Der Eurocode 6 für Deutschland

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1 bauwesen D kommentar DGfM (Hrsg.) C. Alfes, W. Brameshuber, C.-A. Graubner, W. Jäger, W. Seim Der Eurocode 6 für Deutschland DIN EN 1996: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten mit n ationalen Anhängen Kommentierte Fassung b

2 Der Eurocode 6 für Deutschland

3 D C. Alfes, W. Brameshuber, C.-A. Graubner, W. Jäger, W. Seim Der Eurocode 6 für Deutschland DIN EN 1996: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten mit Nationalen Anhängen Kommentierte Fassung 1. Auflage 2013 Herausgeber: Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.v. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Zentralverband Deutsches Baugewerbe Bundesvereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik e.v. Verband Beratender Ingenieure (VBI)

4 Herausgeber: Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.v. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Zentralverband Deutsches Baugewerbe Bundesvereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik e.v. Verband Beratender Ingenieure (VBI) 2013 Beuth Verlag GmbH Berlin Wien Zürich Am DIN-Platz Burggrafenstraße Berlin Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) info@beuth.de Internet: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße Berlin Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) info@ernst-und-sohn.de Internet: ISBN ISBN Auflage Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die im Werk enthaltenen Inhalte wurden von den Verfassern sorgfältig erarbeitet und geprüft. Eine Gewährleistung für die Richtigkeit des Inhalts wird gleichwohl nicht übernommen. Die Verlage haften nur für Schäden, die auf Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit seitens der Verlage zurückzuführen sind. Im Übrigen ist die Haftung ausgeschlossen. Titelbildcollage: stereobloc, Berlin Druck: AZ-Druck GmbH, Berlin Gedruckt auf säurefreiem, alterungsbeständigem Papier nach DIN EN ISO 9706.

5 Inhalt Editorial... Vorwort der Bearbeiter... XIII XV Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk: Nationaler Anhang (NA) - National festgelegte Parameter: Kommentierte Fassung... 1 Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 2: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk: Nationaler Anhang (NA) - National festgelegte Parameter: Kommentierte Fassung Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 3: Vereinfachte Bemessungsverfahren: Nationaler Anhang (NA) - National festgelegte Parameter: Kommentierte Fassung VII

6 Editorial Ihr Jahr 2010 hatte die Fachkommission Bautechnik der Bauministerkonferenz mit einem Schreiben vom die Paketeinführung aller Eurocodes mit Ausnahme der Eurocode 6 (Mauerwerksbau) und 8 (Erdbeben) zum für Deutschland beschlossen. Bedingung für die Einführung der jeweiligen Eurocodes war es unter anderem, dass die Anwendungserprobung der neuen Norm erfolgreich durch Vergleichsrechnungen belegt war und alle Nationalen Anhänge zu den einzelnen Eurocode-Teilen vorliegen. Diese Rahmenbedingungen waren für den Eurocode 6 Mauerwerksbau zum noch nicht gegeben. Im Verlauf des Jahres 2012 hatte die Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e. V. (DGfM) in Zusammenwirkung mit fünf Ingenieurbüros im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Anwendungserprobung des Eurocode 6 typische Bauvorhaben des Mauerwerksbaus in Vergleichsrechnungen nach der nationalen Bemessungsnorm DIN 1053 und den neuen europäischen Normen durchgeführt. Das Forschungsprojekt wurde durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) gefördert und der Abschlussbericht durch das DIBt mit Schreiben vom freigegeben. Die Vergleichsrechnungen des Forschungsprojektes hatten den Nachweis erbracht, dass der Eurocode 6 mit den zugehörigen Nationalen Anhängen anwendbar ist. Zu diesem Zeitpunkt lagen alle vier Normenteile des Eurocode 6 sowie die Nationalen Anhänge zu den Normenteilen (Genaues Bemessungsverfahren), 6-2 (Ausführung) und 6-3 (Vereinfachte Bemessung) bereits veröffentlicht vor. Lediglich der Nationale Anhang zum Eurocode Teil (Tragwerksbemessung im Brandfall) hatte zu diesem Zeitpunkt noch den Status eines Normenentwurfes. Dieser Nationale Anhang wurde nun mit Ausgabedatum Juni 2013 über den Beuth Verlag veröffentlicht, sodass das gesamte Paket zum Eurocode 6, bestehend aus vier Normenteilen mit vier Nationalen Anhängen, komplett vorliegt. Um die Lesbarkeit und Handhabbarkeit für die Baupraxis zu erleichtern, wurde bereits ein Normen- Handbuch zum Eurocode 6 erstellt, bei dem die europäischen und deutschen Texte ineinander verwoben sind. Dieses Handbuch zum Eurocode 6 ist seit Jahresbeginn 2013 über den Beuth Verlag bestell- und lieferbar. In Herausgeberschaft durch die Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e. V. wurde nun die kommentierte Fassung des Eurocode 6 für Deutschland DIN EN 1996: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten mit den Normenteilen und den jeweiligen aktuellen Nationalen Anhängen (kurz EC 6-Kommentar) fertiggestellt. Als Autorenkollektiv fungierten dabei die Herren Professoren Brameshuber, Graubner, Jäger und Seim sowie Herr Dr. Alfes. Im vorliegenden Buch werden die nach den CEN-Regeln verfassten Texte des Eurocode 6 mit den Nationalen Anhängen in zusammengefasster Form aufbereitet und für die praktische Anwendung kommentiert. Unterstützt wird die Herausgabe des Buches durch die Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e. V., die Bundesvereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik e. V., den Verband beratender Ingenieure sowie den Zentralverband des Deutschen Baugewerbes. Wir bedanken uns bei allen Autoren und Unterstützern des nun vorliegenden EC 6- Kommentars und sind überzeugt, dass dieser Kommentar ein willkommenes Hilfsmittel zur Anwendung von Eurocode 6 ist. Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 6 wird im Laufe des Jahres 2014 gerechnet. Der Herausgeber Berlin, im Oktober 2013 Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e. V. Dr. sc. techn. Ronald Rast XIII

