Mauerwerksbau nach DIN EN 1996 (EC 6)

Transkript

1 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.1 Mauerwerksbau nach DIN EN 1996 (EC 6) 1 Einleitung 1.1 Maßgebende Normen Die maßgebende Grundlage ür die Bemessung und Konstruktion im Bereich der Mauerwerksbaus sind die Teile der DIN EN 1996 (EC 6) in Verbindung mit den jeweiligen nationalen Anhängen (NA) (Bild 1.1). Sie enthält sowohl Regeln ür bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk. Da bewehrtes und/oder vorgespanntes Mauerwerk in Deutschland augrund von nationalen Einschränkungen kaum zum Einsatz kommt, soll nacholgend der Schwerpunkt au unbewehrtes Mauerwerk gelegt werden. In der o.g. Norm erolgt die Nachweisührung au der Grundlage eines semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes (Stichwort: Teilsicherheitsbeiwerte au der Einwirkungs- und der Widerstandsseite). Damit gehört sie zu der modernen europäischen Normengeneration (vgl. EC 2 im Stahlbetonbau oder EC 3 im Stahlbau). Für Mauerwerk genügt im Regelall der Nachweis im Grenzzustand der Tragähigkeit (GZT), der üblicherweise auch eine hinreichende Gebrauchstauglichkeit sicherstellt. Alternativ zu genaueren Berechnungsmethoden lässt die Norm ür unbewehrte Mauerwerksbauten unter bestimmten Voraussetzungen vereinachte Berechnungsmethoden zu (DIN EN in Verbindung mit dem NA). Wesentliche Einlüsse au die Schnittgrößen wie z.b. die Einspannungen zwischen Wand und Decke, unplanmäßige Lastexzentrizitäten oder Verormungen nach Theorie II. Ordnung werden stark vereinacht durch Abminderungsaktoren bei der Normalkratbemessung berücksichtigt (Kap. 2). Die parallele Anwendung von DIN EN und DIN EN ist zulässig. Zunächst also ein Überblick über Aubau und Inhalte der maßgebenden Norm.

2 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.2 Bild 1.1: Eurocode-Normen ür den Mauerwerksbau Der EC 6 behandelt nicht die besonderen Anorderungen an den Entwur, die Berechnung und die Bemessung ür erdbebengeährdete Bauwerke. Festlegungen dazu sind im Eurocode 8 enthalten. Auch die ür die Bemessung erorderlichen Zahlenwerte ür Einwirkungen au Hochbauten und Ingenieurbauwerke sind nicht im EC 6 enthalten; sie sind im EC 1 zu inden. 1.2 Nachweisormat Wie in allen modernen Bemessungsnormen üblich, basiert auch der EC2 au dem Teilsicherheitskonzept. Dabei werden Streuungen der Einwirkung und des Materials mit Hile individueller Teilsicherheitsbeiwerte au der Einwirkungs- (E) und Widerstandsseite (R) berücksichtigt (Bild 1.2). γ E = E R = R γ F k d d k M Bild 1.2: Sicherheitsormat ür die Nachweise im Grenzzustand der Tragähigkeit

