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1 * Folie 1 Beurteilung und Instandsetzung von Wolfram Jäger Technische Universität Dresden Lehrstuhl Tragwerksplanung Fakultät Architektur F:\2-T-TU-Arbeitsordner\Lehre\Gastvorles Jä\ DD Mechtcherine Inhalt Einführung Herangehen und Analyse Sanierungsverfahren, statische und baustoffliche Aspekte Ausführung und Beispiele Entwicklungen - Ausblick * Folie 3 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

2 Einführung» Kirchen» Brücken» Bürgerhaus» Wohn-/ Geschäftshaus * Folie 4 Herangehen Gewöhnliches Bauwerk Bestands- und Schadens- Festlegung des Planungsziels aufnahme 1) Bestands- und Schadensaufnahme Festlegung des Planungsziels 1) Denkmal Vergleich Ist-Zustand mit Planungsziel Einschätzung und Bewertung Sanierungsplanung Ausführung Baubetreuung/Dokumentation * 1) Folie 5 Planungsziel = angestrebte Nutzung Bestandsaufnahme l Geometrie l Struktur l Material / Wert l Tragfähigkeit * Folie 6 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

3 Struktur Einschalig Mehrschichtig/ mehrschalig * Folie 7 Material Natürliche Steine Künstliche Steine * Folie 8 Aussagen zum Tragverhalten Probenahme In-situ Bestimmung Tafel * Folie 9 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

4 Prinzipieller Bruchvorgang Mauerwerk mit beliebigem Fugenverlauf Druckbeanspruchung f m Bruchversagen des Mörtels * Folie 10 l Prinzipieller Bruchvorgang Mauerwerk mit l Druckbeanspruchung definierten Fugen Reibung Riß f t, b (f ) ts,b * Folie 11 Prinzipieller Bruchvorgang Trockenmauerwerk * Folie 12 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

5 Prinzipieller Bruchvorgang Adobe Mauerwerk (Lehmbau) Jahrtausende Tradition Nachhaltig Emodstein = Emodmauerwerk Faserarmierung * Folie 13 Bestandsanalyse Schadensbilder Þ Schadensursachen» Rißaufnahmen in Bestandsunterlagen» Verformungsfortschritt Gipsmarken, Rißmonitore, Setzdehnungsmesser, Induktive Wegaufnehmer Gefahrensituation Ursachen * Folie 14 Bestandsanalyse Monitoringsysteme: Präzisionsnivellement Wegaufnehmer Inclinometer Extensiometer Optische Meßverf * Folie 15 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

6 Ermittlung der Kennwerte Festigkeitskennwerte: DIN /100: Mörtelfestigkeit Steinfestigkeit Þ Mauerwerksfestigkeit Natusteinmauerwerk. Nur zur groben Orientierung, konservativ EC 6: dgl.! aber Formel! a b fk = K fm f Walther Mann b Verformungskennwerte: E-Modul: Aus der Beziehung zwischen Festigkeit u. E-Modul f k Erfahrungswerte Flat-Jack: Liefert beides, schwer interpretierbar Aufwendig Reale Verhältnisse! * Folie 16 Ermittlung der Kennwerte Rechnerische Ermittlung: Unter Verwendung bekannter Bruchmechanismen BERNDT (LS Twpl): Schichtenmauerwerk b D, MW bd, S = é t m ù Mö æ - ö, ê + d 0,45 ç1- d d bd S ú ëh 1-mMö hè d øû bz, S h» 0,5...0,6 d t d = t + + 0,6 æ p f ö tanç + è 4 2 ø * Folie 17 Ermittlung der Kennwerte Rechnerische Ermittlung: Unter Verwendung bekannter Forschungsergebnisse RUSTMEIER/MANN: o Bruchsteinmauerwerk b M = k bd,mö A ü A * Folie 18 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

7 Ermittlung der Kennwerte Festigkeitsprüfung von Bohrkernen (Druck, Spaltzug) Þ Fugenbohrkerne * Folie 19 Verträglichkeit der Baustoffe Stein- und Mörtelzusammensetzung Chemische Zusammensetzung (Nitrate, Alkalien, Sulfate) Wahl der Materialien zur Ertüchtigung Achtung Sulfatgehalt/ Verwendung von Gipsmörteln Norddeutschland Usbekistan, Turkmenien, Kirgisien Tahkt-e Suleyman im Iran * Folie 20 Takht-e Suleyman, Iran Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

