Der Umgang mit vorhandener Bausubstanz gehört zu den täglichen Aufgaben für Bauingenieure und Architekten. Das vorliegende Buch vermittelt die notwendigen Kenntnisse der verschiedenen Methoden der Zustandserfassung und Bewertung von Bauteilen und Tragwerk sowie der Planung von Instandsetzungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen. Ein Überblick über die Entwicklung der Bemessungsregeln und Materialkennwerte im Stahlbetonbau hilft bei der Auswertung von Bestandsunterlagen.
Zahlreiche anschauliche Beispiele machen das Buch zu einem unverzichtbaren Leitfaden für die Planung und zu einem wertvollen Begleiter für das Studium. Für die zweite Auflage wurden die Inhalte mit Bezug zu den gültigen technischen Regelwerken vollständig aktualisiert. Darüber hinaus wurden einige Teile zum besseren Verständnis vollständig überarbeitet und neue Abschnitte aufgenommen.

Prof. Dr.-Ing. Werner Seim leitet an der Universität Kassel im Institut für Konstruktiven Ingenieurbau das Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau und arbeitet als Planer und Gutachter. Aus seiner langjährigen praktischen Planungstätigkeit auf dem Gebiet der Bauwerkserhaltung und der Denkmalpflege fließen wertvolle Erfahrungen in dieses Buch ein.

Vorwort zur 2. Auflage ix

Vorwort zur 1. Auflage xi

Abkürzungsverzeichnis xiii

1 Konstruktionsgeschichte1

1.1 Romischer Beton 1

1.2 Portlandzement und Stampfbeton 5

1.3 Die Eisenbetonbauweise 8

1.4 Die Spannbetonbauweise 17

1.5 Fertigteile 19

1.6 Dauerhaftigkeit und neueWerkstoffe 21

1.7 Zeittafel 22

2 Zuverlässigkeit von Tragwerken25

2.1 Angewandte Statistik 26

2.2 Auswertung von Stichproben 28

2.3 Sicherheitskonzepte fur Tragwerke 30

2.4 Sicherheitsbeiwerte fur bestehende Tragwerke 35

2.4.1 Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte fur Stahlbetonbauteile nach Nachrechnungsrichtlinie [38] 36

2.4.2 Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte fur Stahlbetonbauteile nach DBV 37

