ETA-Leitlinie Metalldübel für die Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen verabschiedet

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1 ETA-Leitlinie Metalldübel für die Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen verabschiedet K. Laternser 1 Einleitung ETAG 001 Teil 6, "Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton Dübel für die Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen" [1], wurde - durch das Exekutiv-Komitee der EOTA am 27. Februar 2003 verabschiedet und - nach positiver Stellungnahme des Ständigen Ausschusses für das Bauwesen am 13. /14. Mai von der Europäischen Kommission den Mitgliedstaaten zur Veröffentlichung empfohlen. Das Mandat für die Erarbeitung des Leitlinienteils "Metal anchors for use in concrete for fixing lightweight systems" wurde der EOTA am 17. Februar 1997 von der Europäischen Kommission (97/161/EC) erteilt. Von der Europäischen Kommission wird auch die Koexistenzperiode für diese Bauprodukte festgelegt. Nach der Rechtsauffassung der Europäischen Kommission und der EU-Mitgliedstaaten sowie anderer Vertragsstaaten des europäischen Wirtschaftsraums (EWR) endet mit Ablauf der Koexistenzperiode die Möglichkeit, das Bauprodukt im EWR ohne eine CE-Kennzeichnung, die in diesem Fall auf der nachgewiesenen Konformität mit einer europäischen technischen Zulassung beruht, in Verkehr zu bringen. Die deutsche Fassung der Leitlinie wird nach Abstimmung der deutschen Sprachfassung mit dem Österreichischen Institut für Bautechnik (OIB) voraussichtlich in Kürze im Bundesanzeiger veröffentlicht. Die Leitlinie ETAG 001 Teil 6 ist die Grundlage für die Erteilung von europäischen technischen Zulassungen für Metalldübel zur Verankerung im Beton, die als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen verwendet werden. Unter nichttragenden Systemen (in ETAG 001 Teil 1 [2] als leichte Systeme bezeichnet) sind Bauteile zu verstehen, die zur Standsicherheit des Bauwerks nicht beitragen. Dies sind z. B. leichte abgehängte Decken und Unterdecken, Rohrleitungen sowie Fassadenbekleidungen (siehe Bild 1) von 7

2 Bild 1: Beispiele für Mehrfachbefestigunge; a) abgehängte Decken, b) Rohrleitungen, c) Fassadensysteme 2 Allgemeines Die Verabschiedung von ETAG 001 Teil 6 war dringend erforderlich, damit europäische technische Zulassungen (ETAs) auch für diese spezielle Verwendung von Metalldübeln als Mehrfachbefestigung erteilt werden können. Die bereits früher verabschiedeten Teile der ETAG 001 behandeln die allgemeine Verwendung der Dübel und insbesondere auch Einzelbefestigungen. Für die Verwendung der Metalldübel als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen konnten der erforderliche Umfang der Versuche gegenüber den Teilen 2 bis 5 der ETAG 001 reduziert und die Art der Versuche der speziellen Verwendung der Dübel angepasst werden. Die Erarbeitung von ETAG 001 Teil 6 in der EOTA-Arbeitsgruppe 06.01/08 "Metalldübel für leichte Systeme" erfolgte - wie alle anderen Leitlinien für die verschiedenen Dübelarten - unter der Obmannschaft und Geschäftsführung des DIBt von 7

3 Für Dübel zur Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen wurde von der Europäischen Kommission ein gesondertes Mandat erteilt, auf Grund dessen der separate Teil 6 der ETAG 001 erarbeitet wurde. Ein separater Teil war sinnvoll, da - Anforderungen und Prüfungen von den anderen Teilen der ETAG abweichen, - oft Spezialdübel (kleinere Dübelgrößen, geringere Verankerungstiefen) verwendet werden, - das System der Konformitätsbescheinigung 2+ statt 1 (ETAG 001 Teil 1 bis 5 entsprechend der vorgesehenen Verwendung der Dübel) von der Kommission festgelegt wurde. Außerdem handelt es sich bei den mit einer größeren Anzahl von Dübeln befestigten Systemen um redundante Systeme. Bei Versagen eines Dübels ist die Standsicherheit des Systems nicht beeinträchtigt (siehe Bild 2). Bild 2: Zusammenhang zwischen Dübel- und Systemversagen; a) Einzelbefestigung, b) Mehrfachbefestigung Aus diesem eng begrenzten Verwendungsbereich der Dübel ergaben sich geringere Anforderungen an die Rissbreiten des Betons, weniger Versuche und abweichende Bewertungen der Versuchsergebnisse gegenüber einer allgemeinen Anwendung von Metalldübeln. 3 Inhalt der Leitlinie 3.1 Allgemeines In ETAG 001 Teil 6 werden Anforderungen, Kriterien und Angaben zur Versuchsdurchführung aufgeführt, die nur für Metalldübel für die Verwendung als von 7

