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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 1.1
1.1 Anlass und Auftrag 1.1
1.2 Aufgabenstellung 1.2
1.3 Organisation des Berichtes 1,3
2 Bisheriger Stand der Erkenntnisse zur Berechnung des Tragverhaltens von Mauerwerk 2.1
2.1 Allgemeines 2.1
2.2 Grundlagen für ingenieurmäßige Nachweise bei Normaltemperatur 2.3
2.2.1 Allgemeines 2.3
2.2.2 Druckfestigkeit von Mauerwerk 2.3
2.2.3 Zugfestigkeit von Mauerwerk 2.6
2.2.4 Schubfestigkeit von Mauerwerk 2.9
2.2.5 Spannungs-Dehnungs-Beziehungen von Mauerwerk 2.9
2.2.6 Weitere bauphysikalische Grundlagen 2.13
2.3 Grundlagen für ingenieurmäßige Nachweise bei Brandbeanspruchung 2.17
2.3.1 Allgemeines 2.17
2.3.2 Vorliegende Erfahrungen zum Brandverhalten von Mauerwerk 2.18
2.3 .3 Grundlagen der Brandschutz technischen Beurteilung von Mauerwerk nach DIN 4102 Teil 4 2.25
2.3.4 Fehlende Informationen zur systematischen Bewertung von Mauerwerk 2.28
2.4 Schlussfolgerungen, Einflussparameter 2.29
3 Thermische Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung 3.1
3.1 Allgemeines zu den Temperatureigenschaften 3.1
3.2 Grundlagen der Wärmeentwicklung durch Brand 3.2
3.3 Zusammenfassung vorliegender Erkenntnisse 3.3
4 Mechanische Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung der Einzelbaustoffe 4 .1
4.1 Allgemeines zu den mechanischen Materialeigenschaften 4.1
4.2 Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Hochtemperaturverhaltens 4. 2
4.2.1 σ-ε Versuche 4.4
4.2.2 Thermische Dehnung ε_th und Gesamtdehnungen ε_w, (sog. Warmkriechversuche) 4.5
4.3 Ergebnisse der durchgeführte Untersuchungen zur Bestimmung der Materialeigenschaften unter Hochtemperaturbeanspruchung 4.6
4.3.1 Steine 4.6
4.3.1.1 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Porenbeton 4.6
4.3.1.2 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Kalksandstein 4.9
4.3.1.3 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Leichtbeton 4.12
4.3.1.4 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Mauerziegel 4.15
4.3.2 Mörtel 4.18
4.3.2.1 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Leichtmörtel 4.18
4.3.2.2 Untersuchungsergebnisse und Bewertung Normalmörtel 4.20
4.3.2.3 Bewertung von Dünnbettmörtel 4.22
4.4 Vergleichende Betrachtungen, Schlussfolgerungen, Wertung 4.22
4.4.1 Vergleichende Betrachtungen 4.22
4.4.2 Schlussfolgerungen und Wertung 4.25
5 Mauerwerksabschnitte unter Hochtemperaturbeanspruchung 5.1
5.1 Allgemeines 5.1
5.2 Durchgeführte Untersuchungen 5.2
5.2.1 Thermische Dehnung ε_th 5.2
5.2.2 Gesamtdehnungen ε_w (sog. Warmkriechversuche) 5.3
5.3 Untersuchungsergebnisse und Bewertung 5.3
5.3.1 Mauerwerksabschnitte aus Porenbeton 5.3
5.3.2 Mauerwerksabschnitte aus Kalksandstein 5.7
5.3.3 Mauerwerksabschnitte aus Leichtbeton 5.12
5.3.4 Mauerwerksabschnitte aus Mauerziegel 5-14
5.4 Vergleichende Betrachtungen, Schlussfolgerungen, Wertung 5.19
5.4.1 Vergleichende Betrachtungen 5.19
5.4.2 Schlussfolgerungen und Wertung 5.23
6 Entwicklung eines allgemeinen rechnerischen Nachweisverfahrens zum Trag- und Verformungsverhalten von Mauerwerk unter Brandbeanspruchung 6.1
6.1 Thermische Analyse 6.1
6.1.1 Grundlagen 6.1
6.1.2 Problemstellung 8.4
6.1.3 Umsetzung der Materialgesetze in das Rechenverfahren 6. 6
6.1.3.1 Thermische Analyse - Porenbeton 6.8
6.1.3.2 Thermische Analyse - Kalksandstein 6.11
6.1.3.3 Thermische Analyse - Leichtbeton 6.14
6.1.3.4 Thermische Analyse - Ziegel 6.17
6.1.4 Verifizierung 6.20
6.1.5 Offene Probleme 6.22
6.2 Mechanische Analyse 6.23
6.2.1 Grundlagen 6.23
6.2.2 Problemstellung 6.26
6.2.3 Umsetzung der Materialgesetze in das Rechenverfahren 6.27
6.2.3.1 Allgemeine Grundlagen 6.27
6.2.3.2 Porenbeton 6.29
6.2.3.3 Kalksandstein 6.37
6.2.3.4 Leichtbeton 6.42
6.2.3.5 Ziegel 6.45
6.2.3.6 Leichtmörtel 6.47
6.2.4 Verifizierung 6.51
6.2.5 Offene Probleme 6.52
7 Vereinfachtes Nachweisverfahren für Mauerwerk unter Hochtemperaturbeanspruchung 7.1
7.1 Grundlagen 7.1.
7.2 Annahmen 7.2
7.3 Erläuterung des Verfahrens 7.4
7.3.1 Allgemeines 7.4
7.3.2 Porenbeton 7.8
7.3.3 Kalksandstein 7.13
7.3.4 Leichtbeton aus Bims 7.16
7.3.5 Ziegel 7.17
7.4 Verifizierung 7.18
7.5 Offene Probleme 7.19
8 Zusammenfassung 8.1
8.1 Schlussfolgerungen und Bewertung der Rechenverfahren 8.1
8.11 Allgemeines 8.1
8.1.2 Allgemeines rechnerisches Nachweisverfahren 8.2
8.1.3 Vereinfachtes Rechenverfahren 8.3
8.2 Empfehlungen zur Umsetzung in die Praxis 8.4
Literatur L.1
[1] bis [27]
Normen und Richtlinien N.1
[N1] bis [N19]
Formelzeichen F.1
Anlagenverzeichnis A.1

