Beuth Hochschule für Technik Berlin

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1 Seite 1 ist eine Bauonstrution, die aus Mauersteinen mit Mörtel besteht und mit einem Putz versehen werden ann. Die Bauweise ist bereits sehr alt und wird noch immer weltweit in unterschiedlichen Formen angewendet. Durch das Mauern im Verband und den Einsatz von Mörtel in den Lager- und Stoßfugen erhält seine Festigeit und Stabilität. Die Festigeit des s setzt sich zusammen aus der Festigeit des Mauersteins (Steinfestigeitslasse) und der Festigeit des Mörtels (Mörtelgruppe). Die Stabilität wird durch den Verband und das Einbinden von Querwänden und Geschossdecen erreicht. Bauwere aus Häuser, Kirchen, Burgen und Schlösser, Türme, Brücen, Aquädute, Kanalisation, Schornsteine Wände, Pfeiler, Geschossdecen (Preußische Kappen), Stahlsteindecen (Kaiserdece) Fundamente Maßordnung Im sbau ist traditionell eine Maßordnung üblich, die sich an einer 1,5 cm Ordnung ausrichtet und sich aus Stein- und Fugenmaßen ergibt. Baurichtmaß Grundlage der Baumaße 1,5 cm = 1/8 m Nennmaß Maße der Bauteile in der Bauzeichnung Außenmaß Richtmaß 1 cm Öffnungsmaß Richtmaß + 1 cm Fugenmaß Lagerfuge Stoßfuge Dünnbettfuge 1, cm 1,0 cm 0, cm

2 Seite Steinformate Die Mauersteine unterscheiden sich in ihrer Größe und in der Form der Lochungen. Es gibt das Normalformat (NF) und das Dünnformat (DF), dessen Vielfaches als Maß für die Steingröße verwendet wird. 36,0 4,0 4,0 4,0 30,0 7,1 5, 11,3 11,3 3,8 11,5 11,5 17,5 4,0 4,0 NF DF 3 DF 5 DF 1 DF Tragverhalten Das Tragverhalten einer sonstrution setzt sich aus dem Verhalten der Steine und des Mörtels zusammen. Bei unbehinderter Querdehnung würde sich der Mörtel stärer verformen als der Stein; durch die Behinderung entstehen im Stein Zugspannungen quer zur Belastungsrichtung. Der Mörtel erhält Drucspannungen in alle Richtungen. Verband Durch das Mauern im Verband wird die Festigeit der Gesamtonstrution erreicht. Die Steine werden so zusammengefügt und verzahnt, dass eine gleichmäßige Spannungsverteilung erfolgt. Dazu müssen die Stoß- und Längsfugen übereinanderliegender Schichten versetzt sein. Für das Überbindemaß ü gilt ü 0,4 h 4,5 cm.

3 Seite 3 Die Verbände bestehen aus unterschiedlichen Schichten, die Läuferschicht, Binderschicht, Rollschicht und Grenadierschicht heißen. Die häufigsten Verbände sind Läuferverband, Blocverband und Kreuzverband. Es gibt jedoch noch eine große Anzahl weiterer Zierund Sichtmauerwersverbände

4 Seite 4 Fugen Die Fugen sind neben der Standsicherheit auch für den Wärme-, Schall- und Brandschutz maßgebend. Bei Außenwänden sind die Fugen zum Schutz vor Schlagregen sorgfältig auszuführen. Lager- und Längsfugen sind stets vollfugig zu vermauern. Die Ausbildung der Stoßfugen ist von der Steinart abhängig. Sie önnen vollfugig, teilfugig mit Mörteltasche oder unvermörtelt mit Verzahnung hergestellt werden. Anschluss von Querwänden Der Anschluss von Querwänden ann über unterschiedliche Verzahnungen oder mit einem Stumpfstoß hergestellt werden. Beim Stumpfstoß ist der zug- und drucfeste Anschluss mit Hilfe von Formteilen oder Bewehrungsstahl sicherzustellen. Wandonstrutionen Typische Wandonstrutionen sind Innenwände, Außenwände und Kellerwände. Als tragende und aussteifende Wände müssen sie die Anforderungen an die Standsicherheit erfüllen. Innenwände: Schallschutz, Brandschutz Außenwände: Wärmeschutz, Schlagregen Kellerwände: Erddruc, Feuchtigeit

