Energetische Bewertung von Vorwandmontagesystemen Seite 4

Tragverhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall Seite 15

Zugversuche an Injektionsankern im Mauerwerk Seite 28

Das Magazin fuumlr Ingenieure Architekten und PlanerNovember 2020 middot Nr 20 middot Jahrgang 14

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Fachthemen

4 Energetische Bewertung vonVorwandmontagesystemen

15 Tragverhalten nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall am Beispiel des Wuumlrth Injektionssystems WIT-PE 1000

28 Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Injektions-ankern in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk

Neuigkeiten

10 HelloCircle

26 Groszlige Retrospektive im Museacutee Wuumlrthin Erstein

Loumlsungen

12 Fixanker W-FAZ Pro

40 Wuumlrth Technical Software

42 Wuumlrth RELAST Verbundankerschraube

46 Wuumlrth Planerseminare

Herausgeber Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG 74650 Kuumlnzelsau T +49 7940 15-0 middot F +49 7940 15-1000 infowuerthcom middot wwwwuerthde Ausgabe 112020 Nr 20 middot Jahrgang 14copy by Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Printed in Germany Alle Rechte vorbehaltenVerantwortlich fuumlr den Inhalt Hans-Peter TrehkopfGBPRedaktionKoordination Andreas EgeMCMK Redaktion Inhalt Matthias OumlchsnerGBPI Gestaltung Baumann amp Baltner Ludwigsburg

Wir behalten uns das Recht vor Produktveraumlnderungen die aus unserer Sicht einer Qualitaumltsverbesserung dienen auch ohne Vorankuumlndigung oder Mitteilung jederzeit durchzufuumlhren Abbildungen koumlnnen Beispiel-abbildungen sein die im Erscheinungsbild von der gelieferten Ware abweichen koumlnnen Irrtuumlmer behalten wir uns vor fuumlr Druckfehler uumlberneh-men wir keine Haftung Es gelten die allgemeinen Geschaumlftsbedingungen

Bildnachweis Sofern nicht anders angegeben Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KGTitelmotiv NussbaumerSeite 2 HRISTO ET JEANNE-CLAUDE Valley Curtain Rifle Colorado 1970-72 1972 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2799 Urheberrecht Wolfgang Volz ndash copy Christo

Druck Rehms Druck GmbH BorkenNachdruck nur mit Genehmigung MCMK_BB_RD_42lsquo_1020 SBRO 040678090 1

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MADE BY WUumlRTH

Thomas Klenk Geschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

Liebe Leserinnen liebe Leser

die Wuumlrth-Gruppe kann im Jahr 2020 auf 75 Jahre erfolgreiche Unter-nehmensgeschichte zuruumlckblicken Aus einer anfaumlnglich kleinen Schrau-benhandlung wurde im Laufe der Zeit ein Weltmarktfuumlhrer fuumlr Befesti-gungs- und Montagetechnik mit einem exzellenten Ruf Doch Wuumlrth ist viel viel mehr als nur ein Haumlndler und Ihre Frage nach dem bdquoWarumldquo ist an dieser Stelle absolut berechtigt

Ein betraumlchtlicher Teil unserer Produkte wird von Wuumlrth selbst entwickelt und was wir hier gerne betonen moumlchten Sie werden zumeist in Deutsch-land produziert Zu nennen sind insbesondere Wuumlrth Duumlbel sowie unsere Holzschrauben Durch ein intensives Zusammenspiel unserer Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit den Produktionsbetrieben innerhalb der Wuumlrth-Gruppe aber auch durch die vielen Feedbackgespraumlche in den zigtausend taumlglichen Kundenkontakten entstehen so Produkt- und Anwen-dungsloumlsungen die am Markt absolute Trends setzen Als Beispiel dafuumlr moumlchte ich das von uns entwickelte neue RELAST-System fuumlr die Bauwerksverstaumlrkung anfuumlhren In jahrelanger Entwicklungsarbeit wurde ein Verfahren zur Marktreife gebracht das den Querkraft- und Durchstanzwiderstand an Stahlbetonbauteilen nachtraumlglich mit relativ geringem Aufwand deutlich erhoumlht So koumlnnen uthinspa Produktionshallen Parkhaumluser Tunnel oder auch Bruumlcken ertuumlchtigt und im Bestfall sogar ein drohender Abriss vermieden werden Die Montage des Systems kann im laufenden Betrieb erfolgen wodurch Nutzungsausfaumllle oder auch Ver-kehrssperrungen verhindert werden Dadurch werden enorme Ressourcen eingespart Das System traumlgt somit auch zur Nachhaltigkeit bei und schafft zufriedene Bauherren sowie Nutzer

In der aktuellen Ausgabe des Wuumlrth Planermagazins qlsup28 finden Sie noch viele weitere uumlberzeugende Eigenentwicklungen von Wuumlrth Diese beschraumlnken sich jedoch nicht nur auf die Produkte selbst Mit den Modu-len der Wuumlrth Technical Software geben wir Ihnen zusaumltzlich die passen-den Werkzeuge an die Hand um schnell und einfach mit den in zahl-reichen Zulassungen gepruumlften Produkten erforderliche Bemessungen durchzufuumlhren Wir laden Sie jetzt herzlich ein diese und weitere Wuumlrth Innovationen und Serviceleistungen kennenzulernen und wuumlnschen Ihnen eine spannende Lektuumlre mit vielen neuen Impulsen fuumlr Ihre Arbeit

Mit freundlichen Gruumlszligen

Thomas KlenkGeschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

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Fachthemen

Foto Wuumlrth Elektronik eiSos GmbH amp Co KG

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Energetische Bewertung von VorwandmontagesystemenDipl-Ing Marc Klatecki Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbHThomas Stein Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Marktmanagement Dach- und Fassadentechnologie

1 EinleitungMit Einfuumlhrung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2001 [1] ist der Einfluss von Waumlrmebruumlcken bei der Ermittlung der Waumlrmeverluste uumlber die Gebaumludehuumllle mitzuberuumlcksichtigen Die Nachweismethoden nach DIN V 18599-2 [2] und DIN V 4108-6 [3] sehen daher explizit die Ein-beziehung dieser zusaumltzlichen Waumlrmeverluste vor Ohne besonderen Nachweis koumlnnen diese pauschal uumlber einen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 010 W(m2middotK) (bzw ∆UWB = 015 W(msup2middotK) bei Innendaumlm-mung) in der energetischen Bilanzierung beruumlcksichtigt werden Bei Aus-fuumlhrung der Anschlussdetails nach den Planungs- und Ausfuumlhrungsbei-spielen des Beiblatts 2 der DIN 4108 [4] kann der Waumlrmebruumlcken-zuschlag auf ∆UWB = 005 W(m2middotK) und neuerdings auf ∆UWB = 003 W(msup2middotK) fuumlr eine energetisch verbesserte Anschlussausfuumlhrung reduziert werden Weiterhin besteht die Moumlglichkeit einer detaillierten Erfassung der Waumlrmeverluste fuumlr jede Anschlusssituation uumlber den laumln-genbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ und somit die Ermitt-lung eines projektbezogenen Waumlrmebruumlckenzuschlages

Bei Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlages muss jedoch die vorhandene Anschlusssituation eindeutig dem im Beiblatt 2 [3] angege-benen konstruktiven Grundprinzip zugeordnet werden koumlnnen Dies gilt sowohl fuumlr die Bauteilabmessungen als auch fuumlr die Baustoffeigenschaf-ten Bei abweichender Ausfuumlhrung ist die Gleichwertigkeit entweder uumlber den Waumlrmedurchlasswiderstand R oder anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen uumlber Einhaltung des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ψ nachzuweisen

2 Das Beiblatt 2 der DIN 4108Mit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt wobei Kategorie B als energe-tisch houmlherwertiger angesehen werden kann

Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 [5] vom pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB

= 010 W(msup2middotK) (fuumlr Auszligenbauteile mit innenliegender Daumlmmschicht und einbindender Massivdecke ∆UWB = 015 W(msup2middotK)) abgewichen werden Stattdessen koumlnnen reduzierte Zuschlaumlge (005 W(msup2middotK) bei ausschlieszliglicher Verwendung von Kategorie A-Details bzw 003 W(msup2middotK) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden Jedoch muumlssen hierbei die entsprechenden Anschluumlsse dem jeweiligen konstruktiven Grundprinzip entsprechen Das heiszligt dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts [4] einhalten muumlssen

Fuumlr einen Bodenplattenanschluss bedeutet das beispielsweise die zwin-gende Verwendung eines Waumlrmedaumlmmsteins im Bereich der aufgehen-den Auszligenwand oder bei auskragenden Balkonen die Verwendung 120 mm dicken thermischen Entkopplung Bei den jeweiligen Kategorie A-Details ist kein Waumlrmedaumlmmstein erforderlich und die thermische Ent-kopplung ist nur 80 mm dick Bei anderen Ausfuumlhrungsarten sind bei-spielsweise zusaumltzliche Flanken- und Stirndaumlmmungen notwendig An-schlussdetails beim Holzbau werden hingegen grundsaumltzlich der Katego-rie B zugeordnet Die neuen Regelungen treten mit Einfuumlhrung des Gebaumludeenergiegesetzes (GEG) [5] in Kraft

3 Anforderungen an die Fenstermontage nach Beiblatt 2Fuumlr die verbesserte Einbausituation der Kategorie B sind Fenster bei auszligengedaumlmmter Bauweise dazu zaumlhlen Auszligenwaumlnde mit Waumlrme-daumlmmverbundsystem sowie zweischalige gedaumlmmte Konstruktionen in-nerhalb der Daumlmmebene zu montieren Dthinsph der Blendrahmen liegt voll-staumlndig uumlber die gesamten Bautiefe in der Daumlmmung In Bild 1 ist dies vergleichend mit einem Kategorie A-Detail am Beispiel eines Laibungs-anschlusses in auszligengedaumlmmter Bauweise dargestellt Im oberen Bild ist das Fenster im Bereich des Wandbildners montiert dies entspricht der Kategorie A und im unteren innerhalb der Daumlmmebene Kategorie B

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 1 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

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Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

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Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

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6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

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hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

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Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

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Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

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Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

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Fachthemen

4 Energetische Bewertung vonVorwandmontagesystemen

15 Tragverhalten nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall am Beispiel des Wuumlrth Injektionssystems WIT-PE 1000

28 Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Injektions-ankern in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk

Neuigkeiten

10 HelloCircle

26 Groszlige Retrospektive im Museacutee Wuumlrthin Erstein

Loumlsungen

12 Fixanker W-FAZ Pro

40 Wuumlrth Technical Software

42 Wuumlrth RELAST Verbundankerschraube

46 Wuumlrth Planerseminare

Herausgeber Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG 74650 Kuumlnzelsau T +49 7940 15-0 middot F +49 7940 15-1000 infowuerthcom middot wwwwuerthde Ausgabe 112020 Nr 20 middot Jahrgang 14copy by Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Printed in Germany Alle Rechte vorbehaltenVerantwortlich fuumlr den Inhalt Hans-Peter TrehkopfGBPRedaktionKoordination Andreas EgeMCMK Redaktion Inhalt Matthias OumlchsnerGBPI Gestaltung Baumann amp Baltner Ludwigsburg

Wir behalten uns das Recht vor Produktveraumlnderungen die aus unserer Sicht einer Qualitaumltsverbesserung dienen auch ohne Vorankuumlndigung oder Mitteilung jederzeit durchzufuumlhren Abbildungen koumlnnen Beispiel-abbildungen sein die im Erscheinungsbild von der gelieferten Ware abweichen koumlnnen Irrtuumlmer behalten wir uns vor fuumlr Druckfehler uumlberneh-men wir keine Haftung Es gelten die allgemeinen Geschaumlftsbedingungen

Bildnachweis Sofern nicht anders angegeben Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KGTitelmotiv NussbaumerSeite 2 HRISTO ET JEANNE-CLAUDE Valley Curtain Rifle Colorado 1970-72 1972 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2799 Urheberrecht Wolfgang Volz ndash copy Christo

Druck Rehms Druck GmbH BorkenNachdruck nur mit Genehmigung MCMK_BB_RD_42lsquo_1020 SBRO 040678090 1

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MADE BY WUumlRTH

Thomas Klenk Geschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

Liebe Leserinnen liebe Leser

die Wuumlrth-Gruppe kann im Jahr 2020 auf 75 Jahre erfolgreiche Unter-nehmensgeschichte zuruumlckblicken Aus einer anfaumlnglich kleinen Schrau-benhandlung wurde im Laufe der Zeit ein Weltmarktfuumlhrer fuumlr Befesti-gungs- und Montagetechnik mit einem exzellenten Ruf Doch Wuumlrth ist viel viel mehr als nur ein Haumlndler und Ihre Frage nach dem bdquoWarumldquo ist an dieser Stelle absolut berechtigt

Ein betraumlchtlicher Teil unserer Produkte wird von Wuumlrth selbst entwickelt und was wir hier gerne betonen moumlchten Sie werden zumeist in Deutsch-land produziert Zu nennen sind insbesondere Wuumlrth Duumlbel sowie unsere Holzschrauben Durch ein intensives Zusammenspiel unserer Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit den Produktionsbetrieben innerhalb der Wuumlrth-Gruppe aber auch durch die vielen Feedbackgespraumlche in den zigtausend taumlglichen Kundenkontakten entstehen so Produkt- und Anwen-dungsloumlsungen die am Markt absolute Trends setzen Als Beispiel dafuumlr moumlchte ich das von uns entwickelte neue RELAST-System fuumlr die Bauwerksverstaumlrkung anfuumlhren In jahrelanger Entwicklungsarbeit wurde ein Verfahren zur Marktreife gebracht das den Querkraft- und Durchstanzwiderstand an Stahlbetonbauteilen nachtraumlglich mit relativ geringem Aufwand deutlich erhoumlht So koumlnnen uthinspa Produktionshallen Parkhaumluser Tunnel oder auch Bruumlcken ertuumlchtigt und im Bestfall sogar ein drohender Abriss vermieden werden Die Montage des Systems kann im laufenden Betrieb erfolgen wodurch Nutzungsausfaumllle oder auch Ver-kehrssperrungen verhindert werden Dadurch werden enorme Ressourcen eingespart Das System traumlgt somit auch zur Nachhaltigkeit bei und schafft zufriedene Bauherren sowie Nutzer

In der aktuellen Ausgabe des Wuumlrth Planermagazins qlsup28 finden Sie noch viele weitere uumlberzeugende Eigenentwicklungen von Wuumlrth Diese beschraumlnken sich jedoch nicht nur auf die Produkte selbst Mit den Modu-len der Wuumlrth Technical Software geben wir Ihnen zusaumltzlich die passen-den Werkzeuge an die Hand um schnell und einfach mit den in zahl-reichen Zulassungen gepruumlften Produkten erforderliche Bemessungen durchzufuumlhren Wir laden Sie jetzt herzlich ein diese und weitere Wuumlrth Innovationen und Serviceleistungen kennenzulernen und wuumlnschen Ihnen eine spannende Lektuumlre mit vielen neuen Impulsen fuumlr Ihre Arbeit

Mit freundlichen Gruumlszligen

Thomas KlenkGeschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

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Fachthemen

Foto Wuumlrth Elektronik eiSos GmbH amp Co KG

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Energetische Bewertung von VorwandmontagesystemenDipl-Ing Marc Klatecki Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbHThomas Stein Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Marktmanagement Dach- und Fassadentechnologie

1 EinleitungMit Einfuumlhrung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2001 [1] ist der Einfluss von Waumlrmebruumlcken bei der Ermittlung der Waumlrmeverluste uumlber die Gebaumludehuumllle mitzuberuumlcksichtigen Die Nachweismethoden nach DIN V 18599-2 [2] und DIN V 4108-6 [3] sehen daher explizit die Ein-beziehung dieser zusaumltzlichen Waumlrmeverluste vor Ohne besonderen Nachweis koumlnnen diese pauschal uumlber einen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 010 W(m2middotK) (bzw ∆UWB = 015 W(msup2middotK) bei Innendaumlm-mung) in der energetischen Bilanzierung beruumlcksichtigt werden Bei Aus-fuumlhrung der Anschlussdetails nach den Planungs- und Ausfuumlhrungsbei-spielen des Beiblatts 2 der DIN 4108 [4] kann der Waumlrmebruumlcken-zuschlag auf ∆UWB = 005 W(m2middotK) und neuerdings auf ∆UWB = 003 W(msup2middotK) fuumlr eine energetisch verbesserte Anschlussausfuumlhrung reduziert werden Weiterhin besteht die Moumlglichkeit einer detaillierten Erfassung der Waumlrmeverluste fuumlr jede Anschlusssituation uumlber den laumln-genbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ und somit die Ermitt-lung eines projektbezogenen Waumlrmebruumlckenzuschlages

Bei Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlages muss jedoch die vorhandene Anschlusssituation eindeutig dem im Beiblatt 2 [3] angege-benen konstruktiven Grundprinzip zugeordnet werden koumlnnen Dies gilt sowohl fuumlr die Bauteilabmessungen als auch fuumlr die Baustoffeigenschaf-ten Bei abweichender Ausfuumlhrung ist die Gleichwertigkeit entweder uumlber den Waumlrmedurchlasswiderstand R oder anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen uumlber Einhaltung des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ψ nachzuweisen

2 Das Beiblatt 2 der DIN 4108Mit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt wobei Kategorie B als energe-tisch houmlherwertiger angesehen werden kann

Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 [5] vom pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB

= 010 W(msup2middotK) (fuumlr Auszligenbauteile mit innenliegender Daumlmmschicht und einbindender Massivdecke ∆UWB = 015 W(msup2middotK)) abgewichen werden Stattdessen koumlnnen reduzierte Zuschlaumlge (005 W(msup2middotK) bei ausschlieszliglicher Verwendung von Kategorie A-Details bzw 003 W(msup2middotK) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden Jedoch muumlssen hierbei die entsprechenden Anschluumlsse dem jeweiligen konstruktiven Grundprinzip entsprechen Das heiszligt dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts [4] einhalten muumlssen

Fuumlr einen Bodenplattenanschluss bedeutet das beispielsweise die zwin-gende Verwendung eines Waumlrmedaumlmmsteins im Bereich der aufgehen-den Auszligenwand oder bei auskragenden Balkonen die Verwendung 120 mm dicken thermischen Entkopplung Bei den jeweiligen Kategorie A-Details ist kein Waumlrmedaumlmmstein erforderlich und die thermische Ent-kopplung ist nur 80 mm dick Bei anderen Ausfuumlhrungsarten sind bei-spielsweise zusaumltzliche Flanken- und Stirndaumlmmungen notwendig An-schlussdetails beim Holzbau werden hingegen grundsaumltzlich der Katego-rie B zugeordnet Die neuen Regelungen treten mit Einfuumlhrung des Gebaumludeenergiegesetzes (GEG) [5] in Kraft

3 Anforderungen an die Fenstermontage nach Beiblatt 2Fuumlr die verbesserte Einbausituation der Kategorie B sind Fenster bei auszligengedaumlmmter Bauweise dazu zaumlhlen Auszligenwaumlnde mit Waumlrme-daumlmmverbundsystem sowie zweischalige gedaumlmmte Konstruktionen in-nerhalb der Daumlmmebene zu montieren Dthinsph der Blendrahmen liegt voll-staumlndig uumlber die gesamten Bautiefe in der Daumlmmung In Bild 1 ist dies vergleichend mit einem Kategorie A-Detail am Beispiel eines Laibungs-anschlusses in auszligengedaumlmmter Bauweise dargestellt Im oberen Bild ist das Fenster im Bereich des Wandbildners montiert dies entspricht der Kategorie A und im unteren innerhalb der Daumlmmebene Kategorie B

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 1 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

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Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

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Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

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6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

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hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

30 middot 022020

3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

34 middot 022020

433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

35 middot 022020

Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

44 middot 022020

Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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46 middot 022020

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MADE BY WUumlRTH

Thomas Klenk Geschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

Liebe Leserinnen liebe Leser

die Wuumlrth-Gruppe kann im Jahr 2020 auf 75 Jahre erfolgreiche Unter-nehmensgeschichte zuruumlckblicken Aus einer anfaumlnglich kleinen Schrau-benhandlung wurde im Laufe der Zeit ein Weltmarktfuumlhrer fuumlr Befesti-gungs- und Montagetechnik mit einem exzellenten Ruf Doch Wuumlrth ist viel viel mehr als nur ein Haumlndler und Ihre Frage nach dem bdquoWarumldquo ist an dieser Stelle absolut berechtigt

