Konstruktiver HochbauAktuelle Massivbaunormen
Herausgegeben von
Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterWien
Dr.-Ing. Frank FingerloosBerlin
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Johann-Dietrich WörnerDarmstadt
98. Jahrgang
BetonKalender2009
Konstruktiver HochbauAktuelle Massivbaunormen
Herausgegeben von
Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterWien
Dr.-Ing. Frank FingerloosBerlin
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Johann-Dietrich WörnerDarmstadt
98. Jahrgang
BetonKalender2009
Hinweis des VerlagesDie Recherche zum Beton-Kalender ab Jahrgang 1980 stehtim Internet zur Verfügung unter www.ernst-und-sohn.de
Umschlagbild: ATLAS-Gebäude, Laborgebäude der Universität Wageningen, Niederlande(Foto: Robert Mehl, Aachen)
Bibliografische Information der Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
c 2009 Ernst & SohnVerlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin
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Umschlaggestaltung: Hans Baltzer, BerlinSatz: Hagedorn Kommunikation GmbH, ViernheimDruck und Bindung: Ebner & Spiegel, UlmPrinted in Germany
ISBN 978-3-433-01854-5
ISSN 0170-4958
Vorwort
Der Beton-Kalender 2009 widmet sich mit seinenThemenschwerpunkten dem Konstruktiven Hoch-bau in Neubau und Bestand sowie den aktuellenMassivbaunormen rund um DIN 1045. Da heutemehr als die Hälfte aller Bautätigkeiten im Be-stand stattfindet, kommt Letzterem eine hohebautechnische und wirtschaftliche Bedeutung zu.Man schätzt, dass allein in den ursprünglichen 15EU-Staaten mehr als 60% des gesamten Bau-bestandes ergänzt, ertüchtigt oder erneuert werdenmuss. Der Bauingenieur steht damit vor einer bau-technisch interessanten und verantwortungsvollenAufgabe, deren Bewältigung dieser Beton-Kalen-der unterstützen möchte.
Im Teil 1 arbeiten Harald S. Müller und Hans-WolfReinhardt das Grundlagenthema Beton auf, wo-bei sie die Abschnitte Sichtbeton, Leichtbetonund Ultrahochfester Beton komplett überarbeitethaben und neue Erkenntnisse einfließen ließen.Wie gewohnt werden die nötigen Grundlagen ein-gehend erläutert und mit den neuesten For-schungsergebnissen über die Ausgangsstoffe, denFrischbeton und die Nachbehandlung, die Ver-formungen sowie die Festigkeiten und die Dauer-haftigkeit ergänzt.
Hubert Bachmann, Alfred Steinle und Volker Hahnbehandeln das Bauen mit Betonfertigteilen imHochbau. Dabei wird ein Bogen von der ge-schichtlichen Entwicklung bis zum Stand der eu-ropäischen Normung gespannt. Darüber hinauswerden der Entwurf des Tragwerks von Fertigteil-bauten, der Entwurf der Betonfertigteilelementesowie die Verbindungen umfassend erläutert. Ab-schließend wird auf die Fertigung und Montageeingegangen, um die Eignung dieser Bauweiserichtig einzuordnen und speziell im konstruktivenHochbau erfolgreich umzusetzen. Im Hinblick aufden künftigen europäischen Markt wird kurz aufden Stand des Betonfertigteilbaus in anderen Län-dern eingegangen.
�ber die Elementbauweise mit Gitterträgern infor-mieren Johannes Furche und Ulrich Bauermeister.Diese Bauweise hat sich aus der Anwendungvon reinen Betonstahlfachwerkträgern entwickelt,wobei zunächst Betonfußleisten an Gitterträgernbetoniert wurden. Zusammen mit Zwischenbau-teilen aus Beton oder Ziegeln sowie Ortbetonwurden damit Balken- und Rippendecken aus-geführt. Mit zunehmendem Vorfertigungsgradund erhöhten Krankapazitäten auf den Baustellen
entwickelte sich daraus die Elementdecke. Aberauch Wände werden in Elementbauweise aus-geführt. Inzwischen hat die Elementbauweise mitGitterträgern einen großen Marktanteil erreicht,der auf bis zu 70% bei Hochbaudecken geschätztwird. Im Beitrag werden auch die gültigen Be-messungs- und Konstruktionsregelungen darge-stellt, erläutert und mit zukünftigen Regelungenverglichen.
Dem Konstruktiven Brandschutz widmen sich dieAutoren Dietmar Hosser und Ekkehard Richter, daaufgrund der europäischen Harmonisierung ver-änderte Rahmenbedingungen für die Brandschutz-bemessung vorliegen. Es werden die �nderungenim Bereich der DIN 4102-4 sowie die neuenNachweisverfahren der Eurocode-Brandschutz-teile vorgestellt. Darüber hinaus werden dieBrandschutzanforderungen nach nationalem Bau-recht im Hinblick auf den konstruktiven Brand-schutz dargestellt, ein Gesamtüberblick über diederzeit und in naher Zukunft anwendbaren brand-schutztechnischen Bemessungsverfahren gegebensowie die Brandschutzbemessung für Stahlbeton-und Spannbetonbauteile nach nationaler und nacheuropäischer Normenregelung erläutert.
Jürgen Grünberg und Norbert Vogt behandeln dasTeilsicherheitskonzept für Gründungen im Hoch-bau. Die Tragwerksplanung von Gründungen undihre Interaktion mit dem Baugrund muss derzeitnach den Regeln in DIN 1055-100, DIN 1055Teile 1 bis 10, DIN 1045 und DIN 1054 erfolgen.Mit der Neuausgabe von DIN 1054 wurde die Be-messung in Grenzzuständen mit Teilsicherheits-beiwerten auch für Standsicherheitsnachweise inder Geotechnik eingeführt. Ab 2010 sind DIN EN1990 (Grundlagen der Tragwerksplanung), DINEN 1991 (Einwirkungen), DIN EN 1992 (Trag-werke aus Beton) und DINEN 1997 (Sicherheits-nachweise im Grundbau) heranzuziehen, wobeizusätzlich nicht widersprechende Ergänzungs-normen vorgesehen sind. Jedoch bestehen Unter-schiede in den Sicherheitskonzepten, weil dieTragwiderstandsmodelle im Betonbau mit Be-messungswerten bzw. Grenzwerten der Material-eigenschaften für den Grenzzustand der Tragfä-higkeit hergeleitet wurden, während die Modellefür Baugrundwiderstände auf charakteristischenWerten der Baugrundeigenschaften beruhen unddarüber hinaus von den charakteristischen Wertender Beanspruchungen abhängen. Die Autoren zei-gen Lösungswege für derartige Problemstellungen
IIIVorwort
auf, wobei zunächst die Grundlagen des Teil-sicherheitskonzepts beschrieben und darauf auf-bauend die Nachweisformate für Betontragwerkeeinerseits und für den Grundbau andererseits her-geleitet werden. Schließlich werden die darausresultierenden Nachweisverfahren anhand typi-scher Gründungen im Hochbau veranschaulicht.
Teil 2 des diesjährigen Beton-Kalenders ist demThema der Erhaltung und Ertüchtigung gewidmet.Frank Fingerloos und Jürgen Schnell führen in dieThematik der Tragwerksplanung im Bestand ein,indem sie auf die verschiedenen Aspekte, diedabei von Bedeutung sind, und die Anforderun-gen, z. B. aus dem vorbeugenden Brandschutz,aus der Energieeinsparverordnung, aus dem Bau-planungs- und Umweltrecht oder aus länderspezi-fischen bauordnungsrechtlichen Regelungen, ein-gehen. Zu diesen Themen existieren auch entspre-chende Merkblätter des Deutschen Beton- undBautechnik-Vereins in einer neuen Reihe „Bauenim Bestand“.
Alfred Strauss, Konrad Bergmeister, Roman Wend-ner und Simon Hoffmann setzen sich mit derSystem- und Schadensidentifikation von Beton-tragwerken auseinander. Dabei werden die Zieleder Bauwerkserhaltung, nämlich der kosteneffi-ziente Erhalt der Gebrauchstauglichkeit und dieGewährleistung der Tragsicherheit über die ge-plante Lebenszeit erläutert und Regelwerke fürdie Bauwerksprüfung vorgestellt. Daneben wer-den der Stand der Wissenschaft im Bereich derTragwerks- und Schadensidentifikation erläutert.Nachdem �berwachungskonzepte immer mehr indie Alltagsarbeit einfließen, helfen die Abschnitteüber die Lebenszyklenbetrachtung bei der Ein-arbeitung in die Materie des Entwerfens nach Le-benszyklen.
Im Zusammenhang mit der Bauwerksüberwa-chung ist auch das Monitoring ein aktuellesThema. Konrad Zilch, Hermann Weiher undChristian Gläser erklären zunächst die Bedeutungder Bauwerksüberwachung. Eine Grundlage bil-det dabei die Klassifizierung von Bauwerken hin-sichtlich der Auswirkung von Schädigungen. Be-sonders das Ausmaß der Folgen bei einem mögli-chen Bauwerksversagen können Sinn, Aufwandund Genauigkeit einer Monitoringmaßnahmebeeinflussen. Entscheidend für die Aussagekrafteiner Monitoringmaßnahme sind die Vorüber-legungen zur richtigen Wahl der Messgröße. Da-rauf aufbauend kann das Monitoringkonzept fest-gelegt und mit der eigentlichen Messaufgabe,dem Datenmanagement und der Auswertung be-gonnen werden. Im Beitrag wird detailliert aufdie Plausibilitätsprüfung, die Rückführung derMessgröße auf die Vergleichsgröße, auf Schwell-werte und die �berprüfung des Monitoringkon-zepts eingegangen. Einen großen Teil des Beitragsbilden Anwendungsbeispiele aus dem Betonbau.