5 Seite 5 Bemessung von nach DIN (vereinfachtes Verfahren) Die Bemessung von erfolgt über den Nachweis, dass der Bemessungswert der einwirenden Normalraft N Ed leiner ist als der Bemessungswert der aufnehmbaren Normalraft N Rd. N Ed N Rd Die einwirende Normalraft N Ed wird aus den ständigen und veränderlichen Normalräften unter Berücsichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte bestimmt. N Ed = N G γ G + N Q γ Q Bei Hochbauten mit Decen aus Stahlbeton und Nutzlasten von maximal,5 N/m² darf N Ed vereinfacht berechnet werden. Ed ( N N ) N = 1,4 + G Q Die aufnehmbare Normalraft N Rd wird aus der Querschnittsfläche A und dem Bemessungswert der Drucfestigeit f d mit einem Abminderungsbeiwert Φ zur Berücsichtigung des Knicens und von Lastexzentrizitäten errechnet. N Rd = A fd Φ Der Bemessungswert f d der Drucfestigeit von bestimmt sich aus einem Abminderungsbeiwert η zur Berücsichtigung von Langzeiteinwirungen, der charateristischen Drucfestigeit f unter Berücsichtigung des Teilsicherheitsbeiwertes γ M. f d f = η γ M Der Abminderungsbeiwert η zur Berücsichtigung von Langzeiteinwirungen beträgt allgemein 0,85 und ann für Kurzzeitbelastungen und außergewöhnliche Einwirungen mit 1,0 angenommen werden. Der Teilsicherheitsbeiwert γ M für normale Einwirungen beträgt 1,5 für Wände und Pfeiler aus ungetrennten Steinen oder aus getrennten Steinen mit einem Lochanteil von weniger als 35 % bestehen und eine Schlitze oder Aussparungen aufweisen. Für alle anderen Pfeiler hat γ M einen Wert von 1,875. η = 0,85 für Langzeiteinwirung η = 1,0 für Kurzzeiteinwirung γ M = 1,5 für Wände und Pfeiler (+) γ M = 1,875 für alle anderen Pfeiler Für außergewöhnliche Einwirungen verringern sie die Teilsicherheitsbeiwerte γ M auf 1,3 bzw. 1,65. Pfeiler sind urze Wände mit einer Querschnittsfläche zwischen 400 und 1000 cm². Die charateristischen Werte f der Drucfestigeit von sind abhängig von der Steinfestigeitslasse und der Mörtelgruppe. Sie sind folgender Tabelle zu entnehmen.

6 Seite 6 Die Abminderungsbeiwerte Φ 1 bis Φ 3 berücsichtigen verschiedene traglastmindernde Einflüsse. Der leinste der ermittelten Φ-Werte ist maßgebend. Der Abminderungsbeiwert Φ 1 gilt für überwiegend biegebeanspruchte Wandscheiben, die z.b. als aussteifende Wände Windlasten erhalten. Es wird die Lastexzentrizität e auf die Länge b der Wand bezogen. Φ = 1 1 e b max M e = min N Ed Ed Der Abminderungsbeiwert Φ berücsichtigt die Knicgefahr bei geschosshohen Wänden. Es ist die Schlanheit zu ermitteln, indem die Kniclänge h der Wand auf die Wanddice d bezogen wird. Die maximal zulässige Schlanheit h / d ist 5. Φ = h 0,85 0,0011 d

7 Seite 7 Zur Ermittlung der Kniclänge h wird die lichte Geschosshöhe h s mit einem Abminderungsbeiwert β multipliziert. h = β h s Bei der Ermittlung des Abminderungsbeiwert β wird zwischen -seitig, 3-seitig und 4-seitig gehaltenen Wänden unterschieden. Bei -seitig gehaltenen Wänden wird die elastische Einspannung der Wand mit der Wanddice d in flächig aufgelegte Massivdecen berücsichtigt. Wanddice d β 17,5 cm 0,75 4 cm 0,90 > 4 cm 1,00 Bei 3-seitig gehaltenen Wänden mit einem freien vertialen Rand wird der Abstand b zwischen dem freien Rand und der Mitte der aussteifenden Wand berücsichtigt. Bei 4-seitig gehaltenen Wänden wird der Abstand b zwischen den aussteifenden Wänden berücsichtigt. β hs h = β hs 1+ 3 b mit b 15 d β hs h = β h 1+ b b h = mit b 30 d s 0,3 h für h für h s s s b > b Aussteifende Wände hs b b b

