Die europäische Mauerwerknorm

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1 Fachinformation Normenwerk Die europäische Mauerwerknorm Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6. Auflage 2015 Praxiisele beispnd u higtragfiätske len tabel

2 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Inhalt Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 2 Die europäische Norm DIN EN Teilsicherheitskonzept 3 Eigenlasten der Wände Nachweisverfahren nach DIN EN /NA Vereinfachtes Nachweisverfahren nach DIN EN /NA 7 Tragfähigkeitstabellen für die Bemessung von Außen- und Innenwänden nach dem vereinfachten Nachweisverfahren 8 Vereinfachter Nachweis der Kellerwände 12 Stark vereinfachtes Nachweisverfahren nach DIN EN /NA (Anhang A) 13 Windnachweis 1 Verformungskenngrößen 15 Nichttragende Innenwände 16 Einzellasten 17 Bewehrtes Mauerwerk 17 Sichtmauerwerk 18 Bemessungsbeispiel Einfamilienhaus 18 Bemessungsbeispiel Reihenhaus 21 Bemessungsbeispiel Mehrfamilienhaus 2 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerkbauten. Das Normenwerk DIN EN 1996 Bemessung und Konstruktion von Mauerwerkbauten allgemein als Eurocode 6 bezeichnet, liegt in den Teilen 1-1, 1-2, 2 und 3 vor. Eine bauaufsichtliche Einführung erfolgte zum mit einjähriger Übergangsfrist der derzeit noch gültigen DIN DIN Bauaufsichtlich uneingeschränkt anwendbar DIN Bauaufsichtlich uneingeschränkt anwendbar DIN EN 1996 Gleichwertig zu Bauauf- Alleinige DIN 1053 sichtliche Gültigkeit anwendbar Einführung Zeittafel zur Einführung des EC6 Seitens der Bauaufsicht bestehen bereits heute keine Einwände gegen die Bemessung von Mauerwerk nach Eurocode 6. Eine entsprechende Gleichwertigkeitserklärung sowie Erläuterungen zur Anwendung des Eurocode sind auf der Internetseite des Deutschen Instituts für Bautechnik abrufbar. Mit der vorliegenden Broschüre möchten wir Sie über das neue Regelwerk informieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem vereinfachten Berechnungsverfahren für unbewehrte Mauerwerkbauten. Mit diesem ist es gelungen, dem Trend zu immer komplexeren und umfassenderen Regelwerken entgegen zu wirken. Mauerwerkkonstruktionen können weiterhin auf einfache, sichere und wirtschaftliche Weise geplant, rechnerisch nachgewiesen und realisiert werden. Vergleicht man das vereinfachte oder das stark vereinfachte Verfahren des EC 6 mit den z.t. deutlich aufgeblähten Regelwerken der europäischen Normen in der Reihe DIN EN 1990 bis 1999, wird man schnell feststellen, wie positiv sich die statischen Nachweise für Mauerwerkbauten in der Normenlandschaft abheben. 2

3 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Insbesondere die beigefügten Beispiele für ein Einfamilienhaus, Reihenhaus sowie Mehrfamilienhaus unterstreichen den Anspruch der KLB-Klimaleichtblock GmbH für alle Gebäudetypen des Hochbaus technisch ausgereifte und wirtschaftliche Lösungen bereitzustellen. Die europäische Norm DIN EN 1996 Die Bemessung und Konstruktion von Mauerwerkbauten ist seit 2006 bekannt. Die Norm umfasst mehrere Teile: DIN EN : Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk DIN EN : Mauerwerksbemessung für den Brandfall DIN EN : Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk DIN EN : Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerkbauten In DIN EN 1996 sind auch Bauweisen geregelt, die in Deutschland keine Bedeutung haben (z.b. bewehrtes Mauerwerk) oder für die hier keine Erfahrungen vorliegen (z.b. vorgespanntes Mauerwerk). Anwendbar wird das Normenwerk zudem erst durch den zu jedem Normenteil erforderlichen nationalen Anhang, in dem länderspezifische Besonderheiten geregelt werden. In der konsolidierten deutschen Fassung von DIN EN 1996/NA sind die Inhalte der Norm und des nationalen Anhangs in ein Dokument zusammengeführt, das nur die für Deutschland relevanten Regelungen enthält. Dann wird auch sichtbar, dass gegenüber der bisherigen Mauerwerksnorm DIN 1053 Verbesserungen vorhanden sind, die die Wirtschaftlichkeit des Mauerwerkbaus weiter erhöhen. Nachfolgend wird vertiefend auf DIN EN /NA eingegangen, da damit der weit überwiegende Teil der Mauerwerkbauten nachgewiesen werden kann. Die Norm besteht aus dem eigentlichen Normentext sowie den folgenden normativen Anhängen: A B C D Vereinfachte Berechnungsmethode für unbewehrte Mauerwerkwände bei Gebäuden mit höchstens drei Geschossen Vereinfachte Berechnungsmethode für vertikal nicht beanspruchte Innenwände mit begrenzter horizontaler Belastung Vereinfachte Berechnungsmethode für vertikal nicht beanspruchte Wände mit gleichmäßig verteilter horizontaler Bemessungslast Vereinfachte Methode zur Bestimmung der charakteristischen Festigkeit von Mauerwerk Zur Abgrenzung des vereinfachten Berechnungsverfahrens im Normenteil selber wird die Vorgehensweise im Anhang A hier als stark vereinfachtes Nachweisverfahren bezeichnet. Im Anhang B sind bislang als nicht tragende innere Trennwände bezeichnete Bauteile geregelt. Der Anhang C regelt die üblicher Weise als Ausfachungswände bzw. als nicht tragende Außenwände bezeichneten Bauteile. Die im Anhang D angegebenen Tabellenwerte für die Bestimmung der charakteristischen Druckfestigkeiten des Mauerwerks sind aus den in DIN EN /NA angegebenen Formeln abgeleitet. Mit einer Änderung A1 wurden einige charakteristische Druckfestigkeiten f k modifiziert. Das stark vereinfachte Nachweisverfahren wurde in der Änderung A2 weiter vereinfacht. Ferner wurde für das vereinfachte und das stark vereinfachte Nachweisverfahren ein Windnachweis eingeführt. Die Änderungen sind vorliegend eingearbeitet. Alle in der Broschüre verwendeten Formeln und Tabellen beinhalten die Regelungen des deutschen nationalen Anhangs. Teilsicherheitskonzept Als ständig einwirkende Normalkräfte N G gelten die Lasten aus Eigengewicht und Ausbau. Veränderliche Einwirkungen N Q sind die Nutz- bzw. Verkehrslasten, Schnee- und Windlasten. Sie sind jeweils mit ihren charakteristischen Werten N Gk bzw. N Qk zu ermitteln. Die maßgebende Einwirkungskombination darf zu N Ed = 1,35 * N Gk + 1,5 * N Qk angenommen werden. 3

