeit und Betondeckung . 9753 .7 .4 Berechnung der Schnittgrößen . . . . . 9763 .7 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9763 .7 .4 .2 Fahrbahnplatten . . . . . . . . . . . . . . . . 9763 .7 .4 .3 Haupttragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . 976

3 Betonbrücken in Österreich – Planung und Konstruktion nach Eurocode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 937

3 .1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9373 .2 Grundlagen der Berechnung . . . . . . . 9383 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9383 .2 .2 Probabilistisches Sicherheitskonzept,

Zuverlässigkeit von Tragwerken . . . . 9383 .2 .3 Semiprobabilistisches

Sicherheitskonzept . . . . . . . . . . . . . . 9393 .2 .4 Bemessungssituationen . . . . . . . . . . . 9403 .2 .5 Einwirkungskombinationen . . . . . . . 9403 .2 .5 .1 Kombinationsbeiwerte . . . . . . . . . . . 9403 .2 .5 .2 Grundkombination . . . . . . . . . . . . . . 9413 .2 .5 .3 Außergewöhnliche Einwirkungs­

kombinationen und Kombinationen bei Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941

3 .2 .6 Grenzzustände der Tragfähigkeit . . . 9423 .2 .7 Teilsicherheitsbeiwerte der

Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9423 .2 .7 .1 Nachweise der Lagesicherheit

(EQU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9423 .2 .7 .2 Nachweise (STR) gegen Versagen

des Tragwerks oder eines seiner Teile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943

3 .2 .7 .3 Geotechnische Nachweise (GEO) . . . 9443 .2 .7 .4 Bemessung von Lagern und

Fahrbahnübergängen . . . . . . . . . . . . . 9443 .2 .8 Teilsicherheitsbeiwerte des

Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9453 .2 .9 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . 9453 .3 Allgemeine Einwirkungen auf

Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9473 .3 .1 Ständige Einwirkungen . . . . . . . . . . . 9473 .3 .2 Klimatische Einwirkungen . . . . . . . . 9473 .3 .2 .1 Windlasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9473 .3 .2 .2 Schneelasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9493 .3 .2 .3 Temperaturänderungen . . . . . . . . . . . 9493 .3 .3 Außergewöhnliche Einwirkungen . . . 9523 .3 .3 .1 Außergewöhnliche Einwirkungen

aus dem Anprall von Straßen­ fahrzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952

3 .3 .3 .2 Außergewöhnliche Einwirkungen aus dem Anprall von Eisenbahn­fahrzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952

3 .3 .3 .3 Anprall von Eisenbahnfahrzeugen bei Unterwerfungen und in Unterflurtrassen (offene Bauweise) . . 955

3 .3 .3 .4 Anprall von Binnenschiffen . . . . . . . 9553 .3 .4 Baulicher Brandschutz . . . . . . . . . . . 9553 .3 .5 Einwirkungen aus Bauzuständen . . . 9563 .3 .6 Lastmodell für Hinterfüllungen und

Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9563 .3 .7 Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9563 .3 .7 .1 Bodenbeschleunigung . . . . . . . . . . . . 9563 .3 .7 .2 Beanspruchungen infolge Erdbeben . 9563 .3 .7 .3 Berechnungsverfahren . . . . . . . . . . . 9593 .4 Verkehrslasten auf Straßenbrücken . . 959

XXVInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

2 Grundlagen für die Tragwerksplanung . . . . . . . . . 9942 .1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9942 .1 .1 Grundlegende Anforderungen . . . . . . . 9942 .3 Basisvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9942 .3 .1 Einwirkungen und Umgebungs-

einflüsse  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9942 .3 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9942 .3 .1 .2 Temperaturauswirkungen . . . . . . . . . . . 9942 .3 .1 .3 Setzungs-/Bewegungs-

unterschiede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9942 .3 .1 .4 Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9952 .3 .2 Eigenschaften von Baustoffen,

Bauprodukten und Bauteilen . . . . . . . . 9952 .3 .2 .2 Kriechen und Schwinden . . . . . . . . . . . 9952 .3 .3 Verformungseigenschaften des

Betons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9952 .4 Nachweisverfahren mit

Teilsicherheitsbeiwerten . . . . . . . . . . . . 9952 .4 .2 Bemessungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . 9952 .4 .2 .1 Teilsicherheitsbeiwerte für

Einwirkungen aus Schwinden . . . . . . . 9952 .4 .2 .2 Teilsicherheitsbeiwerte für

Einwirkungen aus Vorspannung . . . . . 9952 .4 .2 .3 Teilsicherheitsbeiwerte für

Einwirkungen beim Nachweis gegen Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . 996

2 .4 .2 .4 Teilsicherheitsbeiwerte für Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996

2 .4 .3 Kombinationsregeln für Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996

2 .7 Anforderungen an Befestigungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . 996

3 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9973 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9973 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9973 .1 .2 Festigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9973 .1 .3 Elastische Verformungs-

eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9993 .1 .4 Kriechen und Schwinden . . . . . . . . . . . 9993 .1 .5 Spannungs-Dehnungs-Linie

für nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung und für Verformungsberechnungen . . . . . . . . 1002

3 .1 .6 Bemessungswert der Betondruck- und Zugfestigkeit . . . . . . 1002

3 .1 .7 Spannungs-Dehnungs-Linie für die Querschnittsbemessung . . . . . . . 1002

3 .1 .8 Biegezugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 10033 .1 .9 Beton unter mehraxialer

Druckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . 10033 .2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10033 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10033 .2 .2 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10043 .2 .3 Festigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10043 .2 .4 Duktilitätsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . 10043 .2 .5 Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10043 .2 .6 Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10053 .2 .7 Spannungs-Dehnungs-Linie für

die Querschnittsbemessung . . . . . . . 1005

3 .7 .5 Tragwerke aus Spannbeton . . . . . . . . 9773 .7 .5 .1 Qualifikation des Personals für

Spannarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9773 .7 .5 .2 Durchführung der Spannarbeiten . . . 9783 .7 .6 Nachweise in den Grenzzuständen

der Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .6 .2 Biegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .6 .3 Querkraft, Torsion . . . . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .7 Ermüdungsnachweise . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9793 .7 .7 .2 Ermüdungsfestigkeitsnachweis für

den Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9803 .7 .7 .3 Ermüdungsfestigkeitsnachweis für

den Beton bei Druckbeanspruchung . 9803 .7 .7 .4 Ermüdungsfestigkeitsnachweis für den

Beton bei Querkraftbeanspruchung . 9803 .7 .8 Nachweise der Gebrauchs­

tauglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9813 .7 .8 .1 Begrenzung der Spannungen . . . . . . 9813 .7 .8 .2 Begrenzung der Rissbreiten . . . . . . . 9833 .7 .9 Allgemeine Bewehrungsregeln . . . . . 9833 .7 .9 .1 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9833 .7 .9 .2 Spannglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9833 .7 .10 Konstruktionsregeln . . . . . . . . . . . . . 9853 .7 .10 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9853 .7 .10 .2 Mindestabmessungen . . . . . . . . . . . . 9853 .7 .10 .3 Konstruktive Durchbildung von

Bauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9853 .7 .10 .4 Arbeitsfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9853 .7 .11 Ergänzende Regeln zu speziellen

Bauweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9863 .7 .11 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9863 .7 .11 .2 Ergänzende Regeln zu

Taktschiebebrücken . . . . . . . . . . . . . . 9863 .7 .11 .3 Ergänzende Regeln zu

Freivorbaubrücken . . . . . . . . . . . . . . 9873 .7 .11 .4 Ergänzende Regeln zu

Bogenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9873 .8 Schlussbemerkung . . . . . . . . . . . . . . 988

4 Der Eurocode 2 für Betonbrücken in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . 989

Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Konsolidierte Fassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990Inhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9901 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990

1 .1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 9901 .1 .2 Anwendungsbereich des

Eurocode 2 Teil 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 9901 .2 Normative Verweisungen . . . . . . . . . . . 9901 .4 Unterscheidung zwischen

Prinzipien und Anwendungsregeln . . . . 9911 .5 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9911 .5 .2 Besondere Begriffe und

Definitionen (alphabetisch) . . . . . . . . . 9911 .106 Formelzeichen (Auswahl) . . . . . . . . . . 992

XXVI Inhaltsverzeichnis

5 .8 .3 Vereinfachte Nachweise für Bauteile unter Normalkraft nach Theorie II . Ordnung . . . . . . . . . . . . . . 1022

5 .8 .3 .1 Grenzwert der Schlankheit für Einzeldruckglieder . . . . . . . . . . . . . . . 1022

5 .8 .3 .2 Schlankheit und Knicklänge von Einzeldruckgliedern . . . . . . . . . . . . . . 1023

5 .8 .4 Kriechen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10235 .8 .5 Berechnungsverfahren . . . . . . . . . . . . 10235 .8 .6 Allgemeines Verfahren . . . . . . . . . . . . 10235 .8 .8 Verfahren mit Nennkrümmung . . . . . . 10245 .8 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10245 .8 .8 .2 Biegemomente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10245 .8 .8 .3 Krümmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10255 .9 Seitliches Ausweichen

schlanker Träger . . . . . . . . . . . . . . . . 10255 .10 Spannbetontragwerke . . . . . . . . . . . . 10255 .10 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10255 .10 .2 Vorspannkraft während des

Spannvorgangs . . . . . . . . . . . . . . . . . 10265 .10 .2 .1 Maximale Vorspannkraft . . . . . . . . . . 10265 .10 .2 .2 Begrenzung der Betondruck-

spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10265 .10 .2 .3 Messung der Spannkraft und

des zugehörigen Dehnwegs . . . . . . . 10275 .10 .3 Vorspannkraft nach dem

Spannvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10275 .10 .4 Sofortige Spannkraftverluste

bei sofortigem Verbund . . . . . . . . . . . 10275 .10 .5 Sofortige Spannkraftverluste

bei nachträglichem Verbund . . . . . . . 10275 .10 .5 .1 Elastische Verformung des

Betons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10275 .10 .5 .2 Reibungsverluste . . . . . . . . . . . . . . . . 10285 .10 .5 .3 Verankerungsschlupf . . . . . . . . . . . . . 10285 .10 .6 Zeitabhängige Spannkraft-

verluste bei sofortigem und nachträglichem Verbund . . . . . . . . . . 1028

5 .10 .7 Berücksichtigung der Vorspannung in der Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . 1029

5 .10 .8 Grenzzustand der Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029

5 .10 .9 Grenzzustände der Gebrauchs- tauglichkeit und der Ermüdung . . . . . 1030

6 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (GZT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10306 .1 Biegung mit oder ohne

Normalkraft und Normalkraft allein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030

6 .2 Querkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10326 .2 .1 Nachweisverfahren . . . . . . . . . . . . . . 10326 .2 .2 Bauteile ohne rechnerisch

erforderliche Querkraftbewehrung . . . 10336 .2 .3 Bauteile mit rechnerisch

erforderlicher Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 1035

6 .2 .4 Schubkräfte zwischen Balkensteg und Gurten . . . . . . . . . . . 1037

3 .3 Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10063 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10063 .3 .2 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10073 .3 .3 Festigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10073 .3 .4 Duktilitätseigenschaften . . . . . . . . . . . 10073 .3 .5 Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10073 .3 .6 Spannungs-Dehnungs-Linie für

die Querschnittsbemessung . . . . . . . 10073 .3 .7 Spannstähle in Hüllrohren . . . . . . . . . 10083 .4 Komponenten von

Spannsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . 10083 .4 .1 Verankerungen und Spannglied-

kopplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10083 .4 .2 Externe Spannglieder ohne

Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10083 .4 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10083 .4 .2 .2 Verankerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009

4 Dauerhaftigkeit und Betondeckung . . . . . . . . . . 10094 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10094 .2 Umgebungsbedingungen . . . . . . . . . . 10094 .3 Anforderungen an die

Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10124 .4 Nachweisverfahren . . . . . . . . . . . . . . 10124 .4 .1 Betondeckung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10124 .4 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10124 .4 .1 .2 Mindestbetondeckung cmin . . . . . . . . . 10124 .4 .1 .3 Vorhaltemaß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014

5 Ermittlung der Schnittgrößen . . . . . . . . . . . . . . . 10155 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10155 .1 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10155 .1 .3 Lastfälle und Kombinationen

von Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . 10155 .1 .4 Auswirkungen von Bauteil-

verformungen (Theorie II . Ordnung) . 10165 .2 Imperfektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10165 .3 Idealisierungen und

Vereinfachungen . . . . . . . . . . . . . . . . 10165 .3 .1 Tragwerksmodelle für statische

Berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10165 .3 .2 Geometrische Angaben . . . . . . . . . . . 10175 .3 .2 .1 Mitwirkende Plattenbreite

(alle Grenzzustände) . . . . . . . . . . . . . 10175 .3 .2 .2 Effektive Stützweite von Balken

und Platten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10185 .4 Linear-elastische Berechnung . . . . . . 10185 .5 Linear-elastische Berechnung

mit begrenzter Umlagerung . . . . . . . . 10195 .6 Verfahren nach der

Plastizitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . 10195 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10195 .6 .4 Stabwerkmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . 10195 .7 Nichtlineare Verfahren . . . . . . . . . . . . 10205 .8 Berechnungen der Effekte aus

Theorie II . Ordnung mit Normalkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021

5 .8 .1 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10215 .8 .2 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021

XXVIIInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

8 .3 Biegen von Betonstählen . . . . . . . . . . 10728 .4 Verankerung der

Längsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . 10738 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10738 .4 .2 Bemessungswert der Verbund-

festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10748 .4 .3 Grundwert der

Verankerungslänge . . . . . . . . . . . . . . 10748 .4 .4 Bemessungswert der Verankerungs-

länge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10758 .5 Verankerung von Bügeln und

Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 10778 .7 Stöße und mechanische

Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10778 .7 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10778 .7 .2 Stöße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10778 .7 .3 Übergreifungslänge . . . . . . . . . . . . . . 10798 .7 .4 Querbewehrung im Bereich der

Übergreifungsstöße . . . . . . . . . . . . . . 10798 .7 .4 .1 Querbewehrung für Zugstäbe . . . . . . 10798 .7 .4 .2 Querbewehrung für Druckstäbe . . . . . 10808 .8 Zusätzliche Regeln bei großen

Stabdurchmessern . . . . . . . . . . . . . . . 10808 .9 Stabbündel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10808 .9 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10808 .9 .2 Verankerung von Stabbündeln . . . . . . 10818 .9 .3 Gestoßene Stabbündel . . . . . . . . . . . 10818 .10 Spannglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10818 .10 .1 Anordnung von Spanngliedern

und Hüllrohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10818 .10 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10818 .10 .1 .2 Spannglieder im sofortigen Verbund . 10828 .10 .1 .3 Hüllrohre für Spannglieder im

nachträglichen Verbund . . . . . . . . . . . 10828 .10 .2 Verankerung bei Spanngliedern

im sofortigen Verbund . . . . . . . . . . . . 10838 .10 .2 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10838 .8 .2 .2 Übertragung der Vorspannung . . . . . . 10838 .10 .2 .3 Verankerung der Spannglieder

in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084

8 .10 .3 Verankerungsbereiche bei Spanngliedern im nachträglichen oder ohne Verbund . . . . . . . . . . . . . . 1085

8 .10 .4 Verankerungen und Spannglied- kopplungen für Spannglieder . . . . . . . 1086

8 .10 .5 Umlenkstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10879 Konstruktionsregeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087

9 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10879 .2 Balken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10879 .2 .1 Längsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . 10879 .2 .1 .1 Mindestbewehrung und

Höchstbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . 10879 .2 .1 .2 Weitere Konstruktionsregeln . . . . . . . 10879 .2 .1 .3 Zugkraftdeckung . . . . . . . . . . . . . . . . 10889 .2 .1 .4 Verankerung der unteren

Bewehrung an Endauflagern  . . . . . . . 10899 .2 .1 .5 Verankerung der unteren Bewehrung

an Zwischenauflagern  . . . . . . . . . . . . 1089

6 .2 .5 Schubkraftübertragung in Fugen . . . . 10386 .2 .106 Querkraft und Querbiegung . . . . . . . . 10406 .3 Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10406 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10406 .3 .2 Nachweisverfahren . . . . . . . . . . . . . . 10416 .3 .3 Wölbkrafttorsion . . . . . . . . . . . . . . . . . 10436 .4 Durchstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10436 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10436 .4 .2 Lasteinleitung und

Nachweisschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . 10446 .4 .3 Nachweisverfahren . . . . . . . . . . . . . . 10466 .4 .4 Durchstanzwiderstand für

Platten oder Fundamente ohne Durchstanzbewehrung . . . . . . . . . . . . 1048

6 .4 .5 Durchstanzwiderstand für Platten oder Fundamente mit Durchstanzbewehrung . . . . . . . . . . . . 1049

6 .5 Stabwerkmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . 10516 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10516 .5 .2 Bemessung der Druckstreben . . . . . . 10516 .5 .3 Bemessung der Zugstreben . . . . . . . . 10516 .5 .4 Bemessung der Knoten . . . . . . . . . . . 10526 .6 Verankerung der Längs-

bewehrung und Stöße . . . . . . . . . . . . 10536.7  Teilflächenbelastung  . . . . . . . . . . . . . 10546 .8 Nachweis gegen Ermüdung . . . . . . . . 10546 .8 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10546 .8 .2 Innere Kräfte und Spannungen

beim Nachweis gegen Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055

6 .8 .3 Einwirkungskombinationen . . . . . . . . 10566 .8 .4 Nachweisverfahren für

Betonstahl und Spannstahl . . . . . . . . 10566 .8 .5 Nachweis gegen Ermüdung

über schädigungsäquivalente Schwingbreiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058

6 .8 .6 Vereinfachte Nachweise . . . . . . . . . . 10586 .8 .7 Nachweis gegen Ermüdung

des Betons unter Druck oder Querkraftbeanspruchung . . . . . . . . . . 1058

7 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit (GZG) . . . . . . . . . . . . . . . 10617 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10617 .2 Begrenzung der Spannungen . . . . . . 10617 .3 Begrenzung der Rissbreiten . . . . . . . 10617 .3 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10617 .3 .2 Mindestbewehrung für die

Begrenzung der Rissbreite . . . . . . . . 10647 .3 .3 Begrenzung der Rissbreite

ohne direkte Berechnung . . . . . . . . . . 10677 .3 .4 Berechnung der Rissbreite . . . . . . . . 10697 .4 Begrenzung der Verformungen . . . . . 10707 .4 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10707 .4 .3 Nachweis der Begrenzung der

Verformungen mit direkter Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071

8 Allgemeine Bewehrungsregeln . . . . . . . . . . . . . . 10728 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10728 .2 Stababstände von Betonstählen . . . . 1072

XXVIII Inhaltsverzeichnis

113 Bemessung für Bauzustände . . . . . . . . . . . . . 1099113 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099113 .2 Einwirkungen während der

Bauausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099113 .3 Nachweiskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . 1100113 .3 .1 Grenzzustand der Tragfähigkeit . . . . . 1100113 .3 .2 Grenzzustand der

Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . 1100Anhang A (normativ) Modifikation von 

Teilsicherheitsbeiwerten für Baustoffe . . . . . . . . 1100A .2 .3 Reduktion auf Grundlage der

Bestimmung der Betonfestigkeit im fertigen Tragwerk . . . . . . . . . . . . . . 1100

Anhang B (normativ) Kriechen und Schwinden . . 1100B .1 Grundgleichungen zur

Ermittlung der Kriechzahl . . . . . . . . . . 1100B .2 Grundgleichungen zur Ermittlung der

Trocknungsschwinddehnung . . . . . . . 1101B .100 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102B .105 Abschätzung der verzögerten

Langzeitverformungen . . . . . . . . . . . . 1102Anhang J (normativ) Konstruktionsregeln für

ausgewählte Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103Anhang NA .NN (normativ) Schädigungs-

äquivalente Schwingbreite für Nachweise gegen Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104

Anhang NA .TT (normativ) Ergänzungen für Betonbrücken mit externen Spanngliedern . . . . 1106NA .TT .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106NA .TT .2 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106NA .TT .3 Grundsätze für die bauliche

Durchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106NA .TT .3 .1 Externe Spannglieder und

interne Spannglieder ohne Verbund 1106NA .TT .3 .2 Mischbauweise . . . . . . . . . . . . . . . . 1106NA .TT .3 .3 Querspannglieder . . . . . . . . . . . . . . 1106NA .TT .3 .4 Maßnahmen zur Verstärkung,

Instandsetzung und Zugänglichkeit 1107NA .TT .3 .5 Anker- und

Umlenkelemente . . . . . . . . . . . . . . . 1107NA .TT .4 Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . 1108

Anhang NA .UU (normativ) Ergänzungen für Betonbrücken mit internen Spanngliedern ohne Verbund in Längstragrichtung . . . . . . . . . . 1108NA .UU .1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . 1108NA .UU .2 Ergänzende Regeln für die

Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109NA .UU .3 Ergänzende Regeln für die

bauliche Durchbildung . . . . . . . . . . . 1109NA .UU .3 .1 Brücken mit Kastenquerschnitt . . . . 1109NA .UU .3 .2 Brücken mit Platten- oder

Plattenbalkenquerschnitt . . . . . . . . . 1109Anhang NA .VV (normativ) Bewehrung von

Stahlbetonstützen für den Anprall von Fahrzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110

9 .2 .2 Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 10899 .2 .3 Torsionsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . 10909.2.4  Oberflächenbewehrung  . . . . . . . . . . . 10919.2.5  Indirekte Auflager  . . . . . . . . . . . . . . . . 10919 .3 Vollplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10919 .3 .1 Biegebewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . 10919 .3 .1 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10919 .3 .1 .2 Bewehrung von Platten in

Auflagernähe  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10919 .3 .1 .4 Randbewehrung an freien

Rändern von Platten . . . . . . . . . . . . . 10929 .3 .2 Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 10929 .4 Punktgestützte Platten . . . . . . . . . . . . 10929 .4 .3 Durchstanzbewehrung . . . . . . . . . . . . 10929 .5 Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10949 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10949 .5 .2 Längsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . 10949 .5 .3 Querbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 10949 .6 Wände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10959 .6 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10959 .6 .2 Vertikale Bewehrung . . . . . . . . . . . . . 10959 .6 .3 Horizontale Bewehrung . . . . . . . . . . . 10959 .6 .4 Querbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 10959 .7 Wandartige Träger . . . . . . . . . . . . . . . 10959 .9 Bereiche mit geometrischen

