Noch gibt es einen großen Bestand von Bauwerken aus Eisenbetonkonstruktionen. Entstanden ist diese Bauart Anfang des 20. Jahrhunderts in unterschiedlichster Art und ohne Regeln und Vorschriften.
In Straßburg wurde 1898 ein Speichergebäude als eines der ersten monolithischen Eisenbetonbauwerke erbaut. Anfangs gab es noch keine wissenschaftlichen Grundlagen für die statische Berechnung. Die Pioniere auf diesem Gebiet waren die Bauingenieure Mathias Koenen und Gustav Adolf Wayss. Sie schufen die Grundlagen für eine praktikable Berechnung von Eisenbetonkonstruktionen.
Aufgrund fehlender Kenntnisse gab es in den Anfängen zahlreiche Gebäudeeinstürze. So kam es am 9. Mai 1909 zum Einsturz der Görlitzer Musikhalle. Fünf Menschen kamen dabei ums Leben und am Gebäude wurden erhebliche Schäden festgestellt. Die Ursache waren laut Fachpresse Fehler an der Dachkonstruktion in Eisenbetonbauweise.
Für die Praxis mussten daher verbindliche Vorschriften und Regelwerke geschaffen werden. 1906 wurde auf Veranlassung des Deutschen Betonvereins in Zusammenarbeit mit staatlichen Behörden und wirtschaftlichen Vereinigungen der Deutsche Ausschuss für Eisenbeton gegründet. 1907 wurden in Preußen die ersten Vorschriften für Eisenbeton „Bestimmungen für die Ausführungen von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten“ als verbindliche Regeln veröffentlicht. In der Folgezeit erfolgte immer wieder eine Anpassung der Vorschriften und Regelwerke nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen.
Aufgrund der damaligen Patentgesetzgebung gab es eine Vielzahl von Eisenbetonbauweisen. Der Begriff Stahlbeton wurde erst um 1940 allgemein üblich.
Leistungsfähige Zemente halten Druck aus
Im 19. Jahrhundert wurden leistungsfähige Zemente entwickelt. Dadurch war eine breite Anwendung im Bauwesen möglich. Die Druckfestigkeit wurde durch Laborversuche in der Regel anhand von 28 Tage alten Würfelproben ermittelt. Die Mindestdruckfestigkeit lag bei allgemeinen Konstruktionen bei 15 MN/m² und für Stützen bei 18 MN/m².
Qualität und Formen der Bewehrungseisen waren beim Eisenbeton sehr unterschiedlich. Die gesetzlich zulässige Stahlspannung wurde zum Beispiel 1914 in Preußen mit 100 MN/m² auf Druck festgelegt. Die zulässigen Spannungen des Eisenbetons wurden 1911 im Allgemeinen Baugesetz für das Königreich Sachsen veröffentlicht. Die Druckspannung bei Biegung betrug 4,0 MN/m² und für Zugbeanspruchungen 100 MN/m². Bei höherer Druckfestigkeit des Betons war ein zulässiger Wert bis 5,0 MN/m² möglich. Die zulässigen Spannungen wurden ebenfalls vom Deutschen Ausschuss für Eisenbeton auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse immer wieder angepasst. Erst 1932 wurden von den Reichs- und Staatsbehörden diese Vorgaben als Baupolizeivorschriften DIN 1045 eingeführt.
Bereits 1907 hatte der Deutsche Ausschuss für Eisenbeton für Verkehrslasten den Wert von 10 kN/m² für die ungünstigste Laststellung festgelegt, um Berechnungen durchführen zu können. 1914 bestimmte der gleiche Ausschuss, dass bei Berechnungen durchgehender Tragwerke stets die ungünstigste Stellung der Verkehrslast anzunehmen sei. Auch diese Werte wurden später kontinuierlich angepasst.
Es gab viele unterschiedliche Konstruktionsarten
In den ersten Jahren des Eisenbetonbaus waren die Konstruktionsarten der einzelnen Bauteile unterschiedlich. Bei Massiv- decken nannte Kolbe schon 1913 über 120 verschiedene Arten. Auch bei anderen Bauteilen wie Säulen, Treppen oder Gründungen gab es eine große Zahl unterschiedlicher Konstruktionsbauweisen. Die Gründe hierfür lagen in den Bewehrungsarten und vielen patentierten Eisenbetonbauweisen.
Bei den Stahlbetonrippendecken sind beispielhaft die Koenensche Plandecke oder das Hennebique-System zu nennen. Die Berliner Baupolizei definierte 1913 diese Deckenart wie folgt: „Unter Eisenbetonrippendecke [...] werden solche Decken verstanden, bei denen ihr Querschnitt in kleine Plattenbalken aufgelöst ist.“
Die Koenensche Plandecke wurde häufig angewendet. Die Eisenstäbe hatten einen Durchmesser von fünf bis zu 13 Millimetern und wurden in Abständen von sechs bis zehn Zentimetern verlegt. Sie waren an beiden Enden des Doppel-T-Trägers gebogen. Die Stärke der Platte betrug sechs bis zehn Zentimeter und konnte Lasten bis zu 60 kN/m² aufnehmen.
Beim Hennebique-System handelt es sich um eine Verbundkonstruktion von Decke und Stützen. Zur Aufnahme von Zugspannungen wurden gerade und gebogene Eisenstäbe verwendet, während flache Eisenbügel die Druckspannungen aufnahmen. Das Hennebique-System wurde nach seiner Patentierung europaweit häufig angewendet. Im Deutschen Reich gab es zahlreiche Lizenznehmer dieser Bauweise und somit gab und gibt es eine Vielzahl von Gebäuden unterschiedlichster Nutzung.
Neben den Eisenbetonrippendecken wurden oft bewehrte Vollplatten angewendet. Grundlage waren die Patente von Monier. Für Deutschland erwarb Wayss 1886 dieses Patentrecht. Bei dieser Eisenbetonkonstruktion wurde die Bewehrung ein Sechstel von der Unterkante der Platte entfernt eingelegt. Die zulässige Zugspannung lag bei 750 kg/ cm ² und die zulässige Druckfestigkeit des Betons betrug 30 kg/cm².
Stützen aus Eisenbeton wendete man schon frühzeitig an. Durch ihre große Tragfähigkeit wurden sie hauptsächlich in Fabrikgebäuden und Lagerhäusern errichtet. Aber auch bei Warenhäusern und Bürogebäuden führte man Stützen in Eisenbetonbauweise aus. Die Querschnittsformen reichten von quadratischen über rechteckige zu runden. Die Bewehrung wurde hauptsächlich in drei Arten ausgeführt. Eine Form war die bügelbewehrte Stütze. Sie enthielt Längsstäbe und Bügel. Bei umschnürten Stützen wurden Spiralen oder Ringe im Kreis um die Längsbewehrung angeordnet. Die dritte Hauptart der Bewehrung war die steife Bewehrung. In diesen Stützen wurde neben einer Längs- und Bügelbewehrung aus Rundstahl auch ein Gerüst aus Formstählen eingebaut.
Dieser Beitrag ist Teil eines Artikels aus B+B BAUEN IM BESTAND, Ausgabe 5. 2012
Autor: Lutz Reinboth