Einfluss von Aussparungen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk

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1 Bauforschung Einfluss von Aussparungen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk F 2039 Fraunhofer IRB Verlag

2 F 2039 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon (07 11) Telefax (07 11) irb@irb.fraunhofer.de

3 INSTITUT FÜR BAUSTOFFKUNDE UND MATERIALPRÜFUNG DER UNIVERSITÄT HANNOVER AMTLICHE MATERIALPRÜFANSTALT FÜR DAS BAUWESEN Forschungsbericht (B I ) "Einfluß von Aussparungen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk" von Prof. Dr.-Ing. K. Kirtschig Dr.-Ing. W.-R. Metje März 1986 B nd;;sriinisre; ^'^ r',''oi;, ;i;3clsh"u j^5i i11 t6/,5 %ze;t,sl.7lt 1! - 1» t'icr:! ^?l rri Pirr5(i? ir 1ll7fg 6 äo Oi(ä^( ^b l;rrr^^..,`r, ` R IVr, ^i 0^ p^i

4 - ' - Inhaltsverzeichnis Seite 1. Einleitung 1 2. Gegenwärtiger Stand der Forschung 2 3. VersuchnVrOgremm 14 3,1 Hauptversuohe Versuchsabschnitt Versuchsabschnitt Versuchsabschnitt Versuchsabschnitt Versuchsabschnitt Versuchsabschnitt ,1.7 Versuchsabschnitt Nebenversuche Versuchsdurchführung und Prüfergebnisse Hauptversuche 16 4,1.1 Ausgangsmaterialien Mauermörtel I.2 Mauersteine Versuchsabschnitt Herstellung der Wände Lagerung der Wände 20

5 Seite Prüfung der Wände und Prüfergebnisse Versuchsabschnitt Oberlegungnn Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände ,3.3 Prüfergebnisse 23 4,1.4 Versuchsabschnitt ,1.4,1 OberlegunOnn Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände ,4.3 Prüfergebnisse Versuchsabschnitt ,1 Oberlegungen Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände Prüfergebnisse Versuchsabschnitt ,1 Oherlegungen Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände Prüfergebnisse 29 4,1,7 Versuchsabschnitt ,7.1 Qberlegungen 31 4,1.7,2 Herstellung und Lagerung Prüfung der Wände und Prüfergebnisse 31

6 Seite Versuchsabschnitt OUerlegungen 33 4,1.8.2 Herstellung und Lagerung der Wände 33 4,1.8.3 Prüfung der Wände und Prüfergebnisse Nebenversuche Auagangomaterialian Mauermörtel Mauersteine 35 4,2.1.3 Herstellung und Lagerung der Prüfkörper Herstellung der horizontalen ^maanhinengeetemmtnn^ Schlitze ,1,5 Prüfung der Wände und 5-Schichten-Körper und Prüfergebnisse 38 5, Auswertung der Versuchsergebnisse Allgemeines Lotrechte Aussparungen Lotrechte Aussparungen und horizontale Schlitze ,1 Bei mittiger Belastung und 2,50 m Prüfkörperhöhe Bei mittiger Belastung und Prüfkörperhöhen bis zu 3,5 m Bei 24 cm dicken Prüfkörpern Bei 17,5 cm dicken Prüfkörpern Bei ausmittiger Belastung und PrÜfkörpnrhöheO bin 3,50 m Waagerechte Schlitze allein Hauptversuche Nebenversuche 52

7 - IV - Seite 6. Folgerungen Zusammenfassung der Ergebnisse der Auswertungen Anmerkungen zu den bestehenden bzw. vorgesehenen Regelungen in DIN 1053 T Literaturverzeichnis 61 Anlagen (Bilder A 1 - A 35) 63

8 1. Einleitung In der DI N 1053 Teil 1 "Mauerwerk, Berechnung und Ausführung", Ausgabe November 1974, sind im Abschnitt 3.5 Angaben über die Zulässigkeit von Aussparungen und Schlitzen in Wänden gemacht. Die Angaben beruhen weitgehendst auf praxisbezogenen Überlegungen über die Notwendigkeit von Aussparungen und Schlitzen. Sie sind kaum weder theoretisch noch e x p e rim e nt e ll abgesichert un d müssen daher z um T e il vom Standpunkt der Sicherheit h e r gesehen als bedenklich bezeichnet wer d en. So ist es zum Beispiel ohne rechnerischen Nachweis mö g lich, b e i einer 1,25 m lan ge n und 24 cm dicken W and eine 11,5 cm tiefe, 51 cm lange und beliebig h ohe Aussparung auszuführen. D ab ei dürfen weiterhin im oberen und unteren Drittel der Wand beidseitig waagerechte Schlitze entsprechend den B e dingun ge n nach Abschnitt der DI N 1053 Teil 1 ausgeführt werden. Dies erscheint b ei gleicher Sicherheit gegenüber einer voll e n Wand nicht möglich. W egen der vorstehend gebrachten Bedenken erschien es not w endi g, den Einfluß von Aussparungen und Sc h lit z en auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk eingehender zu untersuchen. Der Zeitpunkt der Untersuchungen war insofern günstig, als DI N 1053 Teil 1 z ur Zeit überarbeitet wird und die Ergebnisse der Untersuchungen somit unmittelbar in die N orm einfließen können. Z ur Durchführung der Untersuchungen w urde vom Institut für Baustoffkunde und Materialprüfung der Universität Hannover ein entsprechender Forschungsantrag b eim Bundesminister für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau gestellt und von diesem genehmigt. Die erforderlichen M ittel wurden im Jahre 1982 zur Verfügung gestellt. Dem Ministerium sei auch an dieser Stelle für die Förderung des Forschungsvorhabens gedankt.

9 Ober die durchgeführten Untersuchungen und deren Ergebnisse wird nachstehend berichtet. 2, Gegenwärtiger Stand der Forschung Di e vom Informationszentrum Raum und Bau durchgeführte Literaturrecherche z um Thema "Einfluß von Aussparungen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk" erbrachte k eine Hinwei s e au f Ergbnisse aus früheren Untersuchungen z u diesem Gebiet. In /1/ und /2/ werden die Möglichkeiten der Vorwand-Installation aufgezeigt. Nach Meinung der Verfasser liegt der Vorteil der Vorwand-Installation darin, daß doe Mauerwerk nicht beeinträchtigt wird, also nachträgliche Aussparungen und Schlitze entfallen. Dabei werden in /1/ zulässige Aussparungen und Schlitze nach DIN 1053 Teil 1 in Abbildungen dargestellt. Auf Grundlagen für das koordinierte Festlegen von Aussparungen in Zusammenarbeit von Architekt, Statiker und Fachingenieur wird in /3/ eingegangen. Dabei werden Planungsbeispiele und Richtlinien für Darstellung und Kennzeichnung aufgezeigt. Mit der Darstellung, Kennzeichnung und Maßangabe von Aussparungen in Aussparungszeichnungen beschäftigt sich der Beitrag von /4/. In den Erläuterungen zu DIN 1053 Teil 1 von /5/ werden zu Abschnitt 3.5 "Aussparungen und Schlitze" zwei Litnrmturhinweise genannt. Dick /6/ em p fi e hlt für eine verdeckte, von der Wandoberfläche unabhängige Elektroinstallation für Gebäude in Mauerwerk Formsteine aus dem Material und im Format

10 - 3 - des jeweiligen Mauerwerks. Dabei sind in den Steinen Löcher und Schlitze so angeordnet, daß sich beim Vermauern entweder vertikale oder horizontale Kabelkanäle von 37 bzw. 42 mm Durchmesser ergeben, in die direkt oder in eingemauerten Kunststoffrohren die Kabel verzogen werden können. Die Formsteine werden ergänzt durch Schaltersteine aus Beton, in die Leitungen von oben, unten, seitwärts und hinten eingezogen werden können. Schalter und Steckdosen werden in den dafür vorgesehenen zylindrischen Aussparungen des Schaltersteines montiert. Inwieweit sich die Tragfähigkeit des Mauerwerks bei Verwendung solcher Formsteine verringert, ist nicht untersucht worden. Versuche von Hoeffgen und Brehmer /7/ sollten den Einfluß von waagerechten Installationsschlitzen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk ermitteln. Die Größe und Ausbildung der Schlitze wurde so gewählt, wie sie nach Meinung der Verfasser gelegentlich im Wohnungsbau angetroffen werden, obwohl die Herstellung dieser Schlitze nach DIN 1053 Teil 1 nicht zulässig ist. Die Prüfung erfolgte an Mauerwerkskörpern aus Hohlblockstei nen (s ^... au....^ Ti ege l s pl i i tt v v, _ 2 i^a K " 1 "'er li \ f, Schwerbeton-T- Steinen, Hohlblocksteinen (aus Kesselschlacke; 3 Kammern) und Gasbeton-Montage-Platten. Die Mauerwerkskörper wurden wie folgt aufgebaut: 1. Wand ohne Querschnittsminderung. 2. Wand mit einem horizontalen Stemmschlitz Hohlblocksteine aus Ziegelsplitt: Schlitztiefe 8 cm; Schlitzhöhe ca. 12 cm; Schlitz ca. 70 cm von UK Wand Schwerbeton-T-Steine: Schlitztiefen 5-7 cm und cm, Schlitzhöhe und Schlitzanordnung wie vor Hohlblocksteine aus Kesselschlacke: Schlitztiefe 8 cm, Gasbeton-Montageplatten: Schlitztiefe ca. 2 cm.

