Bemessung von Ziegelmauerwerk - Fachbuch zur Bemessung nach DIN EN 1996-3

Bemessung von Ziegelmauerwerk Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-3 Vereinfachte Berechnungsmethoden Schneelast

W

i

l nd

as

t

Windlast

Deckenlasten

Deckenlasten

Erddruck

Verkehrslasten

Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel e.V. Bonn

Inhalt

Seite 1

Das Wesentliche im Überblick

3

2 Einführung

5

3

Sicherheitskonzept und Nachweisverfahren der DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

6

4

Voraussetzungen für die Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden in DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

9

5

Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

10

6

Nachweis der Querkrafttragfähigkeit nach DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

15

7

Vereinfachter Nachweis von Kelleraußenwänden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

20

8

Nichttragende Außenwände

22

9

Ausführung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-2 und DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

23

10 Literatur

27

Impressum

28

1

2

1 Das Wesentliche im Überblick

Der Eurocode 6 – DIN EN 1996 wird in den nächsten Jahren die DIN 1053-1 ablösen. In dieser Broschüre werden die wichtigsten Regelungen der neuen DIN EN 1996 kompakt zusammengefasst.

l

Die DIN EN 1996 wird voraussichtlich ab der zweiten Jahreshälfte 2012 parallel und gleichwertig zu DIN 1053-1 angewendet werden können, die verbindliche bauaufsichtliche Einführung ist (Stand April 2012) für den 1.1.2014 vorgesehen.

l

Da das Leistungsniveau der neuen Normengeneration in weiten Teilen mit dem bewährten Bestand abgeglichen wurde, sind aus statischer Sicht keine wesentlichen Veränderungen in den bisher üblichen Mauerwerkskonstruktionen zu erwarten.

l

Folgende wesentliche Punkte sind dabei zu beachten: l

l

l

l

l

Die DIN EN 1996-3 enthält weiterhin vereinfachte Bemessungsmethoden, mit denen die überwiegende Mehrzahl der baupraktisch relevanten Aufgabenstellungen erfolgreich behandelt werden kann.

Es erfolgt eine Umstellung auf das Teilsicherheitskonzept, der globale Sicherheitsbeiwert wird durch differenzierte Sicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Material abgelöst. Die Bemessungsalgorithmen sind bereits weitgehend aus DIN 1053-100 bekannt.

l

Planziegel werden weiterhin in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen geregelt. Diese Zulassungen sind weiterhin uneingeschränkt gültig. Sie werden derzeit von der Bauaufsicht auf die Bemessung nach dem Teilsicherheitskonzept umgestellt.

Ein rechnerischer Nachweis der Querkrafttragfähigkeit ist bei offensichtlich ausreichend ausgesteiften Gebäuden bei Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 nicht erforderlich.

Bei einschaligen Außenwänden wird die teilweise Auflagerung der Decken (Auflagertiefe a < Wanddicke t) normativ explizit berücksichtigt.

Der vereinfachte Nachweis von gemauerten Kellerwänden kann jetzt bis zu einer Anschütthöhe von 115% der lichten Kellerhöhe geführt werden, um z. B. einen barrierearmen Ausgang zu ermöglichen. Für die Verdichtung des Arbeitsraumes werden Randbedingungen definiert.

Wenn die Ausführung nach den Teilen 1-1 und 2 von DIN EN 1996 erfolgt, muss die Gebrauchstauglichkeit nicht gesondert nachgewiesen werden.

Der Nachweis erfolgt im Grenzzustand der Tragfähigkeit auf Bemessungswertniveau mit charakteristischen Festigkeitswerten.

Beim Druckfestigkeitsnachweis erfolgt eine explizierte Unterscheidung hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Steintypen (z. B. Vollziegel, Lochziegel) und Steinarten (z. B. Ziegel, Leichtbeton).

3

4

2 Einführung

In den letzten 20 Jahren ist im Bauwesen schrittweise das globale Sicherheitskonzept durch das Teilsicherheitskonzept abgelöst worden.

Durch die Zuweisung von differenzierten Sicherheitsbeiwerten zu Einwirkungen und Widerstand verspricht man sich eine genauere Beschreibung der Bemessungssituation und damit wirtschaftlichere Konstruktionen.

Der Mauerwerksbau hat im Jahr 2004 mit der Vorlage der DIN 1053-100 diese Umstellung in der Bemessung vorgenommen. In einem ersten Schritt wurde der bisherige globale Sicherheitsbeiwert so aufgeteilt, dass das Bemessungsergebnis möglichst unverändert blieb.

Mit Ausgabedatum Dezember 2010 hat das DIN die deutschsprachigen Fassungen des Eurocode 6 „Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten“ mit den Teilen l DIN EN 1996-1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk [1] l DIN EN 1996-2: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk [2] l DIN EN 1996-3: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten [3] veröffentlicht.

Im April 2011 wurde zur Brandschutz-Bemessung l DIN EN 1996-1-2: Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung für den Brandfall [4] veröffentlicht.

Die Eurocodes räumen die Möglichkeit ein, eine Reihe von sicherheitsrelevanten Parametern national festzulegen. Diese national festzulegenden

DIN 1053-1

Bauaufsichtlich uneingeschränkt anwendbar

DIN 1053-100

Bauaufsichtlich uneingeschränkt anwendbar

DIN EN 1996

Gleichwertig zu DIN 1053-1 anwendbar

01.07.2012

Parameter umfassen alternative Nachweisverfahren und Angaben einzelner Werte, sowie die Wahl von Klassen aus gegebenen Klassifizierungssystemen. Die entsprechenden Parameter sowie ergänzende nicht widersprechende Angaben zur Anwendung der Eurocodes sind in den sogenannten „Nationalen Anhängen“ zu den einzelnen Teilen der Eurocodes enthalten. Sie sind beim Entwurf, der Berechnung und der Bemessung von Hochbauten und Ingenieurbauwerken aus Mauerwerk zusätzlich zu beachten.

Die Veröffentlichung der Teile 1-1, 2 [6] und 3 [7] ist im Januar 2012 erfolgt. Der Teil 1-1 [5] wurde korrigiert noch einmal mit Ausgabedatum Mai 2012 veröffentlicht.

Die DIN EN 1996-3 mit ihren „Vereinfachten Berechnungsmethoden“ wurde insbesondere auf Wunsch Deutschlands mit in den Eurocode 6 aufgenommen. Damit soll in Anlehnung an das in Deutschland bewährte vereinfachte Verfahren nach DIN 1053-1 [8] sichergestellt werden, dass auch bei Anwendung des Eurocodes der statische Nachweis eines Großteils aller im Mauerwerksbau auftretenden Problemstellungen innerhalb kürzester Zeit und ohne großen Aufwand möglich ist.

Mit dieser Broschüre wird eine erste Übersicht zur Bemessung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang vorgelegt. Dabei werden die neuen Nachweisformate vorgestellt und anhand von ausgewählten Beispielen mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang vorgeführt.

Bauaufsichtliche Einführung

voraussichtlich 01.01.2014

Alleinige Gültigkeit

voraussichtlich 01.01.2016

Bild 1: Zeitschiene für die Umstellung der Bemessung von Mauerwerk auf DIN EN 1996 5

3 Sicherheitskonzept und Nachweisverfahren der DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Allgemeines

Die neben der Standsicherheit ebenfalls sicherzustellende Gebrauchstauglichkeit von Bauteilen und Bauwerken kann im Mauerwerksbau ohne weiteren Nachweis als erfüllt angesehen werden, wenn der Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang erfolgt ist und die Regelungen zur Ausführung nach DIN EN 1996-2 mit nationalem Anhang eingehalten sind.

