Zuverlässigkeit versus Instandsetzungskosten: Wann zu welchem Preis?
Dauerhaftigkeit von Beton nach dem Performance-Prinzip
Lozano-Valcarcel, Juan Mauricio / Cassiani, Daniel / Kesler, Sylvia / Krankel, Thomas / Gehlen, Christoph
Die ausreichende Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken soll heutzutage immer noch über deskriptive Regeln sichergestellt werden. Diese Regeln wiesen und weisen in Teilen heute noch, insbesondere bei hoher Chloridbelastung, Defizite auf, die in ungünstigen Konstellationen zu frühzeitigen Instandsetzungen, mitunter innerhalb von 20 Jahren, führen. Die Einführung eines leistungsbezogenen Ansatzes stellt eine Alternative dar. Hierbei kann die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken nicht nur deskriptiv (qualitativ), sondern auch quantitativ auf der Basis mathematischer Modelle projektiert werden. Hierzu sind validierte mathematische Modelle sowie ein Sicherheitskonzept auf probabilistischer Basis erforderlich. Ziel des Forschungsvorhabens, über das in dem Beitrag berichtet wird, war es, anhand durchgeführter Instandsetzungen zu klären, welche Grenzzustande (Depassivierung, Rissbildung, Abplatzungen) für die Modellierung herangezogen werden können und welche Grenzwerte einzuhalten sind. Es zeigte sich, dass derzeit die Depassivierung der Bewehrung als Grenzzustand für die Bemessung neu zu errichtender Bauwerke und für die Bewertung bestehender Bauwerke zuverlässig herangezogen werden kann. Darüber hinaus konnte durch die Analyse zahlreicher Instandsetzungen quantitativ bestätigt werden, dass die in einem Positionspapier des DAfStb enthaltene Mindestanforderung für die Expositionsklasse XD3 zu einer wirtschaftlichen Bemessung nach dem Performance-Prinzip führen. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken durch die Anwendung des Performance-Prinzips verbessert werden kann, indem es durch Stoffgesetze transparent und durch quantitative Methoden zuverlässig nachgewiesen werden kann.
Reliability versus repair costs: When and at what price?
Nowadays, the sufficient durability of reinforced concrete structures should still be ensured using descriptive rules. These rules have shown and still show deficits in parts, especially with high chloride loads, which in unfavourable constellations lead to premature repairs, sometimes within 20 years. The introduction of a performance- based approach represents an alternative. Here, the durability of reinforced concrete structures can be projected not only descriptively (qualitatively), but also quantitatively on the basis of mathematical models. This requires validated mathematical models and a safety concept on a probabilistic basis. The aim of the research project reported on in this contribution was to clarify which limit states (depassivation, cracking, spalling) can be used for modelling and which limit values must be adhered to, based on repairs that have been carried out. It was shown that the depassivation of the reinforcement can currently be reliably as a limit state for the design of new structures and for the assessment of existing structures. In addition, the analysis of numerous repairs quantitatively confirmed that the minimum requirement for exposure class XD3 contained in a DAfStb position paper leads to an economical design according to the performance principle. The results also show that ensuring the durability of reinforced concrete structures can be improved by applying the performance principle, in that it can be demonstrated transparently by material laws and reliably by quantitative methods.
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beton 5/2025 ab Seite 172
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bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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