Konrad Bergmeister geht auf die speziellen Ver-stärkungsmaßnahmen ein. Es werden die Ab-tragungstechniken und die Vorbereitung des Be-tonuntergrundes vorgestellt und praktische Hin-weise zum Betonfräsen, Stemmen, Flammstrah-len, Sandstrahlen, Hochdruckreinigen und Hoch-druckwasserstrahlen gegeben. Für den oberflä-chennahen Bereich werden die Erhaltungs- undInstandsetzungsmethoden vorgestellt, dann kurzauf die externe Vorspannung und im Hauptteilauf die Verstärkung mit Kohlenstofffasern ein-gegangen. Diese Verstärkungsmethode wurde inden letzten 15 Jahren vielfach eingesetzt, sodassmittlerweile viel Erfahrung in diesem Bereich vor-liegt. Der Beitrag behandelt die konstruktive Ver-stärkung und deren Bemessung für Biegebalken,Platten, Stützen und Wandscheiben.
Der Wunsch nach dauerhaften und wartungsfreifunktionierenden, robusten Tragwerken führtezum Gedanken des fugenlosen Bauens, mit demsich Josef Taferner, Manfred Keuser und KonradBergmeister in ihrem Beitrag über integrale Kon-struktionen aus Beton auseinandersetzen. �berdie Vielfalt der Anwendungen im konstruktivenIngenieurbau geht der Beitrag spezifisch auf dieZwangeinwirkungen und deren Bewertung ein.Dabei wird auch die Eignung der Werkstoffe vomNormalbeton, Spannbeton, Faserbeton, HPC,UHPC bis zum Leichtbeton behandelt. Ein wichti-ges Augenmerk wird auf die Tragwerkskonzepteund deren Modellierung gelegt. Dabei wird diestatische Modellbildung und die Erläuterung derwesentlichen Aspekte für die Bemessung und diekonstruktive Durchbildung detailliert diskutiert.Besonderer Wert wird dabei auch auf das Moni-toring und das Langzeitverhalten gelegt. Dabeigehen die Autoren auch auf die Vor- und Nachteilefugenloser Bauten explizit ein, wobei diese Bauartzwar in der konstruktiven Durchbildung aufwen-diger, jedoch bezogen auf die Lebensdauer wirt-schaftlicher werden kann. Ausgeführte Beispielevon integralen Bauwerken im Hochbau und dieErwähnung einiger Brückenbauten runden diesenBeitrag ab.
Fassaden sind heute integrierte, teils technolo-gisch aufwendige Bauelemente, die zum Schwer-punkt „Konstruktiver Hochbau“ unbedingt dazu-gehören. Bei einer Fassadenplanung müssen fürdie Funktionalität und Gestaltung der Standort,das Außenklima, ggf. vorhandene Klima- undLüftungsanlagen, sowie die Befestigungs- undVerankerungstechnik an die Tragstruktur be-rücksichtigt werden. Die Autorengruppe HannesSpieth, Konrad Bergmeister, Alfred Stein, DavidLehmann, Raimund Hilber, Roland Unterweger,Joachim Lehmann und Paul Schmieder geht aufdie Verankerungs- und Befestigungstechnik fürFassaden ein. Neben einem �berblick über dieSysteme werden der Stand der Technik für die
IV Vorwort
Befestigung der Unterkonstruktion durch Einlege-teile oder nachträglich gesetzte Befestigungsele-mente, die Verbundankersysteme in Mauerwerk,Leicht- und Porenbeton, die Befestigungstechni-ken für Fassadenelemente aus Glas, dünnen Fassa-denplatten, Natursteinelementen und für Wärme-dämmverbundsysteme erläutert.
Im Normenteil dieses Beton-Kalenders findensich die aktuellsten Fassungen der wesentlichendeutschen Betonbauregelwerke mit den Ausgaben2008. Dazu gehören die DIN 1045, Teile 1 bis 4,wobei die DIN 1045-2 in einer praktikablenZusammenstellung mit DIN EN 206-1 vorgelegtwird, sowie die DAfStb-Richtlinien „Belastungs-versuche an Massivbauwerken“, „Massige Bau-
teile aus Beton“ und „Belastungsversuche an Mas-sivbauwerken“. Die Erläuterungen und ergänzen-den Hinweise wurden von Frank Fingerloos ver-fasst.
Die Herausgeber wünschen allen Ingenieur-Kolle-gen viel Erfolg und Freude beim konstruktivenEntwerfen, Bemessen und Gestalten von Bauwer-ken und hoffen, mit diesem Beton-Kalender einepraktikable Arbeitshilfe zur Verfügung zu stellen.
Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterDr.-Ing. Frank FingerloosProf. Dr.-Ing. Dr. h.c. Johann-Dietrich WörnerWien, Berlin, Darmstadt, im September 2008
VVorwort
Inhaltsübersicht
1Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
Anschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII
Beiträge früherer Jahrgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX
I Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Harald S. Müller, Hans-Wolf Reinhardt
II Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn
III Elementbauweise mit Gitterträgern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Johannes Furche, Ulrich Bauermeister
IV Konstruktiver Brandschutz im �bergang von DIN 4102zu den Eurocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499Dietmar Hosser, Ekkehard Richter
V Teilsicherheitskonzept für Gründungen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555Jürgen Grünberg, Norbert Vogt
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
VIIInhaltsübersicht
Inhaltsübersicht
2Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
Anschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII
VI Tragwerksplanung im Bestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Frank Fingerloos, Jürgen Schnell
VII System- und Schadensidentifikation von Betontragstrukturen . . . . . . . . . . . . . . 53Alfred Strauss, Konrad Bergmeister, Roman Wendner, Simon Hoffmann
VIII Monitoring im Betonbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Konrad Zilch, Hermann Weiher, Christian Gläser
IX Ertüchtigung im Bestand – Verstärkungen mit Kohlenstofffasern . . . . . . . . . . 185Konrad Bergmeister
X Integrale Konstruktionen aus Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Josef Taferner, Manfred Keuser, Konrad Bergmeister
XI Verankerungs- und Befestigungstechnik für Fassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Hannes Spieth, Konrad Bergmeister, Alfred Stein, David Lehmann,Raimund Hilber, Roland Unterweger, Joachim Lehmann, Paul Schmieder
VIII Inhaltsübersicht
XII Normen und Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Frank Fingerloos
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
IXInhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1I Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Harald S. Müller, Hans-Wolf Reinhardt
1 Einführung und Definition . . . . . . . . . . 31.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Klassifizierung von Beton . . . . . . . . . . 41.3.1 Betonarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3.2 Betonklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3.3 Betonfamilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Ausgangsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1 Zement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.1 Arten und Zusammensetzung . . . . . . . . 72.1.2 Bautechnische Eigenschaften . . . . . . . . 92.1.3 Bezeichnung, Lieferung und
Lagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.1.4 Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . 152.1.5 Zementhydratation . . . . . . . . . . . . . . . 152.1.6 Der Zementstein . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2 Gesteinskörnungen für Beton . . . . . . . 212.2.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.2 Art und Eigenschaften des Gesteins. . 222.2.3 Schädliche Bestandteile . . . . . . . . . . . 232.2.4 Kornform und Oberfläche. . . . . . . . . . 262.2.5 Größtkorn und Kornzusammen-
setzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.3 Betonzusatzmittel . . . . . . . . . . . . . . . . 292.3.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.3.2 Arten von Zusatzmitteln . . . . . . . . . . . 292.3.3 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . . 302.3.4 Weitere Anforderungen. . . . . . . . . . . . 312.4 Betonzusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 322.4.1 Definitionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.4.2 Inerte Stoffe und Pigmente . . . . . . . . . 322.4.3 Puzzolanische Stoffe . . . . . . . . . . . . . . 332.4.4 Latent-hydraulische Stoffe . . . . . . . . . 362.4.5 Organische Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 362.5 Anmachwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 Frischbeton und Nachbehandlung . . . 373.1 Allgemeine Anforderungen . . . . . . . . 373.2 Mehlkorngehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.3 Verarbeitbarkeit und Konsistenz . . . . 383.4 Entmischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.5 Rohdichte und Luftgehalt . . . . . . . . . . 403.6 Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.6.1 Nachbehandlungsarten . . . . . . . . . . . . 413.6.2 Dauer der Nachbehandlung . . . . . . . . 413.6.3 Zusätzliche Schutzmaßnahmen . . . . . 42
4 Junger Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.1 Bedeutung und Definition . . . . . . . . . 434.2 Hydratationswärme . . . . . . . . . . . . . . . 434.3 Verformungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.4 Dehnfähigkeit und Rissneigung . . . . . 444.5 Bestimmung der Festigkeit von
jungem Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5 Lastunabhängige Verformungen . . . . . 465.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465.2 Temperaturdehnung . . . . . . . . . . . . . . 465.3 Schwinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.3.1 Ursachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.3.2 Mathematische Beschreibung. . . . . . . 49
6 Festigkeit und Verformung vonFestbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.1 Strukturmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . 516.2 Druckfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516.2.1 Spannungszustand und
Bruchverhalten von Beton beiDruckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . 51
6.2.2 Einflüsse auf die Druckfestigkeit . . . . 526.2.2.1 Ausgangsstoffe und Beton-
zusammensetzung . . . . . . . . . . . . . . . . 526.2.2.2 Erhärtungsbedingungen und Reife . . . 536.2.2.3 Prüfeinflüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576.2.3 Festigkeitsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . 586.3 Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586.3.1 Bruchverhalten und Bruchenergie . . . 586.3.2 Einflüsse auf die Zugfestigkeit . . . . . . 596.3.3 Zentrische Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . 596.3.4 Biegezugfestigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . 606.3.5 Spaltzugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 606.3.6 Verhältniswerte für Druck- und
Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606.4 Festigkeit bei mehrachsiger
Beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.5 Spannungsdehnungsbeziehungen. . . . 626.5.1 Elastizitätsmodul und Quer-
dehnungszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626.6 Einfluss der Zeit auf Festigkeit