Die Bemessung von Baukonstruktionen nach Eurocode erfolgt baustoffübergreifend auf Grundlage des semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzeptes. Während in DIN 1053-1 Unsicherheiten (Streuungen der Einwirkungen und des Tragwiderstandes) mit einem globalen Sicherheitsbeiwert, in der Regel auf der Widerstandsseite, abgedeckt wurden, wird in den Eurocodes mit unterschiedlichen Teilsicherheitsfaktoren auf der Einwirkungsund der Widerstandseite gearbeitet. Die Größe der einzelnen Teilsicherheitsbeiwerte ist dabei in Abhängigkeit der Streuungen der jeweiligen Einwirkungen und Widerstände festgelegt.

Die Standsicherheit wird im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GdT) durch die Gegenüberstellung einwirkender und aufnehmbarer Schnittgrößen nachgewiesen. Die Bemessungswerte von Einwirkung (Ed) und Widerstand (Rd) ergeben sich aus den jeweiligen charakteristischen Größen (Ek) und (Rk) unter Berücksichtigung der entsprechenden Teilsicherheitsfaktoren γ.

Der Bemessungswert des Widerstandes Rd muss mindestens so groß wie der Bemessungswert der Einwirkungen Ed sein.

Bei der Bestimmung der Bemessungswerte der Einwirkungen (Ed) ist zwischen zwei Bemessungssituationen zu unterscheiden:

EdA = E {∑ γGA,j · Gk,j ⊕ Ad ⊕ ψ1,1 · Qk,1 ⊕ ∑ ψ2,i · Qk,i} (3)

Ek ⋅ γ F = E d ≤ R d =

Rk γM

(1)

E d Rd Rk γM

l

ständige und vorübergehende Bemessungssituation (vereinfacht mit ψ0,i = 1,0 nach Eurocode 6): Ed = E {∑ γG,j · Gk,j ⊕ ∑ γQ,i · Qk,í} j≥1 i≥1

l

(2)

außergewöhnliche Bemessungssituation:

j≥1

Charakteristischer Wert der Einwirkung Teilsicherheitsbeiwert für die Einwirkung, s. Tabelle 1 Bemessungswert der Einwirkung Bemessungswert des Widerstandes Charakteristischer Wert des Widerstandes Teilsicherheitsbeiwert des Widerstandes (bzw. des Materials), s. Tabelle 3

Gk Qk Qk,1 Ad Ed γG

6

Bemessungswert Ed der Einwirkung

i>1

Es bedeuten:

mit Ek γF

Charakteristischer Wert der ständigen Einwirkung Charakteristischer Wert der veränderlichen Einwirkung Charakteristischer Wert der veränderlichen Leiteinwirkung Bemessungswert der außergewöhnlichen Einwirkung Bemessungswert der Einwirkung Teilsicherheitsbeiwert auf der Einwirkungsseite (ständige Einwirkung) gemäß Tabelle 1

3 Sicherheitskonzept und Nachweisverfahren der DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

γQ ψ0, ψ1, ψ2

Teilsicherheitsbeiwert auf der Einwirkungsseite (veränderliche Einwirkungen) gemäß Tabelle 1 Kombinationsbeiwerte gemäß Tabelle 2

⊕ „zu kombinieren mit”: Die einwirkenden Lasten müssen ungünstigst miteinander kombiniert werden; günstig wirkende veränderliche Lasten sind zu vernachlässigen Weitere vereinfachte Kombinationsregeln sind zulässig (siehe Abschnitt 5).

Tabelle 1:

Wichtige Teilsicherheitsbeiwerte γF der Einwirkungen für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit aus DIN EN 1990 mit nationalem Anhang

Einwirkung ständige Einwirkung (G) z. B. Eigengewicht, Ausbaulast, Erddruck veränderliche Einwirkung (Q) z. B. Wind, Schnee, Nutzlasten Tabelle 2:

ungünstige Wirkung

günstige Wirkung

außergewöhnliche Bemessungssituation

γG = 1,35

γG = 1,0

γGA = 1,0

γQ = 1,5

γQ = 0

γQ = 1,0

Kombinationsbeiwerte gemäß DIN EN 1990 mit nationalem Anhang Kombinationsbeiwerte

Einwirkungen

ψ0

ψ1

ψ2

Nutzlasten im Hochbau, Kategorien siehe DIN EN 1991-1-1 • Wohn-, Aufenthalts- und Büroräume • Versammlungsräume, Verkaufsräume • Lagerräume

0,7 0,7 1,0

0,5 0,7 0,9

0,3 0,6 0,8

Schnee- und Eislasten, siehe DIN EN 1991-1-3 • Orte bis zu NN +1000 m • Orte über NN +1000 m

0,5 0,7

0,2 0,5

0,0 0,2

Windlasten, siehe DIN EN 1991-1-4

0,6

0,2

0,0

Temperatur (nicht Brand), siehe DIN EN 1991-1-5

0,6

0,5

0,0

Tabelle 3:

Teilsicherheitsbeiwerte γM für Baustoffeigenschaften (DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang, Tabelle NA.1) γM1)

Mauerwerk 1) Für

ständige und vorübergehende Bemessungssituationen

außergewöhnliche Bemessungssituationen1)

1,5

1,3

die Bemessung im Brandfall nach DIN EN 1996-1-2 gilt: γM = 1,0 7

3 Sicherheitskonzept und Nachweisverfahren der DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Bemessungswert des Widerstands Rd

Mischungsverbot mit DIN 1053-1

ermittelt.

Die Bemessungsregeln der DIN EN 1996 mit nationalem Anhang dürfen innerhalb eines Bauwerks nicht mit den Bemessungsregeln der DIN 1053-1 kombiniert werden. Ein entsprechendes Mischungsverbot ist bei der bauaufsichtlichen Einführung in der Musterliste der technischen Baubestimmungen vorgesehen. Die Mauerwerksbemessung muss also für alle Bauteile innerhalb eines Bauwerks entweder nach dem globalen Sicherheitskonzept oder nach dem Teilsicherheitskonzept erfolgen.

Nachweisverfahren

Der Nachweis von Mauerwerkbauteilen kann auch nach DIN EN 1996 mit nationalem Anhang wie bisher bekannt nach einem genaueren Verfahren (DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang) oder nach den vereinfachten Berechnungsmethoden (DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang) durchgeführt werden.

Die überwiegende Mehrzahl der Ziegelkonstruktionen wird weiterhin nach allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bemessen und ausgeführt.

Diese Zulassungen beziehen sich zur Zeit ausschließlich auf die Bemessung nach DIN 1053-1 und DIN 1053-100. Die Ergänzung der Bemessung nach DIN EN 1996 mit nationalem Anhang ist von den Zulassungsinhabern beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) beantragt und in der Umsetzung.

Die Anwendung von Mauerwerk nach diesen Zulassungen ist weiterhin uneingeschränkt möglich.

Bei Verwendung von Zulassungsziegeln ist der Nachweis für das Mauerwerk bis auf weiteres nach DIN 1053-1 zu führen. Nach der Ergänzung um die Regeln nach DIN EN 1996 besteht bis zum Ende der geplanten Koexistenzfrist eine Wahlmöglichkeit zwischen beiden Verfahren. Die Festlegung von charakteristischen Mauerwerkdruckfestigkeiten fk in den Zulassungen wird individuell auf der Basis der vorliegenden Zulassungsversuche erfolgen.