4 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Bei üblichen Hochbauten mit Stahlbetondecken kann weiter vereinfachend mit N Ed = 1,*(N Gk + N Qk ) gerechnet werden, wenn die charakteristischen Nutzlasten auf der Decke höchstens 3 kn/m 2 betragen. Der Teilsicherheitsbeiwert auf der Materialseite M ist bei ständiger und vorübergehender Bemessungssituation mit M = 1,5 anzunehmen. Bei außergewöhnlichen Einwirkungen kann mit einem abgeminderten Wert von M = 1,3 gerechnet werden. Eigenlasten der Wände Die charakteristischen Werte für die Wichte des Mauerwerks ergeben sich aus Tabelle 1. Dabei sind Fugenmörtel und übliche Feuchtegehalte berücksichtigt. Bei Zwischenwerten der Steinrohdichteklasse darf linear interpoliert werden. Bedingt durch den geringeren Fugenanteile sind die in Tabelle 2 zusammengestellten Wichten für Wände aus Wandbauplatten und Hohlwandbauplatten etwas geringer als bei Mauerwerk mit Normalmörtel. Den Wandgewichten sind die Gewichte von Putz oder Bekleidungen hinzuzurechnen. Für einige Putze sind die charakteristischen Lasten in Tabelle 3 angegeben. Rohdichteklasse Mauerwerk mit Mauerwerk mit der Steine Normalmörtel Leicht- und Dünnbettmörtel kn/m 3 kn/m 3 0, 6 5 0, , , , , , , , , , , Tabelle 1: Charakteristische Werte für die Wichte von Mauerwerk Rohdichteklasse Wichte der Steine kn/m 3 0,8 9 0,9 10 1,0 11 1,2 13 1, 15 Tabelle 2: Charakteristische Werte für die Wichte von Wänden aus Wandbauplatten und Hohlwandbauplatten Putz Dicke Flächenlast mm kn/m 2 Gipsputz 15 0,18 Kalkzementputz 20 0,0 Zementputz 20 0,2 Leichtputz DIN ,30 Wärmedämmputz 20 0,2 60 0, ,0 Tabelle 3: Charakteristische Flächenlasten für ausgewählte Putze Nachweisverfahren nach DIN EN /NA DIN EN enthält ein vereinfachtes und im Anhang A ein stark vereinfachtes Nachweisverfahren. Die Anwendung ist jeweils an bauliche und konstruktive Randbedingungen geknüpft, die bei der Mehrzahl der Mauerwerksbauten eingehalten werden. Als ausreichende horizontale Halterungen der Wände gelten Decken mit Scheibenwirkung oder auch Ringbalken. Sind sie vorhanden, kann der Einfluss einer Windlast auf Außenwände unberücksichtigt bleiben. Auf den Nachweis der räumlichen Steifigkeit des Gebäudes kann zudem verzichtet werden, wenn eine offensichtlich ausreichende Anzahl genügend langer Wände in Längs- und Querrichtung des Gebäudes vorhanden sind. Sie müssen ohne größere Schwächungen und Versprünge bis auf die Fundamente geführt sein. Eine tragende Wand muss unter Berücksichtigung von Schlitzen und Aussparungen einen Mindestquer-

5 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 schnitt von 0,0 m 2 aufweisen, also mindestens die Größe eines 3DF-Steins haben (0,175 * 0,2 = 0,02 m 2 ). Die Mindestwanddicke beträgt 115 mm. Neben der statischen Tragfähigkeit ergibt sich die erforderliche Wanddicke aber auch aus Gründen des Schall-, Wärme- und Brandschutzes. In statischen Berechnungen sind deshalb nur selten rechnerische Nachweise des Mauerwerks enthalten. Bei KLB-Mauerwerk sind dann in der Regel die einfachen Nachweisverfahren nach DIN EN /NA hinreichend. Von seltenen Ausnahmen abgesehen kann vereinfachend von der Annahme einer zweiseitigen Halterung der Wand ausgegangen werden. Dies berücksichtigt gleichzeitig die rationelle Ausführung mittels der Stumpfstoßtechnik. Wesentliche Kenngröße der einfachen Nachweisverfahren ist die charakteristische Druckfestigkeit des Mauerwerks f k. Für KLB-Mauerwerk mit Normalmörtel sind diese Werte in den Tabellen und 5 zusammen gestellt. Die Tabellen 6 enthalten die f k -Werte für KLB-Mauerwerk mit Leichtmörtel und die Tabellen 7 diejenigen für KLB-Mauerwerk mit Dünnbettmörtel. Stein- Steindruck- Mörtelgruppe sorte festigkeits- II IIa III, IIIa klasse f k N/mm 2 Hbl, Hbn 2 1, 1,5 1,7 2,2 2, 2,6 6 2,9 3,1 3,3 8 2,9 3,7,0 10 2,9,3,6 12 2,9,8 5,1 V, Vbl 2 1,5 1,6 1,8 2,5 2,7 3,0 6 3, 3,7,0 8 3,,5 5,0 10 3, 5, 5,9 12 3, 6,1 6,7 16 3, 6,1 8,3 20 3, 6,1 9,8 Tabelle : Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus genormten KLB-Steinen mit Normalmauermörtel Tabelle 5: Geschlitzte Vollblöcke mit Normalmörtel Steindruck- Mörtelgruppe festigkeits- II IIa III, IIIa klasse f k in N/mm 2 2 1, 1,6 1,8 2,1 2, 2,9 6 2,7 3,1 3,7 8 2,7 3,9, 10 2,7,5 5,0 12 2,7 5,0 5,6 Tabelle 5a: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus genormten KLB-Vollblöcken mit Schlitzen Vbl-S bzw. Vbl-SW mit Normalmauermörtel Steindruck- Mörtelgruppe festigkeits- II IIa klasse f k in N/mm 2 2 1,3 1,3 1,8 2,1 6 2, 2,6 Tabelle 5b: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus KLB-Vollblöcken SW1 mit Normalmauermörtel (Z ) Tabelle 6: KLB-Mauerwerk mit Leichtmörtel Steindruck- LM 21 und LM 36 festigkeits- f k in klasse N/mm 2 2 1, 2,3 6 3,0 8 3,6 Tabelle 6a: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus genormten KLB- Voll- und Lochsteinen aus Leichtbeton mit Leichtmauermörtel Steindruck- LM 21 LM 36 festigkeits- f k in klasse N/mm 2 2 1,3 1,3 1,8 2,1 6 1,8 2, Tabelle 6b: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus zugelassenen KLB- Vollblöcken SW1 mit Leichtmauermörtel (Z ) 5

6 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Bei Mauerwerk aus genormten Steinen sind bei f st > 3 * f m die charakteristischen Druckfestigkeiten des Mauerwerks f k begrenzt. Grund hierfür ist, dass die Steindruckfestigkeiten dann nicht mehr wirtschaftlich ausgenutzt werden, da die Festigkeiten von Stein und Mörtel dann nicht aufeinander abgestimmt sind. Für Mauerwerk mit Normalmörtel der Gruppe IIIa sind keine höheren Werte als bei solchem mit Mörtelgruppe III angegeben, weil die nationale Datenbasis für eine fundierte Festlegung zu klein war. Tabelle 7a: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus zugelassenen KLB-Hohlblöcken mit Dünnbettmörtel Tabelle 7b: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus zugelassenen KLB-Vollblöcken mit Dünnbettmörtel Tabelle 7c: Charakteristische Druckfestigkeit f k in N/mm 2 für Einsteinmauerwerk aus zugelassenen KLBQUADRO-Planelementen mit Dünnbettmörtel Da die Querdehnungen von Leichtbetonsteinen und Leichtmauermörtel aufeinander abgestimmt sind, Der Bemessungswert der Druckfestigkeit des Mauerwerks f d konnte eine Unterscheidung bei den charakteristischen Druckfestigkeiten des Mauerwerks zwischen ergibt sich aus: den beiden Leichtmörtelsorten LM 21 und LM 36 bei f d = * f k / M Mauerwerk aus genormten Steinen entfallen. Darin stellt einen Beiwert dar, der unter anderem Tabelle 7: KLB-Mauerwerk mit Dünnbettmörtel den Dauerstandeinfluss berücksichtigt. Er wird bei Belastung durch Eigengewicht, Schnee- und Ver- Steindruck- Steinsorte festigkeits- Hohlblöcke Kalopor Kalopor Ultra ISOSTAR SK 08/09 klasse Z Z Z Z Z kehrslasten zu = 0,85 Typ I Typ II angenommen. M ist der f k in N/mm 2 Teilsicherheitsbeiwert für 2 1,6 1, 0,9 0,9 1,1 1,0 2) das Material, der üblicherweise M 2,5 2,2 1,7-1,7 1) - = 1,5 beträgt. 6 3,2 2, ,9 3, ,3, Damit wird: 1) für Mauerwerk der Wanddicke f d = 0,85*f k /1,5 = 0,567* f k Steindruck- Steinsorte festigkeits- Superdämm- Wärmedämm- Planvollklasse blöcke SW1 blöcke W3 blöcke Z Z Z f k N/mm 2 2 1,5 1,3-2,7 2,1-6 3,8 2,6, , ,0 Steindruck- Steinsorte festigkeits- KLB-Großformate / Planelemente klasse KLBQUADRO Z f k in N/mm 2 2 1,6 3,1 6,3 12 6, ,0 2,5 cm gilt 1,8 MN/m 2 2) für Mauerwerk der Wanddicke 2,5 cm gilt 0,9 MN/m 2 Bei Mauerwerksquerschnitten kleiner als 1000 cm 2 sowie bei Verbandmauerwerk ist f d zusätzlich mit dem Faktor 0,8 abzumindern. Stumpfstoßtechnik Bei flächig aufgelagerten Stahlbetondecken darf die Knicklänge einer Wand mit der Dicke t in Abhängigkeit vom Abstand b a der aussteifenden Wände mit der Länge l a abgemindert werden, siehe Tabelle 8. Die aussteifende Wand mit der Dicke t a muss dabei folgende Bedingungen erfüllen: t a 115 mm t a 0,3 * t l a h/5 6

