1.0        Einführung: Warum Tragwerksverstärkung im Betonbau entscheidend ist

In den letzten zwei Jahrzehnten ist der Druck auf die Bauindustrie gewachsen, ihre Umweltbilanz zu verbessern. Bestandsbauten wiederzuverwenden statt rückzubauen und neu zu errichten, ist ein zentraler Hebel, um den Ressourcenverbrauch zu senken – besonders in städtischen Gebieten, wo viele Stahlbetonbauten und Brücken ihr Nutzungsende erreichen. Doch nicht nur das Ende der Lebensdauer macht eine Tragwerksverstärkung notwendig. 

Weitere Gründe können sein:

• Nutzungsänderungen oder veränderte Lastanforderungen,

• Erweiterung des Gebäudes – insbesondere in Städten, wo eine horizontale Ausdehnung nicht möglich ist,

• Zusätzliche Geschosse, die das Tragwerk stärker beanspruchen,

• Neue Bauvorschriften, die nachträgliche Anpassungen erfordern,

• Fehler in der ursprünglichen Planung oder Ausführung,

• Erhöhte Dauerhaftigkeitsanforderungen aufgrund von Einwirkungen wie Feuer oder Erdbeben.

Ob eine Tragwerksverstärkung oder doch ein Abriss mit Neubau die beste Wahl ist, hängt von mehreren Faktoren ab: 

dem baulichen Zustand, den Anforderungen des Bauherrn und der kulturellen bzw. historischen Bedeutung des Gebäudes. 

Eine Studie zeigt, dass eine Verstärkung je nach Projekt die Bauzeit um 15–70 % verkürzen kann – gemessen an der Zeitspanne zwischen Nutzungsunterbrechung und Wiederinbetriebnahme. Gleichzeitig lassen sich 10–75 % der Ressourcen einsparen (Material und Arbeitsaufwand), was sich direkt auf die Umweltbilanz und den CO₂-Fußabdruck des Bauwerks auswirkt. Neben den ökologischen Vorteilen sind eine kürzere Bauzeit und geringere Investitionskosten auch wirtschaftlich attraktiv.

2.0        Planung & Ausführung: Erfolgsfaktoren für die Tragwerksverstärkung

Eine Tragwerksverstärkung ist nur dann nachhaltig und wirtschaftlich sinnvoll, wenn die richtige Lösung bereits in der Planungsphase präzise abgestimmt und in der Ausführung fehlerfrei umgesetzt wird.

Dabei sind drei wesentliche Punkte zu beachten:

1.    Analyse des Tragwerks: Eine detaillierte Bestandsaufnahme ist unerlässlich, um Schwachstellen und Defizite genau zu identifizieren.

2.    Wahl der richtigen Verstärkungsmethoden: Jede Methode hat Vor- und Nachteile – sie muss zur Geometrie, Nutzung und Beanspruchung des Gebäudes passen.

3.    Fachgerechte Umsetzung: Auch die beste Planung scheitert, wenn Verstärkungssysteme nicht korrekt installiert oder die Bauabläufe nicht optimal koordiniert werden

Während in der Praxis oft mehrere Methoden kombiniert werden, fallen einige aufgrund von architektonischen, geometrischen oder baupraktischen Einschränkungen weg – oder schlicht aus Mangel an Erfahrung in der Planung oder Umsetzung. Dazu kommt, dass keine dieser Methoden eine „Allzwecklösung“ ist. Jede Verstärkungstechnik hat Vor- und Nachteile, und unsachgemäße Anwendung kann sogar neue Schwachstellen erzeugen.

Zwei Beispiele verdeutlichen dies

1.    Lokal: Eine Betondecke wird mit einer Aufbetonschicht verstärkt – aber die zusätzlichen Lasten auf die darunterliegenden Träger werden nicht berücksichtigt.

2.    Global: Eine unsymmetrische Anordnung von Querkraftwänden führt zu unerwünschten Torsionsmomenten im Tragwerk, wodurch andere Bauteile überlastet werden.

3.0        Methoden der Querkraftverstärkung: Lösungen für Tragwerksplaner

Lokale Verstärkung: Optimale Lösungen für Bauteile

Lokale Schwachstellen betreffen einzelne Bauteile wie Träger, Stützen, Decken, Wände und Fundamente. Sie können auf unzureichende Tragfähigkeit gegenüber Zug, Druck, Biegung, Querkraft, Durchstanzung oder Torsion zurückzuführen sein. Mögliche Lösungen sind:

• Betonüberlagerungen oder Betonummantelungen (siehe Abb. 1),

• Nachträglich eingemörtelte Bewehrung,

• Stahlummantelungen,

• aufgeklebte Verstärkungslösungen,

• Faserverstärkte Kunststoffe (FRP) in Form von Wickelungen oder Streifen,

• Externes Vorspannen zur Verbesserung der Tragfähigkeit.