3 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.3 Bei der Bestimmung der Bemessungswerte der Einwirkungen (E d ) ist zwischen zwei Bemessungssituationen zu unterscheiden: a) Ständige und vorübergehende Bemessungssituation: E = E γ G γ Q γ ψ Q d G k,j Q, 1 k, 1 Q,i 0,i k,i j= 1 i> 1 vereinacht mit ψ 0,1 = 1,0 (nach EC 6): E = E γ G γ Q d G k,j Q,i k,i j= 1 i 1 zum Beispiel: N = 1, 35 N 1, 50 N Ed Gk,j Qk,i j= 1 i 1 In Hochbauten mit Stahlbetondecken, die mit einer charakteristischen Nutzlast von q k 3,0 kn/m² belastet sind, dar die im Grenzzustand der Tragähigkeit (GZT) einwirkende Normalkrat N Ed vereinachend bestimmt werden mit: ( ) N = 1, 4 N + N Ed Gk Qk Beim Nachweis von Wandscheiben unter Horizontallasten in Scheibenrichtung wird häuig die minimale Aulast maßgebend bei der Bemessung: minn = 1, 0 N in Verbindung mit maxm = 1, 0 M + 1, 5 M Ed Gk b) Außergewöhnliche Bemessungssituation (inolge Brand, Erdbeben, Anprall): E = E γ G A ψ Q ψ Q d GA,j k,j d 1, 1 k, 1 2,i k,i j= 1 i> 1 Ed Gk Q,k Die aus anderen Normen bekannten Teilsicherheitsbeiwerte au der Einwirkungsseite γ E sind der Tabelle 1.1, die Kombinationsbeiwerte ψ der Tabelle 1.2 zu entnehmen (vgl. DIN EN 1990/NA): Tab 1.1: Teilsicherheitsbeiwerte au der Einwirkungsseite ür den Nachweis im GZT Tab 1.2: Kombinationsbeiwerte Bemessungswerte des Bauteilwiderstandes (R d ) sind die Druckestigkeit d = k M, die Schubestigkeit vd = vlt γm und die Biegezugestigkeit xd = xk γm. Der Teilsicherheitsbeiwert au der Widerstandseite γ M ist der Tabelle 1.3 zu entnehmen. ζ γ

4 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.4 k ist dabei nach DIN EN der charakteristische Wert der Druckestigkeit, vlt der charakteristische Wert der Schubestigkeit und xk der charakteristische Wert der Biegezugestigkeit. ζ ist ein Dauerstandsaktor und wird konstant mit ζ = 0,85 vorgegeben. Tab 1.3: Teilsicherheitsbeiwerte au der Widerstandsseite ür den Nachweis im GZT 1.3 Materialkennwerte Die charakteristischen Werte ür die Druckestigkeit von Mauerwerk k werden in DIN EN mit Hile von drei Parametern K, α und β über olgende Formel bestimmt: ür Normalmörtel: Für Dünnbettmörtel: Mit diesem komplizierten Formelansatz soll die Druckestigkeit dierenziert nach Steinsorten, Lochbildern und Steinabmessungen (normale Steine, Plansteine oder Planelemente) erasst werden. Die Parameter K, α und β sind ür eine große Zahl möglicher Stein-Mörtel-Kombinationen tabellarisch angegeben. In der o.g. Formel ist st die umgerechnete mittlere Steinestigkeit gemäß Tabelle 1.4: Tab 1.4: Rechenwerte ür st in Abhängigkeit von der Druckestigkeitsklasse Druckestigkeitsklasse der Mauersteine und Planelemente = K α β k st m = K α k st st in [N/mm²] 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 20,0 25,0 35,0 45,0 60,0 75,0 Ebenalls tabelliert ist der Faktor m als Rechenwert ür die Druckestigkeit von Mauermörtel der Norm zu entnehmen (Tab. 1.5): Tab 1.5: Rechenwerte ür die Druckestigkeitsklasse von Mauermörtel Mörtelgruppe nach DIN V oder DIN V Druckestigkeit m in [N/mm²] Normalmauermörtel NM II 2,5 NM IIa 5,0 NM III 10,0 NM IIIa 20,0 Leichtmauermörtel LM 21 5,0 LM 36 5,0 Dünnbettmörtel DM 10,0

