Referenzen - Konstruktiver Ingenieurbau | BELFA

Die Arbeitsgruppe Konstruktiver Ingenieurbau | BELFA der MFPA Leipzig GmbH hat in den letzten Jahren zahlreiche Probebelastungen durchgeführt. Einige Projekte sollen hier kurz vorgestellt werden.

Beherbergungsstätte Bad Aibling

Die Umnutzung von Unterkunftsgebäuden der ehemaligen Kaserne in einen Beherbergungsbetrieb machte es erforderlich, die anzusetzenden Verkehrslasten der vorhandenen Verbunddecken zu erhöhen. Diese Lasten konnten rechnerisch nicht nachgewiesen werden. Daher wurden Belastungsversuche an den Geschossdecken durchgeführt.

  • Objekttyp: Unterkunftsgebäude einer ehemaligen Kaserne
  • geprüftes Bauteil: mehrere Geschossdecken
  • Anlass: Umnutzung

Gymnasium Bad-Neustadt

Die Decken des Gymnasiums sind so genannte Monoferdecken. Diese Spannbeton-Montagedecken bestehen aus einem Spannbeton-Untergurt und einem T-förmigen Stahlbeton-Gurt-Flansch-System mit Druckbetonschicht. Beide Teile werden mit Gitterträgern ähnlich einer Filigrandecke miteinander verbunden. Die Hohlsteine dienen dabei als Schalung.

Laut Zulassung des Deckensystems beträgt die Ortbetonschicht 4cm. Die Überprüfung des Betons ergab eine Festigkeitsklasse C16/20. Diese ist für Spannbeton nicht akzeptabel. Zusätzlich sollte die Belastung der neuen DIN 1055 Teil 3 von Ausgabe 2006 angepasst werden. Aus diesen Gründen musste die Tragfähigkeit der Spannbetondecken überprüft werden.

  • Objekttyp: Schule
  • geprüftes Beuteil: Geschossdecken
  • Anlass: Aktualisierung der Belastung nach DIN 1055-3:2006

Schwimmhalle Dresden

Die Schwimmhalle soll nach 40 Jahren Nutzung für weitere 30 Jahre zur Verfügung stehen. Dazu soll sie auf den entsprechenden technischen Stand gebracht werden. Das setzt voraus, dass die Konstruktion der Halle eine ausreichend dauerhafte und sichere Nutzung zulässt.

Ab Oberkante Fußboden besteht die Halle durchweg aus Fertigteilen. Die wesentlichen Tragelemente sind die vorgespannte Seilhängeschale, die Randträger, die Stützböcke und die Fundamente. Verbunden bilden sie ein Tragsystem, dessen Wirksamkeit auch entscheidend von Art und Zustand der Bindungselemente abhängt.

Um eventuelle Schäden und Mängel an den Bindungselementen festzustellen wurden Belastungsversuche der Dachkonstruktion durchgeführt. Da die Dachkonstruktion eine gekrümmte Form aufweist, konnten die Lasten nicht auf herkömmliche Weise erzeugt werden. Hier wurden speziell angefertigte Wasserschläuche befüllt, die sich der Form des Daches anpassen. Dies stellte an unser Team eine große Herausforderung dar, die hervorragend gelöst wurde.

  • Objekttyp: öffentliches Gebäude
  • geprüftes Bauteil: Hängedach
  • Anlass: Gewährung der Nutzungssicherheit für 30 Jahre

Industriebau Wernigerode

Die Halle II der VEM motors GmbH Wernigerode soll zwecks neuer Nutzung saniert werden. Sie stand seit Anfang der 90-er Jahre leer und war seitdem den klimatischen Bedingungen weitgehend ungeschützt ausgesetzt.

Für die weitere Nutzung interessiert vor allem die Tragfähigkeit der Kellerdecke. Da Konstruktionsunterlagen von dem monolithisch erstellten Stahlbetonbau (Baujahr ~1938) nicht vorhanden sind, wurden eine Reihe von Bewehrungsfreilegungen vorgenommen, um deren Führung und Querschnitte zu erhalten. Auf dieser Grundlage konnten Nachrechnungen angestrengt werden, die aber nur für augenscheinlich gesunde Bereiche der Kellerdecke gelten.

Da auch in diesen Bereichen die Umsetztiefe bis über die äußerem Bewehrungslagen in den Beton reicht, muss betonseitig mit Festigkeitsverlusten und stahlseitig mit Rostbefall gerechnet werden, so dass auch Verbundstörungen auftreten können. Rechnerisch lassen sich derartige Schädigungen nicht erfassen, so dass auf eine experimentelle Tragsicherheitsbewertung orientiert wurde.

