Teilsicherheitsbeiwerte beim Standsicherheitsnachweis von Gewichtsstaumauern
Bei der Harmonisierung der Bauwerksnormen auf europäischer Ebene in den Eurocodes (EC) wurde in den meisten Fachdisziplinen das Konzept der Teilsicherheiten umgesetzt. Im Gegensatz dazu verwendet die im Jahr 2004 veröffentlichte und für den Standsicherheitsnachweis von Absperrbauwerken an Talsperren maßgebende DIN 19 700-11 noch das globale Sicherheitskonzept. Daher wurde Anfang des Jahres 2011 innerhalb des DWA-Fachausschusses Talsperren und Flusssperren die Arbeitsgruppe WW-4.7 „Tragsicherheitsnachweise bei Absperrbauwerken von Talsperren – Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte“ geschaffen. Ziel der Arbeitsgruppe ist es, eine methodische Vorgehensweise bei der Durchführung von Tragsicherheitsnachweisen für Stauanlagen zu erarbeiten, die dem Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte folgt. Der hier vorliegende Beitrag berichtet über das methodische Vorgehen bei der Festlegung von Teilsicherheitsbeiwerten für Gewichtsstaumauern und stellt entsprechende Vergleichsrechnungen vor.
Bereits vor Veröffentlichung der aktuellen DIN 19 700-11 im Jahr 2004 wurde auch in Deutschland über eine mögliche Einführung des Teilsicherheitskonzeptes diskutiert. Bei Staumauern stellt sich die Bestimmung von Teilsicherheiten für Einwirkungen wie die Wasserlast jedoch ungleich komplexer dar. Während die Berücksichtigung eines üblichen Teilsicherheitsbeiwertes für eine veränderliche Last z. B. im Hochbau durch Multiplikation mit einem charakteristischen Wert zu einer Bemessungslast führt, die im erwarteten Nutzungszeitraum unter Berücksichtigung der statistischen Basis auftreten kann, ist dies für die vorherrschende Wasserlast beim Nachweis von Absperrbauwerken nicht der Fall: Erstens unterliegt die Wichte von Wasser keiner nennenswerten Streuung, die den Ansatz eines Teilsicherheitsbeiwertes in der vorgegebenen Größe rechtfertigt. Zweitens beträgt die Differenz zwischen Hochwasserständen und Vollstau auch bei großen Talsperren in Deutschland in der Regel nicht wesentlich mehr als 2 m, was bei einem 70 m hohen Absperrbauwerk zu einer Laststeigerung von knapp 6 % führen würde und eben nicht 35 % oder gar 50 % Laststeigerung, die sich aus Anwendung der Teilsicherheiten nach Eurocode 0 (Nachweisverfahren 2) für ständige bzw. veränderliche Einwirkungen ergäben.
In die aktuelle Fassung der DIN 19 700-11 von 2004 hat daher eine Formulierung Eingang gefunden, die die Anwendung des Teilsicherheitskonzeptes beim Nachweis von Talsperren ausdrücklich erlaubt, jedoch für Wasserlasten einen Teilsicherheitsbeiwert von 1,0 vorsieht (Absatz 7.1.2.6). Gleichzeitig wird ein Sicherheitsniveau gefordert, das dem der Gesamtsicherheiten gleichwertig ist. Somit ist die ungünstige Haupteinwirkung bereits mit der Teilsicherheit 1,0 belegt, wodurch die Teilsicherheit für die Beanspruchbarkeit im Prinzip automatisch die vormalige Gesamtsicherheit abdecken muss.
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
| Quelle: | Wasserwirtschaft 12/2014 (Dezember 2014) | |
| Seiten: | 6 | |
| Autor: | Dipl.-Ing. Frank Roesler  Maximilian Knallinger | |
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