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Der Eurocode 6 für Deutschland
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DIN EN 1996: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten mit Nationalen Anhängen. Kommentierte Fassung. Herausgeber: Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau (DGfM), DIN e.V
2013, 190 S., m. 120 Abb. 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Die drei Teile des Eurocode 6 DIN EN 1996 zur Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten einschließlich der zugehörigen Nationalen Anhänge werden praxisgerecht zu einem durchgängig lesbaren Text zusammengefasst und ausführlich kommentiert. Erläuterungen und Beispiele erleichtern dem Anwender die Einarbeitung in das neue EC6-Regelwerk und die Anwendung in der Praxis. Im Einzelnen werden folgende Teile der Norm mit den jeweiligen Nationalen Anhängen im Volltext abgedruckt und kommentiert: Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk; Teil 2: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk; Teil 3: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten.

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Wolfram Jäger, Gero Marzahn
Mauerwerk, Bemessung nach DIN 1053-100
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Bemessung nach DIN 1053-100
2010, XVI, 541 S., 293 SW-Abb., 88 Tabellen. 240 mm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Die Berechnung und Bemessung von Mauerwerk nach dem Teilsicherheitskonzept wurde in dem neuen Normteil DIN 1053-100 festgeschrieben. Dieses Buch gibt umfassende Erläuterungen zur praktischen Anwendung der Bemessungsnorm für Mauerwerk DIN 1053-100 und über die Hintergründe des semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes. Aufbauend auf den mechanischen Eigenschaften von Mauersteinen, Mauermörteln und Mauerwerk werden die Grundlagen für den Tragwerksentwurf und die Bemessung und Nachweisführung detailliert beschrieben. Auch die Erdbebenbemessung und die Berechnung von Natursteinmauerwerk werden behandelt. Der Festigung des Verständnisses dienen zahlreiche Einzelbeispiele sowie ein vollständig durchgerechnetes Komplexbeispiel.

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Erdbeben und Mauerwerk. 11. D-A-CH-Tagung 2009
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Gültig ab: 01.09.2009.
2009, 202 S., Softcover

 

 

Die Dokumentation fasst die Referate der gleichnamigen Tagung zusammen. Die Vorträge thematisierten das Erdbebenverhalten, die experimentelle Untersuchung, die numerische Modellierung. Ein weiterer Schwerpunkt wurde auf die Berechnung, die Bemessung und die Überprüfung gesetzt. Im letzten Teil der Dokumentation wird auf die Erdbebenertüchtigung bestehender Gebäude eingegangen.