11 Der gleiche Stemmschlitz, jedoch mit nachträglich eingemörteltem U-Stahl ausgefüllt (nur b e i den Wänden aus Ziegelsplitt- Hohlblocksteinen). 4. Die vierte Schicht ist aus Konnolatainen hergestellt, mit denen e ine horizontale Aussparung von 8 cm Höhe und 6,5 cm Ti e fe entsteht (nur bei den Wänden aus Ziegelsplitt-Hohlblocksteinen). Die Versuchsergebnisse sind in Zahlentafel 1 zusmmmnnoeetellt.

12 Zahlentafel 1: Versuchsergebnisse an Wänden mit horizontalen Schlitzen aus /7/ Wandausführung Wand- Nr. Steinart Wandabmessungen Länge Breite I Höhe Steinfestigkeit Mörtelfestigkeit Wandprüfkörper Riß- Druckspannung Festigkeit cm I cm cm N/mm' i N/mm' I N /mm2 I N /mm2 1 Hohlblock- o. Schlitz , ,44 4,6 3,64 4,01 2 steine , ,44 4,6 3,90 4,61 (Ziegelsplitt) 3 I Im. Schlitz I 132 I 25,2 I 266 8,44 I 4,6 I 2,45 I 2,83 4 ^ luc u. 11c-Stahl , ,44 4,6 3,15 3,60 5 m. Schlitz , ,44 { 3,4 1,20 { 1,67 6 u. Konsol , ,44 3,4 1,92 2,25 steinen 7 Schwer- o. Schlitz , ,86 3,1 2,25 2,30 8 beton , ,86 2,0 2,18 2,18 T-Steine Schlitz , ,86 3,1 1,94 2,08 10 ( ca , ,86 2,0 1,88 2,10 tief 11 m. Schlitz 12 ca , ,86 2,0 1,35 1,38 tief 13 Hohlblock- 14 steine (Schlackenbeton) o. Schlitz , ,92 6,1 2,98 3,02 1 5I Im. Schlitz I 148 i 24,2 I 248 4,92 I 6,1 I 1,41 [ 1,75 16 Gasbeton- o. Schlitz , ,46 11,1 3,64 3,64 17 Elemente , ,46 (Wand u. 3,25 3,25 Vercußmörtel)) 18 in. Schlitz , ,46 11,1 3,14 3,14 19 (zentrisch) , ,46 3,16 3,16

13 6 In Zahlentafel 2 sind die Versuchswerte für einen Vergleich zusammengstellt, dabei wurden dort, wo zwei gleichartige Probekörper geprüft wurden, die Mittelwerte angegeben, sonst wurden Einzelwerte herangezogen. Zahlentafel 2: Zusammenstellung der Versuchsergebnisse Art der Wand- Schlitz- Verhältnis Verhältnis der Tragfähigkeit Steine dicke tiefe d-t von Wänden d t d mit/ohne mit U-Stahl m. Konsolsteinen Schlitz o. Schlitz ohne Schlitz cm 1 ^ c3 I 4 ^ 5 ^ 6 7 Hohlblocksteine Ziegelsplitt 2 Kammern ,68 0,67 0,83 0,45 T-Steine Schwerbeton 4 Kammern ,74 0,56 0,94 0,74 Hohlblocksteine Kesselschlacke 3 Kammern 24 ( 8 I 0,67 0,61 Gasbeton- Montageplatten (voll) ,87 0,91

14 Der Vergleich der Spalten 4 und 5 der Zusammenstellung (Zahlentafel 2) z e igt, daß b e i dem Mauerwerk aus den Hohlblocksteinen ( Ziegelsplitt und Kesselschlacke) und den Gasbeton-Montageplatten die Einbuße an Tragfähigkeit der Wand durch d e n Schlitz ungefähr der Querschnittsverminderung entsprach. Günstiger v e rhielten sich die Wände aus den T-Steinen, deren Festigkeitseinbuße infol g e Schlitz deutlich geringer ist. Nach Meinung von Hoeffgen und Brehmer k ann dieses günstige V e rhalten durch die gute innere Verzahnung der T-Steine b e i dieser Bauweise erklärt werden. Die Ausfüllung des Schlitzes mit einem U-Stahl bewirkte nur eine teilweise Verbesserung der Tragfähigkeit. Die Verwendung von Konenlatainen aus unbewehrtem Beton, die nur versuchsweise hergestellt wurden, führte zu den geringsten Wandfestigkeiten. Nach Meinung von Hoeffgen und Brehmer muß bei kritischer Betrachtung der Versuchsergebnisse berücksichtigt werden, daß die Wände mit einer Sorgfalt aufgemauert wurden, die auf Baustellen nicht aufgewendet w erd e n k onn. Weiterhin sind in e inem Bauwerk die Beanspruchungen nicht d e rart gleichmäßig verteilt wie bei d en Laborversuchen, bei denen die Kräfte mittig ein g eleit e t wurden. W e g en einer gewissen Einspannung der Endflächen der Wände seien die Versuchswände trot z einseitiger Schlitze wohl auch nicht ausgeknickt. Unterschiedliche Auffassungen zum Einfluß von Aussparungen auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk werden in Veröffentlichungen aus England wiedergegeben. /8/ berichtet, daß ein senkrechter Schlitz von 19 mm Breite und 12 mm Tiefe, der in der oberen Hälfte einer stockwerkshohen Versuchswand gestemmt worden war, keinen Einfluß auf die Tragfähigkeit der Wand hatte. /9/ wendet sich gegen die Anordnung von Aussparungen in

15 - 8- schlanken Querwänden, die als tragendes Mauerwerk dienen, solange Versuchsergebnisse fehlen, da Spannungskonzentrationen z u Rissen der Wände im Bereich d e r Aussparungen führen könnten. Tsui /10/ beobachtete im Verlauf e iner Reih e von Modellversuchen, daß kleine Öffnungen in d e n Wänden zu keinem signifikanten Abfall d e r Druckfestigkeit führten und keine Anzeichen für einen Bruch im Bereich der Öffnungen vorhanden waren. Fisher /11/ berichtet über Untersuchungen zum Einfluß von Aussparungen auf die Druckfestigkeit von Ziegelmauerwerk. Es wurden geschoßhohe Wände (d = 102,5 mm; 178 mm und 215 mm) mit und ohne Aussparungen hergestellt. Für die 178 mm dicken Wände wurden halutrocken verpreßte Ziegel / l/u/^ = 228/178/76 mm) mit einer Festigkeit von 0 ` ' ' ' '' ' St = 42,7 N/mm 2 (nach B.S. 3921) verwendet. Die 102,5 mm und 215 mm dicken Wände wurden aus steif verpreßten Ziegeln mit Doppelmulde (l/u/h = 225/102,5/75 mm) mit einer Festigkeit von 45,7 N/mm 2 hergestellt. Die IO2,5 mm und 178 mm dicken Wände wurden im Läuferverband, die 215 mm dicken Wände im Englischen Verband gemauert. Als Mauermörtel wurde ein kellengerechter Kalkzementmörtel mit einem Mischungsverhältnis von Zement : Kalk : Sand = 1 : 1 : 6 in Raumteilen verwendet. Die Aussparungen wurden mit Hilfe einer Trennscheibe (auf beiden Seiten des Schlitzes) in der erforderlichen Länge und Tiefe hergestellt. Das verbliebene Mauerwerk (zwischen den beiden Schnitten) wurde mit Hammer und Meißel herausgestemmt. Die ausgeführten Schlitze waren planmäßig 38 mm breit und 25 mm tief. Es wurden verschiedene Schlitzanordnungen gewählt, die mit Form A - F bezeichnet wurden. Die Schlitzanordnungen sind im Bild 1

