DIH Solutions - Dienstleistungen im Ingenieurswesen
Konstruktion - Statik - Strukturberechnung
Bauteiloptimierung - Bauwerksprüfung
DIH Solutions, Geschäftsführer Jan-Uwe Lange, Dipl.-Ing. (FH) Maschinenbau - Konstruktion - Berechnungsingenieur
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Vereinfacht hier erklärt!
Wissenswertes über Risse in Baustrukturen
Wodurch entstehen Risse in einer Struktur? – Was sind ihre Ursachen?
Im Gebäudebereich kommen Risse in Wänden und/oder Böden immer dann vor, wenn es Setzungen im
Baugrund gibt. Gründe hierfür können Gewichtsveränderungen im Haus sein, Grundwasser-Absenkungen
in der Nachbarschaft, Grundwasseranhebungen durch Starkregen, falsche oder unzureichend durchgeführe
Strukturveränderungen, Quellung des Bodens (Kalk, Karst) nach Starkregen, Erdfälle (Auswaschungen,
Salzstock, Kalkblasen, alte vergessene bergwerkstollen), Erdbeben, Erschütterungen durch Strassenverkehr,
Baustellen, Hanglagen u. a sein.
Hier treten die Risse dann schlagartig in den in Tragstrukturen und Tragfeldern auf. Die Eigentümer sollten
sofort handeln. Hier bietet sich dann ein Rißfortschrittmonitoring in Form von zwei Papierstreifen mit
Markierungen und Datum, die links und rechts an den Enden jedes Risses platziert werden.
Der Hauseigentümer sollte unbedingt alles Dokumentieren und Sachverständigt zur Hilfe holen.
Achtung! Risse an Bauteilen und Gebäuden weisen auf eine Gefahr hin! Beim Erkennen von Rissen
markieren Sie die Endpunkte mit einem wetterfesten Marker durch Striche, schreiben Datum und Uhrzeit
an beide Endmarken. Kontrollieren Sie die Rissentwicklung nach kurzer Zeit.
Ist (sind) der (die) Riß(e) gewachsen, so ist das Gebäude unverzüglich zu evakuieren.
Rufen Sie die Polizei oder Feuerwehr an. Es besteht unter große Gefahr! Handeln Sie!
Was sagen Risse eigentlich aus? – Was können Sie gegen Risse tun?
An Gebäuden oder ähnlichen Stein/Mörtel-Baustrukturen sind Risse Hinweise auf
fehlendes Tragverhalten in Bauwerksstrukturen (Mauerwerk, Böden, Stahlträger usw).
Hier fehlt die Bindung zu benachbarten Materialien, die eigentlich zusammenhängend sein sollten.
Risse entstehen durch betriebliche Belastungen (Schwingbrüche) oder durch plötzliche
lokal auftrettende Überlastungen, die das Bindevermögen (Scherbruchverhalten
z.B. bei Mauerwerk auf Metallbauteile (Träger) oder an Kerbstellen) auflösen.
Bei Gebäuden sollte beim Erkennen von neuen Rissen deren Endläufe durch Strichmarken
markiert werden. Dabei sind je Marke Datum, Uhrzeit, Länge anzutragen. Alle Risse sind in
kurzen Abständen zu kontrollieren. Vergrössern sich die Risslängen, so besteht absolute
Gefahr und das Gebäude ist zu evakuieren. Es besteht Einsturzgefahr!.
Die Ursache (Setzung, Gleiten, Auswurf von Boden) ist auch hier zu erkunden, aber durch
Sachverständigte von Feuerwehr oder dem Technischen Hilfswerks (THW).
Erst wenn die Ursache erkannt und das Gebäude durch Maßnahmen stabilisiert wurde,
darf es wieder betreten werden. Die Weiternutzung muß ein Gebäudesachverständigter klären.
Ursachen zur Entstehung von Rissen in Metallstrukturen?
