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Tragwerke werden mit Hilfe von statischen Berechnungen zunächst auf die Tragfähigkeit hin untersucht. Die Bemessungswerte der Bauteilwiderstände richten sich nach den maximalen Schnittgrößen, die hinsichtlich der ungünstigen Kombination der möglichen äußeren Lasteinwirkungen entstehen können. Zusätzlich wird ein risikoabhängiger Sicherheitsfaktor und gegebenfalls ein Faktor für Wechsellasten berücksichtigt.
Zusätzlich zur Tragfähigkeit des Bauwerks ist die Gebrauchstauglichkeit nachzuweisen. Zur Gebrauchstauglichkeit heißt es in der maßgebenden Norm DIN 1055-100:
Merke
„Ein Bauwerk muss so entworfen und ausgeführt werden, dass es während der vorgesehenen Nutzungsdauer neben seiner Tragfähigkeit auch seine Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit bei angemessenem Unterhaltungsaufwand behält."
– DIN 1055-100[2]
Bei der Bemessung von Tragwerken wird zwischen den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit unterschieden.
Grenzzustände der Tragfähigkeit
Die Grenzzustände der Tragfähigkeit beinhalten alle Grenzzustände, welche die Sicherheit des Tragwerks und/oder die Sicherheit von Personen betreffen. Hierzu gehören
- der Verlust des statischen Gleichgewichts (Lagesicherheit),
- das Versagen durch übermäßige Verformungen,
- ein Bruchzustand oder eine instabile Lage
- das Versagen durch Materialermüdung
des Tragwerks oder eines seiner Teile.
Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Die Grenzzustände der Gebrauchstauglichekeit beinhalten alle Grenzzustände, welche die einwandfreie Funktion des Tragwerks unter normalen Gebrauchsbedingungen, das Wohlbefinden der Personen, die zur planmäßigen Nutzung des Bauwerkes gehören oder das Erscheinungsbild des Bauwerks betreffen.
Die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit sollen die Verformung, die Verschiebung und die Schwingung von Tragwerken und ihren Teilen begrenzen.
Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit ist deswegen notwendig, weil die Grenzzustände der Tragfähigkeit (GZT) und die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit nicht proportional zueinander sind.
Hinweis
Die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit sind i.d.R. höher, als die Anforderungen an die Tragfähigkeit.
Um ein Tragwerk gebrauchstauglich zu konstruieren, müssen innerhalb der Baustatik die Tragwirkungen untersucht und das Tragverhalten berechnet werden. Hierfür verwendet man ein Tragwerksmodell (auch: statisches System).