Abbildung 1: Beispiel für eine Verstärkung von Stützen mit Betonummantelung bzw. Aufbeton

Globale Tragwerksverstärkung: Stabilität und Erdbebensicherheit verbessern

Bei einer globalen Verstärkung geht es um das gesamte Tragwerk – insbesondere um die Verbesserung der Erdbebensicherheit, Feuerbeständigkeit, Ermüdungsresistenz oder Windlasttragfähigkeit. Mögliche Maßnahmen sind:

• Querkraftwände oder andere aussteifende Maßnahmen zur Verbesserung der Gesamtstabilität eines Tragwerks (siehe Abb. 2),

• Stahlverbände zur Queraussteifung,

• Mikropfähle zur Lastabtragung in den Baugrund,

• Isolationssysteme gegen seismische Einwirkungen,

• Dämpfungselemente zur Energieaufnahme bei dynamischen Lasten.

Abbildung 2: Beispiel für eine Querkraftwand zwischen Stützen zur Tragwerksverstärkung

4.0        Praxistipps für die Umsetzung: Tragwerksverstärkung effizient durchführen

Eine durchdachte Planung und sorgfältige Bauausführung entscheiden über den Erfolg der Verstärkungsmaßnahme. Dabei gilt:

✔ Frühe Einbindung aller Beteiligten: Tragwerksplaner, Bauunternehmen und Bauherren müssen von Beginn an gemeinsam eine wirtschaftlich und technisch optimale Lösung erarbeiten.

✔ Berücksichtigung der Bauabläufe: Verstärkungsmaßnahmen müssen in die bestehende Nutzung des Gebäudes integriert werden, um Stillstandszeiten und Kosten zu minimieren.

✔ Präzise Verarbeitung und Bauüberwachung: Nur fachgerecht eingebaute Verstärkungssysteme entfalten ihre volle Tragfähigkeit – Fehler in der Ausführung können die Stabilität gefährden.

✔ Material- und Technologieauswahl: Ob Betonummantelung, nachträgliche Bewehrung oder externe Verstärkung – die richtige Wahl der Methode entscheidet über die Langlebigkeit der Maßnahme.

✔ Berücksichtigung der Baustellenbedingungen: Verstärkungsmethoden wie externes Vorspannen oder FRP-Wickelungen erfordern spezielle bauliche Gegebenheiten (z. B. Zugänglichkeit der Bauteile, Verankerungsmöglichkeiten).

 5.0        HIT-Shear – Die Schlüsselkomponente im Hilti Verstärkungssystem

Das Hilti HIT-Shear System ist eine zentrale Lösung innerhalb des umfassenden Hilti Verstärkungssystems und stellt eine innovative Methode zur Querkraftverstärkung von Betonbauteilen dar.

Als neuartige, mechanisch verankerte Nachrüstlösung ergänzt es bestehende Technologien und ermöglicht eine effiziente und dauerhaft sichere Querkraftbewehrung – insbesondere bei Bestandsbauwerken mit unzureichender Querkrafttragfähigkeit.

Neben HIT-Shear bietet Hilti eine breite Palette an Systemlösungen zur Tragwerksverstärkung, darunter:

✅ Querschnittsvergrößerung mittels Aufbeton, um bestehende Bauteile leistungsfähiger zu machen,

✅ Querschnittsvergrößerung und Bauteilerweiterung durch nachträglich installierte Bewehrungsstäbe,

✅ Nachträgliche Durchstanzbewehrung, um Durchstanzversagen bei Flachdecken oder Fundamenten zu verhindern,

✅ Befestigung von Stahlblechen und Stahlprofilen, um Tragfähigkeit und Steifigkeit gezielt zu erhöhen,

✅ Kappenverankerung für Brückenbauwerke, um langfristige Stabilität und Widerstandsfähigkeit zu sichern.

Mit HIT-Shear als neuem System für die Querkraftverstärkung von Betonbauteilen bietet Hilti eine effektive, regelwerkskonforme und minimalinvasive Lösung für Ingenieure, Fachplaner und Bauunternehmen – perfekt integriert in das Gesamtportfolio zur nachträglichen Tragwerksverstärkung.

6.0        Hilti HIT-Shear Querkraftverstärkungssystem

Abb. 3: Hilti HIT-RE 500 V4, HAS(-U) Gewindestangen und Verfüllset als nachträglich installierte Querkraftbewehrung

Mit unserem HIT-Shear Querkraftverstärkungssystem realisieren Sie höhere Tragfähigkeiten norm- und zulassungskonform für Hoch-, Tief- und Ingenieurbau.