Risse in Metallbauteilen entstehen im wesentlichen durch Fehler in der Oberfläche
(Fertigungs- oder Konstruktionsfehler) oder im Werkstoff selbst (Lunker (Urform-Fehler),
durch Versprödung mit z.B. Wasserstoff (Auslegungsfehler)), die dann im Betrieb bei
schwellende oder wechselnde Belastungen wachsen werden bis es zum Gewaltbruch
kommt (Materialermüdung). Aber auch durch ungeplante Betriebs-Zustände durch
Störungen / Defekte bei starken mechanischen Antrieben im laufenden Betrieb können
Bauteil überlasten. Der Bruch erfolgt dann an Entstehungsrissen oder anderen
Schwachstellen (Materialüberlastungen). Schweißfehler sind die wesentliche Ursachen
für viele Schadensfälle laut der Münchener Rückversicherung. Diese werden durch
falsche Geräteeinstellungen (Vorlauf, Ströme, Gasvolumen), falsche Haltung und
Abstand von Düse oder Elektrode, falsche, korrodierte Zusatz-Werkstoffe, feuchte
Umhüllungen, ungenügende Nahtvorbereitungen (grobe oder gebrannte Schnittflächen,
Rost oder liquide Oberflächenrückstände) hervorgerufen.
Diese Fertigungsfehler können durch gute Vorbereitung und fachmännisches Wissen stark
eingegrenzt werden. Viele Schweißfachbetriebe sind daher nach DIN EN 1090 für
bestimmte Schweißausführungen (EXC 1 bis EXC4) zertifiziert / klassifiziert und haben
Schweißfachingenieure mit hoher Erfahrung in Materialwissenschaft, Fügetechniken und
Werkstoffprüfung in der Nutzung von einfachen Prüfverfahren, wie dem Partikel-Eindring-
Verfahren (PT), dem Magnetpulver (MT), der Ultraschall-Prüfung (UT).
Mit den PT und MT Verfahren werden Risse an der Oberfläche erkennbar gemacht, mit
UT-Geräte werden Schweißnähte seitlich mittels Echosignale - Longitudinalwellen „durchleuchtet“.
DIH Solutions ist noch nicht als Schweißfachingenieur zertifiziert, aber während der Ausbildung
zum Ingenieur wurden die o.g. Schlüsselprüfungen mit sehr guten Abschluß erreicht und wir
bilden uns über Neuerungen ständig weiter. Wir nutzen bei aufwändigen Bauwerken ein
FEM-Tool (ANSYS), um an Schweißnähte, die dortigen Belastungen über die anliegenden
Schnittlasten zu erfassen. Die Nachweisführung für jede tragende Nahtverbindung erfolgt
dann separat in einer vorbereiteten Excel-Blatt.
Das hohe Maß an Versagensfehler ist Grund für hohe Anforderungen an Wartungs- und
Inspektionsintervalle. Ein Bauwerk kann auch durch Unachtsamkeit lokal überlastet werden,
das dann an einer etwas weiter entfernt liegenden Verbindung zu einem ggf. noch
unsichtbaren Schaden führt. Im Laufe der betrieblichen Nutzung unter normalen Lasten wächst
dann trotzdem der Schaden im Werkstoff oder an dem Verbindungselement und es kommt
ohne Reparatur mit 100% Wahrscheinlichkeit zum Versagen vom Struktur-Bauteil oder gar
dem Gesamtkollaps vom Bauwerk (z.B einem Regallager). Also Sichtkontrollen vom Nutzer
sind sehr wichtig und müssen durchgeführt werden.
Im Rahmen unserer Kundenbetreuung können wir auch Sie
mit unseren Mitteln aus unseren Bereich der technischen Diensten
bei einer Bauwerksbeurteilung tatkräftig unterstützen!
Arten von Rissen in Metallstrukturen?
Diese lassen sich am einfachsten an den Bruchbildern der jeweiligen Schadensform erkennen.
Nachfolgend werden einige Bruchbilder wiedergegeben und erklärt. im oberen Bereich wurden
einpaar Bruchformationen gezeigt und erklärt. Alle Bruchbilder führten zum Ausfall der Funktion
des Bauteils und waren irreparabel.