ISBN 978-3-433-02987-9
9 783433 029879
www.ernst-und-sohn.de
VII
Inhaltsverzeichnis Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX Beitr ge fr herer Jahrg nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXI A
Baustoffe · Bauprodukte
I
Eigenschaften von Mauersteinen, Mauermçrtel, Mauerwerk und Putzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Wolfgang Brameshuber, Aachen
1
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1
Eigenschaftskennwerte von Mauersteinen . . Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . L ngsdruckfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugfestigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . Elastizit tsmodul senkrecht zur Lagerfuge unter Druckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . Elastizit tsmodul in Steinl ngsrichtung unter Zugbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . Spannungs-Dehnungs-Linie . . . . . . . . . . . . . . Querdehnungsmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dehnung aus Schwinden und Quellen, thermische Ausdehnungskoeffizienten . . . . .
3 3 3 4 6
3 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4
Eigenschaftswerte von Mauermçrteln . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . Zugfestigkeit bZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Scherfestigkeit bS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . E-Modul (L ngsdehnungsmodul) E . . . . . . . Querdehnungsmodul Eq . . . . . . . . . . . . . . . . . Feuchtedehnung (Schwinden es) . . . . . . . . . . Kriechen (Kriechzahl j) . . . . . . . . . . . . . . . .
7 7 7 7 7 9 9 9 9 9
4
Verbundeigenschaften zwischen Stein und Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Haftscherfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Haftzugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 9 9 9
2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3
4.1 4.2 4.3 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Eigenschaftswerte von Mauerwerk . . . . . . . Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugfestigkeit und -tragf higkeit . . . . . . . . . Biegezugfestigkeit und -tragf higkeit . . . . . Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . .
5.5.1 5.5.2 5.5.2.1 5.5.2.2
6
5.5.2.3 5.5.3
6 7 7
5.5.3.1 5.5.3.2 5.5.4
7
5.5.5
13 13 20 20 20 24
6
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Druckbeanspruchung senkrecht zu den Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Druck-E-Modul ED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Querdehnungszahl mD und Dehnung bei Hçchstspannung eu,D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Vçlligkeitsgrad a0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Druckbeanspruchung parallel zu den Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Druck-E-Modul ED,p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Dehnung bei Hçchstspannung eu,D,p . . . . . . 26 Zug-E-Modul EZ (Zugbeanspruchung parallel zu den Lagerfugen) . . . . . . . . . . . . . 27 Feuchtedehnung ef, (Schwinden es, irreversibles Quellen eq), Kriechen (Kriechzahl j), W rmedehnungskoeffizient aT . . . 27
6.1 6.2
Feuchtigkeitstechnische Kennwerte von Mauersteinen, Mauermçrtel und Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Kapillare Wasseraufnahme . . . . . . . . . . . . . 28 Wasserdampfdurchl ssigkeit . . . . . . . . . . . . 29
7
Natursteine, Natursteinmauerwerk . . . . . . . 29
8
8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.4
Eigenschaftswerte von Putzen (Außenputz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . Druckfestigkeit bD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugfestigkeit bZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . Zug-E-Modul EZ, dynamischer E-Modul dyn E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugbruchdehnung eZ,u . . . . . . . . . . . . . . . . . Zugrelaxation y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schwinden es, Quellen eq . . . . . . . . . . . . . . . Eigenschaftszusammenh nge . . . . . . . . . . .
9
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.1 8.2 8.2.1 8.2.1 8.3 8.3.1
29 29 31 31 31 31 31 31 31 31 31
VIII
Inhaltsverzeichnis
II
Neuentwicklungen beim Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) . . . . . 35 Wolfram J ger, Dresden und Roland Hirsch, Berlin
Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
7
Trockenmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1
Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmçrtel 37
8
Mauerwerk mit PU-Kleber . . . . . . . . . . . . . 58
2
Mauerwerk mit D nnbettmçrtel . . . . . . . . . 38
9
Bewehrtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3
Mauerwerk mit Mittelbettmçrtel . . . . . . . . 58
10
Erg nzungsbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4
Vorgefertigte Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . . 58
11
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5
Geschosshohe Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . 58
12
Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6
Schalungsstein-Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . 58
III
Glasfaserbewehrung im Mauerwerksbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Ben J tte und Werner Venter, Baden-Baden
1
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2 2.1 2.2 2.3
Einf hrung in die Glasfaserbewehrung . . . Faserverbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . Glasfaserbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklung der Glasfaserbewehrung – historischer berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . Normen und Richtlinien f r Glasfaserbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 3 4 4.1 4.2
5.1 5.2
71 71
Begriffe und Formelzeichen . . . . . . . . . . . . 71
Materialeigenschaften Glasfaserbewehrung Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dauerhaftigkeit / Bedeutung der planm ßigen Einsatzdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 E-Modul und Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 E-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Kurzzeitzugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3 Langzeitzugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3.1 Restfestigkeitskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3.2 Konzept der Versagensstandzeitlinie . . . . . 4.4 Verbundverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Kurzzeitverbundverhalten . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 Langzeitverbundverhalten . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Thermisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.1 Brandverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.2 Niedrigtemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3 Hochtemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.4 W rmeausdehnungskoeffizient . . . . . . . . . . 4.6 Elektromagnetische Eigenschaften . . . . . . . 4.7 Dynamisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 B gel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.2 Formen, Biegerollendurchmesser . . . . . . . . 4.8.3 E-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.4 Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.5 Verbundeigenschaften der B gel . . . . . . . . 5
69 69 70
72 72 72 73 73 73 74 74 74 75 75 76 77 77 78 78 78 78 78 78 78 78 79 79 79
Bemessung glasfaserbewehrter Betonbauteile nach EC 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5.3 5.4 5.5 5.5.1 5.5.2 5.6 5.7 5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.8 5.8.1 5.8.2 5.9 5.10 6
Last- und Schnittgrçßenermittlung . . . . . . . Biegebemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Querkraftbemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bauteile ohne Querkraftbewehrung . . . . . . Bauteile mit Querkraftbewehrung . . . . . . . Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstruktionsregeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Betondeckung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verankerungsl ngen . . . . . . . . . . . . . . . . . . bergreifungsstçße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begrenzung der Rissbreiten . . . . . . . . . . . . Durchbiegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Heißbemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachtr glicher Einbau von Bewehrungsst ben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80 81 81 81 81 82 82 82 82 82 82 82 83 83 83
6.7 6.8 6.9 6.10
Bemessung Glasfaserbewehrung im Mauerwerksbau nach EC 6 . . . . . . . . . . . . . Bewehrung (EC 6 Abs. 3.4) . . . . . . . . . . . . Verbundfestigkeit der Bewehrung (Abs. 3.6.4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dauerhaftigkeit von Mauerwerk (Abs. 4.3) Vertikal beanspruchte Mauerwerksw nde (Abs. 5.5.1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maueranker (Abs. 6.5) . . . . . . . . . . . . . . . . . Grenzzustand der Tragf higkeit (EC 6 Kapitel 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bewehrte Mauerwerksbauteile unter Biegung, Biegung und L ngskraft oder L ngskraft (Abs. 6.6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauerwerksbauteile unter Schubbelastung (Abs. 6.7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bewehrte Mauerwerksbauteile (Abs. 7.3) . Ausbildung der Bewehrung (Abs. 8.2) . . . . Ringanker (Abs. 8.5.1.4) . . . . . . . . . . . . . . . Zweischalige W nde (Abs. 8.5.2.2) . . . . . .
7 7.1 7.2
Referenzprojekte im Mauerwerksbau . . . . . 86 M nster Salem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Stephansdom, Wien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.6.1
6.6.2
83 84 84 84 84 84 85
85 85 85 85 85 85
Inhaltsverzeichnis
7.3 7.4 7.5 7.6
Sagrada Familia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Old Palace Katar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Baubiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV
Befestigungsmittel f r den Mauerwerksbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Michael M ller und Eckehard Scheller, Berlin aktualisiert durch Andreas Kummerow, Berlin
1 1.1 1.2 1.3
Einleitung – Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D belarten mit Bohrmontage . . . . . . . . . . .
