Was ist Redundanz?

Redundanz in einem Tragwerk ist das Vorhandensein von mehr Lastpfaden, als für das Gleichgewicht zwingend erforderlich sind: das Tragwerk ist statisch unbestimmt, sodass sich die Kräfte beim Ausfall eines Bauteils entlang eines alternativen Lastpfads umlagern können. Redundanz ist eines der Mittel, um Robustheit zu erreichen, aber nicht dasselbe wie Robustheit.

Robustheit und fortschreitender Einsturz

Ein Tragwerk gilt als robust, wenn es das Fortschreiten eines Versagens verhindern oder deutlich begrenzen kann, indem sich die inneren Kräfte bei örtlichem Versagen oder bei einem erheblichen Abfall des Widerstands an einer Stelle umlagern.

Der Grundsatz hinter dem Eurocode lautet: ein Tragwerk ist so zu entwerfen, dass es bei einem außergewöhnlichen Ereignis nicht in einem Maß beschädigt wird, das zur ursprünglichen Ursache unverhältnismäßig ist. Historischer Auslöser dieser Regelungen ist der Einsturz des Wohnhochhauses Ronan Point im Jahr 1968, bei dem eine Gasexplosion in einer einzelnen Wohnung eine ganze Gebäudeecke mitriss.

Der Eurocode-Rahmen

Außergewöhnliche Einwirkungen behandelt EN 1991-1-7. Die Schadensfolgeklassen CC1, CC2 und CC3 sind in EN 1990 Anhang B angelegt; EN 1991-1-7 Anhang A arbeitet sie für Hochbauten aus und teilt CC2 in CC2a und CC2b.

Schadensfolgeklasse	Was verlangt wird
CC1	Keine besondere Betrachtung außergewöhnlicher Einwirkungen. Es genügen die Robustheits- und Stabilitätsregeln der Eurocodes selbst
CC2a	Wirksame horizontale Zuganker, oder wirksame Verankerung der Decken an den Wänden
CC2b	Horizontale und vertikale Zuganker. Alternativ der Nachweis, dass bei gedanklichem Entfernen einer Stütze oder eines Wandabschnitts der Schaden begrenzt bleibt. Gelingt das nicht, ist dieses Bauteil als Schlüsselbauteil zu bemessen
CC3	Systematische Risikoanalyse für vorhersehbare und unvorhersehbare Ereignisse, bei Bedarf mit verfeinerten Methoden wie dynamischer Analyse und nichtlinearen Modellen

Schadensfolgeklasse

Was verlangt wird

CC1

Keine besondere Betrachtung außergewöhnlicher Einwirkungen. Es genügen die Robustheits- und Stabilitätsregeln der Eurocodes selbst

CC2a

Wirksame horizontale Zuganker, oder wirksame Verankerung der Decken an den Wänden

CC2b

Horizontale und vertikale Zuganker. Alternativ der Nachweis, dass bei gedanklichem Entfernen einer Stütze oder eines Wandabschnitts der Schaden begrenzt bleibt. Gelingt das nicht, ist dieses Bauteil als Schlüsselbauteil zu bemessen

CC3

Systematische Risikoanalyse für vorhersehbare und unvorhersehbare Ereignisse, bei Bedarf mit verfeinerten Methoden wie dynamischer Analyse und nichtlinearen Modellen

Zuganker haben die Aufgabe, Stützen und Wandelemente an das Tragwerk anzubinden, damit ein örtlicher Ausfall nicht sofort ein frei hängendes oder frei fallendes Bauteil erzeugt.

Wie du Redundanz im Entwurf erzeugst

Statisch unbestimmte Systeme wählen, etwa Durchlaufträger statt einer Kette von Einfeldträgern.

Anschlüsse durchlaufend ausbilden, damit sich Kräfte überhaupt umlagern können.

Zuganker konsequent durchführen, horizontal wie vertikal, und die Verankerung prüfen.

Schlüsselbauteile identifizieren, also Bauteile ohne Ersatzlastpfad, und sie gesondert bemessen.

Welche Ausgabe gilt

Das Beschriebene gibt die Systematik der Ausgabe von EN 1991-1-7 aus dem Jahr 2011 wieder. Im Rahmen der zweiten Generation der Eurocodes ist 2025 eine neue Ausgabe von EN 1991-1-7 veröffentlicht worden. Prüfe bei einem konkreten Projekt daher immer, welche Ausgabe und welcher Nationale Anhang vertraglich für anwendbar erklärt sind.