7 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Aussteifungsabstand b a 30 * t b a 15 * t b a > 30 * t Halterung vierseitig dreiseitig zweiseitig Tabelle 8: Abstand b a zwischen aussteifenden Wänden bzw. Abstand b a ' zwischen austeifender Wand und freiem Rand Die mögliche und häufig hinreichende rechnerische Annahme einer zweiseitigen Halterung der Wände ist eine Grundvoraussetzung für die rationelle Ausführung des Mauerwerks mit der Stumpfstoßtechnik. Senkrecht zueinander stehende Wände werden dabei nicht mehr verzahnt, sondern lediglich stumpf gestoßen. Dadurch können auch Wände aus Steinen mit unterschiedlichen Höhen und/oder mit unterschiedlichen Mörtelarten bzw. Fugendicken miteinander kombiniert werden. Der Stumpfstoß ist kraftschlüssig zu vermörteln. Vereinfachtes Nachweisverfahren DIN EN /NA Voraussetzungen für die Anwendung Die Gebäudehöhe über Gelände darf 20 m nicht überschreiten. Bei geneigten Dächern kann dabei das Mittel aus First- und Traufhöhe angenommen werden. Sofern die Deckenlasten nicht zentrisch eingeleitet werden, ist die Stützweite l f der angrenzenden Decke auf 6 m begrenzt. Bei zweiachsig gespannten Decken ist dabei die kürzere der beiden Stützweiten maßgebend. Die Auflagertiefe der Decken muss mindestens der halben Wanddicke (a 0,5 * t) entsprechen und mindestens 100 mm betragen. Bei 365 mm dicken Wänden ist a = 0,5 * t ausreichend. Das planmäßige Überbindesmaß l ol der Steine muss mindestens 0, * h u betragen. Die Schlankheit der Wände muss h ef /t 27 sein. Weitere Voraussetzungen für die Anwendung des vereinfachten Verfahrens enthält Tabelle 9. Bauteil Voraussetzung Wanddicke lichte Wand- Deckenhöhe nutzlast 1) t h q k mm m kn/m 2 tragende 115 2,75 5 Innenwände < tragende Außenwände und zweischalige Haustrennwände 115 2) 2,75 3 < 150 2) 150 3) < 175 3) < * t Bild 1: Zug und druckfester Anschluss der stumpf gestoßenen Wände mittels Flachankern Insbesondere aus Gründen der Standsicherheit im Bauzustand sind mindestens in den Drittelspunkten der Wandhöhe Anker anzuordnen, siehe Bild 1. Sollen die Anker rechnerisch berücksichtigt werden, sind die Angaben in den einschlägigen Zulassungen für die Anker zu beachten. Tabelle 9: Voraussetzungen für die Anwendung des vereinfachten Verfahrens 1) einschließlich Zuschlag für nicht tragende innere Trennwände 2) Als einschalige Außenwand nur bei eingeschossigen Bauwerken, die nicht zum dauernden Aufenthalt von Menschen vorgesehen sind (z. B. Garagen). Als Tragschale zweischaliger Außenwände und bei zweischaligen Haustrennwänden bei Gebäuden mit maximal zwei Vollgeschossen zuzüglich ausgebautem Dachgeschoss, wenn aussteifende Querwände im Abstand,5 m bzw. im Abstand von einer Öffnung 2,0 m vorhanden sind. 3) Bei charakteristischen Mauerwerkdruckfestigkeiten f k < 1,8 N/mm 2 gilt zusätzlich Fußnote 2. 7

8 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Auf Grund der konstruktiven Regeln und den Anwendungsgrenzen kann auf umfangreichere Nachweise verzichtet werden. Es gelten noch weitere Vorraussetzungen, die beim üblichen Hochbau aber eingehalten sind. Dies betrifft vor allem die Aufnahme der Biegemomente aus der Einspannung der Geschossdecken, ungewollte Exzentritäten beim Knicknachweis, Wind auf Außenwände oder auch die Aufnahme des Erddrucks bei Kellerwänden. Wird auch nur eine der Anwendungsgrenzen des vereinfachten Verfahrens nicht eingehalten, ist das genauere Nachweisverfahren nach DIN /NA anzuwenden. Da beiden Normenwerken das gleiche Sicherheitskonzept zugrunde liegt, kann für die Nachweise innerhalb eines Geschosses zwischen den beiden Verfahren gewechselt werden. Ein Bauteil ist jedoch immer vollständig entweder nach dem vereinfachten oder dem genaueren Verfahren nachzuweisen. Nachweise Auf Bemessungsniveau ist N Ed N Rd einzuhalten. N Rd ergibt sich aus N Rd = * f d * A mit A = t * l Bei auf die Längeneinheit bezogene Schreibweise wird = 1,2 * t * f d bzw. = 1,2 * t * f k * / m Darin ist ( = min 1 ; ) ein Beiwert, mit dem der Einfluss der Lastausmitte 1, siehe Tabelle 10, und der Schlankheit berücksichtigt wird. Tabelle 10: Beiwert 1 zur Berücksichtigung der Lastausmitte 1 Dachdecke bzw. oberstes Geschoss 0,333 f k < 1,8 = 1,6 l f /5 0,9 * a/t f k 1,8 = 1,6 l f /6 0,9 * a/t Lastzentrierung = 0,9 * a/t Der Beiwert zur Berücksichtigung der Traglastminderung bei Knickgefahr ergibt sich aus = 0,85 * (a/t) 0,0011 * (h ef /t) 2 Die Schlankheit einer Wand ist das Verhältnis der Knicklänge zur Wanddicke ( = h ef /t). Die Knicklänge ergibt sich für 2-seitig gehaltene Wände aus der lichten Geschosshöhe und einem Beiwert, der Halterung und Randeinspannung berücksichtigt (h ef = n * h). In der Regel reicht die rechnerische Annahme einer zweiseitigen Halterung aus. Der Beiwert kann Tabelle 11 entnommen werden. Die Knicklängenabminderung ist nur bei flächig aufgelagerten Decken, z. B. massiven Plattendecken oder Rippendecken mit lastverteilenden Auflagerbalken möglich. Anderenfalls gilt: = 1,0. = * h / t Wanddicke Abminderungs- Mindestaufbeiwert lagertiefe t a cm - cm t 17,5 0,75 a = t 17,5 < t < 2 0,90 a = t 2 t 25 0,90 a 17,5 t > 25 1,00 a 17,5 Tabelle 11: nach DIN EN /NA. Tragfähigkeitstabellen für die Bemessung von Außen- und Innenwänden nach dem vereinfachten Nachweisverfahren Das vereinfachte Verfahren des Euocode 6, DIN EN 1996 ermöglicht bereits die schnelle und effiziente Nachweisführung von Mauerwerkkonstruktionen. Mit der Entwicklung der nachfolgenden beschriebenen Tragfähigkeitstabellen wird die Nachweisführung nochmals vereinfacht. Die KLB kommt damit dem Wunsch nach Hilfsmitteln für eine effiziente Nachweisführung nach. Damit kann die Planung von Mauerwerkkonstruktionen ökonomisch erfolgreich bewerkstelligt werden. 8

