Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nicht tragenden Trennwänden aus Mauerwerk von der Tragstruktur

Im Rahmen des Projekts werden innovative Entkopplungselemente für den Anschluss von Mauerwerksausfachungen und nicht tragenden Trennwänden an die Tragstruktur entwickelt, die eine unplanmäßige Beteiligung des Mauerwerks am Lastabtrag verhindern. Die Entkopplungselemente setzen sich aus recycelbaren nachgiebigen Materialien zusammen, die durch einen speziellen Steifigkeitsaufbau und eine optimierte Formgebung in der Lage sind Relativverschiebungen zwischen der Tragstruktur und dem Mauerwerk in Wandrichtung aufzunehmen und gleichzeitig ein Ausweichen der Wand senkrecht zur Ebene verhindern. Damit wird ein Paradigmenwechsel vollzogen, da der traditionelle Lösungsweg einer Verstärkung der Mauerwerkswände in Kombination mit aufwändigen metallischen Halterungen verlassen wird. Im Rahmen des Projekts werden zunächst die Basismaterialien für die Entkopplungselemente ausgewählt und experimentell untersucht. Dann erfolgen der Entwurf der Entkopplungselemente auf Grundlage von rechnerischen Simulationen und die experimentelle Ermittlung der Tragfähigkeiten in Kleinversuchen. Im Anschluss daran werden Versuche an Ausfachungswänden und nicht tragenden Trennwänden mit den installierten Entkopplungssystemen durchgeführt, die durch rechnerische Parameterstudien ergänzt werden. Auf Grundlage der experimentellen und rechnerischen Ergebnisse erfolgt dann die Ableitung von Bemessungstabellen und Ausführungsdokumenten für Architekten und Tragwerksplaner. Mit Abschluss des Projekts stehen der Baupraxis neue innovative und kostengünstige Entkopplungselemente zur Verfügung, die vorgefertigt auf die Baustelle geliefert und effizient zu installieren sind. Die Lösung ist für alle kleinen und mittleren steinherstellenden Unternehmen der gesamten Mauerwerksindustrie nutzbar, da die Entkopplung flexibel auf alle Geometrien von Mauersteinen und Materialien anwendbar ist. Mit den Entkopplungselementen werden Schäden sowohl unter Gebrauchslasten als auch unter hohen seismischen Lasten minimiert.

Ergebniszusammenfassung:

Zunächst wurden experimentelle Prüfungen gemäß den Normen durchgeführt, um die materiellen und mechanischen Eigenschaften der im Projekt verwendeten Ziegel und des Mauerwerks zu bestimmen.

Darüber hinaus wurde das Verhalten von Mauerwerksausfachungen und -trennwänden eingehend untersucht, um die Anforderungen zu definieren, die ein Entkopplungssystem erfüllen muss, um Schäden an Mauerwerksausfachungen und -trennwänden erfolgreich zu verhindern. Da Mauerwerksausfachungen und Trennwände unterschiedlichen Belastungsarten ausgesetzt sind, wurde eine Form des Entkopplungssystems für die Entkopplung von Mauerwerksausfachungen und eine andere für Trennwände vorgeschlagen.

Die Ergebnisse der Materialtests wurden anschließend in numerischen Simulationen verwendet, in denen das Verhalten verschiedener Konfigurationen von Mauerwerksausfachungen und -trennwänden in Kombination mit Entkopplungssystemen mit unterschiedlichen Eigenschaften analysiert wurde. Auf der Grundlage der Materialtests und numerischen Simulationen wurden die Entkopplungssysteme für Mauerwerksausfachungen und -trennwände entworfen.

Die im Rahmen des Projekts erzielten Ergebnisse bestätigen eindeutig die Funktionalität des entwickelten Systems für Mauerwerksausfachungen und Trennwände. Darüber hinaus ist der Einbau des Entkopplungssystems einfach und praktisch, was für die Anwendung in der Praxis von größter Bedeutung ist.