Diskontinuitäten oder konzentrierten Einwirkungen (D-Bereiche) . . . . . . . . 1096

10 Zusätzliche Regeln für Bauteile und Tragwerke aus Fertigteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . 109610 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109610 .1 .1 Besondere Begriffe dieses

Kapitels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109610 .2 Grundlagen für die Tragwerksplanung,

Grundlegende Anforderungen . . . . . . 109710 .3 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109710 .3 .1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109710 .3 .1 .1 Festigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109710 .3 .1 .2 Kriechen und Schwinden . . . . . . . . . . 109710 .3 .2 Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .3 .2 .1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .5 Ermittlung der Schnittgrößen . . . . . . . 109810 .5 .1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .5 .2 Spannkraftverluste . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .9 Bemessungs- und Konstruktions-

regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .9 .4 Verbindungen und Lager für

Fertigteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109810 .9 .4 .2 Konstruktions- und Bemessungs-

regeln für Verbindungen . . . . . . . . . . . 109810 .9 .4 .4 Verbindungen zur Querkraft-

Übertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109910 .9 .4 .5 Verbindungen zur Übertragung von

Biegemomenten oder Zugkräften . . . 109910 .9 .5 Lager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099

XXIXInhaltsverzeichnis

II

II

II

II

I

5 Listen und Verzeichnisse . . . . . . . . . . . 11115 .1 Technische Baubestimmungen für

den Beton­ und Stahlbetonbau . . . . . . 11115 .2 Bauproduktenverordnung,

Muster­Liste der Technischen Bau­bestimmungen und Bauregellisten . . . 1129

5 .2 .1 Bauproduktenverordnung (EU­BauPVO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1129

5 .2 .2 Muster­Liste der Technischen Baubestimmungen (M­LTB) . . . . . . . . 1132

5 .2 .3 Bauregellisten (BRL­A, BRL­B, Liste C) . . . . . . . . . 1133

5 .3 Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e .V . . . . . . 1134

5 .4 Deutscher Beton­ und Bautechnik­ Verein E . V . (DBV): Merkblätter und Sachstandberichte . . . . . . . . . . . . 1134

5 .4 .1 DBV­Merkblatt: „Besondere Verfahren zur Prüfung von Frischbeton“ (2014­01) . . . . . . . . . . . . 1134

5 .4 .2 DBV­Merkblatt: „Betonierbarkeit von Bauteilen aus Beton und Stahlbeton – Planungs­ und Ausführungsempfehlungen für den Betoneinbau“ (2014­01) . . . . . . . . . . . 1136

5 .4 .3 DBV­Merkblatt: „Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren im Bauwesen“ (2014­01) . . . . . . . . . . . . . 1136

5 .4 .4 DBV­Merkblatt: „Chemischer Angriff auf Betonbauwerke – Bewertung des Angriffsgrads und geeignete Schutzprinzipien“ (2014­07) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1137

5 .4 .5 Inhaltsverzeichnis der DBV­Merkblattsammlung . . . . . . . . . . . . . . 1137

5 .5 Österreichische Bautechnik Vereinigung (ÖBV): Richtlinien, Merkblätter und Sachstandsberichte . . 1137

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1141

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1147

46 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

deckung aufgrund fehlender normativer Anforde-rungen und Angaben in den älteren Zulassungen häufig nicht eingehalten wurde. Ebenso sind Konst-ruktionen mit großen Stabdurchmessern in Innen-räumen kritisch zu bewerten, da dort die geforder-ten Werte bezüglich der Umweltbedingungen (Ex-positionsklassen) auch damals schon geringer als bei außenluftberührten Bauteilen waren. Mit Ein-führung von DIN 1045:1972-01 [62] wurde das Be-wusstsein für die erforderliche Betondeckung zur Verbundsicherung deutlich erhöht. Aufgrund feh-lender Vorhaltemaße und Unachtsamkeit bei der Herstellung der Lagesicherheit der Betonstähle wird auch bei Bauteilen aus den 1970er- und 1980er-Jahren eine Überprüfung der Mindestbetondeckung in relevanten Verankerungs- und Übergreifungsbe-reichen empfohlen. Eine zu geringe Betondeckung vermindert die Verbundtragfähigkeit der Rippen-stähle, da sich die Ringzugspannungen nicht mehr ungestört um den Stab ausbilden können (vgl. Bild 10).Für Bauteile mit Rippenstählen und verminderten Betondeckungen bietet SIA 269-2 [12] eine praxis-nahe Hilfe zur weiteren Berechnung auf Basis von Schenkel [80] an. Für einen Nachweis nach DIN EN 1992-1-1 [39] bei verminderter Betondeckung kann im Sinne der SIA 269-2 [12] der Einflussfaktor α2,

3.5.3 MindestbetondeckungNach DIN EN 1992-1-1 [39, 40] muss die Betonde-ckung am fertigen Bauteil zur Verbundsicherung der verwendeten Rippenstähle mindestens dem Stabdurchmesser entsprechen. Diese Anforderung wurde normativ für glatte und gerippte Stähle erst-mals von DIN 1045:1972-01 [62], Tabelle 9, weit-gehend erfüllt. Spätestens mit Einführung des Vor-haltemaßes und der gleichzeitigen Erhöhung der Dauerhaftigkeitskriterien in DIN 1045:1988-07 [64], Tabelle 10, war die Einhaltung der Kriterien zur Verbundsicherung regelmäßig gegeben. Besonders heikel erweisen sich Konstruktionen mit Rippenstahl größerer Durchmesser aus den 1950er- und 1960er-Jahren, da die heute geforderte Beton-

Bild 10. Räumliche Verbund-tragwirkung bei Rippenstahl nach Tepfers [77]

Bild 11. Bezeichnungen der Betondeckung (im Sinne von SIA 269-2 [12])

Bild 12. Vergrößerter Einfluss faktor α2 nach Gl. (5)

47Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

Nachdem die Leitsätze von 1904 [53] für Glattstäh-le eine Betondeckung von ≥ 1 cm forderten, die bei Stabdurchmessern < 1 cm und gleichzeitigem Putz-auftrag sogar auf 0,5  cm reduziert werden durfte, erfolgte mit den Bestimmungen von 1916 [56] eine Erhöhung, die bis in die 1970er-Jahre unverändert blieb. Fortan waren an Plattenunterseiten Betonde-ckungen ≥  1  cm und an Bügeln von Rippen und Stützen ≥ 1,5 cm gefordert. Ergänzend galt bei Au-ßenbauteilen aus Dauer haftigkeitsgründen eine Mindestbetondeckung ≥ 2 cm.

Aufgrund des gegenüber Rippenstählen völlig an-deren Verbundverhaltens bei Glattstählen und der Verankerung nach dem Prinzip der Seilreibung ist die Betondeckung zur Verbundsicherung im Grenz-zustand der Tragfähigkeit bei glatten Stählen haupt-sächlich im Bereich des örtlich am Auflager zu ver-ankernden Hakens von Bedeutung. Dabei spielt die Betondeckung in der Biegeebene eine untergeord-nete Rolle, da infolge des Kraftverlaufs von der Stabkrümmung in das Innere des Betonquerschnitts gerichtete Pressungen entstehen, die wiederum seit-lich gerichtete Spaltzugspannungen im Beton auslö-sen und damit besonders die Zugfestigkeit der seit-lichen Betondeckung stark beanspruchen (vgl. Bild 7). Nach u. a. Bauer [73] resultiert hieraus ins-besondere bei großen Stabdurchmessern, kleinen Biegerollendurchmessern, hoher Ausnutzung der Stahlspannungen und vor allem unter Vernachlässi-gung von Gleitwiderstand und Querbewehrung im Hakenbereich das Erfordernis einer sehr großen seitlichen Betondeckung. Diese wird in Bestands-bauteilen selten angetroffen, da für den Fall der Endverankerung mit Haken hierzu keine besonde-ren Regeln vorgegeben waren und die seitliche Be-tondeckung bis in die 1970er-Jahre in der Regel le-diglich zwischen 1 und 2 Zentimetern betrug.

Ältere Vorschriften sahen diesbezüglich deutlich geringere Anforderungen vor, da auf Grundlage aus-gewerteter Versuche, vgl. Bach [81] und Scheit [82], vorrangig Haft- und Reibungsverbund in Ansatz ge-bracht und die Haken aufgrund der fehlenden Zuver-lässigkeit oft nur als zusätzliche Sicherheit betrach-tet wurden. In der Pionierzeit des Stahlbetonbaus wurden Zugeiseneinlagen deshalb häufig noch mit geraden Stabenden anhand von Nachweisen der Haftspannung verankert, vgl. u. a. Mörsch [83]. Die-se Praxis änderte sich erst mit der Forderung in den Bestimmungen von 1916 [56], § 9 (3), dass Zugei-seneinlagen an ihren Enden mit runden oder spitz-winkligen Haken zu versehen waren. Jedoch sind

der nach [39] die Betondeckung bei der Bemessung der Verankerungslänge berücksichtigt, wie folgt vergrößert werden:

α 2 = 1 __ η

s,upd

⋅ 1 __________

0, 5 ⋅ (

1 + c upd

___ ϕ

)

≥ 1, 0 (5)

mit

η s,upd = (

s upd − ϕ

_____ 5ϕ

)

> 0 ≤ 1 (6)

(d. h. für supd < 6ϕ);

cupd tatsächlich vorhandene Betondeckung (vgl. Bild 11)

supd tatsächlich vorhandener Stabachsabstand zwischen zu verankernden randfernen Stäben

Eine grafische Auswertung der Gl.  (5) enthält Bild 12.

Anhand dieser Modifikation können für gerippte Stähle mit nicht ausreichender Betondeckung zu-treffende Bemessungswerte der Verankerungslänge im Grenzzustand der Tragfähigkeit ermittelt wer-den.

Ebenfalls in SIA 269-2 [12] ist der Fall einer gerin-gen seitlichen Betondeckung bei oberflächennaher gerippter Bewehrung in einer Bauteilecke geregelt (vgl. Bild 11). Falls die seitliche Deckung clat,upd < 3cupd ist, sollte der zugehörige Einflussfaktor α2 wie folgt berechnet werden:

α 2 =

4 + 2ϕ

___ c upd

________

2 + ϕ + c lat,upd

______ c upd

≥ 1, 0 (7)

mit

cupd tatsächlich vorhandene Betondeckung

clat,upd tatsächlich vorhandene seitliche Beton-deckung

Wenn beide vorgenannten Betondeckungen die er-forderlichen Werte unterschreiten, gilt:

α 2 = 1 __ η

s,upd

⋅ 1 __________

0, 5 ⋅ (

1 + c upd

___ ϕ

)

⋅

4 + 2ϕ

___ c upd

________

2 + ϕ + c lat,upd

______ c upd

≥ 1, 0 (8)

48 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

Vorschriften berücksichtigt werden (vgl. Abschn. 3.5.6).

Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit muss insbe-sondere bei Außenbauteilen, deren Bemessung auf einer Ausgabe der DIN 1045 vor 1988 basiert, die Betondeckung zur Sicherstellung des Korrosions-schutzes der Stahleinlagen kritisch beurteilt werden. Seit der Normausgabe von 1925 [57] wurden zum Schutz gegen chemischen Angriff besondere Maß-nahmen gefordert. Dazu gehörten neben der Ver-wendung eines besonders dichten und wasserun-durchlässigen Betons auch besondere Verkleidun-gen, Zementputze, Schutzanstriche sowie bei feh-lenden Schutzschichten eine Erhöhung der Beton-deckung bis auf 4 cm. Somit besteht im Fall einer Nutzungsänderung die Möglichkeit, dass histori-sche Bauteile die geforderten aktuellen Dauerhaf-tigkeitskriterien trotzdem erfüllen können, was im Einzelfall zu überprüfen ist.

Der Tragwerksplaner ist angehalten, Bauherrn und Objektplaner auf mögliche Veränderungen und De-fizite bei der Dauerhaftigkeit von älteren Stahlbe-tonkonstruktionen hinzuweisen und im Rahmen der Bestandsanalyse entsprechende Überprüfungen bzw. Instandsetzungen auf Basis der DAfStb-Richt-linie „Schutz und Instandsetzung von Betonbautei-len“ [85] zu empfehlen.

Des Weiteren ist im Hinblick auf eine ausreichende Betondeckung der konstruktive Brandschutz zu beachten, der in Abschnitt 8 behandelt wird.

3.5.4 Stababstände von Betonstählen Gemäß DIN EN 1992-1-1 [39, 40], Abschnitt 8.2, darf der lichte Stababstand zwischen parallelen Ein-zelstäben zur Sicherstellung eines ausreichenden Verbundes nicht unter einem Stabdurchmesser lie-gen und muss mindestens 20 mm betragen. Zur Si-cherstellung der Betonierbarkeit soll der Stabab-stand weiterhin bei einem Größtkorn dg > 16 mm größer als das Größtkorn zuzüglich 5 mm sein. Min-deststababstände zur Sicherstellung eines lunker-freien Betons wurden schon in den Bestimmungen von 1916 [56] verankert, die bereits mindestens 20 mm bzw. einen Stabdurchmesser forderten. Wie in [47] und [48] berichtet wird, zeigt sich im Be-stand jedoch vor allem an den bis Anfang der 1970er-Jahre errichteten Tragwerken, dass diesen normativen Vorgaben häufig nicht die notwendige Beachtung geschenkt wurde. Die Folge sind Fehl-stellen im Betongefüge und zu geringe Abstände, um ausreichenden Verbund sicherstellen zu können. Die bis in die 1960er-Jahre weit verbreiteten Rip-pendecken sind ein typisches Beispiel für eine Kon-struktionsform, bei der die geforderten Stababstän-de untereinander sowie die Betondeckung vielfach nicht eingehalten wurden und angesichts der ver-wendeten Schalform auch nicht eingehalten werden

dort, ebenso wie in den nachfolgenden DIN-Nor-men, keine näheren Regelungen für Hakenveranke-rungen enthalten. Aus heutiger Sicht zufriedenstel-lende Regeln für die Endverankerung der Haken wurden erst mit DIN 1045: 1978-12 [63] eingeführt (vgl. Abschn. 3.5.5).

Da die seitliche Betondeckung bei auf Zug bean-spruchten Bauteilen mit glatten Stählen vorrangig bei Stabtragwerken und weniger bei Flächentrag-werken zur Geltung kommt, waren insbesondere bei Rippen und Unterzügen entsprechende Mängel in der Bemessung der Endverankerung vorhanden, die auch Leonhardt [84] erkannte.

Der Nachweis ausreichender seitlicher Betonde-ckung älterer Verankerungen mit Haken von u. a. Balken im Grenzzustand der Tragfähigkeit kann ohne Berücksichtigung des unzuverlässigen Haft- und Reibungsverbunds unter Beachtung tatsächlich vorhandener Biegerollendurchmesser, Bügelbeweh-rungen und Betondeckungen nach Bauer [73] ge-führt werden. Sollte der Nachweis nicht zu erbrin-gen sein, ist eine Kompensation erforderlich, z. B. durch eine örtliche Verbolzung mit Gewindestangen inkl. Stahlplatten als Bügelersatz oder durch von außen aufgebrachte Querpressungen (z. B. Quervor-spannung).

Anzumerken ist, dass zur Entfaltung der vollen Tragwirkung von mit Haken örtlich verankerten Glattstählen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) die vollständige Überwindung des Rei-bungsverbunds erforderlich ist, was gegenüber kon-tinuierlich verankerten Betonrippenstählen zu deut-lich größeren Verschiebungen und damit zu breite-ren Rissen führt. Zur Minderung dieses Problems können bei Nachweisen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit zusätzlich Verbundspannun-gen aus Reibung für Glattstähle auf Basis älterer

Bild 13. Freiliegende Biegebewehrung in einer Stahl-betonrippendecke (aus [48])

49Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

Tabelle 4. Mindestwerte der Biegerollendurchmesser Dmin für Haken, Schlaufen, Bügel (nach [48])

1 2 3 4 5 6 7NormRichtlinie

ϕ[mm]

I 220/340glatt

I 220/340gerippt

II III1) BSt 420/500

IV1) BSt 500/550B500

1 1904 (Preußen)

–

– 2)

– –

– –

2 1907 (Preußen) – 3)

3 1916 (DAfEb)

2,5ϕ 4)4 1925 (DIN 1045) – – 2,5ϕ 5)

5 1932 (DIN 1045) – – 2,5ϕ 6)

6 1937 (DIN 1045) – – 2,5ϕ 4)

7 1943 (DIN 1045)– 2,5ϕ – 5ϕ 7) 5ϕ 7)

8 1959 (DIN 1045)

9 1954 (Zulassung) 8) –

– 4ϕ6ϕ 7ϕ 8ϕ

101960 (Zulassung) 9) > 10

11 ≤ 10 5ϕ 5ϕ

121972 (DIN 1045)

< 20 2,5ϕ 4ϕ–

5ϕ 4ϕ

13 20–28 5ϕ 7ϕ 7ϕ –

14 > 28 – 10ϕ –

151978 (DIN 1045)

< 20 2,5ϕ– –

4ϕ

16 20–28 5ϕ 7ϕ

171988 (DIN 1045)

< 20– – –

4ϕ

18 ≥ 20 7ϕ

19 2001 (DIN 1045-1)2011 (DIN EN 1992)

< 20– – – – 4ϕ

20 ≥ 20 7ϕ1) Die in Ansatz gebrachten zulässigen Spannungen der

historischen Bestimmungen sind nicht direkt mit den heutigen Rechenwerten vergleichbar.

2) „Die Eiseneinlagen sind möglichst so zu gestalten, dass die Verschiebung gegen den Beton schon durch ihre Form verhindert wird. Soweit dies nicht ge-schieht, ist die Haftspannung rechnerisch nachzuwei-sen.“ [54]

3) „Die Eiseneinlagen sind möglichst so zu gestalten, dass die Verschiebung gegen den Beton schon durch ihre Form verhindert wird. Die Haftspannung ist stets nachzuweisen.“ [55]

4) Anhand der Streckgrenze dem Betonstahl I bzw. II zugeordnet.

5) St 48. 6) St 52.

7) Bei geeigneten Betonformstählen bis ϕ 26 mm (mit allgemeiner baupolizeilicher Zulassung) sind Zugein-lagen von Platten ohne Endhaken möglich und der Endhaken darf bei Balken und Plattenbalken mit 2,5ϕ gebogen werden.

8) Betonrippenstahl (Quergerippter Betonformstahl) – Vorläufige Richtlinie für Zulassung und Anwendung von Stäben mit Nenndurchmessern bis zu 26 mm (Fassung Oktober 1954).

9) Betonrippenstahl (Quergerippter Betonformstahl) – Vorläufige Richtlinie für Zulassung und Anwendung von Stäben mit Nenndurchmessern bis zu 26 mm (Fassung März 1960).

50 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

bei Rippenstählen auf die Regeln für Stabbündel in DIN EN 1992-1-1 [39, 40], Abschnitt 8.9, zurück-greifen, während bei Glattstählen aufgrund der punktuellen Verankerung und der Anwendung des Zugband-Druckbogen-Modells insbesondere eine Überprüfung der seitlichen Betondeckung ange-zeigt ist.

3.5.5 Biegerollendurchmesser Die heute geforderten Mindestbiegerollendurch-messer entsprechen weitestgehend den Regeln in DIN 1045:1978-12 [63] bzw. DIN 1045:1972-01 [62]. Somit bestehen normative Abweichungen nur bei älteren Bauwerken, während bereits ab Mitte der

konnten (vgl. Bild 13). Bezüglich der Tragfähigkeit von Stahlbetonrippendecken lehren neben theoreti-schen Überlegungen auch die bei Belastungsversu-chen gemachten Erfahrungen, dass die in der Regel zum Auflager hin aufgebogene Biegezugbewehrung grundsätzlich auch ohne kontinuierliche Verbund-wirkung über die Druckbogen-Zugband-Wirkung (vgl. Bild 8), eine beachtliche Tragfähigkeit entfal-tet, weshalb sich eine nähere Untersuchung solcher Konstruktionen oftmals lohnt [47]. Hinsichtlich verminderter Verbundwirkung bei zu geringer Betondeckung wird auf die Ausführungen in Abschnitt 3.5.2 und 3.5.3 verwiesen. Bei fehlen-den Zwischenabständen kann der Tragwerksplaner

Tabelle 5. Mindestwerte der Biegerollendurchmesser Dmin für Schrägstäbe oder andere gebogene Stäbe (nach [48])

1 2 4 6 7Norm Betondeckung recht-

winklig zur Biege-ebene

I 220/340 IIIBSt 420/500

IVBSt 500/550B500

1 1916 (DAfEb)– 20ϕ–30ϕ – –

2 1925 (DIN 1045)

3 1932 (DIN 1045)– 10ϕ – –

4 1937 (DIN 1045)

5 1943 (DIN 1045) ≧ 2ϕ + 20 mm15ϕ 1) – –

6 1959 (DIN 1045) 4) < 2ϕ + 20 mm

71972 (DIN 1045)

> 3ϕ und > 50 mm 10ϕ 15ϕ

8 ≤ 3ϕ und ≤ 50 mm 15ϕ 20ϕ

91978 (DIN 1045)

> 3ϕ und > 50 mm 10ϕ 15ϕ 2)

10 ≤ 3ϕ und ≤ 50 mm 15ϕ 20ϕ

111988 (DIN 1045)

> 3ϕ und > 50 mm–

15ϕ 3)

12 ≤ 3ϕ und ≤ 50 mm 20ϕ

132001 (DIN 1045-1)2011 (DIN EN 1992/NA)

> 7ϕ und > 100 mm

– –

10ϕ

14 > 3ϕ und > 50 mm 15ϕ

15 ≤ 3ϕ oder ≤ 50 mm 20ϕ

1) Gilt stets für Stabdurchmesser > 40 mm.2) Der Biegerollendurchmesser darf auf 10ϕ vermindert

werden, wenn die Betondeckung rechtwinklig zur Krümmungsebene und der Achsabstand der Stäbe mindestens 100 mm und mindestens 7ϕ betragen.