9 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Bei der Entwicklung der Tragfähigkeitstabellen wird neben der vollständigen auch von einer teilweisen Auflagerungen der Decken auf den Wänden ausgegangen. Anwendungsgrenzen und Randbedingungen: Das hier verwendete Nachweisverfahren nach DIN EN /NA ermöglicht die Nutzung folgender Vereinfachungen: Biegebeanspruchungen, wie z.b. Biegemomente aus Deckeneinspannung und ungewollte Ausmitten der Lasteinleitung, müssen nicht gesondert berücksichtigt werden, sondern sind implizit im Traglastfaktor enthalten sowie durch den Sicherheitsabstand, der dem Nachweisverfahren zugrunde liegt, oder durch konstruktive Regeln abgedeckt. Sämtliche Biegebeanspruchungen in Wandhöhenmitte einschließlich verformungsbedingter Biegemomente nach Theorie II. Ordnung werden über den zugehörigen Traglastfaktor erfasst. Der Einfluss von Windlasten senkrecht zur Wandebene von tragenden Wänden kann vernachlässigt werden, wen eine ausreichende horizontale Halterung am Wandkopf und-fuß gegeben ist. Es wird davon ausgegangen, dass in halber Geschosshöhe der Wand nur Biegemomente aus der Deckeneinspannung oder -auflagerung und aus Windlasten auftreten. Greifen abweichend davon an tragenden Wänden größere horizontale Lasten an, so ist der Nachweis nach dem genaueren Nachweisverfahren von DIN EN /NA zu führen. Zur weiteren Vereinfachung können Tabellenwerte T ermittelt werden mit T = 1,2 * t * / m Bei gegebener Wanddicke und höhe sowie unter Berücksichtigung des maßgebenden Φ-Wertes ist dann nur noch = T * f k zu berechnen. T ist über die Wanddicke dimensionsbehaftet und in den Tabellen 12 und 1 in mm berücksichtigt. Bei Multiplikation mit f k in N/mm 2 ergibt sich in N/mm = kn/m. Für KLB-Mauerwerk mit f k < 1,8 N/mm 2 sind die T-Werte in Tabelle 12 zusammen gestellt. Hierbei handelt es sich in der Regel um Mauerwerk aus wärmedämmenden Steinen für Außenwände. Üblicher Weise werden die Decken dabei mit a/t = 2/3 oder auch a/t = 1/2 aufgelegt. Wanddicken unter 30 cm werden heute praktisch nicht mehr ausgeführt. Noch weiter vereinfacht wird der Nachweis, wenn die zulässige Belastung am Wandkopf direkt ermittelt wird. Dabei kann jeweils nur eine Tabelle je Steinrohdichte-Steinfestigkeits-Kombination erstellt werden. Exemplarisch ist eine solche Tabelle für KLB-Quadro nach Z der Steinfestigkeitsklasse 20 für die Rohdichteklassen 2,0 und 2,2 erstellt, siehe Tabelle 13. Der Nachweis von erddruckbelasteten Kellerwänden und freistehenden Wänden ist nicht Gegenstand der Tragfähigkeitstabellen. Die in den Tabellen dargestellten Werte werden auf der Grundlage des vereinfachten Nachweisverfahrens ermittelt und gelten für zweiseitig gehaltene Mauerwerkswände. 9

10 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Wand als Endauflager Wand Lichte bei Geschossdecken unter Dachdecken Wand- Wand- a/t = 2/3 a/t = a/t = a/t = höhe dicke 1/2 2/3 1/2 h t Deckenspannweite l f in m in m in cm 5,0 5,5 6,0 6,0 6,0 6,0 30, ,50 36, , , , , , , , , ,75 36, , , , ,00 36, , , Zwischenwerte dürfen nicht interpoliert werden. Tabelle 12: Tabellenwerte T in mm für Mauerwerk aus KLB-Steinen, Mauerwerk mit f k < 1,8 N/mm 2. Lichte Wandhöhe h in m 2,50 2,62 5 2,75 Wand als Endauflager mit a = t Innenwand Decke mit ge- Wanddicke Decke im Regelgeschoss ringen Auflasten (z.b. Dachdecke) t in cm Deckenspannweite l f in m Deckenspann- Deckenspannweite l f in m weite l f in m 5,0 5,25 5,5 5,75 6,0 6,0 6,0 11,5 1) , , , ,5 1) , , , ,5 1) , , , Zwischenwerte dürfen nicht interpoliert werden. Tabelle 13: Bemessungswert der Wandtragfähigkeit in kn/m am Wandkopf für Innen- und Außenwände, Mauerwerk aus KLBQUADRO-Planelementen nach Z ) Als einschalige Außenwand nur bei eingeschossigen Garagen und vergleichbaren Bauwerken, die nicht zum dauerenden Aufenhalt von Menschen vorgesehen sind. Als Tragschale zweischaliger Außenwände und bei zweischaligen Haustrennwänden bis maximal 2 Vollgeschosse zuzgl. ausgebautes Dachgeschoss; aussteifende Querwände im Abstand,50 m bzw. Randabstand von einer Öffnung 2,0 m. 10

11 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Lichte Wandhöhe h in m 2,50 2,62 5 2,75 3,00 Endauflager Geschossdecke Dachdecke vollaufliegende Decke a/t a/t a/t a/t a/t a/t = 1,0 = 2/3 = 1/2 = 1/0 = 2/3 = 1/2 Deckenspannweite l f in m 6,0,5 5,0 5,5 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 11,5 1)2) ,0 2) Wanddicke t in cm Zwischenauflager 17, , , , , , , ,5 1)2) ,0 2) , , , , , , , ,5 1)2) ,0 2) , , , , , , , , , , , , Zwischenwerte dürfen nicht interpoliert werden. Tabelle 1: Tabellenwerte T in mm für Mauerwerk aus KLB-Steinen, Mauerwerk mit f k 1,8 N/mm 2. 1) Als einschalige Außenwand nur bei eingeschossigen Garagen und vergleichbaren Bauwerken, die nicht zum dauerenden Aufenhalt von Menschen vorgesehen sind. Als Tragschale zweischaliger Außenwände und bei zweischaligen Haustrennwänden bis maximal 2 Vollgeschosse zuzgl. ausgebautes Dachgeschoss; aussteifende Querwände im Abstand,50 m bzw. Randabstand von einer Öffnung 2,0 m. 2) Nur für Außenwände: Nutzlast q k 3,0 kn/m 2 einschließlich Zuschlag für nichttragende innere Trennwände. Tabelle 1 enthält die T-Werte für KLB-Mauerwerk mit f k 1,8 N/mm 2. Es wird für Außen- und Innenwände verwendet, wobei auch voll aufliegende Deckenplatten mit a = t zur Ausführung kommen. Gegenüber Tabelle 12 ergibt sich dadurch ein deutlich vergrößerter Umfang. 11