5 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.5 Nacholgend werden die Parameter K, α und β ür die üblichen Stein-Mörtel-Kombinationen bei Kalksandsteinmauerwerk mit Normalmauermörtel (NM) angegeben (weitere Tabellen im NA zu DIN EN unter Tabelle NA.4 bis NA.10): Tab 1.6: Parameter zur Ermittlung der Druckestigkeit von Einsteinmauerwerk aus Vollziegeln sowie Kalksand-Vollsteinen und Kalksand-Blocksteinen mit Normalmauermörtel Steinart Mörtelart Parameter Vollziegel, KS-Vollsteine; KS-Blocksteine *) **) K α β NM II, IIa *) 0,950 0,585 0,162 NM III, IIIa **) Die Druckestigkeit des Mauerwerks dar nicht größer angenommen werden als ür die Steinestigkeiten st = 45 N/mm² Die Druckestigkeit des Mauerwerks dar nicht größer angenommen werden als ür die Steinestigkeiten st = 60 N/mm² Um diese auwändige Berechnung der charakteristischen Druckestigkeit k zu vermeiden, ist im Anhang D der DIN EN /NA eine vereinachte Methode angegeben worden, die in neun Tabellen die gesuchte Größe k ohne langwierige Berechnungen wiedergibt; nacholgend die analogen Tabellenwerte zu Tab. 1.4 bis 1.6: Tab 1.7: Charakteristische Druckestigkeit k in N/mm² von Einsteinmauerwerk aus Vollziegeln sowie Kalksand-Vollsteinen und Kalksand-Blocksteinen mit Normalmauermörtel Steindruckestigkeitsklasse k [N/mm²] NM II NM IIa NM III NM IIIa ,8 3,2 3,5 4,0 6 3,6 4,0 4,5 5,0 8 4,2 4,7 5,3 5,9 10 4,8 5,4 6,0 6,8 12 5,4 6,0 6,7 7,5 16 6,4 7,1 8,0 8,9 20 7,2 8,1 9,1 10,1 28 8,8 9,9 11,0 12, ,2 11,4 12,6 14, ,2 11,4 14,4 16, ,2 11,4 14,4 16,2 Beispiel 1.1: Bestimmung der charakteristischen Druckestigkeit von Mauerwerk Gegeben: Mauerwerk aus Kalksand-Vollsteinen; Steindruckestigkeitskl. 12; Normalmörtelgruppe II kürzer: KS 12/NM II Gesucht: charakteristische Druckestigkeit k nach DIN EN /NA sowie charakteristische Druckestigkeit k nach DIN EN /NA

6 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.6 Genauere Bestimmung nach DIN EN /NA: aus Tab. 1.4: st = 15,0 N/mm² aus Tab. 1.5: m = 2,5 N/mm²: Parameter aus Tab. 1.6: K = 0,950; α = 0,585; β = 0,162 Bestimmung nach DIN EN /NA (vereinachte Methode): aus Tab. 1.7: K α β = = 0, 95 15, 0 2, 5 = 5, 4N mm k k st m = 5, 4N mm 2 0, 585 0, Hinweis: Die Werte sind (auch bei anderen Stein-Mörtel-Kombinationen nahezu) identisch. Eine genauere Bestimmung der Druckestigkeit nach DIN EN bietet in Deutschland keine Vorteile. Wichtig: Bei Wandquerschnitten mit einer Fläche von A < 0,1 m² ist die Druckestigkeit mit dem Faktor 0,8 bzw. (0,7 + 0,3 A) zu reduzieren. Bei den charakteristischen Werten ür die Zugestigkeit von Mauerwerk xk werden zwei Werte angegeben, und zwar die Biegezugestigkeit senkrecht zur Lageruge xk1 und die Biegezugestigkeit parallel zur Lageruge xk21. a) Bruchebene senkrecht zur Lageruge b) Bruchebene parallel zur Lageruge xk1= 0 xk1= 0, 2N mm bei Ausachungslächen aus Planelementen 2 Dabei ist: ( 0 6 σ ) vk0+, Dd l0l hu xk2 = min 0, 5 bt,cal 2 0, 7N mm vk0 die Hatscherestigkeit von Mauerwerk ohne Aulast nach Tab. 1.8 σ Dd l 0l /h u bt,cal der Bemessungswert der zugehörigen Druckspannung rechtwinklig zur Lageruge im unter suchten Lastall. Für Rechteckquerschnitte gilt σ Dd = N Ed /A. Dabei ist A der überdrückte Querschnitt. Im Regelall ist die minimale Einwirkung N Ed = 1,0 N Gk maßgebend. das Verhältnis von Überbindemaß zur Steinhöhe die rechnerische Steinzugestigkeit. Es dar angenommen werden: bt,cal = 0,020 st ür Hohlblocksteine bt,cal = 0,026 st ür Hohllochsteine und Steine mit Grilöchern oder Gritaschen bt,cal = 0,032 st ür Vollsteine ohne Grilöcher oder Gritaschen bt,cal 0, 0656 st = 0, 7+ 0, 2 st ür Porenbetonplansteine der Länge 498 mm und der Höhe 248 mm; st nach Tab. 1.4.

