Holzbau, Bodenoptimierung, Mauerwerk, Risikomanagement und Versagenswahrscheinlichkeit

Vom Trag- und Verformungsverhalten historischen Brettschichtholzbauteile über Bodenoptimierung, eine Nachbemessungsstrategie für gemauerte Schubwände, IFC-basierte Verknüpfung von Risikoinformationen und den empirischen Nachweis für Sicherheitskonzepte reicht das Spektrum der im Peer-review-Verfahren begutachteten Artikel in dieser aktuellen Ausgabe des Bauingenieur. Dazu kommt noch ein technischer Bericht über die kostenlose Online-Plattform EvaDAT zur Qualitätssicherung für Baustatik-Software.

Das im Beitrag von Niels Bartels, Maike Eilers, Carla Pütz und Anica Meins-Becker über die IFC-basierte Verknüpfung von Risikoinformationen mit einem Bauwerksdatenmodell verwendete digitale Modell.

Foto: Bartels et al.

Hier die Übersicht der wissenschaftlich begutachteten und freigegebenen Fachaufsätze („reviewed papers“) aus dem Bauingenieur 01-02|2023, jeweils mit einer Zusammenfassung und Stichworten sowie DOI-Link. Diesmal ist im Anschluss auch noch ein sehr ausführlicher Artikel zum Hintergrund sowie Zweck und Nutzen der Online-Plattform EvaDAT zur Qualitätssicherung für Baustatik-Software ist im Anschluss aufgeführt.

Übrigens finden Sie eine Liste mit zahlreichen nützlichen Abkürzungen aus der Baubranche (samt Erklärungen) zum Nachschlagen und Ausdrucken in unserer Online-Rubrik Wissen.

Materialuntersuchung von Brettschichtholzbauteilen

Gunter Linke (Versuchsanstalt für Holzbau und ökologische Bautechnik & Sachverständigenbüro Rug), Vera Lübken (FH Potsdam), Alexander Pfriem (Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde), Markus Weiß (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen Berlin), Wolfgang Rug (Versuchsanstalt für Holzbau und ökologische Bautechnik & Sachverständigenbüro Rug)

Bestand statt Austausch – Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von historischen Brettschichtholzbauteilen

(Herrn Karl Moser, dem langjährigen Präsidenten der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung, zum 80. Geburtstag gewidmet.)

Die Erfindung des Brettschichtholzes durch Otto Hetzer kann zu Recht als Geburtsstunde des Ingenieurholzbaus betrachtet werden. Die Herstellung zusammengesetzter und mittels Leim verbundener Bretter ermöglichte die Herstellung von weitgespannten Holztragwerken bis zu Spannweiten von 40 m. Dadurch wurde der Holzbau wieder konkurrenzfähig gegenüber dem Stahl- und Massivbau. Auch heutzutage existieren noch zahlreiche originalgetreu erhaltene Konstruktionen in Hetzer-Bauweise. Im Sanierungsfall ist eine Einschätzung der Tragfähigkeit erforderlich. Erkenntnisse hierzu können durch Versuche an historischen Bauteilen und Konstruktionen gewonnen werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt derartige Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten am Beispiel von historischen Brettschichtholzträgern von 1912, die bis 2017 Teil der Dachkonstruktion eines Schulgebäudes waren. Die Ergebnisse zeigen, dass die historischen Brettschichtholzbauteile auch nach mehr als 100 Jahren Standzeit mit modernem Brettschichtholz vergleichbar sind.

Materialuntersuchungen, Brettschichtholz, Otto Hetzer

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-29

Bodenoptimierung

Xuerui Wang, Udo Nackenhorst (Leibniz Universität Hannover)

Modellierung der Verbesserung von Bodeneigenschaften mittels MICP

In der wissenschaftlichen Fachliteratur wird die mikrobiell induzierte Calcit Präzipitation (MICP) als umweltschonende Alternative zur Reduktion der Durchlässigkeit und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Böden diskutiert. In dieser Studie wird die Modellierung und numerische Simulation der komplizierten biologischen, chemischen, hydraulischen und mechanischen (BCHM) beschrieben und deren Leistungsfähigkeit an veröffentlichten experimentellen Studien nachgewiesen. Das Potenzial dieses Modells für die praxisrelevante Optimierung der Prozessführung wird an einem simulierten Feldversuch exemplarisch aufgezeigt.

Forschung und Entwicklung, Geotechnik, Bodenmechanik

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-38

Mauerwerk

Amel Karic, Raphael Sonnek, Karl Deix, Andreas Kolbitsch (TU Wien)

Nachbemessungsstrategie für gemauerte, gründerzeitliche Schubwände

In dieser Arbeit wird eine Strategie zur Bewertung des Zuverlässigkeitsniveaus von gemauerten Gründerzeithäusern im Erdbebenlastfall vorgestellt. Die Nachbemessungsstrategie ermöglicht eine normgerechte Bewertung der Schubtragfähigkeit, des Erdbebenerfüllungsfaktors sowie des personenbezogenen Risikos einzelner Schubwände (aussteifende Zwischenwände) in Form von Nachbemessungstafeln. Die Nachbemessungstafeln ergeben sich im Wesentlichen durch die einschlägigen Normen, der aktuell angewandten Pushover-Berechnungsmethode im gemauerten Altbestand, der gründerzeitlichen Bauwerkscharakteristika und der Standortgegebenheiten im Raum Wien. Die methodische Herangehensweise umfasste eine ausführliche Bestandsanalyse von mehr als 200 Gründerzeithäuser, die Nachweisführung der betrachteten Bestandsobjekte im Erdbebenlastfall, eine Sensitivitätsanalyse der Einflussparameter auf das sich einstellende Sicherheitsniveau und die Ableitung sowie Vorstellung der Nachbemessungstafeln. Die Mauerwerksqualität konnte anhand von umfangreichen Mauerwerksuntersuchungen von 125 gründerzeitlichen Objekten in der vorgestellten Strategie berücksichtigt werden.

