10.1002/bate.200590233.abs

Bei der Modernisierung bzw. Instandsetzung baulicher Anlagen stellt sich häufig die Frage nach der tatsächlichen Tragfähigkeit der bestehenden Bauteile und dem damit im Zusammenhang stehenden Umfang erforderlicher Verstärkungs‐ und Sanierungsmaßnahmen. Für eine sinnvolle und wirtschaftliche Planung kann daher die Qualität und die Realitätsnähe der Bestimmung von Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit eine große Bedeutung erlangen. Der Einsatz herkömmlicher, einfacher Ingenieurmodelle stößt dabei mit zunehmender Komplexität der Struktur sehr schnell an Grenzen und kann zu unwirtschaftlichen Ergebnissen führen.

Der vorliegende Beitrag zeigt am Beispiel der Natursteinmauerwerkstützen des Berliner Olympiastadions einen Weg, die Tragfähigkeit einer bestehenden Mauerwerkstruktur durch die Kombination von gezielter Zustandsaufnahme sowie Materialprüfung mit modernen, vorwiegend zerstörungsfreien Prüfmethoden und dem Einsatz eines darauf abgestimmten, leistungsfähigen und wirklichkeitsnahen Berechnungsmodells zuverlässig bestimmen zu können. Dabei zeigt sich, daß die realitätsnahe rechnerische Bewertung der Versagenslast und der zugehörigen Versagensmechanismen die Einbeziehung des nichtlinearen Spannungs‐Verformungsverhaltens des Mauerwerks erforderlich macht. Das nichtlineare Materialverhalten wurde mit einem in das Finite‐Element‐Programm ANSYS® implementierten elastoplastischen 3D‐Materialmodell für Mauerwerk erfaßt. Damit wurde es möglich, den Spannungs‐ und Verformungszustand der Mauerwerkstruktur sehr realitätsnah abzubilden und die Standsicherheit sowie die Gebrauchstauglichkeit der Stützenstruktur unter Einbeziehung der Lastgeschichte plausibel nachzuweisen.

Load‐carrying capacity investigations of the natural stone masonry columns of the olympic stadium in Berlin.

During the modernization or repair of structural buildings the questions about the actual load‐carrying capacity of the existing construction units and the range of necessary reinforcement are important. For a meaningful and economic planning a realistic analysis can be very useful. The employment of conventional, simple engineering models can lead to uneconomic results with increasing complexity of the structure.

This paper shows an effective way for a realistic determination of the load‐carrying capacity of an existing masonry structure with modern numerical and experimental methods on example of the olympic stadium of Berlin. It is shown that for the realistic computation of the failure load and the associated failure mechanisms the inclusion of the nonlinear deformation behavior of the masonry is necessary. An three‐dimensional nonlinear material model was implemented in the finite element code ANSYS. So it was possible to show the stress and strain state of the masonry structure very realistic and to verify the stability as well as the serviceability plausibly.