und Verformung . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.6.1 Die zeitliche Entwicklung von
Festigkeit und Elastizitätsmodul . . . . 646.6.2 Verhalten bei Dauerstand-
beanspruchung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
X Inhaltsverzeichnis
6.6.3 Zeitabhängige Verformungen . . . . . . . 656.6.3.1 Definitionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.6.3.2 Kriechverhalten von Beton. . . . . . . . . 666.6.3.3 Vorhersageverfahren . . . . . . . . . . . . . . 686.6.4 Verhalten bei dynamischer
Beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696.6.5 Ermüdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7 Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717.1 �berblick über die Umwelt-
bedingungen, Schädigungs-mechanismen und Mindest-anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7.2 Widerstand gegen das Eindringenaggressiver Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 76
7.3 Korrosionsschutz der Bewehrungim Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7.3.1 Allgemeine Anforderungen . . . . . . . . 797.3.2 Carbonatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 797.3.3 Eindringen von Chloriden . . . . . . . . . 817.4 Hoher Frostwiderstand . . . . . . . . . . . . 837.5 Hoher Frost- und Taumittel-
widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837.6 Hoher Widerstand gegen
chemische Angriffe . . . . . . . . . . . . . . . 857.7 Hoher Verschleißwiderstand. . . . . . . . 85
8 Selbstverdichtender Beton . . . . . . . . . . 868.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868.2 Mischungsentwurf. . . . . . . . . . . . . . . . 868.3 Frischbetonprüfverfahren an Mörtel . 878.4 Prüfungen am Beton . . . . . . . . . . . . . . 888.5 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
9 Sichtbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919.2 Planung und Ausschreibung . . . . . . . . 939.3 Betonzusammensetzung und
Betonherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.4 Einbau und Nachbehandlung . . . . . . . 969.4.1 Schalung und Trennmittel. . . . . . . . . . 969.4.2 Ausführung und Nachbehandlung . . . 979.5 Beurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979.6 Mängel und Mängelbeseitigung . . . . . 979.7 Sonder-Sichtbetone . . . . . . . . . . . . . . . 99
10 Leichtbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9910.1 Einführung und �berblick . . . . . . . . . 9910.2 Konstruktionsleichtbeton nach
DIN 1045-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10010.2.1 Grundlegende Eigenschaften . . . . . . 10010.2.2 Leichte Gesteinskörnung . . . . . . . . . 10110.2.3 Betonzusammensetzung . . . . . . . . . . 10210.2.4 Herstellung, Transport und
Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
10.2.5 Festbetonverhalten vonKonstruktionsleichtbeton . . . . . . . . . 106
10.2.6 Zur Planung von Bauwerken ausKonstruktionsleichtbeton . . . . . . . . . 109
10.2.7 Selbstverdichtender Konstruktions-leichtbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
10.3 Porenbeton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11010.4 Haufwerksporiger Leichtbeton. . . . . 111
11 Faserbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11211.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11211.2 Zusammenwirken von Fasern
und Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11311.2.1 Ungerissener Beton . . . . . . . . . . . . . . 11411.2.2 Gerissener Beton . . . . . . . . . . . . . . . . 11511.3 Fasern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12111.3.1 Stahlfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12111.3.2 Glasfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12111.3.3 Organische Fasern . . . . . . . . . . . . . . . 12311.3.3.1 Kunststofffasern (Polymere). . . . . . . 12311.3.3.2 Kohlenstofffasern . . . . . . . . . . . . . . . 12411.3.3.3 Fasern natürlicher Herkunft –
Zellulosefasern . . . . . . . . . . . . . . . . . 12411.4 Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . 12511.4.1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12511.4.2 Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12511.5 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12511.5.1 Verhalten bei Druckbeanspruchung . 12511.5.2 Verhalten bei Zugbeanspruchung
und bei Biegebeanspruchung . . . . . . 12611.5.3 Verhalten bei Querkraft- und
Torsionsbeanspruchung . . . . . . . . . . 12711.5.4 Verhalten bei Explosions-, Schlag-
und Stoßbeanspruchung . . . . . . . . . . 12711.5.5 Kriechen und Schwinden . . . . . . . . . 12711.5.6 Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 12811.5.7 Frostwiderstand, Frost- und
Taumittelwiderstand . . . . . . . . . . . . . 12811.5.8 Verhalten bei hoher Temperatur . . . . 12811.5.9 Verschleißwiderstand . . . . . . . . . . . . 12911.6 �bereinstimmungsnachweis und
Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12911.7 Richtlinie „Stahlfaserbeton“ . . . . . . . 129
12 Ultrahochfester Beton . . . . . . . . . . . . 13012.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13012.2 Mischungsentwurf. . . . . . . . . . . . . . . 13012.3 Frischbetoneigenschaften . . . . . . . . . 13112.4 Festbetoneigenschaften. . . . . . . . . . . 13312.4.1 Mechanische Eigenschaften . . . . . . . 13312.4.2 Physikalische Eigenschaften . . . . . . 13412.4.3 Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 13612.5 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
13 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
XIInhaltsverzeichnis
II Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn
Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1561.1 Vorteile der Werksfertigung . . . . . . . 1561.2 Geschichtliche Entwicklung . . . . . . . 1571.3 Europäische Normung . . . . . . . . . . . 159
2 Entwurf von Fertigteilbauten . . . . . . 1612.1 Randbedingungen beim Entwerfen
von Fertigteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1622.1.1 Herstellungsprozess . . . . . . . . . . . . . 1622.1.2 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1622.1.3 Transport und Montage. . . . . . . . . . . 1652.1.4 Brandschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1672.2 Aussteifung von Fertigteilbauten . . . 1712.2.1 Anordnung der Aussteifungs-
elemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1712.2.2 Belastung der Aussteifungs-
elemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1752.2.2.1 Vertikalbelastung. . . . . . . . . . . . . . . . 1752.2.2.2 Lastfall Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1752.2.2.3 Lastfall Lotabweichung . . . . . . . . . . 1772.2.2.4 Lastfall Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . 1782.2.2.5 Lastfall Zwang (Schwinden und
Temperatur) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1812.2.3 Verteilung der Horizontallasten . . . . 1822.2.3.1 Allgemeine Vorgehensweise bei
der Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . 1822.2.3.2 �berschlagsformeln zur
Vordimensionierung . . . . . . . . . . . . . 1842.2.3.3 Zusammenwirken von Wand-
scheiben, Wandscheiben mit�ffnungsreihen und Rahmen . . . . . . 185
2.2.3.4 Aus Fertigteilen zusammen-gesetzte Scheiben . . . . . . . . . . . . . . . 187
2.2.3.5 Beispiel für Horizontallast-verteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
2.2.4 Nachweis der Gebäudestabilität . . . . 1902.2.4.1 Stabilitätsnachweise für aus-
steifende Kerne und Wände . . . . . . . 1902.2.4.2 Stabilitätsnachweis für Stützen
und Rahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1932.2.5 Konstruktive Durchbildung der
Deckenscheiben. . . . . . . . . . . . . . . . . 1932.2.6 Konstruktive Durchbildung der
vertikalen Aussteifungselemente . . . 1972.2.7 Ringankerausbildung nach
DIN 1045-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2052.3 Tragende Elemente . . . . . . . . . . . . . . 2062.3.1 Deckenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . 2062.3.1.1 Fertigdecke (früher Hohlplatte) . . . . 2062.3.1.2 Rippenplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2092.3.1.3 Die Gitterträgerdecken
(Elementdecken) . . . . . . . . . . . . . . . . 2102.3.2 Deckenträger und Dachbinder . . . . . 214
2.3.2.1 Deckenträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2142.3.2.2 Dachbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2142.3.3 Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2182.3.4 Wände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2192.3.5 Fundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2202.4 Fassaden aus Betonfertigteilen . . . . . 2232.4.1 Anforderungen aus der Bauphysik
und der Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . 2232.4.2 Gestaltung der Fassaden . . . . . . . . . . 2252.4.3 Ausbildung der Fugen. . . . . . . . . . . . 2322.4.4 Fassadenverankerungen . . . . . . . . . . 2342.4.4.1 Verbundanker für dreischichtige
Außenwandplatten . . . . . . . . . . . . . . 2352.4.4.2 Befestigung von Fassadenplatten . . . 2382.4.5 Architekturfassaden . . . . . . . . . . . . . 2422.4.5.1 Dekorative Fassaden aus
konstruktiven Betonfertigteilen . . . . 2422.4.5.2 Fassadenplatten aus Hochleistungs-
beton und Glasfaserbeton . . . . . . . . . 2432.5 Knotenpunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2452.6 Aktuelle Einzelfragen zur
Bemessung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2542.6.1 Nachträglich ergänzte Querschnitte,
Deckenplatten mit Aufbeton. . . . . . . 2542.6.2 Konsolen und ausgeklinkte
Trägerenden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2562.6.3 Nachweis der Kippsicherheit . . . . . . 2662.6.4 Blockfundamente . . . . . . . . . . . . . . . 2702.6.5 Brandschutzbemessung. . . . . . . . . . . 273
3 Verbindungen von Fertigteilen . . . . . 2793.1 Druckverbindungen. . . . . . . . . . . . . . 2793.1.1 Druckfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2793.1.2 Lagerungsbereiche nach
DIN 1045-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2823.1.3 Elastomerlager nach DIN 4141 . . . . 2833.1.4 Elastomerlager nach DIN EN 1337
(Entwurf) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2873.2 Zugverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . 2883.2.1 Schweißverbindungen. . . . . . . . . . . . 2883.2.2 Verankerung von Stahlplatten,
Dübel, Kopfbolzen und Anker-schienen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
3.2.3 Scherbolzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2923.2.4 Muffen- und Schrauben-
verbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2943.2.5 Transportanker. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2943.2.6 Nachträglich angeschraubte
Konsolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2963.3 Schub- und Querkraftverbindungen. 2983.3.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2983.3.2 Decken- und Wandscheiben –
Scheibenquerkräfte . . . . . . . . . . . . . . 2983.3.3 Fugen in Deckenplatten –
Plattenquerkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . 302
XII Inhaltsverzeichnis
4 Fertigung imWerk . . . . . . . . . . . . . . 3044.1 Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . 3044.2 Betonarten im Fertigteilbau . . . . . . . 3094.2.1 Verarbeitungseigenschaften . . . . . . . 3104.2.2 Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3104.2.3 Selbstverdichtender Beton . . . . . . . . 3124.2.4 Faserbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3134.2.5 Farbige und strukturierte Beton-
oberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3144.3 Herstellung des Betons im Werk . . . 3154.3.1 Wärmebehandlung und Nach-
behandlung des Betons . . . . . . . . . . . 315
4.3.2 Bearbeitung der erhärteten Beton-oberfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
4.3.3 Beschichtungen und Verkleidungen. 3184.4 Bewehrungstechnik bei Werks-
fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3194.4.1 Rundstahl- und Mattenbewehrung . . 3194.4.2 Spannbett-Technik . . . . . . . . . . . . . . 3224.5 Qualitätssicherung und Güteüber-
wachung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
5 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
III Elementbauweise mit Gitterträgern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Johannes Furche, Ulrich Bauermeister
1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
2 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3412.1 Systementwicklung und
Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3412.2 Gitterträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3472.2.1 Entwicklung von Gitterträgern . . . . . 3472.2.2 Bauaufsichtliche Zulassungen . . . . . 3492.2.3 Gitterträger nach neuer
DIN 488:2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3542.2.3.1 Normenentwicklung und
Normungsstand . . . . . . . . . . . . . . . . . 3542.2.3.2 Struktur und Vorgaben der
DIN 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3542.2.3.3 Gitterträger nach DIN 488-5 . . . . . . . 3552.3 Fertigteile mit Gitterträgern . . . . . . . 3602.3.1 DIN 1045 und bauaufsichtliche
Zulassungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3602.3.2 Produktnormen für Fertigteile mit
Gitterträgern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
3 Elementdecken. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3613.1 Montagezustand . . . . . . . . . . . . . . . . 3613.1.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3613.1.2 Bemessungshilfen für den
Montagezustand . . . . . . . . . . . . . . . . 3643.1.3 Besondere Aspekte der
Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3733.1.4 Sonderkonstruktionen . . . . . . . . . . . . 3743.2 Endzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3793.2.1 Grundlagen der Bemessung . . . . . . . 3793.2.1.1 Monolithische Tragwirkung . . . . . . . 3793.2.1.2 Drillsteifigkeit von Elementdecken . 3793.2.1.3 Bemessung mit der Finite-
Elemente-Methode (FEM) . . . . . . . . 3833.2.1.4 Gebrauchszustand von Element-
decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3853.2.1.5 Normenregelungen zur
Bemessung von Elementdecken . . . . 3883.2.2 Biegebemessung . . . . . . . . . . . . . . . . 3893.2.2.1 Querschnittsbemessung . . . . . . . . . . 3893.2.2.2 Bemessungsverfahren und
Momentenumlagerung . . . . . . . . . . . 390
3.2.3 Nachweis der Verbundfuge. . . . . . . . 3933.2.3.1 Grundlagen und Modelle zum
Verbundnachweis . . . . . . . . . . . . . . . 3933.2.3.2 Verbundfugen ohne Verbund-
bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3953.2.3.3 Verbundfugen mit Verbund-
bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3973.2.3.4 Fugenausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . 3993.2.3.5 Querkraftobergrenze . . . . . . . . . . . . . 4013.2.3.6 Konstruktive Durchbildung der
Verbundbewehrung . . . . . . . . . . . . . . 4033.2.4 Querkraftbewehrung . . . . . . . . . . . . . 4043.2.4.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4043.2.4.2 Konstruktive Durchbildung . . . . . . . 4043.2.4.3 Bemessungshilfen . . . . . . . . . . . . . . . 4063.2.5 Durchstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4113.2.5.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4113.2.5.2 Durchstanzversuche an Element-
decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4133.2.5.3 Durchstanznachweise bei Element-
decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4143.2.5.4 Konstruktive Hinweise und
praktische Anwendung . . . . . . . . . . . 4173.2.6 Konstruktionsregeln . . . . . . . . . . . . . 4173.2.6.1 Abmessungen und Bewehrung . . . . . 4173.2.6.2 Auflager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4183.2.6.3 Bewehrungsstöße . . . . . . . . . . . . . . . 4233.2.7 Nicht vorwiegend ruhende
Einwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4263.2.7.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4263.2.7.2 Erste Zulassungen und Versuche
mit Gitterträgern . . . . . . . . . . . . . . . . 4273.2.7.3 Aktuelle Regelungen. . . . . . . . . . . . . 4293.2.7.4 Bemessungshilfen . . . . . . . . . . . . . . . 4313.2.7.5 Erweiterte Ansätze . . . . . . . . . . . . . . 4343.2.8 Feuerwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . 4353.2.9 Befestigungen in Elementdecken . . . 4353.2.9.1 Lasteinleitung durch Befestigungs-
mittel und Bauteiltragverhalten . . . . 4353.2.9.2 Elementdecken ohne Verbund-
bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4363.2.9.3 Elementdecken mit Verbund-
bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
XIIIInhaltsverzeichnis
4 Balken-, Rippen- und Platten-balkendecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
4.1 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4384.2 Montagezustand . . . . . . . . . . . . . . . . 4394.3 Endzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4404.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4404.3.2 Bewehrung und Konstruktion . . . . . 4414.3.3 Zulagebewehrung . . . . . . . . . . . . . . . 4434.3.4 Balkendecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4454.3.5 Stahlbetonrippendecken . . . . . . . . . . 4454.3.6 Plattenbalkendecken . . . . . . . . . . . . . 4464.3.7 Bemessungshilfen . . . . . . . . . . . . . . . 446
5 Elementwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4595.1 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4595.2 Montagezustand . . . . . . . . . . . . . . . . 4615.3 Endzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4655.3.1 Bemessungsgrundlagen . . . . . . . . . . 4655.3.2 Gelenkig gelagerte Wände . . . . . . . . 4665.3.3 Biegesteife Anschlüsse . . . . . . . . . . . 4695.3.4 Nicht vorwiegend ruhende
Einwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4705.3.5 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4715.4 Wasserundurchlässige Beton-
bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
5.4.1 Elementwandlängen undBewehrung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
5.4.2 Elementwände nach WU-Richtlinie . 4765.4.3 Ausführung als WU-Konstruktion . . 4775.5 Kerngedämmte Elementwände. . . . . 4795.5.1 System und Gitterträger . . . . . . . . . . 4795.5.2 Konstruktion und Bemessung . . . . . 4795.5.3 Wärmedämmung und Wärme-
durchlasswiderstände . . . . . . . . . . . . 4825.5.4 Entwicklungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
6 Sonderanwendungen . . . . . . . . . . . . . 4846.1 Elementdecken mit einer Aufbeton-
schicht aus Stahlfaserbeton. . . . . . . . 4846.2 Elementdecken mit integrierter
Betonkerntemperierung . . . . . . . . . . 4866.3 Deckenelemente mit Zwischen-
raum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4876.4 Dachelemente mit Gitterträgern . . . . 489
7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . 491
8 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
IV Konstruktiver Brandschutz im �bergang von DIN 4102 zu den Eurocodes 499Dietmar Hosser, Ekkehard Richter
1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
2 Brandschutzanforderungen nachBaurecht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
2.1 Grundsatzanforderungen . . . . . . . . . 5032.2 Gebäudeklassen. . . . . . . . . . . . . . . . . 5032.3 Einzelanforderungen . . . . . . . . . . . . . 5042.3.1 Grundstück und Bebauung . . . . . . . . 5042.3.2 Brandverhalten von Baustoffen
und Bauteilen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5042.3.3 Abschnittsbildung . . . . . . . . . . . . . . . 5052.3.4 Rettungswege . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5052.4 Anforderungen an Sonderbauten . . . 5072.5 Verwendung von Bauprodukten . . . . 508
3 Stand der Brandschutznachweisein Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
3.1 Brandschutzbemessung nachDIN 4102 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
3.1.1 Basisnorm DIN 4102-4 . . . . . . . . . . . 5103.1.2 Einfluss der europäischen
Harmonisierung. . . . . . . . . . . . . . . . . 5103.1.3 �nderung A1 zu DIN 4102-4 . . . . . . 5113.1.4 Anwendungsnorm DIN 4102-22 . . . 5133.2 Brandschutzbemessung nach den
Eurocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5133.2.1 Rechtliche Grundlagen . . . . . . . . . . . 5133.2.2 Eurocode-Vornormen und
Nationale Anwendungsdokumente . 514
3.2.3 Eurocode-Normen und NationaleAnhänge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
3.2.4 Hintergrund zu den Eurocodes . . . . . 516
4 Bemessung nach DIN 4102 . . . . . . . . 5164.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5164.2 Brandschutzbemessung von
Massivbauteilen. . . . . . . . . . . . . . . . . 5164.3 Bemessung von Stahlbetonstützen
nach Tabelle 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . 5194.4 Bemessung von Stahlbetonkrag-
stützen im Brandfall . . . . . . . . . . . . . 5194.4.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . 5194.4.2 Brandschutznachweis für Stahl-
betonkragstützen . . . . . . . . . . . . . . . . 5194.5 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5234.5.1 Statisch bestimmt gelagerter
Spannbetonbalken . . . . . . . . . . . . . . . 5234.5.2 Stahlbeton-Innenstütze . . . . . . . . . . . 5234.5.3 Stahlbeton-Rundstütze im obersten
Geschoss eines Wohnhauses. . . . . . . 5244.5.4 Stahlbeton-Kragstütze. . . . . . . . . . . . 5254.5.5 Giebelstütze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