2
Kunststoffd bel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung . . . . . . . . . . . . Kunststoffd bel zur Befestigung von Fassadenbekleidungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen . Beschreibung und Wirkungsweise . . . . . . . Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zul ssige Beanspruchungen . . . . . . . . . . . . Montage und sonstige Hinweise . . . . . . . . . Kunststoffd bel zur Befestigung von W rmed mm-Verbundsystemen (WDVS) Kunststoffd bel zur Befestigung von Putztr gerplatten und W rmed mmVerbundelementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.2 2.3
3 3.1
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.1.8 3.1.8.1 3.1.8.2 3.1.8.3 3.1.8.4 3.1.8.5
3.1.8.6 3.1.8.7 3.2
3.2.1 3.2.2
86 86 86 87
IX
89 89 89 90 91 91 91 91 91 92 96 98
99
Kunststoffd bel mit europ ischer technischer Zulassung . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ETAG 020 – Leitlinie f r Kunststoffd bel f r Verankerungen in Beton und Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Abmessungen und Werkstoffe . . . . . . . . . 100 Nutzungskategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Zulassungsversuche allgemein . . . . . . . . . 101 Zulassungsversuche im Mauerwerk . . . . . 101 Anh nge A, B und C . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Europ ische technische Zulassungen (ETA) nach ETAG 020 . . . . . . . . . . . . . . . 102 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Verwendungszweck . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Merkmale des Produkts und CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Bemessung – Allgemeines . . . . . . . . . . . . . 103 Besondere Bedingungen bei der Bemessung f r Mauerwerk und Porenbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Einbau des D bels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Vergleich Kunststoffd bel mit abZ und Kunststoffd bel mit ETA nach ETAG 020 105 ETAG 014 – Leitlinie f r Kunststoffd bel zur Befestigung von W rmed mmVerbundsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Kunststoffd bel f r WDVS . . . . . . . . . . . . 107
8
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
9
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.7.1 3.2.7.2 3.2.7.3 3.2.7.4 3.2.7.5 3.2.7.6 3.2.8 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.2 6.2.1 6.2.2
Verankerungsgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nutzungskategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . Baustellenversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Europ ische technische Zulassungen (ETA) nach ETAG 014 . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . fischer Nageld bel PN 8 und CN 8 – D mmstoffd bel der neusten Generation . „Tellerd bel“ mit versenkter Montage . . . Hilti-WDVS-Schraubd bel D 8-FV . . . . . KEW-Thermoschlagd bel KEW TSD-V . Sonderlçsung: POROTON WDF mit fischer TERMOZ 8 U . . . . . . . . . . . . . . . . Anwendungszulassungen, Technical Reports und nderung der ETAG 014 . . . Injektionsd bel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung . . . . . . . . . . . Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen Beschreibung der Komponenten und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zul ssige Beanspruchungen . . . . . . . . . . . Montage und sonstige Hinweise . . . . . . . . Beispiel f r Sonderlçsung: fischer Thermax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Injektionsd bel mit europ ischer technischer Zulassung . . . . . . . . . . . . . . . . ETAG 029 – Leitlinie f r Injektionsd bel zur Verankerung im Mauerwerk . . . . . . . . Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wirkungsweise und Abmessungen . . . . . . Nutzungskategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . Charakteristische Tragf higkeitswerte . . . Anh nge A, B und C . . . . . . . . . . . . . . . . . Weitere D bel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung . . . . . . . . . . . Porenbetond bel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beschreibung und Wirkungsweise . . . . . . Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zul ssige Beanspruchungen . . . . . . . . . . . Montage und sonstige Hinweise . . . . . . . . D bel zur nachtr glichen Verankerung von Vormauerschalen . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen
107 108 108 109 109 109 110 110 111 112 112 114 114 114 114 115 115 116 117 118 118 118 118 118 119 119 119 119 119 121 121 123 123 123 124
X
Inhaltsverzeichnis
6.2.3
EJOT-Verblend-Sanier-D bel VSD (Z-21.2-1652) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 fischer-Verblendsanieranker VBS 8 (Z-21.3-1737) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Hilti-Mauerwerksvernadelung HIT-MV (Z-21.3-1888) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.2.4 6.2.5 7 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einzelkonsolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Winkelkonsolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einmçrtelkonsolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konsolwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Auflagerwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schienen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maueranschlussschienen . . . . . . . . . . . . . . Ankerschienen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ankerschienen mit Verzahnung . . . . . . . . Ankerschienen f r Fertigteilst rze . . . . . . Erg nzungsbauteile f r Mauerwerk nach DIN EN 845 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
129 129 131 131 131 132 132 132 132 132 134 134
7.2.6 7.3
Anker, Konsolen und Schienen . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maueranschlussanker . . . . . . . . . . . . . . . . . Wandanschlusswinkel . . . . . . . . . . . . . . . . Mauerverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anker zur Verbindung der Mauerwerksschalen von zweischaligen Außenw nden Attika-Verblendanker . . . . . . . . . . . . . . . . Konsolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B
Konstruktion · Bauausf hrung · Bauwerkserhaltung
I
Befestigung von Fenstern in Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 J rgen K enzlen, K nzelsau und Eckehard Scheller, Berlin
1
Einf hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2
Definition „Fenster“ . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3 3.1 3.2
3.6
Regelwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen an die D beltechnik . . . . Allgemeine Technische Vertragsbedingungen f r Bauleistungen . . . . . . . . Normenreihe DIN 18008 „Glas im Bauwesen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DIN 18008, Teil 1 und Teil 2: Linienfçrmig gelagerte Verglasungen . . . . . . . . . TRAV wird zu DIN 18008, Teil 4 – Regelungen f r absturzsichernde Verglasungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Statische Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . Stoßartige Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . Produktnorm DIN EN 14351-1:2010-08 . DIN 18055: Anforderungen und Empfehlungen an Fenster und Außent ren . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Merkmale, die ein Fenster erf llen muss . Widerstandsf higkeit bei Windlast . . . . . . Schlagregendichtheit und Luftdurchl ssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tragf higkeit von Sicherheitsvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ift-Richtlinie MO-02/1 . . . . . . . . . . . . . . .
4
Einwirkungen auf ein Fenster . . . . . . . . . . 150
5
Pr fung von Befestigern f r Fenster am Gesamtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3
3.3.3.1 3.3.3.2 3.3.3.3 3.3.3.4 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.2.1 3.5.2.2 3.5.2.3
125 125 126 126 127 128 128
7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 7.3.6 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.5
128 128 129
141 141 141 141 141 141
142 142 142 142 143 143 144 144 144 144
8
Zusammenfassung – Ausblick . . . . . . . . . 135
9
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.1 5.1.1
5.6
Widerstandsf higkeit bei Windlast . . . . . . Auswirkung der Windbelastungen bei einfl gligen Elementen . . . . . . . . . . . . Auswirkung der Windbelastungen bei einem zweifl gligen Element . . . . . . . Bedienkr fte nach DIN EN 13115 . . . . . . Mechanische Festigkeit nach DIN EN 13115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dauerfunktion nach DIN EN 12400 . . . . . Pr fung von Fenstern und Fenstert ren . . Pr fung von Haust ren . . . . . . . . . . . . . . . Differenzklimaverhalten nach DIN EN 13420 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stoßfestigkeit nach DIN EN 13049 . . . . .
6
Absturzsichernde Verglasungen . . . . . . . . 165
7
Absch tzung der Einwirkungen auf die Fensterbefestiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
8
Montage in der D mmebene . . . . . . . . . . . 169
9
Montage von Fenstern mit Anforderungen an die Einbruchhemmung . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pr fungen und Verankerungsgr nde . . . . Durchgef hrte Versuche . . . . . . . . . . . . . . Versuche nach DIN V ENV 1627 bis 1630:1999-04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Widerstandsklasse WK 2 . . . . . . . . . . . . . Widerstandsklasse WK 3 . . . . . . . . . . . . . Vergleich Versuche in den Klassen WK 2 und WK 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Versuche nach DIN EN 1627 bis 1630:2011-09 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Widerstandsklasse RC 2 . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2 5.2 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 5.5
9.1 9.2 9.3 9.3.1
149 149 149
135
9.3.1.1 9.3.1.2 9.3.1.3 9.3.2 9.3.2.1
154 154 157 160 160 162 163 163 163 164
171 171 171 172 172 172 174 176 177 177
Inhaltsverzeichnis
9.3.2.2 Montage in der D mmebene . . . . . . . . . . . 179 9.4 Montagebescheinigung nach erfolgtem Einbau einbruchhemmender Elemente . . . 180
XI
10
Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
11
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
II
Verankerung von Fassadenger sten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 J rgen K enzlen, K nzelsau und Christoph-Ludwig B gler, Berlin
1
Lasten und Mechanismen bei einem Fassadenger st . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grunds tzliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstruktive Besonderheiten des Ger stbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Baurechtliche Konsequenzen – Regelausf hrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ankerraster und Ausbildung der Ger sthalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Horizontale Beanspruchungen der Fassadenger ste und Ankerkr fte . . . . . . . Verankerung von Ger sten an Fassaden mit nicht tragf higen Aufbauten . . . . . . . .
