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M. Gerold Vier-Augen-Prinzip, Bauüberwachung, Monitoring Seite 6 Bei der Lagerhalle handelte es sich um eine 1974 erstellte, eingeschossige, nicht unterkellerte, tonnenförmige Fertighalle mit einer Stahlunterkonstruktion, System "Romney-Fertighalle", mit den ca.- Abmessungen Länge/Breite/Höhe = 30 m/ 12,50 m/5,50 m [1]. Der Schaden an der Hallenkonstruktion (Abb. 3.1) war ganz offensichtlich durch das Einknicken der halbkreisförmig gebogenen Rahmen (Stahlrundrohre) verursacht (Abb. 3.2). Der Rohraußendurchmesser betrug etwa 76 mm und die Wandstärke ca. 3 mm (Abb. 3.3 links). Die Rundrohre hatten keine weiteren Stahlverstärkungen und waren mittels biegesteifer Stirnplattenverbindungen gestoßen. Das Hallendach war nahezu über die gesamte Länge nach unten deformiert (eingeknickt) und besaß lediglich zu den Giebelwänden hin noch seine ursprüngliche Form. Nach Aussage eines Mitarbeiters des örtlichen Bauhofes habe die Schneehöhe zum Zeitpunkt des Schadenseintritts etwa 50 cm betragen. Es sei in diesem Zeitraum ungewöhnlich viel Schnee gefallen - man wisse dies durch die Menge des ausgebrachten Streugutes. Der Schnee habe etwa gleichmäßig auf der Halle gelastet und sei teilweise auch noch seitlich, durch auf dem Blech angefrorenes Wasser, an den Wänden angehaftet. Abb. 3.1 Beschädigte Stahlhalle mit Wellblecheindeckung Abb. 3.2 Ausgeknickte Stahlrahmen (Rundrohre) mit verdrehten Betonbanketten Abb. 3.3 Messung der Wandstärke des aufgetrennten Rundrohres (Bestand), daneben dargestellt das erforderliche, verstärkte Profil lt. Statik
M. Gerold Vier-Augen-Prinzip, Bauüberwachung, Monitoring Seite 7 • Ausführungsplanung Die festgestellten Bindersystemabmessungen stimmten mit den rechnerischen Annahmen in der geprüften statischen Berechnung in etwa überein. Wind- und Schneelasten waren normgerecht (auch unsymmetrisch) berücksichtigt worden. Der Nachweis der Standsicherheit erfolgte dann für ein Stahlrundrohr ∅ 78 mm, t = 3,75 mm, mit einem zusätzlichen durchlaufend aufgeschweißten Stahlprofil T60 (Abb. 3.3 rechts). Die maximale Beanspruchung war unter Gebrauchslast beim Biegeknicknachweis zu 103,6 N/mm² ermittelt worden. Das System war demnach rechnerisch zu etwa 65% ausgenutzt. Die europäische Norm EC 1, Anhang D, gibt für Schneegewichte eine Streubreite von γ = 1,0 kN/m³ bis 4,0 kN/m³ (leichter Pulverschnee bis schwerer Pappschnee) an. Für eine üblicherweise anzusetzende mittlere Schneewichte von γ = 2,5 kN/m³ ergäbe sich bei einer Schneehöhe von 50 cm rechnerisch eine Schneelast von s o = 1,25 kN/m². Damit könnte durch die starken Schneefälle zwar eine Steigerung der Norm-Schneelast von etwa 67 % aufgetreten sein; diese hätte jedoch von dem ursprünglich geplanten verstärkten Rahmenprofil noch aufgenommen werden können. Die Ausnutzung hätte dann etwa 100 % gegenüber 65% lt. statischer Berechnung betragen. • Bauausführung der Stahlhalle Wie bereits erwähnt erfolgte jedoch die Ausführung der Stahlunterkonstruktion ausschließlich mit gebogenen Stahlrundrohren kleineren Durchmessers und zudem ohne zusätzliche Verstärkung. Sie entsprach somit nicht den Vorgaben der statischen Berechnung. An der Stelle des maximalen Biegemomentes, an der auch die plastischen Verformungen bzw. Bauteilversagen auftraten, ergibt sich dadurch eine um etwa 3,7-fach höhere Biegeknickspannung unter den rechnerisch anzusetzenden Einwirkungen. Die maximale zu erwartende Biegeknickspannung lag damit um den Faktor 2,4 über dem damals zulässigen Wert. Der Schaden an der Stahlhalle, d. h. das Ausknicken der gebogenen Stahlrahmen infolge äußerer Einwirkung, war daher ausschließlich auf eine gegenüber den Vorgaben der statischen Berechnung abweichende Bauausführung der Halle zurückzuführen. Bei der Schadenursache handelte es sich somit eindeutig um einen Baumangel infolge einer fehlerhaften und von der Statik abweichenden Ausführung. 3.2 Schneelast - Holzdachkonstruktion • Allgemeines / Feststellungen Bei der zweiten Lagerhalle in der gleichen Gegend [1] handelte es sich um eine 1965 erbaute, eingeschossige, nicht unterkellerte Hallenkonstruktion mit massiven Mauerwerkswänden und einer Dachkonstruktion aus genagelten Fachwerkbindern (Nagelbrettbinder Abb. 4.1) im Achsabstand von ca. 1,15 m. In Höhe der Obergurte der Binder waren keine liegenden Wind- und Aussteifungsverbände angeordnet worden. Ober- und Untergurte der Binder bestanden aus drei nebeneinander liegenden Brettlamellen 30 x 160 mm, wobei die mittlere Gurtlamelle nicht durchlief, sondern im Bereich der Diagonal- und Vertikalstäbe gestoßen war (Abb. 4.2). Der Obergurt der Dachbinder war auf der Hallensüdseite im
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