Teilsicherheitskonzept

2025-06-04T11:46:58Z

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Das '''Teilsicherheitskonzept''' ist ein Konzept für die Berechnung der [[Standsicherheit]] von [[Bauwerk]]en und ein Ergebnis der [[Normung #Europäische Normung|europäischen Normung]] für das [[Bauwesen]]. Das [[Formelzeichen]] für den Teilsicherheits[[beiwert]] in [[Statische Berechnung|statischen Berechnungen]] ist lt. [[Eurocode 0]] der [[Griechisches Alphabet|griechische Buchstabe]] „<math>\gamma</math>“ ([[Gamma]]).<ref>{{Literatur |Autor=Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN |Hrsg=Normenausschuss Bauwesen im DIN |Titel=DIN EN 1990 |Sammelwerk=www.beuth.de |Band=German version EN 1990:2002 + A1:2005 + A1:2005/AC:2010 |Nummer= |Verlag=Beuth |Ort=Berlin |Datum=2011 |ISBN= |Seiten=112}}</ref>

== Geschichte ==
Um Handelshindernisse abzubauen und [[Ausschreibung]]en zu harmonisieren, sollte ein einheitlicher europäischer Standard erreicht werden. Deshalb mussten die national unterschiedlichen technischen Regeln angeglichen werden. Daraus wurden die [[Eurocode]]s, die erste Generation [[Europäische Norm|europäischer Normen]] in den 1980er Jahren.

Zu Beginn der Arbeit an den Normen gab es keine Einigung, welches der damals vorhandenen verschiedenen nationalen Konzepte als Vorlage für ein europäisches Bau-Normungs-Konzept gelten solle.

Ein durchgängiges, für alle neues Konzept, das Teilsicherheitskonzept, war die einzige Lösung. Das erforderliche Sicherheitsniveau für ein Bauwerk oder [[Bauteil (Bauwesen)|Bauteil]] sollte dabei dadurch erreicht werden, dass man alle [[Einflussgröße]]n genau untersucht und ihnen Teilsicherheiten zuordnet – deshalb der Name Teilsicherheitskonzept.

== Erläuterung ==
Auf ein Bauteil wirkt eine [[Belastung (Technische Mechanik)|Belastung]] ([[Einwirkung (Statik)|Einwirkung]]), deren Größe [[statistische Verteilung|statistisch verteilt]] ist, z. B. mit einer [[Normalverteilung]], bzw. so angenommen wird. Die Belastung hat einen [[Mittelwert]] oder anderen charakteristischen Wert und [[Streuung (Statistik)|streut]] darum mit einer [[Empirische Standardabweichung|Standardabweichung]]. Der Widerstand des Bauteils, dieser Belastung zu widerstehen, ist ebenfalls statistisch verteilt; auch er hat einen Mittelwert und eine Standardabweichung.

Die beiden Verteilungen überschneiden sich mit einer kleinen Schnittmenge, in deren Bereich das Bauteil [[Mechanisches Versagen|versagen]] würde. Im Bauwesen ist in der Regel eine sehr kleine Versagens[[wahrscheinlichkeit]] von etwa 1·10<sup>−6</sup> akzeptabel, d. h., dass von 1 Million gleichartigen und gleichartig [[Belastung (Physik)|belasteten]] Bauteilen eines versagt. Deshalb müssen die Mittelwerte von Beanspruchung und Widerstand soweit auseinanderliegen, dass die Schnittmenge so klein ist, dass sie dieser gewünschten geringen Versagenswahrscheinlichkeit entspricht. In diesem Fall hätte man die [[Sicherheitsfaktor|Sicherheit]] 1, weil gerade der Grenzfall der Mindest-Sicherheit erreicht ist.

Zusätzlich braucht man noch eine höhere Sicherheit. Diese erreicht man, indem man
* die Einwirkungen bzw. Belastungen mit Teilsicherheitsbeiwerten multipliziert (und damit erhöht) oder
* die Widerstände durch andere Teilsicherheitsbeiwerte dividiert (und damit vermindert).
Dabei hat jede Einflussgröße (Einwirkung bzw. Widerstand) ihren eigenen Sicherheitsbeiwert, der jeweils entsprechend der statistischen Streuung und der möglichen Ermittlungsgenauigkeit der Einflussgröße festzulegen ist.

Auch mit diesen Teilsicherheiten muss nun die Versagenswahrscheinlichkeit immer noch geringer als 1·10<sup>−6</sup> sein, darin besteht der [[Sicherheitsnachweis|Nachweis]].