Der Bemessungswert des Widerstands Rd wird aus den charakteristischen Werten des Widerstands Rk und den Teilsicherheitsbeiwerten γ M s. Tabelle 3, nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang zu

Rd =

Rk γM

(4)

Bei üblichen Ziegelbauteilen sind die vereinfachten Berechnungsmethoden in der Regel völlig ausreichend, der erhöhte Nachweisaufwand des genaueren Verfahrens ist in der Regel nicht in wirtschaftlichere Konstruktionen umsetzbar. Es besteht allerdings kein Mischungsverbot, so dass einzelne Bauteile eines Gebäudes mit dem genaueren Verfahren nachgewiesen werden können.

Diese Broschüre beschränkt sich vorwiegend auf die vereinfachten Berechnungsmethoden. Für den Schubnachweis wird allerdings der Bemessungsalgorithmus nach dem genaueren Verfahren dargestellt, da in DIN EN 1996-3 kein rechnerischer Nachweis vorgesehen ist.

8

Ziegelmauerwerk nach allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen

4 Voraussetzungen für die Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Bei den vereinfachten Berechnungsmethoden brauchen bestimmte Beanspruchungen, z. B.: l Biegemomente aus Deckeneinspannung oder -auflagerung l ungewollte Ausmitten beim Knicknachweis l Wind auf tragende Wände nicht nachgewiesen zu werden, da sie im Sicherheitsabstand, der dem Nachweisverfahren zugrunde liegt, oder durch konstruktive Regeln berücksichtigt sind. Grundsätzlich wird vorausgesetzt, dass in der Wand nur Biegemomente aus der Deckeneinspannung oder –auflagerung und aus Windlasten auftreten.

Aufgrund der genannten Vereinfachungen ist die Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden nur unter bestimmen Randbedingungen zulässig. Ist eine dieser Anforderungen nicht erfüllt, so ist eine genauere Berechnung mit den Regeln des Teils 1-1 zwingend erforderlich. Die notwendigen Randbedingungen sind in Tabelle 4 dargestellt.

l

l

l

l

Zusätzlich ist zu beachten: Gebäudehöhe über Gelände h ≤ 20 m (bei geneigten Dächern das Mittel von First- und Traufhöhe)

Stützweite der aufliegenden Decken l ≤ 6,0 m, sofern nicht die Biegemomente aus dem Deckendrehwinkel durch konstruktive Maßnahmen, z. B. Zentrierleisten, begrenzt werden (bei zweiachsig gespannten Decken ist für l die kürzere der beiden Stützweiten einzusetzen) Bei einem Versatz der Wandachsen infolge einer Änderung der Wanddicken umschreibt der Querschnitt der dickeren tragenden Wand den Querschnitt der dünneren tragenden Wand.

Der Einfluss der Windlast senkrecht zur Wandebene von tragenden Wänden darf vernachlässigt werden, wenn die Bedingungen zur Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden eingehalten sind und ausreichende horizontale Halterungen vorhanden sind. Als solche gelten z. B. Decken mit Scheibenwirkung oder statisch nachgewiesene Ringbalken im Abstand der zulässigen Wandhöhen.

Die Deckenauflagertiefe a muss a ≥ t/2, mindestens jedoch 100 mm betragen, für die Wanddicke t = 365 mm beträgt die Mindestauflagertiefe abweichend a ≥ 0,45 · t.

l

Tabelle 4:

Lfd. Nr. 1 2 3 4

Anwendungsgrenzen des vereinfachten Verfahrens nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang für übliche Ziegelwandkonstruktionen Wanddicke t

lichte Wandhöhe hs

Nutzlast qk1)

mm

m

kN/m2

≥ 115 < 240

≤ 2,75

≥ 240

keine Einschränkung

≥ 175 < 240

≤ 2,75

≥ 240

≤ 12 · t

Bauteil

Innenwände Tragende Außenwände und zweischalige Haustrennwände

1) Einschließlich

≤ 5,00

Zuschlag für nichttragende innere Trennwände 9

5 Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Nachweis

mit

Die Standsicherheit von Wänden bei überwiegender Normalkraft-Beanspruchung wird nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang durch den Vergleich der vorhandenen Normalkraft NEd mit der maximal aufnehmbaren Normalkraft NRd nachgewiesen.

NEd ≤ NRd (5)

Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft NEd

Tabelle 5:

Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft

NGk

Charakteristischer Wert der einwirkenden Normalkraft infolge ständiger Lasten (z. B. Eigengewicht)

NQk

Charakteristischer Wert der einwirkenden Normalkraft infolge veränderlicher Lasten (z. B. Nutzlast)

In Hochbauten mit Stahlbetondecken und charakteristischen Nutzlasten (einschließlich Trennwandzuschlag) qk ≤ 3 kN/m2 darf vereinfacht angesetzt werden:

Bei Wohn- und Bürogebäuden darf angesetzt werden: NEd = 1,35 · NGk + 1,5 · NQk

NEd

NEd = 1,4 · (NGk + NQk)

(6)

(7)

Charakteristische Werte fk der Mauerwerkdruckfestigkeit für Ziegelmauerwerk aus Hochlochziegeln HLzA, HLzB und Mauertafelziegeln HLzT1 nach DIN EN 771-1 [9] in Verbindung mit DIN 20000-401 [10] bzw. nach DIN 105-100 [11]

Ziegelfestigkeitsklasse

Normalmörtel II

IIa

Leichtmörtel

III

IIIa

LM21

LM36

N/mm2 4

2,1

2,4

2,9

3,3

1,6

2,2

6

2,7

3,1

3,7

4,2

2,2

2,9

8

3,1

3,9

4,4

4,9

2,5

10

3,5

4,5

5,0

5,6

12

3,9

5,0

5,6

6,3

16

4,6

5,9

6,6

7,4

7,5

8,4

9,2

10,3

10,2

11,9

20 28 36 10

5,3

6,7

2,8

3,3

5 Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Bei größeren Biegemomenten um die starke Achse (z. B. Windscheiben) ist auch die Lastkombination max M + min N zu analysieren:

min NEd = 1,0 · NGk

(8)

max MEd = 1,0 · MGk + 1,5 · MQk

(9)

Abminderungsfaktoren Φ Φ1 bei Traglastminderung am Wandkopf und Wandfuß durch den Deckendrehwinkel bei Endauflagern Bei Decken zwischen Geschossen gilt: Φ1 = 1,6 −

Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft NRd

l a ≤ 0,9 ⋅ 5 t

(11 a)

für fk < 1,8 N/mm2 (HLz 4/LM 21) NRd = Φ · A · fd

(10)

bzw. Φ1 = 1,6 −

mit Φ Abminderungsfaktor Φ = min (Φ1, Φ2) A = l · t Bruttoquerschnittsfläche des nach-

zuweisenden Wandabschnitts fd Bemessungswert der Druckfestigkeit

fd

=

ζ⋅

fk γM

Bei Wandquerschnitten < 0,1 m² ist die Bemessungsdruckfestigkeit fd mit dem Faktor 0,8 zu multiplizieren. fk γM 

charakteristische Mauerwerkdruckfestigkeit, siehe Tabelle 5 Teilsicherheitsbeiwert für Materialeigenschaften, siehe Tabelle 3 Beiwert zur Berücksichtigung von Langzeiteinwirkungen, i. a. gilt  = 0,85

l a ≤ 0,9 ⋅ 6 t

(11 b)

für fk ≥ 1,8 N/mm2 (alle übrigen Ziegel-Mörtel-Kombinationen) Wird die Traglastminderung infolge Deckendrehwinkel durch konstruktive Maßnahmen, z. B. Zentrierleisten, vermieden, so gilt unabhängig von der Deckenstützweite

Φ1 = 0,9 ·

a t

(12)

mit a t

Auflagertiefe der Geschossdecke Wanddicke

Bei Decken über dem obersten Geschoss, insbesondere bei Dachdecken mit geringen Auflasten gilt:

Φ1 =

1 3

(13)

für alle Werte der Stützweite l.