16 _ 9_ dorgnstellt, Die Wände ohne Aussparungen wurden mit Form G bezeichnet. Die Versuchsergebnisse für die 178 mm dicken Wände sind in Zohlentofel 3 zusammengestellt. Die angegebenen Werte für die MörtelwÜrfel (Kantenlänge 76 mm) und die ZiegelvrÜrfol (Mauerwerkswürfel, Kantenlänge 225 mm) sind Mittelwerte aus drei Versuchen. Zmhlentefel 3: Versuchsergebnisse an 178 mm dicken Wänden Wandform Druckfestigkeit Ziegel- Mörtel Wand würfel N/mm2 N/mm' A 13,2 4,8 5,2 B 3,2 5,4 13,7 5,7 5,5. Mittel 4,4 5,4 C 3,7 5,8 12,00 5,6 5,7, Mittel 4,7 5,8 D 6,9 4,6 10,96 4,6 4,7. Mittel 5,7 4,7 G 4,9 5,7 5,7 6,0 /o.sohlitz\ 11,2 5,3 5,7 i. Mittel 5,3 5,8

17 _ 10- corresponding chase on rear face Type A chase an rear face chase on rear face Type C Type D Type E Bild 1: Schlitzanordnungen aus /11/

18 In Zohlentofel 4 sind die Versuchsergebnisse für die IO2,5 mm und 215 mm dicken Wände wiedergegeben. Zahlentafel 4: Versuchsergebnisse an IO2,5 und 215 mm dicken Wänden aus /11/ Druokfeetigkeit 102,5 mm dicke Wände i 215 mm dicke Wände Wandart W and Mörtel Ziegel- Wand M örtel Ziegelwürfel würfel - N/mm 2 N/mm 2 N/mm2 N/mm' N/mm z N/mm2 A 7,92 7,25 I1,75 8,64 5,16 10,7I 8,51 8,20 12,80 10,48 9,58 13,40 7,03 5,75 10,50 10,03 9,05 I1,84 Mittel 7,82 7,07 11,69 9,72 7,93 11,98 B 9,40 7,20 15,41 12,46 7,63 10,89 I1,25 7,64 14,33 10,03 5,64 11,24 I0,66 7,85 14,9I 10,73 9,24 14,67 Mittel I0,43 7/56 14,88 1I,07 7/50 12,27 C 7,92 4,56 12,29 11,07 9,01 11,25 7,92 7,26 I3,95 12,80 8,81 12,76 8,21 5,48 10,87 11,59 10,33 13,52 Mittel 8,02 5,77 12,37 I1,82 ' 9,38 I2,51 D 9,03 7,71 11,57 1I,41 6,40 13,41 9,03 6,45 11,96 9,84 4,86 12/55 9,03 7,37 12,82 10,14 4,45 10,83 Mittel 9,03 7,18 12,12 10,46 5,27 12,30 E 8,17 5,00 13,14 9,83 6,73 13,46 7,73 3,33 12,68 9,83 7,30 8,29 7,84 6,37 14,17 11,94 7,82 12,82 Mittel 7,91 4,90 13,33 10,53 7,28 11,52 F 8,69 7,85 I5,01 8,11 5,23 12,76 9 ' 18 7,63 13,19 8,82 6,17 11,00 8,58 8,80 13,73 10,03 7,66 11/45 Mittel 8,82 8,09 I3,98 8,99 / 6,35 11,74 G 8,14 3,26 14,06 10,54 8,17 12,37 10,08 6/05 I3,52 I1,92 8,I8 13,38 10,00 7,I1 13,29 11,57 7,43 I2,05 Mittel 9,41 5,47 13,62 11,34 7 / 92 12,60

19 Für einen Vergleich sind die Versuchswerte (Mittelwerte) in Zahlentafel 5 zusammengestellt. Zahlentafel 5: Zusammenstellung der Versuchsergebnisse (aus /11/) Wanddicke. Wandart Umfassungfläche der Wand F 0 Aussparungsfläche F A Verhältnis F O -F A F0 Verhältnis der Wandfestigkeit mit Aussparuna &P cm cm2 i cm2 1 2 I 3 I 4 I 5 I 6 17,8 A ,99 0,90 B ,99 0,93 C ,99 1,00 D ,98 0,81 F ,94 0,91 10,25 A ,99 0,83 B ,99 1,11 C ,99 0,85 D ,96 0,96 E ,99 0,84 F ,89 0,94 21,5 A I 0,99 0 0,86 B ,99 0,98 C ,99 1,04 D ,98 0,92 E ,99 0,93 F ,95 0,79 j

20 Die Ergebnisse d e r Einzelversuche weisen zum Teil große Streuungen auf, die z um Teil wohl auch auf die unterschiedlichen Mörtnlfeatigkniten zurückgeführt werden können. Außerdem ist di e Aussparungsfläche im Verhältnis z ur UmfaeeungoflÜohe der Wände relativ klein. Damit k ann möglicherweise erklärt werden, daß zum Teil die Wände mit Schlitz größere Festigkeiten aufweisen als ohne Schlitz, w ie der Vergleich der Spalten 5 und 6 der Zahlentafel 5 zeigt. Andererseits ist die Einbuße an Tragfähigkeit der Wände durch den Schlitz z um Teil größer als die Querschnittverminderung. Ein deutlicher Zusammenhang zwischen Einbuße a n Tragfähigkeit der Wände und der Querschnittverminderung ist nicht erkennbar. Fisher /11/ bewertet di e Ergebnisse hinsichtlich der Wandfestigkit wie folgt: 1. Bei den 178 mm dicken Wänden wurde im allgemeinen mit wachsender Za hl der Aussparungen die Festigkeit herabgesetzt. 2. Bei den 102,5 und 215 mm dicken Wänden war die Abhängigkeit weniger deutlich. Gro8e aohoohtelförmige Aussparungen führten nicht zu einer deutlichen Festigkeitaabnmhme. Ausreichende Sicherheitsfaktoren zwischen 4,3 und 8,2 wurden ermittelt. 3. Dan Einschneiden waagerechter Aussparungen führte zu verstärkter Rißbildung und zu verstärkter Zerstörung des Mauerwerks lm Bereich der Aussparungen. 4, Di e Ergebnisse zeigen, daß eine angemessene Anzahl senkrechter Aussparungen in der Praxis ausgeführt werden kann und daß dabei noch ein ausreichender Sicherheitsfaktor vorhanden bleibt. Horizontale Aussparungen werd e n unter k e in e n Umständen empfohlen.

21 Nach Meinung der Verfasser dieses Berichts iot die Schlußfolgerung, daß horizontale Aussparungen unter keinen UmstönUen empfohlen werden, aufgrund der Versuchsergebnisse nicht ohne weiteres zu zinhen. Zwar sind bei einer der geprüften Varianten die Abfälle dort am größten, doch gibt es ouch Ergebnisse, die die Schlußfolgerung von Fisher keineswegs bestätigen. Immerhin aber sind die Folgerungen von Fisher Grund genug, auch in der vorliegenden Arbeit auf den Einfluß horizontaler Aussparungen stärker einzugehen. 3. Versuchsprogramm Bei der Anlage der Versuche und bei der Versuchsdurchführung wurde schrittweise vorgegongen. Dies schien bei der Vielzahl der möglichen Einflüsse der richtige Meg, de dabei die Erkenntnisse von vorhergehenden Versuchen in nachfolgenden Versuchen sinnvoll ergänzt werden konnten. 3.1 Hauptversuche Versuchsabschnitt 1 Herstellung und Prüfung von 21 geschoßhohen, zweiseitig gehaltenen Wänden (1 = 1,25 m, h = 2,5 m) mit den ohne Nachweis zulässigen lotrechten, geschoßhohen Aussparungen im gemauerten Verband nach Tabelle 5 der DIN 1053 Teil 1 im Vergleich zu Nullwänden ('o 2) ohne Aueeparung en. Die Breite der Aussparung betrug jeweils 51 cm, und die Breite der Vollwandquerschnitte neben der Aussparung (= Abstand von Offnungen) betrug 36,5 cm. Die Wände wurden zentrisch belastet, U, h. die Schwerachse der Prüfmaschine lag in der Schwerachse des Wandquerschnittes. Dos Prüfalter betrug 14 Tage. Ala Mauersteine wurden Hochlochziegel 2 DF und 3 DF annähernd gleicher Festigkeit

