Ermüdung, Gebrauchstauglichkeit – die unterschätzten Grenzzustände

Aus ökologischen und ökonomischen Gründen wird die künftige Entwicklung der Betonbauweise stark vom optimierten Ressourceneinsatz getrieben sein. Neue Bauweisen, wie z. B. der Textilbeton bzw. Carbonbeton, werden zu veränderten Querschnittsformen und -dimensionen mit veränderten, reduzierten Steifigkeiten und damit erhöhten Materialbeanspruchungen bereits im Gebrauchszustand führen. Sinnvollerweise werden wir gleichzeitig, gerade bei Ingenieurbauwerken, Optimierungen der Dauerhaftigkeit anstreben. Beide Entwicklungen sind zwangsweise gekoppelt mit einer weiteren Zunahme der Bedeutung der Nachweise gegen Ermüdung und der Gebrauchstauglichkeitsnachweise im Betonbau. Während in den alten nationalen Stahlbetonnormen diese Nachweise teilweise nur über konstruktive Regeln, wie z. B. die Begrenzung der Biegeschlankheit, geregelt wurden, wurde mit Einführung der Eurocodes diesen Nachweisen – zumindest in den Normen – derselbe Stellenwert wie den Nachweisen der Tragfähigkeit eingeräumt. In der Praxis wird die Bedeutung dieser Nachweise jedoch oft noch unterschätzt. Ziel der weiteren Normenentwicklung muss es sein, Bemessungsformate zu entwickeln, die einerseits den – bedingt unter anderem durch das zeitabhängige Materialverhalten des Betons – teilweise komplexen Zusammenhängen bei der Ermüdung und Gebrauchstauglichkeit Rechnung zu tragen, und die andererseits für die praktische Anwendung geeignet sind. Ein einfacher Weg könnte sein, z. B. Materialwiderstände hinsichtlich der Beanspruchungsszenarien zu differenzieren (vgl. dazu auch den Beitrag von Empelmann, Javidmehr „Anwendungsgerechte Bestimmung des αcc-Beiwerts“ https://doi.org/10.1002/best.202000005 auf den Seiten 560–565 in diesem Heft). Gerade bei den Nachweisen gegen Ermüdung wird sich jedoch aufgrund der Zusammenhänge zwischen Lasthöhe, Lastspielzahl und Schädigung eine gewisse Komplexität auch in den Nachweisformaten nicht vermeiden lassen. Um die Anwendung in der Praxis zu fördern, sollten die Bemessungskonzepte jedoch getreu Einsteins Motto „as simple as possible, but not simpler“ sein. Jürgen Feix Prof. Dr.-Ing. Jürgen Feix, Universität Innsbruck