Um detaillierte Mauerwerksberechnungen durchführen zu können, werden die Grundlagen zu Gewölben und deren Baumaterialien gezielt erörtert. Diese Arbeit beschäftigt sich primär mit Berechnungsansätzen und Sanierungskonzepten von Ziegelgewölbetragwerken in Bezug auf den Anwendungsfall gründerzeitlicher Wiener Altbauten. Ziel der Arbeit ist es Stärken und Schwächen von unterschiedlichen praxisorientierten Berechnungsmethoden aufzuzeigen. Folgende Konzepte kommen dabei zur Anwendung: die Stützlinientheorie, die Finite Elemente Analyse und die Stabwerksorientierte Traglastanalyse. Das Studium der Geschichte des Gewölbes und die umfassende vor Ort Analyse in Kombination mit Laborversuchen aus Probeentnahmen sind als gute Basis für spätere Berechnungen sehr wichtig. Auch der Bezug zu älteren einfacheren baustatischen Modellbildungen ist für die heutzutage weiterentwickelte Beurteilung der Standsicherheit jedenfalls von großer Bedeutung. Der Einsatz von linearen Stabwerksprogrammen ist für bestimmte Gewölbeformen und deren Lasteinwirkungen mit groben Überschätzungen der rechnerisch ermittelten Tragfähigkeit verbunden. Nichtlineare Statiksoftware eignet sich sehr gut für die Ermittlung der Tragsicherheit, trotzdem ist Vorsicht bei der Materialdefinition geboten. Das Tragverhalten von Gewölbetragwerken hängt maßgebend von der Steifigkeit der umliegenden Bauteile ab. Die Dimension der Materialmodelle grenzt die auftretenden Spannungen und das daraus resultierende Versagen ein. Sanierungsvarianten sollten stets auf den Erkenntnissen einer möglichst realitätsnahen Nachberechnung des betreffenden Gewölbes aufbauen. Mithilfe eines kraftschlüssigen Verbundes zum Gewölbemauerwerk kann einerseits weitere Redundanz im Versagensfall, andererseits besseres Verformungsverhalten sichergestellt werden. Die Biegesteifigkeit des Verstärkungsbauteiles steuert welchen Anteil das Gewölbe selbst zu tragen hat.
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By means of introduction the basics of vaults and their construction materials are discussed to perform detailed masonry calculations. This thesis primarily deals with calculation approaches and reconstruction concepts for brick vaults especially the case of old buildings constructed during the years of rapid industrial expansion in Vienna at the end of the 19th century. The aim of this thesis is to consider the merits and demerits of different practiceoriented calculation methods. Following concepts are analysed: theory of the thrust line, finite element method and framework design of load-bearing capacity analysis. Both the study of the historical development of vaults and the extensive in situ analysis combined with laboratory test of sample takings are indispensable for subsequent calculations. In addition the reference to simpler, older structural engineering modelling is of great importance to today-s improved assessment of stability and structural safety. The application of linear framework programs for certain vault patterns and their load effects often leads to gross overestimations of the calculated load capacity. Non-linear software for structural engineering calculations proves very appropriate for investigations of the structural safety. Nevertheless, the material definitions have to be considered carefully. The load-bearing behaviour of vaults depends to a high degree on the rigidity of the adjacent building components. The dimension of the material models limits the upcoming stress and the possible resulting collapse. Renovation options ought to be based on the knowledge of simulations close to reality. A force-fitted bond to the vaulted constructions ensures not only further redundancy in case of collapse but also better deformation behaviour. The flexural rigidity of the reinforcing building component determines which proportion the vaults as such have to support.
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Zusammenfassung in englischer Sprache Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