7 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.7 Tab 1.8: Werte ür die Hatscherestigkeit vk0 von Mauerwerk ohne Aulast NM II 2,5 Normalmauermörtel mit einer Festigkeit m in N/mm² NM IIa 5,0 NM III 10,0 vk0 in [N/mm²] NM IIIa 20,0 Dünnbettmörtel (Lagerugen- 1 bis 3 mm) Leichtmauermörtel 0,08 0,18 0,22 0,26 0,22 0,18 Bei der Ermittlung der charakteristischen Schubestigkeit von Mauerwerk muss zwischen Scheibenschub und Plattenschub unterschieden werden (Bild 1.3). Beim Scheibenschub sind das Reibungsversagen der (gg. vermörtelten) Stoßugen vlt1 und das Steinzugversagen vlt2 zu beachten. Beim Plattenschub ist dagegen eine Betrachtung des Steinzugversagens vlt2 nicht erorderlich. Bild 1.3: Beanspruchungsarten bei Querkrateinwirkung Der charakteristische Wert der Schubestigkeit ergibt sich somit als kleinster Wert ür vk aus nacholgender Beziehung. Die hierür notwendige Hatscherestigkeit vk0 ist der Tab. 1.8 zu entnehmen. bei Scheibenschub und Reibungsversagen: { } = min ; vk vlt1 vlt2 und vermörtelten Stoßugen: bzw. unvermörtelte Stoßugen: 1= 0+ 0, 4 σ vk vk Dd = 0, 5 + 0, 4 σ vk1 vk0 Dd bei Scheibenschub und Steinzugsversagen: bei Plattenschub (nur Reibungsversagen): 2 = 0, 45 1+σ vk bt,cal Dd bt,cal und vermörtelten Stoßugen: bzw. unvermörtelte Stoßugen: 1= 0+ 0, 6 σ vk vk Dd = , 6 σ vk1 vk0 Dd

8 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.8 Die Steiigkeit eines Bauteils wird maßgeblich durch den Elastizitätsmodul bestimmt. Augrund der Streuung dieses Materialkennwertes benutzt man im Mauerwerksbau die Kennzahl K E als Rechenwert ür den Elastizitätsmodul. Sie Streuung wird durch einen Wertebereich eingegrenzt (Tab. 1.9). Tab 1.9: Kennzahlen zur Bestimmung des E-Moduls von Mauerwerk Kennzahl K E in N/mm² Mauersteinart Rechenwert Wertebereich Mauerziegel bis 1250 Kalksandsteine bis 1250 Leichtbetonsteine bis 1100 Betonsteine bis 2700 Porenbetonsteine bis 650 Für den Nachweis der vertikalen Belastung im Grenzzustand der Tragähigkeit (Knicksicherheitsnachweis) ist abweichend von Tab. 1.9 ein (pauschaler) Elastizitätsmodul von E 0 = 700 k zu verwenden. Als weitere Baustoeigenschaten werden in Tab die Koeizienten ür das Kriechverhalten, das Quellen bzw. Schwinden sowie ür die Wärmedehnung angegeben. Da derzeit keine genormten Prüverahren zur Ermittlung dieser Koeizienten vorliegen, sollten sie durch Versuche am jeweiligen Projekt ermittelt werden. Für Grenzbetrachtungen können die Grenzwerte der jeweiligen Wertebereiche herangezogen werden. Tab 1.10: Kennwerte ür Kriechen, Quellen und Schwinden und Wärmedehnung Mauersteinart Mauermörtelart Endkriechzahl a) Rechenwert ϕ Mauerziegel Normalmauermörtel 1,0 0,5 1,5 Kalksandsteine Leichtmauermörtel 2,0 1,0 3,0 Endwert der Feuchtedehnung b) [mm/m] Wärmeausdehnungskoeizient α t [10-6 /K] Wertebereich Rechenwert Wertebereich Rechenwert Wertebereich 0-0,1 bis +0, Normalmauermörtel/ Dünnbettmörtel 1,5 1,0 2,0-0,2-0,3 bis -0, Betonsteine Normalmauermörtel 1, ,2-0,3 bis -0,1 10 Leichtbetonsteine Normalmauermörtel -0,4-0,6 bis -0,2 Leichtmauermörtel 2,0 1,5 2,5-0,5-0,6 bis -0,3 10; 8 d) Porenbetonstein Dünnbettmörtel 0,5 0,2 0,7-0,1-0,2 bis +0, a) b) c) d) Endkriechzahl ϕ = ε /ε el mit ε als Endkriechmaß und ε el = σ/e. Endwert der Feuchtedehnung ist bei Stauchung negativ und bei Dehnung positiv anzugeben. Für Mauersteine < 2 DF gilt er Grenzwert 0,2 mm/m. Für Leichtbeton mit überwiegend Blähton als Zuschlag. 8 12