== Neue Normen ==
Im Rahmen der europäischen Standardisierung und Harmonisierung wurden bereits eine Reihe neuer, grundlegender Normen verabschiedet oder als Entwurf vorgelegt, die auf dem [[Semiprobabilistisches Teilsicherheitskonzept|semi-probabilistischen Teilsicherheitskonzept]] beruhen. Die früheren Normen basierten auf einem globalen ([[deterministisch]]en) Sicherheitskonzept. Dieser Wechsel hat erhebliche Auswirkungen auf die [[Bemessung (Ingenieurwesen)|Bemessung]] von Bauwerken und Bauteilen, da sich aufgrund des neuen Verfahrens veränderte Berechnungs[[algorithmus|algorithmen]] ergeben.

Die Neufassungen verschiedener deutscher Normen gehören bereits zur neuen Normengeneration und basieren auf dem Teilsicherheitskonzept, zum Beispiel:
*[[DIN-Norm|DIN]] 1045-1 [[Tragwerk (Bauwesen)|Tragwerke]] aus [[Beton]], [[Stahlbeton]] und [[Spannbeton]]: Bemessung und Konstruktion Entwurf
*DIN 1052 Entwurf, Berechnung und Bemessung von [[Holzbau]]werken
*DIN 1054 Zulässige Belastung des [[Baugrund]]s
*DIN 1055 Einwirkungen auf [[Tragwerk (Bauwesen)|Tragwerke]]
*DIN 18800 [[Stahlbau]].
Die [[Europäische Norm|EN]] 1990 „Grundlagen der [[Tragwerksplanung]]“ legt Prinzipien und Anforderungen für die Tragsicherheit, [[Gebrauchstauglichkeit (Bauwesen)|Gebrauchstauglichkeit]] und [[Dauerhaftigkeit]] von Tragwerken fest, beschreibt die Grundlagen der Tragwerksplanung und gibt Hinweise zu den dafür anzuwendenden [[Zuverlässigkeit (Technik)|Zuverlässigkeits]]<nowiki></nowiki>anforderungen. Damit werden die Grundlagen für die europäischen Grundnormen im Bauwesen EN 1991 bis EN 1998 definiert.

== Schwierigkeiten ==
Der Ausgangspunkt für das neue Konzept ist weitgehend anerkannt, aber die Schwierigkeiten stecken im Detail:
* Von zentraler Bedeutung für [[Tragfähigkeit (Technik)|Tragfähigkeits]]<nowiki/>nachweise nach dem Teilsicherheitskonzept ist die Festlegung der charakteristischen Werte von Kenngrößen. Ganz allgemein soll der charakteristische Wert von Kenngrößen ein vorsichtiger [[Schätzwert]] des Mittelwertes sein. Die charakteristischen Größen und Mittelwerte sind aber oft nicht gut genug bekannt, weil es nicht genug [[Stichprobe]]n für eine [[statistisch]]e Auswertung gibt.
* Die ungünstigen Einwirkungen sollen um bestimmte Teilsicherheitsbeiwerte erhöht werden – aber es ist nicht immer klar, welche Einwirkungen günstig und welche ungünstig sind, z. B. beim [[Erddruck]].
* Normalerweise muss man verschiedene [[Lastfall|Lastfälle]] mit verschiedenen Sicherheiten nachweisen. Dabei muss man sich plausibel machen, dass man in verschiedenen Lastfällen unterschiedliche [[Materialkennwert]]e berücksichtigen muss.
* Wie bei fast jeder wesentlichen Normänderung wird sich eine Bemessung nach dem aktuellen [[Semiprobabilistisches Teilsicherheitskonzept|semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzept]] von einer Bemessung nach dem alten [[deterministisches Teilsicherheitskonzept|deterministischen Teilsicherheitskonzept]] unterscheiden. Oft erlauben neuere Bemessungsmethoden komplexere Ansätze, die eine höhere Ausnutzung und somit eine höhere Belastung erlauben; andererseits werden meistens, aufgrund von [[Schadensfall|Schadensfällen]] und von steigenden Sicherheitsanforderungen, auch die Sicherheitsstandards erhöht, wodurch ein Sicherheitsnachweis von bestehenden Bauwerken nach aktueller Normung vielmals nicht mehr möglich wäre.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Normung]]
[[Kategorie:Baustatik]]

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