
S&P Asphaltbewehrungen
Vorbituminierte Bewehrungsgitter
Historische Bauten
Der als Museums- und Ausstellungshalle genutzte Kuppelbau lockt jährlich viele Tausend Besucher an und zählt zu den touristischen „Perlen“ am historischen „Eselsweg“ zum Drachenfels. Seit Jahrzehnten widmet sich die Eigentümerin Marlies Blumenthal dem Erhalt des Gebäudes – bislang fehlten allerdings die finanziellen Mittel für eine denkmalgerechte Grundinstandsetzung.
Die Nibelungenhalle weist an zahlreichen Stellen Bauschäden auf. So ist das Kuppeldach undicht. Ursprünglich sollte es mit Kupfer verkleidet werden, dafür fehlten aber schon beim Bau der Halle die finanziellen Mittel. Die im Dach angebrachten Lichtflutungen für die Gemälde und 12 Scheiben mit den Sternkreiszeichen in der Kuppel wurden beschädigt und konnten bis heute nicht wieder hergestellt werden. Auch Gemälde bedürfen der Restaurierung, weil sie unter dem Wasser gelitten haben, das durch die undichten Stellen im Dach eingedrungen ist.
In einem ersten Bauabschnitt soll die Kuppelkonstruktion saniert werden. Weiteren Schäden im prominenten Innenraum und an den historischen Gemälden durch eindringendes Niederschlagswasser kann damit nachhaltig vorgebeugt werden.
Das Sanieren der Kuppelkonstruktion und die damit verbundene Vordoppelung der Last stellt von vorne herein eine Herausforderung an die Statik dar.
Das dreigliedrige Gebäude besteht aus einem sechseckigen Zentralbau aus Drachenfels-Trachyt, dem Hauptbaustoff des Kölner Doms, der eine hohe doppelschaligen Kuppel aus Eisenbeton trägt, einer Apsis und einer wuchtigen Eingangshalle mit Tonnengewölbe. Das Gewölbe des Zentralbaues ruht auf 6 massiven Betonsäulen. Zwischen den Säulen spannen sich 6 tragende Stahlbetonunterzüge auf denen sich wiederum die Kuppel auflegt. Diese Unterzüge lagern sich selbst auf abgestuften Konsolen auf, die aus den Säulen herausragen. Um die Raumwirkung stärker einer überkuppelten Rotunde anzunähern, hat der Architekt noch 6 nichttragende Stahlbetonbalken in der Unterzugsebene eingefügt. Diese lagern sich auf einer dritten, in den Innenraum hervorspringenden Konsole auf und lassen ein regelmäßiges 12-Eck, ein sogenanntes Dodekagon, entstehen.
Die Sanierung des Daches hat das Ziel die ursprünglich geplante Dachverkleidung mit Kupfer oder Blei jetzt aufzubringen. Für diese neue Lastsituation wurden vom federführenden Statiker die 6 tragenden Unterzüge als Schwachstelle ermittelt. Im Unterschied zur Originalstatik (2 handgeschriebene Seiten zur Unterzugsposition) aus dem Jahre 1913 sind die Belastungen und die daraus resultierenden Schnittkräfte doppelt so hoch wie damals.
Um eine Unterzugsverstärkung zu realisieren, die möglichst zerstörungsfrei mit der Bausubstanz umgeht und keine Änderung der Unterzugsgeometrie zur Folge hat, bot sich eine Verstärkung mit CFK-Lamellen an. Für eine Machbarkeitsstudie waren zuerst einmal die Materialkennwerte von Stahl und Beton aus 1913 in ein Verhältnis zu den heutigen zu setzen.
Aus den Bestimmungen des Kgl. Preußischen Ministeriums vom 24. Mai 1907, die damals auch in Königswinter Gültigkeit hatten, konnten zumindest Anhaltswerte für eine Statik nach heutiger Norm hergeleitet werden. Mit einer Betondruckfestigkeit von σB = 30 kg/m²bei einem Sicherheitsbeiwert von γ = 6 (!), was in etwa einer heutigen Zylinderdruckfestigkeit von fck=18 N/mm² entspricht, und einer vergleichbaren Zugfestigkeit des damals gebräuchlichen Stahls von 320 N/mm²konnten die Verstärkungsmöglichkeiten mit CFK-Lamellen ausgelotet werden. Aufgeklebte Lamellen schieden wegen der fehlenden Verankerungslänge aus. Das Bemessen mit Schlitzlamellen führte zu einem positiven Ergebnis. Als nächstes mussten dann die getroffenen Annahmen in der Realität überprüft werden:
Das Ergebnis der Prüfungen:
Ergebnis der Bemessung und Ausführung der Verstärkung:
Sto S&P C-Sheets 640 und Sto S&P CFK Lamellen (Schlitzlamellen).