Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für Mauerwerkswände im Bestand

Im Rahmen einer geplanten Umnutzung oder Aufstockung von Gebäuden ist in der Regel ein erneuter Nachweis der Standsicherheit erforderlich, welcher für Bestandsmauerwerk derzeit mit dem gleichen Sicherheitskonzept und den gleichen Teilsicherheitsbeiwerten wie bei Neubauten geführt wird. Hierdurch werden Besonderheiten beim Nachweis von Bestandsmauerwerk, wie zum Beispiel eine erfolgte Prüfung der tatsächlich vorhandenen Materialeigenschaften sowie gegebenenfalls reduzierte Anforderungen an die Ziel-Zuverlässigkeit, nicht berücksichtigt. Dies kann dazu führen, dass sich eine hinreichende Tragfähigkeit nicht ohne Zusatzmaßnahmen nachweisen lässt.

Im Rahmen des Projektes soll ein Verfahren zur Modifizierung von Teilsicherheitsbeiwerten erarbeitet werden, welches die bei der Bewertung von Bestandsmauerwerk auftretenden Unsicherheiten angemessen berücksichtigt. Bereits existierende Konzepte aus dem Stahlbetonbau dienen dabei als Ausgangsbasis und sollen weiterentwickelt werden, um mauerwerksspezifische Besonderheiten abzudecken. Hierzu gehört beispielsweise eine oftmals stark ausgeprägte Inhomogenität von Bestandswänden aus Mauerwerk, welche sich durch die Zusammensetzung einer Wand aus einzelnen Steinen und Mörtelfugen mit zum Teil stark streuenden Festigkeiten ergibt. Um den Einfluss dieser räumlichen Streuung zu erfassen, werden zunächst experimentelle Untersuchungen zum Lastumlagerungsvermögen von Mauerwerkswänden mit lokalen Schwachstellen durchgeführt. Basierend darauf wird ein Finite-Elemente-Modell kalibriert, mit Hilfe dessen über Monte-Carlo-Simulationen der Einfluss der räumlichen Materialstreuungen auf die Zuverlässigkeit quantifiziert wird. Ebenfalls zu berücksichtigen sind statistische Unsicherheiten, welche sich aus der oftmals stark begrenzten Anzahl an Prüfergebnissen ergeben. Der negative Einfluss einer kleinen Anzahl an Prüfungen kann durch eine Nutzung von Vorinformationen reduziert werden, welche im Rahmen des Projektes durch eine statistische Auswertung von Materialprüfungen am Mauerwerksbestand gewonnen werden sollen.

Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten sollen in ein praxisgerechtes Verfahren münden, mit Hilfe dessen Teilsicherheitsbeiwerte in Abhängigkeit der Ziel-Zuverlässigkeit sowie der Art, Anzahl und Ergebnisse von Materialprüfungen modifiziert werden können.