5 Bemessung nach Eurocode . . . . . . . . 5265.1 Grundkonzept der Nachweise. . . . . . 5265.2 Einwirkungen im Brandfall . . . . . . . 5275.2.1 Thermische Einwirkungen . . . . . . . . 5275.2.2 Mechanische Einwirkungen . . . . . . . 528
XIV Inhaltsverzeichnis
5.3 Nachweise für Bauteile undTragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
5.3.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5295.3.2 Tabellarische Daten. . . . . . . . . . . . . . 5295.3.3 Vereinfachte Rechenverfahren . . . . . 5305.3.4 Allgemeine Rechenverfahren . . . . . . 5315.3.4.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5315.3.4.2 Thermische Analyse . . . . . . . . . . . . . 5325.3.4.3 Mechanische Analyse . . . . . . . . . . . . 5335.4 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5365.4.1 Stahlbeton-Innenstütze . . . . . . . . . . . 5365.4.1.1 Nachweis nach Methode A. . . . . . . . 5365.4.1.2 Nachweis mit dem vereinfachten
Rechenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 5375.4.1.3 Nachweis mit dem allgemeinen
Rechenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 538
6 Nachweise für Naturbrand-beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
6.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5396.2 Naturbrandmodelle . . . . . . . . . . . . . . 540
6.2.1 Parametrische Temperaturzeit-kurven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
6.2.2 Thermische Einwirkungen aufaußenliegende Bauteile . . . . . . . . . . . 540
6.2.3 Brandeinwirkungen bei lokalbegrenzten Bränden . . . . . . . . . . . . . 541
6.2.4 Erweiterte Brandmodelle . . . . . . . . . 5426.2.5 Brandlastdichten und Wärme-
freisetzungsraten . . . . . . . . . . . . . . . . 5436.3 Sicherheitskonzept . . . . . . . . . . . . . . 5446.3.1 Grundlagen und Annahmen . . . . . . . 5446.3.2 Teilsicherheitsbeiwerte für die
Brandeinwirkung. . . . . . . . . . . . . . . . 5466.3.3 Berücksichtigung anlagen-
technischer und abwehrenderBrandschutzmaßnahmen. . . . . . . . . . 548
6.3.4 Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
7 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
8 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
V Teilsicherheitskonzept für Gründungen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555Jürgen Grünberg, Norbert Vogt
1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
2 Grundlagen des Sicherheits-konzepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
2.1 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5582.2 Charakteristische und repräsen-
tative Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5592.2.1 Charakteristische Werte der
Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5592.2.2 Weitere repräsentative Werte
veränderlicher Einwirkungen . . . . . . 5592.2.3 Charakteristische und andere
repräsentative Werte unabhängigerAuswirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
2.2.4 Charakteristische Werte derMaterialeigenschaften und Boden-kenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560
2.3 Bemessungswerte . . . . . . . . . . . . . . . 5602.3.1 Bemessungswerte für Einwir-
kungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5602.3.2 Bemessungswerte für Material-
eigenschaften und Bodenkenn-größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
2.3.3 Bemessungswerte für geometrischeGrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
2.3.4 Bemessungswerte von Beanspru-chungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
2.3.5 Bemessungswerte von Wider-ständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
2.4 Einwirkungskombinationen . . . . . . . 5622.4.1 Unabhängige Einwirkungen . . . . . . . 563
2.4.2 Bemessungssituationen fürGrenzzustände der Tragfähigkeit . . . 563
2.4.2.1 Ständige Bemessungssituation . . . . . 5632.4.2.2 Vorübergehende Bemessungs-
situation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5652.4.2.3 Außergewöhnliche Bemessungs-
situation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5652.4.2.4 Situationen infolge von Erdbeben . . 5652.4.3 Kombinationen für Grenzzustände
der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . 5652.4.3.1 Seltene Situationen . . . . . . . . . . . . . . 5662.4.3.2 Häufige Situationen . . . . . . . . . . . . . 5662.4.3.3 Quasi-ständige Situationen . . . . . . . . 5662.5 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5662.5.1 Tragwerkswiderstände . . . . . . . . . . . 5662.5.2 Widerstände in der Geotechnik . . . . 5672.6 Sicherheitselemente . . . . . . . . . . . . . 5682.6.1 Kombinationsbeiwerte für
Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5682.6.2 Teilsicherheitsbeiwerte für
Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5692.6.2.1 Teilsicherheitsbeiwerte für
Einwirkungen im Grenzzustand derTragfähigkeit nach DIN 1055-100 . . 570
2.6.2.2 Teilsicherheitsbeiwerte fürEinwirkungen auf Baukörperoder für Beanspruchungen desBaugrunds im Grenzzustand derTragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
2.6.3 Teilsicherheitsbeiwerte für geo-technische Kenngrößen. . . . . . . . . . . 571
XVInhaltsverzeichnis
2.6.4 Teilsicherheitsbeiwerte fürWiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
2.6.4.1 Teilsicherheitsbeiwerte fürWiderstände bei Betontragwerken . . 571
2.6.4.2 Teilsicherheitsbeiwerte fürBaugrundwiderstände . . . . . . . . . . . . 571
2.7 Nachweis der Grenzzustände mitTeilsicherheitsbeiwerten . . . . . . . . . . 572
2.7.1 Nachweisformate für Grenz-zustände der Tragfähigkeit . . . . . . . . 572
2.7.1.1 Grenzzustände der Lagesicherheit(EQU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
2.7.1.2 Grenzzustände des Tragwerks- oderBaugrundversagens (STRGEO) . . . . 574
2.7.1.3 Grenzzustände der Ermüdung(FAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574
2.7.2 Nachweisformate für Grenz-zustände der Gebrauchstauglichkeit 574
2.7.3 Vorzeichenregelung für alleNachweisformate. . . . . . . . . . . . . . . . 575
3 Nachweise für Bauteile mitgeotechnischen Einwirkungen undBaugrundwiderständen . . . . . . . . . . . 575
3.1 Die drei Nachweisverfahren inder Geotechnik nach EN 1990 inVerbindung mit EN 1997 . . . . . . . . . 575
3.2 Konkretisierung der Nachweis-formate für Grenzzustände derTragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
3.2.1 Konkretisierung für Grenzzuständeder Lagesicherheit . . . . . . . . . . . . . . . 576
3.2.2 Konkretisierung für Grenzzuständedes Tragwerk- oder Baugrund-versagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
3.3 Schnittstelle Sohlfuge . . . . . . . . . . . . 5763.3.1 Nachweis der Kippsicherheit . . . . . . 5773.3.2 Außermittigkeit der charakte-
ristischen Sohldruckresultierenden . 5783.3.3 Grenzzustand Tragwerkversagen
im Fundament . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
3.3.4 Grenzzustände Gleiten undGrundbruch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
3.4 Bemessung von Flachgründungen . . 5793.5 Grenzzustände nach Theorie
2. Ordnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5813.6 Grenzzustände bei physikalisch
nichtlinearer Strukturanalyse . . . . . . 5833.7 Massive Baukörper unter Auftrieb . . 5833.7.1 Grenzzustand Aufschwimmen . . . . . 5833.7.2 Grenzzustand Tragwerksversagen
der Sohlplatte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5833.7.3 Grenzzustand Baugrundversagen
unter der Sohlplatte . . . . . . . . . . . . . . 5853.7.4 Grenzzustand Tragwerksversagen
der Außenwände . . . . . . . . . . . . . . . . 5853.8 Bauwerk-Baugrund-Interaktion . . . . 5863.9 Zusammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . 587
4 Anwendungsbeispiele. . . . . . . . . . . . . 5874.1 Einfaches Streifenfundament mit
exzentrischer geneigter Last . . . . . . . 5874.2 Waagebalkenstütze . . . . . . . . . . . . . . 5904.3 Fundamentplatte mit Randlast . . . . . 5924.4 Schlanke Hallenstütze mit
Einzelfundament . . . . . . . . . . . . . . . . 5924.5 Turm mit Fundament nach
Theorie 2. Ordnung . . . . . . . . . . . . . . 5954.6 Brückenpfeiler mit abhebenden
Lasten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6074.7 Bemessung einer Winkelstütz-
mauer (nach WU-Richtlinie) . . . . . . 6094.8 Gründung einer auskragenden
Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6194.9 Fußgängertunnel als weiße Wanne –
Bauzustand und Endzustand. . . . . . . 6204.10 Auftriebssicherheit einer
Tankgründung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633
5 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
Inhaltsübersicht
2Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
Anschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII
VI Tragwerksplanung im Bestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Frank Fingerloos, Jürgen Schnell
VII System- und Schadensidentifikation von Betontragstrukturen . . . . . . . . . . . . . . 53Alfred Strauss, Konrad Bergmeister, Roman Wendner, Simon Hoffmann
VIII Monitoring im Betonbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Konrad Zilch, Hermann Weiher, Christian Gläser
IX Ertüchtigung im Bestand – Verstärkungen mit Kohlenstofffasern . . . . . . . . . . 185Konrad Bergmeister
X Integrale Konstruktionen aus Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Josef Taferner, Manfred Keuser, Konrad Bergmeister
XI Verankerungs- und Befestigungstechnik für Fassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Hannes Spieth, Konrad Bergmeister, Alfred Stein, David Lehmann,Raimund Hilber, Roland Unterweger, Joachim Lehmann, Paul Schmieder
IIIInhaltsübersicht
XII Normen und Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Frank Fingerloos
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
Inhaltsübersicht
1Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
Anschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII
Beiträge früherer Jahrgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX
I Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Harald S. Müller, Hans-Wolf Reinhardt
II Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn
III Elementbauweise mit Gitterträgern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Johannes Furche, Ulrich Bauermeister
IV Konstruktiver Brandschutz im �bergang von DIN 4102zu den Eurocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499Dietmar Hosser, Ekkehard Richter
V Teilsicherheitskonzept für Gründungen im Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555Jürgen Grünberg, Norbert Vogt
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
IV Inhaltsübersicht
VInhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
2VI Tragwerksplanung im Bestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Frank Fingerloos, Jürgen Schnell