7 Vorwort der Bearbeiter Die mit diesem Band vorgelegte Aufbereitung des Eurocodes 6 zur Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten (DIN EN , DIN EN und DIN EN jeweils mit Nationalem Anhang) soll den in der Praxis tätigen Tragwerksplanern und Bauausführenden vor allem die Einarbeitung in das neue europäische Regelwerk und die tägliche Arbeit damit erleichtern. Hierzu wurden der Normentext und die zugehörigen Festlegungen in den Nationalen Anhängen für Deutschland zusammengeführt, zu einer konsolidierten Fassung verwoben und redaktionell überarbeitet. Die nationalen Regelungen wurden durch farbliche Unterlegung kenntlich gemacht. Überflüssige Textteile wie Anmerkungen, die durch nationale Regeln ersetzt wurden, oder Absätze und Anhänge, die in Deutschland nicht gelten, wurden bewusst nicht aufgenommen, um den Inhalt auf das notwendige Maß zu straffen. Gleiches gilt für Regelungen zu selten vorkommenden Anwendungsfällen und den Festlegungen zu bewehrtem oder vorgespanntem Mauerwerk. Durch die Kennzeichnung Auslassung kann der Leser jedoch transparent nachvollziehen, an welchen Stellen derartige Änderungen vorgenommen wurden. Begleitet wird der konsolidierte Normentext von einer Hinweisspalte mit hilfreichen Verweisen, Grafiken, Tabellen und kurzen Erläuterungen. Weitergehende Erläuterungen oder wissenschaftliche Hintergründe sind der angegebenen Literatur zu entnehmen. Für Ingenieure, die sich mit den ursprünglich im Eurocode 6 vorgeschlagenen Normungsinhalten beschäftigen wollen oder müssen, stehen die Original-DIN-Normentexte im Beuth Verlag zur Verfügung. Gegenüber den Nationalen Anhängen von DIN EN : und DIN EN : sind in der hier vorliegenden, kommentierten Fassung bereits die korrigierten Druckfestigkeitstabellen entsprechend dem Entwurf der A1-Änderungen vom Juli 2013 berücksichtigt. Eine Vielzahl von Mauerwerkskonstruktionen wird nach allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bemessen und ausgeführt. Diese Zulassungen beziehen sich zurzeit (Stand Oktober 2013) auf die Bemessung von DIN und DIN Die Bemessung und Ausführung von Mauerwerk nach diesen Zulassungen ist weiterhin uneingeschränkt möglich. Die Ergänzung um Regelungen nach DIN EN 1996 mit Nationalem Anhang ist von den Zulassungsinhabern beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) beantragt und in der Umsetzung. Ziel ist es, dass bis zur endgültigen bauaufsichtlichen Einführung des Eurocodes 6 die Umstellung abgeschlossen ist. Wir danken an dieser Stelle auch unseren Mitarbeitern Herrn M. Sc. Valentin Förster (TU Darmstadt), Herrn Dipl.-Ing. Markus Graubohm (RWTH Aachen), Frau Dipl.-Ing. Carola Hauschild (Jäger Ingenieure GmbH Radebeul), Frau Simone Otto (Uni Kassel), Frau Dipl.-Ing. Dorothea Saenger (RWTH Aachen) und Herrn M. Sc. Michael Schmitt (TU Darmstadt) für Ihre Unterstützung bei der Erstellung des Manuskriptes. Unser Dank gilt außerdem den Herren Dipl.-Ing. Andreas Schlundt, Dr.-Ing. Thomas Kranzler, Dipl.-Ing. Horst Glitza sowie Frau Dipl.-Ing. Liane Prediger, die diesen Band aus dem Blickwinkel der Anwendung einer Durchsicht unterzogen haben. Wir hoffen, dass die Kommentierte Fassung von DIN EN 1996 die Einarbeitung erleichtert und den Tragwerksplanern im Tagesgeschäft als zuverlässiger Helfer dient. Allen Lesern und Anwendern sind wir für Anregungen, Hinweise und Verbesserungsvorschläge dankbar. Dr.-Ing. Christoph Alfes, Berlin Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Aachen Prof. Dr.-Ing. Carl-Alexander Graubner, Darmstadt Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger, Dresden Prof. Dr.-Ing. Werner Seim, Kassel im Oktober 2013 XV