Ein betraumlchtlicher Teil unserer Produkte wird von Wuumlrth selbst entwickelt und was wir hier gerne betonen moumlchten Sie werden zumeist in Deutsch-land produziert Zu nennen sind insbesondere Wuumlrth Duumlbel sowie unsere Holzschrauben Durch ein intensives Zusammenspiel unserer Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit den Produktionsbetrieben innerhalb der Wuumlrth-Gruppe aber auch durch die vielen Feedbackgespraumlche in den zigtausend taumlglichen Kundenkontakten entstehen so Produkt- und Anwen-dungsloumlsungen die am Markt absolute Trends setzen Als Beispiel dafuumlr moumlchte ich das von uns entwickelte neue RELAST-System fuumlr die Bauwerksverstaumlrkung anfuumlhren In jahrelanger Entwicklungsarbeit wurde ein Verfahren zur Marktreife gebracht das den Querkraft- und Durchstanzwiderstand an Stahlbetonbauteilen nachtraumlglich mit relativ geringem Aufwand deutlich erhoumlht So koumlnnen uthinspa Produktionshallen Parkhaumluser Tunnel oder auch Bruumlcken ertuumlchtigt und im Bestfall sogar ein drohender Abriss vermieden werden Die Montage des Systems kann im laufenden Betrieb erfolgen wodurch Nutzungsausfaumllle oder auch Ver-kehrssperrungen verhindert werden Dadurch werden enorme Ressourcen eingespart Das System traumlgt somit auch zur Nachhaltigkeit bei und schafft zufriedene Bauherren sowie Nutzer

In der aktuellen Ausgabe des Wuumlrth Planermagazins qlsup28 finden Sie noch viele weitere uumlberzeugende Eigenentwicklungen von Wuumlrth Diese beschraumlnken sich jedoch nicht nur auf die Produkte selbst Mit den Modu-len der Wuumlrth Technical Software geben wir Ihnen zusaumltzlich die passen-den Werkzeuge an die Hand um schnell und einfach mit den in zahl-reichen Zulassungen gepruumlften Produkten erforderliche Bemessungen durchzufuumlhren Wir laden Sie jetzt herzlich ein diese und weitere Wuumlrth Innovationen und Serviceleistungen kennenzulernen und wuumlnschen Ihnen eine spannende Lektuumlre mit vielen neuen Impulsen fuumlr Ihre Arbeit

Mit freundlichen Gruumlszligen

Thomas KlenkGeschaumlftsfuumlhrer Markt (Einkauf Export Produkt Marketing Divisionen)

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Fachthemen

Foto Wuumlrth Elektronik eiSos GmbH amp Co KG

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Energetische Bewertung von VorwandmontagesystemenDipl-Ing Marc Klatecki Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbHThomas Stein Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Marktmanagement Dach- und Fassadentechnologie

1 EinleitungMit Einfuumlhrung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2001 [1] ist der Einfluss von Waumlrmebruumlcken bei der Ermittlung der Waumlrmeverluste uumlber die Gebaumludehuumllle mitzuberuumlcksichtigen Die Nachweismethoden nach DIN V 18599-2 [2] und DIN V 4108-6 [3] sehen daher explizit die Ein-beziehung dieser zusaumltzlichen Waumlrmeverluste vor Ohne besonderen Nachweis koumlnnen diese pauschal uumlber einen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 010 W(m2middotK) (bzw ∆UWB = 015 W(msup2middotK) bei Innendaumlm-mung) in der energetischen Bilanzierung beruumlcksichtigt werden Bei Aus-fuumlhrung der Anschlussdetails nach den Planungs- und Ausfuumlhrungsbei-spielen des Beiblatts 2 der DIN 4108 [4] kann der Waumlrmebruumlcken-zuschlag auf ∆UWB = 005 W(m2middotK) und neuerdings auf ∆UWB = 003 W(msup2middotK) fuumlr eine energetisch verbesserte Anschlussausfuumlhrung reduziert werden Weiterhin besteht die Moumlglichkeit einer detaillierten Erfassung der Waumlrmeverluste fuumlr jede Anschlusssituation uumlber den laumln-genbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ und somit die Ermitt-lung eines projektbezogenen Waumlrmebruumlckenzuschlages

Bei Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlages muss jedoch die vorhandene Anschlusssituation eindeutig dem im Beiblatt 2 [3] angege-benen konstruktiven Grundprinzip zugeordnet werden koumlnnen Dies gilt sowohl fuumlr die Bauteilabmessungen als auch fuumlr die Baustoffeigenschaf-ten Bei abweichender Ausfuumlhrung ist die Gleichwertigkeit entweder uumlber den Waumlrmedurchlasswiderstand R oder anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen uumlber Einhaltung des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ψ nachzuweisen

2 Das Beiblatt 2 der DIN 4108Mit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt wobei Kategorie B als energe-tisch houmlherwertiger angesehen werden kann

Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 [5] vom pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB

= 010 W(msup2middotK) (fuumlr Auszligenbauteile mit innenliegender Daumlmmschicht und einbindender Massivdecke ∆UWB = 015 W(msup2middotK)) abgewichen werden Stattdessen koumlnnen reduzierte Zuschlaumlge (005 W(msup2middotK) bei ausschlieszliglicher Verwendung von Kategorie A-Details bzw 003 W(msup2middotK) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden Jedoch muumlssen hierbei die entsprechenden Anschluumlsse dem jeweiligen konstruktiven Grundprinzip entsprechen Das heiszligt dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts [4] einhalten muumlssen

Fuumlr einen Bodenplattenanschluss bedeutet das beispielsweise die zwin-gende Verwendung eines Waumlrmedaumlmmsteins im Bereich der aufgehen-den Auszligenwand oder bei auskragenden Balkonen die Verwendung 120 mm dicken thermischen Entkopplung Bei den jeweiligen Kategorie A-Details ist kein Waumlrmedaumlmmstein erforderlich und die thermische Ent-kopplung ist nur 80 mm dick Bei anderen Ausfuumlhrungsarten sind bei-spielsweise zusaumltzliche Flanken- und Stirndaumlmmungen notwendig An-schlussdetails beim Holzbau werden hingegen grundsaumltzlich der Katego-rie B zugeordnet Die neuen Regelungen treten mit Einfuumlhrung des Gebaumludeenergiegesetzes (GEG) [5] in Kraft

3 Anforderungen an die Fenstermontage nach Beiblatt 2Fuumlr die verbesserte Einbausituation der Kategorie B sind Fenster bei auszligengedaumlmmter Bauweise dazu zaumlhlen Auszligenwaumlnde mit Waumlrme-daumlmmverbundsystem sowie zweischalige gedaumlmmte Konstruktionen in-nerhalb der Daumlmmebene zu montieren Dthinsph der Blendrahmen liegt voll-staumlndig uumlber die gesamten Bautiefe in der Daumlmmung In Bild 1 ist dies vergleichend mit einem Kategorie A-Detail am Beispiel eines Laibungs-anschlusses in auszligengedaumlmmter Bauweise dargestellt Im oberen Bild ist das Fenster im Bereich des Wandbildners montiert dies entspricht der Kategorie A und im unteren innerhalb der Daumlmmebene Kategorie B

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 1 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

7 middot 022020

Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

8 middot 022020

Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

9 middot 022020

6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

10 middot 022020

HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

11 middot 022020

HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

12 middot 022020

Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

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GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

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Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

33 middot 022020

43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

34 middot 022020

433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

35 middot 022020

Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

36 middot 022020

Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

37 middot 022020

Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

38 middot 022020

uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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Fachthemen

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Energetische Bewertung von VorwandmontagesystemenDipl-Ing Marc Klatecki Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbHThomas Stein Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Marktmanagement Dach- und Fassadentechnologie

1 EinleitungMit Einfuumlhrung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2001 [1] ist der Einfluss von Waumlrmebruumlcken bei der Ermittlung der Waumlrmeverluste uumlber die Gebaumludehuumllle mitzuberuumlcksichtigen Die Nachweismethoden nach DIN V 18599-2 [2] und DIN V 4108-6 [3] sehen daher explizit die Ein-beziehung dieser zusaumltzlichen Waumlrmeverluste vor Ohne besonderen Nachweis koumlnnen diese pauschal uumlber einen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 010 W(m2middotK) (bzw ∆UWB = 015 W(msup2middotK) bei Innendaumlm-mung) in der energetischen Bilanzierung beruumlcksichtigt werden Bei Aus-fuumlhrung der Anschlussdetails nach den Planungs- und Ausfuumlhrungsbei-spielen des Beiblatts 2 der DIN 4108 [4] kann der Waumlrmebruumlcken-zuschlag auf ∆UWB = 005 W(m2middotK) und neuerdings auf ∆UWB = 003 W(msup2middotK) fuumlr eine energetisch verbesserte Anschlussausfuumlhrung reduziert werden Weiterhin besteht die Moumlglichkeit einer detaillierten Erfassung der Waumlrmeverluste fuumlr jede Anschlusssituation uumlber den laumln-genbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ und somit die Ermitt-lung eines projektbezogenen Waumlrmebruumlckenzuschlages

Bei Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlages muss jedoch die vorhandene Anschlusssituation eindeutig dem im Beiblatt 2 [3] angege-benen konstruktiven Grundprinzip zugeordnet werden koumlnnen Dies gilt sowohl fuumlr die Bauteilabmessungen als auch fuumlr die Baustoffeigenschaf-ten Bei abweichender Ausfuumlhrung ist die Gleichwertigkeit entweder uumlber den Waumlrmedurchlasswiderstand R oder anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen uumlber Einhaltung des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ψ nachzuweisen

2 Das Beiblatt 2 der DIN 4108Mit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt wobei Kategorie B als energe-tisch houmlherwertiger angesehen werden kann

Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 [5] vom pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB

= 010 W(msup2middotK) (fuumlr Auszligenbauteile mit innenliegender Daumlmmschicht und einbindender Massivdecke ∆UWB = 015 W(msup2middotK)) abgewichen werden Stattdessen koumlnnen reduzierte Zuschlaumlge (005 W(msup2middotK) bei ausschlieszliglicher Verwendung von Kategorie A-Details bzw 003 W(msup2middotK) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden Jedoch muumlssen hierbei die entsprechenden Anschluumlsse dem jeweiligen konstruktiven Grundprinzip entsprechen Das heiszligt dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts [4] einhalten muumlssen

Fuumlr einen Bodenplattenanschluss bedeutet das beispielsweise die zwin-gende Verwendung eines Waumlrmedaumlmmsteins im Bereich der aufgehen-den Auszligenwand oder bei auskragenden Balkonen die Verwendung 120 mm dicken thermischen Entkopplung Bei den jeweiligen Kategorie A-Details ist kein Waumlrmedaumlmmstein erforderlich und die thermische Ent-kopplung ist nur 80 mm dick Bei anderen Ausfuumlhrungsarten sind bei-spielsweise zusaumltzliche Flanken- und Stirndaumlmmungen notwendig An-schlussdetails beim Holzbau werden hingegen grundsaumltzlich der Katego-rie B zugeordnet Die neuen Regelungen treten mit Einfuumlhrung des Gebaumludeenergiegesetzes (GEG) [5] in Kraft

3 Anforderungen an die Fenstermontage nach Beiblatt 2Fuumlr die verbesserte Einbausituation der Kategorie B sind Fenster bei auszligengedaumlmmter Bauweise dazu zaumlhlen Auszligenwaumlnde mit Waumlrme-daumlmmverbundsystem sowie zweischalige gedaumlmmte Konstruktionen in-nerhalb der Daumlmmebene zu montieren Dthinsph der Blendrahmen liegt voll-staumlndig uumlber die gesamten Bautiefe in der Daumlmmung In Bild 1 ist dies vergleichend mit einem Kategorie A-Detail am Beispiel eines Laibungs-anschlusses in auszligengedaumlmmter Bauweise dargestellt Im oberen Bild ist das Fenster im Bereich des Wandbildners montiert dies entspricht der Kategorie A und im unteren innerhalb der Daumlmmebene Kategorie B

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 1 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

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Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

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Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

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6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

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Energetische Bewertung von VorwandmontagesystemenDipl-Ing Marc Klatecki Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbHThomas Stein Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Marktmanagement Dach- und Fassadentechnologie

1 EinleitungMit Einfuumlhrung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2001 [1] ist der Einfluss von Waumlrmebruumlcken bei der Ermittlung der Waumlrmeverluste uumlber die Gebaumludehuumllle mitzuberuumlcksichtigen Die Nachweismethoden nach DIN V 18599-2 [2] und DIN V 4108-6 [3] sehen daher explizit die Ein-beziehung dieser zusaumltzlichen Waumlrmeverluste vor Ohne besonderen Nachweis koumlnnen diese pauschal uumlber einen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 010 W(m2middotK) (bzw ∆UWB = 015 W(msup2middotK) bei Innendaumlm-mung) in der energetischen Bilanzierung beruumlcksichtigt werden Bei Aus-fuumlhrung der Anschlussdetails nach den Planungs- und Ausfuumlhrungsbei-spielen des Beiblatts 2 der DIN 4108 [4] kann der Waumlrmebruumlcken-zuschlag auf ∆UWB = 005 W(m2middotK) und neuerdings auf ∆UWB = 003 W(msup2middotK) fuumlr eine energetisch verbesserte Anschlussausfuumlhrung reduziert werden Weiterhin besteht die Moumlglichkeit einer detaillierten Erfassung der Waumlrmeverluste fuumlr jede Anschlusssituation uumlber den laumln-genbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ und somit die Ermitt-lung eines projektbezogenen Waumlrmebruumlckenzuschlages

Bei Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlages muss jedoch die vorhandene Anschlusssituation eindeutig dem im Beiblatt 2 [3] angege-benen konstruktiven Grundprinzip zugeordnet werden koumlnnen Dies gilt sowohl fuumlr die Bauteilabmessungen als auch fuumlr die Baustoffeigenschaf-ten Bei abweichender Ausfuumlhrung ist die Gleichwertigkeit entweder uumlber den Waumlrmedurchlasswiderstand R oder anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen uumlber Einhaltung des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ψ nachzuweisen

2 Das Beiblatt 2 der DIN 4108Mit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt wobei Kategorie B als energe-tisch houmlherwertiger angesehen werden kann

Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 [5] vom pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB

= 010 W(msup2middotK) (fuumlr Auszligenbauteile mit innenliegender Daumlmmschicht und einbindender Massivdecke ∆UWB = 015 W(msup2middotK)) abgewichen werden Stattdessen koumlnnen reduzierte Zuschlaumlge (005 W(msup2middotK) bei ausschlieszliglicher Verwendung von Kategorie A-Details bzw 003 W(msup2middotK) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden Jedoch muumlssen hierbei die entsprechenden Anschluumlsse dem jeweiligen konstruktiven Grundprinzip entsprechen Das heiszligt dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts [4] einhalten muumlssen

Fuumlr einen Bodenplattenanschluss bedeutet das beispielsweise die zwin-gende Verwendung eines Waumlrmedaumlmmsteins im Bereich der aufgehen-den Auszligenwand oder bei auskragenden Balkonen die Verwendung 120 mm dicken thermischen Entkopplung Bei den jeweiligen Kategorie A-Details ist kein Waumlrmedaumlmmstein erforderlich und die thermische Ent-kopplung ist nur 80 mm dick Bei anderen Ausfuumlhrungsarten sind bei-spielsweise zusaumltzliche Flanken- und Stirndaumlmmungen notwendig An-schlussdetails beim Holzbau werden hingegen grundsaumltzlich der Katego-rie B zugeordnet Die neuen Regelungen treten mit Einfuumlhrung des Gebaumludeenergiegesetzes (GEG) [5] in Kraft

3 Anforderungen an die Fenstermontage nach Beiblatt 2Fuumlr die verbesserte Einbausituation der Kategorie B sind Fenster bei auszligengedaumlmmter Bauweise dazu zaumlhlen Auszligenwaumlnde mit Waumlrme-daumlmmverbundsystem sowie zweischalige gedaumlmmte Konstruktionen in-nerhalb der Daumlmmebene zu montieren Dthinsph der Blendrahmen liegt voll-staumlndig uumlber die gesamten Bautiefe in der Daumlmmung In Bild 1 ist dies vergleichend mit einem Kategorie A-Detail am Beispiel eines Laibungs-anschlusses in auszligengedaumlmmter Bauweise dargestellt Im oberen Bild ist das Fenster im Bereich des Wandbildners montiert dies entspricht der Kategorie A und im unteren innerhalb der Daumlmmebene Kategorie B

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 1 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

7 middot 022020

Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

8 middot 022020

Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

9 middot 022020

6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

10 middot 022020

HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

11 middot 022020

HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

12 middot 022020

Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

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GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

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Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

33 middot 022020

43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

34 middot 022020

433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

35 middot 022020

Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

36 middot 022020

Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

37 middot 022020

Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

39 middot 022020

Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

40 middot 022020

WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

42 middot 022020

Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

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Ohne zusaumltzliche bauliche Maszlignahmen findet das Fenster jedoch keinen sicheren Halt bei der Einbausituation der Kategorie B zur sicheren Last-abtragung muumlssen weitere konstruktive Maszlignahmen umgesetzt werden Hierfuumlr eignen sich beispielsweise Montagekonsolen oder aber auch Vor-wandmontagesysteme In Bild 2 sind beispielhafte Systeme fuumlr die Fens-termontage innerhalb der Daumlmmung dargestellt Beim oberen Bild han-delt es sich um ein justierbares Fenstermontagesystem Es ermoumlglicht die sichere Ableitung aller auftretenden Lasten und ist zudem dreidimensional justierbar um Bautoleranzen auszugleichen Die Einbauebene ist frei waumlhlbar und kann entsprechend zur Reduzierung der Waumlrmeverluste an-gepasst werden

Beim im unteren Bild dargestellten System handelt es sich um einen uumlber-putzbaren Montagewinkel zur Integration des Fensters in Daumlmmung Der Montagewinkel wird geklebt und zusaumltzlich mechanisch befestigt und bietet so eine sichere Lastabtragung Durch die Verklebung des Winkels auf bauuumlbliche Untergruumlnde kann die Luftdichtheitsebene vom Fenster direkt auf den Winkel angeordnet werden Eine zusaumltzliche Verklebung vom Winkel auf die Wand ist nicht notwendig

Fachthemen

Bild 3 Darstellung der im Beiblatt 2 unterschiedenen Fenstereinbaulagen

Fensterlage in Wandbildner (Kategorie A)

Fensterlage vollstaumlndig in Daumlmmebene (Kategorie B)

Bild 2 Darstellung von unterschiedlichen Lastabtragungselementen fuumlr die Fenstermontage in der Daumlmmebene

Fenstermontage mittels Konsole

Fenstermontage mittels Vorwandmontagesystem

In Anlehnung an die bdquoFaustformelldquo des BBSR [7] bedeutet das bei einer Anlagenaufwandszahl fuumlr einen Gas-Brennwertkessel mit gedaumlmmter Waumlrmeverteilung von 115 einer durchschnittlichen Temperaturdifferenz von 15 K und einer Dauer der Heizperiode von 5000 Stunden eine Energieeinsparung von ca 75 kWh pro Jahr und pro laufendem Meter Fensteranschluss Bei Annahme von 100 m Fensteranschlusssituation fuumlr ein gaumlngiges Einfamilienhaus betraumlgt die Energieeinsparung 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr (bei einem angenom-menen Energieinhalt von 104 kW pro Liter Oumll) Zusaumltzlich wird der CO2-Ausstoszlig pro Jahr um 2235 kg reduziert

4 Nachweisfuumlhrung der rechnerischen GleichwertigkeitUm die bildliche Gleichwertigkeit nach [4] einzuhalten wird eine Waumlrme-daumlmmung mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit von λ le 0035 W(mmiddotK) bei An-schluumlssen in auszligengedaumlmmter Bauweise gefordert Werden Materialien verwendet deren Waumlrmeleitfaumlhigkeit die Anforderung uumlberschreitet ist die Gleichwertigkeit der entsprechenden Anschluumlsse nachzuweisen Dies kann bei derartigen Anschlusssituationen nur anhand von Waumlrmebruumlcken-berechnungen auf Grundlage von DIN EN ISO 10211 [8] erfolgen

Beim Vorwandmontagesystem VWM kann aufgrund der houmlheren Waumlr-meleitfaumlhigkeiten λ des Montagewinkels (λ = 0086 W(mmiddotK)) der bild-liche Gleichwertigkeitsnachweis nicht gefuumlhrt werden der Nachweis der Gleichwertigkeit ist rechnerisch zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung erfolgt hierbei uumlber den Vergleich der im Beiblatt 2 [4] angegebenen Re-ferenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψref mit den anhand von Waumlrmebruumlckenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 [4] unter Anwendung der Rechenrandbedingungen nach [4]