8 Seite 8 Der Abminderungsbeiwert Φ 3 berücsichtigt die exzentrische Beanspruchung von Wänden durch den Decendrehwinel an den Endauflagern der Geschossdecen mit der Stützweite l. Φ Φ Φ = 0,9 l = 1,6 0,9 6 l = 1,6 0,9 5 für l 4,0 m für 4,0 < l 6,0 m und f für 4,0 < l 6,0 m und f N 1,8 mm N < 1,8 mm Bei Decen im obersten Geschoss gilt Φ 3 = 0,33. Die Wände erhalten nur eine geringe vertiale Belastung, was zu großen Drehwineln führt. Wird der Einfluss der Drehwinel durch onstrutive Maßnahmen (z.b. Zentrierleisten) verhindert, darf Φ 3 = 1,0 angenommen werden. Die genauen Voraussetzungen zur Anwendung des vereinfachten Verfahrens sind in DIN , Abschnitt 8.1 beschrieben. Die Gebäudehöhe über Gelände beträgt nicht mehr als 0 m (bei geneigten Dächern gilt das Mittel von First- und Traufhöhe); Die Decenstützweiten betragen höchstens 6 m (falls der Einfluss der Drehwinel nicht verhindert wird). Lastannahmen Unter Einzellasten darf von einer Drucverteilung unter 60 ausgegangen werden. Bei Balen ergibt sich durch die Gewölbewirung bei der Lastannahme ein dreiecförmiges Lastbild. Belastendes 60 Lastbild Balen l Öffnung

9 Teilflächenpressung Seite 9 Wird nur eine Teilfläche A 1 eines squerschnittes durch eine Einzellast F d belastet, darf eine um 30 % erhöhte Teilflächenpressung σ 1d zugelassen werden. Die Einzellasten önnen aus Stützen, Balen oder Auflagern von Stürzen ommen. Voraussetzung: A1 d d e < 6 a > 3 l 1 1 σ = F d 1d 1,3 fd A1 A1 e d a1 l1

10 Seite 10 Mauersteine Die Steine für önnen aus verschiedenen Materialien bestehen. Ziegel 46 % Martanteil 006 Poroton, Wienerberger Kalsandstein 5 % Porenbeton 19 % Hebel, Ytong Leichtbeton 10 % Liapor, KLB Die Steine werden in unterschiedlichen Handelsformen, Rohdichtelassen und Festigeitslassen hergestellt.

11 Seite 11 Mauerziegel Ziegel werden aus Ton oder Lehm hergestellt, indem die Rohstoffe abgebaut, zerleinert und gemischt werden. Die Rohmasse wird in einer Strangpresse geformt und bei ca. 80 C getrocnet. Anschließend wird die Groberami in einem über 100 m langen Tunnelofen bei Temperaturen von 900 bis 1300 C gebrannt. Es gibt eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Abühlzone; die Brenndauer liegt zwischen Stunden und Tagen. Die Brenntemperatur und die Stoffzusammensetzung bestimmen die Eigenschaften der Kerami. Der Scherben unterscheidet sicht in Dichte, Porosität, Festigeit und Wasseraufnahme. Oberhalb der Sintergrenze (zwischen 1000 und 1500 C) entsteht eine glasartige Strutur, da einzelne Phasen zu schmelzen beginnen. gehört zur Gruppe der Groberami. Es wird eine große Anzahl von Produten hergestellt: Mauerziegel in verschiedenen Festigeiten und Formen, Kliner, Hochlochziegel, Riemchen Formziegel, z.b. U-Schalen, L-Steine, Dachziegel, Decenziegel Sonstige Kerami, z.b. Rohre, Steinzeug etc. Kalsandstein Kalsandstein besteht aus gemahlenem Branntal (CaO), Sand und Wasser, die miteinander vermischt und zwischengelagert werden, wobei der Kal zu Kalhydraten ablöscht. Das Gemisch wird in Pressen zu Rohlingen geformt, die dann in Autolaven unter Dampfdruc bei ca. 16 bar und Temperaturen von 160 bis 0 C in 4 bis 8 Stunden erhärten. Es findet eine dauerhafte Verittung der Sandörner statt. Die Produtpalette besteht aus: Steine, Blocsteine, Plansteine, Bauplatten, Planelemente Formsteine, U-Schalen, Flachstürze