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2 2.1 2.2 2.2.1
Verankerung im Untergrund im Detail . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DIN EN 12811-1: Tempor re Konstruktionen f r Bauwerke, Teil 1: Arbeitsger ste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 183 183 184 184
2.3 2.4 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3
DIN 4426: Einrichtungen zur Instandhaltung baulicher Anlagen . . . . . . . . . . . . . Zulassungen f r Fassadenger ste . . . . . . . Handlungsanleitung f r den Umgang mit Arbeits- und Schutzger sten der Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft . Fachinformation Ger ste f r Arbeiten an Fassaden mit W rmed mm-Verbundsystemen (WDVS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tempor re bzw. dauerhafte Verankerung Einleitung von Druckkr ften . . . . . . . . . . . Montage und Auswahl von D beln . . . . . Bohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kunststoffd bel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Injektionsd bel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
2.2.3 2.2.4
2.2.5
185 186 186 187 187 188
188
188 189
189
190 191 192 192 192 193 195
III
Instandsetzung und Ert chtigung von Mauerwerk Teil 5: Vernadeln, Verankern (Berechnung) . . . . 199 Birger Gigla, L beck
1
Einf hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
2 2.1 2.2 2.3
Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verpressanker im Mauerwerk . . . . . . . . . . Verbundfestigkeit und Ankerwiderstand . Denkmalschutz und Denkmalvertr glichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 4 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3
Konstruktion von Verpressankern im Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bohrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ankerst be . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einbau der Ankerst be . . . . . . . . . . . . . . . . Verpresskçrper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Weiterentwicklungen und Bauprodukte f r Verpressanker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bemessung von Verpressankern . . . . . . . . Stand der Wissenschaft . . . . . . . . . . . . . . . Versagensarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maßgebende Einflussfaktoren . . . . . . . . . . Ankerstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eigenschaften der Verpresssuspension . . . Druckfestigkeit des Verpresskçrpers . . . .
199 199 200 201 202 202 202 202 204 204 205 205
4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.5.1
206
5.5.2
207 207 210 211 211 212 214
5.5.3
Umgebendes Steinmaterial . . . . . . . . . . . . Vergleich zwischen Verpressankern und Stahlbetonbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . Auflasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bemessungswerte der Verbundfestigkeit .
214
Entwurf und Berechnung . . . . . . . . . . . . . . Voruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Voraussetzungen f r die Anwendung von Verpressankern . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wahl der Ankergeometrie und des Ankersystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Erforderliche Nachweise . . . . . . . . . . . . . . Bemessungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . Ankerzugkraft in monolithischem Postaer Sandstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Instandsetzung von Bruchsteinmauerwerk aus Granit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abdeckung von Schub im Ziegelmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
220 220
218 219 219
221 221 221 222 222 223 223
6
Qualit tssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
7
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
XII
Inhaltsverzeichnis
IV
Nutzung von Verpressankern zur Ert chtigung von historischem Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Sebastian Ortlepp, Dresden
1 1.1
Einleitung und Problemstellung . . . . . . . . 231 Einsatz von Nadeln und Verpressankern zur Ert chtigung von historischen Mauerwerksbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Mauerwerksverb nde . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Mauerwerksgef ge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Versagensformen von historischem Mauerwerk unter Erdbebenbeanspruchung . . . . 235 Seismische Ert chtigungsstrategien bei historischen Bauten . . . . . . . . . . . . . . . 237 Sanierung von historischem Mauerwerk durch Injektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Verbundwirkung von Verpressankern im Natursteinmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . 240
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4
Theoretische Untersuchung zu Verpressankern im Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verpressanker im Mauerwerk . . . . . . . . . . Kraft bertragung im Verpressanker . . . . . Krafteinleitung in den Ankerstab . . . . . . . Krafteinleitung in den Verpresskçrper . . . Versagensarten des Verpressankers . . . . . Analytische Beschreibung der Verbundfestigkeit des Verpressankers im Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verbundverhalten zwischen Stahlanker und Injektionsmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . Verbundverhalten zwischen Injektionsmçrtel und Naturstein . . . . . . . . . . . . . . . . Schubfestigkeit von Mauerwerk mit vertikalen Verpressankern . . . . . . . . . . . . . Bruchkriterium I: Klaffen der Lagerfuge . Bruchkriterium II: Reibungsversagen . . . Bruchkriterium III: Steinzugversagen . . . Bruchkriterium IV: Schub-Druckversagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
241 241 241 242 242 242 242
244 244 244 246 248 250 250 251 251
2.6
Nachweis ert chtigter Mauerwerksbauteile mit Verpressankern unter Querkraftbeanspruchung in Scheibenebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
3
3.4
Numerische Nachbildung von Schubw nden mit vertikalen Verpressankern . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Untersuchte Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauerwerk ohne vertikale Verpressanker Mauerwerk mit einem vertikalen Verpressanker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Auswertung der Ergebnisse . . . . . . . . . . .
4
Bemessung von bewehrtem Mauerwerk . . 255
3.1 3.2 3.3 3.3.1
Mauerwerk mit vertikalen Verpressankern im Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Versuche zum Verhalten der Verpressanker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Auszugsversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Versuchskçrper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3 Versuchsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.4 Statische Ausziehversuche zur Bestimmung der maximalen Ausziehkraft . . . . . 5.2.4.1 Statische Ausziehversuche DB = 58 mm, ˘ 16 mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.4.2 Statische Ausziehversuche DB = 82 mm, ˘ 28 mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.5 Einfluss der Bohrloch- und Stabdurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Versuche zum Verbundverhalten . . . . . . . 5.3.1 Versuchskçrper mit großer Verbundl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
252 252 252 253 253 254
5
257 257 258 258 259 260 260 260 261 262 262 264
6
Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . 265
7
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
V
Einsatz von Glasfaserbewehrung in historischem Mauerwerk – dargestellt am Beispiel des Wiederaufbaus des erdbebengesch digten Sistani Hauses in Arg-e-Bam (Iran) . . . . . . . . . . . . . 269 Jçrg Braun, Dresden und Toralf Burkert, Weimar
1
Einf hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
2
Sanierung von erdbebengesch digtem Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Wissenschaftliche und praxisorientierte Voruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Stand der Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Bohrtechnologien f r Ankerlçcher im Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Verankerung von Rissen im Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3.1 Zuganker f r die Rissvernadelung . . . . . .
271 271 272 273 274 274
2.1.3.2 Materialien zum Verpressen von Ankern im Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3.3 Zugversuche an Ankern . . . . . . . . . . . . . . 2.1.4 Verpressen von Rissen im Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.4.1 Materialien zum Verpressen von Rissen im Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.4.2 Technologien zum Reinigen und zum Ausf llen von Rissen . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.5 Ermittlung der Schubfestigkeit von ungesch digten und sanierten W nden aus Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . .
275 281 284 285 287
289
Inhaltsverzeichnis
2.1.6
Schlussfolgerungen aus den umfangreichen Voruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 2.1.7 Entwicklung eines optimierten Lehmsteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 2.2 Statische Berechnungen und numerische Simulationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 2.2.1 Kollaps-Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 2.2.2 Statische Berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . 297 2.2.3 Grundlagen f r eine ingenieurm ßige Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 2.2.3.1 Maximale Verankerungskr fte und -l ngen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 2.2.4 Beispiele f r die ingenieurm ßige Bemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 2.2.4.1 Zugverankerung und Schubverd belung mit dem Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
2.2.4.2 Zuganker der Gurtbçgen . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.3 Beispiel f r die Bemessung des bewehrten Lehmmauerwerks im Bereich des Ringbalkens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Ausf hrungen vor Ort am Sistani Haus . . 2.3.1 Ert chtigung der noch verbliebenen Ruinenteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.1 Stabilisierung der noch verbliebenen Mauerwerksreste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.2 Einbau der Vertikalanker . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Wiederaufbau der fehlenden Geb udestruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XIII 303
305 308 308 308 315 316
3
Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . 319
4
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
C
Bemessung
I
Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden – Algorithmen, Erl uterungen und Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Wolfram J ger und Carola Hauschild, Dresden
1
Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
2 2.1 2.2
Anwendungsbedingungen . . . . . . . . . . . . . 325 Vereinfachtes Verfahren . . . . . . . . . . . . . . 325 Stark vereinfachtes Verfahren nach Anhang A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
3
Nachweisformat und Einwirkungskombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
4
Nachweis nach DIN EN 1996-3 bei zentrischer und exzentrischer Normalkraftbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Charakteristische Druckfestigkeiten von Einsteinmauerwerk nach DIN EN 1996-3/NA, Anhang NA.D . . . . . 328 Bestimmung der Knickl nge . . . . . . . . . . . 330 Nachweis berwiegend vertikal beanspruchter W nde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Teilfl chenlasten senkrecht zur Lagerfuge 332 Nachweis von Kellerw nden . . . . . . . . . . . 333
4.1
4.2 4.3 4.4 4.5 5
Nachweis vertikal nicht beanspruchter W nde mit gleichm ßig verteilter horizontaler Bemessungslast . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
6 6.1
Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normalkraftbeanspruchte Außenwand mit teilweise aufliegender Deckenplatte . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . berpr fung der Anwendbarkeit des vereinfachten Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . Bemessungsschnittgrçßen . . . . . . . . . . . . . Knickl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abminderungsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 6.1.7
336 336 336 336 336 337 337 337 337
6.2
6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3
Normalkraftbeanspruchte zweischalige Außenwand mit voll aufliegender Deckenplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . berpr fung der Anwendbarkeit des vereinfachten Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . Knickl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abminderungsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Haustrennw nde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . berpr fung der Anwendbarkeit des vereinfachten Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . Knickl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abminderungsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normalkraftbeanspruchte Innenwand . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . berpr fung der Anwendbarkeit des vereinfachten Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . Bemessungsschnittgrçßen . . . . . . . . . . . . . Knickl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abminderungsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kelleraußenwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Annahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweis nach DIN EN 1996-3 + NA . . . Kelleraußenwand mit hoher Erdansch ttung und geringer Auflast . . . . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Annahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
338 338 338 338 339 339 339 339 339 340 340 340 340 341 341 341 341 341 341 341 342 342 342 343 343 344 344 344 344
XIV
Inhaltsverzeichnis
6.6.4 6.6.5 6.7 6.7.1 6.7.2 6.7.3 6.7.4
Nachweis nach DIN EN 1996-3 + NA . . Nachweis nach DIN EN 1996-1-1 + NA . Teilfl chenbeanspruchung . . . . . . . . . . . . Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bemessungsschnittgrçßen . . . . . . . . . . . . . Nachweis Teilfl chenpressung . . . . . . . . . Weitere Wandnachweise . . . . . . . . . . . . . .