12 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Vereinfachter Nachweis der Kellerwände Die beim vereinfachten Nachweis zugrunde gelegten Randbedingungen in Schnitt und Grundriss können Bild 2 entnommen werden. Wesentliche Voraussetzungen für die Berechnung sind: Wanddicke t 20 mm Wandhöhe h 2,6 m Anschütthöhe h e 1,15 * h Kellerdecke mit Scheibenwirkung; sie muss die aus dem Erddruck entstehenden Kräfte weiterleiten können Verkehrslast auf der Geländeoberfläche im Einflussbereich des Erddrucks nicht mehr als 5 kn/m 2 und keine Einzellast über 15 kn näher als 1,5 m vor der Wand keine ansteigende Geländeoberfläche Erdruckbeiwert 1/3 (aktiver Erddruck) es wirkt kein hydrostatischer Druck auf die Wand Die obere Begrenzung durch die Druckfestigkeit des Mauerwerks wird in der Regel nicht maßgebend. Zur Orientierung sind in Tabelle 16 Werte für n Ed,min ermittelt. Den Werten liegt e = 20 kn/m 3 und h = 2,6 m zugrunde. Es kommt der Praxis entgegen, dass die maximale Erdanschütthöhe auf 1,15 * h begrenzt ist. Bei großen Terrassenöffnungen ergeben sich jedoch regelmäßig Schwierigkeiten, die erforderliche Mindestauflast n Ed,min sicher zu stellen. Häufig hilft hier ein in halber Wandhöhe angeordneter Ringbalken zur Reduzierung der Beanspruchung der Wand. t (a) (b) h e 90 ½ h e N Ed h Sind alle Voraussetzungen eingehalten, kann der Nachweis in Höhe der halben Erdanschüttung wie folgt geführt werden: n Ed,min ( e * b c * h * h e2 ) / ( * t) n Ed,max (t * b c * f d ) / 3 b c 0,2 h e ist die Wichte der Anschüttung und b c die Wandbreite. Der Beiwert bildet einen möglichen zweiachsigen Lastabtrag der Wand ab und kann Tabelle 15 entnommen werden. b c Aussteifung Beiwert b c h 0 h < b c < 2 * h * b c /h b c 2 * h 20 Tabelle 15: Beiwert in Abhängigkeit vom Abstand b c der aussteifenden Wände Bild 2: Lastannahmen und Aussteifung bei Kellerwänden t h e in m mm 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 n Ed,min in kn/m für b c h Tabelle 16: Werte für n Ed,min bei b c h (zweiseitige Lastabtragung); bei b c 2 * h (einseitige Lastabtragung) sind die Werte n Ed,min zu verdoppeln; Werte im Bereich von h < b c < 2 *h dürfen linear interpoliert werden. 12

13 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Am Fuß von Kellerwänden werden häufig Sperrschichten gegen aufsteigende Feuchigkeit eingesetzt. Das Reibungsverhalten dieser Sperrschicht muss mindestens dem einer besandeten Bitumendachbahn R500 entsprechen. In zunehmendem Maße werden auch zementgebundene Dichtungsschlämmen nach DIN angewendet. Polyethylenfolien sind als Abdichtung nicht geeignet. Da eine Zugfestigkeit des Mauerwerks senkrecht zur Lagerfuge nicht berücksichtigt werden darf, können diese Wände rechnerisch nicht nachgewiesen werden. Im Anhang NA.C zur DIN EN ist deshalb eine Tabelle mit Größtwerten der Ausfachungsfläche angegeben, siehe Tabelle 17. Bei Zwischenwerten des Wandseitenverhältnisses darf linear interpoliert werden. Bei Verfüllung und Verdichtung des Erdreichs müssen die rechnerisch zugrundegelegten Auflasten vorhanden sein. Als Verfüllmaterial darf nur nichtbindiger Boden nach DIN 105 verwendet werden. Die Breite des Verdichtungsgerätes (Rüttelplatten oder Stampfer) darf 50 cm, die Wirktiefe 35 cm nicht überschreiten. Das Gewicht des Verdichtungsgerätes kann bis ca. 100 kg betragen, wobei die Zentrifugalkräfte jedoch höchstens 15 kn erreichen dürfen. Nicht tragende Außenwände (Anhang C in DIN EN /NA) Nicht tragende Außenwände in Fachwerk-, Skelettoder Schottensystemen werden lediglich durch ihr Eigengewicht und einseitig durch Wind beansprucht. t h i /l i 0,5 h i /l i = 1,0 mm h i /l i 2,0 H = 0 bis 8 m 115 1) 2) ) H = 8 bis 20 m 2) Tabelle 17: Zulässige Größtwerte der Ausfachungsfläche in m 2 nicht tragender Außenwände bei verschiedenen Einbauhöhen H über Gelände in Abhängigkeit von der Wanddicke t und dem Verhältnis von Wandhöhe zu -länge h i /l i 1) Bei Steinen mindestens der Festigkeitsklasse 12 dürfen die zulässigen Ausfachungsflächen um 1/3 vergrößert werden. 2 ) In Windlastzone nur im Binnenland zulässig. Ausfachungsflächen müssen vierseitig z.b. durch Verzahnung, Versatz oder Anker gehalten sein. Das Mauerwerk ist aus Steinen mindestens der Festigkeitsklasse mit Normalmörtel mindestens der Gruppe IIa oder mit Dünnbettmörtel herzustellen. Stark vereinfachtes Nachweisverfahren (Anhang A) Um dieses Nachweisverfahren anwenden zu können, sind einige häufig vorhandene Randbedingungen einzuhalten: es dürfen nicht mehr als drei Geschosse über Gelände vorhanden sein, wobei die lichte Geschosshöhe nicht mehr als 3,0 m betragen darf (n 3 und h 3,0 m); die kleinste Gebäudeabmessung im Grundriss muss mindestens 1/3 der Gebäudehöhe betragen (l min h tot /3); die Wände sind gehalten, entweder durch Decken und Dach oder durch z.b. Ringbalken mit ausreichender Steifigkeit; die Spannweite der angrenzenden Decken und des Daches ist auf 6,0 m begrenzt (l f 6,0 m), bei leichten Dachkonstruktionen ist eine Spannweite des Daches bis 12 m zulässig; die veränderlichen Einwirkungen auf Decken und Dach sind mit ihrem charakteristischen Wert nicht größer als 5 kn/m 2 (q k 5 kn/m 2 ); bei teilweise aufliegenden Decken sind Wände mit einer Dicke von mindestens 365 mm erforderlich; die Auflagertiefe muss mindestens 2/3 der Wanddicke betragen (t 365 mm und a 2/3*t); die Schlankheit der Wände muss beim stark vereinfachten Verfahren kleiner als 21 sein (h ef /t 21). 13

14 Für den Nachweis ist lediglich eine Zeile erforderlich: N Ed N Rd = * f d * A = * f d * t bzw. Dabei ist der Traglastfaktor, der von der Art der Deckenauflagerung und der Schlankheit abhängt, siehe Tabelle 18. Bedingung 0,33 Wände als Endauflager im obersten Geschoss und insbesondere unter Dachdecken 0,33 18 < h ef /t 21 0,0 f k < 1,8 N/mm 2 und 5,5 < l f 6,0 m 0,50 h ef /t 18 Tabelle 18: Beiwert Zur Ermittlung der Knicklänge ist bei zweiseitiger Halterung der Wände der Beiwert wie bereits beim vereinfachten Verfahren beschrieben anzunehmen, siehe Tabelle 11. Vereinfacht kann auch auf eine Knicklängenabminderung mit den Faktor verzichtet werden ( = 1,0). Die wesentlichen Unterschiede zwischen dem vereinfachten und dem stark vereinfachten Nachweisverfahren sind in Tabelle 19 gegenüber gestellt. vereinfacht stark vereinfacht H 20 m 3 Geschosse a/t 0,5 2/3 ( 0,5; gilt nur (gilt nur für t 36,5 cm) für t 36,5 cm) Tabelle 19: Gegenüberstellung der Nachweisverfahren Faustwerte für die Bemessung von KLB-Mauerwerk Üblicherweise wird zu den gegebenen Größen N Ed und t die erforderliche charakteristische Druckfestigkeit des Mauerwerks f k gesucht. Nach Umformung der Gleichungen des stark vereinfachten Nachweisverfahrens wird: erf f k (N Ed * M ) / ( * * A) Bei teilweise aufliegenden Deckenplatten in Außenwänden muss die Wanddicke mindestens 365 mm betragen. Die Schlankheit h ef /t ist dann immer 18, so dass mit = 0,5 gerechnet werden kann. Bei Innenwänden liegen die Decken in der Regel voll auf und die Wanddicken betragen 115 mm, 175 mm oder auch 20 mm. Bei einer Wandhöhe von 2,75 m ergibt sich hierfür der -Wert zu einheitlich = 0,5, wie aus nachfolgender Zusammenstellung hervorgeht. Dabei sind zweiseitig gehaltene Wände zugrunde gelegt. Siehe nachfolgende Tabelle. Es wird dann t mm 115 0,75 17,9 0, ,75 11,8 0,5 20 0,90 10,3 0,5 erf f k = 3,53 * n Ed / t erhalten. Diese Gleichung gilt auch bei einschaligen Außenwänden mit Zusatzdämmung, da hierbei die Wanddicken üblicherweise 175 mm oder auch 20 mm betragen. Für die Sonderfälle, in denen -Werte von 0,33 bzw. 0,0 maßgebend werden, wird empfohlen, das vereinfachte Nachweisverfahren anzuwenden, da es nur wenig aufwändiger ist. Windnachweis Bei Wänden, die als Endauflager für Decken oder Dächer dienen, ist der Windnachweis mindestens mit der in der Änderung A2 angegebenen Formel zu führen. Genauere Nachweisverfahren können selbstverständlich angewendet werden. Insbesondere beim stark vereinfachten Nachweisverfahren erscheint die Angabe einer nicht in einfacher Weise zu überblickenden Formel unschön. 3 * q Ewd *h 2 * b n hm 16 * (a h/300) 1