12 Seite 1 Porenbeton Porenbeton besteht aus sehr fein gemahlenem Quarzsand, Bindemittel, Treibmittel und Wasser; weiterhin ann Flugasche zugefügt werden. Als Bindemittel wird Brandal und/oder Zement verwendet. Als Treibmittel zur Porenbildung wird Aluminium in Pulver- oder Pastenform zugegeben. Die Grundstoffe werden dosiert, gemischt und in Gießformen gefüllt, wo das Wasser den Kal löscht. Das Aluminium reagiert mit der alalischen Flüssigeit unter Freisetzung von gasförmigem Wasserstoff, der Kugelporen mit Durchmessern von ca. 0,5 bis 1,5 mm bildet und die Form ausfüllt. Der Rohbloc wird nach dem Ausschalen mit Stahldrähten geschnitten und in Autolaven bei ca. 190 C in 6 bis 1 Stunden gehärtet. Als Produte werden angeboten: Blocsteine, Plansteine, Bauplatten, Planbauplatten Bewehrte Porenbeton-Bauteile, z.b. Dach- und Decenplatten, Wandplatten und Wandtafeln, Fertigteilstürze Betonstein Aus Beton und Leichtbeton werden Vollsteine, Blocsteine, Hohlblocsteine und Wandbauplatten hergestellt. Weiterhin gibt es Formstüce und Mantelrohre für Schornsteine, Dachsteine aus Beton, Betonwersteine und Rohre aus Beton.

13 Seite 13 Mörtel Mauermörtel ist ein Gemisch aus Bindemittel, Wasser und Gesteinsörnungen bis 4 mm Größtorn. Zusatzstoffe und Zusatzmittel önnen wie bei Beton zugesetzt werden. Baustellenmörtel wird auf der Baustelle nach Raumteilen gemischt. Wasser wird bis zur gewünschten Konsistenz zugegeben. Wermörtel wird im Wer genau dosiert hergestellt. Er ann als Trocenmörtel oder Frischmörtel angeliefert werden. Bei großen Mengen ann Mehrammer- Silomörtel verwendet werden. Als Bindemittel für Mauermörtel ommen Bauale, Zement sowie Putz- und Mauerbinder (PM) in Betracht. Es wird zwischen Normalmörtel, Leichtmörtel und Dünnbettmörtel unterschieden. Normalmörtel (NM) sind Mörtel mit Gesteinsörnungen mit dichtem Gefüge und einer Trocenrohdichte ab 1,5 g/dm³. Sie werden in je nach Festigeit in die Mörtelgruppen I, II, IIa, III und IIIa eingeteilt. Leichtmörtel (LM) hat eine Trocenrohdichte unter 1,5 g/dm³. Er wird mit Gesteinsörnungen mit porigem Gefüge hergestellt und nach der Wärmeleitfähigeit in die Gruppen LM 1 und LM 36 eingeteilt. Dünnbettmörtel (DM) sind Zementmörtel mit Sand bis 1 mm Korngröße. Sie gehören wegen ihrer hohen Drucfestigeit zur Mörtelgruppe III. Mörtelgruppe I darf nur für Gebäude bis zu zwei Vollgeschosse mit Wanddicen von mindestens 4 cm verwendet werden. Nicht zulässig für Kellermauerwer, Gewölbe, Außenschalen von zweischaligem. Keine Anforderung an die Drucfestigeit. Keine Einschränung für Mörtelgruppe II und IIa. Drucfestigeit mindestens,5 N/mm² für MG II und 5,0 N/mm² für MG IIa. Mörtelgruppe III und IIIa darf nicht für Außenschalen von zweischaligem verwendet werden. Drucfestigeit mindestens 10 N/mm² für MG III und 0 N/mm² für MG IIIa. Bei Dünnbettmörtel darf das Wasser nicht zu schnell entzogen werden; die Steine sollten vorgenässt werden.