Überprüfung der deskriptiven Vorgaben zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Hochbauten, Brücken- und Wasserbauwerken
Dauerhaftigkeit von Beton nach dem Performance-Prinzip
Kubens, Stefan / Lozano-Valcarcel, Juan Mauricio / Krankel, Thomas / Müller, Christoph / Gehlen, Christoph
Die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken wird im aktuellen Regelwerk durch Befolgung deskriptiver Regeln sichergestellt, z.B. DIN EN 206-1, DIN 1045-2 und ZTV-ING. Die deskriptiven Regeln definieren Materialparameter in Abhängigkeit von der Expositionsklasse, wie z. B. den maximal zulässigen w/z-Wert, den Mindestzementgehalt und die Betondeckung. Bei Einhaltung dieser Parameter ist mit einer Lebensdauer normaler Hochbaukonstruktionen von mindestens 50 Jahren, bei Brückenbauwerken mit einer deutlich längeren Nutzungsdauer als 50 Jahren zu rechnen. Nach beträgt die theoretische Nutzungsdauer von Brückenüberbauten aus Stahlbeton oder Spannbeton 70 Jahre. Gleichzeitig wird in DIN EN 1990 [6] als Planungsgröße für Dauerhaftigkeitsnachweise (z. B. Ermüdung) von einer Nutzungsdauer für Brücken von 100 Jahren gesprochen. Bei Wasserbauwerken zielen die deskriptiven Regeln der ZTV-W LB 215 [7] auf eine Nutzungsdauer des Bauwerks von in der Regel 100 Jahren ab. Derzeit wird auf europäischer Ebene daran gearbeitet, die deskriptiven Regeln durch ein performance-basiertes Konzept zu ersetzen, nicht zuletzt, um auch für variable Nutzungszeiten bemessen zu können. Ein solches Performance-Konzept basiert auf drei Bausteinen: 1. Mathematischen Modellen zur Vorhersage der Dauerhaftigkeit, 2. Prüfmethoden zur Bestimmung der Materialkennwerte des Betons und 3. einem Sicherheitskonzept auf probabilistischer Basis. Die Frage, wie gut das aktuelle Regelwerk die Dauerhaftigkeit fur eine bestimmte, mit dem Regelwerk verknupfte Nutzungszeit gewährleistet, ist daher von großem Interesse. Die Zuverlässigkeit des Bauwerks bzw. der Bauwerkszustand werden durch die Materialauswahl, die Ausführungsqualität und die Exposition beeinflusst. Innerhalb eines Teilprojekts eines Verbundforschungsvorhabens wurde u.a. die Zustandserfassung eines repräsentativen Bauwerksbestandes thematisiert. Drei Bauwerkstypen wurden betrachtet: Wasserbauwerke, Brückenbauwerke und Hochbauten.
Review of the descriptive specifications for ensuring the durability of buildings, bridges and hydraulic structures
The durability of reinforced concrete structures is ensured in the current regulations by following descriptive rules, e.g. DIN EN 206-1, DIN 1045-2 and ZTV-ING. The descriptive rules define material parameters depending on the exposure class, such as the maximum permissible w/c ratio, the minimum cement content and the concrete covering. If these parameters are adhered to, normal building structures can be expected to have a service life of at least 50 years, while bridge structures can be expected to have a significantly longer service life than 50 years. According to the literature, the theoretical service life of bridge superstructures made of reinforced concrete or prestressed concrete is 70 years. At the same time, DIN EN 1990 refers to a service life of 100 years for bridges as a planning parameter for durability verifications (e.g. fatigue). For hydraulic structures, the descriptive rules of ZTV-W LB 215 aim for a service life of the structure of generally 100 years. Work is currently underway at European level to replace the descriptive rules with a performancebased concept, not least in order to be able to design for variable utilisation periods. Such a performance concept is based on three building blocks: 1. mathematical models for predicting durability, 2. test methods for determining the material characteristics of the concrete and 3. a safety concept on a probabilistic basis. The question of how well the current regulations durability for a specific period of use linked to the regulations is therefore of great interest. The reliability of the structure and the condition of the structure are influenced by the choice of materials, the quality of workmanship and the exposure. Within a sub-project of a joint research project, the condition assessment of a representative building stock was addressed. Three types of structures were analysed: Hydraulic structures, bridge structures and building structures.
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beton 5/2025 ab Seite 168
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beton
bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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