15 n hm q Ewd b a h Bemessungswert der kleinsten vertikalen Belastung in halber Wandhöhe im obersten Geschoss Bemessungswert der Windlast je Flächeneinheit Breite, über die die vertikale Belastung wirkt Deckenauflagertiefe lichte Geschosshöhe Es soll deshalb hier untersucht werden, unter welchen Randbedingungen auf den Windnachweis verzichtet werden kann. Dabei wird von ungünstigen Randbedingungen ausgegangen: Gebäudehöhe 18,0 m Dachdecke d = 2 cm, wandparallel gespannt, Belastungsbreite 1,0 m Attika d = 17,5 cm, h = 50 cm bzw. gleich große Auflast aus Dachkonstruktion Windlastzone 2, Binnenland: q = 0,80 kn/m 2 Gebäude mit h/d 1 und Wandbereich A: c pe,10 = 1,2 Ansatz des Teilsicherheitsbeiwertes 1,0 für das Eigengewicht einschalige Wände ohne Zusatzdämmung: Steine der Rohdichteklasse 0,35 (z.b. KLB-Kalopor), Wanddicke 365 mm, Deckenauflagertiefe 20 mm einschalige Wände mit Zusatzdämmung: Steine der Rohdichteklasse 2,0 (z.b. KLBQUADRO), Wanddicke = Deckenauflagertiefe = 175 mm Nachweise in halber Wandhöhe: a) einschalige Wand ohne Zusatzdämmung 3 * (1,5 * 0,8 * 1,2) * 2,75 2 * 1,0 n Ed = 16 * (0,20 2,75/300) = 8,9 kn/m Decke: 0,2 * 1,00 * 25 = 6,0 kn/m Putz, Belag, pauschal 1,0 kn/m Attika (oder Dachauflast) 0,175 * 0,50 * 25 = 2,2 kn/m Mauerwerk: 0,365 * 2,75/2 *,5 = 2,2 kn/m Putz, pauschal 0, kn/m Summe 11,8 kn/m n hm = 1,00 * 11,8 = 11,8 kn/m n hm = 11,8 kn/m > n Ed = 11,1 kn/m Der Nachweis ist erbracht. b) einschalige Wand mit Zusatzdämmung 3 * (1,5 * 0,8 * 1,2) * 2,75 2 * 1,0 n Ed = 16 * (0,175 2,75/300) = 12,3 kn/m Decke: 0,2 * 1,00 * 25 = 6,0 kn/m Putz, Belag, pauschal 1,0 kn/m Attika (oder Dachauflast) 0,175 * 0,50 * 25 = 2,2 kn/m Mauerwerk: 0,175 * 2,75/2 * 20 =,8 kn/m Putz, pauschal 0, kn/m Summe 1, kn/m n hm = 1,00 * 1, = 1, kn/m n hm = 1, kn/m > n Ed = 12,3 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Der hier geführte Windnachweis für den Gebäudebereich A gilt für den Fall, dass die Außenwandecken ebenfalls in Stumpfstoßtechnik ausgeführt werden. Sind die Außenwandecken verzahnt, kann dann der um 1/3 günstigere Nachweis für den Wandbereich B geführt werden (c pe,10 = 0,8 statt 1,2). In jedem Fall sollte der Windnachweis aber bei einem Pfeiler in der Außenwandecke geführt werden. Verformungskenngrößen Grundvoraussetzung für die Standsicherheit der Gebäude ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen. Verformen sich die kraftschlüssig miteinander verbundenen Bauteile, z.b. Mauerwerk und Stahlbetondecken, unterschiedlich, so entstehen Zwängungen. Diese können zur Rissbildung führen. Als besonders kritisch haben sich oberste Geschossbzw. Dachdecken auf Mauerwerk und Mauerwerk auf abgedichteten Bodenplatten nicht unterkellerter Gebäude herausgestellt. 15

16 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Wesentliche Voraussetzung für das Vermeiden von Rissbildungen ist, dass bei der konstruktiven Durchbildung und bei der Ausführung die Regeln der Mauerwerksnorm beachtet werden. Wenn der Grenzzustand der Tragfähigkeit nach DIN EN /NA nachgewiesen ist, braucht bei unbewehrtem Mauerwerk der Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit für Risse und Verformungen nicht zusätzlich überprüft werden. Er gilt als erfüllt, selbst wenn Risse an kritischen Stellen, wie im Bereich von Dachdecken, auftreten können. Die Verformungskennwerte von KLB-Mauerwerk sind in den Tabellen 20 und 21 wiedergegeben. Kenngröße Rechenwert Schwinden, Endwert mm/m Mauerwerk m. Normalmörtel - 0, Mauerwerk m. Leichtmörtel - 0,5 Endkriechzahl 2,0 Wärmedehnungskoeffizient 10-6 /K ) Elastizitätsmodul N/mm * f k 1) Für Leichtbetonsteine mit überwiegendem Blähtonzuschlag gilt 8 Tabelle 20: Verformungskennwerte für Mauerwerk aus Leichtbetonsteinen Kenngröße Rechenwert Schwinden, Endwert mm/m Mauerwerk m. Normalm. - 0,2 Endkriechzahl 1,0 Wärmedehnungskoeffizient 10-6 /K Elastizitätsmodul N/mm * f k Tabelle 21: Verformungskennwerte für Mauerwerk aus Betonsteinen Schwinden und Kriechen sind von der Zeit abhängige Größen. Ein großer Teil dieser Verformungen ist etwa 6 Monate nach Fertigstellung des Rohbaus abgeschlossen. Sollen die Ausbauarbeiten früher begonnen werden, sind deshalb objektbezogen besondere Überlegungen erforderlich. Diese können zu einer abgestimmten Auswahl der Baustoffe für Rohund Ausbau und/oder zu besonderen Schutzmaßnahmen während des Rohbaus oder auch zu besonderen Konstruktionen führen. Bei Beachten wirtschaftlicher Gesichtspunkte lassen sich vereinzelt aus Zwängungen herrührende Risse bei Neubauten nicht immer vermeiden. Allgemein gilt jedoch, dass belastete Wände weniger rissgefährdet sind als unbelastete Wände. Die Länge unbelasteter Wände oder Wandteile (z.b. Brüstungen) sollte nicht größer sein als die zweifache, die Länge belasteter Wände nicht größer sein als die dreifache Wandhöhe. Die Deckenlasten werden bevorzugt kreuzweise abgetragen. Infrage kommen kann eine Lastzentrierung. Die Durchbiegung der Geschossdecken wird durch möglichst spätes Ausschalen verringert. Bei Anordnung von verschieblichen Deckenlagern muss die Stabilität der Wände durch Ringbalken gewährleistet sein. Die Anordnung von Dehnungsfugen sollte wegen ihrer Wartungsanfälligkeit möglichst vermieden werden. Eine konstruktive Bewehrung der Lagerfugen hat sich insbesondere bei Brüstungen bewährt. Alternativ kann hier diagonal eingelegtes Glasfasergewebe im Putz angewendet werden. Baupraktisch sind die Verformungen eines Baukörpers innerhalb der üblichen Gewährleistungsfrist abgeschlossen. Nicht tragende Innenwände (Anhang B in DIN EN ) Anhang B von DIN EN enthält ein Diagramm, siehe Bild 3, aus dem die zulässigen Abmessungen für zwei-, drei- und vierseitig gehaltene nicht tragende Innenwände entnommen werden können. Auf der Ordinate ist der Verhältniswert Wandhöhe zu Wanddicke h/t und auf der Abszisse der Verhältniswert Wandlänge zu Wanddicke l/t aufgetragen. Als Grenzwerte sind allgemein einzuhalten: t 50 mm h 6,0 m l 12,0 m Das Diagramm gilt für Wände, bei denen eine horizontale Nutzlast von 0,5 kn/m nicht überschritten wird und ist damit nur bei Gebäuden mit geringen Menschenansammlungen anwendbar (Einbaubereich 1 nach DIN 103). 16