9 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite Begrie und Produkte Überblick Mauersteine sind vorgeertigte Bauteile zur Verwendung im Mauerwerksbau. Diese können aus verschiedenen Materialien bestehen (Marktanteil in % ; Hersteller): Mauerziegel 46 % Poroton, Wienerberger Kalksandstein 25 % ( Porenbeton 19 % Hebel, Ytong Leichtbeton 10 % Liapor, KLB Die Steine werden in unterschiedlichen Handelsormen, Rohdichte- und Festigkeitsklassen hergestellt Mauerziegel (*z) Mauerziegel werden aus Ton oder Lehm hergestellt, indem die Rohstoe abgebaut, zerkleinert und gemischt werden. Die Rohmasse wird in einer Strangpresse geormt und bei ca. 80 C getrocknet. Anschließend wird die Grobkeramik in einem über 100 m langen Tunneloen bei Temperaturen von C gebrannt. Es gibt eine Vorwärmzone, eine Brennzone und eine Abkühlzone; die Brenndauer liegt zwischen Stunden und Tagen. Die Brenntemperatur und die Stozusammensetzung bestimmen die Eigenschaten der Keramik. Der Scherben unterscheidet sich in Dichte, Porosität, Festigkeit und Wasseraunahme. Oberhalb der Sintergrenze (zwischen 1000 und 1500 C) entsteht eine glasartige Struktur, da einzelne Phasen zu schmelzen beginnen. Es wird eine große Anzahl von Produkten hergestellt: Mauerziegel in verschiedenen Festigkeiten und Formen, Klinker, Hochlochziegel (HLz), Riemchen Formziegel, z.b. U-Schalen, L-Steine, Dachziegel, Deckenziegel Sonstige Keramik, z.b. Rohre, Steinzeug etc. Bild 1.4: Produktormen von Mauerziegeln Kalksandstein (KS) Kalksandstein besteht aus gemahlenem Branntkalk (CaO), Sand und Wasser, die miteinander vermischt und zwischengelagert werden, wobei der Kalk zu Kalkhydraten ablöscht. Das Gemisch wird in Pressen zu Rohlingen geormt, die dann in Autoklaven unter Dampdruck bei ca. 16 bar und Temperaturen von 160 bis 220 C in 4 bis 8 Stunden erhärten. Es indet eine dauerhate Verkittung der Sandkörner statt.