22 verwendet. Ale Mörtel wurde ein Mörtel der Mörtelgruppe IIo ausgewählt. Die Wände mit den Aussparungen sind in den Bildern A 2 bis A 6 dargestellt Versuchsabschnitt 2 Herstellung und Prüfung von 4 geschoßhohen Wänden (d = 24 cm und d = 30 cm) mit lotrechten Aussparungen mittig belastet (Schwerachse Prüfmaschine = Mitte Mand), Versuchsabschnitt 3 Herstellung und Prüfung von 10 geeohodhohen Wänden (1 = 1,25 m, h = 2,50 m, d = 24 cm) mit der Variation der Lage der lotrechten Aussparung und zusätzliche Anordnung von zulässigen horizontalen Schlitzen (mittig belastet). Die Anordnung der Aussparungen ist in den Bildern A 8 bin A 12 wiedergegeben Versuchsabschnitt 4 Herstellung und Prüfung von 8 Wänden (1 = 1,25 m, d = 24 cm) / mit den zulässigen lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen im Vergleich zu Nullwöndnn ('e 2) mit den Wandhöhen 3,0 und 3,5 m (siehe Bild A 13) Versuchsabschnitt 5 Wie Versuchsabschnitt 4 mit der Wanddicke d = 17,5 cm (siehe Bild A 14) Versuchsabschnitt 6 Wie Versuchsabschnitt 4 (1 = 1,25 m, d = 24 cm, h = 2,50 m, 3,00 m und 3,50 m), jedoch Belastung exzentrisch. Belastungsbreite oben 10 cm auf der Aussparungsseite (sie-

23 -l6- he Bild A 15) Versuchsabschnitt 7 Herstellung und Prüfung von 6 geschoßhohen Wänden (l = 1,25 m, h = 2,50 m, d = 24 cm) nur mit horizontalen Schlitzen (einseitig und zweiseitig). Bei 2 Wänden Schlitze ^meoohinengeatemmt^. Die Anordnung und Abmessungen der Schlitze ist den Bildern A 16 und A 17 zu entnehmen. 3.2 Nebenversuche Herstellung und Prüfung von 3 ge y nhodknhnn Wänden und 22 5-Schichtenkörpern mit maackinengeatemmten horizontalen Sohlitzen. Mauersteine: Kalksand-Hohlblocksteine, Hochlochziegel, Hohlblocksteine, Kalksand-Leichtstein (Yali). Die Anordnung und Abmessungen der Schlitze sind in der Systemskizze der Zahlentafel 15 wiedergegeben. 4. VersucheduroAführun und PrÜferVeUnisse 4,1 Hauptversuche 4. 1.I Ausgangsmaterialien I Mauermörtel Der Mauermörtel wurde aus Portlmndzement PZ 35 F, Weißkalkhydrat und Mauersand (Grubensand 0-4 mm) hergestellt. Der Mauersand (Grubensand) stammte aus dem Raum Hannover. Die Bindemittel (Portlandzement PZ 35 F und WeiDkolkhydrot) wurden über einen hiesigen Baustoffhandel bezogen. Es wurde eine mittlere Mörteldruckfestigkeit im Alter von 14 Tagen angestrebt, die der Mindestfestigkeit nach DIN 1053 Teil 1, Tabelle 7, für die Mörtelgruppe IIo ( 5,0 N/mm 2 ) entsprechen sollte.

24 Da mit dem in DIN 1053 Teil 1 angegebenen Miaohungaverhöltnie (Zement:Kalkhydrat:Sand = 1:1:5 i. RT) die Druckfestigkeit nach 14 Tagen deutlich über der Mindestfestigkeit lag, wurde der Sandanteil etwas höher gewöhlt. Nach entsprechenden Vorversuchen wurde das Mischungsverhältnis Zement:Kalkhydrat:Sand = 1:1;7 i. RT festgelegt. Der Mauermörtel wurde in einem Zwangsmischer (Fabrikat Eirich) hergestellt. Die Wasserzugabe erfolgte so, daß nach Angabe des ausführenden Maurers der Mörtel ^kellen- Qerenht^ war. Aus den Mörtelmischungen, die jeweils zum Mauern der Wände hergestellt wurden, wurden Mörtelproben entnommen und Prismen 4 cm x 4 cm x 16 cm hergestellt. Die Prismen wurden im Schockverfahren gemäß DIN verdichtet. Nach 2 Tagen wurden die Mörtelprismnn entschalt und bis zum Alter von 7 Tagen im Feuchtluftkasten (20 C und 95 % relative Luftfeuchte). Bis zum Zeitpunkt der Prüfung der Wände (14 Tage nach Herstellung) lagerten die Prismen dann bei Normelklimo (20 C und 65 % rel. Fauohte1. An den Mörtelprismen 4 cm x 4 cm x 16 cm wurden im Alter von 14 Tagen (Prüfzeitpunkt der Wände) die Rohdichte, die Bim^e^u^- und die Druo^featigkoit entaproohen^ DZ^ ermittelt. Die für die Wände ermittelten Mörtelfestigkeiten an den Prismen sind bei den Versuchsergebnissen der Wände mit angegeben (Zahlentafeln 8 bis Mauersteine Es wurden Hochlochziegel in den Formaten 2 DF und 3 DF ausgewählt mit annähernd gleichen Festigkeiten. Die Abmessungen, die Lochanteile, die Rohdichten und die Druckfestigkeit der Ziegel wurde nach DIN 105 geprüft. In der Zohlmntofel 6 sind die Mittelwerte der Prüfergebnisse zusammengestellt. Das Lochbild der Steine ist aus

25 dem Bild A 1 in der Anlage ersichtlich. Zahlentafel 6: Eigenschaften der Ziegel Bezeichnung Abmessungen loch- Rohdichte Druckfestigkeit Länge Breite Höhe anteil (trocken) Mittelwert Standardabweichung s mm mm mm % kg/dm' N/mm' N/mm' Variations- ( koeffizient HLz 2 DF ,3 0,76 17,2 1,64 9,5 1,63* HLz 3 OF ,6 0,74 16,5 1,48 9,0 1,63* * Scherbenrohdichte Die Steine sind nach DIN 105 wie folgt zu bezeichnen: Ziegel DIN HLz B 12-0,8-2 DF Ziegel DIN HLz B 12-0,8-3 DF. Zusätzlich wurden die Spaltzugfestigkeit und die spezifische Saugfähigkeit nach Haller bestimmt. (il e Spaltzug., I,,.. ^. festi a.^uyi ^. gkeit.^^iynca^ wurdeall t,. aillcli Jt,Cl Steinen besllmml. Zur Prüfung wurden die Steine in eine Druckprüfmaschine eingelegt und mittels zweier gegenüberliegender Streifenlasten (10 mm breite und 5 mm dicke Streifen aus Hartfilz) bis zum Bruch belastet. Die Filzstreifen waren etwa in halber Steinlänge im Bereich des größten Lochquerschnittes angeordnet. Es wurden jeweils 10 Steine geprüft. Die Spaltzugfestigkeit wurde errechnet aus der Höchstlast F und den Querschnittsabmessungen b und h nach der Formel

26 D = SZ rrj 2F /N/mm,/. Die Mittelwerte der Spaltzugfestigkeit sowie Standardabweichung und Variationskoeffizient sind in der Zehlentofnl 7 zusammengestellt. Die spezifische Saugfähigkeit wurde an den Lagerflächen von 'e 10 bis zur Gewichtskonstanz getrockneten Steinen ermittelt. Die Steine wurden 50 Sekunden long 10 mm tief in Wasser (Temperatur C) gelagert. Die Gewichtszunahme wurde auf 1 g genau bestimmt und auf die Lagerfläche des Steines Uozogen, Die Mittelwerte sowie Standardabweichung sind in der 2ehl*ntofel 7 angegeben. Zohlontofel 7: Spaltzugfestigkeit und spezifische Saugyöhigkait der Steine (nach Haller) Bezeichnung Spoltzugfnotiykoit Spezifische Saugfähigkeit mitt e l-. Standard- Variations- Mittel- Standardwert abweichung koeffizient wert abweichung n/(um",min) g/(dm`.min) HLz 2 DF 0,83 0,15 18,0 12,4 1,6 HLz 3 OF 1,05 0,12 11,4 10,9 2,3

