Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Planziegelmauerwerk - Bestimmung der Eingangswerte für die Bemessung auf Basis von Versuchen: Druckfestigkeitsprüfung an Wandprüfkörpern und Ersatzprüfverfahren

In der Europäischen Norm für die Bemessung von Mauerwerk (Eurocode 6) werden für die Ermittlung der Druckfestigkeit von Planziegelmauerwerk zentrische Druckversuche an RILEM-Körpern nach DIN EN 1052-1 (Prüfkörperhöhe 1,25 m) vorgegeben. Aus den Versuchsergebnissen kann direkt die charakteristische Mauerwerksdruckfestigkeit fk bestimmt werden. Dieses Vorgehen ist in den europäischen Nachbarländern Deutschlands der Regelfall und hat sich vom Grundsatz her bewährt.

In Deutschland wird diese Vorgehensweise mit dem nationalen Anhang von EC 6 ausgeschlossen und für sämtliche Planziegel ist die Erwirkung einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik zwingend erforderlich. Im Zuge dieser Zulassungsverfahren werden äußerst aufwendige sog. doppeltexzentrische Versuche an geschosshohen Wänden gefordert, bei denen am Wandkopf und -fuß die Last nicht zentrisch sondern mit einer entgegengesetzten Ausmitte eingeleitet wird. Entsprechend ist die daraus bestimmte Druckfestigkeit deutlich kleiner als die nach DIN EN 1052-1 ermittelte. Dieses stellt zudem eine wirtschaftliche Benachteiligung gegenüber Produkten aus europäischen Nachbarländern mit den dort deklarierten Festigkeiten dar.

Ziel und Ergebnis des Forschungsprojektes muss es sein, einfache Verfahren zu entwickeln, mit denen auf Basis von Versuchen an Kleinkörpern oder Einzelsteinen die für die Bemessung von Planziegelmauerwerk relevanten Effekte bestimmt werden können. Hierbei sind z.B. die Besonderheiten im Bereich der Endauflagerung von teilaufgelagerten Geschossdecken zu nennen, bei denen in den benachbarten Steinlagen mehraxiale Spannungszustände wirken, was bemessungsrelevant sein kann.

Zudem ist parallel dazu das Ziel, die Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Bauweise durch die Sicherstellung höherer und verlässlicher Festigkeitswerte zu erreichen. Die Prüfverfahren sollen Eingang in die Normung finden.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel und Ergebnis des Forschungsprojekts bestand zum einen in der Analyse des Last-Verformungs-Verhalten von Mauerwerkswänden aus Planhochlochziegeln mit Groß- und Kleinkammerlochung unter dominierender Normal- kraftbeanspruchung und zum anderen abgesicherte Bemessungsvorgaben auf Basis der vorangegangenen Analyse zu erarbeiten. Die wesentliche Randbedingung der Bemessungsvorgabe stellte dabei die Verträglichkeit mit den normativen Bemessungsansatz mittels starr-plastischem Spannungsblock unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Lochbilder (Groß- und Kleinkammerlochung) sowie die aktuelle Prüfvorgabe des doppelt- exzentrischen-Druckversuchs an geschosshohen Mauerwerkswänden dar.

Hierfür wurde eine fundierte Datenbasis erarbeitet, welche neben den eigenen experimentellen Untersuchungen vor allem Versuchsergebnisse externer Untersuchungen – vom projektbegleitenden Ausschuss der AMZ zur Verfügung gestellt – von zentrischen und doppelt-exzentrischen Druckversuchen beinhaltet. Dadurch konnte den einzelnen produktabhängigen Baustoffeigenschaften und Parameter verschiedener Planziegeltypen Rechnung getragen werden. Die darauf aufbauende analytische Auswertung auf Querschnittsebene der doppelt-exzentrischen Druckversuche hat aufzeigt, dass sich infolge Umlagerungseffekte z. T. größere Randspannungen als bei zentrischer Beanspruchung ergeben. Um die analytischen Beziehungen in den normativen Bemessungsansatz am Wandkopf zu überführen, wurde auf Grundlage der Datenbasis die Moment-Normalkraft-Interkation abgeleitet. Durch die Gegenüberstellung des exzentrischen bzw. zentrischen Spannungsblocks auf Basis der Moment-Normalkraft-Interaktion zeigt sich, dass die Bemessung am Wandkopf auf Basis eines reduzierten Spannungsblocks durchgeführt werden kann. Die Beanspruchungssituation am Wandfuß – wo insbesondere aus der teilaufliegenden Decke Unstetigkeiten im Spannungs- und Dehnungszustand resultieren – kann ebenfalls mit einem reduzierten Spannungsblock Rechnung getragen werden.