10 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.10 Kalksandsteine werden in verschiedenen Eigenschaten ür unterschiedliche Anwendungsbereiche angeboten. Die Produktpalette besteht aus Vollsteinen, Blocksteinen, Plansteinen, Bauplatten, Planelementen, Formsteinen, U-Schalen und Flachstürze. Tab. 1.11: Auszüge aus Lieerprogramm Bild 1.5: Flachstürze und U-Schalen mit Kalksandstein Porenbeton (Pb) Porenbeton besteht aus sehr ein gemahlenem Quarzsand, Bindemittel, Treibmittel und Wasser; weiterhin kann Flugasche zugeügt werden. Als Bindemittel wird Brandkalk und/oder Zement verwendet. Als Treibmittel zur Porenbildung wird Aluminium in Pulver- oder Pastenorm zugegeben. Die Grundstoe werden dosiert, gemischt und in Gießormen geüllt, wo das Wasser den Kalk löscht. Das Aluminium reagiert mit der alkalischen Flüssigkeit unter Freisetzung von gasörmigem Wassersto, der Kugelporen mit Durchmessern von ca. 0,5 bis 1,5 mm bildet und die Form ausüllt. Der Rohblock wird nach dem Ausschalen mit Stahldrähten geschnitten und in Autoklaven bei ca. 190 C in 6 bis 12 Stunden gehärtet. Alle Bauteile werden in einer ausgereiten Produktions- und Schneidetechnik maßgenau hergestellt. Das ermöglicht saubere und präzise Bauteiloberlächen und Konstruktionen. Als Produkte werden angeboten: Blocksteine, Plansteine, Bauplatten, Planbauplatten Bewehrte Porenbeton-Bauteile, z.b. Dach- und Deckenplatten, Wandplatten und -taeln, FT-Stürze

11 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.11 Bild 1.6: Typische Abmessungen ür Porenbeton-Plansteinen und Planelemente Betonstein Aus Beton und Leichtbeton werden Vollsteine, Blocksteine, Hohlblocksteine und Wandbauplatten hergestellt. Weiterhin gibt es Formstücke und Mantelrohre ür Schornsteine, Dachsteine aus Beton, Betonwerksteine und Rohre aus Beton. Häuig eingesetzt werden diese als Betonplastersteine. In ihren Eigenschaten, ihrer Herstellungsart und Zusammensetzung unterscheiden sie sich nicht von Normal- bzw. Leichtbeton. Die Abmessungen orientieren sich an den Abmessungen von Ziegeln und Kalksandsteinen. Bild 1.7: Beispiele ür Betonsteine Mörtel Mauermörtel ist ein Gemisch aus Bindemittel, Wasser und Gesteinskörnungen bis 4 mm Größtkorn. Zusatzstoe und Zusatzmittel können wie bei Beton zugesetzt werden. Baustellenmörtel wird au der Baustelle nach Raumteilen gemischt. Wasser wird bis zur gewünschten Konsistenz zugegeben. Werkmörtel wird im Werk genau dosiert hergestellt. Er kann als Trockenmörtel oder Frischmörtel angelieert werden. Bei großen Mengen kann Mehrkammer-Silomörtel verwendet werden. Als Bindemittel ür Mauermörtel kommen Baukalke, Zement sowie Putz- und Mauerbinder (PM) in Betracht. Es wird zwischen Normalmörtel, Leichtmörtel und Dünnbettmörtel unterschieden. Normalmauermörtel (NM) sind Mörtel mit Gesteinskörnungen mit dichtem Geüge und einer Trockenrohdichte ab 1,5 kg/dm³. Sie werden in je nach Festigkeit in die Mörtelgruppen I, II, IIa, III und II- Ia eingeteilt. Leichtmauermörtel (LM) hat eine Trockenrohdichte unter 1,5 kg/dm³. Er wird mit Gesteinskörnungen mit porigem Geüge hergestellt und nach der Wärmeleitähigkeit in die Gruppen LM 21 und LM 36 eingeteilt. Dünnbettmörtel (DM) sind Zementmörtel mit Sand bis 1 mm Korngröße. Sie gehören wegen ihrer hohen Druckestigkeit zur Mörtelgruppe III.