3) Der Biegerollendurchmesser darf bei vorwiegend ru-hender Beanspruchung auf 10ϕ vermindert

werden, wenn die Betondeckung rechtwinklig zur Krümmungsebene und der Achsabstand der Stäbe mindestens 100 mm und mindestens 7ϕ betragen.

4) Gilt auch für Betonrippenstahl (Quergerippter Beton-formstahl) – Vorläufige Richtlinien für Zulassung und Anwendung von Stäben mit Nenndurchmessern bis zu 26 mm (Fassungen Oktober 1954 und März 1960).

51Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

Winkelhaken und Schlaufen erfolgte anhand von Rückbiegeversuchen an Betonrippenstählen nach DIN 488:1972-04, Blatt 3 [107]. Diese Regeln sind bis heute für Betonrippenstähle B500 nach DIN EN 1992-1-1 [39, 40] unverändert gültig.

3.5.6 Verankerung zugbeanspruchter Längsbewehrung

Aufgrund des in Abschnitt 3.5.2 geschilderten völ-lig unterschiedlichen Verbundverhaltens von Glatt- und Rippenstählen sowie den damit verbundenen unterschiedlichen Verankerungsprinzipien werden die historischen Verankerungsregeln nachfolgend getrennt mit den aktuellen Vorschriften verglichen.

3.5.6.1 Verankerung zugbeanspruchter glatter Betonstähle

Da glatte Betonstähle ab Mitte der 1950er-Jahre in Deutschland zugunsten von Rippenstählen stetig an Bedeutung verloren und Bewehrungsregeln für glat-te Betonstähle letztmals in DIN 1045:1978-12 [63] angegeben wurden, kann ihre Verankerung nicht ohne Ingenieursachverstand mit den ausschließlich für Rippenstahl geltenden heutigen Forderungen [39, 40] verglichen werden.

Zu Beginn des Stahlbetonbaus wurden glatte Stähle noch häufig mit geraden Stabenden verankert, wie u. a. Mörsch [83] 1902 zu entnehmen ist. Der stati-sche Nachweis erfolgte durch den Vergleich von tat-sächlichen mit zulässigen Adhäsionsspannungen, die später auch Haftspannungen genannt wurden. Dieser Nachweis war auch in den Leitsätzen von 1904 [53] und den Bestimmungen von 1907 [55] enthalten. Anfangs durfte eine zulässige Adhäsions-spannung von 7,5 kg∕cm2 angesetzt werden. Bereits 1907 erfolgte eine deutliche Reduktion auf 4,5  kg∕cm2. Unter Berücksichtigung der heutigen Forderung, dass Haft- bzw. Reibungsverbund bei glatten Stählen nur bei planmäßig vorhandenen Querpressungen angesetzt werden darf, ist der Trag-werksplaner im Falle von Lasterhöhungen zu einem entsprechenden Nachweis der Verankerung ver-pflichtet, was z. B. durch den Ansatz vorhandener Querpressungen bei direkter Lagerung und genü-gend großem Auflagerdruck erfolgen kann. Andern-falls sind entsprechende Ertüchtigungsmaßnahmen vorzusehen, wie z. B. das nachträgliche Aufbringen von Querpressungen mittels vorgespannter Gewin-destangen.

Ab den Bestimmungen von 1916 [56] wurde die Ver-ankerung glatter Betonstähle im Wesentlichen auf Basis der Versuche von Bach und Graf [81] aus dem Jahr 1911 abgeleitet. Die Versuche zur „Bestimmung des Einflusses der Hakenform der Eiseneinlagen“ an balkenartigen Versuchskörpern mit Stahleinlagen ϕ 25 mm bestätigten damals, dass Eiseneinlagen mit Walzhaut und Endverankerungen mittels spitzwink-

1970er-Jahre Biegerollendurchmesser analog zu DIN EN 1992-1-1 [39, 40] erwartet werden dürfen (vgl. Tabellen 4 und 5). Die Biegerollendurchmesser von Betonstählen wur-den erstmals in den Bestimmungen von 1916 [56] geregelt. Im Laufe der Zeit erfolgte vor dem Hinter-grund steigender Streckgrenzen von 220  N∕mm2 bis zu 500 N∕mm2 eine normative Anpassung. Hö-here Stahlspannungen bedingen größere Biegerol-lendurchmesser, da die Betonpressungen mit stei-gender Umlenkkraft zunehmen und die Gefahr seit-licher Betonabplatzungen somit steigt (vgl. Abschn. 3.5.3). Bereits in den Bestimmungen von 1916 [56] wurde zwischen Aufbiegungen von Längsbewehrung und Zugeiseneinlagen mit runden oder spitzwinkligen Haken als Verankerungselement unterschieden. Bei Verankerungselementen mit kleinen Biegerollen-durchmessern, wie Haken und Bügeln, ist die Be-grenzung der beim Biegen des Stahls auftretenden Dehnung an der Krümmungsaußenseite des Stabes maßgebend. Die Mindestwerte sollen dabei Anrisse an der Krümmungsaußenseite während des Biegens vermeiden, da sich die beim Biegeprozess einge-prägten Stahlspannungen später mit Spannungen aus Last überlagern und so schon bei verhältnismä-ßig niedrigen Einwirkungen örtlich sehr hohe Bean-spruchungen auftreten können. Insbesondere unter nicht vorwiegend ruhender Belastung kann dies zu Anrissen und Sprödbrüchen des Stahls führen. Für Schrägstäbe oder andere aufgebogene Stäbe stellen die Umlenkkräfte im Beton die bemessungsrelevan-te Größe dar, woraus deutlich größere Biegerollen-durchmesser resultieren.Für abgebogene Stäbe wurde bereits mit DIN 1045:1943-03 [59] ein Mindestbiegerollendurch-messer in Abhängigkeit der Betondeckung recht-winklig zur Biegeebene gefordert, da nach Kersten [86] Schäden im Bereich von Aufbiegungen der Biegezugbewehrung in Form von Betonabplatzun-gen bei zu geringer Betondeckung aufgetreten wa-ren. Doch auch diese Maßnahmen waren nicht aus-reichend, da es mit Einführung der Rippenstähle und höheren Stahlfestigkeiten weiterhin zu Schäden kam. Dies führte mit Einführung von DIN 1045:1972-01 [62] zu einer Staffelung der Biegerollendurchmes-ser in Abhängigkeit von Bewehrungsdurchmesser und Stahlgüte. Der Biegerollendurchmesser von Aufbiegungen und anderen gekrümmten Stäben wurde für die Stahlsorten BSt 420∕500 (III) und BSt 500∕550 (IV) im Vergleich mit der Vorgänger-norm bzw. den Zulassungen für Betonrippenstähle vergrößert, ebenso für Bügel, Haken und Schlaufen mit einem Stabdurchmesser >  20 mm. Zusätzlich wurden die Regeln hinsichtlich der seitlichen Be-tonüberdeckung umformuliert und die Festlegung der Mindestbiegerollendurchmesser für Haken,

52 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

gültig ist. Die unterschiedlichen Hakengeometrien sind in Bild 14 dargestellt. Verankerungen von Glattstählen mit Haken können nicht direkt mit dem aktuellen Regelwerk bemessen werden. Bei unveränderter Beanspruchung sowie unversehrten Endhaken kann trotzdem von einer ausreichenden Tragfähigkeit ausgegangen werden. Bei Lasterhöhungen können statische Nachweise für derartige Verankerungen nach dem Bemes-sungsmodell von Bauer [73] erstellt werden. Eine alleinige Verankerung nach dem Prinzip der Seilrei-bung ist allerdings mit der Forderung nach einer ausreichend dicken seitlichen Betondeckung oder nachzuweisender Bügel- bzw. Querbewehrung ver-bunden. Des Weiteren sind die Aspekte der Ge-brauchstauglichkeit gesondert zu behandeln.Die Herausgabe von DIN 1045:1972-01 [62] verän-derte im Rahmen der Neuregelung der Beweh-rungsregeln den Nachweis der Verankerung von zugbeanspruchten glatten und erstmals auch geripp-ten Stählen vollständig. Für glatte und gerippte Stä-be wurde das Grundmaß der Verankerungslänge a0 wie folgt ermittelt:

a 0 = Z s _________

ν ⋅ u ⋅ zul τ 1 =

d e ⋅ β s _________ ν ⋅ 4 ⋅ zul τ 1

(11)mitZs Zugkraft im Bewehrungsstab bei σe = βs

βs Streckgrenze des Betonstahls nach DIN 1045:1972-01 [62], Tabelle 6

ν globaler Sicherheitsbeiwert ν = 1,75u Umfang des Bewehrungsstabszul τ1 zulässiger Rechenwert der Verbund spannung

nach [62], Tabelle 20de Durchmesser (ϕ) des BewehrungsstabsErstmals wurde zwischen zwei Verbundlagen unter-schieden (A und B).Dieses Grundmaß a0 durfte im Verhältnis von rech-nerisch erforderlicher zu vorhandener Bewehrung auf die erforderliche Verankerungslänge a reduziert werden, wobei eine Mindestlänge von 1∕3a0 bzw. 10ϕ gefordert wurde.Glattstähle wurden fortan mit spitzwinkligen Haken verankert. Außerdem durfte der sogenannte Haken-abzug a0′ von der Verankerungslänge a abgezogen werden:

− a0′ = 30ϕ für Haken bei glatten und profilierten Stäben,

− a0′ = 20ϕ für Haken und Winkelhaken bei gerippten Stäben.

Dies führte zu der „ergänzenden Verankerungslän-ge“ a1:

a1 = a – a0′ ≥ dB∕2 + de (12)

liger oder halbrunder Haken bis an die Streckgrenze belastet werden konnten. Auf dieser Grundlage durften bis in die 1970er-Jahre Glattstähle aller Sorten bis ϕ 25 mm bzw. ab DIN 1045:1943-03 [59] bis ϕ 26 mm mit den gefor-derten Haken ohne weitere Nachweise verankert werden. Lediglich für Stäbe mit ϕ > 25 mm bzw. ϕ > 26 mm wurde ergänzend ein Nachweis der Haft-spannungen gefordert. In diesen Fällen musste nachgewiesen werden, dass die vorhandene Haft-spannung τ1 gemäß den Gln. (9) und (10) unter der maximal zulässigen Haftspannung τ1zul liegt.