11

5 Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Φ2 bei Traglastminderung infolge Knickgefahr in halber Wandhöhe

a h  Φ 2 = 0, 85 ⋅ − 0, 0011 ⋅  ef   t  t

mit hef h ρ2

ρ2 = 0,75 ρ2 = 0,90 ρ2 = 1,00

2

(14)

mit hef t

Knicklänge Wanddicke

Tabelle 6:

für Wanddicke t ≤ 175 mm für Wanddicke 175 mm < t ≤ 250 mm für Wanddicke t > 250 mm

Die Schlankheit hef/t darf nicht größer als 27 sein.

Bei flächig aufgelagerten massiven Plattendecken oder Rippendecken nach DIN EN 1992-1 mit nationalem Anhang mit lastverteilenden Balken darf bei 2-seitig gehaltenen Wänden die Einspannung der Wand in den Decken durch eine Abminderung der Knicklänge berücksichtigt werden: hef = ρ2 · h

Knicklänge lichte Geschosshöhe Abminderungsfaktor

Für die Bemessung maßgebend ist der kleinere der Werte Φ1 und Φ2.

(15)

Abminderungsfaktoren Φ2 für unterschiedliche Wanddicken in Abhängigkeit von der lichten Geschosshöhe (Auflagertiefe a = t)

Wanddicke t

lichte Geschosshöhe h m

mm

2,5

2,625

2,75

2,875

3,0

3,5

Φ2

12

115

0,558

0,528

0,496

175

0,724

0,711

0,697

240

0,753

0,743

0,733

0,722

0,711

0,661

300

0,774

0,766

0,758

0,749

0,740

0,700

365

0,798

0,793

0,788

0,782

0,776

0,749

425

0,812

0,808

0,804

0,800

0,795

0,775

490

0,821

0,818

0,815

0,812

0,809

0,794

nach dem vereinfachten Verfahren nicht zulässig

5 Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

t a

Beispiel 1: Monolithische Außenwand

18

gew. hochwärmedämmender Planziegel mit DM nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) mit fk = 3,9 N/mm² Stützweite l = 5,50 m < 6,0 m Wanddicke t = 0,365 m lichte Geschosshöhe h = 2,625 m < 12 · t = 4,38 m

a = 0,67 > 0,45 t

a = 24,5 cm 2,625

qk,Decke = 2,3 kN/m² < 3 kN/m² Die Randbedingungen zur Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden sind erfüllt.

18

Bild 2: Monolithische Außenwand

NGk = 60 kN/m NQk = 140 kN/m NEd = 1,4 · (NGk + NQk)

= 1,4 · (60 + 140) = 280 kN/m hef = ρ2 · h = 1,0 · 2,625 = 2,625 m Φ1

Φ2

l a < 0,90 · 6 t 5,5 = 1,6 = 0,68 > 0,60 6 = 0,60 = 1,6 -

= 0,85 ·

(fk > 1,8 8 N/mm²)

a h  - 0,0011 ⋅  ef   t  t

(

a = 0,67) t

2

2

 2,625  = 0,513 = 0,85 · 0,67 - 0,0011 ⋅   0,365  Φ

= min (Φ1; Φ 2 ) = Φ 2 = 0,513

fd

=ζ·

NRd

= A · fd · Φ = 1,0 · 0,365 · 2,21 · 0,513

fk 3,9 = 0,85 · = 2,21 N/mm² 1,5 γ M

= 0,414 MN/m = 414 kN/m Nachweis: NEd = 280 kN/m < 414 kN/m = NRd

13

5 Nachweis überwiegend vertikal beanspruchter Wände mit den vereinfachten Berechnungsmethoden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Beispiel 2: Zweischalige Außenwand 18

2,625

gew. HLzB 12/NM IIa → fk = 5,0 N/mm² (s. Tabelle 5) t = 0,24m h = 2,625 m < 12 · t = 2,88 m Deckenstützweite l = 5,50 m < 6,0 m NGk = 60 kN/m NQk = 140 kN/m qk,Decke = 2,3 kN/m² < 3 kN/m² NEd = 1,4 · (NGk + NQk)

= 1,4 · (60 + 140) = 280 kN/m hef = ρ2 · h = 0,9 · 2,625 = 2,36 m Φ1

Φ2

(fk > 1,8 N/mm²)

= 0,85 ·

a h  - 0,0011 ⋅  ef   t  t

a = 1,0) t

( 2

2

 2,36  = 0,85 · 1,0 - 0,0011 ⋅  = 0,74  0,24 

18

Bild 3: Tragschale einer zweischaligen Außenwand

l a ≤ 0,90 · 6 t 5,5 = 1,6 = 0,683 < 0,90 6 = 1,6 -

Φ

= min (Φ1; Φ 2 ) = Φ1 = 0,683

fd

=ζ ⋅

NRd

= A · fd · Φ = 1,0 · 0,24 · 2,83 · 0,683 · 1000 = 464 kN/m

fk 5 = 0,85 ⋅ = 2,83 N/mm² γM 1,5

Nachweis: NEd = 280 kN/m < 464 kN/m = NRd 18

2,625

Beispiel 3: Innenwand gew. HLzB 12/NM IIa → fk = 5,0 N/mm² (s. Tabelle 5) h = 2,625 m t = 0,24 m NGk = 90 kN/m NQk = 210 kN/m qk,Decke = 2,3 kN/m² < 3 kN/m² NEd = 1,4 · (NGk + NQk)

= 1,4 · (90 + 210) = 420 kN/m hef = ρ · h = 0,9 · 2,625 = 2,36 m Φ = Φ2

= 0,85 ·

a h  - 0,0011 ⋅  ef   t  t

2

2

 2,36  = 0,85 · 1,0 - 0,0011 ⋅  = 0,74  0,24  18

Bild 4: Innenwand 14

fk 5 = 0,85 · = 2,83 N/mm² γM 1,5

fd

=ζ ⋅

NRd

= A · fd · Φ = 1,0 · 0,24 · 2,83 · 0,74 · 1000 = 503 kN/m

Nachweis: NEd = 420 kN/m < 503 kN/m = NRd

6 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit nach DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Nachweis der Querkrafttragfähigkeit

Rechnerische Wandlänge lcal Für den Nachweis von Wandscheiben unter Windbeanspruchung gilt: lcal = 1,125 · l bzw. lcal = 1,333 · lc,lin. Der kleinere der beiden Werte ist maßgebend. In allen anderen Fällen ist lcal = l bzw. lc,lin

Auf einen rechnerischen Nachweis der Aussteifung darf nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang verzichtet werden, wenn die Geschossdecken als steife Scheiben ausgebildet sind bzw. statisch nachgewiesene, ausreichend steife Ringbalken vorliegen und wenn in Längsund Querrichtung des Gebäudes eine offensichtlich ausreichende Anzahl von genügend langen aussteifenden Wänden vorhanden ist, die ohne größere Schwächungen und ohne Versprünge bis auf die Fundamente geführt sind.

lc,lin =

lc,lin

VEd ≤ VRdlt mit VEd VRdlt

ew = MEd NEd

Bemessungswert der einwirkenden Querkraft Minimaler Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit

t c

(17)

Wanddicke

Schubspannungsverteilungsfaktor c c = 1,0 für h/l ≤ 1,0

= 1,5 für h/l ≥ 2,0 Zwischenwerte dürfen linear interpoliert werden h lichte Wandhöhe l Länge der Wandscheibe

MEd NEd

(19)

Bemessungswert des einwirkenden Momentes in Wandlängsrichtung Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft

Bemessungswert der Schubfestigkeit f vd

fvd =

VRdlt = lcal ⋅ fvd ⋅ t

(16)

(18)

für die Berechnung anzusetzende überdrückte Länge der Wandscheibe Exzentrizität der einwirkenden Normalkraft in Wandlängsrichtung

ew

Ist bei einem Bauwerk nicht von vornherein erkennbar, dass seine Aussteifung gesichert ist, so ist gemäß DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang, NDP zu 4.1.1(1) ein rechnerischer Nachweis der Schubtragfähigkeit nach dem genaueren Verfahren nach DIN EN 1996-1-1:2010-12, 6.2, in Verbindung mit dem zugehörigen Nationalen Anhang zu führen.