4 Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen in Beton gelten. Es wird die gleiche Nummerierung der Abschnitte verwendet wie in Teil 1. Ist ein Abschnitt nicht aufgeführt, so gilt Teil 1 unverändert. 3.2 Geltungsbereich ETAG 001 Teil 6 gilt nur für die Beurteilung von Metalldübeln für die Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen. Das Versagen des zu befestigenden Bauteils stellt eine unmittelbare Gefahr für Leben oder Gesundheit von Menschen dar. 3.3 Definition von Mehrfachbefestigung Bei der Verwendung von Dübeln für Mehrfachbefestigungen wird davon ausgegangen, dass im Falle von übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel ohne wesentliche Abweichung der Anforderungen bezüglich der Gebrauchstauglichkeit und des Grenzzustandes der Tragfähigkeit an das zu befestigende Bauteil übertragen werden kann. Die Bemessung des zu befestigenden Bauteils hat folglich so zu erfolgen, dass im Falle von übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel übertragen werden kann. Die Verwendung von Dübeln als Mehrfachbefestigung kann z.b. durch die Anzahl n 1 von Befestigungsstellen zur Befestigung von Bauteilen und die Anzahl n 2 von Dübeln je Befestigungsstelle spezifiziert werden. Außerdem ist durch die Begrenzung des Bemessungswertes der Einwirkungen N Sd einer Befestigungsstelle auf einen Wert n 3 (kn) sichergestellt, dass die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des zu befestigenden Bauteils eingehalten sind und die Lastübertragung bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels in der Bemessung des zu befestigenden Bauteils nicht berücksichtigt werden muss. Die Definition der Dübel für die Verwendung als Mehrfachbefestigung kann von den einzelnen Mitgliedstaaten im Anhang 1 von ETAG 001 Teil 6 vorgegeben werden. Liegt von einem Mitgliedstaat keine Definition vor, können die folgenden Grenzwerte verwendet werden: n 1 4; n 2 1 und n kn oder n 1 3; n 2 1 und n kn. Der Wert n 3 kann erhöht werden, wenn in der Bemessung gezeigt wird, dass die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des zu befestigenden Bauteils im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit auch nach Versagen eines Dübels erfüllt sind. 3.4 Dübel Teil 6 gilt für Metalldübel mit den folgenden Wirkungsprinzipien: - kraftkontrolliert spreizende Dübel - wegkontrolliert spreizende Dübel - Hinterschnittdübel - Verbunddübel - lastkontrolliert spreizende Dübel - andere Wirkungsprinzipien für Hohlplatten. Teil 6 gilt für Dübel mit einer Mindestgewindegröße M 5 bzw. einem Mindestbohrernenndurchmesser von 5 mm. Die effektive Verankerungstiefe soll mindestens 30 mm betragen; in besonderen Fällen kann sie bei Innenraumbedingungen auf 25 mm von 7