  • Objekttyp: Industriehalle
  • geprüftes Bauteil: Decke Kellergeschoss (Baujahr ~1938)
  • Anlass: Schäden an der Tragkonstruktion

Ehemalige Kaserne Würzburg

Acht ehemals durch die US-Army zu Wohnzwecken genutzte 4-stöckige Gebäude der Leighton-Kaserne in Würzburg sollen zukünftig als Büro-, Seminar- und Vorlesungsräume der Universität umgenutzt werden. Das bedeutet in der Regel höhere Lasten für die Decken und Wände. Aus der Bauzeit (in den 50-iger Jahren des vorigen Jahrhunderts) liegen keine statisch-konstruktiven Unterlagen mehr vor, so dass zum einen das Tragsystem und sein Zustand sorgfältig erkundet wurde und eine Nachrechnung erfolgte.

Ausgiebige Zustandsuntersuchungen ergaben, dass die Decken einachsig gespannte, über die Mittelwand durchlaufende Stahlbetonrippenplatten mit Lochziegeln und Massivbetonstreifen in den Auflagerbereichen der Mittelwand sind. Die Nachrechnung zeigte, dass die Überschreitung des vorhandenen Querschnitts bei weniger als 20% lag.

Demnach hat eine experimentelle Tragsicherheitsbewertung durchaus eine Chance, bei Nutzung eventuell vorhandener Tragreserven am realen Modell, dass heißt der Hauptausführung, gegenüber dem Rechenmodell erfolgreich zu sein. Im Besonderen werden bei einem Versuch die tatsächlich vorhandene Steifigkeit des Tragsystems, der Lastabtrag in Querrichtung, das heißt Plattenwirkung und Einspannung in den Auflagerbereichen mit erfasst. Das ist rechnerisch nicht ohne weiteres machbar.

  • Objekttyp: öffentliches Gebäude
  • geprüfte Bauteile: mehrere Geschossdecken
  • Anlass: Umnutzung

Grundschule „Neues Schloss“ Neustadt a.d. Aisch

Das seit etwa 100 Jahren bestehende Gebäude wird derzeit als Grundschule genutzt und soll saniert werden. Aus diesem Grund müssen die Lasten der neuen DIN 1055 von 2006 angepasst werden. Die Tragfähigkeit der Decken war mit den neuen Lasten nicht mehr gegeben.

Zusätzlich sind Schäden an der Baukonstruktion aus Temperaturbeanspruchung bekannt, die in statischen Nachweisen nicht berücksichtigt werden können. Daher wurden insgesamt 4 Decken untersucht. Eine davon im Flurbereich mit der höchsten Belastung von 5 kN/m² und 3 Decken in Klassenzimmern mit jeweils 3 kN/m² und Spannweiten bis 7,00 m.

  • Objekttyp: Schule
  • geprüfte Bauteile: mehrere Geschossdecken
  • Anlass: Aktualisierung der Belastung nach DIN 1055-3:2006

König-Albert-Museum Chemnitz

In den Räumen des 2. Obergeschosses sollen nach Umbaumaßnahmen Archive und eine Bibliothek eingeräumt werden. Dass bedeutet, dass die betreffenden Decken einer Nutzlast von 5kN/m² standhalten müssen.

Da ein rechnerischer Nachweis der Decken, es handelt sich um Koenensche Voutendecken, nicht machbar war, wurden Belastungsversuche konzipiert und durchgeführt. Nach entsprechenden Voruntersuchungen wurden die beiden Endfelder des offenbar über 2 Innenwände durchlaufenden Deckensystems ausgewählt. Es wurde mit ausreichend breiten Belastungsstreifen gearbeitet, um neben der maximalen Feldbelastung auch die Lastabtragung als Halbflächenlast in Querrichtung mit zu erfassen. Da ein Durchbohren der Decken nicht zugelassen  wurde, erfolgte die Ableitung der auftretenden Reaktionskräfte bei den Tests gegen die Wand-, Decken- und Dachlasten des Dachgeschosses.

  • Objekttyp: öffentliches Gebäude
  • geprüftes Bauteil: Decke über 1. Obergeschoss
  • Anlass: Umbaumaßnahmen

Weinhold-Bau, Technische Universität Chemnitz

Die Auflagerung der 7,20 m langen Doppelriegel der 2,0 Mp-Bauweise fällt mit 140 mm auf den nur 300 mm breiten Stützen relativ klein aus. Toleranzen aus Fertigteilabmessungen und der Montage, nicht voll ausgefüllte Lagerfugen und beschädigte Säulenkanten am Lagerquerschnitt führen in zahlreichen Fällen zu noch geringeren Auflagertiefen. Dies führte zu zahlreichen Rissbildungen im Auflagerbereich.

