Tragwerksplanung

Der Begriff »Tragwerksplanung« bezeichnet die ingenieurmäßige Konzeption der Planung sowohl der Tragwirkung als auch der statisch-konstruktiven Durchbildung eines Gebäudes oder Bauwerks, beispielsweise einer Brücke, aber auch eines „normalen“ Einfamilienwohnhauses. Neben dem sicherheitsrelevanten Aspekt der Standsicherheit sind bei der Planung des Tragwerks auch die Wirtschaftlichkeit sowohl bei der Herstellung als auch bei der Nutzung einer Konstruktion, die bauordnungsrechtlichen Anforderungen an den baulichen Brandschutz (z. B. bezüglich der Einhaltung der Feuerwiderstandsdauer statisch tragender Bauteile), die Aspekte des Schallschutzes und der öffentlich-rechtliche Nachweis der Energieeinsparung zu berücksichtigen. Dieser Begriff steht daher für eine umfassende ingenieurtechnische Planung eines Gebäudes, die auch noch die architektonischen Vorgaben und die Nutzerwünsche berücksichtigen muss.

Für die Tragwerksplanung eines Objekts ist folgerichtig der Tragwerksplaner verantwortlich, der besser unter dem umgangssprachlichen Begriff »Statiker« bekannt ist. Gleichwohl ist der Begriff »Statiker« irreführend, gehört doch zu einer umfassenden Planung eines Tragwerks für ein Gebäude oder ein anderes Bauwerk (wie z. B. Brücke, Tunnel, Kläranlage, Staudamm, Windrad usw.) mehr als »nur zu rechnen«. In den Verantwortungsbereich des Tragwerksplaners fallen daher nicht nur die Erstellung von statischen Berechnungen, sondern auch die möglichst wirtschaftliche Umsetzung des Bauwerksentwurfs unter Beachtung der Wünsche des Nutzers (der meist der Bauherr ist) und der Normenvorgaben sowie den auf das geplante Bauwerk möglicherweise von außen einwirkenden Beanspruchungen wie Wind, Schnee, Erdbeben usw. Der Tragwerksplaner ist somit unverzichtbarer Fachplaner des gesamten Planungsteams und verantwortlich für die Einhaltung der öffentlich-rechtlichen Vorschriften, die sich aus dem Bauordnungsrecht ergeben. Je nach Größe des Bauwerks können durchaus auch mehrere Tragwerksplaner zusammenarbeiten, wenn für einzelne Gebäudeteile spezielle Kenntnisse erforderlich sind. Beispiele hierfür sind Stahl-Glas-Fassadenkonstruktionen oder spezielle Tiefgründungen (z.B. Pfahlgründungen) im Hochhausbau oder bei Konstruktionen der Anlagentechnik (Rohrleitungsbau, Hochofenbau, Reaktorbau usw.).

Der Tragwerksplaner ist, wenn er im hoheitlich geregelten Bereich als verantwortlicher Fachplaner tätig wird, zuständig für die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit eines Gebäudes. Je nach Bundesland muss er dabei gegenüber der zuständigen Bauaufsichtsbehörde eine Bescheinigung ausstellen, mit der er bestätigt, dass die Standsicherheit eines Gebäudes rechnerisch nachgewiesen wurde und ggf. weitere bauordnungsrechtliche Belange berücksichtigt worden sind. Er erstellt also die statische Berechnung für ein Bauwerk, setzt dabei die Lasten und Beanspruchungen, die sich in der Regel aus einem immer komplexer werdenden Normenwerk ergeben, auf die statischen Systeme an und ermittelt daraus dann nicht nur Bemessungsschnittgrößen, sondern auch zu erwartende Verformungen. Im Rahmen dieser Berechnungen werden die Querschnitte bemessen (z. B. bei Stahlbetonbauteilen der erforderliche Betonquerschnitt eines Unterzugs oder einer Decke und auch die Größe und Menge der jeweils einzulegenden Bewehrung), aber auch die Anschlussdetails müssen rechnerisch nachgewiesen und unter Beachtung ingenieurtechnischer Grundsätze konstruiert werden. In der Regel werden die Nachweise rechnerisch geführt. In speziellen Situationen können aber auch labortechnische Simulationen des Tragverhaltens einer Konstruktion durchgeführt werden, wenn beispielsweise neuartige Baustoffe oder Bauweisen zum Einsatz kommen sollen und hierfür noch keine oder keine ausreichenden Erfahrungen vorliegen.

Gerade im Hochbau spielen die Aspekte des vorbeugenden konstruktiven Brandschutzes eine große Rolle, sodass dieser bei der Konzipierung des Tragwerks häufig mit zu berücksichtigen ist. Stahlbauteile reagieren dabei besonders empfindlich auf höhere Brandtemperaturen, sodass hierfür oftmals spezielle Brandschutzverkleidungen bei der Bemessung zu berücksichtigen sind. Bei Stahlbetonbauteilen müssen eventuelle Brandeinwirkungen durch die Wahl von größeren Betonquerschnitten, -überdeckungen und Zusatzbewehrung berücksichtigt werden. Holzbauteile müssen bei kritischen Tragkonstruktionen einer speziellen Brandschutzbemessung unterzogen werden. Bei der so genannten »Heißen Bemessung« werden mögliche Brandeinwirkungen auf statisch tragende Bauteile rechnerisch simuliert, woraus sich durchaus auch Änderungen in der Tragkonstruktion ergeben können, um die Widerstandsfähigkeit einer Konstruktion oder eines Bauwerks im Brandfall zu erhöhen. Ziel einer solchen Brandbemessung ist es, für eine gewisse Zeitdauer die Rettung von Menschen und Tieren durch die Feuerwehr zu ermöglichen (z. B. für einen Zeitraum von 90 Minuten). Aber auch herausragende Kulturschätze und wertvolle Bausubstanz müssen besonders gegen Brandeinwirkungen geschützt werden, was ebenfalls in den Aufgabenbereich des Tragwerksplaners fällt und somit in der Tragwerksplanung seinen Niederschlag findet.