27 Versuchsabschnitt Herstellung der Wände Die für die Ermittlung der Tragfähigkeit des Mauerwerks maßgebenden Wände waren ca. 124 cm breit und ca. 250 cm hoch. Die Dicken der Wände waren (Sollmaße): 17,5 cm; 24 cm; 30 cm und 36,5 cm. Die Wände wurden in einer Halle des Instituts von Institutsmaurern errichtet. Die untere Steinschicht wurde in Zementmörtel (MV 1:1 i. RT) auf einer ebenen Stahlplatte verlegt. Die weiteren Schichten wurden mit dem Mauermörtel der MG IIa gemauert einschließlich der Stoßfugenfüllung der unteren Schicht. Die obere Steinschicht wurde wiederum mit Zementmörtel (MV 1:1 i. RT) abgeglichen. Die Steine wurden grundsätzlich lufttrocken verarbeitet. Die Wände (d = 17,5 cm, 24 cm, 30 cm und 36,5 cm) wurden in üblichen Mauerverbänden hergestellt. Der Verband und die Anordnung der Aussparungen sind in den Bildern A 2 bis A 7 dargestellt. Beispielhaft für eine Wand ohne Aussparungen("Nullversuch") ist im Bild A 8 die 24 cm dicke Wand dargestellt. Die erforderlichen Teilsteine waren mit einer Steinsäge zugeschnitten. Die Dicke der Lagerfugen betrug im Mittel 12 mm. Die Stoßfugen waren einheitlich 10 mm dick Lagerung der Wände Die Wände wurden bis zum Prüfzeitpunkt (14 Tage nach Herstellung) in einer geschlossenen Prüfhalle bei einer Temperatur von 18 bis 22 C und 40 bis 70 % relativer Luftfeuchte gelagert.

28 Prüfung der Wände und Prüfergebnisse Die Wände wurden im Alter von 14 Tagen geprüft. Sie wurden zentrisch mit gleichmäßig verteilter Belastung geprüft, d. h. die Schwerachse der Prüfmaschine lag in der Schwerachse des Wondquersohnittne. Die Prüfung erfolgte in einer 6000-kN-DrunkprÜfmaechine mit einem 3000 kn- Lastbereich. Die Belastung erfolgte stufenweise zu 'e 1/10 der voraussichtlichen Höchstlast. Die Laststeigerung von einer Stufe zur nächsten erfolgte innerhalb von s. Die Verweildauer auf den einzelnen Laststufen betrug s. Bei der Belastung wurde die Last beim Auftreten des ersten sichtbaren Risses sowie die Höchstloat festgestellt. In der Zahlentofel 8 sind die wichtigsten Angaben zum Tragverhalten der Wände mit und ohne lotrechte Aussparungen zusammengestellt. Es wurden die Wanddicke, die Restwanddicke, die Lage der Schwerachse, die Mörtelfestigkeit, der Anteil der Aussparungsfläche von der Gesamtfläche und die Druckfestigkeit der Wände, bezogen auf die Umfassungsfläche und Uezogen ouf den RnetquereoAnitt, ongegeben.

29 Zahlentafel 8: Tragfähigkeit der Wände mit durchgehenden Aussparungen Wände zentrisch belastet (Schwerachse PrUfmaschine = Schwerachse Wandquerschnilt) Versuchsabschnitt 1 Dicke der Wand WandprUfkörper bezogen auf Restquerschnitt 17,1 (Soll 17,5) ,0 keine e=0 5,3 11,2 (Soll 11,5) e=1,0 5, ,5x17,1= , ,9.51=1811 5,42-- 6,44 5,51_ i.m. 5,79(5,03) 5,79 (5,03) 4'1 i M 4 88(4 24) 5,18 ' " 5'33] i.m. 5,69(4,95 6,05 Aussparung Schwerachse Aussparung bezogen auf Fläche der Druckfestigkeit der D,m8 Breite Restwanddicke v.d.gesamtfläche Umfassungsfläche cm cm cm cm Wm' % N/nne N/nne 0 5,12- keine e=0 4,4 4,27 I.M. 4,82 123,5x23,7=2927 4,82 5,06-23,7 11,5 4,61] i.14. 4,36 5,21] 4,92 51,0 17,1 e=1,2 5,0 i.m. (Soll 24) ,6=2590 4,10 4,63 _ - 11,2 21,8 3,57 4,56 51,0 (Soll 11,5) e=1,6 4, ,5=2290 2,73 i.m. 3,47 3,49 i.m. 4,43 4,10 5,24 29,5 (Soll 30) keine e=0 5,8 51,0 17,1 e=1,8 7,1 123,5x9,5= , ,4 = ,97 ] i.m. 4,86 4,86 4,74. 4,341 4, 47 5'25] i.m. 5,41 4,60] i.m. 5,56 36,0 (Soll 36,5) keine e=0 5,0 51,0 23,8 e=1,9 4, ,5x36= , ,2= ' 31] i.m. 5,44 5,56 4,08] i.m. 4,23 4,37 5,44 4,74 i. m. 4,91 5,07]

30 Bei den Wänden mit den lotrechten Aussparungen konnte im wesentlichen fol g endes typische Riß- und Bruchbild festgestellt werd e n: Verti k al e r Riß im Bereich der Aussparung ( M itte oder Rand Aussparung), Gefügezerstörung mehrere Steine (beim Bruch) im Wandbereich neben der Aussparung auf d e r Aussparungsseite und vertikaler Riß in der Stirnfläche ( vgl. Bild A 18), 4,1.3 Versuchsabschnitt Oberlegungen Im Versuchsabschnitt 1 wurden die Wände in der Schwerachse des Wondgueraohnittea belnstet. Es sollte daher im Versuchsabschnitt 2 stichprobenartig geprüft werden, wie sich eine mittige Belastung (Schwerachse Prüfmaschine = Mitte Wand) auswirkt. Ausgewählt wurden drei Wände mit Aussparungen (d = 24 cm und d = 30 cm) und ale Kontrollversuch eine "Nullwond^ ohne Aussparungen (d = 30nm\, 4.1.3,2 Herstellung, La g erung und Prüfung der Wände Die Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände erfolgte wie im Kapitel beschrieben. Abweichend davon wurden die Wände mittig belastet (Schwerachse Prüfmaschine = Mitte Wand) Prüfergebnisse Die wichtigsten Prüfergebnisse sind in Zahlentafel 9 zuaammengentellt.

31 Dicke der Wand Zahlentafel 9: Tragfähigkeit der Wände mit durchgehenden Aussparungen Aussparung Breite Restwanddicke Wände mittig belastet (Schwerachse PrUfmaschine = Mitte Wand) Versuchsabschnitt 2 B D,st B D,m8 Fläche der Aussparung v.d.gesamtfläche Druckfestigkeit der Wandprüfkörper bezogen auf bezogen auf Umfassungsfläche Restquerschnitt cm cm cm CM Nina' Nburn2 N/rire ,7 (Soll 24) 51,0 11,2 (Soll 11,5) 2 DF 17,2 3 DF 16,5 3,8 21,8 ( ,5=2290) 3,52 3,38 i.m. 3,45 4,501 i.m. 4,41 4,32 29,5 (Soll 30) keine 51,0 17,1 2 DF 17,2 3 DF 16,5 2 DF 17,2 3 DF 16,5 5,1 5,1 0 (123,5.29,5=3643) 17,4 ( ,4=3011) 4,72 4,72 4,42 5,35

32 Versuchsabschnitt Oherlegungnn In den Versuchsabschnitten 1 und 2 w urden Wände mit durchgehenden lotrechten Aussparungen geprüft. Bei den 24 cm dic ke n Wänden sollten die Aussparungen mit halber Wandhöhe sowohl im unteren als auch im mittleren Wandbereich angeordnet werden. Zusätzlich wurden zulässige horizontale Schlitze im oberen und unteren Drittel der Wandhöhe vorgesehen. Da die horizontalen Schlitze unterschiedlich (innerhalb des Wanddrittels) angeordnet sein k önnen, w urde di e La g e d e r hori z ont a len Schlitze variiert ,2 Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände Die Herstellung, Lagerung und Prüfung erfolgte win im Kapitel beschrieben. Für die horizontalen Schlitze wurde in die Steine eine Aussparung von 6 cm Höhe und 3 cm Tiefe mit Hilfe einer Steinsäge geschnitten. Die Wände wurden mittig belastet (Schwerachse Prüfmaschine = Mitte Wand) PrÜfnrgoUnieee Die Versuchsergebnisse sind in Zahlentafel 10 zusammengestellt. Die RiU- und Bruchbilder waren vergleichbar mit denen im Versuchsabschnitt 1 und 2. Im Bild A 19 ist das Riß- und Bruchbild der Wand 1 nach Systemskizze Nr. 5 der Zahlentafel 10 als Beispiel wiedergegeben.

