Lebensdauerbemessung im Betonbau. Vom Schaedingsprozess auf Bauteilebene zur Sicherheitsanalyse der Gesamtkonstruktion / Service life design in concrete construction. From the deterioration process related to components to safety analysis of whole structures

Es wird eine spezielle Art der Dauerhaftigkeitsbemessung im Betonbau behandelt. Dauerhaftigkeitsbemessungen koennen sowohl bei Neubauten als auch bei Bestandsbauten sinnvoll eingesetzt werden. Im letzteren Fall werden sie vorwiegend zur Bestimmung der Restnutzungsdauer verwendet. Zunaechst werden die verschiedenen, auf den gueltigen Regelwerken, zum Beispiel der DIN 1045-1/-2, basierenden Konzepte zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen vorgestellt. Dabei wird angemerkt, dass die Betrachtungen auf Bauteilebene noch keine gesicherte Aussage ueber das Verhalten des Gesamtsystems liefern. Fuer die Beschreibung und Bewertung des Gesamtverhaltens von Bauwerken sind auch die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Bauteilen zu betrachten. Ausserdem treten in der Regel schon in den Bauteilen kombinierte Schaedigungsmechanismen auf, sodass die Betrachtung eines einzelnen Schaedigungsprozesses bei der Dauerhaftigkeitsbemessung meist nicht ausreichend ist. Die Schwerpunkte des Beitrags bilden die Vorgehensweise zur Systemanalyse und die Modellierung von Interaktionen sowie der Einbezug singulaerer Risiken, zum Beispiel Spannstahlkorrosion. Eingegangen wird in diesem Zusammenhang auf die Lebensdauerprognose fuer Bauwerke. Dabei wird nicht scharf zwischen Nutzungdauer und Lebensdauer unterschieden, obwohl bei Bauwerken die Nutzungsdauer, die in der Regel deutlich geringer als die Lebensdauer ist, massgeblich ist. Die Ermittlung der Nutzungsdauer beziehungsweise Restnutzungsdauer erfordert eine Risikoanalyse fuer das gesamte System. Elemente einer solchen Analyse sind: Systembeschreibung, Ausfalleffektanalyse, Fehlerbaumanalyse, Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit, Analyse des Systemversagens und Quantifizierung des Risikos. Alle diese Elemente werden im Bericht erlaeutert. Ein eigenes Kapitel befasst sich mit den Interaktionen zwischen dauerhaftigkeitsrelevanten Einwirkungen, zum Beispiel im Hinblick auf Chloride und Karbonatisierung, und mit singulaeren Risiken. Singulaere entstehen bei lokal begrenzten Einwirkungen; dazu gehoeren zum Beispiel Risse, schadhafte Abdichtungen, schlecht oder nicht verpresste Huellrohre und undichte Entwaesserungsleitungen. Bei einer Prognose der Nutzungsdauer sind solche Risiken im Allgemeinen gesondert zu betrachten. Exemplarisch geht der Bericht auf die Analyse und Modellierung von kombiniert auftretenden Einwirkungen ein, und zwar sowohl fuer den Fall ohne Interaktionen als auch fuer den Fall mit Interaktionen. Fuer das Beispiel ohne Interaktionen werden die schaedigungsrelevanten Einwirkungen Karbonatisierung, Chloridangriff, Alkali-Kieselsaeure-Reaktion und unverpresstes Huellrohr betrachtet und dafuer die Systemzuverlaessigkeit des betrachteten Brueckenueberbaus ermittelt. Beim Beispiel mit Interaktion erfolgt nur die Betrachtung von Karbonatisierung und Chlorideinwirkung. Der wesentliche Nutzen der vorgestellten Methode ergibt sich daraus, dass die Dauerhaftigkeit ingenieurmaessig quantifizierbar ist. ABSTRACT IN ENGLISH: Relevant methods for the lifetime management of concrete structures are the design for durability relating to new structures and the lifetime prediction relating to existing structures. These methods allow to manage the entire lifetime of a concrete structure while avoiding cost-intensive maintenance measures and corresponding downtimes. The contribution focuses on the design for durability. Major emphasis is put on the presentation of methods to describe the behaviour of the concrete structure as a whole resulting from the integration of the deterioration effects on the member level. Based on the fact that different deterioration mechanisms occur in combination with each other, procedures for modelling interactions and singular risks (e. g. corrosion of tendons) are dealt with as well. (A)