Während bis vor etwa 20 Jahren zumindest für das durchschnittliche Einfamilienhaus die dafür erforderliche statische Berechnung manchmal noch vom erfahrenen und qualifizierten Architekten erstellt werden konnte, hat sich dies im Laufe der letzten Jahre entscheidend geändert. Durch die immer komplizierter werdenden Berechnungs- und Bemessungsnormen ist in den vergangenen Jahren der Aufwand für die Erstellung einer statischen Berechnung immer umfangreicher geworden, und dies trotz Einsatz von ebenfalls immer komplexer werdenden Statikprogrammen, die wiederum neue Fehlermöglichkeiten eröffnen. Aus diesem Grunde werden heute statische Berechnungen selbst für einfachere Bauwerke nahezu ausschließlich von Bauingenieuren erstellt, die eine solche Tätigkeit erst nach dem erfolgreichen Abschluss eines Studiums aufnehmen können. Hinzu kommt, dass selbst durch ein erfolgreich absolviertes Studium noch nicht die erforderlichen Praxiskenntnisse vermittelt worden sind, diese erwirbt sich ein Bauingenieur erst im Laufe einer mehrjährigen Praxistätigkeit in einem Ingenieurbüro oder einem technischen Büro eines größeren Baukonzerns, zunächst unter Anleitung erfahrener Kollegen und/oder des Büroinhabers. An dieser Stelle wird in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der heutige Architektengeneration selbst die grundlegenden Kenntnisse der Tragwerksplanung an den Hochschulen nicht mehr vermittelt werden; diese sind somit auch nicht mehr in der Lage, selbst für einfachere Konstruktionen eine statische Berechnung zu erstellen.

Die landläufige Bezeichnung »Erstellung einer statischen Berechnung« für ein Bauvorhaben greift daher viel zu kurz, da mit einer sorgfältigen Tragwerksplanung, die immer in enger Kooperation mit dem Planer (Architekt oder bauvorlageberechtigtem Bauingenieur) erfolgen muss, ganz erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer, die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit eines Bauwerks genommen wird. Wird dagegen lediglich die Standsicherheit eines Bauwerks nachgewiesen, nicht jedoch beispielsweise die bauphysikalischen Schwachstellen (Wärmebrücken) in diese Planung einbezogen und die Details nicht ingenieurtechnisch gelöst, sind neben den Schäden am Bauwerk und den Gesundheitsrisiken (Stichwort: Schimmelpilze!) auch Folgekosten infolge zu hohen Energieverbrauchs zu erwarten.

Eine saubere Tragwerksplanung ist also erheblich mehr als nur der Nachweis der Standsicherheit eines Gebäudes. Im Interesse des Bauherrn sollte es also sein, vom qualifizierten und erfahrenen Bauingenieur eine ordentliche Leistung abzuverlangen. Die Grundlage der zu erbringenden Leistungen im Bereich der Tragwerksplanung sind in der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (kurz: HOAI) in der aktuellen Fassung von 2009 aufgelistet, dort finden sich auch die Vergütungsregelungen für diese Leistungen. Von hier kann nur empfohlen werden, nicht an der falschen Stelle zu sparen und eine »möglichst billige Statik« zu suchen, vielleicht sogar noch von einem Fertigteilhersteller, der grundsätzlich nur seine eigenen Lieferinteressen im Auge hat; dies geht dann aus aller Erfahrung grundsätzlich ausschließlich zu Lasten der Qualität der gesamten statisch-konstruktiven Planung und auch des später ausgeführten Bauwerks!

Sehr große Vorsicht ist also grundsätzlich dann geboten, wenn Ihnen eine Fertigteilfirma eine „billige Gesamtstatik“ anbietet und Sie gleichzeitig auch noch deren Produkte verwenden sollen! Hier bestehen erhebliche Interessenskonflikte zwischen einer wirtschaftlich und statisch-konstruktiv einwandfreien Planung und den Verkaufsabsichten bezüglich der Baustoffe und -materialien. Nur ein von Lieferinteressen unabhängiger beratender Ingenieur (Bauingenieur) sollte daher Ihr Ansprechpartner für eine solche Planung sein, zumal dieser als Freiberufler mit einer 30jährigen Nachhaftung für seine Leistungen einsteht, eine Fertigteil-GmbH jedoch spätestens nach dem ersten größeren Schaden nicht mehr existiert!

siehe auch:
- Bauingenieur
- Bauleiter
- Baumurks
- Baupfusch
- CAD
- Deregulierung
- Ingenieur
- Finite Elemente
- GU
- HOAI
- Planung
- Prüfingenieur für Baustatik
- QS
- Statik
- Vier-Augen-Prinzip