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An einer überaus gut besuchten SIA-Tagung liessen sich Ingenieure an der ETH Zürich am 19. Juni 2008 über die Problematik des Durchstanzversagens informieren. Neben Angaben zum praktischen und zum rechnerischen Vorgehen bei Überprüfungen erhielt das Publikum auch Hinweise zu juristischen Fragen.

Nach der ersten SIA-Tagung zur Tragsicherheit von Einstellhallen vom 5. Juni 2008, die in französischer Sprache an der EPF Lausanne stattgefunden hatte, folgte am 19. Juni ihr deutsches Pendant an der ETH Zürich. Mit rund 280 Teilnehmenden war die Tagung, die sich verschiedenen Aspekten des Durchstanzversagens von Einstellhallen widmete, sehr gut besucht.

Einsturz als Anlass

Der Einsturz einer Einstellhalle nach einem Brand in Gretzenbach im November 2004, der sieben Todesopfer gefordert hatte, warf die Frage auf, ob sich solche Unglücksfälle wiederholen könnten. Der SIA lancierte daher ein Projekt, um das Gefahrenpotenzial abzuschätzen, um spezifische technische Grundlagen zur Überprüfung bestehender oder Bemessung neuer Einstellhallen zu erarbeiten und um die betroffene Öffentlichkeit für die Problematik zu sensibilisieren (TEC21 41 / 2007, S. 38). Der Leiter dieses Projekts, Peter Ritz, führte in die Tagung ein und informierte gleichzeitig über die geleisteten Arbeiten in den Bereichen Technik und Kommunikation. Ein Hauptresultat des Projektteams wurde an der Tagung abgegeben: die SIA-Dokumentation zur Tragsicherheit von Einstellhallen.

Nachlässigkeit und spröde Bauweise

Aurelio Muttoni, Dozent an der EPF Lausanne und Leiter des technischen Projektteams, erläuterte die Gründe, die die Decke in Gretzenbach hatten einstürzen lassen: Eine zu grosse Erdüberdeckung, Bemessungsfehler, Ausführungsmängel und letztlich die brandbedingten Verformungen hatten zu Querkräften geführt, die den vorhandenen Widerstand überstiegen. Das Versagen erfolgte spröde, begann mit dem Durchstanzen bei der am stärksten belasteten Stütze und breitete sich sofort auf die weiteren Stützen aus; innert weniger Sekunden kollabierte die ganze Decke der Einstellhalle. Die Projektgruppe analysierte die bekannten Fälle, bei denen ein Durchstanzversagen zum Einsturz geführt hatte, und konzentrierte sich dabei auf die hauptsächlichen Versagensgründe. Als wesentlichsten Faktor bezeichnete Muttoni die Erdüberdeckung. Es komme immer wieder zu Erdaufschüttungen auf Einstellhallen, für die die Tragkonstruktion nicht ausgelegt sei. Weitere Gründe seien historisch bedingt. Das Augenmerk habe früher vorab den Biegebeanspruchungen gegolten; die Querkraftkonzentrationen im Stützenbereich seien dagegen oft unterschätzt oder vernachlässigt worden. Muttoni erläuterte die Wirkung der entsprechenden Faktoren auf die Tragsicherheit. Besonders gefährlich ist beim Durchstanzversagen das spröde Tragwerksverhalten. Anders als bei einem Biegeversagen fehlen sichtbare Warnsignale. Auch kurz vor dem Einsturz sind die Durchbiegungen in einer Flachdecke relativ gering, und die Risse bilden sich auf der Plattenoberseite, die somit meist nicht bemerkt werden. Laut Muttoni ist in den letzten Jahrzehnten ohnehin eher zu spröde gebaut worden. Er hob die Wichtigkeit einer duktilen Bauweise hervor und empfahl bei Neubauten dringend die Verwendung von Durchstanzbewehrungen.

Vorgehen bei der Überprüfung

Wie man als Ingenieur eine Überprüfung vornimmt, legte Konrad Moser dar. Er wies auf die sichtbaren und unsichtbaren Gründe hin, die eine Untersuchung erfordern können. Dabei schloss er auch Überlegungen zum Verhältnis zwischen Auftraggeber und mandatiertem Ingenieur ein und empfahl, im Vorfeld solcher Überprüfungen das Vorgehen gegenseitig klar zu regeln. Die Zustandserfassung soll bei möglichst geringem Aufwand zuverlässige Aussagen erlauben. Die Überprüfung erfolgt daher in Phasen und geht je nach vorhandenen Planunterlagen und angetroffenem Zustand schrittweise von zerstörungsfreien zu zerstörenden Untersuchungen über, zu denen Bohrkernentnahmen oder Spitzarbeiten zählen können.

Mehrere Nachweisverfahren

Wie die gewonnenen Erkenntnisse in die Berechnung des Erfüllungsgrads - Die Aussage, in welchem Mass ein bestehendes Tragwerk rechnerisch die vorgegebenen Anforderungen an die Tragsicherheit erfüllt - einfliessen, erklärte Stefano Guandalini. Er zeigte die numerische Seite des Vorgehens anhand eines Beispiels, bei dem eine erste Überprüfung zu einem ungenügenden Durchstanzwiderstand geführt hatte. Gekonnt erläuterte er danach die weiteren Berechnungsgänge und frischte dabei da und dort die statischen Kenntnisse etwas auf. Der Exkurs streifte die in Modellungenauigkeiten versteckten Reserven und umfasste auch einen probabilistischen Nachweis. Hier schaltete sich nochmals Aurelio Muttoni ein und legte die Vor- und Nachteile der verschiedenen Verfahren dar. Er unterstrich die umfassendere Sichtweise des probabilistischen Ansatzes, empfahl angesichts der praktischen Schwierigkeiten aber die Kombination mit einem deterministischen Nachweis, um die Vorteile beider Verfahren optimal zu nutzen.

Das letzte Wort den Juristen

Nachdem Armand Fürst noch eine prägnante Kurzfassung der in der Dokumentation aufgeführten Massnahmen vorgestellt hatte, ging das Wort an Bundesrichter Hansjörg Seiler. Er skizzierte in seinem Referat die verschiedenen Verhältnisse aus Vertrag oder Gesetz zwischen Bauherrschaft, Fachspezialist und geschädigten Dritten und erläuterte einzelne Fragen zu Haftung, Mangel und Verschulden in zivil- und strafrechtlicher Hinsicht. Er schloss mit der Bemerkung, er hoffe, die Ingenieure würden die Juristen nie oder nur wenig brauchen.

Martin Grether, dipl. Bauing ETH SIA

Dokumentation SIA-Dokumentation D 0226 Tragsicherheit von Einstellhallen 106 S., Format A4, broschiert Preis CHF 96.00 ISBN 978-3-03732-013-6 Aus dem Inhalt: Kurzeinführung ins Tragverhalten, wichtigste Parameter des Durchstanzens, Erläuterung von der Zustandserfassung bis zur Massnahmenempfehlung und möglichen Verstärkungsmethoden. Mit juristischen Erläuterungen und Anhang. Bestellen: distribution@sia.ch oder D 0226 deutsch bestellen D 0226 französisch bestellen