Systemanalyse neugotischer Gewölbe - Teil 1: Voruntersuchungen und experimentelle Validierung

Ab Mitte des 19. Jahrhunderts bis zum Beginn des Ersten Weltkrieges wurden zahlreiche Bauwerke im neugotischen Stil ausgeführt. In der Neugotik wurden die gotischen Bauelemente mit den in der Gründerzeit geforderten Materialeinsparungen gebaut. Diese leichten und sehr dünnwandigen Gewölbe sind oftmals relativ anfällige Tragsysteme. Sie weisen systemimmanente Schadensbilder in Form signifikanter Rissbildungen in den Kappen und Bögen auf. In dem Forschungsprojekt Sicherung neugotischer Gewölbekonstruktionen werden die typischen Schadensbilder neugotischer Gewölbe mit dem Ziel analysiert, möglichst nachhaltige Sanierungsmaßnahmen zu finden. In diesem Rahmen wurden seit 2011 an einem ausgewählten Referenzbauwerk numerische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt.

Das dafür erstellte Geometriemodell der Finite-Elemente-Simulation basiert auf den Messdaten eines 3D-Laserscans, in dem alle Imperfektionen der Konstruktion enthalten sind. Für die Kalibrierung dieses numerischen Modells wurde das Systemverhalten im unkritischen Lastbereich mit einem Belastungsversuch experimentell untersucht. In diesem Beitrag werden der Projektrahmen sowie die Durchführung und Auswertung des Belastungsversuchs dargestellt. In weiteren Beiträgen werden die Übertragung geodätischer Messdaten in das numerische Modell und die Berücksichtigung der mit dem Belastungsversuch erzielten Ergebnisse innerhalb einer Simulation behandelt.