II
Einf hrung des Eurocode 6, Nachweis von W nden mit teilweise aufliegender Deckenplatte nach DIN EN 1996-1-1: Algorithmen, Erl uterungen und Anwendungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Wolfram J ger, Stephan Reichel, Tammam Bakeer Dresden
1
Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
2
Schnittkraftermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . 354
3
Nachweisf hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
4 4.1 4.2 4.3
Nachweis nach DIN EN 1996-1-1/NA . . Allgemeines Nachweisformat . . . . . . . . . . Schnittkraftermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung der Knickl nge . . . . . . . . . .
358 358 358 362
5 5.1
Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wand mit gleichem Deckenauflager am Kopf und Fuß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometrie, Baustoffe und Einwirkungen . Schnittkr fte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knickl nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lastkombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biegemomente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normalkr fte und Ausmitten . . . . . . . . . .
363
5.1.1 5.1.2 5.1.2.1 5.1.2.2 5.1.2.3 5.1.2.4
345 345 347 347 347 348 348
363 363 364 364 364 364 366
6.7.4.1 Knicknachweis nach dem vereinfachten Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 6.7.4.2 Knicknachweis nach dem genaueren Verfahren zum Vergleich . . . . . . . . . . . . . 349 7
Verwendete Bezeichnungen . . . . . . . . . . . 350
8
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
5.1.3 5.1.3.1 5.1.3.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3 5.2.2.4 5.2.3 5.2.3.1 5.2.3.2
Tragwiderstand und Nachweise . . . . . . . . Wandmitte f r LK 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . Wandfuß f r LK 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wand mit ungleichem Deckenauflager am Kopf und Fuß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometrie, Baustoffe und Einwirkungen Schnittkr fte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knickl ngen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lastkombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biegemomente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normalkr fte und Ausmitten . . . . . . . . . . Tragwiderstand und Nachweise . . . . . . . . Wandmitte f r LK 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . Wandfuß f r LK 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
366 366 367
6
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
7
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
367 367 368 368 368 368 370 370 370 371
III
Ingenieurmodell zur Tragf higkeit ohne Verbund vorgespannter KalksandsteinMauerwerksw nde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Odontsetseg Dashkhuu, Hemsbach und Erhard Gunkler, Detmold
1
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
2
Ingenieurmodell zur Tragf higkeit vorgespannter Mauerwerksw nde . . . . . . 373 Konstruktionsmerkmale f r vorgespanntes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Modulare Struktur des Ingenieurmodells . 373
2.1 2.2 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 4
Werkstoffsignifikante Ausgangsgrçßen des Ingenieurmodells – Teilmodul W . . . Werkstoffverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauersteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauermçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Werkstoffgesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einaxial druckbeanspruchtes Mauerwerk Zweiaxial in der Ebene beanspruchtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
375 375 375 376 377 380 381 381 381 381
Experimentelle Untersuchungen an Mauerwerksw nden . . . . . . . . . . . . . . . 381
4.1 4.2 4.3
W nde mit Beanspruchungen durch Einzellasten – Teilmodul SE . . . . . . . . . . 381 Biegedruckbeanspruchung vorgespannter Mauerwerksw nde – Teilmodul B . . . . . . 383 Scheibenschubbeanspruchung vorgespannter Mauerwerksw nde – Teilmodul S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
5
Erg nzende rechnerische Untersuchungen zum Tragverhalten vorgespannter Mauerwerksw nde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
6 6.1
Berechnungsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Normalkraftwiderstand bei Biegedruckbeanspruchung – Modul B . . . . . . . . . . . . 398 Querkrafttragf higkeit in Wandebene – Teilmodul S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
6.2 7
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
8
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Inhaltsverzeichnis
XV
D
Bauphysik · Brandschutz
I
Auswirkungen punktfçrmiger W rmebr cken bei Verblendmauerwerk – Einfl sse, rechnerische Quantifizierung und Optimierungspotenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Frank U. Vogdt, Jan Bredemeyer und Hendrik Keßlau, Berlin
1
Einf hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3
Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmetransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmetransportmechanismen . . . . . . . . . . W rmetransport in Feststoffen . . . . . . . . . W rme bergang und W rmetransport in Luftschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quantifizierung des W rmetransports . . . . Spezifischer Transmissionsw rmedurchgangskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . Thermischer Leitwert . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmebr cken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmeschutztechnische Anforderungen . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen an W rmebr cken in energetischer Hinsicht . . . . . . . . . . . . . . Anforderungen an den Mindestw rmeschutz im Bereich von W rmebr cken . . .
2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 3
3.1
406 406 406 407 407 408
3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 4
408 408 409 410 410 410 411
W rmeschutz von zweischaligen Mauerwerkskonstruktionen mit Verblenderschalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
4.1 4.2 5 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2
Ungestçrte, ebene Wandfl chen . . . . . . . . Besonderheit 1: Luftschichten . . . . . . . . . . Besonderheit 2: Luftschichtanker („Drahtanker“) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmebr cken (Verblenderkonsolen) . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Energetische Betrachtung . . . . . . . . . . . . . Nachweis des Mindestw rmeschutzes . . .
412 412 413 417 417 418 420
Ansatz f r ein Bemessungskonzept f r Verblenderkonsolen . . . . . . . . . . . . . . . 422 Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 Relevante Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 W rmeschutztechnische Optimierung von Verblenderkonsolen . . . . . . . . . . . . . . Mçgliche Varianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bewertung der Varianten . . . . . . . . . . . . . . Auswirkung in energetischer Hinsicht . . . Auswirkung auf den Mindestw rmeschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
426 426 427 427 428
6
Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . 429
7
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
II
Einsatz von Vakuumisolationspaneelen (VIP) bei zweischaligem Verblendmauerwerk . . . . . . . . . . . 433 Robert Masou, Dresden und Martin Forstner, Neumarkt
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zum Projekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Projektziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lçsungsansatz, Methode . . . . . . . . . . . . . . Berichtsinhalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
433 433 433 434 434 434
2 2.1 2.2 2.3
Vakuumisolationspaneel (VIP) . . . . . . . . . Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wirkprinzip und Leistungsrahmen . . . . . . Aufbau und Arten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
435 435 435 438
3 3.1 3.2 3.3
Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neubau – Sanierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Innend mmung – Außend mmung . . . . . . Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
440 440 441 441
4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.2
Zweischaliges Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Merkmal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstruktive Grunds tze . . . . . . . . . . . . . . Stand der Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normative Anforderungen . . . . . . . . . . . . . Konstruktive Elemente . . . . . . . . . . . . . . . .