12 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.12 Mörtelgruppe I dar nur ür Gebäude bis zu zwei Vollgeschosse mit Wanddicken von mindestens 24 cm verwendet werden. Nicht zulässig ist diese ür Kellermauerwerk, Gewölbe, Außenschalen von zweischaligem Mauerwerk. Anorderung an die Druckestigkeit werden nicht gestellt. Keine Einschränkung gibt es ür die Mörtelgruppe II und IIa. Die Druckestigkeit beträgt mindestens 2,5 N/mm² ür MG II und 5,0 N/mm² ür MG IIa. Mörtelgruppe III und IIIa dar nicht ür Außenschalen von zweischaligem Mauerwerk verwendet werden. Druckestigkeiten sind mindestens 10 N/mm² ür MG III und 20 N/mm² ür MG IIIa. Bei Dünnbettmörtel dar das Wasser nicht zu schnell entzogen werden; die Steine sollten vorgenässt werden Mörtelugen Die Fugen sind neben der Standsicherheit auch ür den Wärme-, Schall- und Brandschutz maßgebend. Bei Außenwänden sind die Fugen zum Schutz vor Schlagregen sorgältig auszuühren. Augrund der Steinabmessungen ergeben sich in Mauerwerkswänden zwangsläuig Fugen. Lagerugen sind die horizontalen Mörtelugen zwischen zwei Steinlagen, während die vertikalen Fugen zwischen den Einzelsteinen als Stoßugen bezeichnet werden. Stoß- und Lagerugen in Mauerwerkswänden dienen u.a. zum Ausgleich der zulässigen herstellungsbedingten Toleranzen der Steine sowie zur gleichmäßigeren Verteilung der Belastung au die Einzelsteine. Kalksand-Plansteine können augrund der herstellbedingten, hohen Maßhaltigkeit mit Dünnbettmörtel verarbeitet werden. Lagerugen sind i.d.r. vollugig zu vermauern. Ihre Fugendicke ist in Abhängigkeit der Steinabmessungen an das rüher gebräuchliche Baurichtmaß angepasst, woraus sich olgende Sollmaße ergeben: Schichtmaß = Lageruge + Steinmaß = n 12,5 cm (mit n = ganzzahliger Wert). Übliche Sollmaße der Lagerugendicke sind bei Normalmauermörtel 12 mm und bei Dünnbettmörtel 2 mm. Die Ausbildung der Stoßugen ist von der Steinart abhängig. Sie können vollugig, teilugig mit Mörteltasche oder unvermörtelt mit Verzahnung hergestellt werden. Die Sollmaße der Stoßugenbreite betragen üblicherweise bei Steinen mit Nut-Feder-System 2 mm (i.d.r. ohne Stoßugenvermörtelung) und bei glatten Steinen (ohne Nut-Feder-System) 10 mm (i.d.r. mit Stoßugenvermörtelung). Im statischen Sinn als vermörtelt gilt eine Stoßuge dann, wenn mindestens die halbe Wanddicke vermörtelt ist. Tab. 1.12: Stoßugenausbildung von KS-Mauerwerkswänden

13 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite Wandarten Typische Wandkonstruktionen sind Innenwände, Außenwände und Kellerwände. Als tragende und aussteiende Wände müssen sie die Anorderungen an die Standsicherheit erüllen. Innenwände: Schallschutz, Brandschutz Außenwände: Wärmeschutz, Schlagregen Kellerwände: Erddruck, Feuchtigkeit Tragende Wände werden zur Aunahme von Lasten bzw. zur Lastweiterleitung herangezogen und müssen eine Grundrissläche von über 0,04 m² auweisen. Bei Verwendung von Hohlblocksteinen und Hohllochsteinen sowie Steinen mit Griönungen oder Grilöchern muss die Grundrissläche des Einzelsteins mehr als 0,04 m² betragen. Sind lediglich horizontale Lasten in Wandebene auzunehmen, so spricht man von einer Schubwand. Nichttragende Wände werden bis au die Ableitung ihres Eigengewichts nicht weiter zur Aunahme von Lasten herangezogen. Deren Enternen wird das Tragwerk nicht nachteilig beeinlussen. Eine aussteiende Wand ist eine rechtwinklig zu einer anderen Wand stehende Wand, die dieser als Aulager zur Aunahme von waagerechten Kräten oder zur Knickaussteiung dient (Kap. 2.2) und damit einem Gebäude Stabilität verleiht. Aussteiende Wände sollten ein Länge von mindestens 1/5 der lichten Geschosshöhe und eine Dicke von mindestens dem 0,3-achen der eektiven Dicke der auszusteienden Wand bzw. 11,5 cm auweisen. Ist die aussteiende Wand durch Önungen unterbrochen, so sollte die Länge der Wand zwischen den die aussteiende Wand einschließenden Önungen mindestens so groß wie nach Bild 1.8 sein, und die aussteiende Wand sollte über eine Länge von mindestens 1/5 der lichten Geschosshöhe über jede Önung hinausgehen (vgl. Bild 1.8). Bild 1.8: Mindestlänge einer aussteienden Wand mit Önungen In der Regel ist eine zug- und druckeste Verbindung mit der auszusteienden Wand erorderlich. Ausnahmen sind zulässig, wenn die Bedingungen nach Bild 1.9 eingehalten sind. Auszusteiende Wände sind solche, die durch Anordnung von Querwänden besser gegen horizontale Lasten (z.b. Erddruck) oder Knicken gesichert sind. Auszusteiende Wände sind i.d.r. drei- oder vierseitig gehalten, was zu einem günstigeren Bemessungsergebnis (Stichwort: Reduzierung der Knicklänge) ührt. Da im Mauerwerksbau überwiegend Geschossdecken vorhanden sind, sind die Wände bereits oben und unten also zweiseitig gehalten. In Bild 1.10 sind die Regelungen der Norm wiedergegeben, mit denen die Unterscheidung nach 2-, 3- oder 4-seitiger Halterung vorgenommen werden kann.