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Bestandsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Umsetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Zusammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3 Besonderheiten bei der Tragwerks-planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Bestandsaufnahme und Bestands-
bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3 Berücksichtigung baubetrieblicher
Abläufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.4 Bemessung und Konstruktion . . . . . . 10
4 Historische Normen und Zulassungendes Beton- und Stahlbetonbaus . . . . . . 13
5 Analyse bestehender Tragwerkeauf Grundlage vorhandenerPlanungsdokumente. . . . . . . . . . . . . . . 17
5.1 Betoneigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . 175.1.1 Rechenwert der charakteristischen
Betondruckfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . 175.1.2 Bestimmung der charakteristischen
Betondruckfestigkeit am Tragwerk . . 195.2 Betonstahleigenschaften . . . . . . . . . . . 20
6 Teilsicherheitsbeiwerte fürBestandsbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.2 Biegebemessung von Stahlbeton-
bauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236.2.1 Einfluss des Verhältnisses von
ständiger Last und Nutzlast . . . . . . . . 246.2.2 Einfluss der Betondruckfestigkeit . . . 246.2.3 Auswirkung des Längsbewehrungs-
grades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246.2.4 Optimierte Teilsicherheitsbeiwerte
für Biegezugversagen . . . . . . . . . . . . . 256.3 Beispiel: Nachweis Büro-/Wohnhaus-
deckenplatte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286.3.1 Vorhandene Bemessung nach
DIN 1045:1972-01 . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.3.2 Nachweis nach DIN 1045-1:2008-08mit Lasterhöhung . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.3.3 Nachweis mit modifizierten Teil-sicherheitsbeiwerten . . . . . . . . . . . . . . 29
6.3.4 Vergleich der Ergebnisse. . . . . . . . . . . 30
7 Ermittlung der Tragfähigkeit aufder Grundlage von Belastungs-versuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1 Entwicklung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307.2 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . 317.3 Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . 317.4 Rechnerische Beurteilung der
vorhandenen Tragfähigkeit . . . . . . . . . 327.5 Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.6 Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.7 Messtechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.8 Durchführung und Auswertung . . . . . 357.9 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8 Abschätzung der Feuerwider-standsdauer historischer Beton-konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368.2 Baustoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398.2.1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398.2.2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418.2.3 Putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418.2.4 Baustoffklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . 428.3 Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428.3.1 Stahlbetondecken . . . . . . . . . . . . . . . . 428.3.2 Stahlsteindecken . . . . . . . . . . . . . . . . . 428.3.3 Kappendecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438.3.4 Glasstahlbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438.3.5 Balken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438.3.6 Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
9 Historische Bestimmungen fürden Beton- und Stahlbetonbau –Bemessung, Ausführung, Beton,Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
10 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
VI Inhaltsverzeichnis
VII System- und Schadensidentifikation von Betontragstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . 53Alfred Strauss, Konrad Bergmeister, Roman Wendner, Simon Hoffmann
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2 Bauwerkserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . 562.1 Aufgaben und Ziele. . . . . . . . . . . . . . . 562.2 Bauwerksprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . 572.3 Elemente des Lebenszyklus . . . . . . . . 57
3 Regelwerke für die Bauwerks-prüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.1 Aufgaben und Ziele. . . . . . . . . . . . . . . 583.2 Hochbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.3 Brückenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.3.1 �sterreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.3.2 Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.3.3 Schweiz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.4 Schutzbauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.5 Rechtliche Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . 73
4 Integrierte Lebenszyklusbetrachtung . 744.1 Zielsetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.2 Lebensdauer und kostenbasiertes
Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.3 Ganzheitliches Monitoring . . . . . . . . . 754.4 Monitoring und Entwurfsmethoden . . 754.5 Monitoring und Bewertungs-
methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.6 Monitoring im System . . . . . . . . . . . . 814.7 Innovative Ansätze im Monitoring . . 834.7.1 LCMSHM Frameworks . . . . . . . . . . . 834.7.2 �berwachung des Lebenszyklus . . . . 834.7.3 Extremwertbetrachtungen in Ver-
bindung mit Monitoringzeiträumen . . 84
5 Schadensidentifikation an Bauwerkenaus Konstruktionsbeton. . . . . . . . . . . . 85
5.1 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855.2 Kurzbezeichnungen von Schadens-
identifikationsmethoden . . . . . . . . . . . 855.3 Lineare Methoden der Schadens-
analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855.3.1 Schwingungsanalyse allgemein . . . . . 855.3.2 Methoden, basierend auf modalen
Parametern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.3.2.1 Eigenfrequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.3.2.2 Eigenformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885.3.2.3 Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895.3.3 Methoden, basierend auf den
Ableitungen modaler Parameter . . . . . 905.3.3.1 Modale Verzerrungsenergie und
Krümmung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.3.3.2 Flexibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.3.4 Methoden, basierend auf der
Aktualisierung von Kenngrößen . . . . 935.4 Nichtlineare Methoden der
Schadensanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 935.4.1 Neuronale Netzwerke . . . . . . . . . . . . . 945.4.2 Alternative Ansätze. . . . . . . . . . . . . . . 95
5.5 Schwingungsbasierte Bauwerks-überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.5.1 �berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965.6 Identifikationsmethoden für
Bauwerkszustände. . . . . . . . . . . . . . . . 965.6.1 Direct Stiffness Calculation (DSC) . . 975.6.2 Modale Biegelinien (MOdal
BEnding Lines, MOBEL) . . . . . . . . . . 975.6.3 Sensitivitätsbasierte Identifikation
(STRatified IDEntification, STRIDE) 975.6.4 Methode der modalen Kraftresiduen
(Modal Force Residual Method,MFRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.6.5 VerformungslinienbasierteIdentifikation (DEflection LineFunction Identification, DELFI). . . . 100
5.6.6 Einflusslinienbasierte Identifikation(Influence Line IdentificationAssessment, ILIAS) . . . . . . . . . . . . . 100
5.6.7 Anwendungsorientierte Betrach-tungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.6.8 Anwendungsgrenzen der Identifi-kationsmethoden für Bauwerkeaus Konstruktionsbeton . . . . . . . . . . 102
5.6.9 Potenzial der Schwingungsanalysein der Schadensbewertung . . . . . . . . 102
6 Systembetrachtung – Resttrag-fähigkeit geschädigter Bauwerke . . . 103
6.1 Zielsetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036.2 Strukturmechanisches Schädigungs-
ausmaß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036.3 Schädigungsindikatoren für die
Bewertung der Resttragfähigkeit . . . 1056.3.1 Eigenwerte von KT . . . . . . . . . . . . . . 1056.4 Energiebasierte Schädigungs-
indikatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056.5 Schädigungsmaße und statistische
Unsicherheiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066.6 Schädigungsindikator als Maß
der Tragwerkssicherheit . . . . . . . . . . 107
7 Degradationsmodelle für Bauwerkeaus Konstruktionsbeton. . . . . . . . . . . 107
7.1 Zielsetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077.2 Beschreibung der Degradations-
prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087.3 Lebenszeit und Degradations-
modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097.4 Einflussgrößen auf Degradations-
modelle – stochastische Model-lierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.4.1 Karbonatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . 1107.4.2 Chloridionen-Belastung . . . . . . . . . . 1137.4.3 Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177.4.4 Frostangriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
VIIInhaltsverzeichnis
7.4.5 Feuereinwirkungen . . . . . . . . . . . . . . 1237.4.6 Grenzzustandsbewertung für
Serien-Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.5 Softwarelösungen für die
Degradationsmodellierung . . . . . . . . 1247.5.1 Life-365 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.5.2 RC-LifeTime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.5.3 EUCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.5.4 Freet-D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
8 Zusammenfassung undSchlussfolgerung . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
VIII Monitoring im Betonbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Konrad Zilch, Hermann Weiher, Christian Gläser
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1371.1 Allgemeiner Begriff „Monitoring“. . 1371.2 Eigene Auslegung des Begriffs . . . . 1371.3 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1381.4 Aufbau des Beitrags . . . . . . . . . . . . . 138
2 Klassifizierung von Bauwerken. . . . . 1392.1 Funktionen von Betonbauteilen . . . . 1392.2 Folgen bei Bauteilversagen . . . . . . . 1402.3 Robustheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3 Entwicklung der Monitoring-aufgabe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1 Simulation des Bauteil- bzw.Bauwerksverhaltens . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.1 Simulation des Ursprungsbestandsbeim Neubau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.2 Erfordernis für eine Neubetrachtungdes Bauwerks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.3 Modellbildung unter unplan-mäßigen Randbedingungen . . . . . . . 144