τ1 = Q∕(u ⋅ z) ≤ τ1zul für Bügel (9)τ1 = Q∕(2 ⋅ u ⋅ z) ≤ τ1zul für Längsstäbe (10)

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

verbleibenden Bewehrungsstäbez Hebelarm der inneren KräfteDie zulässigen Haftspannungen für glatte Rund-stähle betrugen unabhängig von der Betongüte τ1zul = 4,5 kg∕cm2 (Bestimmungen von 1916) und wurden mit der Normausgabe von 1925 auf τ1zul = 5,0 kg∕cm2 erhöht. Erst mit Herausgabe von DIN 1045:1943-03 [59] wurden sie abhängig von der Betongüte ermittelt. Die Entwicklung der zuläs-sigen Haft- bzw. Verbundspannungen enthält Tabel-le 6. Endhaken durften vor der Normausgabe von 1943 [59] sowohl halbkreisförmig als auch spitzwinklig ausgeführt werden. Anschließend waren bis Anfang der 1970er-Jahre nur noch halbkreisförmige Haken zulässig, was sich mit Herausgabe von DIN 1045:1972-01 [62] wieder umkehrte und bis heute

Bild 14. Hakengeometrien zur Endverankerung [74]

53Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

gebracht werden durfte. Bei ansonsten unveränder-ten Randbedingungen ergab sich nach DIN 1045:1978-12 [63] für den Glattstahl I mit ϕ = 16  mm und Haken die Verankerungslänge l1 nun-mehr zu:

l 1 = 1, 6 ⋅ 2200

_________ 1, 75 ⋅ 4 ⋅ 7, 0

⋅ 0, 7 = 50, 3 cm

≈ 31ϕ (>> a 1 = 23, 8 cm)

Das Rechenbeispiel zeigt die Probleme bei der Er-mittlung der Verankerungslängen nach DIN 1045:1972-01 [62] deutlich auf. Tragwerksplaner sollten bei der Nachrechnung im Bestand berück-sichtigen, dass die Regeln für Glattstahl insbesonde-re aufgrund einer Erhöhung der Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit im Jahr 1978 verschärft wurden. Nach DAfStb-Heft 300 [70] wurde vor al-lem zur Verminderung des Schlupfs und damit zur Reduzierung der Rissbreiten eine den Einfluss von Haft- und Reibungsverbund erhöhende, größere Vorlänge eingeführt. Die historischen Regeln zur Verankerung glatter Stähle BSt I (22∕34) mit Haken sind in Tabelle 6 im Überblick dargestellt. Nachwei-se im Grenzzustand der Tragfähigkeit können, unter Beachtung der seitlichen Betondeckung, auch für die ab 1972 nach DIN 1045:1972-01 [62] ermittel-ten Verankerungslängen nach Abschnitt 3.5.3 ge-führt werden. Nachweise im Grenzzustand der Ge-brauchstauglichkeit können ingenieurmäßig auf Basis der in älteren Vorschriften angegebenen Ver-bundspannungen erstellt werden. Abweichungen zu aktuellen Anforderungen sind mit Bauherrn und Objektplaner zu kommunizieren.

3.5.6.2 Verankerung zugbeanspruchter gerippter Betonstähle

In Deutschland gewannen die Rippenstähle ab den 1950er-Jahren stetig an Bedeutung. Bis zu ihrer Normeinführung 1972 [62] wurden sie ab 1952 in Verbindung mit der vorläufigen DAfStb-Richtlinie [68] über allgemeine baupolizeiliche Zulassungen geregelt. Da das Tragverhalten älterer Rippenstähle grundsätzlich dem der heute verwendeten Beton-stähle B500 entspricht und der kontinuierliche Ver-bund durch den zuverlässigen Scherverbund gesi-chert wird, können Nachweise für ältere Betonrip-penstähle grundsätzlich auf Basis aktueller Vor-schriften geführt werden. Wie bereits in den Ab-schnitten 3.5.2 und 3.5.3 erläutert, können dazu sowohl von aktuell genormtem Betonstahl B500 abweichende Staboberflächen älterer Rippenstähle als auch nach DIN EN 1992-1-1 [39, 40] nicht aus-reichende Betondeckungen zur Verbundsicherung mithilfe modifizierter Bemessungswerte auf Grund-lage von SIA 269-2 [12] für die Verbundfestigkeit fbd,upd bei der Nachweisführung berücksichtigt wer-den.

mit

dB Biegerollendurchmesser Haken (Dmin) gemäß Tabelle 4

Auf Basis dieser Berechnungen ergaben sich sehr geringe Verankerungslängen (vgl. Bild 15).

Beispielhaft errechnete sich für einen Glattstahl I G (BSt 22∕34 GU) mit ϕ = 16 mm und spitzwinkli-gem Haken (Dmin = 2,5ϕ) bei voller Ausnutzung der Stahlspannungen (a = a0) sowie Beton Bn 250 und guten Verbundbedingungen (Lage B) die Ver-ankerungslänge a1 zu:

a 1 = 1, 6 ⋅ 2200

_________ 1, 75 ⋅ 4 ⋅ 7, 0

− 30 ⋅ 1, 6 = 23, 8 cm

≈ 15ϕ (> 2,5 ⋅ 1,6∕2 + 1,6 = 3,6 cm)

Aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Tragfähig-keit und Gebrauchstauglichkeit wurden diese Re-geln bereits in der folgenden Normausgabe DIN 1045:1978-12 [63] deutlich korrigiert. Bei gegen-über DIN 1045:1972-01 [62] unveränderter Ermitt-lung des Grundmaßes der Verankerungslänge l0 (vorher a0) und der Verankerungslänge l1 (vorher a1) wurde insbesondere der Hakenabzug stark redu-ziert. Es erfolgte nun eine pauschale Berücksichti-gung der Haken der Glattstahlbewehrung durch Abminderung mit dem Formbeiwert α1, der für Ha-ken, im Falle ausreichender seitlicher Betonde-ckung (c ≥ 3ϕ), pauschal mit α1 = 0,7 in Ansatz

Bild 15. Erforderliche Verankerungslängen für verschiedene Verankerungselemente nach DIN 1045:1972-01 [62] (a – grau) und DIN 1045:1978-12 [63] (l1 – schwarz) aus [47, 48]

54 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

Art der Verankerung ersetzt. Eine Regel, die für Rippenstahl bis heute gilt, vgl. DIN EN 1992-1-1 [39], Tabelle 8.2. Nach DIN 1045:1978-12 [63] er-gibt sich für Rippenstahl ϕ = 16 mm, BSt 42∕50, mit Winkelhaken und Beton B 25 und Verbundbe-reich I die Verankerungslänge l1 zu:

l 1 = 1, 6 ⋅ 4200

__________ 1, 75 ⋅ 4 ⋅ 18, 0

⋅ 0, 7 = 37, 3 cm ≈ 23ϕ

während nach DIN 1045:1972-01 [62] die Veranke-rungslänge a1 noch ermittelt wurde zu:

a 1 = 1, 6 ⋅ 4200

__________ 1, 75 ⋅ 4 ⋅ 18, 0

− 20 ⋅ 1, 6 = 21, 3 cm

≈ 13ϕ Entsprechend diesem Beispiel und der zusammen-fassenden Darstellung in Bild 15 ist die Anrechen-barkeit der Verankerungselemente mit DIN 1045: 1978-12 [63] deutlich reduziert worden und damit die erforderliche Verankerungslänge gestiegen. Beim Nachweis der Verankerung nach DIN EN 1992-1-1 [39, 40] können demnach bei vor 1978 erstellten Bauteilen Unsicherheiten bestehen. Für Nachrechnungen im Bestand empfiehlt sich des-halb eine genaue Betrachtung der Bewehrungsfüh-rung, um z. B. über den Quotienten von vorhande-ner zu rechnerisch erforderlicher Querschnittsfläche der Bewehrung, dem Ansatz von Querbewehrung oder planmäßig vorhandener Querpressungen, die erforderliche Verankerungslänge möglicherweise aufgrund von Reserven nachweisen zu können. His-torische Regeln zur Verankerung gerippter Stähle BSt IV (50∕55) mit geraden Stabenden sind in Ta-belle 7 zusammengestellt.

3.5.6.3 Verbundspannungen Nach den festen Werten in älteren Vorschriften wur-den erstmals in DIN 1045:1943-03 [59] zulässige Haftspannungen in Abhängigkeit der Güteklasse des Betons tabelliert. Die Unterscheidung in zwei Verbundbereiche wurde erstmals 1954 in der vor-läufigen Richtlinie [69] zu den Zulassungen für Be-tonrippenstähle eingeführt. Mit Ausgabe von DIN 1045:1972-01 [62] erfolgte die Einführung zulässi-ger Verbundspannungen in Abhängigkeit der Fes-tigkeitsklasse des Betons, der Betonstahloberflä-chenstruktur (glatt, profiliert, gerippt) und der Lage des Bewehrungsstabes im Bauteilquerschnitt. Die darin enthaltenen Werte sind nicht unmittelbar mit den Angaben der Vorgängernormen vergleichbar, wie auch ein Blick in die Tabellen 6 und 7 zeigt.

In den Normausgaben von 1978 und 1988 blieben die Rechenwerte der Verbundspannungen im Ver-gleich zur DIN 1045:1972-01 [62] unverändert. In DIN 1045:1978-12 [63] änderte sich lediglich die Bezeichnung der Verbundlage A und B in Verbund-bereich I und II und in DIN 1045:1988-07 [64] wur-

Gegenüber heutigen Forderungen wurde in den Zu-lassungen der 1950er- und 1960er-Jahre die Trag-wirkung des Betonrippenstahls mit geraden Staben-den im Verankerungsbereich deutlich überschätzt, vgl. [47, 48]. Quergerippte Stähle mit geraden Stabenden mussten z. B. nach DAfStb-Richtlinie [68], Abschnitt 7.1, bei gutem Verbund (vgl. Ab-schnitt 3.5.6) und unter Ausnutzung der zulässigen Spannungen unabhängig von der Betongüte (ab B 160) und der Streckgrenze (bis 500 N∕mm2) pau-schal um 6ϕ über den rechnerischen Endpunkt des Stabs oder die Mitte des Auflagers hinausreichen. Ohne Nachweis der Haftspannung musste mindes-tens 1∕3 der Feldbewehrung über das Auflager durchgeführt werden. Zum Vergleich dazu sind heu-te für B500 bei gutem Verbund und Beton C20∕25 im GZT zur Ausnutzung der Stahlstreckgrenze Ver-ankerungslängen lbd ≈ 47ϕ (Feld, Endauflager indi-rekt) bzw. lbd,dir ≈ 32ϕ (Endauflager, direkt) erfor-derlich. Allerdings werden die Verankerungen seit 1978 ab Vorderkante Auflager gemessen, was dort den direkten Vergleich mit früheren Werten unmög-lich macht. Gleichwohl waren ältere Rippenstähle nach Zulassungen häufig nicht ausreichend veran-kert, was in jedem Einzelfall rechnerisch zu über-prüfen ist.

Mit normativer Einführung der Rippenstähle in DIN 488:1972-04 [107] wurden diese Defizite kor-rigiert. Die Verankerungslänge a1 wurde nun analog zu der von Glattstählen nach den Gln. (11) und (12) berechnet. Dazu wurden in DIN 1045:1972-01[62], Tabelle 20, für Rippenstähle Verbundspannungen in Abhängigkeit von Betongüte und Verbundbereich tabelliert. Nun ergab sich z. B. für Rippenstahl ϕ = 16  mm, BSt 42∕50, mit geraden Stabenden (kein Hakenabzug) und bei Ausnutzung der Streckgrenze (a = a0) sowie Beton Bn 250 und guter Verbundlage (Lage B) die Verankerungslänge a1 zu:

a 1 = 1, 6 ⋅ 4200

__________ 1, 75 ⋅ 4 ⋅ 18, 0

= 53, 3 cm ≈ 33ϕ

(Zum Vergleich: Mit BSt 50∕55 (1972 nur für Stahlmatten enthalten) wird a1 = 63,5 cm ≈ 40ϕ).