Durch die Verlagerung des Fensters in die Daumlmmebene reduzieren sich die Waumlrmeverluste uumlber den Anschluss dthinsph das Fenster hat eine guumlnsti-gere energetische Lage Beispielhaft ist dies im nachfolgenden Bild dar-gestellt Hier ist ersichtlich dass houmlhere raumseitige Oberflaumlchentempe-raturen bei der Fensterlage innerhalb der Daumlmmebene vorliegen Der laumlngenbezogene Waumlrmedurchgangskoeffizient ψ als Indikator der Waumlr-meverluste uumlber die betrachtete Anschlusssituation betraumlgt bei der Fens-

terlage innerhalb der Wand 011 W(mmiddotK) und bei der Fensterlage inner-halb der Daumlmmebene 0024 W(mmiddotK) die Anschlusssituation weist einen um ca 80thinsp geringeren Energieverlust auf als die Montage innerhalb des massiven Bauteils

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Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

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Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

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6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

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hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

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Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

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Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

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In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

30 middot 022020

3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

44 middot 022020

Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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46 middot 022020

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bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

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Bild 4 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM

Auskragung 80 mm Auskragung 200 mm

ermittelten laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten ψ Bei der rechne rischen Bewertung von Anschlusssituationen bietet das Bei-blatt 2 die Moumlglichkeit auf Referenzfenstersysteme fuumlr Holz Kunststoff und Alu minium zuruumlckzugreifen

Die Berechnung von Anschluumlssen mit Fenstern erfolgt wiederrum in Ver-bindung mit DIN EN ISO 10077-2 [8] auf Grundlage der nachfolgenden Formel

Ψ = L2Dgesamt ndash UWand middot lWand + L2Dmodwindows middot lmodwindows + lx

lmodwindows )(Hierbei bedeutet

Ψ [W(mmiddotK)] laumlngenbezogener WaumlrmedurchgangskoeffizientL2Dgesamt [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber den gesamten

Anschluss aus zweidimensionaler BerechnungUWand [W(msup2middotK)] Waumlrmedurchgangskoeffizient der WandlWand [m] Laumlnge fuumlr UWand

L2Dmodwindow [W(mmiddotK)] thermischer Leitwert uumlber das modellierte Fenstersystem inklusive Glaspaket aus zweidimensionaler Berechnung

lmodwindow [m] Laumlnge des modellierten Fenstersystems inklusive in Ansatz gebrachtes Glaspaket

lx [m] Laumlnge fuumlr Einbaufugen und falls vorhanden zusaumltz-liche Anschluss- oder Verbreiterungsprofile undoder Aufsatz- oder Vorsatzelemente

5 Energetische Qualitaumlt der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS

Die Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth wur-den in [10] und [11] energetisch bewertet Hierbei wurde untersucht in-wieweit eine Gleichwertigkeit mit den Ausfuumlhrungsarten der Kategorie B in auszligengedaumlmmter (Details 221 227 236 238 und 240) und zwei-schaliger (Details 223 229 242 244 und 246) Bauweise gegeben ist Die Bewertung wurde fuumlr folgenden Anschlusssituationen durchgefuumlhrt

bull Fensterbruumlstungbull Fensterlaibungbull Fenstersturz mit Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz ohne Geschossdeckeneinbindungbull Fenstersturz an Flachdach

Die oben genannten Anschluumlsse wurden in der jeweils referenzbildenden Ausfuumlhrung mit den Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS mit minimaler sowie maximaler Auskragung untersucht

Das Vorwandmontagesystem [11] VWM besteht hierbei aus einem Mon-tagewinkel mit einem Funktionswerkstoff auf Basis von PU-Hartschaum mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0096 W(mmiddotK) und einem Daumlmmblock aus extrudiertem Polystyrol (XPS) mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0034 W(mmiddotK) Die Anschluumlsse wurden mit minimaler (Abmessungen S x S2 = 80thinspthinspmm x 80 mm (Artikelnummer 0479742508)) sowie maximaler (Ab-messungen S x S2 = 200 mm x 110 mm (Artikelnummer 0479742520)) Auskragung untersucht In Bild 4 sind die untersuchten Vorwandmontage-systeme dargestellt

Das Vorwandmontagesystem VWM EPS besteht aus einem expandier-ten Polystyrol mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit λ = 0040 W(mmiddotK) Auch dieses wurde in minimaler (Abmessungen S x S2 = 80 mm x 80 mm (Artikelnummer 0479743208)) und maximaler (Abmessungen S x S2 = 140thinspmm x 80thinspmm (Artikelnummer 0479743214)) Auskragung unter-sucht siehe Bildthinsp5

Bild 5 Darstellung des Vorwandmontagesystems VWM EPS

Auskragung 80 mm Auskragung 140 mm

Die Fensterlage wurde bei den Untersuchungen entsprechend der Aus-kragung des Vorwandmontagesystems ausgebildet Bei minimaler Aus-kragung wurde der Blendrahmen buumlndig an die Tragschale und bei maxi-maler Auskragung wurde der Blendrahmen auszligen buumlndig mit dem Vor-wandmontagesystem abgebildet Hierdurch koumlnnen die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl fuumlr abweichende Ausfuumlhrungen des VWM-Sys-tems (Aumlnderung der Auskragung) als auch fuumlr abweichende Fensterlagen uumlbertragen werden

Die Ergebnisse der Waumlrmebruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumls-sigen Referenzwerte der laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizien-ten aus [4] sowohl bei Verwendung des VWM-Systems als auch beim Vorwandmontagesystem VWM EPS bei minimaler als auch bei maxima-ler Auskragung nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechneri-schen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben Der Ansatz des pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) ist bei Verwendung des Vorwandmontagesystems VWM und VWM EPS zulaumlssig

Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt

8 middot 022020

Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

9 middot 022020

6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

10 middot 022020

HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

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Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

40 middot 022020

WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

44 middot 022020

Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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63

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Loumlsungen

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Online-Seminar BaudokumentationssoftwareDOCUsmartreg die Baudokumentationssoftware von Wuumlrth digitalisiert den kompletten Dokumentationsvorgang und unterstuumltzt entscheidend die Kommunikation auf der Baustelle Medienbruumlche Kommunikations-luumlcken oder Zettelchaos gehoumlren der Vergangenheit an Schon im Mon-tageprozess kann gemeinschaftlich an der Dokumentation gear beitet werden Aufgaben werden verteilt terminiert und per E-mail kommuniziert Fehler werden fruumlh erkannt und koumlnnen so schon im Vorfeld vermieden werden Dies steigert die Ausfuumlhrungsqualitaumlt und traumlgt entscheidend zur Termintreue und Kostensicherheit bei

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Planerseminar Gebaumludetechnischer BrandschutzDurch eine fruumlhzeitige konsequente Planung des Brandschutzes koumlnnen Mehrkosten oder Verzoumlgerungen im Bauablauf vermieden werden Mit dem Planerseminar Brandschutztechnik geben wir Ihnen Sicherheit in der Wahl der richtigen Schottungsmaszlignahme Am Plan eines konkreten Bauvorha-bens werden im Seminar die Anforderungen an das zu waumlhlende Baupro-dukt diskutiert Themen sind die rechtlichen Grundlagen wie die Klassifizie-rung von Bauteilen und Bauprodukten die Bauproduktenverordnung oder Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen Durch Kenntnis der Wirkweisen der unterschiedlichen Materialien die in den unter-schiedlichen Schottungssystemen verbaut sind wird es moumlglich das opti-male Produkt fuumlr das geforderte Schutzziel zu bestimmen bzw hiermit wird auch verstaumlndlich wie es zu typischen Fehlanwendungen kommt

bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

15122020 Muumlnchen16122020 Nuumlrnberg17122020 Stuttgart

Auf wwwwuerthdeingenieure finden Sie im Reiter Seminare die Moumlglichkeit sich fuumlr die Seminare anzumelden

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Der I-Block 90reg ist Schalungselement und Brandschutz in einem Bauen Sie den I-Block 90reg bei der Deckenschalung statt einer Brettabschalung oder eines Polystyrolblocks ein Fixieren Sie ihn mit dem Betonverguss und verschlieszligen Sie so die Oumlffnung bis zum ersten Durchbohren trittsicher bis 800 kg280 cm2

Auch fuumlr nachfolgende Gewerke der technischen Gebaumludeausstattung ideal Der I-Block 90reg dient als brandschutzgepruumlftes Installationsschacht- system und laumlsst sich einfach saumlgen und durchbohren

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Fachthemen

Tabelle 52 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM EPS

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM EPS 80 mm x 80 mm 009

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

227 Fensterlaibung le 007VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM EPS 80 mm x 80 mm 002

VWM EPS 140 mm x 80 mm 001

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM EPS 80 mm x 80 mm 011

VWM EPS 140 mm x 80 mm 011

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM EPS 80 mm x 80 mm 008

VWM EPS 140 mm x 80 mm 008

229 Fensterlaibung le 006VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM EPS 80 mm x 80 mm 004

VWM EPS 140 mm x 80 mm 002

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM EPS 80 mm x 80 mm 010

VWM EPS 140 mm x 80 mm 009

Tabelle 51 Ergebnisse der untersuchten Anschlussausfuumlhrungen fuumlr Details nach [4] in auszligen- und kerngedaumlmmter Bauweise fuumlr das Montagesystem VWM

Detail Beschreibung Referenzwert Ψrefdet

[W(mmiddotK)]

Ausfuumlhrung Vorwandmontagesystem

Ergebnis des laumlngenbezogenen Waumlrmedurchgangskoeffizienten Ψ

[W(mmiddotK)]

Auszligengedaumlmmte Bauweise

221 Fensterbruumlstung le 010VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

227 Fensterlaibung le 007VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

236Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

238Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 010

VWM 80 mm x 80 mm 003

VWM 200 mm x 110 mm 002

240 Fenstersturz an Flachdach le 024VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 014

Kerngedaumlmmte Bauweise

223 Fensterbruumlstung le 009VWM 80 mm x 80 mm 009

VWM 200 mm x 110 mm 009

229 Fensterlaibung le 006VWM 80 mm x 80 mm 005

VWM 200 mm x 110 mm 003

242Fenstersturz mit

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

244Fenstersturz ohne

Geschossdeckeneinbindungle 008

VWM 80 mm x 80 mm 006

VWM 200 mm x 110 mm 003

246 Fenstersturz an Flachdach le 029VWM 80 mm x 80 mm 012

VWM 200 mm x 110 mm 010

9 middot 022020

6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

10 middot 022020

HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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Die Wuumlrth Technical Software II erhalten Sie durch Update Ihrer bereits installierten Wuumlrth Bemessungssoftware oder im Downloadbereich auf wwwwuerthdeingenieure ndash natuumlrlich kostenfrei

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Detailsituationen Holzschrauben sind aufgrund der einfachen Ver-

arbeitung die ideale Loumlsung fuumlr viele Anschluumlsse und Verstaumlrkungs-

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WUumlRTH HOLZSCHRAUBENBEMESSUNGS- SOFTWARE

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Wuumlrth Planerseminare

Online-Seminar BaudokumentationssoftwareDOCUsmartreg die Baudokumentationssoftware von Wuumlrth digitalisiert den kompletten Dokumentationsvorgang und unterstuumltzt entscheidend die Kommunikation auf der Baustelle Medienbruumlche Kommunikations-luumlcken oder Zettelchaos gehoumlren der Vergangenheit an Schon im Mon-tageprozess kann gemeinschaftlich an der Dokumentation gear beitet werden Aufgaben werden verteilt terminiert und per E-mail kommuniziert Fehler werden fruumlh erkannt und koumlnnen so schon im Vorfeld vermieden werden Dies steigert die Ausfuumlhrungsqualitaumlt und traumlgt entscheidend zur Termintreue und Kostensicherheit bei

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Planerseminar Gebaumludetechnischer BrandschutzDurch eine fruumlhzeitige konsequente Planung des Brandschutzes koumlnnen Mehrkosten oder Verzoumlgerungen im Bauablauf vermieden werden Mit dem Planerseminar Brandschutztechnik geben wir Ihnen Sicherheit in der Wahl der richtigen Schottungsmaszlignahme Am Plan eines konkreten Bauvorha-bens werden im Seminar die Anforderungen an das zu waumlhlende Baupro-dukt diskutiert Themen sind die rechtlichen Grundlagen wie die Klassifizie-rung von Bauteilen und Bauprodukten die Bauproduktenverordnung oder Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen Durch Kenntnis der Wirkweisen der unterschiedlichen Materialien die in den unter-schiedlichen Schottungssystemen verbaut sind wird es moumlglich das opti-male Produkt fuumlr das geforderte Schutzziel zu bestimmen bzw hiermit wird auch verstaumlndlich wie es zu typischen Fehlanwendungen kommt

bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

15122020 Muumlnchen16122020 Nuumlrnberg17122020 Stuttgart

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Der I-Block 90reg ist Schalungselement und Brandschutz in einem Bauen Sie den I-Block 90reg bei der Deckenschalung statt einer Brettabschalung oder eines Polystyrolblocks ein Fixieren Sie ihn mit dem Betonverguss und verschlieszligen Sie so die Oumlffnung bis zum ersten Durchbohren trittsicher bis 800 kg280 cm2

Auch fuumlr nachfolgende Gewerke der technischen Gebaumludeausstattung ideal Der I-Block 90reg dient als brandschutzgepruumlftes Installationsschacht- system und laumlsst sich einfach saumlgen und durchbohren

Sparen Sie sich Ausbau Entsorgung der konventionellen Deckenaus- sparung und aufwendiges Verschlieszligen der Decke nach Medieneinbau

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6 ZusammenfassungMit Neufassung des Beiblatts 2 [4] werden Waumlrmebruumlcken in die zwei energetischen Niveaus A und B eingeteilt Kategorie B ist hierbei als energetisch houmlherwertiger anzusehen und ermoumlglicht den Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlags ∆UWB = 003 W(msup2middotK) sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgefuumlhrt werden

Fuumlr Fensteranschluumlsse bedeutet dies jedoch dass bei auszligengedaumlmmter und kerngedaumlmmter Bauweise das Fenster innerhalb der Daumlmmebene zu positionieren ist Die Schwierigkeit die sich hier jedoch ergibt ist die sichere Ableitung der Kraumlfte in den Baukoumlrper

Durch die Verwendung der Vorwandmontagesysteme VWM und VWM EPS der Fa Wuumlrth ist eine sichere Einleitung der Kraumlfte in den Bau-koumlrper moumlglich Zudem wurde in den Untersuchungen in [10] und [11]

nachgewiesen dass sie den energetischen Anforderungen des Bei-blatts 2 [4] entsprechen und somit im Bezug auf die Fensteranschluumlsse der Ansatz eines pauschalen Waumlrmebruumlckenzuschlag ∆UWB = 003 W(msup2middotK) unbeschraumlnkt moumlglich ist die Ergebnisse der Waumlrme-bruumlckenberechnungen zeigen dass die zulaumlssigen Referenzwerte nach [4] sowohl bei Vorwandmontagesystem VWM als auch beim Vorwand-montagesystem VWM EPS nicht uumlberschritten werden Der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit ist bei allen Einbausituationen fuumlr die Kategorie B gegeben

Zusaumltzlich kommt es bei der Verwendung der betrachteten Vorwand-montagesysteme zu einer nicht unbedeutenden Energieeinsparung uumlber die Anschlussstationen Bei beispielsweise 100 m Fensteranschluss-situation betraumlgt das Energieeinsparpotenzial 750 kWh oder besser ausgedruumlckt 72 Liter Heizoumll pro Jahr

Literaturverzeichnis

[1] Verordnung uumlber einen energiesparenden Waumlrmeschutz bei Gebaumluden ndash Waumlrmeschutzverordnung vom 11 August 1977

[2] DIN V 18599-22016-10 Energetische Bewertung von Gebaumluden ndash Berechnung des Nutz- End- und Primaumlrenergiebedarfs fuumlr Heizung Kuumlhlung Luumlftung Trinkwarmwasser und Beleuchtung ndash Teil 2 Nutzenergiebedarf fuumlr Heizen und Kuumlhlen von Gebaumludezonen

[3] DIN V 4108-62003-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Teil 6 Berechnung des Jahresheizwaumlrme- und des Jahres-heizenergiebedarfs

[4] DIN 4108 Beiblatt 22019-06 Waumlrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebaumluden ndash Waumlrmebruumlcken ndash Planungs- und Ausfuumlhrungsbeispiele

[5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebaumluden

[6] Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Waumlrme- und Kaumllteerzeugung in Gebaumluden (Gebaumlude- energiegesetz ndash GEG) 8 August 2020

[7] httpswwwbbsr-energieeinsparungde

[8] DIN EN ISO 102112015-06 Waumlrmebruumlcken im Hochbau ndash Waumlrmestroumlme und Oberflaumlchentemperaturen ndash Detaillierte Berechnungen

[9] DIN EN ISO 10077-22015-08 Waumlrmetechnisches Verhalten von Fenstern Tuumlren und Abschluumlssen ndash Berechnung des Waumlrmedurchgangs-koeffizienten ndash Teil 2 Numerisches Verfahren fuumlr Rahmen

[10] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM Kassel (2020)

[11] Ingenieurbuumlro Prof Dr Hauser GmbH Fuumlhrung der rechnerischen Gleichwertigkeit fuumlr auszligengedaumlmmte Wandkonstruktionen mit dem Vorwandmontagesystem VWM-EPS Kassel (2020)

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

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Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

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Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

40 middot 022020

WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

Loumlsungen

Die Wuumlrth Technical Software II erhalten Sie durch Update Ihrer bereits installierten Wuumlrth Bemessungssoftware oder im Downloadbereich auf wwwwuerthdeingenieure ndash natuumlrlich kostenfrei

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erleichtern Stuumltzenanschluumlsse horizontale und vertikale Anschlusswinkel

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NEU Modul Holz-Beton-VerbundIn Abhaumlngigkeit zur Bauteilgeometrie fuumlhrt das Programm alle Nach-

weise zur Statik Durch automatisierte Loumlsungsangebote und aktive

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Wuumlrth Holzschrauben BemessungssoftwareMit der Wuumlrth Holzbausoftware planen Sie sicher und schnell Ihre

Detailsituationen Holzschrauben sind aufgrund der einfachen Ver-

arbeitung die ideale Loumlsung fuumlr viele Anschluumlsse und Verstaumlrkungs-

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WUumlRTH HOLZSCHRAUBENBEMESSUNGS- SOFTWARE

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Loumlsungen

Wuumlrth Planerseminare

Online-Seminar BaudokumentationssoftwareDOCUsmartreg die Baudokumentationssoftware von Wuumlrth digitalisiert den kompletten Dokumentationsvorgang und unterstuumltzt entscheidend die Kommunikation auf der Baustelle Medienbruumlche Kommunikations-luumlcken oder Zettelchaos gehoumlren der Vergangenheit an Schon im Mon-tageprozess kann gemeinschaftlich an der Dokumentation gear beitet werden Aufgaben werden verteilt terminiert und per E-mail kommuniziert Fehler werden fruumlh erkannt und koumlnnen so schon im Vorfeld vermieden werden Dies steigert die Ausfuumlhrungsqualitaumlt und traumlgt entscheidend zur Termintreue und Kostensicherheit bei

bull Vollstaumlndige Dokumentation Ihrer Bauprojekte mit allen wichtigen Unterlagen

bull Digitales Maumlngelmanagement ndash Uumlbersicht von Maumlngeln und Bauzustaumlnden

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bull Einfache Handhabung per App direkt auf der Baustellebull Berichtexport Ihrer dokumentierten Daten

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Planerseminar Gebaumludetechnischer BrandschutzDurch eine fruumlhzeitige konsequente Planung des Brandschutzes koumlnnen Mehrkosten oder Verzoumlgerungen im Bauablauf vermieden werden Mit dem Planerseminar Brandschutztechnik geben wir Ihnen Sicherheit in der Wahl der richtigen Schottungsmaszlignahme Am Plan eines konkreten Bauvorha-bens werden im Seminar die Anforderungen an das zu waumlhlende Baupro-dukt diskutiert Themen sind die rechtlichen Grundlagen wie die Klassifizie-rung von Bauteilen und Bauprodukten die Bauproduktenverordnung oder Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen Durch Kenntnis der Wirkweisen der unterschiedlichen Materialien die in den unter-schiedlichen Schottungssystemen verbaut sind wird es moumlglich das opti-male Produkt fuumlr das geforderte Schutzziel zu bestimmen bzw hiermit wird auch verstaumlndlich wie es zu typischen Fehlanwendungen kommt

bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

15122020 Muumlnchen16122020 Nuumlrnberg17122020 Stuttgart

Auf wwwwuerthdeingenieure finden Sie im Reiter Seminare die Moumlglichkeit sich fuumlr die Seminare anzumelden

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Produktparameter und CAD-Dateien in allen gaumlngigen Formaten

Wuumlrth bietet sein komplettes Sortiment an Duumlbeln Holz-schrauben Bohrschrauben und metrischen Schrauben aber auch die gesamte TGA-Befestigungstechnik aus Schelle Rohrlagern und Tragekonstruktionen uumlber den Wuumlrth Online-Shop als CAD zum Download an Hier koumlnnen neben einfachen 2D- und 3D-Modellen auch die gebraumluchlichen BIM-Formate wie REVIT oder IFC parametrisch generiert werden Zugang erhalten Sie uumlber den Wuumlrth Online-Shop