3.1.4 Bewertung der Simulations-ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
3.2 Vorüberlegungen . . . . . . . . . . . . . . . . 1463.2.1 Vergleichsgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . 1463.2.2 Messgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1463.2.3 Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . 1483.3 Festlegung eines Monitoring-
konzepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1483.3.1 Auswahl und Kombination der
Untersuchungsmethoden. . . . . . . . . . 1483.3.2 Umfang und Häufigkeit der
Messungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1483.4 Bestimmung der Randbedingungen . 1493.5 Durchführung der Messaufgaben . . . 1493.5.1 Werkstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1493.5.2 Bauteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1493.5.3 Tragwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4 Datenmanagement und -auswertung 1504.1 Datenerfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.1.1 Nomenklatur und Kartierung von
Messstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.1.2 Wirtschaftlichkeit von wiederholten
manuellen und automatischenMessungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.1.3 Auswahl von Messwertaufnehmern . 150
4.1.4 Kalibrierung von Messwertauf-nehmern und Rückverfolgbarkeit . . . 151
4.1.5 Erfassung von wiederholtenmanuellen Messungen. . . . . . . . . . . . 151
4.1.6 Erfassung von automatischenMessungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.2 Datenübertragung . . . . . . . . . . . . . . . 1534.3 Kalibrierung von Messdaten. . . . . . . 1544.4 Datenreduktion und -auswertung . . . 154
5 Bewertung der Messergebnisse . . . . . 1555.1 Plausibilitätsprüfung und Aussage-
fähigkeit von Messergebnissen. . . . . 1555.2 Rückführung der Messgröße auf
die Vergleichsgröße. . . . . . . . . . . . . . 1565.3 �berprüfung von Kriterien . . . . . . . . 1575.3.1 Zustand (Schwellwert) . . . . . . . . . . . 1575.3.2 Fortschritt der Zustandsänderung. . . 1575.3.3 Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595.4 �berprüfung des Monitoring-
konzepts für zukünftige Mess-perioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.5 Vergleich Messergebnisse mittheoretischen Schädigungs-modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6 Anwendungsbeispiele. . . . . . . . . . . . . 1606.1 Spannstahlermüdung bei Koppel-
fugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1606.1.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . 1606.1.2 Entwicklung der Monitoring-
aufgabe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1626.1.3 Datenmanagement und -auswertung 1666.1.4 Ergebnisse und Bewertung . . . . . . . . 1686.2 Korrosion von Betonstahl . . . . . . . . . 1686.2.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . 1696.2.2 Wirkprinzip „Opferbewehrung“ . . . . 1706.2.3 Wirkprinzip „Anodenleiter“ . . . . . . . 1706.2.4 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716.3 Tragfähigkeit von Dächern . . . . . . . . 1726.3.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . 1726.3.2 Entwicklung der Monitoring-
aufgabe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1736.3.3 Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1736.4 Kraftmessung bei externen Spann-
gliedern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1746.4.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . 174
VIII Inhaltsverzeichnis
6.4.2 Monitoringkonzept . . . . . . . . . . . . . . 1746.4.3 Anwendungsgrenzen. . . . . . . . . . . . . 1756.5 Hydratationswärmeentwicklung
im jungen Betonalter. . . . . . . . . . . . . 1766.5.1 Rissbildung bei Walzbeton-
staumauer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.5.2 Rissbildung bei Spannbeton-brücken mit hochfestem Beton. . . . . 178
7 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
8 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
IX Ertüchtigung im Bestand – Verstärkungen mit Kohlenstofffasern . . . . . . . . . . 185Konrad Bergmeister
1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
2 Abtragungstechniken undVorbereitung des Betonunter-grundes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
2.1 Betonfräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1882.2 Stemmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1882.3 Flammstrahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1882.4 Sandstrahlen bzw. Strahlen
mit festen Strahlmitteln. . . . . . . . . . . 1882.5 Hochdruckreinigen . . . . . . . . . . . . . . 1892.6 Hochdruckwasserstrahlen . . . . . . . . . 1892.7 Ermittlung der Betondruckfestigkeit 1892.8 Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3 Erhaltungs- und Instandsetzungs-methoden im oberflächennahenBereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3.1 Füllen von Rissen und Hohlräumen. 1903.2 Aufbeton – Ergänzung von Beton-
querschnitten mit tragenderFunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4 Externe Vorspannung . . . . . . . . . . . . 193
5 Verstärkung mit Kohlenstofffasern . . 1935.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1935.2 Kohlenstofffaserwerkstoffe für
Verstärkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.2.1 Kohlenstofffaser-Kabel . . . . . . . . . . . 1955.2.2 Kohlenstofffaser(CF)-Lamellen,
Gewebe und Gelege . . . . . . . . . . . . . 1975.2.2.1 Einfluss lokaler Unebenheiten –
Bereich 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.2.2.2 Einfluss vertikaler Rissufer-
versätze – Bereich 2 . . . . . . . . . . . . . 1985.2.2.3 Einfluss der Ablösung der Beton-
deckung am Laschenende –Bereich 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5.2.2.4 Einfluss des äußersten Biege-risses – Bereich 4 . . . . . . . . . . . . . . . 199
5.2.2.5 Einfluss des Rissfortschritts immaximalen Momentenbereich –Bereich 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
5.2.2.6 Einfluss des Rissfortschrittes imQuerkraftbereich – Bereich 6 . . . . . . 200
5.3 Verbundgesetz – Verbundbruch-kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.4 Zugverankerung – Zugspannung . . . 202
6 Verstärken von Biegebalken –Bemessung und konstruktiveDurchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
6.1 Kräfte und Dehnungen . . . . . . . . . . . 2036.2 Spannungen und Dehnungen im
ungerissenen Zustand . . . . . . . . . . . . 2066.3 �bergang vom ungerissenen zum
gerissenen Zustand . . . . . . . . . . . . . . 2086.4 Spannungen und Dehnungen im
gerissenen Zustand . . . . . . . . . . . . . . 2096.5 Nachweisführung für die Querkraft-
bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.6 Nachweisführung für die
Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . 2106.6.1 Begrenzung der Gebrauchs-
spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2106.6.2 Begrenzung der Durchbiegung. . . . . 2106.6.3 Begrenzung der Rissbreite . . . . . . . . 2116.7 Eingeschlitzte CF-Lamellen . . . . . . . 2116.8 Biegeverstärkung mit vorge-
spannten CF-Lamellen . . . . . . . . . . . 2136.8.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2136.8.2 Extern geklebte Lamelle mit
Endverankerung . . . . . . . . . . . . . . . . 2136.8.3 Rechenmodell zur Bemessung von
vorgespannten Kohlenstofffaser-Lamellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
6.9 Konzepte und Bemessung derQuerkraftverstärkung . . . . . . . . . . . . 216
6.9.1 Verstärkung mit CF-Stäben . . . . . . . 2176.9.2 Querkraftverstärkung mit
CF-Gelegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2176.9.3 Querkraftverstärkung mit
CF-Schlaufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2176.9.4 Bemessung der Verstärkung auf
Querkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2186.10 Torsionsbemessung . . . . . . . . . . . . . . 2196.11 Textilbewehrte Verstärkung von
Balken auf Biegung und Querkraft . 2206.12 Nachweise aus der bauaufsicht-
lichen Zulassung . . . . . . . . . . . . . . . . 220
IXInhaltsverzeichnis
7 Verstärkung von Stützen –Bemessung und konstruktiveDurchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
7.1 Tragfähigkeit und Duktilität . . . . . . . 2227.2 Druckfestigkeit des mit Kohlen-
stofffasern umwickelten Betons . . . . 2237.2.1 Bemessungsvorschlag nach
Monti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2237.2.2 Bemessungsvorschlag nach
Mander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2237.2.3 Bemessungsvorschlag nach
Seible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2247.2.4 Bemessungsvorschlag aufgrund
von Versuchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
7.2.5 Wirkungsparameter der Kohlen-stofffaser-Umschnürung . . . . . . . . . . 224
7.3 Querkraftverstärkung von Stützenmit Kohlenstofffaser-Verstärkung . . 226
8 Verstärkung von Wandscheiben –Bemessung und konstruktiveDurchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.1 Modellierung der Tragwirkungvon Scheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.2 Tragverhalten und Bemessung fürverstärkte Wandscheiben . . . . . . . . . 227
9 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
X Integrale Konstruktionen aus Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Josef Taferner, Manfred Keuser, Konrad Bergmeister
1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2331.1 Stand der Technik und der
Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2331.2 Begriffsdefinitionen . . . . . . . . . . . . . 2331.3 Vor- und Nachteile fugenloser
Bauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2351.4 Geschichtlicher Rückblick . . . . . . . . 238
2 Zwangeinwirkungen undBewertung von Zwang in Normen . . 241
3 Einflüsse auf zentrische Zwang-beanspruchungen. . . . . . . . . . . . . . . . 257
4 Moderne Werkstoffe für integraleBauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
4.1 Konstruktionsleichtbeton beiintegralen Bauwerken . . . . . . . . . . . . 267
4.2 Hochleistungsbeton bei integralenBauwerken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
4.3 Faserbeton bei integralen Bau-werken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
4.4 Schwinden und Kriechen . . . . . . . . . 2794.4.1 Schwinden und Quellen als Werk-
stoffeigenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . 2794.4.2 Schwinden von Stahlbetonbauteilen 2814.4.3 Kriechen und Relaxation bei
zwangbeanspruchten Tragwerken . . 281
5 Tragwerkskonzepte . . . . . . . . . . . . . . 2875.1 Bewegungs- und Dehnfugen . . . . . . 2875.2 Sonderfälle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6 Modellierung für die statischeBerechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.1 Nichtlineare Finite-Elemente-Modelle zur Berechnung von Trag-werken aus Stahlbeton . . . . . . . . . . . 301