Die Berechnung der Verankerung von Rippenstahl mit geraden Stabenden wurde in DIN 1045:1978-12 [63] mit anderen Bezeichnungen, aber unveränder-ten Parametern und Werten übernommen, während sich im Vergleich zu DIN 1045:1972-01 [62] analog zur Glattstahlverankerung bei der Anrechenbarkeit der Verankerungselemente Haken und Winkelha-ken ein erheblicher Unterschied ergab. Wie bei Glattstählen wurde auch bei Rippenstählen mit Ha-ken bzw. Winkelhaken bei gegenüber [62] unverän-derter Ermittlung des Grundmaßes der Veranke-rungslänge l0 (vorher a0) und der Verankerungslän-ge l1 (vorher a1) der zu große Hakenabzug nach Gl.  (12) gestrichen und durch eine pauschale Ab-minderung mit dem Formbeiwert α1 = 0,7 für die

55Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

3.5.7.1 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter glatter Betonstähle

Während bis einschließlich der Bestimmungen von 1916 [56] keine Vorschriften zur Ausbildung von Stoßverbindungen innerhalb der Regelungen vor-handen waren, wurden in der Erstausgabe der DIN 1045:1925-09 [57] neben Stößen mit Spannschlös-sern oder durch Schweißungen seinerzeit als „Überdeckungsstöße“ bezeichnete Stoßverbindun-gen von Zugeiseneinlagen beschrieben. Generell sollten Stöße möglichst vermieden werden. In Zug-gliedern war kein und in Balken unabhängig von der Stabanzahl maximal ein Überdeckungsstoß mit Zugeisen ϕ ≤ 20 mm erlaubt. Für Stähle aus Han-delseisen mit einer Zugfestigkeit von 3700 kg∕cm2 (St 37) wurden an den zu stoßenden Stabenden Rundhaken und pauschale Über deckungslängen von 40ϕ gefordert. Die ausreichende Dimensionie-rung der Stöße und die besondere Eignung der Rundhaken, die nach Mörsch [87] von Considere im Jahr 1906 entwickelt wurden, bestätigten die 1914 durchgeführten Versuche von Scheit [82]. Während Haken an Enden von Zugeiseneinlagen außerhalb des Stoßbereichs lediglich Biegerollendurchmesser ≥ 2,5ϕ besitzen mussten (vgl. Bild  14), wiesen Rundhaken gemäß Bild 17 Biegerollendurchmesser ≥ 5ϕ auf. In DIN 1045:1932-04 [58] wurde ergänzend hoch-wertiger Stahl St 52 eingeführt. Während die Über-deckungen von Handelseisen unverändert blieben, wurden für hochwertige Glattstähle pauschal 50ϕ

den die Werte für glatte und profilierte Stähle kom-plett entfernt.

Mit Einführung von DIN 1045-1:2001-07 [66] wur-den die zulässigen Verbundspannungen in Abhän-gigkeit der Lage beim Betonieren modifiziert und die Bezeichnung der Verbundbereiche I und II auf „guter Verbund“ und „mäßiger Verbund“ umge-stellt. In Bild 16 wird die bezogene Verankerungs-länge der DIN-1045-Ausgaben von 1978 [63] bzw. 1988 [64] in Verbindung mit [65] der DIN EN 1992-1-1 von 2011 [39, 40] gegenübergestellt.

Wie Bild 16 entnommen werden kann, ist mit aktu-eller Fortschreibung des Regelwerks eine Redukti-on der zulässigen Verbundspannung für guten Ver-bund und eine Erhöhung der zulässigen Verbund-spannung bei mäßigem Verbund einhergegangen. Bei Zweifeln an der Güte des Verbundes empfiehlt sich die punktuelle Entnahme von Bohrkernen, um die Dichtheit des den Stahl umgebenden Betongefü-ges beurteilen zu können.

3.5.7 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter Längsbewehrung

Aufgrund der infolge des Verbundverhaltens unter-schiedlichen Verankerungsprinzipien von Glatt- und Rippenstählen werden die historischen Regeln zu Übergreifungsstößen nachfolgend ebenfalls getrennt nach glatten und gerippten Betonstählen mit den ak-tuellen Vorschriften verglichen.

Bild 16. Vergleich bezogener Verankerungslängen lb/ϕ nach DIN 1045:1978-12 und 1988-07 (mit DAfStb-Richtlinie hochfester Beton 1995-08) und DIN EN 1992-1-1:2011-01 (Grundmaß lb, vollausgenutzter gerader gerippter Stab mit Durchmesser ϕ)

56 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

berechnenden Verankerungslänge a1 (inkl. Haken-abzug und Verbundlage, vgl. Abschn. 3.5.6) sowie dem Anteil gestoßener Bewehrung und neuerdings unter Beachtung des lichten Stababstands ermittelt. Für Glattstahl war in [62] zum einzigen Mal bei vor-wiegend ruhender Belastung, Durchmesser ϕ ≤ 14  mm und Spannungsausnutzungen im Stoßbe-reich ≤ 50 % ein Vollstoß möglich. Berechnungen in [88] ermitteln für Glattstahl I, ϕ = 10 mm, mit Haken bei lichtem Stababstand < 10ϕ und Stoßan-teil ≤ 20 % für Beton Bn 250 in guter Verbundlage B eine mit den Forderungen von 1943 [59] (α2 = 29 cm) vergleichbare Übergreifungslänge von lü = 33 cm. Allerdings ergaben sich vor allem durch die Anwendung des Hakenabzugs viele widersprüchli-che Übergreifungslängen, die im Bestand aufgrund der Komplexität der Vorschriften von 1972 jeweils im Einzelfall zu bewerten sind (vgl. hierzu Abschn. 3.5.6).Aufgrund dieser Widersprüche (vgl. [70]) wurden die Vorschriften bereits mit Ausgabe der Norm von 1978 [63] komplett überarbeitet. Die Regeln für Übergreifungsstöße mit glatten Betonstählen wur-den gestrafft und der Einfluss der Haken durch eine Erhöhung der Vorlängen vermindert. Der Hakenab-zug wurde im Fall ausreichender seitlicher Betonde-ckung (c ≥ 3ϕ) durch den pauschalen Formbeiwert α1 = 0,7 ersetzt und der maximale Stoßanteil wurde für Glattstahl auf 33 % festgeschrieben. Des Weite-ren wurde zwischen dicken Stäben ϕ ≥ 16 mm und dünnen Stäben ϕ < 16  mm unterschieden. Die Glattstähle waren baupraktisch nur noch von unter-geordneter Bedeutung (vgl. [84]). Die Tragwirkung von Übergreifungsstößen mit glatten Rundstählen und Rundhaken basiert analog zur Verankerung im GZT ausschließlich auf dem Prinzip der Seilreibung. Dabei wird die zu übertra-gende Last punktuell über die beiden gegenüberlie-genden Rundhaken in den Beton eingeleitet und über eine breite diagonal verlaufende Druckstrebe übertragen (vgl. Bild  18). Besonderes Augenmerk galt trotz der günstigen Biegerollendurchmesser der Rundhaken auch hier der seitlichen Betondeckung, die bei randnahen Stößen von entscheidender Be-deutung ist (vgl. Abschn. 3.5.3). Bei ausreichender Betondeckung der Bewehrungs-stäbe kann auch älteren Überdeckungsstößen eine

verlangt. Für Balken war fortan nur ein Stoß mit Zugeisen ϕ ≤ 25 mm erlaubt. Ab DIN 1045:1943-03 [59] erfolgte die Bestim-mung der Übergreifungslänge in Abhängigkeit von Stabdurchmesser und zulässiger Stahl- sowie Haft-spannung unter Einbeziehung der Betonfestigkeit. Überdeckungsstöße waren in Zuggliedern weiterhin nicht und in Balken nur für Zugeisen ϕ ≤ 26 mm erlaubt. In Balken sollte es nur einen Stoß geben. Weiterhin durfte von jeweils fünf Stäben maximal einer ohne Versatz gestoßen werden, was den Stoß-anteil auf ≤ 20 % begrenzte. Vergleichsberechnun-gen in [88] zeigen, dass DIN 1045:1943-03 [59] für Glattstahl I (fyk ≤ 2200 kg∕cm2) ϕ = 10 mm mit Rundhaken bei Ausnutzung der Streckgrenze für Beton B  300 eine Überdeckung α2 = 29  cm, für B 225 α2 = 39 cm und B 160 α2 = 47 cm forderte, während die Vorgängernorm unabhängig vom Be-ton α2 = 40 cm auswies. Mit Veröffentlichung von DIN 1045:1972-01 [62] folgte eine vollständige Überarbeitung der Beweh-rungsregeln. Erstmals waren gleichzeitig Vorschrif-ten für glatte und gerippte Betonstähle unterschied-licher Materialgüten enthalten. Die Stöße wurden fortan als Übergreifungsstöße bezeichnet und glatte Rundstähle durften nur mit spitzwinkligen Haken übergreifen. Die Übergreifungslänge wurde in Ab-hängigkeit von der ebenfalls nach neuen Regeln zu

Bild 18. Lastübertragungsmodell glatter Stähle mit Rundhaken im GZT, ohne Ansatz des Reibungs-verbunds auf der geraden Vorlänge nach Schnell und Angnes [88]

Bild 17. Warm gebogene Rundhaken nach Considere (aus [82])

57Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

III

II

II

II

I

Verbundlage eine Überdeckungslänge a7 = 30ϕ + 10 cm = 58 cm gefordert. Diese war gleichzusetzen mit a3 aus DIN 1045:1943-03 [59] §14, 1c, der gleichzeitig die maximalen Stoßanteile regelte. Zum Vergleich erhält man nach DIN EN 1992-1-1∕NA [40] für B500, ϕ ≥ 16 mm, mit lichtem Stab-abstand ≤ 8ϕ bei Beton C20∕25 und guten Ver-bundbedingungen sowie einem Stoßanteil ≤ 33 % (20 % nicht in DIN EN 1992-1-1∕NA [40] enthal-ten) immerhin eine Übergreifungslänge l0 = 105 cm. Ebenso ergeben Vergleichsberechnungen nach den beiden älteren DIN-1045-Normen von 1972 [62] und 1978 [63] im direkten Vergleich zu den Stößen nach Zulassung bei gleichen Bedingungen, Stabab-stand < 10ϕ und Stoßanteil in Balken ≤ 20 %, je-weils Stoßlängen von lü = 89 cm. Dabei ist die Dis-krepanz von lü = 89 cm nach den Normen der sieb-ziger Jahre zu l0 = 105 cm nach DIN EN 1992-1-1∕NA [40] auf den Ansatz ungleicher Stoßanteile zurückzuführen. Rechnet man für alle drei Normen mit einen Stoßanteil von 33 %, wird die Stoßlänge nach DIN 1045:1972-01 [62] bzw. DIN 1045:1978-12 [63] lü = 114  cm und liegt sogar über l0 = 105 cm nach DIN EN 1992-1-1∕NA [40].Für Rippenstähle wurde mit DIN 1045:1972-01 [62] gegenüber den Zulassungen bzw. DIN 1045:1943-03 [59] der zulässige Stoßanteil deutlich angehoben. Stöße aus Rippenstählen mit ϕ ≥ 16 mm durften zu 50 % und mit ϕ < 16 mm sogar zu 100  % in einem Schnitt gestoßen werden. Ab 1978 durften dann bei einlagiger Bewehrung 100 % aller gerippten Stähle gestoßen werden. Gleichzei-tig veränderten sich in DIN 1045:1978-12 [63] die Beiwerte αü abweichend zu [62] bei Stäben mit ϕ ≥ 16 mm deutlich gegenüber Stäben mit ϕ < 16 mm. Nun ergaben sich für Stöße mit gerade Stabenden

ausreichende Tragfähigkeit im GZT unterstellt wer-den. Dies setzt allerdings eine fachgerechte Ausfüh-rung voraus, die nicht immer gegeben ist, wie Bild 19 belegt.Nachweise im GZG dürfen demgegenüber zur Be-schränkung des Schlupfs unter Berücksichtigung des Reibungsverbunds auf der geraden Vorlänge geführt werden. Da dieser analog zum Scherver-bund kontinuierlich wirkt, ergibt sich eine Kombi-nation der Lastübertragungsmodelle für glatte Stäbe mit Haken (vgl. Bild 18) und für Stäbe mit kontinu-ierlichem Verbund (vgl. Bild  20). Ergänzend sind die Ausführungen in den Abschnitten 3.5.2, 3.5.3 und 3.5.6 zu beachten.In Tabelle 6 werden für historische Übergreifungs-stöße zugbeanspruchter Glattstähle BSt I mit Haken die Bemessungsregeln und Randbedingungen aller einschlägigen Normengenerationen zusammenfas-send dargestellt.