Es gilt:

e  3  ⋅ 1 - 2 ⋅ w  ⋅ l ≤ l  2 l 

fvlt γM

(20)

γ M

Teilsicherheitsbeiwert für Materialeigenschaften (γM = 1,5) f vlt Charakteristischer Wert der Schubfestigkeit Für Scheibenschub gilt: fvlt = min (fvlt1, fvlt 2 )

(21)

fvlt1 = fvk 0 + 0, 4 ⋅ σDd

(22)

Reibungsversagen fvlt 2 = 0, 45 ⋅ fbt,cal ⋅

1+

σDd fbt,cal

(23)

Steinzugversagen 15

6 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Tabelle 7: Charakteristische Werte f vk0 der Haftscherfestigkeit Mörtelgruppe

Stoßfugen

NM IIa LM 21 LM 36

NM II

NM III DM

NM IIIa

f vk0 MN/m² unvermörtelt

0,04

0,09

0,11

0,13

vermörtelt

0,08

0,18

0,22

0,26

f vk0

Haftscherfestigkeit nach Tabelle 7 Wird die Haftscherfestigkeit rechnerisch in Ansatz gebracht, ist zusätzlich ein Randdehnungsnachweis zu führen

σDd

σDd =

Bemessungswert der zugehörigen Druckspannung für Rechteckquerschnitte gilt:

NEd lc,lin ⋅ t

Der Elastizitätsmodul für Ziegelmauerwerk kann dabei mit E = 1100 · fk angenommen werden.

σD

εR ≤ 10 -4

(24)

x

lc,lin

εD=σD/E

l fbt,cal

fst

= 0,020 · fst für Hohlblocksteine = 0,026 · fst für Hochlochsteine und Steine mit Grifflöchern oder Grifftaschen = 0,032 · fst für Vollsteine ohne Grifflöcher oder Grifftaschen umgerechnete mittlere Mindestdruckfestigkeit nach Tabelle 8

Randdehnungsnachweis Sofern der Rechenwert der Haftscherfestigkeit bei der Ermittlung der Schubfestigkeit in Ansatz gebracht wird, ist bei Windscheiben mit klaffender Fuge unter charakteristischen Lasten (ew,k > l/6) zusätzlich die rechnerische Randdehnung εR ≤ 10 -4 nachzuweisen.

16

Bild 5: Spannungs- und Dehnungsverteilung bei exzentrisch belasteten Querschnitten

εR =

 l  σD ⋅  − 1 ≤ 10 −4 E  lc,lin 

(25)

σD =

2 ⋅ Nk 2 ⋅ Nk = A c,lin lc,lin ⋅ t

(26)

E = 1100 · fk

lc,lin =

e   3 ⋅  1 - 2 ⋅ w,k  ⋅ l ≤ l l  2 

(18)

6 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Tabelle 8: Rechenwerte für fst in Abhängigkeit von der Druckfestigkeitsklasse Druckfestigkeitsklasse der Mauersteine und Planelemente

4

Umgerechnete mittlere Mindestdruckfestigkeit fst N/mm²

5

6

8

10

12

16

20

28

36

48

60

7,5 10 12,5 15

20

25

35

45

60

75

Biegedrucktragfähigkeit Bei querkraftbeanspruchten Wandscheiben ist stets auch der Biegedrucknachweis um die starke Achse unter Berücksichtigung der Lastfallkombination max M + min N zu führen.

Es gilt:

NEd ≤ NRd

NEd NRd

(27)

Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft

NRd = A ⋅ fd ⋅ Φ

(28)

A = l · t Bruttoquerschnittsfläche des nachzuweisenden Wandabschnitts fd Bemessungswert der Druckfestigkeit nach Abschnitt 5

Φi = 1 − 2 ⋅

ew l

Kombinierte Beanspruchung

Bei einer kombinierten Beanspruchung aus Biegung um die starke und um die schwache Achse ist zusätzlich ein Biegedrucknachweis (Knicknachweis) in halber Wandhöhe zu führen. Vereinfachend dürfen die Abminderungsfaktoren der beiden Achsen multiplikativ kombiniert werden:

NRd,Mitte = A ⋅ fd ⋅ Φ x ⋅ Φ y Φx Φy

(30)

Abminderungsfaktor in Wandmitte für Biegung um die schwache Achse (Φx = Φ2 nach Gleichung 14) Abminderungsfaktor in Wandmitte für Biegung um die starke Achse Kombinierte Beanspruchung in halber

Φy = 1 − 2 ⋅

e w,mitte l

(31)

(29)

17

6 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

18

Beispiel 4: Nachweis der Querkrafttragfähigkeit; Innenwand aus Beispiel 3 als Aussteifungswand gew. HLzB 12/NM IIa, unvermörtelte Stoßfugen h = 2,625 m t = 0,240 m nGk = 90 kN/m VQk = 60 kN Wandlänge l = 3,0 m

2,625

18

Bild 6: Innenwand

max MEd min NEd

ew = ew =

1,5 · VQk ⋅ h 1,5 · 60 ⋅ 2,625 = 0,875 m = 1,0 ⋅ l ⋅ NGk 1,0 ⋅ 3 ⋅ 90

lc,lin

=

lcal

 1,125 ⋅ l = 1,125 ⋅ 3,0 = 3,38   = 2,50 m = min     1,333 ⋅ l  c,lin = 1,333 ⋅ 1,875 = 2,50

σDd

=

fvlt

    0,09 + 0,4 ⋅ 0,60 = 0,33   = min   = 0,283 N/mm²   0,60  0,45 ⋅ 0,026 ⋅ 15 ⋅ 1 + = 0,283  0,026 ⋅ 15 

h l

=

VRdlt

e  3 3 0,875    ⋅ 1 - 2 ⋅ w  ⋅ l = ⋅ 1 - 2 ⋅  ⋅ 3,0 = 1,875 m < 3,0 = l   2 l  2 3,0 

NEdinf 1,0 ⋅ 3 ⋅ 90 = = 600 kN/m² = 0,60 N/mm² lc,lin ⋅ t 1,875 ⋅ 0,24

2,625 = 0, 88 < 1, 0 ⇒ c = 1,0 3,0 f t 0,283 0,24 = lcal ⋅ vlt ⋅ = 2,50 ⋅ ⋅ = 0,113 MN = 113 kN c γM 1,5 1,0

Nachweis: VEd = 1,5 ⋅ 60,0 = 90,0 kN < 113 kN = VRdlt

Nachweis der Biegetragfähigkeit um die starke Achse Φi NRd

ew 0,875 =1-2 ⋅ = 0,42 l 3 = A ⋅ fd ⋅ Φ = 3, 0 ⋅ 0, 24 ⋅ 2, 83 ⋅ 0, 42 = 0,856 MN = 856 kN =1-2 ⋅

