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Beurteilung und Ertüchtigung historischer Tragwerke

Beurteilung und Ertüchtigung historischer Tragwerke

Diese Seite ist gültig im Studienjahr 2014/15.

Einführung in die Methode der Finiten Elemente ist ein Modul des Studiengangs M.Sc. BAU.

Es dauert 1 Trimester und beginnt jedes Studienjahr jeweils im Frühjahrstrimester.

Modulbestandteile:

Programmieren (2V/2Ü/2P)
Prof. Dr.-Ing. Stefan M. Holzer     

 

Modulverantwortlicher und Vorlesender: Prof. Stefan M. Holzer

 

Inhalte:

Tragwerke, die mehr als ca. 60-80 Jahre alt sind, sind als historische Tragwerke anzusprechen. Ein großer Teil der Infrastruktur Europas besteht aus historischen Tragwerken. Für solche Tragwerke existieren meist keine zuverlässigen Planunterlagen, so dass die erste Aufgabe in der Dokumentation der Konstruktion und ihres Ist-Zustandes liegt. Zur Beurteilung historischer Tragwerke ist Hintergrundwissen über deren Konstruktion unabdingbar. Die Vorlesung behandelt die Konstruktionsarten historischer Holztragwerke (Systeme und deren Entwicklungsgeschichte, zimmermannsmäßige Anschlüsse, historische Verbindungsmittel), die Konstruktion gewölbter Strukturen (Gewölbe und Kuppeln im Hochbau: Naturstein-, Backstein- und Holzgewölbe; gewölbte Brücken) und die Konstruktion historischer Mauerwerkswände und Gründungen. Die Materialeigenschaften historischer Werkstoffe sind ebenfalls Gegenstand der Vorlesung.


Historische Tragwerke verdanken ihre Konstruktion nicht allein statischen Überlegungen, sondern sind stark durch die Randbedingungen des historischen Bauprozesses bedingt (keine Verfügbarkeit starker Hebezeuge, Notwendigkeit von Arbeitsplattformen, langsame Erhärtung historischer Mörtel, bauzeitliche Verformungen, leichtere Bearbeitbarkeit schlagfrischen Holzes, usw.). Daher handelt es sich oft um Tragwerke mit uneindeutiger Tragwirkung, so dass eine geeignete statische Modellbildung zur Schnittgrößenermittlung und Standsicherheitsbeurteilung schwieriger ist als bei modernen, ingenieurmäßig geplanten Tragwerken mit klaren Anschlüssen und statischen Systemen. In den Vorlesungen und in der Übung werden Techniken der statischen Modellbildung - mit Schwerpunkten bei zimmermannsmäßigen Holzkonstruktionen und bei gemauerten Bögen und Gewölben -vorgeführt und exemplarisch auf konkrete Beispiele angewendet.


Zur Standsicherheitsbeurteilung historischer Tragwerke gehört auch die Analyse der Schadens- und Reparaturgeschichte, um Schadensursachen erkennen zu können und eine Aussage über die zeitliche Entwicklung der Standsicherheit treffen zu können. Speziell im denkmalgeschützten Kontext (historische Baudenkmäler) unterliegen Reparatur- und Ertüchtigungsmaßnahmen speziellen Randbedingungen, die in der Lehrveranstaltung anhand konkreter Objekte und aktueller Sanierungsmaßnahmen erläutert werden.


Grundprinzip der Lehrveranstaltung ist das Motto "Theoria cum praxi": Die Lehre findet nicht allein anhand von Fotos und Abbildungen im Hörsaal statt, sondern auch vor Ort am konkreten historischen Objekt, das im Rahmen der Lehrveranstaltung auch "in die Hand genommen" wird: Das Praktikum umfasst gegen Beginn des Trimesteres eine Exkursion zu beispielhaften historischen Tragwerken. Es folgt das Aufmaß eines Teiles eines historischen Tragwerks (2-3 halbe Tage, 35-km-Radius um die Universität). Im Nachgang dazu sind die entwickungsgeschichtliche Einordnung, die Aufschlüsselung der Schadens und Reparaturgeschichte, die zerstörungsfreie Materialprüfung und Zustandskartierung bis hin zur statischen Berechnung duchzuführen.

Zu erbringende Leistungen:

Als Resultat des Praktikums, welches in Kleingruppen (je 3-4 Studierende, je 2-3 Kleingruppen gleichzeitig je Objekt) durchgeführt und betreut wird, haben die Studierenden Pläne, eine kleine Baudokumentation (Text und Fotos) und Berechnungen als Gruppenleistung vorzulegen.

Prüfung:

Die Prüfung findet als mündliche Prüfung entweder in einem historischen Bauwerk oder an der Universität statt. Dabei haben die Studierenden zu dem realen Tragwerk oder zu konkreten Belegstücken aus solchen Konstruktionen Aussagen zu treffen. Alternativ
kann eine schriftliche Prüfung von 90 min. Dauer angesetzt werden Mitteilung über Art der Prüfung am Beginn des Trimesters).

 

Skriptum

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Übungen

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Hausübungen

 

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