Der MFPA Leipzig GmbH ist es gelungen durch Belastungsversuche an ausgewählten Untersuchungsstellen die Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Riegel sicherzustellen. Ein Aufweiten der Risse konnte nicht beobachtet werden. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die angetroffenen Risse (mit Ausnahme der Abplatzungen an den Stirnseiten) nicht durch den ganzen Querschnitt verlaufen.

  • Objekttyp: Universität
  • geprüfte Bauteile: Fertigteil-Unterzüge
  • Anlass: Risse im Auflagerbereich der Unterzüge

ehemaliges Kaufhaus Schocken Chemnitz

Bei den Decken im ehemaligen Kaufhaus Schocken handelt es sich um durchlaufende Ackermanndecken mit Stützweiten von 6,60 m. Im Stützbereich der Decke wurden die Deckensteine durch Vollbeton ersetzt, so dass sich für die gevouteten Rahmenriegel ein Plattenbalkenquerschnitt ergibt. Die Konstruktion wurde seinerzeit bereits für eine Nutzlast von 5,0 kN/m² berechnet.

Das Gebäude soll nach der Sanierung als Museum dienen und soll für eine Nutzlast von 6,0 kN/m² nachgewiesen werden. Da die Rippen der Ackermanndecke nicht dicht verfüllt waren, sodass der Haftverbund gestört war, wurde auf Belastungsversuche orientiert, um Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Konstruktion nachzuweisen.

  • Objekttyp: Kaufhaus
  • geprüfte Bauteile: mehrere Geschossdecken und Unterzüge
  • Anlass: Lasterhöhung durch Umnutzung, schlecht verfüllte Rippen

Stadtbibliothek Leipzig

Für einige Bereiche des ehemaliges Grassi-Museums konnte rechnerisch kein Nachweis der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit für die Decken und Unterzüge erbracht werden. Daher wurde auf Belastungsversuche durch die MFPA Leipzig GmbH orientiert.

Die untersuchten Bereiche waren reine Stahlbetondecken, die auf Stahlbetonunterzügen mit Stützweiten bis 7,20 m auflagen. Durch insgesamt 16 Belastungsversuche konnten die erforderlichen Nachweise durch die MFPA Leipzig GmbH erbracht werden.

  • Objekttyp: Bibliothek, ehemaliges Museum
  • geprüfte Bauteile: mehrere Geschossdecken und Unterzüge
  • Anlass: Nachweise rechnerisch nicht möglich

Oberfinanzdirektion Chemnitz

Die 20 cm starken Stahlbeton-Decken mit Stützweiten von 6,00 m wurden in den 60er Jahren nach damaliger Norm als Hofkellerdecke für LKW bis 7,5 t und Feuerwehrfahrzeuge LKW 15 bemessen. Nach 40-jähriger Nutzung wurden weitflächige Durchfeuchtungen der Rohdecke und des Aufbaus festgestellt, die befürchten ließen, dass die Deckenbewehrung durch Korrosion geschädigt und damit die Tragfähigkeit eingeschränkt ist. Daher wurde die Verkehrslast auf Fahrzeuge bis 2,5 t begrenzt.

Die Parkfläche und die Zufahrt zur Anlieferungsrampe sollen sicher genutzt und durch LKW bis 16 t befahren werden können. Um die eventuellen Einflüsse aus Durchfeuchtung erfassen zu können, wurden Belastungsversuche an den Decken und Unterzügen durchgeführt.

  • Objekttyp: Hofkellerdecke
  • geprüfte Bauteile: Decken und Unterzüge
  • Anlass: Befahrbarkeit für LKW bis 16 Tonnen

Bildungszentrum Lutherstadt Wittenberg

Das ehemals vorwiegend als Schule genutzte Gebäude an der Ecke Zimmermann – Falkstraße soll umgenutzt werden. Es soll künftig dem Netzwerk „Bildung und Kultur“ (u.a. mit Kreismedienstelle und Kreismusikschule) dienen.

Ein rechnerischer Nachweis der Decken und Unterzüge ist mit den heutigen Vorschriften und bautechnischen Vorgaben nicht möglich. Es fehlen z.B. Lastverteilungseisen in der Druckbetonschicht der Decken sowie Bügel in den Rippen und Unterzügen. Deshalb ist es zweckmäßig, die Nachweise für die Gebrauchstauglichkeit und Tragsicherheit auf experimentellem Weg zu erbringen. Dazu bieten sich Belastungsversuche nach der Richtlinie an.

  • Objekttyp: öffentliches Gebäude
  • geprüfte Bauteile: mehrere Decken und Unterzüge
  • Anlass: Umnutzung (Einrichtung einer Bibliothek)