Projektdokumentation

Gutermann, Marc:

Freischneidetechnik zur experimentellen Dehnungsermittlung an Mauerwerk zur Bausubstanzerhaltung und Ressourcenschonung (FreD)

01.11.2006 bis 31.10.2007

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Beteiligte

Mauerwerksbauten werden seit jeher in Planung und Ausführung für spezielle Anforderungen ausgelegt. Aufgrund steigender Beanspruchungen durch geänderte Nutzung und (umweltbedingter) Schäden stehen vielfach Gebrauchstauglichkeit, Tragsicherheit und Dauerhaftigkeit der Bauwerke in Frage. Zielsetzung dieses Projektes ist die Entwicklung eines experimentellen zerstörungsarmen Verfahrens, das wichtige tragsicherheitsrelevante Parameter durch Messung von Bauteilreaktionen identifiziert.

Der übliche rechnerische Tragsicherheitsnachweis setzt voraus, dass alle wesentlichen Daten (z.B. Randbedingungen, Materialkennwerte) und das Tragsystem entweder bekannt sein müssen oder wirklichkeitsnah mathematisch beschrieben werden können. Meist sind einige Parameter unbekannt, die dann notwendigerweise sehr konservativ abgeschätzt werden müssen. Als Folge wird die verfügbare Tragreserve unterbewertet und der Nachweis für angestrebte Nutzungen gelingt oftmals nicht oder die bis dahin zulässige Nutzlast muss reduziert werden.

Die durch das Verfahren der Freischneidetechnik gewonnenen Messergebnisse werden in eine statische Berechnung eingeführt (Hydride Statik), um diese zu stützen und ggf. vorhandene Tragwerksreserven zu erschließen. Die effektive Tragsicherheit historischer Mauerwerksbauten soll so mit vergleichsweise geringem Aufwand zuverlässig bestimmt werden. Das Untersuchungsergebnis dient als Basis für Investitionsentscheidungen und ist Voraussetzung für die Bausubstanzerhaltung. Die Umwelt wird durch Vermeidung von Baumaßnahmen nachhaltig entlastet.

Das Projekt gliedert sich in drei Phasen:
1) Verfahrens- und Geräteentwicklung
2) Erprobung im Labor und Evaluation
3) Anwendung an Pilotobjekten

Um die Erfolgsaussichten des Verfahrens zu klären und rechnerische Modelle durch messtechnische Ergebnisse abzusichern, werden im Labor Tastversuche an Kleinproben durchgeführt. In den Grundlagenversuchen liegt der Schwerpunkt auf der Ermittlung der Kausalität zwischen der Geometrie des Freischnitts und der Veränderung der Randdehnung. Hierzu werden experimentelle mit theoretischen (rechnerischen) Methoden kombiniert. Aus den Erfahrungen und den Ergebnissen werden sich neue Randbedingungen ergeben, die für den Gerätebau und für In-situ-Anwendungen berücksichtigt werden müssen und daher mit den Kooperationspartnern abgestimmt werden.

Die Geräte werden in Laborversuchen evaluiert und auf ihre Handhabung überprüft. Besonderes Augenmerk liegt auf der Steigerung der Genauigkeit und der Aussagekraft der Messergebnisse. Die experimentellen Ergebnisse werden anhand von rechnerischen Verfahren verifiziert.

Das letzte Viertel der Projektlaufzeit soll zur Erprobung des Verfahrens und des Gerätes bei Pilotprojekten genutzt werden. Es ist beabsichtigt, die konkreten Bauwerke in Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern und der DBU auszuwählen. Dabei sollen historische, denkmalgeschützte Bauwerke (Eisenbahngewölbebrücken ebenso wie Hochbauten) bevorzugt geprüft werden.

Das Projekt wird gefördert von der der Deutschen Bahn AG.

Gefördert durch die DBU



Dieses Projekt wurde gefördert durch
die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
AZ 24141/01

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Beteiligte

  • Marc Gutermann (Autor)
    Hochschule Bremen, Institut für Experimentelle Statik
  • Deutsche Bahn AG, Technik/Beschaffung, TBM 1
  • David Chipperfield Architects Gesellschaft v. Architekten mbH
  • innoWI GmbH, Bremen
  • Steffens Prof. Dr.-Ing. Ingenieurgesellschaft mbH