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Schlank und tragfähig

Beton- und Bodensanierung im Deutschen Museum München: Tragwerksverstärkung und Brandschutz

Bei der Sanierung des Deutschen Museums in München war unter anderem die Tragfähigkeit des Skelettbaus zu erhöhen. Dabei galt es zugleich, eine schlanke Bauweise zu wählen, um auch das typische Bild des historischen Bauwerks zu erhalten. Diese komplexe Aufgabe lösten die Planer mit Tragwerksverstärkungssystemen von StoCretec, die mit carbonfaserverstärkten Lamellen und verklebten Stahllaschen eine Erhöhung der statischen Tragfähigkeit bei nur geringfügiger Veränderung der Bauteilgeometrie ermöglichen.

Das Deutsche Museum in München wird bereits seit 2006 saniert. Bis 2028, dem Jahr seines 125. Jubiläums, sollen die Arbeiten abgeschlossen sein. Der Besuch der Ausstellungen auf rund 25.000 Quadratmetern Fläche bleibt durchgehend möglich.

Im Rahmen der Modernisierung erfolgte eine Nachrechnung der Bestandsstatik von 1910. Diese ergab die Notwendigkeit, das Tragwerk statisch zu verstärken, um heutige normative Anforderungen an die Tragfähigkeit zu erfüllen. Bei dem historischen Bauwerk handelt es sich um eine Skelettbauweise aus bewehrtem Beton. Es gibt keine tragenden Wände. Das Tragwerk besteht aus Decken, Unterzügen und Stützen.
Die Verstärkung der Unterzüge erfolgte durch Biegezugbewehrung aus carbonfaserverstärkten Kunststofflamellen (CFK) mit dem System StoConcrete Carbon Plate und Querkraftbewehrung aus verklebten Stahllaschen mit StoConcrete Steel Plate. Sie ermöglichen eine statische Verstärkung, die sich an die bestehende schlanke Architektur anpasst.

Das System StoConcrete Carbon Plate hat ein geringes Eigengewicht, erhöht also kaum die ständigen Lasten der tragenden Bauteile. Es ist schnell und ohne größere Beeinträchtigung durch Staub und Schmutz zu installieren. Nach wenigen Tagen sind die verstärkten Bauteile voll belastbar. Es ist flexibel und auch an schwer zugänglichen Bereichen applizierbar. Die CFK-Lamellen werden vor Ort zugeschnitten und lassen sich so an individuelle Erfordernisse anpassen.

Zur Berechnung der Genehmigungsstatik setzten die Tragwerksplaner der PBG Planungsgruppe Bachmann die Software „FRP Lamella“ von S&P Clever Reinforcement ein.

Zur Instandsetzung sowie als Unterbau für die CFK-Lamellen kamen StoCrete TG 203 und StoCrete TS 100 (StoCretec) zum Einsatz. Der Reparaturmörtel StoCrete TG 203 dient der lokalen Reprofilierung. Er lässt sich manuell sehr gut verarbeiten – auch über Kopf. Der kunststoffmodifizierte Betonersatz verfügt über hohes Standvermögen und haftet sehr gut auf dem Betonuntergrund. StoCrete TS 100 ist ein Trockenspritzmörtel. Er eignet sich für die großflächige Erhöhung der Betondeckung ebenso wie für die lokale Reprofilierung. Polypropylenfasern sorgen für die speziellen Brandschutzeigenschaften, verstärken die Frischmörtelstruktur und gestatten Schichtdicken bis zu 50 Millimeter in einem Arbeitsgang. Beide Systeme eignen sich für die Anwendung bei zusätzlichen Anforderungen an die statische Mitwirkung und zur Reprofilierung des Untergrundes im Rahmen der Tragwerksverstärkung mit geklebter Bewehrung aus CFK-Lamellen.

Die umfassend brandgeprüften Betonersatzsysteme stellen den Feuerwiderstand der Betonbauteile wieder her. Das Instandsetzungssystem StoConcrete Repair Prime TG 203 ist gemäß EN 13501-1 in die Baustoffklasse A2-s1, d0 eingeordnet. StoConcrete Repair Prime TS 100 entspricht der Feuerwiderstandsklasse F 90 und der Baustoffklasse A1.


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Systemeigenschaften:

StoConcrete Carbon Plate
- CFK Verstärkungssystem, geklebt
- Hohe Stabilität bei geringem Gewicht
- Korrodiert nicht
- Schnelle Verarbeitung
- Hohe Flexibilität im Einsatz
- Problemlose optische Integration ins Bauwerk
- Allgemeine Bauartgenehmigung (aBG)

StoConcrete Steel Plate
- Geklebtes Verstärkungssystem
- Bauaufsichtlich geprüft
- Wirtschaftlich, effizient
- Optisch unauffällig
- Kombinierbar mit StoConcrete Carbon Plate


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Bautafel

Objekt: Deutsches Museum, München
Bauherr: Deutsches Museum AöR, München
Planer: ARGE Planungsgruppe Bachmann GmbH (PBG) mit henke rapolder frühe Ingenieurgesellschaft mbH, München
Verarbeiter: Klempt & Geotec GmbH, Neufinsing

StoCretec-Kompetenz:

Tragwerksverstärkung:
StoConcrete Carbon Plate:
- Verstärkungselement Sto S&P CFK Lamelle
- Kleber StoPox SK 41
- Korrosionsschutz StoPox ZNP

StoConcrete Steel Plate:
- Kleber StoPox SK 41
- Verstärkungselement Stahllaschen

Betoninstandsetzung:
StoConcrete Repair Prime TG 203
- Korrosionsschutz StoCrete TK
- Haftbrücke StoCrete TH 200
- Reparaturmörtel StoCrete TG 203

StoConcrete Repair Prime TS 100
- Korrosionsschutz StoCrete TK
- Trockenspritzmörtel StoCrete TS 100

StoConcrete Repair Prime SM
- Korrosionsschutz StoCrete TK
- Schnellreparaturmörtel StoCrete SM


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Systemaufbau StoConcrete Carbon Plate: 1 Untergrund 2 Kleber 3 CFK-Lamelle
Frei gelegter Bewehrungsstahl wurde mit dem Korrosionsschutz StoCrete TK versehen.
Die Unterzüge wurden mit den Systemen StoConcrete Carbon Plate (Biegezugbewehrung) und StoConcrete Steel Plate (Querkraftbewehrung) verstärkt. Bilder: StoCretec