Nachweis : NEd = 1, 0 ⋅ 3, 0 ⋅ 90, 0 = 270 kN < 856 kN = NRd

18

6 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Wandhöhe

e w,mitte = Φy Φx

1,5 ⋅ VQk ⋅ h/2 1,5 ⋅ 60 ⋅ 1,313 = = 0,43 m 1,0 ⋅ l ⋅ NGk 1,0 ⋅ 3 ⋅ 90

=1-2 ⋅

e w,mitte

=1-2 ⋅ l = 0,74 (siehe Beispiel 3)

0,43 = 0,71 3

NRd,Mitte = A ⋅ fd ⋅ Φ x ⋅ Φ y = 3,0 ⋅ 0,24 ⋅ 2,83 ⋅ 0,74 ⋅ 0,71 = 1,07 MN =1070 kN Nachweis: NEd = 1,0 ⋅ 3,0 ⋅ 90,0 = 270 kN < 1070 kN = NRd

Nachweis der Randdehnung

Da beim Nachweis der Querkrafttragfähigkeit die Haftscherfestigkeit f vk0 rechnerisch in Ansatz gebracht wurde, ist ein Nachweis der Randdehnung unter charakteristischen Lasten erforderlich:

e w,k =

1,0 ⋅ VQk ⋅ h l 1,0 ⋅ 60 ⋅ 2,625 = 0,58 > 0,5 = = 6 1,0 ⋅ NGk 1,0 ⋅ 3 ⋅ 90

lc,lin =

e   3 0,58  3  ⋅  1 - 2 ⋅ w,k  ⋅ l = ⋅ 1 - 2 ⋅  ⋅ 3,0 = 2,76 m  2 3,0  2 l  

σD =

2 ⋅ Nk 2 ⋅ 3 ⋅ 90 = = 815 kN/m² lc,lin ⋅ t 2,76 ⋅ 0,24

Nachweis: εR =

 l  σD 0,815  3  ⋅  - 1 = ⋅  - 1 = 0,000013 ≤ 10-4 ⋅ 1100 ⋅ fk l 1100 5,0 2,76    c,lin 

19

7 Vereinfachter Nachweis von Kelleraußenwänden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Bei Kelleraußenwänden kann nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang ein genauerer rechnerischer Nachweis auf Erddruck entfallen, wenn die nachfolgende Bedingungen erfüllt sind und der Bemessungswert der Wandnormalkraft innerhalb bestimmter Grenzen liegt: Wanddicke t ≥ 240 mm (in DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang fälschlicherweise 200 mm) l Lichte Höhe der Kellerwand h ≤ 2,60 m l Die Kellerdecke wirkt als Scheibe und kann die aus dem Erddruck entstehenden Kräfte aufnehmen l Im Einflussbereich des Erddruckes auf die Kellerwand beträgt der charakteristische Wert qk der Verkehrslast auf der Geländeoberfläche nicht mehr als 5 kN/m2 l Die Geländeoberfläche steigt nicht an l Die Anschüttungshöhe he ist he ≤ 1,15 · h l Keine Einzellast größer als 15 kN im Abstand von weniger als 1,5 m zur Kellerwand vorhanden l Kein hydrostatischer Druck vorhanden (z. B. durch drückendes Wasser) l

Die waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) besteht aus besandeter Bitumendachbahn R500 nach DIN EN 13969 in Verbindung mit DIN V 20000-202, mineralischer Dichtungsschlämme nach DIN 18195-2 oder Material mit mindestens gleichwertigem Reibungsverhalten.

Weiterhin ist sicherzustellen, dass bei der Verfüllung und Verdichtung des Arbeitsraumes nur nichtbindiger Boden nach DIN 1054 [12] und nur Rüttelplatten oder Stampfer mit folgenden Eigenschaften zum Einsatz kommen: l Breite des Verdichtungsgerätes ≤ 50 cm l Wirktiefe ≤ 35 cm l Gewicht ≤ 100 kg, bzw. Zentrifugalkräfte ≤ 15 kN l

Wenn diese Bedingungen eingehalten sind, muss der Bemessungswert der jeweils maßgebenden Wandnormalkraft NEd in halber Höhe der Anschüttung innerhalb folgender Grenzen liegen: NRd =

t ⋅ fd ⋅ b ≥ NEd,max 3

(32)

_ 1,5 m < _ 15 kN N<

Nlim,d =

Waager echtes Gelände Decke als Scheibe

_ 24 cm t >

h e /2

_ 1,15 h he <

N Ed

Bild 7: Randbedingungen für den vereinfachten Nachweis einer Kelleraußenwand 20

_ 2,60 m h<

_ 5 kN/m 2 qk <

ρe ⋅ h ⋅ he2 ⋅ b ≤ NEd,min β ⋅ t

(33)

b Wandbreite t Wanddicke ρe Wichte der Anschüttung fd Bemessungswert der Mauerwerkdruckfestigkeit NRd oberer Grenzwert der Wandnormalkraft Nlim,d unterer Grenzwert der Wandnormalkraft NEd Bemessungswert der Wandnormalkraft aus dem Lastfall max N bzw. min N in halber Anschütthöhe β = 20 für bc ≥ 2 · h

= 60 – 20 · bc/h für h < bc < 2 · h

= 40 für bc ≤ h bc horizontaler Abstand zwischen aussteifenden Querwänden oder anderen aussteifenden Elementen he Höhe der Anschüttung

7 Vereinfachter Nachweis von Kelleraußenwänden nach DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang

Tabelle 9: Minimale Auflast Nlim,d für Kelleraußenwände bei Auswertung von Gl. (33) Randbedingungen: h = 2,5 m, re = 1800 kg/m³ (Abstand der aussteifenden Querwände ≥ 2 · h) Nlim,d in kN/m bei einer Höhe der Anschüttung he

Wanddicke t mm

1,0 m

1,5 m

2,0 m

2,5 m

2,875 m

240

9

21

38

59

77

300

8

17

30

47

62

365

6

14

25

39

51

425

5

12

21

33

44

490

5

10

18

29

38

Zwischenwerte sind linear zu interpolieren. Für die Randbedingungen der Gl. (33) wurde ein Erddruckbeiwert von 0,33 zugrunde gelegt.

Für den Nachweis der oberen Grenzwerte muss der Bemessungswert der Wandnormalkraft aus dem Lastfall max N, für die unteren Grenzwerte aus dem Lastfall min N (Eigengewicht) bestimmt werden.

36 5

Beispiel 5: Kelleraußenwand

KG

2,68

EG

2,50

qk = 5,0 kN/m 2

gew. HLz 12/NM IIa → fk = 5,0 N/mm² (s. Tabelle 5) he = 2,68 m < 2,875 = 1,15 · h t = 0,365 m > 0,240 m ρe = 18 kN/m³ β = 20 qk,Gelände = 5,0 kN/m² ≤ 5,0 kN/m² NEd,min = 72,5 kN/m NEd,max = 121,0 kN/m 5,0 fd = 0,85 ⋅ = 2,83 N/mm² 1,5 NRd = 0,33 · t · fd = 0,33 · 0,365 · 2,83 = 0,341 MN/m = 341 kN/m Nachweis 1: NEd,max = 121 kN/m < 341 kN/m = NRd

25

Nlim,d

Bild 8: Vereinfachter Nachweis einer Kelleraußenwand

ρe · h · he ² = β⋅t 18 · 2,5 · 2,68² = 44 kN/m = 20 ⋅ 0,365

=

Nachweis 2: NEd,min = 72,5 kN/m > 44 kN/m = Nlim,d 21

8 Nichttragende Außenwände

Für nichttragende innere Trennwände, die nicht rechtwinklig zur Wandfläche beansprucht werden, ist DIN 4103-1 [13] maßgebend.