Das System basiert auf hochfesten Gewindestangen, die vertikal in das bestehende Bauteil eingemörtelt werden (HIT-Shear Elemente), um die Querkraft aufzunehmen. Die Bemessung erfolgt dabei normgerecht nach EN 1992-1 und der nationalen Zulassung.

Die Gewindestangen wirken als Bewehrungselemente und werden mit dem bewährten Hilti Hochleistungsmörtel HIT-RE 500 V4 sicher im Beton verankert. Die Lastübertragung zwischen Gewindestange und Mörtel erfolgt durch Formschluss, während die Kräfte vom Mörtel in den Beton durch Mikroverzahnung, Reibung und Stoffschluss weitergeleitet werden. Diese Vorgehensweise basiert auf praxiserprobten Verfahren aus der Befestigungstechnik, die sich seit Jahrzehnten bewährt haben.

Die HIT-Shear Querkraftverstärkung funktioniert ähnlich wie eine Bügelbewehrung. Entscheidend ist die optimale Positionierung der Verstärkung: Sie sollte so nah wie möglich bis zur Höhe der Längsbewehrung in der Druckzone reichen und zugleich möglichst nah an der Zugseite verankert werden.

Diese Anordnung simuliert den von Eurocode 2 geforderten Bügelhaken bestmöglich. Durch diese Positionierung erstreckt sich die Querkraftbewehrung über die gesamte Querschnittshöhe, was die maximale Wirksamkeit sicherstellt. Eine sorgfältige Planung und der Einsatz von semi-automatischen Bohrständern berücksichtigt diesen Ansatz und gewährleistet somit optimale Ergebnisse.

7.0         HIT-Shear Querkraftverstärkungssystem im Überblick

Die neue Hilti HIT-Shear Verstärkungslösung besteht aus den folgenden Komponenten:

Abb. 4: Injektionsmörtel Hilti HIT-RE 500-V4, Ankerstange HAS(-U), und Setzwerkzeuge

Die Lösung kombiniert den Hilti HIT-RE 500 V4 Injektionsmörtel mit Gewindestangen der Hilti HAS-Serie in den Größen M12, M16, M20 und M24, die sowohl in Kohlenstoffstahl als auch in Edelstahl für den Innen- und Außenbereich erhältlich sind. Ergänzt werden die Stahlkomponenten durch das Hilti Verfüllset, das aus einer Dichtscheibe, einer Kugelscheibe, einer Mutter und einer optionalen Kontermutter besteht – ebenfalls sowohl in Kohlenstoffstahl als auch in Edelstahl für jede Stangengröße verfügbar.

Dank der hohen Leistungsfähigkeit des Mörtels kann das System vielseitig in Beton eingesetzt werden:

✅ Für Betondicken zwischen 200 und 2200 mm,

✅ Bei Betonfestigkeiten von C20/25 bis C50/60,

✅ In trockenem, feuchtem oder wassergefülltem Beton,

✅ Bei maximalen kurz- und langfristigen Temperaturen von +60°C bzw. +43°C,

✅ Für statische, quasi-statische und ermüdungsrelevante Beanspruchungen.

✅ Berücksichtigung von Winkelabweichungen & Exzentrizitäten

Die Montage kann sowohl von oben als auch von unten bzw. der Zug,- und Druckseite erfolgen, z. B. in Trägern oder Decken. Ein zentrales Merkmal des Systems ist die Installation der Gewindestangen auf eine definierte Einbindetiefe lsw. Diese Einbindetiefe ist eine Funktion der Bauteildicke h und einer Restüberdeckung cres, die verhindert, dass sich auf der gegenüberliegenden Seite der Bohrung Betonabplatzungen bilden. Die Restüberdeckung, wie in Abb. 5 dargestellt, variiert je nach Durchmesser der Gewindestangen.

Aus statischer Sicht sorgt die festgelegte Einbindetiefe für eine sichere Verankerung der Gewindestangen, sodass sie das Fachwerkmodell der ursprünglich einbetonierten Bügelbewehrung nachbilden und damit eine optimale Kraftübertragung gewährleisten. 

Abb. 5: Querschnitt mit Darstellung der Einbindetiefe und der Restüberdeckung der HIT-Shear Verstärkungslösung

8.0        HIT-Shear: Querkraftverstärkung mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (aBG) in Deutschland

Da derzeit kein Europäisches Bewertungsdokument (EAD) oder eine harmonisierte Europäische Norm (hEN) für diese Art der Verstärkung existiert, wurde die Hilti HIT-Shear Verstärkungslösung vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) auf ihre Eignung für diese Anwendung geprüft und mit der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (aBG) Z-15.5-383 [4] versehen.