8 Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk: Nationaler Anhang (NA) National festgelegte Parameter: Kommentierte Fassung 1

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10 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk: Nationaler Anhang (NA) National festgelegte Parameter: Kommentierte Fassung Eurocode 6: Design of masonry structures Part 1-1: General rules for reinforced and unreinforced masonry structures; German version EN : A1:2012 Eurocode 6: Calcul des ouvrages en maçonnerie Partie 1-1: Règles générales pour ouvrages en maçonnerie armée et non armée Version allemande EN : A1:2012 Ersatzvermerk: - Ersatz für DIN EN : DIN EN Berichtigung 1: teilweiser Ersatz für DIN : , DIN : und DIN : Diese kommentierte Fassung enthält die Normentexte des Eurocode 6: DIN EN zusammen mit dem Nationalen Anhang DIN EN /NA in einem verwobenen Text, der nur die für die Anwendung in Deutschland maßgebenden Werte und Regeln enthält. Alle Werte und Regeln, die im deutschen Nationalen Anhang enthalten sind, werden unterlegt, sodass diese vom allgemeinen Eurocode 6-Text zu unterscheiden sind. Dabei wird zwischen den von allen CEN-Mitgliedsstaaten national festzulegenden Parametern (nationally determined parameters, NDP gelb unterlegt) und den spezifisch deutschen, ergänzenden, nicht widersprechenden Angaben zur Anwendung von DIN EN (noncontradictory complementary information, NCI grau unterlegt) differenziert. In der Hinweisspalte zum verwobenen Normentext werden kurze, zur Erleichterung der Anwendung hilfreiche Kommentare, Bilder oder Verweise auf andere Normenabschnitte aufgenommen, die die tägliche Arbeit mit dem Eurocode 6 erleichtern sollen. An den Normentext schließt sich ein Verzeichnis zum Schrifttum (Normen, Literatur usw.) an. 3