14 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.14 Bild 1.9: Bedingungen ür zug- und druckeste Verbindungen Bild 1.10 a: Deinition ür zwei-, drei- und vierseitig gehaltene Wände

15 Pro. Dr.-Ing. J. Göttsche Seite 1.15 Bild 1.10 b: Deinition ür zwei-, drei- und vierseitig gehaltene Wände 1.5 Einwirkungen, Trennwandzuschlag Die Bestimmung der Eigen- und Nutzlasten erolgt nach DIN EN /NA. Das Eigengewicht des Mauerwerks wird in Abhängigkeit von der Steinart, ihrer Rohdichteklasse, der Lochanteile und der Wanddicke einschließlich des Fugenmörtels in einschlägigen Bautabellen und insbesondere in Firmenbroschüren in der Dimension kn/m² (Wandläche) angegeben. Durch Multiplikation mit der lichten Wandhöhe h kann das Wandgewicht in kn/m (Wandlänge) angegeben werden. Der Wandputz ist gg. mit einzukalkulieren. Bei einem Wandgewicht (einschließlich Putz) von 3,0 kn/m ist bei den lastaunehmenden Geschossdecken ein Trennwandzuschlag von q k = 0,8 kn/m² (Grundläche Decke) als veränderlicher Lastanteil zu den übrigen Nutzlasten hinzuzurechnen. Der Trennwandzuschlag erhöht sich au von q k = 1,2 kn/m², die das Wandgewicht (einschließlich Putz) größer 3,0 kn/m und 5,0 kn/m beträgt. Der Trennwandzuschlag dar entallen, wenn die übrige veränderliche Nutzlast au der Geschossdecke bereits mehr als 5,0 kn/m² beträgt. Bei einem noch höherem Wandgewicht von mehr als 5,0 kn/m (Wandlänge) ist das Eigengewicht der tragenden und auch der nichttragenden Wände als ständige Linienlast zu berücksichtigen. Beispiel 1.2: Bestimmung des Trennwandzuschlags Gegeben: MW-Wand aus Porenbeton-Plansteinen (PP); Steinrohdichteklasse 0,6 kg/dm³; Dünnbettmörtel; Wandhöhe: h = 2,4 m; Wanddicke: t = 17,5 cm; beidseitig: 1,5 cm Gipsputz. Gesucht: Höhe des Trennwandzuschlags, wenn Nutzlast au Decke q K < 5,0 kn/m². Wandlächengewicht (ohne Putz): g k,wand = 7 kn/m³ 0,175 m = 1,23 kn/m² beidseitiger Putz: g k,putz = 2 0,015 m 12 kn/m³ = 0,36 kn/m² Wandgewicht: Trennwandzuschlag: g k,wand = (1,23 + 0,36) 2,4 m = 3,82 kn/m > 3,0 kn/m und 5,0 kn/m q k = 1,2 kn/m² (Zuschlag zur Deckennutzlast).