17 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC (i) (ii) h / t (b) (a) Legende: (i) freier Rand (ii) gehaltener Rand (a) Wandtyp a (b) Wandtyp b (c) Wandtyp c (d) Wandtyp d 20 (d) l / t (c) Bild 3: Mindestdicke und Grenzabmessungen für nicht tragende innere Trennwände Einzellasten Bei sorgfältig ausgeführtem Verband kann davon ausgegangen werden, dass die durch Einzellasten hervorgerufenen Spaltzugspannungen vom Mauerwerk aufgenommen werden. Die Druckverteilung unter einer konzentrierten Last kann dann unter 60 angenommen werden. Der höher beanspruchte Wandbereich darf mit einer höheren Mauerwerksfestigkeit als im Regelquerschnitt hergestellt werden. Bewehrtes Mauerwerk Durch Wahl eines Teilsicherheitsbeiwertes von M = 10,0 auf der Materialseite ist die Anwendung von bewehrtem Mauerwerk in Deutschland wirtschaftlich nicht sinnvoll einsetzbar. besonders stark oder bei stark unterschiedlich belasteten Bauteilen wie Auflager von Stützen, Stürzen, Balken sowie Fensterbrüstungen. Die Sicherheit gegenüber Rissbildung wird durch eine konstruktive Bewehrung des ansonsten unbewehrten Mauerwerks erhöht bei zu erwartenden Setzungsunterschieden benachbarter Bauteile, Verblendschalen großer Wandlängen ohne Dehnungsfugen, langen nicht tragenden und langen nur gering belasteten tragenden Wänden. Neben einer statisch in Rechnung gestellten Bewehrung kann aber auch eine lediglich konstruktiv eingebaute Bewehrung sinnvoll sein. Von Vorteil ist sie bei 17

18 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Sichtmauerwerk Einschaliges Mauerwerk kann auf einer oder auch auf beiden Wandseiten als Sichtmauerwerk ausgeführt werden. Gegenüber verputzten oder bekleideten Wandoberflächen ergeben sich hohe Anforderungen an Planung, Arbeitsvorbereitung und Ausführung; Vorhaltung und Lagerung der Baustoffe; Aussehen und Maßhaltigkeit der Mauersteine und der Fugen; Ergänzungsbauteile für z.b. Tür und Fensterstürze; Schutzmaßnahmen während der Herstellung. sind, aus Betonsteinen hergestellt. Bei Leichtbetonsteinen wird zusätzlich ein Anstrich oder eine Beschichtung erforderlich, der bei dünnem Auftrag die Steinstruktur sichtbar erhält. Die umfangreichen Regelungen für zweischaliges Mauerwerk und die Konstruktionsvarianten sind im Anhang NA.D zu DIN EN zusammengefasst. Hierbei wird die nicht tragende Verblendschale üblicherweise als Sichtmauerwerk ausgeführt. Sie muss mindestens 90 mm dick sein. Der höchstens 150 mm breite Abstand zwischen den Schalen kann mit Wärmedämmstoffen gefüllt werden. In der Regel werden die sichtbar bleibenden Flächen, insbesondere wenn sie der Witterung ausgesetzt Bemessungsbeispiel Einfamilienhaus , OFG 2 m Linie Dachgeschoss Erdgeschoss Keller OFG Schnitt 18

19 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Die Randbedingungen zur Anwendung des stark vereinfachten Verfahrens sind eingehalten. Damit sind auch die Randbedingungen für das vereinfachte Nachweisverfahren eingehalten. Das Gebäude soll in den Außenwänden mit Superdämmblöcken SW1 hergestellt werden. Die Nachweise werden hier - anders als üblich ausführlicher geführt W7 W W6 W5 W A W19 16 STG 17.5/28.0 W W1 W2 W3 1 W21 W20 2 W18 W W11 W12 W13 W1 A W W17 W Grundriss

20 Wand g k q k n Ed = n Ed = 1,35g k +1,5q k 1,(g k +q k ) kn/m kn/m kn/m kn/m W1 1,7 3, 61, 63,1 W2 59,8 21,1 112, 113,3 W3 8,0 2,2 68,1 70,3 W 0,6 9,6 69,2 70,3 W5 96,0 30,7 175,7 177, W6 52,9 1,3 92,9 9,1 W7 61,3 9,1 96, 98,6 W8 5,2 9,1 86,8 88,6 W9 2,2 3,0 37,2 38,1 W10 56,2 11,5 93,1 9,8 W11 62, 10,1 99, 101,5 W12 6,5 16,9 112, 11,0 W13 100, 29,1 179,2 181,3 W1 99,7 28,1 176,7 178,9 W15 57, 1,7 99,5 100,9 W16 9,1 6,8 76,5 78,3 W17,1 8, 72,1 73,5 W18 21,8 1,0 30,9 31,9 W19 2,7 8, 70,2 71,5 W20 120,5 35,9 216,5 219,0 W21 99,9 27,7 176, 178,6 Für dieses Beispiel ist zunächst zu erkennen, dass die Berechnung von N Ed mit dem mittleren Teilsicherheitsbeiwert auf der sicheren Seite liegt. Mit Hilfe der Faustwerte wird abgeschätzt, bis zu welcher Größe von N Ed Superdämmblöcke SW1 2/DM mit f k = 1,5 N/mm 2 bei Außenwänden mit teilaufliegender Decke eingesetzt werden können. n Ed = t * f k / 3,53 t mm n Ed kn/m gewählt: Superdämmblöcke SW1 2/DM mit f k = 1,5 N/mm 2 t = 25 mm a/t = 2/3 Stark vereinfachtes Nachweisverfahren = 0,50 = 0,50 * 0,85 * 1,5/1,5 * 25 = 180,6 kn/m = N Ed = 179,2 kn/m Der Nachweis ist gerade erbracht. Vereinfachtes Nachweisverfahren l f = 5,2 m (Annahme: 2-achsig gespannt) 1 = 1,6 5,2/5 = 0,56 < 0,9 * 2/3 = 0,60 = 1,00 = 1,00 * 2600/25 = 6,1 = 0,85 * 2/3 0,0011 * 6,1 2 = 0,52 = 0,52 = 0,52 * 0,85* 1,5/1,5 * 25 = 188 kn/m > n Ed = 179,2 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Nachweis mit Tabelle 12 Eine Interpolation der Werte ist nicht zulässig. Es wird deshalb der T-Wert für h = 2,625 m und für l f = 5,5 m abgelesen. Er ergibt sich zu T = 120 mm. Damit wird = 120 * 1,5 = 180 kn/m = n Ed erhalten und der Nachweis ist gerade erbracht. Pos. 2: Innenwand 20 mit n Ed = 216,5 kn/m Vorbemessung mit Faustwerten Voll aufliegende Deckenplatte erf f k = 3,53 * n Ed / t Pos. 1: Außenwand 13 mit n Ed =179,2 kn/m Vorbemessung mit Faustwerten Teilweise aufliegende Deckenplatte erf f k = 3,53 * n Ed / t t mm erf f k N/mm 2 1,73 1,9 1,29 t mm erf f k N/mm 2 6,6, 3,2 gewählt: KLB-Planvollblock 6/DM mit f k =,3 N/mm 2 t = 175 mm a = t 20