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Der I-Block 90reg ist Schalungselement und Brandschutz in einem Bauen Sie den I-Block 90reg bei der Deckenschalung statt einer Brettabschalung oder eines Polystyrolblocks ein Fixieren Sie ihn mit dem Betonverguss und verschlieszligen Sie so die Oumlffnung bis zum ersten Durchbohren trittsicher bis 800 kg280 cm2

Auch fuumlr nachfolgende Gewerke der technischen Gebaumludeausstattung ideal Der I-Block 90reg dient als brandschutzgepruumlftes Installationsschacht- system und laumlsst sich einfach saumlgen und durchbohren

Sparen Sie sich Ausbau Entsorgung der konventionellen Deckenaus- sparung und aufwendiges Verschlieszligen der Decke nach Medieneinbau

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HELLOCIRCLEVon der linearen Wertschoumlpfung hin zur Kreislaufwirtschaft

Lineare WirtschaftBei der linearen Wirtschaft werden die Rohstoffe zu Produkten verarbeitet und nach ihrer Nutzung entsorgt Man spricht hier auch von einer Wegwerfgesellschaft

Recycling-WirtschaftIm Recycling werden sofern es die Materia-lien zulassen die Ausgangsmaterialien verwertet und als Sekundaumlrroh-stoffe wiederverwendet Somit faumlllt weniger Abfall an

Zirkulaumlre WirtschaftRohstoffe werden am Ende des Wertschoumlpfungsprozes-ses in immer wiederkehrenden Stoffstroumlmen gehalten Das Denken in Kreislaumlufen steht hier im Mittelpunkt

Oumlkonomischer Erfolg darf nicht auf Kosten der Umwelt und Gesellschaft geschehen Dies zu entkoppeln erfordert einen Werte- und Kulturwandel den die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG als Chance betrachtet weiter Ver-antwortung zu uumlbernehmen und zukuumlnftigen An forderungen gerecht zu werden Um den CO2-Ausstoszlig zu reduzieren Rohstoffverknappung zu ver-meiden und das Zumuumlllen der Erde zu beenden sehen wir das Prinzip der zirkulaumlren Wertschoumlpfung hierbei als Schluumlssel zum Erfolg Unser Ziel ist bis 2030 moumlglichst vollstaumlndig zur zirkulaumlren Wirtschaft uumlberzugehen

Das allgemeine lineare Wirtschaftssystem folgt der Logik Rohstoffe aus der Erde holen produzieren und nach Gebrauch entsorgen (take ndash make ndash waste) Kreislaufwirtschaft bedeutet im Gegensatz dazu weder Res-sourcen zu verschwenden noch Abfall zu produzieren Die in einem Pro-dukt enthaltenen Rohstoffe sollen am Ende der Produktnutzung wieder so aufbereitet werden dass sie immer wiederkehrend als Ausgangsrohstoffe fuumlr neue Produkte verwendet werden koumlnnen Anstatt die wertvollen Res-sourcen als Abfall zu verschwenden werden sie so staumlndig wiederver-wendet Das schlieszligt den Kreis

NachhaltigkeitsberichtDas Prinzip der Kreislaufwirtschaft wurde mit dem in diesem Jahr erschie-nenen Nachhaltigkeitsbericht bei der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG begruumlszligt Passend dazu lautet der Titel des inzwischen zweiten Nach-

haltigkeits berichts HelloCircle Die Nachhaltigkeitsberichtserstattung dient dazu die ganzheitliche Unternehmensperformance in den drei Saumlulen der Nachhaltigkeit ndash Oumlkologie Oumlkonomie und Soziales Engage-ment ndash zu bilanzieren Durch eine konsequente Berichterstattung wird somit Transparenz saumlmtlicher Unternehmensaktivitaumlten im Hinblick auf Nachhaltigkeit geschaffen Gleichzeitig foumlrdert eine kontinuierliche Be-richterstattung die in einem Unternehmen not wendigen Veraumlnderungspro-zesse und kann somit auch als zentrales Element einer konsequenten Unternehmensstrategie zur Umsetzung gesellschaftlicher Verantwortung gelten Durch die Standardisierung dieser Art der Berichterstattung wird zudem eine Vergleichbarkeit zwischen den Unternehmen ermoumlglicht

Der aktuelle Nachhaltigkeitsbericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG ist in sechs Handlungsfelder aufgeteilt Kunden Produkte Logistik Res-sourcen Mitarbeitende und Gesellschaft Zu jedem dieser Handlungs-felder gibt die Rubrik bdquoLessons Learnedldquo einen Uumlberblick uumlber Projekte die wir auf dem Weg zu einem nachhal tigen Unternehmen bereits um-gesetzt haben bdquoNext-Level-Projekteldquo erlauben einen Ausblick was fuumlr die Zukunft geplant ist Das Zahlenwerk enthaumllt eine Uumlbersicht bestimm-ter Kennzahlen die zur Beurteilung unserer Nachhaltigkeitsperformance relevant sind Im Folgenden finden Sie ausgewaumlhlte Projekte und Maszlig -nahmen aus dem aktuellen Nachhaltigkeits bericht der Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG

Neuigkeiten

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

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hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

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Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

30 middot 022020

3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

44 middot 022020

Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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05ndash2

63

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Planerseminar Gebaumludetechnischer BrandschutzDurch eine fruumlhzeitige konsequente Planung des Brandschutzes koumlnnen Mehrkosten oder Verzoumlgerungen im Bauablauf vermieden werden Mit dem Planerseminar Brandschutztechnik geben wir Ihnen Sicherheit in der Wahl der richtigen Schottungsmaszlignahme Am Plan eines konkreten Bauvorha-bens werden im Seminar die Anforderungen an das zu waumlhlende Baupro-dukt diskutiert Themen sind die rechtlichen Grundlagen wie die Klassifizie-rung von Bauteilen und Bauprodukten die Bauproduktenverordnung oder Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen Durch Kenntnis der Wirkweisen der unterschiedlichen Materialien die in den unter-schiedlichen Schottungssystemen verbaut sind wird es moumlglich das opti-male Produkt fuumlr das geforderte Schutzziel zu bestimmen bzw hiermit wird auch verstaumlndlich wie es zu typischen Fehlanwendungen kommt

bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

15122020 Muumlnchen16122020 Nuumlrnberg17122020 Stuttgart

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Wuumlrth bietet sein komplettes Sortiment an Duumlbeln Holz-schrauben Bohrschrauben und metrischen Schrauben aber auch die gesamte TGA-Befestigungstechnik aus Schelle Rohrlagern und Tragekonstruktionen uumlber den Wuumlrth Online-Shop als CAD zum Download an Hier koumlnnen neben einfachen 2D- und 3D-Modellen auch die gebraumluchlichen BIM-Formate wie REVIT oder IFC parametrisch generiert werden Zugang erhalten Sie uumlber den Wuumlrth Online-Shop

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Der I-Block 90reg ist Schalungselement und Brandschutz in einem Bauen Sie den I-Block 90reg bei der Deckenschalung statt einer Brettabschalung oder eines Polystyrolblocks ein Fixieren Sie ihn mit dem Betonverguss und verschlieszligen Sie so die Oumlffnung bis zum ersten Durchbohren trittsicher bis 800 kg280 cm2

Auch fuumlr nachfolgende Gewerke der technischen Gebaumludeausstattung ideal Der I-Block 90reg dient als brandschutzgepruumlftes Installationsschacht- system und laumlsst sich einfach saumlgen und durchbohren

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HELLOCIRCLE

Im Mai 2020 wurde das neue Zentrale Auszligenlager an der Bundesautobahn A 6 in Betrieb genommen

Viele weitere Projekte finden Sie im Nach haltigkeits bericht unter wwwwuerthdenachhaltigkeit Machen Sie sich selbst ein Bild davon was Nach haltigkeit bei Wuumlrth bedeutet

Fokus Logistik Mit Innovationen und stetigen Verbesserungen moumlchten wir den Einstieg in das Zeitalter des ressourcenschonenden Wirtschaftens und Bauens gestalten und houmlchste Standards fuumlr Oumlko effektivitaumlt erreichen Logistik ist eine Kern kompetenz von Wuumlrth Entsprechend wichtige Projekte werden daher in diesem Bereich zur Umsetzung gebracht Als Vertriebsunterneh-men spielt bei Wuumlrth dabei die Auslieferung von Ware eine zentrale Rol-le Diese verursacht allerdings auch CO2-Emissionen und es fallen Verpackungs materialien an Beides gilt es zu reduzieren

Lessons LearnedDurch den Neubau des zentralen Umschlags lagers welches im Mai 2020 in Betrieb genommen wurde koumlnnen wir beispielsweise nun die Anzahl der Pakete pro Bestellung die unsere Kunden erhalten reduzie-ren Das verhindert doppelte Transportwege und spart somit CO2-Emis-sionen ein Daruumlber hinaus verringert die Reduktion der Packstuumlcke den Verpackungseinsatz bei Wuumlrth sowie das Verpackungsaufkommen bei unseren Kunden

Seit Januar 2020 wurde der Polyurethan-Schaum als Fuumlllmaterial fuumlr unsere Pakete komplett durch den Einsatz von Luftpolsterfolie abgeloumlst Das redu-ziert die rund 40000 msup3t Ver packungsmuumlll die durch PU-Schaum verur-sacht wurden auf 4600 msup3t Verpackungsmuumlll der durch die Luftpolster-folie entsteht Zudem ist Luftpolsterfolie kreislauffaumlhig da sie recycelt wer-den kann Neben weniger Verpackungsmuumlll fuumlr unsere Kunden und die positiven Effekte fuumlr die Umwelt ermoumlglicht die Umstellung auszligerdem eine Reduktion unserer Verpackungskosten um ca 1 Mio Euro pro Jahr

Next-Level ProjekteMomentan entwickeln wir bei Wuumlrth einen neuen Produktverpackungs-standard der darauf abzielt Produktverpackungen sortenrein zu ge-stalten und somit ihre Recyclingfaumlhigkeit zu erhoumlhen So wird beispiels-weise die ORSYreg System-Kartonage mit Sichtfenster uumlberarbeitet die vor allem bei Schrauben und anderen Kleinteilen zum Einsatz kommt Zukuumlnf-tig soll auf die mit dem Karton verklebte Kunststofffolie als Sichtfenster verzichtet werden damit der Karton sortenrein uumlber die Altpapiersamm-lung recycelt werden kann Eine Befragung unserer Kunden zeigte dass der groumlszlig te Teil unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit auf das Sichtfenster verzichten kann Alleine in Deutschland koumlnnen durch diese Maszlignahme jaumlhrlich rund 93 Tonnen Kunststoff einspart werden

Neben den Produktverpackungen stehen auch bei den Versandverpa-ckungen Neuerungen an Im Rahmen eines umfangreichen Sanierungs-projekts das bis 2022 umgesetzt werden soll werden Palettier-Roboter und -Maschinen eingesetzt die die Kartonhoumlhe automatisiert auf den Paket inhalt anpassen Dadurch wird das Transport volumen erheblich reduziert und Fuumlllmaterial eingespart Die Verwendung von Standardver-packungen erhoumlht zudem den Automatisierungsgrad was die Produk-tivitaumlt steigert Kosten reduziert und unsere Mitarbeitenden beim Packen der Kartons entlastet Und natuumlrlich erhoffen wir uns durch gezielte Liefe-rungen und weniger Ver packungsmuumlll auch noch zufriedenere Kunden

Dank automatischer Houmlhenan-passung der Kartonagen an den Paketinhalt werden weniger Ver-packungsmuumlll und ein geringeres Transportvolumen anfallen

Damit eine nachhaltige Entwicklung erreicht werden kann muumlssen be-stehende Handlungsmuster uumlberwunden und Verantwortung uumlbernom-men werden Die Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG nimmt sich dieser an und geht neue Wege um sukzessive die Transformation zur zirkulaumlren Wert-schoumlpfung voranzutreiben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

FIXANKER W-FAZ PRO

Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

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GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

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Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

30 middot 022020

3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

32 middot 022020

423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

33 middot 022020

43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

34 middot 022020

433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

35 middot 022020

Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

36 middot 022020

Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

37 middot 022020

Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

39 middot 022020

Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

40 middot 022020

WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

41 middot 022020

Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

42 middot 022020

Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

43 middot 022020

des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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Mehr Flexibilitaumlt und mehr Leistung

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Mit der Neuentwicklung W-FAZ PRO setzt Wuumlrth Maszligstaumlbe Fuumlr sehr viele Anwendungsfaumllle bietet Wuumlrth mit diesem Produkt den momentan leistungsfaumlhigsten Bolzenanker am Markt Moumlglich wird das durch einen nochmals verbesserten Spreizclip bzw eine weiter verbesserte Kraft einleitung in den Beton Der Bemessungswiderstand auf Heraus-ziehen im Beton C2025 NRdp eines Bolzenankers W-FAZ PRO M12 konnte so auf 147 kN gesteigert werden Der vergleichbare Wert eines Bolzen ankers W-FAZ M12 betraumlgt 107 kN Es konnte an dieser Stelle also eine Steigerung des Bauteilwiderstands von 37 Prozent rea lisiert werden

ProduktentwicklungDiese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller dem Werkzeugbau der Produk-tion und dem Verarbeiter haben die Wuumlrth Entwicklungsingenieure An-saumltze gefunden ein bewaumlhrtes Produkt noch einmal deutlich zu verbes-sern Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein moumlglichst guter Kom-promiss aus Leistungsfaumlhigkeit Zuverlaumlssigkeit und Wirtschaftlichkeit Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhuumllse wurde so konstruiert dass sie houmlchste Anspruumlche an die Tragfaumlhigkeit bzw das Last-Verschiebungs-verhalten erfuumlllt Das bedeutet dass weder im niederfesten noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschie-

Houmlchste SicherheitVerbessertes Nachspreizverhalten

Hohe LastuumlbertragungGroszlige Kontaktflaumlche fuumlr sicheres Festkrallen im Beton

Schnelles VerspreizenErforderliches Drehmoment wird mit wenigen Umdrehungen erreicht

bungen auftreten Auch Lastwechsel sich aumlndernde Rissbreiten oder Erd-bebeneinwirkungen fuumlhren nicht zum Versagen Fuumlr die Konusbolzen wer-den bisher nicht verwendete houmlherfeste Staumlhle eingesetzt um houmlhere Widerstaumlnde gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen Entstanden ist ein extrem zuverlaumlssiges Produkt das sich jedem Wettbewerb stellen kann

VersucheUm die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen die fuumlr die Entwicklung notwendig waren in kuumlrzester Zeit durchfuumlhren zu koumlnnen wurden neue speziell konstruierte Pruumlfstaumlnde angeschafft die ein sehr effizientes Arbeiten bei groumlszligtmoumlglicher Praumlzision ermoumlglichen Diese Pruumlfstaumlnde wurden ausschlieszliglich von hochqualifizierten sehr erfahrenen Pruumlfingenieuren bedient Fuumlr das bestmoumlgliche Ergebnis wurden von allen Duumlbelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt aus denen im Laufe der Pruumlfungen die besten selektiert werden konnten Auch die Ge-samtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbei-tern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Pruumlfstelle durchgefuumlhrt und erfolgte vollstaumlndig nach EAD 330232 Mechanical Fasteners for use in concrete Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhoumlhungsfaktoren in Abhaumlngigkeit von der Betonfestig-keit ermittelt werden

Loumlsungen

13 middot 022020

hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

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Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

Weitere Informationen zum Produkt und Berechnungshintergrund finden Sie auf wwwwuerthde RELAST Bei Fragen senden Sie uns gerne eine E-Mail an ingenieurewuerthcom

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weis dank der automatisierten Loumlsungsvorschlaumlge zuumlgig und effizient

05ndash2

63

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WUumlRTH HOLZSCHRAUBENBEMESSUNGS- SOFTWARE

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Planerseminar Gebaumludetechnischer BrandschutzDurch eine fruumlhzeitige konsequente Planung des Brandschutzes koumlnnen Mehrkosten oder Verzoumlgerungen im Bauablauf vermieden werden Mit dem Planerseminar Brandschutztechnik geben wir Ihnen Sicherheit in der Wahl der richtigen Schottungsmaszlignahme Am Plan eines konkreten Bauvorha-bens werden im Seminar die Anforderungen an das zu waumlhlende Baupro-dukt diskutiert Themen sind die rechtlichen Grundlagen wie die Klassifizie-rung von Bauteilen und Bauprodukten die Bauproduktenverordnung oder Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen Durch Kenntnis der Wirkweisen der unterschiedlichen Materialien die in den unter-schiedlichen Schottungssystemen verbaut sind wird es moumlglich das opti-male Produkt fuumlr das geforderte Schutzziel zu bestimmen bzw hiermit wird auch verstaumlndlich wie es zu typischen Fehlanwendungen kommt

bull Gesetzliche Grundlage und allgemeine Richtlinie bull Nationale sowie europaumlische Klassifizierung von Bauteilen und

Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

02122020 Wuumlrzburg03122020 Magdeburg03122020 Koumlln

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Auch fuumlr nachfolgende Gewerke der technischen Gebaumludeausstattung ideal Der I-Block 90reg dient als brandschutzgepruumlftes Installationsschacht- system und laumlsst sich einfach saumlgen und durchbohren

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0

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hef max

hef min

hef min

Variable VerankerungstiefenIn der Duumlbelbemessung werden verschiedene Versagensfaumllle diskutiert Um den Vorteil im Versagensfall bdquoHerausziehenldquo auch in ein positives Gesamtergebnis zu uumlberfuumlhren wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhoumlht Hierdurch wird die Flaumlche des Betonausbruchskegels und damit die hier uumlbertragbare Kraft vergroumlszligert In vielen Anwendungs-faumlllen wie beispielhaft duumlnnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbinde-tiefe vorteilhaft Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effek-tiven Verankerungstiefe Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm Die Moumlglichkeiten Anschluss-details zu optimieren bzw uumlberhaupt eine Loumlsung zu finden sind ent-sprechend vielfaumlltig

Im Rahmen der Entwicklung des W-FAZ PRO waren mehrere Tausend Auszugsversuche notwendig

Bedingt durch die groszlige Variabilitaumlt der Verankerungstiefe in Kombina-tion mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden wer-den um die volle Leistungsfaumlhigkeit des Duumlbels auszunutzen und dies moumlglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen Es wurde ein fort-schrittlicher Ansatz gewaumlhlt um fuumlr jeden Anwendungsfall moumlglichst ge-ringe Rand- und Achsabstaumlnde berechnen zu koumlnnen Auch die Ermitt-lung des charakteristischen Randabstandes ccrsp erfolgte nach einem neuen Verfahren um das ganze Potenzial des Duumlbels auszunutzen

FazitDurch das fruumlhzeitige Einbeziehen aller Beteiligten wurden intelligente Entwicklungsdetails realisiert Ein optimierter Spreizclip ist die Grundlage fuumlr die beeindruckende Tragfaumlhigkeit Variable Verankerungstiefen wie sie bei Verbundankern bekannt sind sorgen fuumlr enorme Bauteilwiderstaumln-de Optimierte Rand- und Achsabstaumlnde schaffen die Flexibilitaumlt auch schwierige Situationen zu loumlsen Das bedeutet weniger Materialeinsatz weniger Arbeitsaufwand beim Handwerker wirtschaftlichere Befesti-gungsdetails

BemessungsbeispielEine Stahlkonstruktion soll durch eine Duumlbel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C3037 befestigt werden Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen Die Leistungsfaumlhigkeit des W-FAZ PRO laumlsst sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfaumlllen verschiedener Bolzenanker erkennen Mit Hilfe der Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware koumlnnen die Auslastung und der maszlig-gebende Lastfall sofort abgebildet werden

Variable Verankerungstiefen sorgen fuumlr beste Bemessungsergebnisse Bemessungsbeispiel einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke

14 middot 022020

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

15 middot 022020

TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

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temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

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800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

17 middot 022020

III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

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7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

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7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

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7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

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6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

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GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

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Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

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ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

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Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

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3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

33 middot 022020

43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

34 middot 022020

433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

35 middot 022020

Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

36 middot 022020

Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

37 middot 022020

Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

38 middot 022020

uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

39 middot 022020

Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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Bauproduktenbull Bauaufsichtliche Verfahren (BPV-Bauproduktenverordnung) bull Anforderungen an bauaufsichtlich zugelassene Abschottungen bull Brandschutztechnische Loumlsungen fuumlr Installationsschaumlchte bull Loumlsungen in Sonderbauteilen zthinspB Decken in Holzbauweise bull Typische Fehlanwendungen bull Baurechtliche Bewertung von Abweichungen