3.5.7.2 Übergreifungsstöße zugbeanspruchter gerippter Betonstähle

Übergreifungsstöße gerippter Stähle besitzen aufgrund der in Bild 20 dargestellten kontinuierli-chen Lastübertragung durch den zuverlässigen Scherverbund gegenüber Glattstahlstößen den Vor-teil, dass sie ohne Haken mit geraden Stabenden ausgeführt werden können, was bereits bei ihrer Einführung in den fünfziger Jahren auf Basis von allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen in Deutschland praktiziert wurde. Die Überdeckungs-längen für quergerippte Betonformstähle mit gera-den Stabenden waren in den Richtlinien [68, 69] in Abhängigkeit von der Betongüte tabelliert. Aller-dings zeigt ein Vergleich der dort angegebenen Überdeckungslängen mit den heutigen Vorschrif-ten, dass die Tragwirkung der Stöße anfangs über-schätzt wurde. Beispielsweise wurde nach DAfStb-Richtlinie [69] für quergerippte Betonstähle St IVa (fyk = 500 N∕mm2), ϕ = 16 mm, bei B 300 in guter

Bild 19. Beispiel für fehlerhaft ausgeführten Über-greifungsstoß mit Rundhaken (aus [48]) Bild 20. Lastübertragungsmodell bei kontinuierlichem

Verbund von z. B. gerippten Stählen mit geraden Stabenden (lichter Stababstand ≤ 4ϕ) nach Leonhardt und Mönning [84] (aus [88])

58 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

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59Besonderheiten bei der Bewertung bestehender Tragwerke

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60 Tragwerksplanung im Bestand – Bewertung bestehender Tragwerke

bzw. -zugfestigkeit festgestellt werden, um etwaige Tragreserven aktivieren zu können.

In Tabelle 7 werden für historische Übergreifungs-stöße zugbeanspruchter Rippenstähle BSt IV mit geraden Stabenden die von 1954 bis zur Einführung von DIN 1045-1:2001-07 [66] geltenden Bemes-sungsregeln und Randbedingungen der jeweiligen Richtlinie bzw. Normgeneration zusammenfassend dargestellt.

4 Historische Normen und Zulassungen des Beton- und Stahlbetonbaus

Die ersten Eisenbetonvorschriften in Deutschland wurden vom Verband Deutscher Architekten- und Ingenieur-Vereine und dem Deutschen Betonverein am 26.03.1904 als Vorläufige Leitsätze für die Vor-bereitung, Ausführung und Prüfung von Eisenbe-tonbauten [53] veröffentlicht. Diese sind im Herbst 1904 allen deutschen Bundesstaaten mit der Bitte um Einführung vorgelegt worden. Preußen hatte pa-rallel dazu schon am 16. April 1904 die Bestimmun-gen für die Ausführung von Kon struktionen aus Ei-senbeton bei Hochbauten [54] erlassen, die in ein-zelnen Punkten von den Leitsätzen abweichen. Da die „Preußischen Bestimmungen“ [54] und deren Fassung von 1907 [55] nur in Preußen galten, blie-ben die „Vorläufigen Leitsätze“ [53] bis zum Er-scheinen der ersten Bestimmungen des Deutschen Ausschusses für Eisenbeton (DAfEb) [56] im Jahre 1916 in großen Teilen Deutschlands die maßgeben-de Grundlage für die Bemessung und Ausführung von Eisenbetonbauwerken [89].

Die Bestimmungen für Ausführungen von Bauwer-ken aus Beton und Eisenbeton [56] von 1916 wur-den nahezu ohne Veränderung von allen deutschen Bundesstaaten eingeführt [90]. Die nachfolgenden Bestimmungen des DAfEb erschienen ab 1925 auch mit DIN-Nummern. Sie sind unterteilt für die Be-messung und Ausführung von Bauwerken aus Ei-senbeton (DIN 1045:1925-09 [57]), von Stahlstein-decken (DIN 1046 [91]) und von Bauwerken aus Beton (DIN 1047 [92]). Diese drei Geltungsberei-che sind ab der Fassung der DIN 1045 von 1972 [62] wieder unter einer Normnummer zusammen-gefasst.Die Fassungen der DIN 1045 [59], DIN 1046 [93] und DIN 1047 [94] von 1943 galten zunächst auch in der 1949 gegründeten Deutschen Demokra-tischen Republik. Sie wurden ab 1963 durch die  Fachbereichsstandards TGL 0-1045 [95], TGL  0-1046 [96] und TGL 0-1047 [97] ersetzt, weshalb in der nachfolgenden Tabelle  8 für den Zeitraum von 1963 bis 1990 die TGL-Standards im Geltungsbereich der ehemaligen DDR parallel angegeben sind. Mit der Einführung des Ein-

bei dünnen Stäben um ca. 25 % geringere Längen als zuvor, während die Stoßlängen bei dicken Stä-ben mit geraden Stabenden unverändert blieben (vgl. [70]. Für gerippte Stähle mit Haken bzw. Winkelhaken sind wiederum abweichende historische Regeln zu beachten. Während nach den Zulassungen gemäß [68] und [69] von Rippenstählen der 1950er-Jahre für mindestens rechtwinklig abgebogene Stabenden die zu günstige Übergreifungslänge nochmals um 1∕3 reduziert werden durfte, konnte bei Rippen-stählen nach DIN 1045:1972-01 [62] der Hakenab-zug aus der Berechnung der Verankerungslänge auf die Länge des Übergreifungsstoßes angerechnet werden. Dieser ebenfalls häufig zu günstige Ansatz wurde in der DIN 1045:1978-12 [63] zugunsten des pauschalen Beiwerts α1 = 0,7 verändert, der nur bei seitlichen Betondeckungen ≥ 3ϕ im Krümmungs-bereich des Hakens angesetzt werden durfte (vgl. hierzu Abschn. 3.5.6). Außerdem war nach [63], zur Berücksichtigung des gegenüber Verankerungen günstigeren Tragverhal-tens von Übergreifungsstößen, ab 1978 im schlech-teren Verbundbereich II eine Abminderung der Bei-werte αü auf 75 % der Werte des guten Verbundbe-reichs I möglich (vgl. Tabelle 7). Ergänzend zu den aufgezeigten normativen Abwei-chungen zum heutigen Stand der Technik sind Kor-rekturen aufgrund abweichender bezogener Rippen-flächen nach Abschnitt 3.5.2 und zu geringer Beton-deckung nach Abschnitt 3.5.3 in den Bestandsanaly-sen zu berücksichtigen. Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Regeln für Übergreifungsstöße gerippter Stähle mit gera-den Stabenden seit den 1970er-Jahren trotz geringer Verschiebungen aufgrund geänderter Regelungen zu Stoßanteilen, Stabdurchmessern und Verbundbe-reichen den heutigen Anforderungen entsprechen und bei Bestandsanalysen vor allem Schwierigkei-ten bei Stößen von gerippten Stählen mit und ohne Endhaken der 1950er- und 1960er-Jahre mit Zulas-sung zu erwarten sind. Ebenso können infolge des zu günstigen Hakenabzugs Übergreifungsstöße mit Haken bzw. Winkelhaken der 1970er-Jahre nach DIN 1045:1972-01 [62] problematisch sein. Über-greifungsstöße nach Normen ab 1978 sind als un-kritisch einzuschätzen.

Festgestellte Abweichungen sind in jedem Einzel-fall gesondert zu bewerten. Zunächst wird empfoh-len, den vorhandenen Ausnutzungsgrad des Über-greifungsstoßes mit den tatsächlich im Stoßschwer-punkt vorhandenen Schnittgrößen unter Berück-sichtigung aktuell verfügbarer Rechenmethoden zu ermitteln. Dabei kann die Anwendung modifizierter Teilsicherheitsbeiwerte (vgl. Abschn. 6) weiterhel-fen. Ergänzend sollte im Rahmen der Bauzustands-analyse in jedem Fall die tatsächliche Betondruck-

61Historische Normen und Zulassungen des Beton- und Stahlbetonbaus

III

II

II

II

I

Tabelle 8 gibt einen Überblick über die wichtigsten Vorschriften zur Bemessung von Bauteilen des Be-ton- und Stahlbetonbaus in einzelnen Zeitperioden. Des Weiteren sind die dazugehörigen Festlegungen zur Prüfung der Materialeigenschaften und -güte von Beton und Betonstahl für die jeweiligen Zeit-räume angegeben.

heitlichen Technischen Vorschriftenwerks des Betonbaus (ETV Beton) lag bereits 1981 in der DDR ein Vorschriftenwerk auf Basis des semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts vor, das jedoch wie auch alle anderen DDR-Standards mit der deutschen Wiedervereinigung im Jahr 1990 durch entsprechende DIN-Normen abgelöst wurde.

Tabelle 8. Übersicht der Vorschriften des Beton- und Stahlbetonbaus sowie die dazugehörigen Festlegungen zur Prüfung der Materialeigenschaften und -güte von Beton und Betonstahl von 1904 bis heute

1 2 3 4Zeitraum Bemessung Betoneigenschaften Betonstahleigenschaften

1 1904 – 1907 Vorläufige Leitsätze 1904 [53]Preußische Bestim-mungen 1904 [54]

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2 1907 – 1916 Vorläufige Leitsätze 1904 [53]Preußische Bestim-mungen 1907 [55]

Bestimmungen des DAfEb für Bauten aus Stampfbeton. Normen für vergleichende Druckversuche mit Stampf-beton 1908 [99]

Vorschriften des Vereins deutscher Eisenhüttenleute von 1911 [100]

3 1916 – 1925 Bestimmungen des DAfEb 1916 [56]

Anhang der Bestimmungen des DAfEb 1916 [56]

Vorschriften des Vereins deutscher Eisenhüttenleute von 1911 [100]DIN 488:1923-07

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