444 444 444 444 445 445 445 446 446
4.2.1
Wandaufbau: Vorwand-Schalenzwischenraum – Hintermauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 Luftschichtanker – Stand der normativen Vorgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.3 Sichtung geeigneter Ankersysteme . . . . . . 4.2.3.1 Zum Luftschichtanker DUO . . . . . . . . . . . 4.2.3.2 Zum System Multi-Luftschichtanker Plus 4.2.3.3 Zum System ClickBrick . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Ausgew hlte Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Toleranzausgleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Tendenzen beim Schalenabstand . . . . . . . 4.4 Zeilenfçrmige bzw. geschosshohe Befestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Gegen berstellung der Verankerungsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 Stand der Technik in der Schweiz . . . . . . 4.5 Stand der Forschung in Deutschland . . . . 5 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2
W rmebr cken bei Luftschichtankern . . . W rmebr cken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Punktfçrmige W rmebr cken . . . . . . . . . . N herungsweise Ermittlung nach DIN EN ISO 6946 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genaue Ermittlung nach DIN EN ISO 10211 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
446 447 448 448 449 450 451 451 451 451 451 452 453 453 453 454 454 454
XVI
Inhaltsverzeichnis
5.3 5.3.1
Einflussgrçßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schalenabstand und W rmeleitf higkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W rmekoeffizient und W rmeleitf higkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gesamtw rmedurchgangskoeffizient und W rmeleitf higkeit . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2 5.3.3 6
454 454 454 455
6.1.1 6.1.2 6.1.3
Festlegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 Varianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 Ergebnisse der Variantenuntersuchung . . 460
7 7.1 7.2 7.3
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bauphysikalische Zusammenh nge . . . . . R ckschlusse auf die Konstruktion . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
466 466 467 470
6.1
Analyse spezifischer W rmebr cken im numerischen Modell . . . . . . . . . . . . . . 457 Einfluss der Ankeranordnung . . . . . . . . . . 458
E
Normen · Zulassungen · Regelwerk
I
Geltende Technische Regeln f r den Mauerwerksbau (Deutsche, Europ ische und Internationale Normen) (Stand 30. 9. 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 Peter Rauh und Immo Feine, Berlin
1
Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
2
Erl uterungen zur Anwendung des Eurocodes 6: „Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten“ vor der Bekanntmachung als Technische Baubestimmung 478 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 Tragwerksbemessung f r allgemeine Lastf lle (Kaltbemessung) . . . . . . . . . . . . 478
2.1 2.2
II
Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Mauersteine blichen Formates . . . . . . . . 1.1.1 Mauerziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2 Ziegel mit integrierter W rmed mmung . 1.1.3 Verf llziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.4 Kalksandsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.5 Betonsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.5.1 Vollsteine und Vollblçcke . . . . . . . . . . . . 1.1.5.2 Hohlblocksteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.5.3 Hohlblocksteine mit integrierter W rmed mmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.6 Sonstige Mauersteine . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Mauersteine grçßeren Formates . . . . . . . . 1.2.1 Mauerziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Betonsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Mauermçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 Leichtmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.2 Sonstige Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 2.1.2
2.5
Tragwerksbemessung f r den Brandfall . 478 Endg ltige bauaufsichtliche Einf hrung des Eurocodes 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 Zur Anwendbarkeit des Eurocode 6 bei der Bemessung von Mauerwerk mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung ( bergangsregeln) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
3
Regelwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
Verzeichnis der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen f r den Mauerwerksbau (Stand 31. 8. 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 Wolfram J ger, Dresden und Roland Hirsch, Berlin
1
2 2.1
2.3 2.4
Mauerwerk mit D nnbettmçrtel . . . . . . . . Plansteine blichen Formates und daf r zugelassene D nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . Planziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planziegel mit integrierter W rmed mmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
494 494 494 504 505 506 507 507 512 513 513 514 514 514 515 515 515 515 515 515 535
2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.6.1 2.1.6.2 2.1.6.3
2.4
Planverf llziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kalksand-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . . Porenbeton-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . Beton-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planvollsteine und Planvollblçcke . . . . . . Planhohlblocksteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plansteine aus Leichtbeton mit integrierter W rmed mmung . . . . . . . . . . . . . Planelemente und daf r zugelassene D nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planziegel-Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . Kalksand-Planelemente . . . . . . . . . . . . . . . Porenbeton-Planelemente . . . . . . . . . . . . . Beton-Planelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wandbauart aus Planelementen in dritteloder halbgeschosshoher Ausf hrung . . . . Weitere D nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . . . .
3
Mauerwerk mit Mittelbettmçrtel . . . . . . . 586
4 4.1 4.2 4.3
Vorgefertigte Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . Geschosshohe Mauertafeln . . . . . . . . . . . . drittel- oder halbgeschosshohe Mauertafeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verguss- und Verbundtafeln . . . . . . . . . . .
5
Geschosshohe Wandtafeln . . . . . . . . . . . . 592
2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3
544 547 550 553 553 561 566 574 574 575 581 582 584 585
588 588 591 591
Inhaltsverzeichnis
XVII
6
Schalungsstein-Bauarten . . . . . . . . . . . . . . 592
9.3
St rze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
7
Trockenmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594
8
Mauerwerk mit PU-Kleber . . . . . . . . . . . . 595
9 9.1 9.2
Bewehrtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Bewehrung f r bewehrtes Mauerwerk . . . 596 Hochlochziegel f r bewehrtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
10 10.1 10.2
Erg nzungsbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mauerfuß-D mmelemente . . . . . . . . . . . . . Anker zur Verbindung der Mauerwerksschalen von zweischaligen Außenw nden Sonstige Erg nzungselemente . . . . . . . . . .
10.3
599 599 599 601
Anhang Zulassungs bersicht . . . . . . . . . . . 602
F
Forschung
I
bersicht ber abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau . . . . . . . . . 621 Anke Eis und Sebastian Ortlepp, Dresden
1 1.1
Abgeschlossene Forschungsvorhaben . . . . bersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kurzberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biegezugfestigkeit von tragendem Ziegelmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begleitung der Umstellung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen von St rzen auf die Eurocodes (DIBt) . . . Nachhaltigkeit von Wohngeb uden aus Mauerwerk – Teil I: Nachhaltigkeit von Ein- und Zweifamilienh usern aus Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachhaltigkeitsbewertung von Einfamilienh usern – Ein Beitrag zur Beurteilung und Optimierung der Nachhaltigkeitsqualit t von kleinen Wohngeb uden (Dissertation) . . . . . . . . . . SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau – Nachhaltigkeitsanalyse f r das Mauerwerksrecycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 1.2.1 1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
2 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2
2.2.3
Laufende Forschungsvorhaben . . . . . . . . . bersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kurzberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druckfestigkeit von Mauerwerk . . . . . . . . Nachhaltigkeit von Wohngeb uden aus Mauerwerk – Teil II: Nachhaltigkeit von Mehrfamilienh usern aus Mauerwerk SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau – Vegetationssubstrate aus rezyklierten Gesteinskçrnungen aus Mauerwerk (AiF-Nr.: 17319-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
624 624 625 625
626
627
628
629 632 632 632 632
633
2.2.4
SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau – Verwertungsoptionen f r rezyklierte Gesteinskçrnungen aus Mauerwerk in der Steine- und Erden-Industrie (AiF-Nr.: 17251-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634 2.2.5 Beschleunigung der H rtereaktionen durch mineralische Kalksandstein-Keime (AiF-Nr.: 16468-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635 2.2.6 Entwicklung eines Pr fverfahrens f r Huminstoffe – Teil 2 (AiF-Nr.: 17339-N) 636 2.2.7 Optimierung des rheologischen Verhaltens von Kalk-Sand-Rohmischungen zur Steigerung der Scherbenrohdichte und der Festigkeit von Kalksandsteinen (AiF-Nr.: 17692-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636 2.2.8 Kalksandstein-Recycling-Material f r den Deponiebau – Methanox II (AiF-Nr.: 16637-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 2.2.9 Entwicklung einer Methodik zur ressourcenorientierten Steuerung der Werksprozesse in der KalksandsteinIndustrie (AiF-Nr.: 17544-N) – Numerische Simulation des Produktionsprozesses im Kalksandsteinwerk – Optimierung der Kalksandsteinherstellung . . . . . . . . . . . . . . 637 2. 2. 10 Einsatz von nat rlichen Schwermineralsanden zur Steigerung der Rohdichte von Kalksandsteinen f r einen hohen baulichen Schallschutz (AiF-Nr.: 17798-N) . . 639
634
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
C Bemessung
I
325
Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden – Algorithmen, Erl uterungen und Anwendungsbeispiele Wolfram J ger und Carola Hauschild, Dresden
1
Vorbemerkungen
Zum 01. 07. 2012 erfolgte die allgemeine Umstellung der Berechnung und Bemessung von Geb uden und baulichen Anlagen auf die Eurocodes. Ausnahmen dabei bilden Geb ude oder Bauteile aus Mauerwerk sowie der Erdbebennachweis [1, 2]. Um eine durchg ngige Abarbeitung von Projekten nach den Eurocodes und dem damit verbundenen Teilsicherheitskonzept zu ermçglichen, ist eine Gleichwertigkeitserkl rung der Bauaufsicht zum Eurocode 6 verçffentlicht worden [3], der im Weiteren Hinweise des DIBt [4] folgten, wie mit noch nicht berarbeiteten Zulassungen umzugehen ist [5]. Eine Erg nzung/Umstellung der Zulassungen auf den Eurocode 6 (von den Zulassungsinhabern beim DIBt beantragt) ist im Gange und wird bis zur Einf hrung des Eurocode 6 abgeschlossen sein. Mit der Verçffentlichung der Erl uterungen zur Anwendung des EC 6 vor der Bekanntmachung als Technische Baubestimmung im DIBt-Newsletter [3] ist die Anwendung des EC 6 [10–13] parallel und gleichwertig zur „alten“ Normengeneration DIN 1053 [16, 17] mçglich. Die bauaufsichtliche Einf hrung des Eurocode 6 wird im Jahr 2015 geschehen. Mit den in DIN EN 1996-3 und dem zugehçrigen Nationalen Anhang enthaltenen vereinfachten Berechnungs- und Nachweismethoden kann die berwiegende Mehrzahl der baupraktischen Aufgabenstellungen erfolgreich bearbeitet werden. Ausf hrliche Erl uterungen zu dieser Norm sind in [5] zu finden. Die nachfolgend zusammengestellten Algorithmen und Beispiele sollen als weiteres Hilfsmittel f r den praktisch t tigen Ingenieur dienen und die Einarbeitung erleichtern. In Einzelf llen (Nachweis der Teilfl chenpressung und Kellerwand) wird man f r eine erfolgreiche Nachweisf hrung auch die DIN EN 1996-1-1 [10] mit ihrem Nationalen Anhang [11] heranziehen m ssen (vgl. auch [6]). F r die praktische Handhabung der Norm hat sich die „ berschobene Fassung“ inzwischen bew hrt, mit der ein Hin- und Herbl ttern zwischen Norm und Nationalem Anhang vermieden wird. Inzwischen ist dazu auch eine Ausgabe mit Erl uterungen [15] erschienen, die zum Verst ndnis und zur Einarbeitung dient.