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Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Ein-bindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden Maszliggebend wird die Interaktion der Versagensfaumllle im Beton Hier hat das Herausziehen βNp

den groumlszligten Einfluss Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16 hef 85 mm gelingt dieser Nachweis nicht Die Auslastung resultiert bei 1042 ndash relevant wird der Betonausbruch βNc Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine

Wie gewohnt kann die gegebene Bauteilsituation bzw die ge-wuumlnschte Ankerplattengeometrie in der Wuumlrth Duumlbelbemessungs-software definiert werden Der W-FAZ PRO kann in der Filterauswahl gewaumlhlt werden Das Programm sucht selbststaumlndig nach Moumlglich-keiten den gegebenen Anwendungsfall zu loumlsen und schlaumlgt dem

Nutzer entsprechend ein Produkt vor Die erforderliche Einbindetiefe des W-FAZ PRO wird automatisch vom Programm in Bezug auf eine 100--Auslastung errechnet Aumlhnlich wie es aus der Wuumlrth Software bei Verbundankern schon bekannt ist kann die Einbindetiefe veraumln-dert werden um das Sicherheitsniveau wunschgemaumlszlig anzupassen

Die Wuumlrth Technical Software schlaumlgt automatisch ein Produkt zur Loumlsung des Anwendungsfalls vor

Bemessungsergebnisse durch Variation der Ankertypen Ankerdurchmesser und Verankerungstiefen

Grenzen Der Verankerungsgrund und der damit verknuumlpfte Betonaus-bruch fuumlhren zur identischen Auslastung Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird kann der Bemessungs-widerstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen ange-glichen werden Durch eine 20 mm vergroumlszligerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 806thinspthinsp

Bemessung mit der Wuumlrth Technical Software

Loumlsungen

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TRAGVERHALTEN NACHTRAumlGLICHER BEWEHRUNGSANSCHLUumlSSE IM BRANDFALL AM BEISPIEL DES WUumlRTH INJEKTIONSSYSTEMS WIT-PE 1000Dr-Ing Susanne Reichel Zentrum fuumlr Innovation und Berechnung MFPA Leipzig GmbH

I Einfuumlhrung Das Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 ist ein Injektionsmoumlrtel zur Her-stellung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse durch Verankerung oder Uumlbergreifungsstoszlig In beiden Faumlllen wird im Bestandsbauteil ein Bohrloch hergestellt mit Injektionsmoumlrtel gefuumlllt und der erforderliche Bewehrungs-stab eingebracht Nach dem Erhaumlrten des Injektionsmoumlrtels kann das Neubauteil anbetoniert werden

Die Leistungseigenschaften des Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 sind in der Europaumlischen Technischen Bewertung ETA-190543 [1] beschrie-ben Neben den Geometrie- und Werkstoffeigenschaften der zulaumlssigen Bewehrungsstaumlbe Geometrieeigenschaften des Bohrlochs und der

Kon struktionsbestandteile Montageanweisungen sowie mechanischen Eigenschaften der Verbindung unter Normaltemperatur ist mit fbdf i (Θ) der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung im Brandfall angegeben

Der temperaturabhaumlngige Bemessungswert der Verbundspannung wird im Folgenden genutzt um die Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall zu ermitteln Die Tragfaumlhigkeit im Brandfall entspricht der Leistungseigenschaft R gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] Eine Klassifizierung von Leistungseigenschaften im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 13501-2 [2] bedingt eine zeitabhaumlngige Brandbeanspruchung nach der Einheits-

Foto gettyimagesshunli zhao

16 middot 022020

temperaturzeitkurve (ETK) die in DIN EN 1363-1 [3] definiert ist (vgl Ab-bildung 1) Auch im Nationalen Anhang zu DIN EN 1991-1-2 wird gefor-dert fuumlr Bauteile im Hochbau an jeder Stelle des Tragwerks die Einheits-temperaturzeitkurve anzuwenden Ist eine ausreichende Tragfaumlhigkeit unter ETK-Beanspruchung nachgewiesen gilt dieser Nachweis unabhaumln-gig von der spaumlteren Nutzung

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

200

400

600

800

1000

1200Temperatur-Zeit-Kurve ndash ETK

Tem

pera

tur [

]

Zeit [ ]s

degC

Abbildung 1 Einheitstemperaturzeitkurve gemaumlszlig [3]

II Konstruktionen Fuumlr die Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Bewehrungsanschluumlssen im Brandfall muss grundsaumltzlich zwischen zwei Anwendungsfaumlllen unter-schieden werden Im Anwendungsfall A weist die thermisch beanspruchte Oberflaumlche die gleiche Richtung auf wie die Bewehrung was zu einer oumlrtlich konstanten jedoch zeitlich veraumlnderlichen Temperatur entlang der Verankerungslaumlnge lbd fuumlhrt (siehe Abbildung 2)

Abbildung 2 Anwendungsfall A (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche parallel zum Bewehrungsanschluss

Im Gegensatz dazu zeigt im Anwendungsfall B die nachtraumlglich einge-baute Bewehrung senkrecht zur thermisch beanspruchten Oberflaumlche woraus ein zeitlich und oumlrtlich veraumlnderlicher Temperaturverlauf entlang der Verankerungslaumlnge lbd resultiert (siehe Abbildung 3)

Abbildung 3 Anwendungsfall B (Prinzipskizze) thermisch beanspruchte Oberflaumlche senkrecht zum Bewehrungsanschluss

Die Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B wird aus-schlieszliglich nach der Ausrichtung der beflammten Oberflaumlchen in Bezug auf die Richtung der nachtraumlglich eingebauten Bewehrung getroffen und ist nicht gleichbedeutend mit der Unterscheidung zwischen Endveranke-rung und Uumlbergreifungsstoszlig Abbildung 4 zeigt Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und deren Zuordnung zu den entsprechenden An-wendungsfaumlllen

Abbildung 4 Konstruktionsbeispiele aus ETA-190543 [1] und Zuordnung zu den Anwendungsfaumlllen

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall A

Uumlbergreifungsstoszlig Anwendungsfall B

Endverankerung Anwendungsfall A

Endverankerung Anwendungsfall B

Fachthemen

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III Bemessungskonzept

1 AllgemeinesWie bereits eingangs erwaumlhnt wird die Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall signifikant von der temperaturabhaumln-gigen Verbundspannung fbdf i (Θ) mit

fbdthinspf i (Θ) = kf i (Θ) fbdP IR c

Mf i

(1)

beeinflusst welche versuchstechnisch bestimmt wird Der Abminderungsfak-tor kf i (Θ) unter Brandbeanspruchung der von der Betonfestigkeitsklasse abhaumlngige Bemessungswert fbd der Verbundspannung im Kaltfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] sowie der Abminderungsfaktor kb mit fbdPthinspIR = kb middot fbd werden in ETA-190543 [1] spezifiziert Fuumlr den materialseitigen Teilsicher-heitsbeiwert von Beton im Kaltfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Tabelle 21N in Uumlbereinstimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr die staumlndige und voruumlbergehende Bemessungssituation

c = 15 (2)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlberein-stimmung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den material-seitigen Teilsicherheitsbeiwert von Beton

Mf i = 10 (3)

In ETA-190543 [1] Tabelle C3 (siehe Tabelle 1) sind die Bemessungs-werte fbd der Verbundspannung im Kaltfall ausgewiesen Die Werte sind fuumlr alle Bohrverfahren anwendbar jedoch abhaumlngig vom Bewehrungs-stabdurchmesser und gelten fuumlr gute Verbundbedingungen gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 842 Im Fall anderer Verbundbedingungen sind die angegebenen Werte mit dem Faktor 07 zu multiplizieren

Betonfestigkeitsklassed [mm] C1215 C1620 C2025 C2530 C3037 C3545 C4050 C4555 C50608mm le d le 32mm 16 20 23 27 30 34 37 40 43d = 34mm 16 20 23 26 29 33 36 39 42d = 36mm 15 19 22 26 29 33 36 38 41d = 40 mm 15 18 21 25 28 31 34 37 40

Tabelle 1 WIT-PE 1000 Bemessungswerte fbd Nmm2[ ] der Verbundspannung im Kaltfall

(aus ETA-190543 [1] Tabelle C3

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] gilt fuumlr alle Betonfestigkeitsklassen alle Beweh-rungsstabdurchmesser und alle Bohrverfahren

kb = 10 (4)

und damit fuumlr alle Faumllle

fbdP IR = fbd (5)

Der temperaturabhaumlngige Abminderungsfaktor kf i (Θ) ist gemaumlszlig ETA190543 [1] mit

T le 2780degC

T gt 2780degCkf i (Θ) =

46738thinspmiddotthinspTthinspminus1598

fbdP IRthinspmiddot 43

00

le 1 (6)

zu beruumlcksichtigen Die resultierenden temperaturabhaumlngigen Verbund-spannungen fbdf i (Θ) sind in Abhaumlngigkeit der Betonfestigkeitsklasse fuumlr gute und andere Verbundbedingungen in den Abbildungen 5 bis 12 dargestellt

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

f bd

fiN mm

2

gute Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

Temperatur degC[ ]

Abbildung 5 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 6 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 7 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbund-bedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

18 middot 022020

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7gute Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 8 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr gute Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 8 mm bis dbew = 32mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 9 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser 8mm le d le 32mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 34mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 10 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Ver-bundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 34mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 36mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000

f bd

fiN mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 11 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 36mm

0 50 100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7andere Verbundbedingungen dbew = 40mm

C1215C1620C2025C2530C3037C3545C4050C4555C5060

WIT-PE 1000f b

dfi

N mm

2

Temperatur degC[ ]

Abbildung 12 WIT-PE 1000 temperaturabhaumlngige Verbundspannung fuumlr andere Verbundbedingungen und Bewehrungsstabdurchmesser d = 40 mm

Im Rahmen der Bemessung nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall ist neben der Unterscheidung zwischen den Anwendungsfaumlllen A und B zusaumltzlich zwischen den Versagensarten Herausziehen und Stahlversagen zu differenzieren

2 Anwendungsfall AWeist bei Anwendungsfall A der Bewehrungsanschluss in die gleiche Richtung wie die beflammte Oberflaumlche resultiert aufgrund des Funkti-onsverlaufs der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) zwar eine zeitlich veraumlnderliche jedoch oumlrtlich konstante Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses Die zeitabhaumlngige Bewehrungstemperatur im Brandfall ist lediglich von der Geometrie des Bestandsbauteils abhaumlngig und die Bemessung im Brandfall kann unter Nutzung der zeitabhaumlngigen Bewehrungstemperatur Θ(t) sowie der zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) erfolgen

21 HerausziehenSind die einwirkenden Beanspruchungen auf einen Bewehrungsanschluss groumlszliger als die aufnehmbare Verbundkraft tritt ein Versagen durch Her-ausziehen auf Der Nachweis fuumlr die Versagensart Herausziehen wird im Anwendungsfall A in Form der Ermittlung der im Brandfall erforderlichen

Fachthemen

19 middot 022020

Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gefuumlhrt (vgl ETA-190543 [1] Anhang C2) Der Wert lbrqdf i (t) beschreibt den Grundwert der Verankerungslaumlnge im Brandfall und ist gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) unter Be-ruumlcksichtigung der temperatur- bzw zeitabhaumlngigen Verbundspannung zu bestimmen

lbrqdf ithinsp(t) = Oslash4

σsdf ifbdf i (Θ(t))

(7)

mit empty Durchmesser des Bewehrungsstabs σsdf ithinsp vorhandene Stahlspan-nung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit unter auszligergewoumlhnlicher Bemessungssituation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6]

Den Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall erhaumllt man analog zum Nachweis unter Normaltemperatur gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844

22 StahlversagenDie temperaturabhaumlngige Tragfaumlhigkeit des Bewehrungsstabs selbst wird durch die Tragfaumlhigkeit des Stahlquerschnitts begrenzt Gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) darf die Bewehrung in statisch bestimmt ge-lagerten Stahlbetonkonstruktionen im Brandfall mit Hilfe eines Tempera-turkriteriums nachgewiesen werden Hierbei betraumlgt die kritische Tempe-ratur Θcrit = 500degC Der Nachweis fuumlr Stahlversagen ist folglich erbracht wenn fuumlr den unguumlnstigsten (also waumlrmsten) Punkt des Bewehrungsstabs im nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss gilt

Θ(t) le Θcrit = 500degC (8)

Alternativ kann der Nachweis des Bewehrungsstabs fuumlr Stahlversagen im Brandfall uumlber einen Vergleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren (Zug-)Kraft erfolgen

Nf iΘ(t)Rd ge Nf iEd (9)

mit Nf iEd Beanspruchung des Stabes am Beginn der Verankerungslaumlnge im Grenzzustand der Tragfaumlhigkeit bei auszligergewoumlhnlicher Bemessungs-situation gemaumlszlig DIN EN 1990 [6] Die aufnehmbare Kraft im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der temperaturabhaumlngigen Abnahme der Streckgrenze gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 32a zu bestimmen

fsyΘ(t) = ky Θ(t) middot fyk (10)

Man erhaumllt die aufnehmbare Zugkraft im Brandfall zu

π Oslash2

41

Mf iNf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk middot middot (11)

Im Brandfall gilt gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 23 in Uumlbereinstim-mung mit dem entsprechenden Nationalen Anhang fuumlr den materialsei-tigen Teilsicherheitsbeiwert von Betonstahl

Mfthinspi thinsp= 10 (12)

3 Anwendungsfall BWeist bei Anwendungsfall B der Bewehrungsanschluss senkrecht zur Richtung der beflammten Oberflaumlche herrscht eine zeitlich und oumlrtlich veraumlnderliche Temperatur entlang des Bewehrungsanschlusses ndash die Tem-peratur sinkt mit zunehmendem Abstand zur beflammten Oberflaumlche

31 HerausziehenEine Bemessung im Brandfall fuumlr die Versagensart Herausziehen in Form der Ermittlung einer einzigen zeitabhaumlngigen Verbundspannung fbdfthinspthinspithinsp(Θ(t)) ist fuumlr Anwendungsfall B nicht ausreichend weil diese entlang des Beweh-rungsanschlusses veraumlnderlich ist Bei einer Vorgehensweise analog zu An-wendungsfall A wuumlrde also an jedem Punkt des Bewehrungsstabs eine an-dere erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) resultieren

Auf der sicheren Seite liegend ist es selbstverstaumlndlich denkbar und zu-laumlssig die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) analog zu Anwen-dungsfall A unter Beruumlcksichtigung der unguumlnstigsten (also houmlchsten) Temperatur des Bewehrungsstabs im Bestandsbauteil zu ermitteln Die auf diese Weise gewonnenen Ergebnisse sind jedoch mit zunehmender Verankerungslaumlnge als ausgesprochen konservativ zu bewerten

Eine wirtschaftlichere Herangehensweise bei der die tatsaumlchliche Trag-faumlhigkeit der Verbundfuge genutzt wird ist der Nachweis fuumlr die Versa-gensart Herausziehen im Anwendungsfall B in Form des Vergleichs der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraumlfte

Nbdf iRd (t) ge Nf iEd (13)

Die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) in der Verbundfuge erhaumllt man durch Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs

0

lvNbdf iRd (t) = π middot empty middot fbdf i (Θ(tx )) dx

(14)

mit lv Setztiefe Sind aufnehmbare und einwirkende Kraft identisch

Nbdf iRd (t) = Nf iEd (15)

entspricht die Setztiefe lv fuumlr einen definierten Zeitpunkt t der erforderli-chen Verankerungslaumlnge lbrqdf i (t) gemaumlszlig ETA-190543 [1] Anhang C2 und DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichung (83) Analog zum Anwendungsfall A und zum Kaltfall ist der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen

32 StahlversagenIm Gegensatz zum Versagen durch Herausziehen ist der Nachweis fuumlr Stahlversagen am unguumlnstigsten Nachweisschnitt also unter Beruumlcksich-tigung der entlang der Bewehrungsstabs zu einem gegebenen Zeitpunkt t maximal auftretenden Temperatur zu fuumlhren Die Nachweisfuumlhrung kann analog zu Anwendungsfall A mit Hilfe des Temperaturkriteriums oder uumlber den Vergleich der einwirkenden und der aufnehmbaren Kraft erfolgen

IV Beispiele

1 Anwendungsfall A11 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse die in Anwendungs-fall A zu kategorisieren sind wird eine Stahlbetondecke und ein Stahl-betonbalken untersucht Die Geometrie der Bauteile ist in Abbildung 13 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist Fuumlr den Balken wird die tragende Laumlngsbeweh-rung mit einer Betondeckung von cBalken = 50 mm und fuumlr die Decke die obere Bewehrungslage mit einer Betondeckung (bezogen auf die be-

20 middot 022020

flammte Oberflaumlche) von cDecke = 90 mm betrachtet Die nachtraumlgliche Bewehrung ist jeweils rot markiert waumlhrend die vorhandene Bewehrung des Bestandsbauteils schwarz gekennzeichnet ist Der Durchmesser der Bewehrungsstaumlbe wird mit empty = 20 mm angenommenMit einer aumluszligeren Geometrie von

bBalken = 180 mm (16)

hBalken = 540 mm (17)

hDecke = 120 mm (18)

und Achsmaszligen der Bewehrung bezuumlglich der brandbeanspruchten Oberflaumlche von

aBalken = cBalken + = 50thinspmm + = 60thinspmmOslash2

20thinspmm2 (19)

aDecke = cDecke + = 90thinspmm + = 100thinspmmOslash2

20thinspmm2 (20)

sind die gegebene Konstruktionen ohne nachtraumlglichen Bewehrungs-anschluss gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Tabelle 55 (Balken) in die Feuer widerstandsklasse REI 90 bzw gemaumlszlig Tabelle 58 (Decke) in die Feuerwiderstandsklasse REI 120 einzustufen Die zeitabhaumlngige Tempe-raturverteilung in der Gesamtkonstruktion wird daher fuumlr eine Brandbe-anspruchung nach der Einheitstemperaturzeitkurve (vgl Abbildung 1) mit einer Dauer von 120 Minuten bestimmt

Abbildung 13 Beispiel 1 Anwendungsfall A nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke und Stahlbetonbalken

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt nume-risch als dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation Diese darf gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 432(4) am reinen Betonquerschnitt ohne explizite Beruumlcksichtigung der Bewehrung durchgefuumlhrt werden Die tem-peraturabhaumlngigen thermischen Eigenschaften von Beton werden gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 333 beruumlcksichtigt (obere Grenze der Waumlrmeleitfaumlhigkeit) Die daumlmmende Wirkung eines ggf vorhandenen Fuszligbodenaufbaus wird fuumlr das vorliegende Beispiel vernachlaumlssigt Ab-bildung 14 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewand-ten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 14 Beispiel 1 Anwendungsfall A thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 15 und 16 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Fachthemen

21 middot 022020

Abbildung 15 Beispiel 1 Anwendungsfall A Decke Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von oben nach unten)

Abbildung 16 Beispiel 1 Anwendungsfall A Balken Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 17 zusaumltzlich die zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bal-ken- sowie an der Deckenbewehrung dargestellt

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

100

200

300

400

500

600

700DeckeBalken

Tem

pera

tur

degC[

]Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Temperatur fuumlr Brandbeanspruchung durch ETK

Abbildung 17 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige Temperaturen an der Balken- und Deckenbewehrung

Aus den zeitabhaumlngigen Temperaturen an der Bewehrung werden im naumlchsten Schritt die aufnehmbaren Verbundspannungen fuumlr Decke und Balken bestimmt Beispielhaft erfolgt dies im vorliegenden Fall fuumlr die Be-tonfestigkeitsklassen C1215 und C5060 jeweils fuumlr gute und andere Verbundbedingungen (vgl Abbildungen 5 bis 12) Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abbildung 18 ausgewiesen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

1

2

3

4

5

6

7C1215 gute VerbundbedingungenC5060 gute VerbundbedingungenC1215 andere VerbundbedingungenC5060 andere Verbundbedingungen

f bd

fiN mm

2f b

dfi

N mm

2

Zeit min[ ]

Zeit min[ ]

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

d bew le 32 mm

Zeitabhaumlngige Verbundspannung bei nachtraumlgliche Bewehrung im Balken

d bew le 32 mm

Abbildung 18 Beispiel 1 Anwendungsfall A zeitabhaumlngige aufnehmbare Verbundspannungen an der Balken- und Deckenbewehrung

22 middot 022020

In Tabelle 2 sind die bisher erzielten Ergebnisse fuumlr die brandschutztechnisch relevanten Zeitpunkte t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min zusammengefasst

Feuerwiderstandsdauer [min]30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 24 101 049 028C5060 g 404 101 049 028C1215 a 168 101 049 028C5060 a 404 101 049 028

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

Balken fbdf i

Nmm2[ ]