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Forschungsberichte

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Wolfram Jäger, Jürgen Ries, Maik Erler, Peter Schöps
OptiHaP - Umsetzung einer optimierten Prüfung der Haftscherfestigkeit im Mauerwerksbau in Anlehnung an das bisherige europäische Verfahren nach DIN EN 1052-3
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Mit dem Übergang auf die europäischen Prüfnormen wird die Haftscherfestigkeit nach DIN EN 1052-3 geprüft. Die damit erreichbaren Werte sind etwa um die Hälfte geringer als nach dem bisherigen deutschen Prüfverfahren nach DIN 18555-5. Die Ursachen dafür konnten bisher nicht geklärt werden. Es war im Rahmen dieses Forschungsvorhabens ein geeigneter Versuchsaufbau in Anlehnung an das europäische Prüfverfahren zu testen und weiter zu optimieren. Mit dem Forschungsvorhaben konnten die Unterschiede zwischen dem alten Prüfverfahren nach DIN 18555-5 und dem neuen gemäß DIN EN 1052-3 nach eingehenden Untersuchungen mechanisch und experimentell erklärt werden. Die Ursache liegt in den auftretenden Biegezugspannungen, die das Ergebnis verfälschen. Die Ergebnisse werden der Bauaufsicht und den Normungsgremien zur Verfügung gestellt, um eine Praxiseinführung in Angriff zu nehmen.

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Christoph Butenweg, Thomas Kubalski, Julia Rosin
Improved seismic design concepts for masonry buildings in Germany
Report WP1: Objectives and basics of linear and nonlinear calculation methods. Report WP2: Selection and definition of representative masonry buildings. Report WP3: Parametric study. Report WP4: Final Report
Bauforschung, Band T 3372
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Die Zielstellung des Forschungsprojekts war es die offensichtlich vorhandenen Sicherheitsreserven von modernen unbewehrten Mauerwerksbauten im Rahmen der Anwendung von linearen und nichtlinearen Nachweiskonzepten in den geltenden Normen verfügbar zu machen. Im Projekt wurde ein neuer Verhaltensfaktor erarbeitet, der eine wesentlich bessere Ausnutzung der Tragreserven ermöglicht und ohne Änderungen innerhalb der traditionellen kraftbasierten Berechnung angewendet werden kann, welche für die Ingenieure auch in den kommenden Jahren der Standard bleiben wird. Das vorgeschlagene Konzept steht im Einklang mit dem neuen Entwurf der DIN EN 1998-1-2018.

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W. Brameshuber, D. Saenger
Überprüfung der ansetzbaren Verbundspannungen für die Verankerung der Bewehrungsstäbe in Mauerwerk nach DIN 1053-3 und DIN EN 1996-1-1. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3295
2013, 180 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
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Für den Nachweis der Verankerung der Bewehrung in Mauerwerk werden in DIN 1053-3 bzw. im Eurocode 6 zulässige Grundwerte der Verbundspannungen bzw. charakteristische Verbundfestigkeiten angegeben. Für eine vertikale Bewehrung in Formsteinen bzw. Aussparungen wurden die Werte in Anlehnung an DIN 1045 festgelegt. Grundlage hierfür waren i. W. Untersuchungen an Prüfkörpern aus Mauerziegeln. Neuere Untersuchungen an Prüfkörpern mit KS-Formsteinen liefern deutlich niedrigere Werte, teilweise sogar geringere Verbundfestigkeiten als bei in Lagerfugen eingebetteter Bewehrung. Die geringeren Verbundfestigkeiten im Vergleich zum Beton sind hauptsächlich auf den Einfluss des Wasserabsaugens der Mauersteine sowie hohe w/z-Werte für die Verbesserung der Fließeigenschaften und schlechtere Verdichtungsmöglichkeiten des Mörtels zurückzuführen. Die Übertragung der Bemessungswerte der Verbundspannungen aus DIN 1045 auf in Formsteinen und Aussparungen angeordnete Bewehrung ohne Differenzierung nach Querschnittsgeometrien und Steinarten ist daher nicht abgesichert und stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Auch im Eurocode 6 wird der Einfluss des Wasserabsaugens auf die Verbundfestigkeit von Beton, der von Mauersteinen umschlossen ist, nicht berücksichtigt. Die Verbundfestigkeiten des Mörtels sind unter Beachtung der entsprechenden Anwendungsnormen für Mauermörtel (Zuordnung der Mörtelgruppen nach DIN V 18580) deutlich höher als nach DIN 1053-3. Es besteht daher auch vor dem Hintergrund der bevorstehenden Einführung des Eurocode 6 dringlicher Bedarf, diese Unsicherheiten zu beheben und die entsprechenden Erkenntnislücken zu schließen. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es daher, die in DIN 1053-3 bzw. im Eurocode 6 enthaltenen Werte für die Übertragung von Verbundspannungen, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen, zu überprüfen und ggf. neue charakteristische Werte vorzuschlagen. Im ersten Schritt wurden daher der gegenwärtige Erkenntnisstand bzgl. der Verbundspannungen zwischen Mörtel und Bewehrungsstab u