2
Anwendungsbedingungen
Bei dem vereinfachten Verfahren nach DIN EN 1996-3 [12] wird zwischen dem – vereinfachten Verfahren an sich im Hauptteil der Norm und dem – stark vereinfachten Verfahren nach Anhang A unterschieden. 2.1
Vereinfachtes Verfahren
Das vereinfachte Verfahren nach dem Hauptteil der Norm DIN EN 1996-3 ist im Nationalen Anhang an die deutschen Bedingungen und Erfahrungen angepasst worden, was dann auch die Anwendungskriterien betrifft. F r Vollsteine und Lochsteine nach DIN EN 1996-1-1/NA:2012-01, NCI zu 3.1.1, NA.5, d rfen demnach die vereinfachten Berechnungsmethoden angewendet werden, wenn die in Tabelle 1 enthaltenen Voraussetzungen erf llt sind. Die Einschr nkung auf die eingangs genannten Steinarten mit Verweis auf DIN EN 1996-1-1/NA:2012-01, NCI zu 3.1.1, NA.5 „Bei der Verwendung von Mauersteinen der Normen DIN EN 771-1 bis DIN EN 771-4 sind erg nzend die Verwendungsregeln nach DIN V 20000-401 (mit den nderungen in Anhang NA.M) sowie DIN V 20000-402 bis DIN V 20000-404 anzuwenden. Alternativ kçnnen auch Mauersteine nach DIN 105-100, DIN V 106, DIN V 4165-100, DIN V 18151-100 (mit Ausnahme von Plansteinen), DIN V 18152-100 (mit Ausnahme von Plansteinen), DIN V 18153-100 (mit Ausnahme von Plansteinen) verwendet werden.“ soll gew hrleisten, dass dieses vereinfachte Verfahren nur mit den Materialien angewendet werden kann, die auch die Anforderungen nach Rest- bzw. Anwendungsnorm erf llen (s. hierzu [18] bzw. [19]). Derartigen Steinen wird ein besonderes Vertrauensniveau entgegengebracht. 2.2
Stark vereinfachtes Verfahren nach Anhang A
Das stark vereinfachte Verfahren f r auf Normalkraft beanspruchte W nde arbeitet mit festen Abminderungs-
Mauerwerk-Kalender 2014: Bemessen, Bewehren, Befestigen. Herausgegeben von Wolfram J ger 2014 Ernst & Sohn GmbH & Co. KG. Published 2014 by Ernst & Sohn GmbH & Co. KG.
326
C Bemessung
faktoren in Abh ngigkeit von der Einhaltung bestimmter Randbedingungen, was die Rechenarbeit noch weiter vereinfacht. Die Anwendungsbedingungen sind in Tabelle 2 aufgef hrt.
Zum berbindemaß sind keine Angaben gemacht. Es gilt hier die Regelausf hrung, so wie in Tabelle 1, Pkt. 3, angegeben.
Tabelle 1. Voraussetzungen f r die Anwendung des vereinfachten Bemessungsverfahrens 1. Geb udehçhe (Mittel zwischen First- und Traufhçhe) h £ 20 m 2. St tzweite der aufliegenden Decken lf £ 6,0 m 4) 0,4 hu 0,2 hu ; Elementmauerwerk lol 3. lol 45 mm 125 mm 0,5 t 0,45 t 4. a ; bei t = 365 mm a 100 mm 100 mm 5. Lichte Wandhçhe in Abh ngigkeit von der Wanddicke und der Nutzlast nach folgender Tafel Bauteil
Wanddicke t [mm]
lichte Wandhçhe h [m]
Nutzlast pk [kN/m2] 1)
tragende Innenw nde
‡ 115 < 240
£ 2,75
£5
‡ 240
–
‡ 115 2) < 150 2)
£ 2,75
tragende Außenw nde und zweischalige Haustrennw nde
£3
‡ 150 3) < 175 3) ‡ 175 < 240 ‡ 240
£5 £ 12 t
1) Einschließlich Zuschlag f r nicht tragende innere Trennw nde. 2) Als einschalige Außenwand nur bei eingeschossigen Garagen und vergleichbaren Bauwerken, die nicht zum dauernden Aufenthalt von Menschen vorgesehen sind. Als Tragschale zweischaliger Außenw nde und bei zweischaligen Haustrennw nden bis maximal zwei Vollgeschosse zuz glich ausgebautes Dachgeschoss; aussteifende Querw nde im Abstand £ 4,50 m bzw. Randabstand von einer ffnung £ 2,0 m. 3) Bei charakteristischen Mauerwerksdruckfestigkeiten fk < 1,8 N/mm± gilt zus tzlich Fußnote b. 4) Sofern die Biegemomente aus dem Deckendrehwinkel nicht durch konstruktive Maßnahmen, z. B. Zentrierleisten, begrenzt werden.
Tabelle 2. Voraussetzungen f r die Anwendung des stark vereinfachten Bemessungsverfahrens nach Anhang A von DIN EN 1996-3 1. n £ 3 Geschosse ber OKG 2. die W nde sind rechtwinklig zur Wandebene in horizontaler Richtung gehalten 2=3 t , wenn t ‡ 0,30 m 3. a 85 mm 4. h £ 3,0 m 1 bG H 5. min dG 3 6. 7. 8. 9.
pk £ 5,0 kN/m± lf £ 6,0 m lDa £ 6,0 m, ausgenommen Leichtgewichtsdachkonstruktionen lDa £ 12,0 m Schlankheit der W nde hef / tef £ 21
I Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden
3
327
Nachweisformat und Einwirkungskombinationen
Zusammen mit dem Nationalen Anhang zu DIN EN 1996-3 sind die Nachweise auf – zentrische bzw. exzentrische Normalkraft im Rahmen der Voraussetzungen, – Kellerw nde und – Ausfachungsfl chen beschr nkt. Ist das Geb ude nicht ausreichend ausgesteift, ist der Nachweis auf Querkraft nach DIN EN 1996-1-1 zusammen mit dem zugehçrigen NA zu f hren. Das Gleiche gilt f r die Teilfl chenpressung.
Tabelle 3. Allgemeines Nachweisformat nach DIN EN 1996-3 und NA mit R ckverweis auf DIN EN 1996-1-1 und NA Nachweisformat Ed Rd Ed Bemessungswert der Einwirkung Rd Bemessungswert des Tragwiderstandes
Vereinfachte Einwirkungskombinationen werden im NA f r B ro- und Wohngeb ude angegeben (s. Tabelle 4). Ansonsten sind die genauen Kombinationen nach DIN EN 1990 und zugehçrigem NA ([8] zusammen mit [9]) zu verwenden, solange die Anwendungsgrenzen des vereinfachten Verfahrens eingehalten sind.
