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Historische Stützen aus Grauguss - Tragsicherheitsnachweise und Ertüchtigung

Heyde, Stefan / Lindner, Joachim

In Gebäuden aus der Zeit um 1900 sind oft gusseiserne Stützen anzutreffen. Ihre Tragfähigkeit haben diese Bauteile für die bestehenden Lasten zwar unter Beweis gestellt, eine Umnutzung ist jedoch i.d.R. mit vergrößerten Lasten verbunden, und der Nachweis der Tragfähigkeit muss entsprechend den geltenden Sicherheitsanforderungen erneut erbracht werden. In den aktuellen Normen DIN 18800-2 und DIN EN 1993-1-1 sind historische Baustoffe aber nicht mehr enthalten, so dass derzeit kein gültiges Nachweisverfahren für diese Bauteile existiert. Es wird daher im Beitrag ein Verfahren vorgestellt, mit dem im Sinne eines Ersatzstabverfahrens entsprechend den aktuellen Normen der Stabilitätsnachweis für historische Stützen unter zentrischer und exzentrischer Belastung geführt werden kann. Darüber hinaus wird die Frage diskutiert, inwieweit historische Stützen durch Verfüllen mit selbstverdichtendem Beton ertüchtigt werden können. Hierzu wurden experimentelle und theoretische Untersuchen zur Bestimmung der Traglast von beidseitig exzentrisch gelagerten Hohlstützen sowie von ausbetonierten Stützen durchgeführt und ein FEM-Modell kallibriert. Für einseitig eingespannt gelagerte Stützen wird ein variabler Knicklängenbeiwert Beta vorgeschlagen, der in seiner Größe von der bezogenen inneren Exzentrizität in abhängig ist. Zur statistischen Bewertung der Ergebnisse im Sinne des aktuellen semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts wurde aus dem Bemessungskonzept und den zur Verfügung stehenden Daten von historischen Gussstützen ein widerstandsseitiger Teilsicherheitsbeiwert nach dem Verfahren aus DIN EN1990, Annex D in der Größe von Gamma_{M, Guss} = 1,80 bestimmt. Für mit selbstverdichtendem Beton ausbetonierte Gussstützen konnte herausgearbeitet werden, dass die Steigerung der Traglast für Gussmaterialien mit kleinerer Festigkeit und für Geometrien mit großer innerer Exzentrizität am größten ausfällt.