Bemessung, Hochbau, Mauerwerksbau, Erdbeben

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-46

Risikomanagement

Niels Bartels (TH Köln), Maike Eilers, Carla Pütz, Anica Meins-Becker (alle Bergische Universität Wuppertal)

IFC-basierte Verknüpfung von Risikoinformationen mit einem Bauwerksdatenmodell

Ein zentrales Element bei der Arbeit mit Building Information Modeling (BIM) sind standardisierte Austauschformate, die es ermöglichen, Informationen aus digitalen Bauwerksdatenmodellen zwischen unterschiedlichen Softwarelösungen und Projektbeteiligten auszutauschen. Die in der DIN EN ISO 16739 definierten Industry Foundation Classes (IFC) stellen in diesem Kontext einen zentralen Standard zur Umsetzung des offenen Informationsaustauschs dar. Auch für den Risikomanagementprozess bilden Informationen eine wesentliche Grundlage. Zwar sind in IFC bereits Ansätze zur Integration von Risikoinformationen vorhanden, diese bilden den Bedarf der Baubranche jedoch nicht ausreichend ab. Im Sinne der Steigerung der Projektqualität durch Risikomanagement und der durchgängigen Anwendung der Methode BIM ist es deshalb notwendig die allgemeingültigen Risikoinformationen vollumfänglich in IFC abzubilden. Der folgende Beitrag stellt daher Ansatzpunkte zur weiteren Integration von Risikoinformationen in IFC dar. Ziel ist es durch eine Analyse und die Ausarbeitung eines Ansatzes alle relevanten Risikoinformationen in einem digitalen Bauwerksdatenmodell zu verknüpfen. Hierfür werden eine Analyse der Ausgangslage, eine Analyse der fehlenden Informationen, beispielhaft aus der Perspektive von Bauunternehmen, sowie eine Validierung der Ergebnisse durchgeführt.

Forschung und Entwicklung, Risikomanagement, Digitale Methoden, Building Information Modeling

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-56

Versagenswahrscheinlichkeit

Dirk Proske (Berner Fachhochschule)

Empirischer Nachweis der Sicherheitskonzepte im Bauwesen

Die erforderliche Sicherheit von Bauwerken wird heutzutage über rechnerische Nachweise und qualitative Anforderungen, zum Beispiel an die Baustoffe und die Bauprozesse, erreicht. Sowohl die rechnerischen Nachweise als auch die qualitativen Anforderungen werden durch immer spezifischere wissenschaftliche Untersuchungen und durch politische Rahmenbedingungen geformt. Die Zielwerte der erforderlichen Sicherheit werden größtenteils durch theoretische Modelle entwickelt, gleichwohl einzelne Einstürze Auswirkungen auf die Normen besitzen. Eine Prüfung der Sicherheit über alle Bauwerke erfolgte bisher nicht. Im Rahmen dieses Beitrages wird die Sicherheit über alle Bauwerke aus dem Verhältnis der mittleren berechneten Versagenswahrscheinlichkeiten verschiedener Berechnungen und der mittleren beobachteten Einsturzhäufigkeiten aller Bauwerke bestimmt. Das Verhältnis zeigt die absolute Sicherheit, also die Summe der Sicherheit aus rechnerischen Nachweisen und qualitativen Anforderungen. Dies erlaubt eine Bewertung der Qualität der Forschung, der Normungsarbeit und zeigt potenzielle Sicherheitsdefizite beziehungsweise -reserven auf. Es werden beispielhaft Parametern zur Umrechnung der Versagenswahrscheinlichkeit in die Einsturzhäufigkeit aufgezeigt.

Grundlagen, Risikomanagement, Sicherheit, Probabilistik

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-64

Technischer Bericht zur kostenlosen Online-Plattform EvaDAT

Kirsten Stopp (connectINGs), Bert Ziems (Frilo)

Qualitätssicherung für Statik-Software – Erfahrungen aus der Anfangsphase der Plattform EvaDAT

Die kostenlose Online-Plattform EvaDAT setzt die Richtlinie „VDI 6201 Softwaregestützte Tragwerksberechnung“ in die Praxis um, indem sie eine digitale und allgemein verfügbare Datenbank für Evaluierungsbeispiele bereitstellt. Sie leistet somit einen Beitrag zur Qualitätssicherung und letztendlich auch Qualitätssteigerung bei der Herstellung und Anwendung von Statik-Software. Der Artikel erläutert den Hintergrund der Plattform, stellt Zweck und Nutzen dar, berichtet vom ersten Jahr nach ihrer Freischaltung und diskutiert, wie sie zum digitalen Nachschlagwerk für die softwaregestützte Tragwerksberechnung heranwachsen kann.

doi.org/10.37544/0005-6650-2023-01-02-21