Tabelle 4. Nachweisformat und Vereinfachung der Einwirkungskombinationen nach DIN EN 1996-1-1 und NA ebenfalls anwendbar f r das vereinfachte Verfahren nach DIN EN 1996-3 und NA bei Normalkraftbeanspruchung Nachweisformat NEd NRd Bemessungswert der Einwirkungen Vereinfachung der Einwirkungskombinationen zur Ermittlung der einwirkenden Normalkraft nach DIN EN 1996-1-1/NA Wohn- und B rogeb ude
NEd ¼ 1,35 NGk þ 1,5 NQk
Hochbauten mit Stahlbetondecken und qk £ 3 kN/m±
NEd ¼ 1,4 ðNGk þ NQk Þ
Bemessungswert des Widerstands Rd ¼
Rk gM
Teilsicherheitsbeiwert des Materials gM f r Mauerwerk nach DIN EN 1996-1-1/NA St ndige und vor bergehende Bemessungssituation
1,5
Außergewçhnliche Bemessungssituation
1,3
4
Nachweis nach DIN EN 1996-3 bei zentrischer und exzentrischer Normalkraftbeanspruchung
Die tragkraftmindernden Einfl sse werden bei diesem Nachweis in einem Abminderungsfaktor F erfasst, der auf die volle Tragf higkeit bei zentrischer Belastung anzuwenden ist. F r diese wird wiederum die charakteristische Druckfestigkeit bzw. deren Bemessungswert bençtigt. Die Druckfestigkeiten sind in DIN EN 1996-3/NA in Abh ngigkeit von Steinart, Mçrtelart und Mçrtelfestigkeit angegeben.
Nachfolgend sind die Druckfestigkeitstabellen (Steindruckfestigkeit/charakteristische Festigkeit) f r die verschiedenen Steinfestigkeitsklassen und Mçrtelgruppen aufgef hrt. Hinsichtlich der Steine ist darauf zu verweisen, dass nur solche nach NA.5 in NCI zu 3.1.1 gem. DIN EN 1996-1-1/NA:2012-01 anwendbar sind (vgl. Abschn. 2.1).
328
C Bemessung
4.1
Charakteristische Druckfestigkeiten von Einsteinmauerwerk nach DIN EN 1996-3/NA, Anhang NA.D
Tabelle 5. Hochlochziegel mit Lochung A (HLzA), Lochung B, (HLzB), HLzB-T1), Mauertafelziegel T1 sowie Kalksand-Loch- und Hohlblocksteine mit Normalmauermçrtel
Tabelle 7. Vollziegel sowie Kalksand-Vollsteine und KalksandBlocksteine mit Normalmauermçrtel
Steindruckfestigkeitsklasse
Steindruckfestigkeitsklasse
fk N/mm±
fk N/mm±
NM II
NM IIa
NM III
NM IIIa
NM II
NM IIa
NM III
NM IIIa
4
2,1
2,4
2,9
–
4
2,8
–
–
–
6
2,7
3,1
3,7
–
6
3,6
4,0
–
–
8
3,1
3,9
4,4
–
8
4,2
4,7
–
–
10
3,5
4,5
5,0
5,6
10
4,8
5,4
6,0
–
12
3,9
5,0
5,6
6,3
12
5,4
6,0
6,7
7,5
16
4,6
5,9
6,6
7,4
16
6,4
7,1
8,0
8,9
20
7,5
8,4
20
7,2
8,1
9,1
10,1
28
9,2
10,3
28
8,8
9,9
11,0
12,4
10,2
11,9
36
12,7
14,3
48
12,2
14,1
48
60
14,3
16,0
60
15,1
16,9
36
5,3
6,7
10,2
11,4
Tabelle 6. Hochlochziegel mit Lochung W (HLzW), Mauertafelziegel (T2, T3 und T4) sowie Langlochziegel (LLz) mit Normalmauermçrtel
Tabelle 8. Kalksand-Plansteine und Kalksand-Planelemente mit D nnbettmçrtel
Steindruckfestigkeitsklasse
Steindruckfestigkeitsklasse
fk N/mm± NM II
NM IIa
NM III
NM IIIa
4
1,7
2,0
2,3
2,6
6
2,2
2,5
2,9
3,3
8
2,5
3,2
3,5
4,0
10
2,8
3,6
4,0
4,5
12
3,1
4,0
4,5
5,0
16
3,7 (3,1)
4,7 (4,0)
5,3 (4,5)
5,9 (5,0)
20
4,2 (3,1)
5,4 (4,0)
6,0 (4,5)
6,7 (5,0)
Werte in Klammern gelten f r Mauerwerk aus Hochlochziegeln mit Lochung W (HLzW) und Mauertafelziegeln T4
fk N/mm± Planelemente
Plansteine
KS XL
KS XL-N, KS XL-E
KS P
KS L-P
4
2,9
2,9
2,9
2,9
6
4,0
4,0
4,0
3,7
8
5,0
5,0
5,0
4,4
10
6,0
6,0
6,0
5,0
12
9,4
7,0
7,0
5,6
16
11,2
8,8
8,8
6,6
20
12,9
10,5
10,5
28
13,8
36 48 60
16,0
13,8
7,6 16,8
I Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden
329
Tabelle 9. Mauerziegel und Kalksandsteine mit Leichtmauermçrtel
Tabelle 11. Leichtbeton-Vollblçcke mit Schlitzen Vbl S, Vbl SW mit Normalmauermçrtel
Steindruckfestigkeitsklasse
Steindruckfestigkeitsklasse
fk N/mm± LM 21
LM 36
2
1,2
1,3
4
1,6
2,2
6
2,2
2,9
8
2,5
10
2,8
Mçrtelgruppe II
IIa
III, IIIa
2
1,4
1,6
1,8
4
2,1
2,4
2,9
3,1
3,7
3,9
4,4
4,5
5,0
5,0
5,6
6 8
12 3,3
16
10
3,0
20
fk N/mm±
2,7
12
28
Tabelle 10. Leichtbeton- und Betonsteine mit Normalmauermçrtel
Tabelle 12. Voll- und Lochsteinen aus Leichtbeton mit Leichtmauermçrtel
LeichtSteindruckbetonsteine festigkeitsklasse
Steindruckfestigkeitsklasse
fk N/mm± Mçrtelgruppe II
Hbl, Hbn
2
1,4
1,5
1,7
4
2,2
2,4
2,6
4
2,3
6
3,1
3,3
6
3,0
8
3,7
4,0
8
3,6
4,3
4,6
4,8
5,1
2,9
12 2
1,5
1,6
1,8
4
2,5
2,7
3,0
6
3,7
4,0
8
4,5
5,0
10
5,4
5,9
12
3,4
16
6,1
4
2,8
2
1,8
4
3,0
8,3
6
4,1
9,8
8
5,1
2,9
6
4,0
4,0
8
4,7
5,0
12 16 ‡ 20
5,4 3,6
6,0 6,7
6,0
Tabelle 13. Porenbetonsteine mit D nnbettmçrtel fk N/mm±
2,9
10
1,4
Steindruckfestigkeitsklasse
6,7
20 Vn, Vbn Vm, Vmb
LM 21 und LM 36
III und IIIa 2
10
V, Vbl
IIa
fk N/mm±
8,0 9,1
330
C Bemessung
4.2
Bestimmung der Knickl nge
a)
b)
Bild 1. Effektive Wandhçhe (Knickl nge); a) beidseitig gelenkig gelagert, b) beidseitig eingespannte Lagerung
a)
b)
c)
Bild 2. Verschiedene Lagerungsarten der Wandr nder; a) zweiseitig gehalten, b) dreiseitig gehalten, c) vierseitig gehalten
Tabelle 14. Bestimmung der Knickl nge nach DIN EN 1996-3/NA (NCI zu 4.2.2.4) Knickl nge hef ¼ rn h 2-seitig gehalten
t £ 175 mm
r2 = 0,75
175 mm < t £ 250 mm
r2 = 0,9
t > 250 mm
r2 = 1,0
r2 < 1,0 nur bei Einhaltung der erf. Auflagertiefen: t ‡ 240 mm, a ‡ 175 mm bzw. t < 240 mm, a = t 3-seitig gehalten
4-seitig gehalten
r3 ¼
1 r2 0,3 r2 h 2 1þ 3 l
h £ 1,0 l
h > 1,0 l
r4 ¼
r4 ¼
1 r2 r2 h 2 1þ l
0,5 l h
I Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden Tabelle 15. Bestimmung der Knickl nge nach DIN EN 1996-3 f r Elementmauerwerk mit einem planm ßigen berbindemaß 0,2 £ lol/hu < 0,4 Effektive Wandhçhe 3-seitig gehalten
4-seitig gehalten
hef ¼
1 r2 h 0,3 h r h 2 1 þ a3 2 0 3 b
h f r a4 1 b
hef ¼
1 r2 h r h 2 1 þ a4 2 b
h f r a4 > 1 b
hef ¼ a4
b 2
Anpassungsfaktoren zur Absch tzung der Knickl nge Steingeometrie hu/lu
0,5
0,625
1
2
3-seitige Lagerung a3
1,0
0,90
0,83
0,75
4-seitige Lagerung a4
1,0
0,75
0,67
0,60
4.3
Nachweis berwiegend vertikal beanspruchter W nde
Bild 3. Vertikal zentrisch bzw. exzentrisch beanspruchte W nde; a) mit einseitigem Deckenauflager, b) mit beidseitigem Deckenauflager
331
332
C Bemessung
Tabelle 16. Nachweis normalkraftbeanspruchter W nde nach DIN EN 1996-3 Bemessungswert des Tragwiderstandes NRd ¼ F t fd fd ¼ z z ¼ 0,85 Dauerstandsfaktor
fk gM
Anwendungsbedingungen nach Tabelle 1 erf llt.