6.2 Zur ingenieurmäßigen Bestimmungdes Steifigkeitsabfalls von Stahl-beton im Zustand II . . . . . . . . . . . . . . 303
6.3 Tragwerk und Boden. . . . . . . . . . . . . 309
7 Wesentliche Aspekte derBemessung und der konstruktivenDurchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
7.1 Kombination von Lasteinwirkungenund Zwang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
7.2 Trag- und Verformungsfähigkeitvon Stützen bei großen Zwang-verschiebungen der Decken . . . . . . . 327
7.2.1 Ausgangssituation . . . . . . . . . . . . . . . 3277.2.2 Einfluss der Lastgeschichte . . . . . . . 3297.2.3 Parameteruntersuchung. . . . . . . . . . . 3317.2.4 Einfluss der zyklischen Zwang-
beanspruchung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3347.2.5 �berlegungen zur Stützen-
bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3377.3 Verhalten von Hochbaudecken
bei Zugkräften aus Zwang . . . . . . . . 3387.4 Horizontaler Zwang in Wänden . . . . 3417.5 Grundlagen für Entwurf und
Konstruktion integraler Brücken . . . 343
8 Bauwerksmonitoring am Beispieldes Gebäudes der UniversitätBrixen (Italien) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.1 Gebäude der Universität Brixen . . . . 347
9 Zusammenfassung und Entwurfs-empfehlungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
10 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
X Inhaltsverzeichnis
XI Verankerungs- und Befestigungstechnik für Fassaden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Hannes Spieth, Konrad Bergmeister, Alfred Stein, David Lehmann,Raimund Hilber, Roland Unterweger, Joachim Lehmann, Paul Schmieder
1 Allgemeiner �berblick. . . . . . . . . . . . 373
2 Verankerungs- und Befestigungs-technik für vorgehängte Fassaden-systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
2.1 Systembetrachtung der Fassaden-systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
2.2 Verankerungstechnik am Bauwerk. . 3752.2.1 Systembetrachtung . . . . . . . . . . . . . . 3752.2.2 Randbedingungen Bauwerk . . . . . . . 3762.2.3 Randbedingungen Unterkonstruk-
tion und Montage . . . . . . . . . . . . . . . 3772.2.4 Anwendungskriterien Umwelt-
bedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3792.2.5 Auswahl Ablaufplan . . . . . . . . . . . . . 3792.2.6 Rahmen- und Langschaftdübel-
systeme für Mehrfachbefestigungvon nichttragenden Elementen . . . . . 380
2.2.6.1 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . . 3802.2.6.2 Tragverhalten und Funktions-
prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3802.2.6.3 Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3812.2.6.4 Anwendungsbereiche Zulassung . . . 3812.2.6.5 Anwendungen mit Brandschutz . . . . 3822.2.6.6 Bemessung für Verankerungen
nach ETAG 020 . . . . . . . . . . . . . . . . . 3822.2.6.7 Bestimmung der charakteristischen
Tragfähigkeit in nicht spezifiziertenMauerwerkssteinen nachETAG 020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
2.2.7 Rahmen- und Langschaftdübel-systeme für Einzelbefestigung ingerissenem Beton . . . . . . . . . . . . . . . 389
2.2.8 Stahldübelsysteme für Einzel-befestigung in gerissenem undungerissenem Beton . . . . . . . . . . . . . 389
2.2.8.1 Systembeschreibung und Funk-tionsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
2.2.8.2 Anwendungsbereiche Zulassung . . . 3912.2.8.3 Bemessung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3912.2.9 Verbundankersysteme für Veran-
kerung Einzelbefestigung in geris-senem und ungerissenem Beton . . . . 392
2.2.10 Verbundankersysteme fürEinzelbefestigung in Mauerwerk,haufwerksporigem Leichtbetonund Porenbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
2.2.10.1 Systembeschreibung undFunktionsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . 393
2.2.10.2 Anwendungsbereiche Zulassung . . . 3942.2.10.3 Bemessung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3942.2.11 Einbauteile in Beton . . . . . . . . . . . . . 3972.2.11.1 Kopfbolzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3972.2.11.2 Ankerplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3972.2.11.3 Ankerschienen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3982.2.11.4 Querkraftdorne . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
2.2.11.5 Querkraftprofile. . . . . . . . . . . . . . . . . 4002.2.11.6 Anschlusssysteme . . . . . . . . . . . . . . . 4002.2.11.7 Linienförmige Trennelemente
mit thermischer Trennung. . . . . . . . . 4012.3 Befestigungstechniken für
Fassadenelemente . . . . . . . . . . . . . . . 4022.3.1 Befestigungstechnik für Glas-
elemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4022.3.1.1 Der Baustoff Glas . . . . . . . . . . . . . . . 4022.3.1.2 Bauprodukte aus Glas . . . . . . . . . . . . 4022.3.1.3 Eigenschaften von Glas . . . . . . . . . . 4032.3.1.4 Befestigungssysteme für Glas-
fassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4042.3.2 Befestigungstechnik für dünne
Plattenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . 4122.3.2.1 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . . 4122.3.2.2 Fassadenmaterialien . . . . . . . . . . . . . 4122.3.2.3 Befestigungslösungen und
Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4122.3.2.4 Bemessung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4132.3.3 Befestigungstechnik für Natur-
steinelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4152.3.3.1 Systembetrachtung . . . . . . . . . . . . . . 4152.3.3.2 Baustoff Naturwerkstein . . . . . . . . . . 4152.3.3.3 Befestigungs- und Verankerungs-
mittel nach DIN 18616-3 . . . . . . . . . 4172.3.3.4 Befestigungsmittel mit Zulassung . . 4262.3.4 Transportanker für Betonelemente . . 428
3 Befestigungstechnik fürWärmedämmverbundsysteme . . . . . 431
3.1 Befestigungstechnik für Wärme-dämmverbundsysteme am Bauwerk. 431
3.2 Befestigungstechnik für Bauteileauf Wärmedämmverbundsystemen . 433
3.2.1 Befestigungssysteme zur Ver-ankerung von kleinen oder mittlerenLasten für nicht sicherheits-relevante Anwendungen . . . . . . . . . . 433
3.2.2 Befestigungstechnik zur Ver-ankerung von mittleren und hohenLasten für sicherheitsrelevanteAnwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
3.2.2.1 Abstandsmontage mit auf Biegungbelasteter Gewindestange mit undohne thermische Trennung . . . . . . . . 435
3.2.2.2 Abstandsmontage mit Distanz-halter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
3.2.2.3 Bemessung von Abstandsmontagen. 437
4 Lebensdauer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4404.1.1 Lebensdauer – Schaden und
Abnutzungsvorrat . . . . . . . . . . . . . . . 4414.1.2 Lebensdauer – Erhaltungsstrategien 442
5 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
XIInhaltsverzeichnis
XII Normen und Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Frank Fingerloos
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4491.1 Die Neuausgaben 2008 von
DIN 1045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4491.2 Zur Einführung des Eurocode 2 . . . . 4491.2.1 Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4491.2.2 �sterreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4501.2.3 Schweiz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
2 Technische Regeln des Beton-,Stahlbeton- und Spannbetonbaus . . . 451
2.1 DIN 1045-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4512.1.1 Erläuterungen zu DIN 1045-1 . . . . . 4512.1.2 Normentext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4782.2 Zusammenstellung von
DIN EN 206-1 und DIN 1045-2. . . . 5852.2.1 Erläuterungen zu DIN 1045-2 . . . . . 5852.2.2 Normentext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5882.3 DIN 1045-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6622.3.1 Erläuterungen zu DIN 1045-3 . . . . . 6622.3.2 Normentext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6642.4 DIN 1045-4 Normentext . . . . . . . . . . 686
3 Listen und Verzeichnisse . . . . . . . . . . 6933.1 Baunormen und technische
Baubestimmungen für den Beton-und Stahlbetonbau. . . . . . . . . . . . . . . 693
3.2 Muster-Liste der TechnischenBaubestimmungen und Bauregel-liste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
3.3 Richtlinien des DeutschenAusschusses für Stahlbeton e. V. . . . 715
3.3.1 �bersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7153.3.2 DAfStb-Richtlinie Belastungs-
versuche an Betonbauwerken:2000-09 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718
3.3.3 DAfStb-Richtlinie MassigeBauteile aus Beton:2005-03 . . . . . . . 723
3.4 Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E. V.: Merkblätter undSachstandsberichte . . . . . . . . . . . . . . 735
4 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
Anschriften
1Autoren
Bachmann, Hubert, Dr.-Ing.Ed. ZüblinTechnisches BüroKonstruktiver Ingenieurbau (TBK)Albstadtweg 370567 Stuttgart
Bauermeister, Ulrich, Dipl.-Ing.FILIGRAN Trägersysteme GmbH & Co. KGZappenberg 631633 Leese
Furche, Johannes, Dr.-Ing.FILIGRAN Trägersysteme GmbH & Co. KGZappenberg 631633 Leese
Grünberg, Jürgen, Univ.-Prof. Dr.-Ing.Leibniz Universität HannoverInstitut für MassivbauAppelstraße 9A30167 Hannover
Hahn, Volker, Prof. Dr.-Ing.Florentiner Straße 2070619 Stuttgart
Hosser, Dietmar, Prof. Dr.-Ing.Technische Universität BraunschweigInstitut für Baustoffe, Massivbau und BrandschutzBeethovenstraße 5238106 Braunschweig
Müller, Harald S., Prof. Dr.-Ing.Universität KarlsruheInstitut für Massivbau und Baustofftechnologie76128 Karlsruhe
Reinhardt, Hans-Wolf, Prof. Dr.-Ing.Universität StuttgartInstitut für WerkstoffePfaffenwaldring 470569 Stuttgart
Richter, Ekkehard, Dr.-Ing.Technische Universität BraunschweigInstitut für Baustoffe, Massivbau und BrandschutzBeethovenstraße 5238106 Braunschweig
Steinle, Alfred, Dr.-Ing.Alte Weinsteige 9270597 Stuttgart
Vogt, Norbert, Prof. Dr.-Ing.Technische Universität MünchenZentrum GeotechnikBaumbachstraße 781245 München
XVIIAnschriften
Schriftleitung
Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterUniversität für Bodenkultur WienInstitut für Konstruktiven IngenieurbauPeter-Jordan-Straße 82, 1190 Wien
Dr.-Ing. Frank FingerloosDeutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.Kurfürstenstraße 129, 10785 Berlin
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.Johann-Dietrich WörnerTechnische Universität DarmstadtKarolinenplatz 5, 64289 Darmstadt
Verlag
Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KGRotherstraße 21, 10245 Berlinwww.ernst-und-sohn.de