Vorwiegend windbelastete nichttragende Außenwände (Ausfachungsflächen) können bis zu einer Höhe von 20 m ohne gesonderten statischen Nachweis ausgeführt werden, wenn sie vierseitig gehalten sind (z. B. durch Verzahnung, Versatz oder Anker) l das planmäßige Überbindemaß lol ≥ 0,4 · hu ist, l die Ausführung mit Normalmauermörtel IIa, III, IIIa oder Dünnbettmörtel erfolgt l sie den Bedingungen nach Tabelle 10 genügen. l

Tabelle 10: Größte zulässige Werte der Ausfachungsflächen in m² von nichttragenden Außenwänden ohne rechnerischen Nachweis Höhe über Gelände 0 bis 8 m

Wanddicke

t [mm] 1153)

Seitenverhältnis2) hi/li = 1,0

Seitenverhältnis2)

hi/li ≥ 2,0 oder hi/li ≤ 0,5

hi/li = 1,0

hi/li ≥ 2,0 oder hi/li ≤ 0,5

-

-

8

5

12

8

175

20

14

13

9

240

36

25

23

16

≥ 300

50

33

35

23

1503)

1) In

8 bis 20 m1)

Windlastzone 4 sind die angegebenen Werte für Höhen zwischen 8 und 20 m nur im Binnenland zulässig

2) h = i

Höhe der Ausfachungsfläche; li = Länge der Ausfachungsfläche; Zwischenwerte dürfen geradlinig interpoliert werden

3) Bei

Verwendung von Steinen der Festigkeitsklassen ≥ 12 dürfen die Werte dieser Zeile um 33% vergrößert werden

22

9 Ausführung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-2 und DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Hinweise zur Ausführung von Mauerwerk nach DIN EN 1996 mit nationalem Anhang

Ausbildung des Wand-Decken-Knotens im monolithischen Ziegelmauerwerk

Die Ausführungsregeln für Mauerwerk in DIN EN 1996 mit nationalem Anhang entsprechen weitgehend den aus DIN 1053-1 bekannten Festlegungen. Bemessungsrelevante Festlegungen enthält vor allem der Abschnitt 8 „Bauliche Durchbildung“ der DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang, allgemeine Ausführungsregeln die DIN EN 1996-2 mit nationalem Anhang. Maßgebend sind für beide Regelwerke die Festlegungen in den jeweiligen nationalen Anhängen.

Die DIN EN 1996 mit nationalem Anhang berücksichtigt bei der Bemessung die teilweise Auflagerung der Decke auf monolithischen Außenwänden.

Die Mindestauflagertiefe von Decken beträgt nach DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Nachfolgend werden die wichtigsten Aspekte kurz zusammengefasst.

Für eine 365 mm dicke Außenwand bedeutet dies amin = 122 + 40 = 162 mm.

Die Mindestwanddicke für tragendes Mauerwerk beträgt

Bei Anwendung der vereinfachten Berechnungsmethoden beträgt die Deckenauflagertiefe

tmin = 115 mm

(34)

Für das Überbindemaß lol gelten für übliche Mauersteine mit Schichthöhen hu bis 249 mm weiter die bisher bekannten Regeln:

lol ≥ 0,4 · hu, mindestens aber 45 mm.

(35)

Bei Verwendung von Normalmauermörtel und Leichtmauermörtel soll die Lagerfugendicke in der Regel 12 mm betragen, Lagerfugen sind stets vollflächig zu vermauern.

In Deutschland werden überwiegend Ziegel mit Nut-Feder-Systemen für die Verarbeitung ohne Stoßfugenvermörtelung angeboten. Diese Ziegel sind knirsch zu verlegen. Stoßfugenbreiten > 5 mm müssen beim Vermauern mit einem geeigneten Mörtel geschlossen werden.

Der maximale Abstand zwischen Dehnungsfugen in nichttragendem Mauerwerk ist für Ziegelmauerwerk auf 12 m festgelegt.

amin ≥ t/3 + 40 mm, mindestens aber 100 mm

amin ≥ 0,5 · t

(36)

(37)

Für die Wanddicke 365 mm ist jedoch eine Auflagertiefe ≥ 0,45 · t = 164 mm zulässig.

Aus statischer und schalltechnischer Sicht ist eine möglichst große, die Anforderungen aus dem Bereich Wärmebrücken gerade noch erfüllende Auflagertiefe der Decke auf der Außenwand sinnvoll.

In der Regel bedeutet dies eine Auflagertiefe a ≅ 2/3 · t. Ein entsprechendes Detail ist in Bild 9 dargestellt.

Zur Reduzierung der Beanspruchung des Außenputzes durch Deckenverformungen empfiehlt die Ziegelindustrie seit über 20 Jahren mit gutem Erfolg die Verwendung von Bitumenbahnen R500 unter dem Deckenauflager, s. Bild 9.

23

9 Ausführung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-2 und DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Ähnlich positive Erfahrungen liegen regional auch mit einer Mörtelabgleichschicht am Wandkopf vor, auf die dann nach ausreichender Erhärtung Ortbeton- oder Fertigteildecken aufgelegt werden können.

Diese Trennung bewirkt eine Entkopplung der Außenwand von den Verformungen der Decke aus Durchbiegung infolge Eigengewicht, Verkehrslasten und Schwinden.

Die Trennschicht darf dabei jedoch nicht als Gleitlager wirken, da ansonsten die Aussteifung des Wandkopfes durch die Deckenscheibe nicht mehr gewährleistet ist.

Untersuchungen zur erforderlichen Auflast am Wandkopf, ab der eine Wirkung von Bitumenbahnen als Gleitlager auszuschließen ist wurden in [14] durchgeführt.

Bei Ansatz eines Sicherheitsbeiwertes γ = 1,5 betragen für Deckenauflagertiefen bis 240 mm die Mindestauflasten 5,6 kN/m, bei 300 mm sind 7,4 kN/m und bei 365 mm 9 kN/m erforderlich, Zwischenwerte können linear interpoliert werden.

Falls diese Auflasten nicht vorhanden sind, muss am Wandkopf ein Ringanker, vorzugsweise aus Ziegel-WU-Schalen angeordnet werden.

Bitumendachbahn R 500

Bitumendachbahn R 500

Kellenschnitt Wärmedämmung

Bitumendachbahn R 500

Kellenschnitt Wärmedämmung

Bitumendachbahn R 500

Ausgleichschicht

Ausgleichschicht

a t

a t

Bild 9: Ausführungsvarianten eines Außenwand-Decken-Knotens in monolithischem Ziegelmauerwerk; links Deckenstirndämmung, rechts Deckenrandziegel mit zusätzlicher Wärmedämmung 24

9 Ausführung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-2 und DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Schlitze und Aussparungen

Schlitze und Aussparungen in Mauerwerkswänden werden prinzipiell nach ihrer Laufrichtung (vertikal oder horizontal) unterschieden.

Nach Abschnitt 6.2 der DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang sind Schlitze und Aussparungen in tragenden Wänden aus Mauerwerk zulässig, wenn sie die Standsicherheit der Wände nicht gefährden.

Schlitze und Aussparungen, welche die in der Tabelle 11 bzw. Tabelle 12 angegebenen Grenzwerte nicht überschreiten, dürfen bei der Bemessung vernachlässigt werden. Überschreiten die

Abstände und Abmessungen der Schlitze und Aussparungen die in den Tabellen 11 und 12 angegebenen Werte, so sind diese bei der Bemessung der Mauerwerkswände durch eine Verringerung der Querschnittswerte zu berücksichtigen.