Anwendungsbedingungen nach Tabelle 2 erf llt.
Abminderungsfaktoren vereinfacht
stark vereinfacht nach Anhang A
W nde als einseitiges Endauflager 8 l a > > 1,6 f 0,9 fur ¨ fk 1,8 N=mm2 > > 6 t < l a F ¼ F1 ¼ 1,6 f 0,9 fur > ¨ fk < 1,8 N=mm2 > > 5 t > : 0,333 fur ¨ Dachdecken
Vollaufliegende 8 Decke ¨ hef =tef 10 > 0,70 fur < F ¼ cA ¼ 0,50 fur ¨ hef =tef 18 > : 0,35 fur ¨ 18 < hef =tef 21 Teilaufliegende Decke, t ‡ 30 cm F ¼ cA ¼ 0,45
bei Knickgefahr
2 a h 0,0011 ef F ¼ F2 ¼ 0,85 t t
Nachweis bei zentrischer und exzentrischer Druckbeanspruchung NEd NRd
4.4
Teilfl chenlasten senkrecht zur Lagerfuge
Das in DIN EN 1996-3:2010-12 enthaltene Nachweisformat f r W nde unter Einzellasten (Teilfl chenlasten) konnte aufgrund von Sicherheitsbedenken bei randnahen Lasten (a1 £ 3 l1) von deutscher Seite nicht bernommen werden. Deshalb wird im Nationalen Anhang von DIN EN 1996-3 [13] auf den genaueren Nachweis nach Nationalem Anhang zu DIN EN 1996-1-1 ([11], NCI zu 6.1.3) verwiesen, wobei der dort angegebene
Nachweis nur f r Vollsteine gem. Europ ischer Produktnorm und Anwendungs- bzw. Restnorm angewendet werden kann (s. auch Erl uterung des Sachverhaltes im Abschn. 4.1). F r andere Steine ist keine Erhçhung der Tragf higkeit ansetzbar. F r Lasten mit einem Abstand a1 > 3 l1 w re theoretisch die Formel nach EN 1996-1-1 anwendbar, da sich dann die Unterschiede immer mehr angleichen.
Bild 4. Teilfl chenlasten senkrecht zur Lagerfuge in verschiedener Anordnung (in der Ansicht der Wand)
I Einf hrung des Eurocode 6, DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden
333
Tabelle 17. Nachweisalgorithmus bei W nden unter Teilfl chenlasten senkrecht zur Lagerfuge nach DIN EN 1996-1-1 f r Vollsteine Tragwiderstand NRdc ¼ b Ab fd Vollsteine
Lochsteine Nicht randnahe Einzellast (a1 > 3 l1)
a1 A 1,5 1,1 b b ¼ 1 þ 0,3 hc Aef 8 1,0 > < a1 b ¼ 1,25 þ 2hc > : 1,5
b=1
Randnahe Einzellast (a1 £ 3 l1) b=1
Voraussetzungen: Ab £ 2 · t±; e < t/6
b ¼ 1 þ 0,1
a1 1,5 l1 Nachweis NEdc NRdc
4.5
Nachweis von Kellerw nden
Der genauere Nachweis auf Erddruck kann entfallen, wenn der (minimale) Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft die Ausbildung eines vertikalen Bogens gew hrleisten kann und der (maximale) Bemessungswert vom Mauerwerk abgetragen werden kann (DIN EN
a)
1996-3 [12], Abschn. 4.5). Die Vorgehensweise beruht auf dem Bogenmodell von Mann/Bernhardt [20], das auch Bestandteil der DIN 1053-1:1996-11 [16] war, und ist von Vassilev/J ger (s. [21–23]) auf das Teilsicherheitskonzept bertragen worden.
b)
Bild 5. Kellerwand; a) Konstruktion und Belastung (keine Einzellast > 15 kN, n her als aP = 1,5 m an der Wand und Gleichlast £ 5 kN/m±), b) St tzlinie des zugrunde gelegten Bogens
334
C Bemessung
Tabelle 18. Nachweis von Kellerw nden nach DIN EN 1996-3 Anwendungsvoraussetzungen 1. h £ 2,60 m; t ‡ 200 mm 2. pk £ 5 kN/m±; keine Einzellast > 15 kN im Abstand von < 1,5 m vorhanden 3. Ansch tthçhe he £ 1,15 h 4. Kellerdecke = steife Scheibe 5. kein hydrostatischer Druck Tragwiderstand in halber Ansch tthçhe
Tabelle 19. Genauerer Nachweis von Kellerw nden nach DIN EN 1996-1-1/NA Anwendungsvoraussetzungen f r den genaueren Nachweis von Kellerw nden nach DIN EN 1996-1-1/NA 1. 2. 3. 4. 5.
h £ 2,60 m; t ‡ 240 mm qk £ 5 kN/m± Ansch tthçhe he £ 1,15 h Kellerdecke = steife Scheibe kein hydrostatischer Druck
Tragwiderstand in halber Ansch tthçhe
t b fb 3 r b h h2e ¼ e bK t
max NRd ¼ min NRd
n1,lim,d ¼
ki g e h h2e 7,8 t
n1,Rd ¼ 0,33 fd t
Nachweis
Abminderung bei zweiachsigem Lastabtrag
NEd,max max NRd
l h
NEd,min min NRd
Die in Tabelle 18 angegebenen Formeln gehen von Kr ften (f r die gesamte Wand) aus. F r den Fall, dass der Nachweis nach DIN EN 1996-3 nicht gelingt, kann auf DIN EN 1996-1-1 ausgewichen werden. Der genauere Nachweisalgorithmus ist ebenfalls schnell durchf hrbar und wird deshalb als Alternative im Folgenden kurz aufgef hrt. Der Faktor zur Ber cksichtigung des zweiachsigen Lastabtrages ist hier mit dem Index K f r Kellerwand versehen worden, da b mehrfach belegt ist. Es kann i. d. R. davon ausgegangen werden, dass im Falle der Einhaltung der Grenzwerte auch der Querkraftnachweis erf llt ist.
ki g e h h2e 7,8 t ki g e h h2e ¼ 7,8 t
n1,lim,d ¼ 0,5
l 2h n1,lim,d
Zwischenwerte linear interpolieren Nachweis n1,d,inf n1,lim,d n1,Ed,sup n1,Rd
Die in Tabelle 19 angegebenen Formeln gehen im Gegensatz zu Tabelle 18 von Kr ften pro L ngeneinheit aus. Bei dem genaueren Verfahren nach DIN EN 1996-1-1/NA ergeben sich geringere vertikale Auflasten und es kann nicht mehr davon ausgegangen werden, dass bei Einhaltung der Grenzwerte auch der Querkraftnachweis erf llt ist. Er ist deshalb stets zu f hren.
Tabelle 20. Genauerer Nachweis plattenschubbeanspruchter Kellerw nde nach DIN EN 1996-1-1 Querkrafttragf higkeit in Plattenrichtung nach dem genaueren Verfahren gem. DIN EN 1996-1-1/NA Querkr fte als Einwirkungen
A¼
he he ð2qu þ qÞ ; 6 h
B¼
he he ðqu þ 2qÞ 6 h
und im Falle h = he h A ¼ ð2qu þ qo Þ; 6
h B ¼ ðqu þ 2qo Þ 6
(auch f r h < he £ 1,15 · h ansetzbar, wobei qo als Ordinate der Last bei h zu ermitteln ist)
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