C1215 g 036 00 00 00C5060 g 036 00 00 00C1215 a 036 00 00 00C5060 a 036 00 00 00

Tabelle 2 Beispiel 1 Anwendungsfall A Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Unter Nutzung der Berechnungsergebnisse fuumlr die zeitabhaumlngige Tem-peratur und Verbundspannung erfolgt im naumlchsten Schritt die Nachweis-fuumlhrung fuumlr Stahlversagen und Herausziehen Der nachtraumlgliche Beweh-rungsanschluss ist nachgewiesen wenn die Nachweise fuumlr beide Ver-sagensarten erbracht werden koumlnnen Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung im Brandfall wird beispielhaft von

σsdthinspf i = 03 middot fyk (21)

ausgegangen Fuumlr uumlblichen Bewehrungsstahl B500A ergibt sich

σsdthinspf i = 03 middot 500thinsp Nmm2 = 150thinsp N

mm2 (22)

12 HerausziehenFuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten erhaumllt man fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke den Grundwert der Verankerungslaumlnge zu

lbrqdf i (t) = 20thinspmm4 middot

150101

Nmm2

Nmm2

= 743thinspmm (23)

Die Grundwerte der Verankerungslaumlngen fuumlr die uumlbrigen Varianten sind in Tabelle 3 ausgewiesen

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke lbrqdf i [mm]

C1215 g 3130 7430 15310 26790C5060 g 1860 7430 15310 26790C1215 a 4460 7430 15310 26790C5060 a 1860 7430 15310 26790

Balken lbrqdf i [mm]

C1215 g 20830 00 00 00C5060 g 20830 00 00 00C1215 a 20830 00 00 00C5060 a 20830 00 00 00

Tabelle 3 Beispiel 1 Anwendungsfall A Grundwerte der Verankerungslaumlnge im Brandfall (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Der Bemessungswert lbdf i (t) der Verankerungslaumlnge im Brandfall ist unter Beruumlcksichtigung der realen konstruktiven Gegebenheiten gemaumlszlig DIN EN 1992-1-1 [4] Kapitel 844 zu bestimmen Im Rahmen des vorliegen-den Beispiels wird im Folgenden angenommen

lbd (t) = lbrqdf i (t) (24)

Als letzter Schritt ist zu pruumlfen ob die jeweilige rechnerische Veranke-rungslaumlnge sowie die Kombination aus Verankerungslaumlnge und Betonde-ckung dem Anwendungsbereich von ETA-190543 [1] entspricht

Gemaumlszlig ETA-190543 [1] Tabelle B2 ist fuumlr Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 20 mm bei den Bohrverfahren Hammerbohren Pressluft-bohren und Diamantbohren eine maximale Setztiefe von lvmax = 2000 mm einzuhalten fuumlr Hohlbohren gilt lvmax = 1000 mm Der Vergleich mit Tabelle 3 macht deutlich dass unter den gegebenen Randbedingungen ein nachtraumlglicher Bewehrungsanschluss ausschlieszliglich in der Decke und fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 60 und 90 Minuten dem An-wendungsbereich von ETA-190543 [1] Tabelle B2 entspricht sofern nicht das Bohrverfahren Hohlbohren zum Einsatz kommt

In ETA-190543 [1] Tabelle B1 wird die Mindestbetondeckung in Abhaumln-gigkeit der Verankerungslaumlnge festgelegt Fuumlr Hammerbohren ohne Bohr-hilfe und die Einbindetiefe lbdDecke (90 min) = 15310 mm ergibt sich bei-spielsweise eine Mindestbetondeckung von

cmin90 = 30 mm + 006 middot 15310 mm = 12186 mm (25)

Die Anforderung an die Mindestbetondeckung ist demnach fuumlr die gege-bene Deckenkonstruktion mit cdecke = 90 mm und eine Feuerwiderstands-dauer von 90 Minuten nicht erbracht Fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten ergibt sich

cmin60 = 30 mm + 006 middot 743mm = 7458mm (26)

Der untersuchte nachtraumlgliche Bewehrungsanschluss in der Decke ent-spricht bei Hammerbohren ohne Bohrhilfe somit lediglich fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten dem Anwendungsbereich von ETA190543 [1] Tabelle B1

Werden die in Tabelle 3 ausgewiesenen erforderlichen Verankerungs-laumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungs-anschlusses in der Decke auf Herausziehen erbracht

13 StahlversagenDer Nachweis fuumlr Stahlversagen wird zunaumlchst gemaumlszlig DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4) mittels des Temperaturkriteriums gefuumlhrt Der Vergleich mit Tabelle 2 macht deutlich dass die kritische Temperatur von Θcrit =500degC fuumlr den nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss in der Decke fuumlr keine der untersuchten Feuerwiderstandsdauern und im Balken fuumlr die Feuerwider-standsdauern 90 und 120 Minuten uumlberschritten wird Der Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlsse fuumlr Stahlversagen unter Nutzung des Temperaturkriteriums ist demnach in der Decke fuumlr die Feuerwider-standsdauern 30 60 90 und 120 Minuten und im Balken fuumlr die Feuer-widerstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

Als zweite Variante wird der Nachweis fuumlr Stahlversagen uumlber einen Ver-gleich der einwirkenden mit der aufnehmbaren Beanspruchung gefuumlhrt Tabelle 4 zeigt den Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung

σf iΘ(t)Rd = kyΘ(t) middot fyk 1 Mf i

(27)

Fachthemen

23 middot 022020

Feuerwiderstandsdauer [min]

30 60 90 120

Decke

Θ [degC] 4274 10195 16061 22658

ky [ndash] 10 10 10 10

σf iRdN

mm2[ ] 5000 5000 5000 5000

Balken

Θ [degC] 19262 4110 55977 67205

ky [ndash] 10 098 059 03

σf iRdN

mm2[ ] 5000 4879 29736 14854

Tabelle 4 Beispiel 1 Anwendungsfall A Bemessungswert der aufnehmbaren Stahlspannung im Brandfall

Bei einer einwirkenden Stahlspannung von σsdf i = 150 Nmm2 wird aus

dem Vergleich mit Tabelle 4 ersichtlich dass der Nachweis des nachtraumlg-lichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlversagen im Balken nun zusaumltz-lich fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten erbracht ist Der Un-terschied zwischen Temperaturkriterium (vereinfachte Methode) und ge-nauerem Nachweis resultiert aus der dem Temperaturkriterium zugrunde liegenden Annahme einer fuumlr den Brandfall voll ausgelasteten Konstrukti-on (vgl DIN EN 1992-1-2 [5] Kapitel 52(4)) waumlhrend fuumlr den Vergleich von Einwirkung und Tragwiderstand die tatsaumlchliche Auslastung bzw Beanspruchung des untersuchten Bauteils beruumlcksichtigt wird

14 ZusammenfassungAus den obigen Berechnungen wird deutlich dass fuumlr die untersuchte Konstruktion mit zwei nachtraumlglichen Bewehrungsanschluumlssen die Versa-gensart Herausziehen maszliggebend ist Unter den gegebenen Randbedin-gungen ist der Gesamt-Nachweis der nachtraumlglichen Bewehrungsan-schluumlsse folglich nur in der Decke fuumlr die Feuerwiderstandsdauern 30 und 60 Minuten erbracht

2 Anwendungsfall B21 AllgemeinesAls Beispiel fuumlr einen nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss mit Anwen-dungsfall B wird der Anschluss der Stahlbetondecke und des Stahlbeton-balkens aus Beispiel 1 an eine Stahlbetonwand der Dicke dwand = 250thinspmm untersucht Fuumlr eine zu uumlbertragende Kraft von Nf iEd = 20thinspkN wird die er-forderliche Verankerungslaumlnge in Abhaumlngigkeit der Dauer der Brandbean-spruchung gesucht Die Geometrie der Konstruktion ist in Abbildung 19 dargestellt wobei jeweils das Bestandsbauteil grau und das Neubauteil rot gekennzeichnet ist

Abbildung 19 Beispiel 2 Anwendungsfall B nachtraumlgliche Bewehrungsanschluumlsse in Stahlbetondecke bzw Stahlbetonbalken an Stahlbetonwand

Die Berechnung der zeitabhaumlngigen Temperaturverteilung erfolgt analog zu Anwendungsfall A numerisch als dreidimensionale Finite-Elemente- Simulation Abbildung 20 verdeutlicht die beflammten (rot) sowie die brandabgewandten Oberflaumlchen der Konstruktion

Abbildung 20 Beispiel 2 Anwendungsfall B thermische Randbedingungen (rot beflammt blau unbeflammt brandabgewandt)

In den Abbildungen 21 und 22 sind die Berechnungsergebnisse in Form der Temperaturverteilungen zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt

Abbildung 21 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

24 middot 022020

Abbildung 22 Beispiel 2 Anwendungsfall B Decke Temperaturverteilungen zu den Zeit-punkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min (von links oben nach rechts unten)

Fuumlr die Nachweisfuumlhrung am nachtraumlglichen Bewehrungsanschluss sind in Abbildung 23 zusaumltzlich die oumlrtlich veraumlnderlichen Temperaturen an der Balken- sowie an der Deckenbewehrung im Bereich des Bestandsbau-teils zu den Zeitpunkten t = 30 min t = 60 min t = 90 min und t = 120 min dargestellt Die Koordinate 0 mm beschreibt in Abbildung 23 den Uumlber-gang zwischen Bestands- und Neubauteil und die Koordinate 250 mm die brandabgewandte Oberflaumlche des Stahlbetonwand

0 50 100 150 200 2500

25

50

75

100

125

150

175

200Zeit [ min ]

306090120

0 50 100 150 200 2500

100

200

300

400

500Zeit [ min ]

306090120

Tem

pera

tur

degC[

]Te

mpe

ratu

rdegC[

]

Ort mm[ ]

Ort mm[ ]

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Temperatur entlang der Messlinie fuumlr Brandbeanspruchung durch ETKnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 23 Beispiel 2 Anwendungsfall B orts- und zeitabhaumlngige Temperaturen in der Balken und Deckenbewehrung

22 HerausziehenUnter Nutzung der in Abbildung 23 dargestellten Temperaturverlaumlufe wird im naumlchsten Schritt fuumlr verschiedene Setztiefen lv die aufnehmbare Kraft Nbdf iRd (t) bestimmt Unter der Annahme einer stirnseitigen Beton-uumlberdeckung von c1 ge 30 mm sind wirksame Setztiefen von lv le 220 mm realisierbar Fuumlr das vorliegende Beispiel werden Bewehrungsstaumlbe mit dem Durchmesser empty = 12mm untersucht Die minimale Setztiefe betraumlgt damit in Anlehnung an DIN EN 1992-1-1 [4] Gleichungen (86) und (87)

lvmin = max [100 mm 10 middot empty] = max [100 mm 120 mm] = 120 mm (28)

Die aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd ergibt sich fuumlr jeden Fall aus der Integration der temperaturabhaumlngigen Verbundspannung fbdf i (Θ(t)) uumlber die lastuumlbertragende Oberflaumlche des Bewehrungsstabs Die ent-sprechenden Berechnungsergebnisse sind fuumlr die Balken- und Deckenbe-wehrung im Bereich des Bestandsbauteils in Abhaumlngigkeit der Setztiefe und der Dauer der Brandbeanspruchung in Abbildung 24 ausgewiesen

80 100 120 140 160 180 200 220lv [mm]

lv [mm]

0

10

20

30

40

50

Nbd

fiR

d[ k

N]

Nbd

fiR

d[ k

N]

t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

80 100 120 140 160 180 200 2200

10

20

30

40

50t = 30 min C1215 gt = 30 min C5060 gt = 30 min C1215 at = 30 min C5060 at = 60 min C1215 gt = 60 min C5060 gt = 60 min C1215 at = 60 min C5060 at = 90 min C1215 gt = 90 min C5060 gt = 90 min C1215 at = 90 min C5060 at = 120 min C1215 gt = 120 min C5060 gt = 120 min C1215 at = 120 min C5060 a

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung in der Decke

Aufnehmbare Verbundkraftnachtraumlgliche Bewehrung im Balken

Abbildung 24 Beispiel 2 Anwendungsfall B aufnehmbare Verbundkraft Nbdf iRd fuumlr Balken- und Deckenbewehrung in Abhaumlngigkeit der Setztiefe (g gute Verbundbedingungen a andere Verbundbedingungen)

Die erforderliche Verankerungslaumlnge lbrqdf i ergibt sich aus der Forderung

Nbdf iRd ge Nf iEd (29)

und kann aus Abbildung 24 abgelesen werden Bei Betonfestigkeits-klasse C5060 und guten Verbundbedingungen sind beispielsweise fuumlr eine Feuerwiderstandsdauer von 60 min Verankerungslaumlngen

XX

25 middot 022020

lbrqdf idecke = 125mm (30)

und

lbrqdf ibalken = 180 mm (31)

erforderlich Hinsichtlich des Bemessungswerts lbdf i der Verankerungs-laumlnge im Brandfall wird analog zu Beispiel 1 angenommen

lbd = lbrqdf i (32)

Werden die erforderlichen Verankerungslaumlngen eingehalten ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses auf Herausziehen erbracht

23 StahlversagenDer Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen ist analog zu Beispiel 1 entweder mittels des Temperaturkriteriums oder genauer uumlber den Vergleich der einwirkenden mit der aufnehm-baren Beanspruchung zu fuumlhren Im Unterschied zu Anwendungsfall A ist aufgrund der oumlrtlich und zeitlich veraumlnderlichen Temperaturen bei An-wendungsfall B im Vorfeld der maszliggebende Nachweisschnitt zu bestim-men Im vorliegenden Fall ist dies der Uumlbergang zwischen Bestands- und Neubauteil (Koordinate 0 mm) da dort die houmlchsten Temperaturen auf-treten Aus Abbildung 23 wird ersichtlich dass die kritische Temperatur von Θcrit = 500degC im Nachweisschnitt in keinem Fall uumlberschritten wird Da zudem die Beanspruchung im Brandfall nicht die Beanspruchbarkeit unter Umgebungstemperatur uumlberschreitet Nf iEd = 20thinspkN le NRd = fyk middot π Oslash2

4 middot 1

S = 4917thinspkN (33)

ist der Nachweis des nachtraumlglichen Bewehrungsanschlusses fuumlr Stahlver-sagen der Balken- und Deckenbewehrung fuumlr die Feuerwiderstandsdau-ern 30 60 90 und 120 Minuten erbracht

24 ZusammenfassungDa nicht fuumlr alle untersuchten Varianten und brandschutztechnisch rele-vanten Zeitpunkte innerhalb der konstruktiven Grenzen eine Veranke-rungslaumlnge bestimmt werden kann die die Uumlbertragung der einwirken-den Beanspruchung erlaubt (vgl Abbildung 24) ist auch im Beispiel 2 die Versagensart Herausziehen maszliggebend

V Software-LoumlsungAus den vorangegangenen Abschnitten wird ersichtlich dass das Trag-verhalten nachtraumlglicher Bewehrungsanschluumlsse im Brandfall von zahlrei-chen Einflussgroumlszligen abhaumlngig ist Um die Bemessung und Nachweisfuumlh-rung zu erleichtern wurde die Anwendersoftware Wuumlrth REBAR Design entwickelt die neben der Bemessung unter Umgebungstemperatur auch die Nachweisfuumlhrung im Brandfall abdeckt Fuumlr zahlreiche Konstruktions-varianten sind Ergebnisse numerischer Durchwaumlrmungsberechnungen hin-terlegt um die Bestimmung der Tragfaumlhigkeit nachtraumlglicher Bewehrungs-anschluumlsse im Brandfall anwenderfreundlich zu ermoumlglichen

Literaturverzeichnis

[1] ETA-190543 Wuumlrth Injektionssystem WIT-PE 1000 fuumlr Bewehrungsanschluumlsse Systeme fuumlr nachtraumlglich eingemoumlrtelte Bewehrungsanschluumlsse ndash Deutsches Institut fuumlr Bautechnik 17042020

[2] DIN EN 13501-22016-12 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten Teil 2 Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandspruumlfungen mit Ausnahme von Luumlftungsanlagen Deutsche Fassung EN 13501-22016

[3] DIN EN 1363-12020-05 Feuerwiderstandspruumlfungen ndash Teil 1 Allgemeine Anforderungen Deutsche Fassung EN 1363-12020

[4] DIN EN 1992-1-12011-01 Eurocode 2 Bemessung und Konstruk tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil 1-1 Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fuumlr den Hochbau Deutsche Fassung EN 1992-1-12004 + AC2010

[5] DIN EN 1992-1-22010-12 Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken Teil -2 Allgemeine Regeln Tragwerksbemessung fuumlr den Brandfall Deutsche Fassung EN 1992-1-22004 + AC2008

[6] DIN EN 19902010-12 Eurocode Grundlagen der Tragwerksplanung Deutsche Fassung EN 19902002 + A12005 + A12005AC2010

WUumlRTH REBAR DESIGNBemessung von nachtraumlglich eingemoumlrtelten Bewehrungsstaumlben unter Brandeinwirkung mit der Wuumlrth Technical Software

Die Wuumlrth REBAR Design Software ist Teil der Wuumlrth Technical Software Im Reiter Belastung koumlnnen Lastfaumllle bdquoFeuerldquo definiert und die dazugehoumlrige Feuerwiderstandsklasse ausgewaumlhlt werden In Abhaumlngigkeit von der Bauteilsituation errechnet das Programm die am Stab anliegende Temperatur und darauf auf-bauend die erforderliche Einbindetiefe Die Funktion erhalten Sie durch Update Ihrer installierten Wuumlrth Technical Software

Bilder MFPA Leipzig GmbH

26 middot 022020

GROSSE RETROSPEKTIVE IM MUSEacuteE WUumlRTH IN ERSTEIN Die Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo wuumlrdigt bis 20 Oktober 2021 das Lebenswerk der beiden Kuumlnstler

Das Museacutee Wuumlrth France Erstein wurde im Januar 2008 neben dem Unternehmenssitz von Wuumlrth France im Gewerbegebiet von Erstein im Elsass eroumlffnet Foto Benoit Linder

Christo und Jeanne-Claude Wrapped Floors and Stairways and Covered Windows Museum Wuumlrth Kuumlnzelsau 1994-95 1995Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 60 cm Sammlung Wuumlrth Inv 4717 Foto Wolfgang Volz copy Christo

Neuigkeiten

27 middot 022020

Seit Juli 2020 zeigt das Museacutee Wuumlrth im elsaumlssischen Erstein die groszlige Retrospektive bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo Rund 80 Arbeiten des aufsehenerregenden Kuumlnstlerpaares aus der Samm-lung Wuumlrth die mit uumlber 130 Kunstwerken eine der weltweit bedeu-tendsten Sammlungen von Christo verwahrt beleuchten dort in einem Querschnitt ihr Gesamtwerk Nach dem Tode Christos am Pfingstsonn-tag 2020 ist die Schau nun auch eine Hommage an das Kuumlnstlerpaar Geplant bis 20 Oktober 2021 erklaumlrt sie zudem das groszlige Ganze wenn im Herbst 2021 posthum nach Plaumlnen Christos der Pariser Triumph-bogen Nationaldenkmal Frankreichs spektakulaumlr zwei Wochen lang mit Stoff verhuumlllt wird

Eine Wuumlrdigung zweier WeltkuumlnstlerChristo und Jeanne-Claude beide geboren am 13 Juni 1935 haben mit ihrer Kunst das kollektive Bildgedaumlchtnis weltweit gepraumlgt Millionen Menschen verzauberte der verhuumlllte Pont Neuf in Paris 1985 Auch das 1995 unmittelbar vor der Verhuumlllung des Berliner Reichstages realisierte Projekt bdquoWrapped Floors and Stairways and Covered Windowsldquo im Mu-seum Wuumlrth Kuumlnzelsau die zu diesem Zeitpunkt groumlszligte Innenverhuumlllung des Paares lebt in der Erinnerung vieler Menschen fort Mit dem Unter-nehmer und Sammler Reinhold Wuumlrth verband Christo und Jeanne- Claude eine jahrelange Freundschaft 2016 verzauberten die gelb schimmernden bdquoFloating Piersldquo am Iseo-See in Norditalien bdquoIhre Kunst war eine stete Auf-forderung Vertrautes bewusster wahrzunehmen ganz gleich ob es sich um Orte Landschaften Gebaumlude oder Monumente handelteldquo erklaumlrt C Sylvia Weber Direktorin der Sammlung Wuumlrth

Christo Wrapped Reichstag Project for Berlin 1971-1995 1994 Zeichnung Bleistift Kohle Pastell und Kreide 165 x 106 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2617 copy Christo

Christo Et Jeanne-Claude The Pont Neuf Wrapped Paris 1975-85 1985 Fotografie von Wolfgang Volz 70 x 100 cm Sammlung Wuumlrth Inv 2801 Urheberrecht Wolfgang Volz - copy Christo

