W. Brameshuber/D. Saenger · Untersuchungen zum Verbund von Bewehrung in Lagerfugen und Aussparungen
nung nach Mörtelgruppen setzt voraus, dass die Mörteldruckfestigkeit im Mauerwerk mindestens so groß ist wie die Mindestdruckfestigkeit des Mörtels nach DIN V 18580. Für eine genauere Bestimmung der ansetzbaren Verbundspannungen wird jedoch empfohlen, die Mörteldruckfestigkeit in Lagerfugen bzw. im Verfüllkanal zu bestimmen und diese als Bezugsgröße in den 5%-Quantilgleichungen einzusetzen. Die abgeleiteten charakteristischen Verbundfestigkeitswerte sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Sie entsprechen den nachfolgend definierten Randbedingungen und gelten für die ungünstigste Stein-Mörtel-Kombination: Die Werte werden nach Bewehrungsanordnung und Verbundqualität unterteilt, da die Versuchsergebnisse bestätigt haben, dass die Verbundspannung von der Querschnittsgeometrie des Verfüllkanals, der Verfüllungsart des Mörtels und der damit erzielten Verbundqualität abhängt. In den Formsteinen bzw. Aussparungen wird der Mörtel schlechter verdichtet als in der Fuge, da dort durch das Anklopfen und Drücken der Steine eine gewisse Verdichtung erreicht wird. So ist der Verbund in den Formsteinen mit dem Verbundbereich II (mäßiger Verbund) in DIN 1045 zu vergleichen. Bedingt
Um anhand einer statistischen Auswertung charakteristische Verbundspannungen (5%-Quantilwerte), getrennt nach Bewehrungsanordnung, mit einem hohen Konfidenzniveau zu ermitteln, lagen zahlenmäßig nicht genügend Versuchsdaten für die jeweiligen Mörtel-Kombinationen vor. Da analog zum Stahlbeton ein direkter Zusammenhang zwischen der Verbundfestigkeit von Bewehrungsstahl in bewehrtem Mauerwerk und der Mörteldruckfestigkeit im Mauerwerk (βD,F(ibac) bzw. βD,K) existiert, konnten unter Bezug auf die Versuchswerte Regressionsrechnungen für die Beschreibung dieses Zusammenhangs, getrennt nach der Bewehrungsanordnung, durchgeführt werden. In Tabelle 4 sind die daraus resultierenden 5%-Quantilgleichungen dargestellt, die in den Bildern 4, 6 und 11 dargestellt sind. Aus diesen 5%-Quantilgleichungen wurden charakteristische Verbundfestigkeiten getrennt nach Mörtelgruppen – durch Einsetzen der Mindestdruckfestigkeit der jeweiligen Mörtelgruppe (5 N/mm² für NM IIa, 10 N/mm² für NM III und 20 N/mm² für NM IIIa) – analog der bis heute noch gültigen Norm DIN 1053-3 und Eurocode 6 abgeleitet. Diese Zuord-
Tabelle 4. 5%-Quantilgleichungen zur Ermittlung von charakteristischen Verbundfestigkeiten Table 4. 5%-fractile equations for the determination of characteristic anchorage values Bewehrungsanordnung
Verbund
horizontal in Formsteinen
mäßig
horizontal in der Lagerfuge
gut
5-%-Quantilgleichung
fbk,horizontal,Formsteine,alle = 0,11 · β0,66 D,K fbk,Lagerfuge = 0,17 · β0,66 D,F(ibac) für alle Steine fbk,Lagerfuge = 0,22 · β0,66 D,F(ibac) für HLz
stehend in Aussparungen stehend in Formsteinen bzw. Aussparungen (≥ 135 mm)
mäßig
fbk,vertikal,Formsteine,alle = 0,11 · β0,66 D,K fbk,vertikal,Formsteine ≥135mm = 0,13 · β0,66 D,K
gut
Tabelle 5. Vorschlag für die charakteristischen Verbundfestigkeiten der Bewehrung Table 5. Proposal of characteristic anchorage strength of reinforcement Mörtel in N/mm² Bewehrungsanordnung
Verbund
NM IIa
NM III
NM IIIa
(M5)
(M10)
(M20)
horizontal in der Lagerfuge und in Formsteinen
mäßig
0,30
0,50
0,80
gut
0,501)
0,751)
1,201)
stehend in Formsteinen bzw. Aussparungen
mäßig
0,30
0,50
0,80
gut
0,35
0,60
0,90
1)
Für Mauerziegel kann dieser Wert um 30 % erhöht werden
durch die Querschnittsgeometrie der Aussparungen können negative Einflussfaktoren wie das Wasserabsaugen vom Mauerstein verstärkt sowie die erreichbare Qualität der Verdichtung beeinflusst werden. Die Versuchsdaten zeigen, dass für die Lagerfugenbewehrung die Werte bei Hochlochziegeln deutlich über denen von Kalksandsteinen liegen. Für eine Bewehrung in Formsteinen (verfüllt mit Beton) konnten aufgrund nicht ausreichender Versuchsdaten keine eigenen, charakteristischen Verbundfestigkeitswerte vorgeschlagen werden.
8 Zusammenfassung Mit dem Ziel, die ansetzbaren Verbundspannungen für die Verankerung von Bewehrungsstäben in Mauerwerk unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren zu überprüfen, wurden im ersten Schritt die aus der Literatur gewonnenen Untersuchungsergebnisse zusammengestellt und ausgewertet. In einem umfangreichen Versuchsprogramm folgte im zweiten Schritt die Untersuchung der Verbundeigenschaften zwischen Bewehrung und Mauermörtel sowohl bei horizontal eingelegter Bewehrung in Lagerfugen als auch bei vertikal in kleinen und großen Aussparungen angeordneter Bewehrung mittels Ausziehversuchen. Außerdem wurden bei den Untersuchungen an vertikal angeordneter Bewehrung die Einflüsse der Verfüllungsund Verdichtungsart des Füllmörtels bzw. -betons analysiert. Vor allem bei vertikaler Bewehrungsführung liegen die Versuchswerte aller Normalmörtel unter den charakteristischen Verbundfestigkeiten in DIN 1053-3 sowie im Eurocode 6 und müssen deshalb dringend überarbeitet werden. Analog zum Stahlbeton wurden für den Zusammenhang zwischen den mittleren Verbundspannungen und den Mörteldruckfestigkeiten in bewehrtem Mauerwerk getrennt nach der Bewehrungsanordnung Regressionsrechnungen durchgeführt. Daraus leiten sich – getrennt nach Mörtelgruppen – neue, auf der sicheren Seite liegende, charakteristische Werte ab. Diese Werte sollen anhand weiterer Untersuchungen abgesichert werden und schließlich künftig im Nationalen Anhang zum Eurocode 6 einfließen.
Mauerwerk 17 (2013), Heft 1
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