5 reduziert werden. In Spannbetonhohlplatten können die Dübel auch in einer Mindestplattendicke (unterer Spiegel) von 17 mm verankert werden. 3.5 Verankerungsgrund Die Leitlinie gilt für die Verankerung der Dübel in Normalbeton der Festigkeitsklassen von C 12/15 bis C 50/60 gemäß EN 206. Die Mindestbauteildicke muss das Zweifache der effektiven Verankerungstiefe und mindestens 80 mm betragen. 3.6 Kategorien Teil 6 gilt für Verankerungen folgender Kategorien: a) Nutzungskategorie - Verwendung im gerissenem und ungerissenen Beton (Mehrfachbefestigung); b) Dauerhaftigkeitskategorien - Verwendung in Bauwerken mit trockenen Innenraumbedingungen - Verwendung in Bauwerken, die anderen Umweltbedingungen ausgesetzt sind 3.7 Versuche Die Art und Anzahl der erforderlichen Eignungsversuche und die auf die Ergebnisse anzuwendenden Kriterien sind für die verschiedenen Dübeltypen in Tabellen aufgeführt. Im Allgemeinen müssen alle Prüfungen am einzelnen Dübel ohne Einfluss von Rand- und Achsabstand unter Zugbelastung durchgeführt werden. Die zulässigen Anwendungsbedingungen der Dübel sind durch Zugversuche in gerissenem Beton mit einer Rissbreite von 0,2 mm durchzuführen. Wenn das Bemessungsverfahren C angewandt wird, können Versuche zur Bestimmung der erforderlichen Achs- und Randabstände entfallen, wenn folgende Werte eingehalten werden: Achsabstand s cr Randabstand c cr Dicke des Betonbauteils wegkontrolliert spreizende Dübel 200 mm und 4 h ef 150 mm und 3 h ef 80 mm und 2 h ef alle anderen Dübel 200 mm und 4 h ef 100 mm und 3 h ef 80 mm und 2 h ef 3.8 Versuchsauswertung Die in den Eignungsversuchen erzielten Höchstlasten der Dübel müssen - je nach Versuchsart - mindestens 75 % bis 100 % der Höchstlasten der Referenzversuche unter Standardbedingungen erzielen. Ist dies nicht der Fall, so sind Abminderungsfaktoren bei der Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit der Dübel zu berücksichtigen. Die Anforderungen an die Last/Verschiebungskurven sind gegenüber ETAG 001 Teil 1 bis Teil 5 reduziert. Ein Abfall der Last und/oder ein horizontaler oder nahezu horizontaler Verlauf der Kurve durch unkontrollierten Schlupf des Dübels ist hier bis zu einer Höhe von 40% der Höchstlast nicht akzeptabel; für die anderen Teile der ETAG 001 beträgt der Wert 70%. Anforderungen an die Streuung der Last/Verschiebungskurven werden nicht gestellt von 7

6 4 Deutsche Festlegungen für die Mehrfachbefestigung Die in Anhang 1 zu ETAG 001 Teil 6 von Deutschland vorgeschlagenen Festlegungen für die Verwendung der Dübel als Mehrfachbefestigung erfolgten aufgrund von wissenschaftlichen Untersuchungen über Mehrfachbefestigungen von nichttragenden Systemen und entsprechen der bisherigen nationalen Zulassungspraxis. Die Versagenswahrscheinlichkeit des nichttragenden Systems bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels und einer Lastumlagerung auf benachbarte Dübel liegt in der Größenordnung der Versagenswahrscheinlichkeit eines Dübels bei Verwendung als Einzeldübel nach ETAG 001 Teil 2 bis Teil 5. Von Deutschland wurden folgende Zahlenwerte vorgeschlagen: n 1 4; n 2 1 und n kn oder n 1 3; n 2 1 und n kn. Hierbei sind n 1 die Anzahl von Befestigungsstellen, n 2 die Anzahl von Dübeln je Befestigungsstelle und n 3 der Bemessungswert der Einwirkungen N Sd einer Befestigungsstelle. Diese Werte entsprechen den im Anhang 1 vorgegebenen Grenzwerten, die verwendet werden können, wenn ein Mitgliedstaat keine Definition vorgibt. 5 Zusammenfassung Durch die Verabschiedung von ETAG 001 Teil 6 können jetzt europäische technische Zulassungen für die Verwendung von Metalldübeln als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen erteilt werden. Der Versuchsumfang und die Anforderungen an die Dübel konnten im Vergleich zu den anderen Teilen der Leitlinie ETAG 001 erheblich reduziert werden. Verfasser: Ltd. BD Dipl.-Ing. Klaus Laternser, DIBt, Obmann der EOTA-Arbeitsgruppen "Dübel" Literatur: [1] ETAG 001 Teil 6 - Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton Dübel für die Verwendung als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen Ausgabe November 2001, Veröffentlichung im Bundesanzeiger vorgesehen von 7

7 [2] ETAG Leitlinie für die europäische technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton; Teile 1 bis 3: veröffentlicht im Bundesanzeiger Nr. 95a vom 26. Mai 1998 und Sonderheft Nr. 16 vom 31. Dezember 1997 der Mitteilungen des Deutschen Instituts für Bautechnik; Teil 4: veröffentlicht im Bundesanzeiger Nr.105a vom 11. Juni 1999 Teil 5: veröffentlicht im Bundesanzeiger Nr.49a vom 12. März von 7