11 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang Inhaltsverzeichnis Vorwort 9 Hintergrund des Eurocode-Programms 9 Status und Gültigkeit der Eurocodes 10 Nationale Fassungen der Eurocodes 11 Verbindung zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte (ENs und ETAs) 11 Nationaler Anhang für EN ALLGEMEINES Anwendungsbereich Anwendungsbereich des Eurocode Anwendungsbereich von Teil 1-1 des Eurocode Normative Verweisungen Allgemeines Normen, auf die Bezug genommen wird Annahmen Unterscheidung zwischen verbindlichen Regeln und Anwendungsregeln Begriffe Allgemeines Mauerwerk Festigkeit von Mauerwerk Mauersteine Mörtel Füllbeton Bewehrung Ergänzungsbauteile Mörtelfugen Wandarten Formelzeichen 22 2 GRUNDLAGEN FÜR ENTWURF, BERECHNUNG UND BEMESSUNG Grundlegende Anforderungen Allgemeines Zuverlässigkeit Vorgesehene Nutzungsdauer und Dauerhaftigkeit Prinzipien im Grenzzustand der Tragfähigkeit Grundlegende Größen Einwirkungen Bemessungswerte der Einwirkungen Material- und Produkteigenschaften Nachweis nach der Teilsicherheitsmethode Bemessungswerte der Materialeigenschaften Einwirkungskombinationen Grenzzustand der Tragfähigkeit Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit Bemessung auf der Grundlage von Versuchen 31 3 BAUSTOFFE Mauersteine Mauersteinarten und deren Gruppierung Eigenschaften der Mauersteine Druckfestigkeit Mörtel Mörtelarten Festlegungen zu Mauermörtel 33 4

12 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang Mörteleigenschaften Druckfestigkeit des Mauermörtels Verbund zwischen Mauerstein und Mörtel Auslassung Auslassung Auslassung Mechanische Eigenschaften von Mauerwerk Charakteristische Druckfestigkeit von Mauerwerk Allgemeines Charakteristische Druckfestigkeit von Mauerwerk ohne Randstreifenvermörtelung der Lagerfugen Auslassung Charakteristische Schubfestigkeit von Mauerwerk Charakteristische Schubfestigkeit der Fuge zwischen Mauerwerk und vorgefertigtem Sturz Charakteristische Biegefestigkeit von Mauerwerk Auslassung Verformungseigenschaften von Mauerwerk Spannungs-Dehnungs-Linie Elastizitätsmodul Schubmodul Kriechen, Quellen oder Schwinden und Wärmedehnung Ergänzungsbauteile Feuchtesperrschichten Maueranker Zugbänder, Auflager und Konsolen Vorgefertigte Stürze Auslassung 46 4 DAUERHAFTIGKEIT Allgemeines Klassifizierung der Umweltbedingungen Dauerhaftigkeit von Mauerwerk Mauersteine Mörtel Auslassung Auslassung Auslassung Ergänzungsbauteile und Auflagerwinkel Mauerwerk im Erdreich 47 5 ERMITTLUNG DER SCHNITTKRÄFTE Allgemeines Tragverhalten in außergewöhnlichen Fällen (ausgenommen Erdbeben und Brand) Imperfektionen Theorie II. Ordnung Schnittkraftberechnung von Bauteilen Vertikal beanspruchte Mauerwerkswände Allgemeines Knicklänge von Mauerwerkswänden Effektive Wanddicke Schlankheit von Mauerwerkswänden Auslassung Schubbeanspruchte Aussteifungswände Auslassung Querbelastete Mauerwerkswände 56 5

13 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang 6 GRENZZUSTAND DER TRAGFÄHIGKEIT Unbewehrtes Mauerwerk unter vertikaler Belastung Allgemeines Nachweis unbewehrter Mauerwerkswände unter vorwiegend vertikaler Belastung Allgemeines Abminderungsfaktor zur Berücksichtigung der Schlankheit und Lastausmitte Wände mit Teilflächenlasten Unbewehrtes Mauerwerk unter Schubbelastung Unbewehrte, durch Horizontallasten auf Plattenbiegung beanspruchte Mauerwerkswände Allgemeines Wände unter Bogentragwirkung Mauerwerkswände unter Windlast Mauerwerkswände unter Erd- und Wasserdruck Mauerwerkswände unter horizontaler Belastung infolge außergewöhnlicher Einwirkungen Unbewehrte Mauerwerkswände unter kombinierter vertikaler und horizontaler Belastung Allgemeines Verfahren unter Anwendung des Φ-Faktors Verfahren unter Anwendung einer erhöhten Biegefestigkeit Verfahren unter Verwendung äquivalenter Momentenverteilungszahlen Maueranker Auslassung Auslassung Auslassung Auslassung 75 7 GRENZZUSTAND DER GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT Allgemeines Unbewehrte Mauerwerkswände Auslassung Auslassung Auslassung Wände unter Teilflächenlasten 77 8 BAULICHE DURCHBILDUNG Ausbildung von Mauerwerk Mauerwerksbaustoffe Mindestwanddicken Mindestwandfläche Mauerwerksverband Künstliche Steine Maßgerechte Natursteine Mörtelfugen Auflager unter Teilflächenlasten Auslassung Auslassung Auslassung Wandanschlüsse Anschluss von Wänden an Decken und Dächern Allgemeines Anschluss durch Anker Anschluss durch Reibung Ringanker und Ringbalken Anschlüsse zwischen Wänden Wandkreuzungen Zweischalige Wände mit Luftschicht und zweischalige Wände mit Vorsatzschale 83 6