Christo (1935ndash2020) Lrsquo Arc de Triomphe Wrapped (Project for Paris) Place de lrsquoEacutetoile ndash Charles de Gaulle 2019 Collage 431 x 559 cm Sammlung Wuumlrth Inv 18389 copy Christo

Das letzte Groszligprojekt bdquoLrsquoArc de Triomphe WrappedldquoAls letztes Groszligprojekt wird nach Christos Plaumlnen vom 18 September bis 3 Oktober 2021 der Triumphbogen in Paris das massive Monument auf dem Platz Charles de Gaulle mit 25000 Quadratmetern silber-blaumlulichem Stoff verhuumlllt werden die 7000 Meter rotes Seil zusammen-halten In der franzoumlsischen Metropole begegnete sich das bulgarisch-franzoumlsische Paar Christo und Jeanne-Claude 1958 und lebte dort bis 1964 Schon 1962 entwickelten die beiden dort die Idee den Triumph-bogen zu verhuumlllen und Christo fertigte erste Skizzen an bdquoLrsquoArc de Triomphe Wrappedldquo ndash so lautet lapidar der offizielle Name der Aktion Christos Wirken gemaumlszlig wird der Stoff erneut recycelbar sein der oumlffentlichen Hand entstehen wiederum keine Kosten

Weitere Informationen zum Museacutee Wuumlrth France Erstein und zur Ausstellung bdquoChristo und Jeanne-Claude Sammlung Wuumlrthldquo finden Sie unter wwwmusee-wurthfr

28 middot 022020

ERMITTLUNG DER TRAGFAumlHIGKEIT VON INJEKTIONSANKERN IN MAUERWERK DURCH VERSUCHE AM BAUWERKDr-Ing Dipl-Wirt-Ing (FH) Juumlrgen H R Kuumlenzlen M A Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG KuumlnzelsauDipl-Ing (FH) Eckehard Scheller ISB Block und Becker ndash Beratende Ingenieure PartGmbBDipl-Ing Rainer Becker fobatec GmbHDipl-Ing Thomas Kuhn Adolf Wuumlrth GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau

1 EinleitungIm Verankerungsgrund Mauerwerk gibt es viele Befestigungsaufgaben zu loumlsen sowohl fuumlr Planer die die Duumlbel bemessen als auch fuumlr Ausfuumlh-rende die die Duumlbel montieren Dazu gehoumlrt uthinspa die Befestigung von

bull Gelaumlndernbull Markisenbull Vordaumlchern Carports Wintergaumlrten Balkonanlagen und

Terrassenuumlberdachungenbull Treppen uthinspvthinspm

Diese Befestigungen erfordernbull die Bemessung durch einen im Bereich der Befestigungstechnik

erfahrenen (Bau-) Ingenieur undbull die Montage durch geschultes Personal

da Einfluumlsse wie der Verankerungsgrund und bestimmte einzuhaltende Mon tageparameter die Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln wesentlich bestimmen

Dieser Beitrag folgt sozusagen als Teil 2 dem Beitrag bdquoErmittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerkldquo

Fachthemen

29 middot 022020

Projekt bdquo(Duumlbel-) Versuche am Bauwerkldquo Gedanken machen und abstim-men Dazu gehoumlrt es auch sich im Detail mit den einzelnen Anforderungen der Technischen Regel [2] vertraut zu machen

2 Grundlagen fuumlr Baustellenversuche im Verankerungsgrund Mauerwerk

21 Duumlbel-Systeme

Bei den nachfolgend beschriebenen Metall-Injektionsankern zur Veranke-rung im Mauerwerk handelt es sich ausschlieszliglich um bdquoDuumlbel-Systemeldquo die in Deutschland auf Grundlage einer bdquoZulassungldquo eingebaut werden duumlrfen

Bei diesen Zulassungen wurdewird unterschieden inbull Europaumlische Technische Zulassungen sowiebull Europaumlische Technische Bewertungen

die jeweils mit bdquoETAldquo abgekuumlrzt werden

Die hier behandelten Injektionssysteme bestehen in den meisten Faumlllen aus den in Bild 1 dargestellten Komponenten die in der Produktbeschreibung in den Anhaumlngen der jeweiligen europaumlischen Zulassung bzw Bewertung detailliert beschrieben werden Gemaumlszlig [5] Abschnitt 41 gilt

bdquoEinbau nur wie vom Hersteller geliefert ohne Austausch der einzelnen Teileldquo

Bild 1 Beispiel fuumlr zugelassenen Metall-Injektionsanker (Moumlrtelkartusche Statikmischer Ankerstange-AuszligengewindeSechskantmutterUnterlegscheibe Ankerstange-Innengewinde Siebhuumllse) vgl [6]

22 Europaumlische Zulassungen bzw Bewertungen Europaumlische Technische Zulassungen fuumlr bdquoMetall-Injektionsanker zur Ver-ankerung im Mauerwerkldquo wurden bis ins Jahr 2017 auf Grundlage der Bauproduktenrichtlinie [19] und ETAG 029 [13] erteilt Heute werden Europaumlische Technische Bewertungen auf der Basis der Bauprodukten-verordnung [21] und dem Europaumlischen Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] erteilt

Auf europaumlischer Ebene ist das Verfahren bdquoVersuche am Bauwerkldquo in der europaumlischen Leitlinie ETAG 029 Anhang B [14] bzw im europaumlischen Technical Report TR 053 [16] festgelegt

[1] der sich nur mit Kunststoffduumlbeln befasst hat und beschaumlftigt sich jetzt mit Metall-Injektionsankern zur Verankerung im Mauerwerk die auch nur bdquoInjektionsankerldquo oder bdquoInjektionssystemeldquo genannt werden

Fuumlr den Verankerungsgrund Mauerwerk kann man auf Baustellen im Be-stand auf eine groszlige Vielzahl von unterschiedlichen Mauersteinen tref-fen Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort bdquoEnergieeinsparungldquo) erhoumlht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo Dabei unterscheiden sich die Mauersteine durch

bull den Baustoff (Mauerziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton oder Normalbeton)

bull die Struktur (Vollsteine Hohl- und Lochsteine mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

bull die Geometrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen) sowie vor allem durch

bull die Rohdichte undbull die Druckfestigkeit

Diese Parameter haben in den meisten Faumlllen mehr oder weniger gravieren-de Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit von zugelassenen Metall-Injektionsankern zur Verankerung in Mauerwerk Im Rahmen der Zulassungsverfahren die-ser Befestigungssysteme wird es fuumlr die Duumlbel-Hersteller aber immer nur moumlglich sein einen kleinen Teil dieser Mauersteine als Verankerungsgrund in der jeweiligen Zulassung abzubilden Haumlufig wird es daher vorkommen dass das gewaumlhlte Duumlbel-System im Rahmen seines Zulassungsverfahrens nicht im tatsaumlchlich vorhandenen Baustellen-Verankerungsgrund gepruumlft wurde Die hier beschriebenen bdquo(Duumlbel-)Versuche am Bauwerkldquo ermoumlg-lichen es dem Anwender dennoch zulassungskonform zu bemessen und zu montieren

Im Deutschen Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) wurde dafuumlr im Jahr 2015 ein Arbeitskreis bdquoVersuche am Bauldquo eingerichtet Als Beratungsergebnis dieses Gremiums liegt nun ndash ergaumlnzend zu den bis dahin vorliegenden europaumli-schen Vorgaben ndash die uumlberarbeitete Technische Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauer-werk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo [2] vor In der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) Ausgabe 20191 Anhang 3 [4] steht dazu Folgendes

bdquoFuumlr Mauerwerk aus anderen vergleichbaren Steinen darf die charakteristische Tragfaumlhigkeit von Injektionsan-kersystemen mit ETA durch Baustellenversuche nach der Technischen Regel bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau [hellip]ldquo ermittelt werdenldquo

Nachfolgend werden eine kurze Einfuumlhrung in dieses Regelwerk sowie Tipps fuumlr die Anwendung in der Praxis gegeben Dabei koumlnnen aus Uumlber-sichtsgruumlnden nicht alle Regelungen zitiert und detailliert erklaumlrt werden Einige der Regelungen in [2] sind dieselben Regelungen wie fuumlr Kunst-stoffduumlbel in [3] die bereits im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] erlaumlu-tert wurden weshalb der Einfachheit halber ndash wo es moumlglich ist ndash auf diesen Beitrag verwiesen wird

Die am Bau Beteiligten koumlnnen sich an den hier gemachten Erlaumluterungen orientieren muumlssen sich aber immer wieder individuell zu ihrem jeweiligen

30 middot 022020

3 VerantwortlichkeitenIn der Technischen Regel des DIBt [2] werden sehr differenziert die Verantwortlichkeiten bzw Zustaumlndigkeiten und deren erforderliche Qualifikationen fuumlr Baustellenversuche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Ver-ankerung in Mauerwerk angegeben Dafuumlr werden der Fachplaner der Versuchsleiter und das sachkundige Personal definiert Neben den Erlaumlu-terungen im ersten Teil dieses Beitrags [1] gibt die Tabelle 31 hierzu einen kurzen Uumlberblick

VerantwortlichkeitenFachplaner bull Plant die Versuche und legt die Versuchsart fest

(zthinspB Zugversuche Querlastversuche Bruchversuche Probebelastung Abnahmeversuche)

bull Uumlbernahme der Verantwortung fuumlr die statistische Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeiten und deren nachvollziehbare Doku-mentation

Versuchs-leiter

bull Durchfuumlhrung von Probebohrungen

bull Bedienung des PruumlfgeraumltsDurchfuumlhrung der Versuche

bull Dokumentation der VersuchsergebnisseSach-kundiges Personal

bull Fuumlhrt die Arbeiten auf der Baustelle aus

bull Setzt die Duumlbel fuumlr die Versuche

bull Erfuumlllt die Anforderungen an Monteure gemaumlszlig dem DIBt-Papier bdquoHinweise fuumlr die Montage von Duumlbelver-ankerungenldquo [5]

Tabelle 31 Kurzuumlbersicht zu den Verantwortlichkeiten bei Baustellenversuchen fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [2]

4 Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau

41 GliederungAllgemeinesDie Technische Regel [2] bdquoDurchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604ldquo ist in die folgenden vier Abschnitte gegliedert

1 Anwendungsbereich2 Versuche3 Auswertung der Versuche4 Angaben fuumlr die Bemessung

Die erteilte aktuelle ETA fuumlr einen zu verwendenden Metall-Injektions-anker zur Verankerung im Mauerwerk (vgl Abschnitt 22) ist die Grund-voraussetzung fuumlr Baustellenversuche Die Tragfaumlhigkeit eines Injektions-ankers kann dann durch Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen oder Abnahmeversuche) und durch Querlastversuche am Rand (Bruch-versuche oder Probebelastung) ermittelt werden (siehe Abschnitt 43)

Fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk gilt dass bei Bruchversuchen und Probebelastungen die gepruumlfte Befestigungsstelle und der gepruumlfte Duumlbel spaumlter nicht mehr fuumlr die eigentliche Ausfuumlhrung der BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen Eine bdquoOumlffnungs-klauselldquo gibt es bei der Durchfuumlhrung von bdquoAbnahmeversuchenldquo Eine Uumlbersicht gibt hierzu Tabelle 41 (vgl in [2] Abschnitt 11 mit Tabelle 1)

Bruch-versuche

Probe-belastungen

Abnahme-versuche

Siehe in diesem Beitrag Abschnittthinsphellip 432 433 434

Belastung der Injektionsanker beim Versuch

Nu und Vu

NpP und Vp Nu NpA

Verwendung der gepruumlften Injek tionsanker fuumlr die geplante BefestigungVerankerung

nein nein nein ja

mitNu = Bruchlast bei ZugversuchenVu = Bruchlast bei QuerlastversuchenNpP = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Zugversuche (Probelast)Vp = Gewaumlhlte Last fuumlr Probebelastung fuumlr Querversuche (Probelast)NpA = Gewaumlhlte Last fuumlr Abnahmeversuche (Abnahmelast)

Tabelle 41 Uumlbersicht uumlber die Arten der Baustellenversuche

Voraussetzung dafuumlr dass die gepruumlften Injektionsanker nach den Ab-nahmeversuchen fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden duumlrfen ist allerdings dass die Abnahmelast mindestens eine Mi-nute ohne sichtbare Verschiebung und ohne kritischen Lastabfall gehalten werden konnte Fuumlr Einzelheiten siehe Abschnitt 434 (bzw in [2] den Abschnitt 34)

42 Anwendungsbereiche fuumlr Injektionsanker421 MauerwerksgruppenFuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk werden die Mauerwerksgruppen b c und d nach [12] unterschieden die in Tabelle 42 zusammengefasst dargestellt werden

Mauerwerks-gruppe Verankerungsgrund

b Mauerwerk aus Vollsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11] (senkrechte Lochung bis maximal 15 des Querschnitts sind zulaumlssig zthinspB Griffloumlcher oder Vertiefungen bis 20 bezogen auf das Volumen des Steins)

c Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen nach DIN EN 771-1 [7] -2 [8] -3 [9] und -5 [11]

d Mauerwerk aus Porenbetonsteinen nach DIN EN 771-4 [10] mit einer Druckfestigkeitzwischen 18 le fcm le 8 [Nmmsup2]

Tabelle 42 Mauerwerksgruppen nach EAD 330076-00-0604 Abschnitt 121 in [12]

Die in der Duumlbel-ETA fuumlr den Injektionsanker ausgewiesenen charakteris-tischen Tragfaumlhigkeiten gelten nur wenn auf der Baustelle der von seiner Beschaffenheit gleiche Verankerungsgrund vorliegt wie der der im Zu-lassungsverfahren mit dem Duumlbel gepruumlft wurde In diesem Fall kann auf Versuche am Bauwerk verzichtet werden vorausgesetzt dass der Duumlbel entsprechend der ETA montiert wurde (vgl Tabelle 45)

Bei Lochsteinen ist zusaumltzlich die Setzrichtung des Duumlbelsystems zu be-achten Die in der ETA angegebenen Tragfaumlhigkeiten gelten fuumlr recht-winklig zur Wandebene gesetzte Injektionsanker (keine Setzposition in der Laibung) sofern nichts anderes in der ETA angegeben ist (vgl in [2] den Abschnitt 13)

Nur bei Vollsteinen koumlnnen die charakteristischen Duumlbel-Tragfaumlhigkei-ten aus der ETA auf vergleichbare Vollsteine (aus demselben Baustoff) auf der Baustelle uumlbertragen werden wenn diese lediglich durch ein

Fachthemen

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groumlszligeres Steinformat undoder durch eine houmlhere Druckfestigkeit sowie eine groumlszligere Rohdichte von den im Zulassungsverfahren gepruumlften Stei-nen abweichen (vgl in [2] den Abschnitt 11)

Ansonsten ist die charakteristische Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers im bauaufsichtlich relevanten Bereich durch Versuche am Bauwerk zu ermit-teln wenn nur einer der folgenden Faumllle vorhanden sein sollte (vgl auch Tabelle 45 in Abschnitt 425)

bull Fuumlr den auf der Baustelle vorhandenen Verankerungsgrund sind kei-ne charakteristischen Tragfaumlhigkeiten in der Duumlbel-ETA angegeben ein Stein vom gleichen Baustoff von gleicher Struktur und vergleich-barer Geometrie (vgl in [2] die Abschnitte 11 und 13) befindet sich jedoch in der Zulassung

bull Der auf der Baustelle verbaute Vollstein hat ein kleineres Steinfor-mat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine kleinere Rohdichte als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene Vollstein aus dem gleichen Baustoff

bull Die Duumlbel werden fuumlr die spaumltere Montage tiefer gesetzt als sie im Zulassungsverfahren gepruumlft wurden auch dieser Einfluss ist zu untersuchen

bdquoGroumlszligere Verankerungstiefen als im Referenzstein in der ETA sind moumlglich wenn diese Verankerungstiefe fuumlr einen Stein des gleichen Typs (Baustoff und Struktur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen istldquo

Bei diesen Versuchen muss die Duumlbel-ETA allerdings immer die entspre-chende Mauerwerksgruppe nach Tabelle 42 abdecken d h Versuche am Bauwerk in einem Lochstein bdquoZldquo sind nur dann bdquozulaumlssigldquo wenn im Rahmen der Zulassungsverfahren bereits fuumlr einen anderen Lochstein bdquoZldquo ndash dem sogenannten bdquoReferenzsteinldquo mit gleichem Baustoff (Ziegel Poren-beton Kalksandstein Leichtbeton oder Normalbeton) und gleicher Struk-tur (Vollstein Hohl- oder Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung) ndash die grundsaumltzliche Eignung fuumlr die Verankerung des Injektionsankers ge-pruumlft wurde und fuumlr diesen Stein charakteristische Tragfaumlhigkeiten des Duumlbels in der ETA ausgewiesen werden Deckt die Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur Hochlochziegel ab so koumlnnen fuumlr Lochsteine aus einem anderen Baustoff (zthinspB einen Kalksand-Lochstein) keine cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk im Rahmen dieser ETA abgeleitet werden

Zu beachten ist dass die Technische Regel [2] fuumlr Injektionsanker bezuumlg-lich Hohl- und Lochsteinen sehr restriktiv ist Hierzu werden im Abschnitt 13 in [2] folgende Bedingungen fuumlr den Baustellen-Verankerungsgrund gemacht

bdquoVergleichbares Lochbild wie beim Referenzstein in der ETA dthinsph mindestens gleiche Anzahl und Dicke der Stege die bei der Lasteinleitung aktiviert werden (siehe Anhang A)ldquobdquoEventuell vorhandene Fuumlllung von Lochsteinen muss dem Fuumlllmaterial des Referenzsteins in der ETA entsprechenldquo

Das bedeutet zum Beispiel dass keine charakteristischen Tragfaumlhigkeiten durch Versuche am Bauwerk fuumlr einen Hochlochziegel mit Perlite-Fuumlllung im Rahmen einer Duumlbel-ETA abgeleitet werden koumlnnen wenn in dieser Duumlbel-ETA in der Mauerwerksgruppe bdquocldquo nur ein Hochlochziegel mit Mineralwolle-Fuumlllung ausgewiesen ist

Fuumlr Injektionsanker wird im Anwendungsbereich in [2] nicht gesondert be-tont dass der Einfluss eines Bohrverfahrens das nicht in der Injektionsan-ker-ETA erfasst ist zu untersuchen ist In den ETAs wird das Bohrverfahren aber fuumlr die einzelnen gepruumlften Steine ausgewiesen dieses vorgegebe-ne Bohrverfahren ist einzuhalten Daher ist das bei den Baustellenversu-chen angewandte Bohrverfahren auch im Pruumlfbericht zu dokumentieren

422 TemperaturbereicheFuumlr Injektionsanker ist in Bezug auf den Temperatureinfluss Folgendes zu beachten

bull Die Angaben fuumlr die Temperaturbereiche a b und c zeigt Tabelle 43

bull Auch wenn der Temperatureinfluss bei den Versuchen am Bauwerk mit Injektionsankern auf der Baustelle nicht untersucht werden kann so sind gemaumlszlig [2] Abschnitt 23 ndash die Temperatur im Verankerungsgrund (Bauteiltemperatur) ndash die Lufttemperatur und ndash die Moumlrteltemperatur im Pruumlfbericht zu dokumentieren

Fuumlr Injektionsanker wird der Temperatureinfluss bei der Auswertung bzw Ermittlung der charakteristischen Tragfaumlhigkeit aus den Versuchen am Bauwerk (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) pauschal uumlber den produktabhaumlngigen Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Dieser produktabhaumlngige Abminderungsfaktor bdquoβldquo wurde im Zulassungsverfah-ren auf Grundlage der Laborversuche ermittelt und ist fuumlr den jeweiligen Injektionsanker in den Anhaumlngen der zugehoumlrigen ETA ausgewiesen Fuumlr den anschlieszligenden Abgleich der ermittelten Tragfaumlhigkeiten mit dem bdquoReferenzstein muss dann die charakteristische Tragfaumlhigkeit aus der ETA (NRKETAVRKETA) angesetzt werden die dem spaumlteren Nutzungstempera-turbereich entspricht

Temperatur-Bereich a b c

maximaleKurzzeit-Temperatur 1) +40thinspdegC +80thinspdegC Festlegung

durch Herstellermaximale

Langzeit-Temperatur 2) +24thinspdegC +50thinspdegC

niedrigsteNutzungstemperatur ndash40thinspdegC

Montagetemperatur Siehe Zulassung bzw Hersteller-Empfehlung1) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die in kurzen Zeitraumlumen variieren

kann zthinspB in Tag-Nacht-Zyklen und Frost-Tau-Wechseln2) Temperatur innerhalb des Nutzungstemperaturbereichs die uumlber einen laumlngeren Zeitraum an-

naumlhernd konstant bleibt Zu den Langzeit-Temperaturen gehoumlren konstante oder nahezu kons-tante Temperaturen wie sie in Kuumlhlhaumlusern oder in der Naumlhe von Heizungsanlagen auftreten