33 %ablcntafelk}: Tragfähigkeit d er Wände mit lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen Wände mittig belastet Systemskizze Aussparungen Dronbfentigkeit des wörtelo Druckfestigkeit der Steine Fläche der Aussparung von der oenamttläoke Dcuokfentigkeit bezogen auf die Umfassungsder VandpcU[közpcc bezogen auf den Restquerschnitt 8 D,mÖ 8 o,at i m Schnitt fläche 8 u - - B/nmz 0/me % n/m' 11/nu/ ^ - h~5l =m 4 h=126 cm ' 8 2 or 17 ' 2 3,06] ],57 z-z: 2 7 ]- 9' oesi^,nddioka, o^ 6 ^-, -5 ' ' z-z;, 3 z6., - ^'- ' ei 11,2 cm 3, c/ 6=57 cm '126 cm ^ ^ d/u = 23,7/ - ~} 11,2 cm -- -^ _ 4,8 2 DF 17,2 3,9 3 uy16,5 z - I : 21 " 7 ]"4O 3 22 ],) ' I - z`4'j4 ],9o -^ ^ 4, 12 ^ Tj r 2_ vio mri"-' i^x h/d ~ a/3 «* jeilo 1z,S nm v.oben u.unten ],5 4,n 2 o^ i7,2 ] ur 16,5 z -z: 21^7 ^z-zz/ 12,7 3,16 3,]7 -' 3,27 z_z,, ~ 4,17 ^^ ' ^ I ^ =s ~ 4 ^/- wie (2) un mzi^^^a6`libn h/d ~6/] mn jaila 1,5 obezhalb u. unterhalb der Aussparung 5 o 4'% ' 2 OF 17 ' Z 3 ur 16 ^ S I - I: Z1 7 zz-zz; Z"7 ' ' 3,20] ]]'%7 z-r; 4' / 4'/7 4 '^ (^ c/ wio ^ I_ ^ ^^= ^! I - - ^* -+ y ^^ 'oci^^mz.l^tn h/d~6/] cm bm oberen und unteren Dere dh der Ausspa Cling 6 A S'o ' 2 Dr nn 16,5 ` I - I: 31 7 II-II: 29,1 ' ^4o ' -/ 3,14 3, '4]4 4'01 ' II' 4/43 y'"`1

34 Versuchsabschnitt Überlegungen Nach DIN 1053 Teil 1, Abschnitt 3.5.3, sind waagerechte und schräge Aussparungen und Schlitze nur bei Schlankheiten 14 und Dicken 24 cm erlaubt. Bei einer Schlankheit von.. = 14 ergibt sich für eine 24 cm dicke Wand eine Höhe von = 336 cm. Es wurden daher gemäß Systemskizze 5 des Versuchsabschnittes 3 zwei zusätzliche Wandhöhen (h = 3,00 m und h = 3,50 m) im Vergleich zu Nullwönden ('a 2) einbezogen. 4.1,5.2 Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände Die Herstellung, Lagerung und Prüfung erfolgte wie im Versuchsabschnitt 3 beschrieben PrÜfnrgnkninae Die Prüfergebnisse sind in Zahlentafel 11 zusammengestellt. In den Bildern A 20 und A 21 sind die Riß- und 8ruohbilder für die 3,00 m und 3,50 m / 'e 1) hohen Wände dargestellt.

35 Systemskizze ^j^o X1111 Zahlentafel 11: Tragfähigkeit von Minden mit lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen Wände mittig belastet Aussparungen Druckfestigkeit des Piirtels Druckfestig keit der Steine Fläche der Aussparungen von der Gesamtfläche im Schnitt Druckfestigkeit bezogen auf die Umfassungsf_läche der Wände bezogen auf den Restquersc}mitt ßD,n l BD. st - - N/nin2 N/nmn2 % N/nun2 N/mm y C wie O5 6,4 2 DF 17,2 I-I 21,7 2, II-II: 4,06 Versuchsabschnitt 3 5,0 3 DF 16,5 II-II 29,1 3,40 4,80 N r L 4,4 2 DF 17,2 5,12 keine 0 5,06 4,82 i. M. 4,82 361_1,5 36 Y 24,14 4,4 3 DF 16,5 4,27_ III wie 0 4,4 2 DF 17,2 I-I 21,7 3,33- II-II: 4,70 h = 3,00 m 4,4 3 DF 16,5 II-II 29,1 3,18 3,26 4,49 T ^ 5,1 2 DF 17,2 4,67 keine 5,0 3 DF 16,5 0 5,07 4,87 i. M. 4,87 4,43 ' 4,60 I ^1 III 6,0 2 wie 50 h = 3,50 m keine 5,5 5,8 2 DF 17,2 3 DF 16,5 I-I 21,7 II-II 29,1 3,10 2,88_ DF 17,2 4,52 4,9 3 DF 16,5 0 4,64 2 ' 99 II-II: 4,37 4,06 4,58 i. M. 4,58 4,22

36 Versuchsabschnitt Ob*rlegunOen Obwohl horizontale Aussparungen nach DI N 1053 Teil 1 in Wänden d 24 cm nicht erlaubt sind, wurden im Hinblick auf zukünftige Regelungen W ände mit Wanddicken von 17/5 cm und Höhen von 2,50 m, 3/00 m und 3,50 m mit vertikalen und horizontalen Aussparungen im Versuchsabschnitt 5 geprüft Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände Die Herstellung, Lagerung und Prüfung der Wände erfolgte wie zuvor beschrieben Prüfergebnisse Die Prüfergebnisse sind in Zmhlentofel 12 wiedergegeben. Für jeweils eine Wandhöhe ist in den Bildern A 22 bis A 24 das Riß- und Bruchbild angegeben.

37 Systemskizze Zahlentafel 12: Tragfähigkeit von Wänden mit lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen Wände mittig belastet (Versuchsabschnitt 5) Aussparungen Druckfestigkeit des r>3rtels 811, N/nffn2 Druckfestigkeit der Steine ßn st Fläche der Aussparungen von der Gesamtfläche im Schnitt Druckfestigkeit der Wände bezogen auf die bezogen auf den Umfassungsfläche Restquerschnitt, /Hinz % N/won2 N/m [D wie (J 5 5,3 2 DF 17,2 I-I 14,2 347 II-II: 4,60 U, d/d117,5/11,2 cm 5,3 3 DF 16,5 II-II 24,5 3,, 51 3'49 4,65_, 4,63 Illn 4,9 2 DF 17,2 0 5,42 keine ` - 6,0 3 DF 16,5 6,44 5, pl i ,79 i. M. 5,79 7_ wie U 5,0 2 DF 17,2 I-I 14,2 3,26 II-II: 4,31 h = 3,00 m 5,8 3 DF 16,5 II-II 24,5 3,13 3,2o 4,15 4,23 U (+ 6,2 2 DF 17,2 4,74 keine 5,4 3 DF 16,5 0 5,01 4,88 i. M. 4,88 wie 5,3 2 DF 17,2 I-I 14,2 2,56 2,50 II-II: 3,39 k t h = 3,50 m 5,3 3 DF 16,5 II-II 24,5 2,44] 3,23 r.-. o _ l '' keine 4,8 2 DF 17,2 0 4,181 -L 4,4 3 DF 16,5 4, i. M. 4,30 ' 3, 31