Diese Zulassung erfüllt die nationalen Anforderungen für Bauwerke gemäß der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), die als Modell für die Technischen Baubestimmungen auf Bundesebene in Deutschland dient.

9.0        Maximale Flexibilität mit HIT-Shear – Querkraftverstärkung effizient planen mit PROFIS Engineering

Die cloudbasierte Bemessungssoftware Hilti PROFIS Engineering enthält - auch in der kostenfreien Standard-Version - ein speziell entwickeltes Modul für die Querkraftverstärkung, das Tragwerksplaner bei der Beurteilung und Verstärkung von Betonbauteilen mit unzureichender Querkrafttragfähigkeit unterstützt. Dadurch wird ein sicherer, effizienter und normkonformer Planungsprozess ermöglicht.

Das neue PROFIS Engineering Modul für die Querkraftverstärkung bietet:

✅ Auswahl zwischen Trägern, Stützen, Decken und Wänden sowie Definition der Materialeigenschaften und Geometrie.

✅ Nachweis der bestehenden Betontragfähigkeit gemäß EN 1992-1-1:2004 + Nationalem Anhang oder SIA 262:2017 [5].

✅ Bemessung der Verstärkung mit vier Bewehrungsdurchmessern aus Kohlenstoff- oder Edelstahl sowie freie Eingabe von Abständen und Randabständen.

✅ Aufteilung des Bauteils in einzelne Zonen und Nutzung der Variablen Strebenneigungsmethode, um die Tragfähigkeit mit minimalem Bewehrungsaufwand zu maximieren.

✅ Automatische Erstellung eines detaillierten Bemessungsberichts mit allen Nachweisen, Bewehrungsdetails und Einbauanweisungen

Mit PROFIS Engineering lassen sich HIT-Shear und weitere Hilti Verstärkungslösungen schnell, normgerecht und effizient planen – für eine optimale Tragwerksverstärkung. 

Abb. 6: PROFIS Engineering-Lösung

10.0        Fazit

Die Sanierung und Wiederverwendung bestehender Bauwerke bietet viele Vorteile gegenüber einem Neubau. Jedes Bauwerk hat dabei spezifische Anforderungen, die bei einer Verstärkungsmaßnahme erfüllt werden müssen. Abhängig von der gewählten Planungsstrategie kann ein Tragwerksplaner Querkraftdefizite in linearen oder flächigen Betonbauteilen auf unterschiedliche Weise ausgleichen – einige Methoden sind dabei weniger invasiv als andere.
 
Die nachträgliche Querkraftbewehrung, wie das Hilti HIT-Shear System mit HAS(-U) Gewindestangen und HIT-RE 500 V4 Mörtel, stellt eine innovative, minimalinvasive Lösung dar, die die Querkrafttragfähigkeit eines Bauteils erheblich steigern kann.
 
Dank der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (aBG) des DIBt ist das System als ganzheitliche Lösung geprüft und erfüllt die Anforderungen für den Einsatz in Bestandsbauwerken. Planer können damit eine Eurocode 2-basierte Bemessung durchführen – vollständig integriert in die Hilti PROFIS Engineering Suite. Durch die flexible Auswahl der Parameter, wie Stabdurchmesser, Bewehrungsabstände und variable Strebenneigung, lässt sich eine technisch und wirtschaftlich optimierte Verstärkungslösung ermitteln.

Mit einer intuitiven Benutzeroberfläche unterstützt das neue Querkraftverstärkungsmodul von PROFIS Engineering Ingenieure dabei, Zeit bei der Planung zu sparen, ihren Kunden einen Mehrwert zu bieten und gleichzeitig zu einer sicheren und nachhaltigen Bauweise beizutragen.

Weitere Informationen findest du auf unserer Homepage unter Querkraftverstärkung von Stahlbetonbauteilen - Hilti Österreich
📌 Jetzt mit der Planung starten:
👉 Hilti PROFIS Engineering: https://profisengineering.hilti.com/


Literatur

[1].  N. Addy, “Making sustainable refurbishment of existing buildings financially viable”, in Sustainable Retrofitting of Commercial Buildings - Cool Climates, S. Burton, Ed., Abingdon, Routledge, 2015, pp. 57-73.

[2].  EN 1992-1-1:2004: “Eurocode 2 - Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings”, Brussels: CEN, 2004.

[3].  K. S and G. Genesio, “Whitepaper on Shear-friction Applications and Concrete Overlays”, Hilti AG, Liechtenstein, Dec. 2023.

[4].  Deutsches Institut für Bautechnik, “Z-15.5-383 - Hilti Querkraft-Verstärkungssystem mit Hilti HIT-RE 500 V4”, DIBt, Berlin, 2024.

[5].  SIA, “SIA 262: Concrete Structures,” SIA, Zürich, 2017.