Erstellung von Ist-Geometrien fur strukturmechanische Berechnungen

摘要

Bei Sanierungen und sicherheitsrelevanten Fragen erlangt die Uberfuhrung von Ist-Geometrien der Bauwerke in strukturmechanische Modelle eine immer grossere Bedeutung. Dies gilt insbesondere fur alte, denkmalgeschutzte Bauwerke mit komplexer Geometrie und nur unzureichend bekannten Lastabtragungsverhaltnissen. Fur die Beurteilung des Tragverhaltens stehen oftmals keine ausreichenden Planunterlagen zur Verfugung. Falls statische Berechnungen vorhanden sind, liegen diesen zumeist nur sehr vereinfachte oder nach heutigem Wissensstand unzutreffende Lastabtragungsmodelle zugrunde. So sind fur die Klarung von Schadensursachen oder fur die Planung von Umnutzungen oft genauere Modelle erforderlich, in denen anstelle einer idealisierten die tatsachlich vorhandene Geometrie berucksichtigt wird. Als strukturmechanische Modelle dienen heute fast ausschliesslich Finite-Elemente-Modelle (FE-Modelle), bei der die Wahl der Materialeigenschaften, des Materialmodells, der Vernetzung sowie der Geometrie entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisgute haben. Letztere ist insbesondere bei Schalentragwerken erheblich. Eine wesentliche Aufgabe der Ingenieurgeodasie besteht daher in der Bereitstellung einer approximierten Ist-Geometrie fur die Finiten-Elemente, was eine umfangreiche Planung des Workflows von der geodatischen Aufnahme bis hin zur Ubergabe der Geometrie in ein numerisches Modell erfordert. Als Beispiel fur die dargestellten Erfordernisse wird im Folgenden die Vorgehensweise in dem aktuellen Forschungsvorhaben Sicherung neugotischer Gewolbekonstruktionen (SNG) dargestellt. Das Ziel dieses Projekts besteht darin, ein systematisches Sanierungskonzept fur geschadigte neugotische Kirchen zu entwickeln, was zugleich der Baudenkmalpflege genugt. Am Beispiel der Christuskirche in Hildesheim wird derzeit eine Vorgehensweise entwickelt, bei der die geeignetste Geometrieapproximation fur eine anschliessende FE-Modellierung gefunden werden soll. Die flachenhafte Geometrieaufnahme ist also in erster Linie an spateren strukturmechanischen Modellen auszurichten. Folglich sind die Gewolbe flachenhaft an ihrer Ober- und Unterseite zu erfassen. Hierfur wurde das terrestrische Laserscanning verwendet und die gemessene 3D-Punktwolke anschliessend in ein geeignetes Rechenmodell uberfuhrt.