38 Versuchsabschnitt 6 4,1.7,1 8herlegungnn Während in den vorangegangenen Versuchsabschnitten alle Wände mittig belastet wurden, wurde für den Versuchsabschnitt 6 vorgesehen, die 24 cm dicken Wände mit unterschiedlichen Wandhöhen (h = 2,50 m, 3/00 m und 3,50 m) exzentrisch zu Uelmaten. Gewählt wurde nine Belastungsbreite von 10 cm auf der Aussparungsseite ( z. B. Belastung durch Deckenauflagerung). Die Wände wurden unten flächig aufgelagert. 4,1.7.2 Herstellung und Lagerung Die Herstellung und Lagerung erfol g te w ie zuvor beschrieben Prüfung der Wände und Prüfergebnisse Zur Prüfung wurden die Wände mit der unteren Stahlplatte in die Druckprüfmaschine eingebaut. Die Wände wurden flächig auf das Unterhaupt gestellt. Oben auf die Wand wurde eine 10 cm breite und 2 cm dicke Metallschiene in Ahgleiohmörtel verlegt. Din Belastung erfolgte so, daß die Schwerachse der Prüfmaschine in der Mitte der Metallschiene lag. In der Zahlenta y el 13 sind die Versuchsergebnisse zusammengestellt. In den Bildern A 25 bis A 27 sind die Ri5- unu 8ruohbilUer /'n,] Wandhöhe ein Riß- - und Bruchbild), dergnetellt.

39 Systemskizze ^-- Zahlentafel 13: Tragfähigkeit von Wänden mit lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen Wände exzentrisch belastet (10 cm Belastungsbreite auf Wand oben) Aussparungen Druckfestigkeit des mörtels Druckfestig. keit der Steine Fläche der Aussparungen von der Gesamtfläche 13 D,m5 BD, st im Schnitt Druckfestigkeit bezogen auf die Umfassungsfläche der Wände bezogen auf den Restquerschnitt - - N/nun2 N /Wanz % 1`i/nun2 N/mmz ld I wie 7,0 2 DF 17,2 I-I 21,7 2,17 2 II-II: 3,06 exzen. belastet,18 6,1 3 DF 16,5 II-II 29,1 2,19J 3,09 N 436 5,8 2 DF 17,2 r keine 24 5,8 3 DF 16,5 0 2,54 2,68^ 2,61 i. N. 2,61 0 -Irrrrru u 10 wie 11 6,0 2 DF 17,2 I-I 21,7 2,11 II-II: 2,98 n^ 1, h = 3,00 m 5,0 3 DF 16,5 II-II 29,1 1,72] 2, ,08 2,71 J1I L 4,6 2 DF 17,2 2,201 keine 0 5,4 3 DI' 16,5 2,32 ] 2,26 i. M. 2,26 (D... 0 wie 11 5,6 2 DF 17,2 I-I 21,7 1,73] II-II: 2,44 10 "'^ - h = 3,50 m 5,6 1,63 2,30 3 DF 16,5 II-II 29,1 1,52] 2,15 _ 6,0 2 DF 17,2 1,65 ^``"' ^ keine 0 4,8 3 DF 1,83 i. M. 16 ^ 5 2.^^ 1,83

40 Versuchsabschnitt Oberlegungen In den vorherigen Versuchsabschnitten wurden Wände mit lotrechten Aussparungen bzw. Wände mit lotrechten Aussparungen und horizontalen Schlitzen geprüft. Es sollte daher der Einfluß von horizontalen Schlitzen überprüft werden. Da zur Zeit im Rahmen der Obcrorbeitung der DIN I053 Teil 1 über ~ maeohinengeetommte^ horizontale Schlitze diskutiert wird, wurden 2 Wände mit maschinengestemmten Schlitzen mit in die Untersuchungen einbezogen Herstellung und Lagerung der Wände Abweichend von der zuvor beschriebenen Vorgehensweise wurden bei den 2 Wänden mit den "maschinengestemmten" Schlitzen im Alter von 28 Tagen die Schlitzarbeiten durchgeführt. Die "maschinengestemmten" Schlitze wurden von führenden Herstellern der Bohrhämmer hergestellt. Die Schlitzbreite war Co, 3 cm und die Schlitztiefe ca. 2,5 cm. Die Schlitzmitte war ca. 35 cm von Unterkante Wend, Prüfung der Wände und PrÜforgeUniane Die 4 Wände mit dem horizontalen Schlitz, die im Verband hergestellt wurden, wurden nach 14 Tagen geprüft. Die 2 Wände mit den maschinengestemmten Schlitzen wurden 1 Tag nach dem ^Stnmmen" (im Alter von 29 Tagen) geprüft. Die Wände wurden mittig belastet. Die Prüfergebnisse sind in Zohlontafel 14 zusammengestellt.

41 Systemskizze - Zahlentafel 14: Tragfähigkeit von Wänden mit horizontalen Schlitzen "' vi Wände mittig belastet Versuchsabschnitt 7 Druckfestig'I)ruckfestig Fläche der Druckfestigkeit der Wandprüfk5r_per keit des keit der Aussparungen von Aussparungen bezogen auf die bezogen auf den Irtels Steine der Gesamtfläche Umfas ungsfläcl e Restquerschnitt B ß im Schnitt D,mti D,st DMN _ N/mn" N/nen 2 ö N/nm 2 N/nen n (cm) D f, Schlitztiefe 3,o 6,1 2 DF 17, ,71 4,24 3,26 cl Schlitzbreite 6,o 5,4 3 DF 16,5 ' 2,8o 3,211 _ l Schlitzlänge 124,o () 3,73 0 (cm),r, U Schlitztiefe 3,o 4 6,1 2 DF 17,2 3,o7 4,11 t rj 3,o 25,3 2,85 3,81 (0I- N Schlitzbreite 6,o 5,4 3 DF 16,5 2,62 3,51 J 111 U Schlitzlänge Schlitztiefe 2,5 2 DF 17,2 4,-78 5,34 Schlitzbreite 3,o 10,5 4,68 5,23 8,o ü Schlitzlänge DF 16,5 4,58 5, (1 Schlitz "niaschine gestennnt"

42 In d e n Bildern A 28 und A 29 ist je ein typisches Ri8- und Bruchbild f ü r eine Wand mit horizontalem Schlitz im Verband und für eine W and mit horizontalem "maschinengestemmten" Sc h lit z wiedergegeben. 4.2 Nebenversuche 4.2,1 Ausgangsmaterialien 4.2.1,1 Mauermörtel Der Mauermörtel wurde in der Zusammensetzung, Herstellung und Verarbeitbarkeit, wie im. Kap. 4,1,1.1 beschrieben, verwendet. Abweichend davon waren d ie Mörtel bei der Prüfung mindestens 28 Tage alt, d.h. die Mörtelfestigkeiten sind in der R eg el höher als bei de n Hauptvereunhen. Di e ermittelten Mörteldruckfestigkeiten z um Zeitpunkt d e r Prüfung der Mauerwerkskörper sind in der Zahlentafel 15 eingetragen Mauersteine Als Mauersteine wurden Steine verwendet, die aus Restbeständen im Institut vorhanden waren. Es wurden ausgewählt: a) Kalksand-Hohlblocksteine KSHbl 6, 10 DF D i. M. = 10,3 N/mm2 et b) Hochlochziegel HLz 6, 10 DF 0 i. M. = 9,6 ^/mmz N/mm2 c) Hohlblocksteine Hbl 4, 16 OF 8 M. ot i. ^ = 6,6 ^/mm' d) Kalksand-Leichtsteine ( Yali), 12 DF D i. M. = 6,0 N/mm 2. st ^`

43 -35- Die Lochbilder der Steine sind in den Bildern A 30 bis A 33 dargestellt.