Einige wichtige Randbedingungen zur Anordnung von Schlitzen und Aussparungen sind in den Bildern 10 und 11 angegeben. Beträgt die Querschnittsschwächung der Wand im Grundriss infolge eines vertikalen Schlitzes bezogen auf 1 m Wandlänge nicht mehr als 6 %, so darf ein Nachweis der Schwächungen entfallen. Dies gilt jedoch nur, wenn die zu betrachtende Wand nicht als dreioder vierseitig gehaltene Wand bemessen wurde.

Außerdem sind die Restwanddicken und die Mindestabstände nach Tabelle 12 einzuhalten.

Tabelle 11: Ohne Nachweis zulässige nachträglich hergestellte Schlitze und Aussparungen in tragenden Wänden nach [5] 1 Wanddicke t in mm

2

3

Horizontale und schräge Schlitze1), nachträglich hergestellt

4

5

Vertikale Schlitze und Aussparungen, nachträglich hergestellt

Schlitzlänge unbeschränkt

≤ 1,25 m2)

Schlitztiefe3) in mm

Schlitztiefe in mm

6

Schlitztiefe4) in mm

Einzelschlitzbreite5) in mm

≤ 10

≤ 100

≥ 115

-

≥ 175

0

≤ 25

≤ 30

≤ 100

≥ 240

≤ 15

≤ 25

≤ 30

≤ 150

≥ 300

≤ 20

≤ 30

≤ 30

≤ 200

≥ 365

≤ 20

≤ 30

≤ 30

≤ 200

Abstand der Schlitze und Aussparungen in mm

≥ 115

1)

Horizontale und schräge Schlitze sind nur zulässig in einem Bereich ≤ 0,4 m ober- oder unterhalb der Rohdecke sowie jeweils an einer Wandseite. Sie sind nicht zulässig bei Langlochziegeln.

2)

Mindestabstand in Längsrichtung von Öffnungen ≥ 490 mm, vom nächsten Horizontalschlitz zweifache Schlitzlänge.

3)

Die Tiefe darf um 10 mm erhöht werden, wenn Werkzeuge verwendet werden, mit denen die Tiefe genau eingehalten werden kann. Bei Verwendung solcher Werkzeuge dürfen auch in Wänden ≥ 240 mm gegenüberliegende Schlitze mit jeweils 10 mm Tiefe ausgeführt werden.

4) Schlitze, die bis maximal 1 m über Fußboden reichen, dürfen bei Wanddicken ≥ 240 mm bis 80 mm Tiefe und 120 mm Breite ausgeführt werden.

5)

Die Gesamtbreite von Schlitzen nach Spalte 5 und Spalte 2 der Tabelle 12 darf je 2 m Wandlänge die Maße in Spalte 2 der Tabelle 12 nicht überschreiten.Bei geringeren Wandlängen als 2 m sind die Werte in Spalte 2 der Tabelle 12 proportional zur Wandlänge zu verringern.

25

9 Ausführung von Ziegelmauerwerk nach DIN EN 1996-2 und DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang

Tabelle 12: Ohne Nachweis zulässige vertikale Schlitze und Aussparungen im gemauerten Verband (aus [5]) 1

2

Wanddicke t in mm

3

5

Vertikale Schlitze und Aussparungen in gemauertem Verband Schlitzbreite1) in mm

1)

4

Restwanddicke in mm

≥ 115

-

≥ 175

≤ 260

≥ 115

≥ 240

≤ 385

≥ 115

≥ 300

≤ 385

≥ 175

≥ 365

≤ 385

≥ 240

Mindestabstand der Schlitze und Aussparungen von Öffnungen

untereinander

≥ 2fache Schlitzbreite bzw. ≥ 240 mm

≥ Schlitzbreite

Die Gesamtbreite von Schlitzen nach Spalte 2 darf je 2 m Wandlänge die Maße in Spalte 2 nicht überschreiten. Bei geringeren Wandlängen als 2 m sind die Werte in Spalte 2 proportional zur Wandlänge zu verringern.

keine schrägen oder horizontalen Schlitze zulässig

0,40 m

einseitiger Schlitz mit unbegrenzter Länge zulässig

Öffnung

0,40 m

Öffnung

<_ 1,25 m

_ 0,49 m Abstand >

Bild 10: Zulässige horizontal verlaufende Schlitze und Aussparungen ohne rechnerischen Nachweis 26

Randabstand > _ 0,115 m

Bild 11: Zulässige vertikale Schlitze und Aussparungen ohne rechnerischen Nachweis, s. Tabelle 11 und 12

10 Literatur

[1]

DIN EN 1996-1-1:2010-12: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk; Deutsche Fassung EN 1996-11:2005 + AC:2009. NABau im DIN, Berlin 2010

[2]

DIN EN 1996-2:2010-12: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 2: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk; Deutsche Fassung EN 19962:2006 + AC:2009. NABau im DIN, Berlin 2010

[3]

DIN EN 1996-3:2010-12: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 3: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten; Deutsche Fassung EN 1996-3:2006 + AC:2009. NABau im DIN, Berlin 2010

[4]

DIN EN 1996-1-2:2011-04: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 1-2: Allgemeine Regeln – Tragwerksbemessung für den Brandfall; Deutsche Fassung EN 1996-11:2005 + AC:2010. NABau im DIN, Berlin 2011

[5]

DIN EN 1996-1-1 mit nationalem Anhang:2012-05 Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 1-1 mit nationalem Anhang: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk. NABau im DIN, Berlin 2012

[6]

DIN EN 1996-2 mit nationalem Anhang:2012-01 Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 2 mit nationalem Anhang: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk. NABau im DIN, Berlin 2012

[7]

DIN EN 1996-3 mit nationalem Anhang:2012-01 Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 3 mit nationalem Anhang: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten. NABau im DIN, Berlin 2012

[8]

DIN 1053-1:1996-11: Mauerwerk – Teil 1: Berechnung und Ausführung. NABau im DIN, Berlin 1996

[9]

DIN EN 771-1:2011-07: Festlegungen für Mauersteine – Teil 1: Deutsche Fassung EN 771-1:2011.

NABau im DIN, Berlin 2011

[10] DIN 20000-401:2012: Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 401: Regeln für die Verwendung von Mauerziegeln nach DIN EN 771-1:2011-07 [11] DIN 105-100:2012-01: Mauerziegel – Teil 100: Mauerziegel mit besonderen Eigenschaften. NABau im DIN, Berlin 2012 [12] DIN 1054:2010-12: Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau - Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1. NABau im DIN, Berlin 2010 [13] DIN 4103-1:1984-07: Nichttragende innere Trennwände; Anforderungen, Nachweise. NABau im DIN, Berlin 1984 [14] Zilch, K.: Ausbildung des Wand-Decken-Knotens mit Trennlage, Gutachten Az. 96508, München, 1996)

27

Impressum

Herausgeber: Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel im Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e.V. Schaumburg-Lippe-Straße 4 53113 Bonn Alle Rechte vorbehalten.

Nachdruck, auch auszugsweise nur mit ausdrücklicher Genehmigung von © Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel Bonn, 2012 Verfasser: Dr.-Ing. Thomas Kranzler Dr.-Ing. Udo Meyer 1. Ausgabe, April 2012 Gestaltung und Satz: Eva Weeger

28

www.meinziegelhaus.de

www.poroton.org

www.thermopor.de

www.unipor.de

www.wienerberger.de