14 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang Zweischalige Wände ohne Luftschicht Schlitze und Aussparungen in Wänden Allgemeines Vertikale Schlitze und Aussparungen Horizontale und schräge Schlitze Feuchtesperrschichten Temperatur- und Langzeitverformung 87 9 AUSFÜHRUNG Allgemeines Bemessung und Konstruktion von Bauwerksteilen Belastung von Mauerwerk 87 Anhang A (informativ) Berücksichtigung von Teilsicherheitsfaktoren in Bezug auf die Ausführung 89 NCI Anhang NA.B (informativ) Berechnung der Ausmitte eines Stabilisierungskerns 89 NCI Anhang NA.C (informativ) Ein vereinfachtes Verfahren zur Berechnung der Lastausmitte bei Wänden 89 Anhang D (informativ) Ermittlung von ρ 3 und ρ 4 92 NCI Anhang NA.E (normativ) Biegemomentkoeffizienten α 2 für einschalige horizontal belastete Wandscheiben mit Wanddicken 250 mm 93 Anhang F (informativ) Beschränkung des Verhältnisses Länge bzw. Höhe zu Dicke für Wände im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 93 NCI Anhang NA.G (normativ) Abminderungsfaktor zur Berücksichtigung von Schlankheit und Ausmitte 93 Anhang H (informativ) Vergrößerungsfaktor nach Anhang I (informativ) Behandlung von Querlasten auf drei- oder vierseitig gelagerte Wände bei kombinierter Scheiben- und Plattenbeanspruchung 94 Anhang J (informativ) Bewehrte Mauerwerksbauteile unter Schubbeanspruchung: Vergrößerungsfaktor f vd 94 NCI Anhang NA.K (informativ) Ergänzung zum Nachweis von Wandscheiben 94 NA.K.1 Allgemeines 94 NA.K.2 Biegedrucktragfähigkeit in Scheibenrichtung 94 NA.K.3 Querkrafttragfähigkeit in Scheibenrichtung 95 NCI Anhang NA.L (normativ) Konstruktion, Ausführung und Bemessung von Mauerwerk aus Natursteinen 97 NA.L.1 Allgemeines 97 NA.L.2 Allgemeine Grundsätze 97 NA.L.3 Ausführung von Natursteinmauerwerk 97 NA.L.4 Mauerwerksarten 98 NA.L.4.1 Tragendes Mauerwerk 98 NA.L.4.2 Schwergewichtsmauerwerk 98 NA.L.4.3 Verblendmauerwerk 98 NA.L.4.4 Vorsatzschalen 98 NA.L.4.5 Trockenmauerwerk 98 NA.L.5 Verbandsarten 99 NA.L.5.1 Allgemeines 99 NA.L.5.2 Polygonale Mauerwerksverbände 99 NA.L.5.3 Orthogonale Mauerwerksverbände 101 NA.L.6 Bemessung von Natursteinmauerwerk 102 NA.L.6.1 Allgemeines 102 NA.L.6.2 Nachweis bei zentrischer und exzentrischer Druckbeanspruchung 102 NA.L.6.3 Zug- und Biegebeanspruchung 103 NA.L.6.4 Querkraftbeanspruchung 104 7

15 Eurocode 6 - Kommentar zu DIN EN mit Nationalem Anhang NCI Anhang NA.M (normativ) Änderungen zu den Regeln für die Verwendung von Mauerziegeln nach DIN EN in DIN V : Schrifttum 105 Eurocodes 105 DIN-Normen 105 DGfM und DIBt 106 Zitierte Literatur 106 Weiterführende Literatur 106 8