44 Herstellung und Lagerung der Prüfkörper Es wurden folgende geschoßhohe Wände bzw. 5-Schichtenkörper (5 Steine aufeinandergemauert) hergestellt: 3 geschoßhohe Wände (1/b/h = 125/24/250 cm) aus Kalksand-Hohlblocksteine (10 DF) 4 5-Schichtenkörper (1/h/b =30/24/125 cm) aus Kalksand-Hohlblocksteinen (10 DF) 4 5-Schichtenkörper (1/b/h = 30/24/125 cm) aus Hochlochziegeln (10 DF) 4 5-Schichtenkörper(l/b/h = 49/24/125 cm) aus Hohlblocksteinen (16 DF) 4 5-Schichtenkörper (1/b/h = 36,7/24/125 cm) aus Kalksandleichtsteinen (Yali, 12 DF) 6 5-Schichtenkörper (1/b/h = 17/23,4/62,5 cm aus Hochlochziegeln (3 DF) Die Wände und die 5-Schichtenkörper wurden, wie in Abschn beschrieben, hergestellt und gelagert Herstellung der horizontalen "maschinengestemmten" Schlitze Die Wände und die 5-Schichtenkörper waren zum Zeitpunkt der Ausführung der Schlitze mindestens 28 Tage alt. Die Schlitzarbeiten wurden von Mitarbeitern der Herstellerfirmen von Bohrhämmern ausgeführt. Von den 3 geschoßhohen Wänden wurde eine Wand einseitig und eine Wand zweiseitig "geschlitzt". Die Schlitze wurden ca. 35 cm von Unterkante Wand angeordnet. Von den 5-Schichtenkörpern

45 wurden jeweils 2 bzw. 4 bei den HLz 12/3 DF einseitig bzw. zweiseitig in halber PrÜfkörperhöke mit Bohrhämmern gasohlitzt^. Da verschiedene Bohrhämmer verwendet wurden, war die Schlitzbreite unterschiedlich. Die Sohlitztiefen und -breiten sind in Zohlentmfel 15 eingetragen Prüfung der Wände und 5-Schichtenkörper und PrÜforgehniSne Unmittelbar nach Ausführung der Schlitzarbeiten (innerhalb von 3 Tagen) wurden die Wände und 5-Schichtenkörper mit und ohne Schlitze geprüft. Die Durchführung der Prüfung erfolgte wie in Kap Ueenhrieben, Die PrÜfkörper wurden mittig belastet (Schwerachse Prüfmaschine = Mitte Prüfkörper). Die Prüfergebnisse sind in Zahlentafel 15 zusammengestellt. Charakteristische Riß- und Bruchbilder für die Wände mit den Schlitzen sind in den Bildern A 34 und A 35 wiedergegeben.

46 Zahlentafel 15: Tragfähigkeit der Prüfkörper mit und ohne horizontale Schlitze (maschinengestemmt) Systemskizze Schlitze maschinengestemnt Steinart/ Druckfertigbreit des Druckfertig keit der Mörtels SteineflD si_ Fläche der Aussparung von der Gesamtfläche Druckfestigkeit der bezogen auf die Umfassungsfläche Wandprüfkörper bezogen auf den Restquerschnitt BD,mö - - N/nun' N/nen' $ N/mm^2 N/mm keine 0 4,68 4,68 KSIJbl 6/ Schlitztiefe 7,1 8,3 4,50 4,87 F 2 cm 10,3 fi T LI Schlitztiefen 20,0 4,03 5,00 *125 xn", 1?5. 2,5 + 2,3 cm J _ keine 0 7, , ,901 7,85_ 7, 68 KSIib1 6/ ^, Schlitztiefe 7,0 n 2,5 cm 10,3 10,4 8,26 8,93 m 434 i_ 4 Schlitztiefe 12,5 7,08 7,90 3LO crn 6,70 6, ,32 ' 6,32 ' keine ry IILz 6/ 8,2 5,56 5,96 Schlitztiefe 9'6 6,7 5,51 5,90,Ii^4 *39. 2,0 cm 0 2,74 2'74] 248 2,48 keine 2,22 ' 2,22 Ilbl 4/ 6,8 Schlitztiefe 6,6 2,30 2,51 8,3 2,0 cm ` 2,30 2,51 41 z4,, Schlitztiefe 1,5 cm T4154 keine 0 4,541 4,541 4,42 Yali/ ,31 6,0 7,0 4,1 3,86 4,02 Schlitztiefe 4,6 4,30 4,53 1,7 cm 9,92

47 Zahlentafel 15: (Fortsetzung) Steinart/ Druckfestig Fläche der Auskeit des sparungen von der Druckfestig. keit der M5rtels Gesamtfläche Steineß Dist B D,m5 N/mm2 4 Druckfestigkeit der Wandprüfkörper bezogen auf die bezogen auf den Umfassungsfläche Restquerschnitt 5,46._ 9 5,46 keine HLz 12/ 8,0 5,80 5,80 (1) Systemskizze Schlitze maschinengestemmt - - N/mm :1,11 mr,,,fl (cm) Schlitztiefe 2,2,tz_vli, Schlitztiefen 2,0 + 2,0 cm Schlitztiefen 2,2 + 2,2 cm 16,5 HLz 12/ 16,5 8,0 8,0 9,4 17,1 18,8 NImm2 6 5,56 6,10 5,00 5,55 3,90 4,79 4,06 5,14 N/mm2 7 t ;1)7 1,2 4_47r

48 Auswertung der Versuchsergebnisse 5.1 Allgemeines Die Auswertung soll zunächst vor allem im Hinblick auf die Frage, ob die in DIN 1053 Teil 1 in Tabelle 5 festgelegten Bedingungen vertretbar sind, erfolgen. Dabei soll sowohl DIN 1053 Teil 1, Ausgabe November 1974, als auch die überarbeitete Vorlage in der Fassung November 1985 im Auge behalten werden. Die entsprechenden Abschnitte beider Fassungen sind nachstehend wiedergegeben. a) Abschnitt 3.5 aus DIN 1053 Teil 1, Ausgabe 1974: 3.5. Aussparungen und Srhlitze Allgemeines Aussparungen und Schlitze sind nur zulässig, wenn dadurch die Standfesti g gt wird. Sie sind bei der Bemessung der Wände zu be-keiritcksichtigen. entere in den Abschnitten und nichts anderes gesagt nicht beeinträchti!st. Werden Aussparungen und Schlitze nicht im gemauerten Verband hergestellt, so sind sie zu fräsen. Das Stemmen von Aussparungen und Schlitzen ist nicht zulässig. In Schornsteinwangen sind Aussparungen und Schlitze unsnläsaig Lotrechte Aussparungen und Schlitze Lotrechte Aussparungen können die Ausstellun g tragender Wände wesentlich beeintrachti gen. Bei der Bemessung der Wände sind deshalb lotrechte Aussparungen entweder wie durch gehende Wandoffnuncen zu berücksichtigen, oder die Dicken und Abstände sind mit den Restwanddicken der aus zusteifenden Wand und der aussteifenden Wand nach Abschnitt Tabelle 3, festzulegen. Far lotrechte Aussparungen. die Tabelle 5 entsprechen. ist ein rechnerischer Nachweis nicht erforderlich Waagerechte und schrä ge Aussparungen In tragenden und ausstehenden Wänden und Pfeilern sind waagerechte und sch rage Aussparungen und Schlitze nur bei sehlankheicen = 14 grad Dicken 24 cm erlaubt. wenn die Zulässigkeit der Minderun g der Tra gfähigkeit der Wand unrer Beachtung der Lastexzentrizität und des Knickeintlusses. bezogen auf die P.estwanddicke. oder in ande rer geeigneter Weise tz. B. Berücksichtigung eines Schlitzes beschränkter Länge als durchgehende W'andöfnung) nachgewiesen wird. Ohne rechnerischen Nachweis sind waagerechte Aussparungen nur dann zulässig. wenn folgende Bedingungen eingehalten werden: a) Wanddicke 24 cm, b) Schlitzhöhe 5 cm, c) Schlitztiefe 5 3 cm, bei Zweikammer-Hohiblocksteinen 1 cm, d) Schlitze nur im oberen und unteren Drittel der Wandhöhe, ei max. 2 Schlitze in jeder Wand 0 gegenseitiger Abstand 50 cm. g) keine Verwendung von Einkammer-Hohlblocksteinen, h) bei Mehrkammer-Hohlblocksteinen tin Bereich eines Wanddrittels nur Aussparungen auf einer Wanuseice. Tabelle 5: Ohne Nachweis zulässige lotrechte Aussparungen und Schlitze in auszusteifenden oder ausstellenden Wänden Dicke der Wand Aussparungen in gemauertem Verband estwand- Breite f Breite dicke Tiefe Schütze nach cm cm I cm cm cm cm cm geirdste Schlitze Mindestabstand der Aasmerangen und Abstand von Öffnungen Abstand von Waudverbindungen 1 11, , z 11, , Z 36,5 z ,5 z ? 36, z 2 4 `!i 5 6