IGES - Ingenieurgesellschaft Experimentelle Statik mbH
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Dachtragwerk Einkaufszentrum (Bhv)

Bei der Umbauplanung eines ehemaligen Baumarkts zur anschließenden Nutzung als Verbraucher-, Schuh- und Textilfachmarkt musste die Tragsicherheit des Dachtragwerks neu bewertet werden. Dabei erschwerten folgende Randbedingungen den rechnerischen Nachweis:
  • Es waren keine statischen Unterlagen vorhanden
  • Es mussten die (erhöhten) Schneelasten nach DIN EN 1991-1-3, inkl. dem Sonderlastfall  „Norddeutsches Tiefland“ unter Beachtung der Schneekeilbildung angesetzt werden
  • Es sollten zusätzliche Ausbaulasten berücksichtigt werden
Daher sollten die fehlenden Erkenntnisse über das Tragwerk durch Belastungsversuche gewonnen und der Tragsicherheitsnachweis experimentell geführt werden.

Unter Verwendung von Voruntersuchungsergebnissen und der offensichtlich gleichmäßigen Konstruktion war es ausreichend, aus allen betroffenen Pfetten und Bindern typische Bereiche auszuwählen. Es wurden daher - auch zur Übertragungssicherheit der Ergebnisse auf ungetestete Bauteile – 3 Pfetten und 3 Binder untersucht.
Die Versuchslasten wurden an bis zu 8 Punkten eingeleitet. Als Gegenkraft dienten Massengewichte, die am Boden abgestellt waren und über Zugstangen mit den Pfetten oder Bindern verbunden wurden. Hydraulische Pressen mit Kraftmessdosen sorgten dafür, dass die Versuchslast geregelt eingeleitet werden konnte.

Die Bauteilreaktionen wurden online gemessen und zeitgleich zur Analyse am Monitor als Kraft-Reaktions-Diagramm dargestellt. Neben Durchbiegungen senkrecht zum Boden wurden örtlich Sensoren angebracht, um Zustandsveränderungen (z.B. Entstehen von Rissen) frühzeitig analysieren zu können. Eine Schallemissionsanalyse lieferte zusätzlich Informationen über besondere Ereignisse während der Probebelastung, wie z. B. Rissbildung oder Rissuferreibung im auflagernahen Bereich.

Bei allen Belastungsversuchen stiegen die Schallemissionsraten bei den unteren Laststufen bis zur Gebrauchslast schnell an. Ursache war das Erreichen der Dekompression, das zur ersten Rissbildung führte und sich im Laufe der Belastungsversuche bis zu einem ausgeprägten Rissbild entwickelte. Das Gebrauchstauglichkeitskriterium der Rissweitenbegrenzung konnte dennoch eingehalten werden.
Dabei stellte sich beim Test der Pfetten heraus, dass die Versuchsgrenzlast erreicht wurde. Die Kurven zeigten rasch zunehmende Bauwerksreaktionen und bleibende Verformungen. Aus dem erreichten Lastniveau wurde die zulässige Belastung zurückgerechnet.

Die Versuchsziellast für die Binder konnte hingegen ohne Überschreiten eines Grenzkriteriums erreicht werden.


Projektinformationen

Objektyp: Einkaufszentrum
Bauteil: Dachtragwerk
Motivation: Umbau, Aufstockung
Leistung: Belastungsversuch