2.5 Rechenbeispiele 39

2.5.1 Auswertung von Versuchen zur Bestimmung der Betondruckfestigkeit 39

2.5.2 Auswertung von Versuchen zur Bestimmung der Oberflachenzugfestigkeit 39

3 BetonundStahl41

3.1 Beton 41

3.1.1 Spezifisches Gewicht 41

3.1.2 Einachsige Druckbeanspruchung 42

3.1.3 Zugbeanspruchung 46

3.1.4 Mehrachsige Beanspruchung 48

3.1.5 Temperatur, Schwinden, Kriechen 50

3.2 Betonstahl 52

3.2.1 Herstellung 52

3.2.2 Festigkeit und Verformungseigenschaften 53

3.2.3 Oberflachenformen 57

3.2.4 Stahl-Beton-Verbund 57

3.2.5 Schweiseignung 64

3.3 Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauteilen 65

3.3.1 Feuchteeinwirkung 65

3.3.2 Karbonatisierung und Korrosion 66

3.3.3 Widerstandsfahigkeit 69

3.4 Rechenbeispiele 70

3.4.1 Ermittlung der Druckfestigkeit fur umschnurten Beton 70

3.4.2 Prognose des Karbonatisierungsfortschritts 70

4 Baustatik und Bemessung71

4.1 Elastizitat und Plastizitat 73

4.2 Schnittgrosen und Beanspruchungen 76

4.2.1 Stabwerke 76

4.2.2 Platten und Scheiben 77

4.3 Bauteilwiderstande und Tragfahigkeiten 78

4.3.1 Definition der Tragsicherheit 79

4.3.2 Biegebemessung 82

4.3.3 Schubtragfahigkeit 84

4.3.4 Druckbeanspruchung und Knicken 89

4.4 Rechenbeispiele 92

4.4.1 Iterative Ermittlung der Schnittgrosen eines Durchlauftragers 92

4.4.2 Ermittlung der Schnittgrosen eines Durchlauftragers mit Tabellenwerten 94

4.4.3 Schnittgrosen eines Rahmens nach Kleinlogel 97

4.4.4 Biegebemessung einer Stahlbetonplatte nach alten Vorschriften 99

4.4.5 Schubbemessung eines Stahlbetonunterzugs nach alten Vorschriften 100

4.4.6 Bemessung einer Stutze nach alten Vorschriften 103

5 Zustandserfassung105

5.1 Bauteilgeometrie und Oberflachen 106

5.1.1 Raumkanten im Grund- und Aufriss 106

5.1.2 Oberflachen 109

5.1.3 Inneres Gefuge 111

5.2 Materialkennwerte 115

5.2.1 Druckfestigkeit von Beton direktes Verfahren 115

5.2.2 Druckfestigkeit von Beton indirekte, kombinierte Verfahren 117

5.2.3 Oberflachenzugfestigkeit 118

5.2.4 Alkalitat und Chloridgehalte 119

5.2.5 Porositat und Diffusionswiderstand 120

5.2.6 Zugfestigkeit und Schweiseignung des Bewehrungsstahles 120

5.3 Dokumentation 122

6 Bewertung der Tragfähigkeit125

6.1 Rechnerische Bewertung der Tragfahigkeit 126

6.1.1 Altes Tragwerk neue Norm 127

6.1.2 Verwendung individueller Materialkennwerte 129

6.1.3 Plastische Berechnungsverfahren 130

6.1.4 Raumliche Tragwirkung 135

6.2 Experimentelle Verfahren 138

6.2.1 Belastungsversuche an Bauwerken 140

6.2.2 Experimentelle Ermittlung der Tragfahigkeit 144

6.3 Bauwerksuberwachung 145

6.3.1 Inspektion 148

6.3.2 Uberwachung von Verformungen und Kraften 150

6.3.3 Uberwachung der Dauerhaftigkeit 153

6.4 Brandschutz und Feuerwiderstand 154

6.4.1 Anforderungen an Bauteile 154

6.4.2 Beton und Stahl unter hohen Temperaturen 154

6.4.3 Bewertung der Feuerwiderstandsdauer 156

6.5 Rechenbeispiele 157

6.5.1 Tragfahigkeit einer Stutze 157

6.5.2 Biege- und Schubtragfahigkeit eines Unterzugs 159

7 Instandsetzung und Reparatur von Betonbauteilen163

7.1 Vorbereitung der Instandsetzung 164

7.2 Vorbereitung des Betonuntergrundes 165

7.3 Vorbereiten der Bewehrung 168

7.4 Instandsetzungs- und Reparaturmortel 168

7.5 Fullen von Rissen und Hohlraumen 170

7.6 Oberflachenschutzsysteme 175

8 Nachträgliche Verstärkungmit Beton und Spritzbeton179

8.1 Technologische Grundlagen 180

8.1.1 Verfahrenstechnik 180

8.1.2 Materialtechnologie 180

8.1.3 Vorbereitung, Auftrag und Nachbehandlung 182

8.2 Nachtragliche Verstarkung von Platten und Balken 183

8.2.1 Grundlagen der Bemessung 183

8.2.2 Erganzungen von oben 187

8.2.3 Erganzung von unten 188

8.3 Verstarkung von Stutzen 191

8.3.1 Grundlagen der Bemessung 192

8.3.2 Stutzenverstarkung mit Spritzbeton 195

8.4 Beispiele 196

8.4.1 Nachtragliche Verstarkung eines Biegetragers monolithischer Querschnitt 196

8.4.2 Nachtragliche Verstarkung einer Stahlbetonstutze mit Spritzbeton 198

9 Nachträgliche Verstärkungmit geklebten Faserverbundwerkstoffen201

9.1 Klebetechnologie und Faserverbundwerkstoffe 202

9.1.1 Klebstoffe 202

9.1.2 Faserverbundwerkstoffe 207

9.1.3 Kleben im Bauwesen 212

9.2 Verstarkung von Stahlbetonplatten und -balken 215

9.2.1 Grundlagen der Bemessung Biegetragfahigkeit 219

9.2.2 Grundlagen der Bemessung Zugkraftdeckung, Verankerung 228

9.2.3 Schubtragfahigkeit 235

9.3 Umschnurung von Druckgliedern und Rahmenecken 238

9.4 Ausfuhrung und Qualitatssicherung von Klebearbeiten 239

9.4.1 Vorbereitung 239

9.4.2 Durchfuhrung von Klebearbeiten 241

9.4.3 Abschluss und Dokumentation 243

9.5 Rechenbeispiele 244

9.5.1 Zugfestigkeit und Elastizitatsmodul von Faserverbundwerkstoffen 244

9.5.2 Nachtragliche Verstarkung einer Stahlbetonplatte Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten 244

Literatur 249

Stichwortverzeichnis 259