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Bauforschung, Band T 3282
2012, 48 S., 12 Abb. u. 6 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Von bauaufsichtlicher Seite gibt es Bedingungen für die Einführung von Eurocodes. Dazu zählen unter anderem: Die nationalen Anhänge zu den Eurocodes müssen vorliegen, es muss eine Anwendungserprobung erfolgt sein und Vergleichsrechnungen müssen vorliegen. In diesem Forschungsvorhaben zum Mauerwerksbau wurde auf der Basis der nationalen Anhänge zum Eurocode 6 eine Anwendungserprobung durchgeführt. Die Vergleichsrechnungen zwischen bestehender Norm DIN 1053-1:1996 und der zukünftigen EC 6-Serie wurden von fünf Ingenieurbüros durchgeführt. Vier Ingenieurbüros führten die Vergleichsrechnungen an bereits bestehenden Gebäuden durch, bei denen die Bauteile normal belastet waren. Ein Ingenieurbüro führte Vergleichsrechnungen an hoch ausgelasteten Bauteilen aus verschiedenen Stein-Mörtel-Kombinationen an drei verschiedenen Gebäudetypen (Einfamilienhaus, Reihenhaus, Mehrfamilienhaus) durch. Ein anderes Ingenieurbüro führte darüber hinaus spezielle Nachweise durch, die nur in Sonderfällen zum Einsatz kommen. Im Gesamtergebnis kann festgehalten werden, dass die Unterschiede von alter Norm zu neuer Norm nicht gravierend sind. Die Vergleichsrechnungen der Ingenieurbüros haben gezeigt, dass der Eurocode 6 mit zugehörigen deutschen Anhängen praxisgerecht anwendbar ist. Einer bauaufsichtlichen Einführung der neuen europäischen Normengeneration stimmen alle Forscher zu.

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Annette Jarosch
Ausfachungsflächen windbeanspruchter Mauerwerkswände unter Berücksichtigung der Windlasten nach DIN 1055-4:2005
Bauforschung, Band T 3241
2010, 34 S., 4 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Ziel der Forschungsarbeit beinhaltete die Erstellung von Bemessungshilfsmitteln für windbeanspruchte nichttragende Ausfachungswände aus Mauerwerk. Unter Anwendung eines an der TU Darmstadt entwickelten Berechnungsmodells zur Bestimmung der aufnehmbaren Windlasten im Grenzzustand der Tragfähigkeit konnte ein Bemessungskonzept erarbeitet und maximal zulässige Ausfachungsflächen von Mauerwerkswänden in Abhängigkeit festgelegter Randbedingungen und Materialparametern angegeben werden. Die zulässigen Ausfachungsflächen nichttragender Außenwände unter Windbeanspruchung wurden unter Berücksichtigung des semiprobabilistischen Teilsicherheitskonzeptes für zwei Lagerungsbedingungen, drei vertikale Biegezugfestigkeiten und vier unterschiedliche Biegezugfestigkeitsverhältnisse abgeleitet. Die angegebenen Ausfachungsflächen wurden unter Annahme konservativer Randbedingungen ermittelt. Ein sich möglicherweise einstellender Membranspannungszustand wurde nicht berücksichtigt, da er sich nicht in allen Anwendungsfällen zweifelsfrei einstellt. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Studie keinerlei Untersuchungen zur notwendigen Zuverlässigkeit von Ausfachungsflächen enthält. In den Bemessungstabellen wurden vielmehr die nach DIN 1055-100 und DIN 1053-100 definierten Teilsicherheitsbeiwerte unverändert übernommen, ohne zu überprüfen, inwieweit diese zur Errechnung des für erforderlich erachteten Zielwertes der Systemzuverlässigkeit angemessen sind. Die Tabellen erlauben jedoch eine Möglichkeit der direkten Berücksichtigung eines reduzierten Teilsicherheitsbeiwertes auf der Einwirkungsseite. Mit den Bemessungstabellen steht der Praxis ein einfaches Hilfsmittel für den Nachweis der Lastabtragung windbeanspruchter Außenwände zur Verfügung.

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Förster, Valentin; Graubner, Carl?Alexander
Extended conditions of application of DIN EN 1996-3/NA for high walls
Das Mauerwerk, 2019

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Naumann, Kai
Bauakustische Bemessung auf hohem Niveau. Mehrgeschossbauten mit Ziegelmauerwerk
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Kranzler, Thomas
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Das Mauerwerk, 2019

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Schermer, Detleff; Meyer, Udo Joachim; Lutman, Marjana; Triller, Petra
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Pfetzing, Thomas; Fehling, Ekkehard; Meyer, Udo Joachim
Shear capacity of brick masonry with partially supported slab
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