8 * Folie * Folie 23 Gips als Bindemittel * Folie 24 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

9 l s FEM: Macro-Modellierung Spannungen- Dehnungen spröd duktil Fließen Bruch Parameter: f x,f y x F4 y s y s x F 1 e F, c f ty F 2 F * Folie 25 S S S M M FEM: Micro-Modellierung Modellierung von Stein und Mörtel getrennt M S S Sandstein Bruchbed. MC s 1 =s 2 =s 3 Mörtel- Fließbed. DP s 2 s 1 + Kontaktmechanik * Folie 26 s 3 Schnittkräfte/Spannungen Intensität der Beanspruchung Geeignetes Modell Teilmodelle - Gesamtmodelle Linear nichtlinear? Wie erfolgt die Lastabtragung? * Folie 27 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

10 Traglasten Querschnittsversagen - Systemversagen Bruchkette Physikalisch-nichtlineare Analyse * Folie 28 Bewertung Þ Entscheidung Einschätzung von Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit Soll-Ist-Vergleich Þ Einschätzung von Denkmalwert Schadensursachen Ursachenbeseitigung Sanierungslösung Sanierungsverfahren und -materialien * Folie 29 Sanierungsverfahren» Grundlage: Trockenlegung Entsalzung Reinigung (Fugen, Risse etc.) Steinaustausch Verfugen Verpressen Vernadeln / Verankern Vorspannen * Folie 30 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

11 Beurteilung und Instandsetzung von Verfugen gleichmäßige Lastabtragung und -verteilung Wiederherstellung und Erhöhung der Tragfähigkeit Witterungsschutz Ästhetische Wirkung: Sichtmauerwerk * Folie 31 Verpressen Verfüllung von Hohlräumen, Rissen oder Fugen Lokale Gefügevergütung Verbundsicherung und Korrosionschutz * Folie 32 Vernadeln - Verankern l Mehrschaliges Mauerwerk l Abdeckung von Gewölbeschüben l Verbindung geschädigter Bauteile Sicherung gerissener Bauteile » Material Schwarz Bohrloch Edelstahl Nadelanker Hohe Feuchtigkeit- doppelter Korrosionsschutz * Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger Folie 33 11

12 Vorspannen Schwere Beschädigungen Scheibenwirkung herstellen Rißbildung vorbeugen Kraftfluss korrigieren oder umlenken Riß Verspannanker * Folie 34 Ausführung Sauberkeit Stoffliche Verträglichkeit Einbau neuer Materialien: Schwinden, Setzen Þ Kraftschlüssigkeit Nachbehandlung und Nachkontrolle Ausführungsproben: Musterflächen Probekörper * Folie 35 Planung * Folie 36 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

13 Kontrolle X ì ü ü ü 111 X 9546,- DM 86,- DM 11180,- X DM * Folie 37 Beispiele Alltagskirche Torgau Spannanker (Mauerkrone) Grundriss Chor * Folie 38 Gewölbebrücke Bestimmung der det. Eigenschaftswerte über FEM 17,80 ca. 0,80 m * Folie 39 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

14 Gewölbebrücke Stein Mörtel Theoretischer Prüfkörper à f, E für verschmiertes Modell * Folie 40 Vorspannung Frauenkirche Polygonaler Ringanker mit mäßiger Vorspannung Vorspannung Kuppel * Folie 41 Entwicklungen - Ausblick Ganzheitliche Betrachtung Behutsamkeit A North A R R West B South B * Folie 42 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

15 Einbindung historischer Substanz EPH HH Erhaltung Speicherfassade Nach aktueller Norm Statik Bauphysik Dauerhaftigkeit * Folie 43 Statik Umbindung von Skelettausfachung Zu sich selbst tragendem Mauerwerk Verankerung * Folie 44 Regress!!! Dauerhaftigkeit Prüfverfahren Beweis durch Realität Verschmutzung Verfahren zur Beseitigung * Folie 45 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

16 Hochwasserschutz * Folie 46 Mauertwerksertüchtigung * Folie 47 Entwicklungen - Ausblick Ganzheitliche Betrachtung Behutsamkeit Einsatz moderner Werkstoffe Kirche Zwiedorf Kopplungsstelle MW-neu MW-Bestand Endverankerung CFK-Fugenbewehrung Endverankerungsplatte CFK-Ringanker Mörtelbett * Folie 48 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

17 Ende * Folie 49 Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger

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