21 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Stark vereinfachtes Nachweisverfahren h = 2,6 m = 0,75 = 0,75 * 2600/175 = 11,1 = 0,5 = 0,5 * 0,85 *,3/1,5 * 175 = 213 kn/m = n Ed = 216 kn/m Der Nachweis ist gerade erbracht. Nachweis mit Tabelle 1 Für h = 2,625 m wird T = 70 mm erhalten. Damit wird = 70 *,3 = 301 kn/m > n Ed erhalten und der Nachweis ist erbracht. Vereinfachtes Nachweisverfahren 1 = 0,9 für Zwischenauflager = 0,75 = 0,75 * 2,6/0,175 = 11,1 = 0,85 * 1 0,0011 * 11,1 2 = 0,71< 0,9 = 0,71 = 0,71 * 0,85 *,3/1,5 * 175 = 303 kn/m > n Ed = 216 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Bemessungsbeispiel Reihenhaus OFG Dachgeschoss Obergeschoss Erdgeschoss 1.00 OFG Frostschürze unbewehrt Schnitt 35 21

22 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Reihenhaus Grundriss W2 A W W W10 16 STG 17.5/27.5 W9 W6 W7 W8 W W5 A Die Voraussetzungen für das stark vereinfachte Nachweisverfahren sind erfüllt. Damit sind auch die Voraussetzungen für das vereinfachte Nachweisverfahren erfüllt. 22

23 Bemessung von KLB-Mauerwerk nach EC6 Pos. 1: Außenwand W3 = 128,9 kn/m g k q k n Ed = 39,7 kn/m = 1, * (128,9 + 39,7) = 236 kn/m Einschalige Außenwand mit teilaufliegender Decke Vorbemessung mit Faustwerten erf f k = 3,53 * n Ed / t t mm erf f k N/mm 2 2,78 2,28 1,96 gewählt: Superdämmblöcke SW1 /DM mit f k = 2,7 N/mm 2 t = 365 mm a/t = 2/3 a = 23 mm Stark vereinfachtes Nachweisverfahren = 0,50 = 0,50 * 0,85 * 2,7/1,5 * 365 = 279 kn/m > 236 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Vereinfachtes Nachweisverfahren l f = 1,0 m (Decke spannt parallel zur Wand) 1 = 1,6 1,0/6 = 1,3 > 0,9 * 2/3 = 0,59 = 1,00 = 1,00 * 2600/365 = 7,1 = 0,85 * 2/3 0,0011 * 7,1 2 = 0,51 = 0,51 = 0,51 * 0,85 * 2,7/1,5 * 365 = 285 kn/m > 236 kn/m Der Nachweis ist erbracht. = Reserve Die Reserve wird genutzt zur Reduzierung des Deckenauflagers. Die Deckenauflagertiefe kann auf 220 mm reduziert werden: a = 220 mm a/t = 220/365 = 0,60 > 0,50 = 0,85 * 0,60 0,0011 * 7,1 2 = 0,5 = 0,5 * 0,85 * 2,7/1,5 * 365 = 251 kn/m > 236 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Nachweis mit Tabelle 1 Für h = 2,625 m und a/t = 2/3 wird T = 105 mm erhalten. Damit wird = 105 * 2,7 = 28 kn/m > n Ed erhalten und der Nachweis ist erbracht. Demgegenüber gelingt der Nachweis bei a/t = 1/2 für den Fall, dass die Reserve ausgenutzt werden soll, nicht. Es wird T = 76 mm abgelesen und damit wird = 76 * 2,7 = 205 kn/m < n Ed erhalten, was nicht ausreichend ist. Pos. 2: Treppenhauswand W9 = 126,8 kn/m g k q k n Ed = 3, kn/m = 1, * (126,8 + 3,) = 226 kn/m Voll aufliegende Deckenplatte. Vorbemessung mit Faustwerten erf f k = 3,53 * n Ed / t t mm erf f k N/mm 2,6 3,3 gewählt: Planvollblöcke 6/DM mit f k =,3 N/mm 2 t = 175 mm a = t Stark vereinfachtes Nachweisverfahren = 0,75 = 0,75 * 2600/175 = 11,1 = 0,5 = 0,5 * 0,85 *,3/1,5 * 175 = 213 kn/m < 226 kn/m Der Nachweis ist nicht erbracht. 23

24 KLB-Mauerwerksysteme/Fachinformation Vereinfachtes Nachweisverfahren l f = 2,508 m 1 = 1,6 2,508/6 = 1,182 > 0,9 * 1,00 = 0,90 = 0,75 λ = 0,75 * 2600/175 = 11,1 = 0,85 * 1,00 0,0011 * 11,1 2 = 0,71 = 0,71 = 0,71 * 0,85 *,3/1,5 * 175 = 303 kn/m > 226 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Nachweis mit Tabelle 1 Für h = 2,625 m wird T = 70 mm erhalten. Damit ergibt sich = 70 *,3 = 301 kn/m > n Ed und der Nachweis ist erbracht. Bemessungsbeispiel Mehrfamilienhaus Die Voraussetzungen zur Anwendung des stark vereinfachten Nachweisverfahrens sind nicht erfüllt. Da die Faustwerte auf diesem Verfahren beruhen, haben sie bei diesem Objekt keine Grundlage. Beides wird hier jedoch für die Vorbemessung verwendet. Das vereinfachte Nachweisverfahren kann angewendet werden. Die Voraussetzungen hierfür sind erfüllt. Pos. 1: Außenwand W13 g k = 231,3 kn/m q k = 9,9 kn/m = 1, * (231,3 + 9,9) = 39 kn/m n Ed Einschaliges Mauerwerk mit WDVS, voll aufliegende Deckenplatte. Vorbemessung mit Faustwerten erf f k = 3,53 * n Ed / t t mm erf f k N/mm 2 7,9 5,8 gewählt: KLBQUADRO Vbl PE 12/DM mit f k = 6,9 N/mm 2 t = 175 mm a = t Vorbemessung mit dem stark vereinfachten Nachweisverfahren = 0,75 λ = 0,75 * 2600/175 = 11,1 = 0,5 = 0,5 * 0,85 * 6,9/1,5 * 175 = 32 kn/m < 39 kn/m Die Vorbemessung erfüllt nicht die Anforderungen. Nachweis mit dem vereinfachten Verfahren l f = 5,815 m (Decke zweiachsig gespannt) 1 = 1,6-5,815/6 = 0,63 < 0,9 * 1,00 = 0,75 λ = 0,75 * 2600/175 = 11,1 = 0,85 * 1,00 0,0011 * 11,1 2 = 0,71 = 0,63 = 0,63 * 0,85 * 6,9/1,5 * 175 = 31 kn/m > 39 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Nachweis mit Tabelle 1 Da Zwischenwerte nicht interpoliert werden dürfen ist T für l f = 6,0 m und h = 2,625 m abzulesen. T = 59 mm = 59 * 6,9 = 07 kn/m > 39 kn/m Der Nachweis ist erbracht. Pos. 2: Innenwand W27 = 370,7 kn/m g k q k n Ed = 101,3 kn/m = 1, * (370, ,3) = 661 kn/m Einschaliges Mauerwerk, voll aufliegende Deckenplatte. Vorbemessung mit Faustwerten erf f k = 3,53 * n Ed / t t mm erf f k N/mm 2 13,3 9,7 2