Tabelle 43 Temperaturbereiche fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk nach [12]

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423 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung

Das Bewertungsdokument EAD 330076-00-0604 [12] Abschnitt 121 unterscheidet zusaumltzlich zu Baustoff und Temperatur auch noch die Nut-zungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung die hier in Tabelle 44 dargestellt werden

Nutzungs-bedingung

Beschreibung

dd 1) Montage und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

wd Montage in trockenem oder nassem Mauerwerk und Verwendung in Bauteilen in trockenen Innenraumlumen

ww 2) Montage und Verwendung in Bauteilen unter trockenen oder nassen Umweltbedingungen

1) d = dry (Englisch) = trocken2) w= wet (Englisch) = feuchtnass

Tabelle 44 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung nach [12]

Der Hintergrund fuumlr diese Differenzierung ist die (in vielen Faumlllen) redu-zierte Tragfaumlhigkeit wenn ein Injektionsanker nicht in trockenes sondern in nasses Mauerwerk eingebaut wird Aufschluss daruumlber ob das Mauer-werk trocken oder nass ist gibt auch hier wieder die Probebohrung (vgl Abschnitt 533 mit Tabelle 51) bzw das Erstellen der Bohrloumlcher fuumlr die Versuche am Bauwerk Die Konsistenz des Bohrmehls sollte daher fuumlr Injektionsanker im Pruumlfbericht unbedingt mit dokumentiert werden

bull pulverfoumlrmiges Bohrmehl das Mauerwerk ist trockenbull kruumlmeliges Bohrmehl das Mauerwerk ist feuchtnass

Wie fuumlr die Beruumlcksichtigung des Temperaturbereichs werden fuumlr Injektions-anker auch die bdquoNutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Ver-wendungldquo pauschal uumlber den Abminderungsfaktor bdquoβldquo beruumlcksichtigt Siehe dafuumlr sinngemaumlszlig die Ausfuumlhrungen in Abschnitt 422

424 Bedingungen fuumlr Achs- und RandabstaumlndeNeu gegenuumlber [14] und [16] ist in [2] dass fuumlr Zug- und Querbeanspru-chung Randabstaumlnde zwischen dem Mindestwert cminETA und dem cha-rakteristischen Wert ccrETA des Referenzsteines gemaumlszlig ETA durch Bau-stellenversuche beurteilt werden duumlrfen Dabei ist

bull cminETA der minimale Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA und

bull ccrETA der charakteristische Randabstand des Injektionsankers fuumlr den Referenzstein in der ETA

Ansonsten beachte hier in [2] den Abschnitt 13

425 Handeln bdquoim Rahmen der ZulassungldquobdquoZulaumlssigldquo (vgl Abschnitt 421) bedeutet im Zusammenhang mit Versu-chen am Bauwerk das Handeln bdquoim Rahmen der Zulassungldquo des Duumlbels ithinspdthinspR der Duumlbel-ETA wenn die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungsgrund der entsprechenden Mauerwerksgruppe nach Abschnitt 421 Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nachgewiesen wur-de und in der entsprechenden Duumlbel-ETA ausgewiesen ist so kann in je-dem vergleichbaren Verankerungsgrund ndash im Rahmen der Zulassung ndash geduumlbelt werden vorausgesetzt dass regelkonform Versuche am Bau-

werk durchgefuumlhrt und entsprechend bewertet werden wobei auch die Temperaturbereiche Nutzungsbedingungen sowie Achs- und Rand-abstaumlnde zu beruumlcksichtigen sind (Abschnitte 422 423 und 424)

Wurde die grundsaumltzliche Eignung des Duumlbels in einem Verankerungs-grund nach Tabelle 42 im Zulassungsverfahren nicht nachgewiesen dthinsph sind keine Angaben in der entsprechenden Duumlbel-ETA enthalten so kann in einem solchen Verankerungsgrund auf der Baustelle nicht ndash im Rahmen der ETA ndash verankert werden der Anwender befindet sich dann rein formal auszligerhalb des Anwendungsbereichs der ETA und benoumltigt im bauaufsichtlich relevanten Bereich eine vorhabenbezogene Bauartgeneh-migung Bei diesem Verfahren koumlnnen Versuche am Bauwerk eine Beur-teilungsgrundlage sein Fuumlr diesen Fall empfiehlt es sich allerdings immer einen geeigneten Planer bzw Sachverstaumlndigen fuumlr die Beurteilung der Verankerung einzuschalten der uumlber ausreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerkbaus verfuumlgt

In Tabelle 45 wird noch einmal zusammenfassend dargestellt wann Ver-suche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk erforder-lich sind

Versuche am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk sind nach [2] [14] bzw [16] hellip

hellip nicht erforderlich wenn hellip hellip erforderlich wenn hellip

bull hellip der auf der Baustelle verwen-dete Mauerstein der gleiche ist wie einer der Verankerungsgruumln-de die in der ETA des verwen-deten Duumlbels abgebildet sind Bei der Montage wird die Setz-tiefe des Duumlbels (hef) gemaumlszlig den Vorgaben der Duumlbel-ETA eingehalten Bei der Veranke-rung in Lochsteinen muss die Setzrichtung des Duumlbels der Setzrichtung im Referenzstein in der Duumlbel-ETA entsprechen

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Vollstein vom in der Duumlbel-ETA abgebildeten Vollstein lediglich abweicht durch ndash Steinformat groumlszliger oder

gleich bull ndash DruckfestigkeitRohdichte

groumlszliger oder gleich

bull hellip der auf der Baustelle verwendete Mauerstein nicht in der ETA des verwendeten Duumlbels abgebildet ist In der Duumlbel-ETA ist aber ein Stein enthalten

ndash aus dem gleichen Baustoff (Ziegel Porenbeton Kalk-sandstein Leichtbeton oder Normalbeton)

ndash mit der gleichen Struktur (Voll-stein Lochstein mit oder ohne Daumlmmstoff-Fuumlllung)

ndash mit einer vergleichbaren Geo-metrie (Steinabmessungen Loch- und Stegabmessungen)

bull hellip der auf der Baustelle verbaute Vollstein ein kleineres Steinformat undoder eine niedrigere Druckfestigkeit sowie eine niedrigere Rohdichte hat als der in der Duumlbel-ETA ausgewiesene ansonsten gleiche Vollstein

bull hellip der Duumlbel tiefer gesetzt wird als in der Duumlbel-ETA vorgege-ben diese Verankerungstiefe aber fuumlr einen Stein des glei-chen Typs (Baustoff und Struk-tur) in der ETA angegeben ist und damit die prinzipielle Eig-nung der Montagetechnik in der ETA nachgewiesen ist

Tabelle 45 Erfordernis von Versuchen am Bauwerk mit Metall-Injektionsankern im Mauerwerk

Fachthemen

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43 Versuche431 AllgemeinesDie Tragfaumlhigkeit eines Injektionsankers kann nach [2] bei Versuchen am Bauwerk durch

bull Zugversuche (Bruchversuche Probebelastungen Abnahme versuche) und durch

bull Querlastversuche (Bruchversuche am Rand oder Probebelastung am Rand)

ermittelt werden

In [14] und [16] waren bisher keine Versuche mit Querlasten vorgesehen

Eine weitere Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Einfuumlhrung des Reduktionsfaktors dist zur Beruumlcksichtigung von Abstuumltzweiten adist lt 3middothef wenn der empfohlene lichte Abstand zwischen der Abstuumltzung und dem Injektionsanker von mindestens la = 15middothef nicht einge halten wer-den kann (vgl Bild 5) Fuumlr Zugversuche duumlrfen fuumlr Verankerungstiefen bis hef = 150 mm kleinere Abstuumltzdurchmesser gewaumlhlt werden wobei der Mindestabstuumltzdurchmesser adistmin = 15middothef betraumlgt Der Einfluss der klei-neren Abstuumltzdurchmesser wird durch den Reduktionsfaktor dist bei der Auswertung der Versuche beruumlcksichtigt und wie folgt ermittelt

dist = 04 + (adist thinsp5middothef) (Gleichung 1)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten 15middothef le adist lt 3middothef

(siehe auch Bild 2)adist vorhandene Abstuumltzweite

(Abstuumltzdurchmesser vgl auch Bild 5)hef effektive Verankerungstiefe le 150 mm

Bezogene Abstuumltzweite aBezogene Abstuumltzweite adist dist hhef ef [-][-]

1515 2020 2525 3030 35351010050500

00

0202

0404

0606

0808

1010

1212

unzulaumlssiger Bereichunzulaumlssiger Bereich

Bild 2 Reduktionsfaktor dist fuumlr Abstuumltzdurchmesser nach [2]

Fuumlr die Positionierung der Abstuumltzung des mobilen Duumlbel-Pruumlfgeraumlts auf den Mauersteinen beachten Sie Abschnitt 52 mit Bild 6

Bei unverputztem Mauerwerk und genauer Kenntnis der Steingeometrie von Hohl- und Lochsteinen kann eine angepasste Abstuumltzweite gewaumlhlt werden Dabei ist darauf zu achten dass die Abstuumltzung mindestens auf

den tragfaumlhigen Querstegen realisiert wird (siehe Bild 3) Dies ist die Voraussetzung dafuumlr dass sich die Verformung in den aktivierten Horizontalstegen ungehindert einstellen kann

Bild 3 Abstuumltzung auf tragfaumlhigen Querstegen

Eine wesentliche Neuerung in [2] gegenuumlber [14] und [16] ist die Diffe-renzierung der Material-Teilsicherheitsbeiwerte ( M) fuumlr das Mauerwerk in Abhaumlngigkeit der Art der durchgefuumlhrten Versuche und des Veranke-rungsgrunds Diese Differenzierung ist in Tabelle 46 dargestellt

Verankerungs-grund

Art der durchgefuumlhrten Versuche am Bauwerk

15 Probe-belastungen

(vgl Abschnitt 433)

ge 5 Bruchshyversuche

(vgl Abschnitt 432)oder

15 Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Alle Befestigun-gen gepruumlft

durch Abnahme-versuche

(vgl Abschnitt 434)

Mauerziegel Kalksand-steine Steineaus Leicht-beton undNormalbeton

250 225 195

Porenbeton-steine 200 180 156

Tabelle 46 Material-Teilsicherheitsbeiwerte M (gemaumlszlig [2] Abschnitt 43 Tabelle 4)

432 BruchversucheBei Bruchversuchen wird der Injektionsanker bis zum Versagen belastet Das bedeutet dass die Last mit dem Duumlbel-Auszugsgeraumlt so lange lang-sam und stetig gesteigert wird bis keine Laststeigerung mehr moumlglich ist und die Verankerung oder der Verankerungsgrund versagt Dabei darf die Bruchlast fruumlhestens nach einer Minute erreicht werden

Die Bruchlast wird aufgezeichnet und ist Grundlage fuumlr die Auswertung der Versuche und die Ableitung einer charakteristischen Tragfaumlhigkeit des Duumlbels im Baustellen-Verankerungsgrund

Die minimale Anzahl von Auszugsversuchen ist n = 5 wobei in [2] (siehe dort Abschnitt 32) nicht zwischen Querlastversuchen am Rand und Zug-versuchen unterschieden wird und es auch keine Rolle spielt ob die Wand verputzt ist oder nicht

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Bruchversuchen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden

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433 ProbebelastungenAnders als in [14] und [16] geregelt duumlrfen nach der Technischen Regel des DIBt Probebelastungen nicht nur fuumlr Zugversuche sondern auch fuumlr Querlastversuche am Rand durchgefuumlhrt werden (vgl Abschnitt 33 in [2]) Dabei sind in beiden Faumlllen jeweils mindestens 15 Versuche durch-zufuumlhren

Die Festlegung der Probelast fuumlr Probebelastungen kann nur durch den Fachplaner (Abschnitt 3) festgelegt werden da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbel-Befestigungenndash haben kann Die Lasten fuumlr eine Probe-belastung werden nach den folgenden Gleichungen bestimmt

Fuumlr Zugversuche

NpP ge NEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 2)

le NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 3)

Fuumlr Querversuche

VP ge VEd middot M middot 1thinspthinspβ (Gleichung 4)

le VRkETAthinspthinspβ (Gleichung 5)

mitNpP gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die ZugversucheVp gewaumlhlte Last fuumlr die Probebelastung fuumlr die QuerlastversucheNEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F) ZuglastVEd Bemessungswert der Einwirkung (VEk middot F) Querlast

M Teilsicherheitsbeiwert der Tragfaumlhigkeit (vgl Abschnitt 431)β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiedener

Einfluumlsse gemaumlszlig ETA fuumlr den verwendeten Injektionsanker (siehe hierfuumlr auch die Ausfuumlhrungen in den Abschnitten 422 und 423)

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

VRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit des Injektionsankers VRkc in der ETA fuumlr den Referenzstein

Fuumlr die Probebelastungen mit Injektionsankern wird ein bdquokritischer Last-abfallldquo definiert

Fuumlr eine erfolgreiche Probebelastung muss fuumlr jeden der mindestens 15 Versuche die gewaumlhlte Probelast NpP bzw VP fuumlr mindestens eine Minute gehalten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftre-ten In der Regel wird man bei den Pruumlfungen auch hier immer einen Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) feststellen Geht diese Rela-xation uumlber 10thinsp der Probelast hinaus so spricht [2] von einem kritischen Lastabfall

Wenn der othinspg Lastabfall den Grenzwert von 10thinsp fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Ausgangswert NpP bzw Vp nachzustellen und diese mindestens 10 Minu-ten zu halten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung

auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Probelast betraumlgt so koumlnnen die charakteristischen Tragfaumlhigkeiten NRk2 bzw VRk2 fuumlr den Injektionsanker nach den beiden folgenden Gleichungen ermittelt werden

NRk2 = dist middot NpP middot β le NRkETA (Gleichung 6)

VRk2 = Vp middot β le VRkETA (Gleichung 7)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpP β NRkETA siehe Gl (2) und (3)Vp β VRkETA siehe Gl (4) und (5)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 33 in [2] verwiesen

Die InjektionsankerBefestigungsstellen duumlrfen nach den Probebelastun-gen nicht mehr fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden Dies wird damit begruumlndet dass nicht ausgeschlossen werden kann dass es zu Vorschaumldigungen der Verankerungen kam auch wenn keine sichtbaren Bewegungen oder Verschiebungen bei saumlmtlichen ge-pruumlften Injektionsankern auftraten

434 AbnahmeversucheDie Idee von Abnahmeversuchen (nur Zugversuchen) ist es einen Teil oder alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injektionsanker zu pruumlfen Dabei ist die Abnahmelast (NpA) fuumlr diese Versuche auf einem im Vergleich zur Tragfaumlhigkeit niedrigeren Lastniveau

Vor der Durchfuumlhrung der eigentlichen Abnahmeversuche muss auf der Baustelle zunaumlchst

bull mindestens ein Bruchversuch bis zum Versagen oderbull mindestens eine Probebelastung auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt werden Sollte die Verankerung bei dieser bdquoProbebelastung auf einem beliebigen Niveauldquo versagen dann kann dieser Versuch als Bruchversuch gewertet werden

Die Versagenslast aus einem Bruchversuch bzw die Probelast der einen Probebelastung ist der Ausgangswert Nu1 fuumlr die Ermittlung der Abnah-melast (NpA)

Es koumlnnen aber auch mehr Bruchversuche oder Probebelastungen durch-gefuumlhrt werden um ein Ergebnis mit einer besseren Aussagekraft zu er-halten Werden

bull mindestens drei Bruchversuche oderbull mindestens drei Probebelastungen auf einem beliebigen Niveau

durchgefuumlhrt so ergibt sich der Ausgangswert Num fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast als Mittelwert der mindestens drei Bruchversuche oder Pro-bebelastungen

Die so getesteten InjektionsankerBefestigungsstellen [Bruchversuch(e) oder Probebelastung(en)] duumlrfen nicht mehr fuumlr die geplante Befesti-gungVerankerung verwendet werden da eine Vorschaumldigung des Steines durch diese Belastung(en) nicht ausgeschlossen werden kann

Fachthemen

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Fuumlr die Ermittlung der Abnahmelast NpA aus Nu1 oder Num ist ndash wie bei den Probebelastungen ndash der Fachplaner (Abschnitt 3) verantwortlich da nur dieser Kenntnisse uumlber die Gesamtstatik des Bauvorhabens ndash mit den Einwirkungen auf die geplanten Duumlbelverankerungen ndash haben kann

Wenn nicht alle der fuumlr die geplante Befestigung vorgesehenen Injek-tionsanker gepruumlft werden sind mindestens 15 Abnahmeversuche mit der Abnahmelast NpA durchzufuumlhren die wie folgt zu ermitteln ist

Fuumlr nur einen Bruchversuch bzw nur eine Probebelastung

NpA = Probe middot 05 middot Nu1 le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 8)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 9)

Fuumlr mindestens drei Bruchversuche bzw mindestens drei Probebelastungen

NpAP = Probe middot 07 middot Num le Probe middot NRkETAthinspthinspβ (Gleichung 10)

NpA ge NEd middot M middot 1thinspβ (Gleichung 11)

mitNpA Last fuumlr die Abnahmeversuche (Abnahmelast)Nu1 in einem Versuch ermittelte VersagenslastProbebelastung

Anmerkung Annahme der VersagenslastProbebelastung als 95thinsp-Quantilwert Mit dem Faktor 05 ergibt sich der 5 -Quantilwert

Num Mittelwert der VersagenslastProbebelastung aus mindes-tens drei Versuchen Anmerkung Mit dem Faktor 07 ergibt sich der 5thinsp-Quan-tilwert

NRkETA charakteristische Tragfaumlhigkeit NRkb bzw NRkp in der ETA fuumlr den Referenzstein

NEd Bemessungswert der Einwirkung (NEk middot F)M Teilsicherheitsbeiwert fuumlr das Material siehe Abschnitt

431β produktabhaumlngiger Faktor zur Beruumlcksichtigung verschiede-

ner Einfluumlsse gemaumlszlig ETAProbe Faktor zur Vermeidung einer Vorschaumldigung = 090

Fuumlr erfolgreiche Abnahmeversuche muss fuumlr jeden der mindestens 15 Ver-suche die gewaumlhlte Abnahmelast NpA fuumlr mindestens eine Minute gehal-ten werden Dabei duumlrfen keine sichtbaren Verschiebungen auftreten Dies entspricht der Regelung fuumlr Probebelastungen in Abschnitt 433 So wird sinngemaumlszlig auch hier der bdquokritische Lastabfallldquo definiert wenn bei den Pruumlfungen der Lastabfall infolge Relaxation (bdquoEntspannungldquo) uumlber 10 der Abnahmelast hinausgeht (vgl in [2] den Abschnitt 34)

Wenn der Lastabfall den Grenzwert fuumlr den bdquokritischen Lastabfallldquo von 10thinsp uumlberschreitet ist es zulaumlssig die Lasthoumlhe einmalig auf den Aus-gangswert NpA nachzustellen und diese mindestens 10 Minuten zu hal-ten Wenn waumlhrend dieser Zeit keine sichtbare Verschiebung auftritt und der weitere Lastabfall maximal 5thinsp der Abnahmelast betraumlgt so kann die charakteristische Zugtragfaumlhigkeit NRk3 des Injektionsankers nach der fol-genden Gleichung ermittelt werden

NRk3 = dist middot NpA middot β le NRkETA (Gleichung 12)

mitdist Reduktionsfaktor fuumlr Abstuumltzweiten adist lt 3middothef

nach Gleichung (1)NpA β NRkETA siehe Gl (8) (9) (10) und (11)

Aus Gruumlnden der Uumlbersicht wird fuumlr weitere Details auf den Abschnitt 34 in [2] verwiesen

Nur die InjektionsankerBefestigungsstellen fuumlr die erfolgreiche Abnah-meversuche durchgefuumlhrt werden konnten (Aufbringen der Abnahmelast fuumlr mindestens eine Minute ohne sichtbare Verschiebungen und ohne kriti-schen Lastabfall) duumlrfen nach Abschluss der Abnahmeversuche fuumlr die geplante BefestigungVerankerung verwendet werden (vgl hierzu Ab-schnitt 431 mit Tabelle 41)

44 PruumlfberichtDie Dokumentation der Versuche am Bauwerk fuumlr Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk erfolgt durch den bdquoVersuchsleiterldquo in ei-nem entsprechenden Pruumlfbericht Hierzu wird auf die Ausfuumlhrung im ers-ten Teil dieses Beitrags verwiesen [1]

5 Praxistipps51 Ort der PruumlfungenDer Ort an dem die Pruumlfungen durchgefuumlhrt wurden sollte moumlglichst prauml-zise beschrieben werden damit spaumlter nach Abschluss des eigentlichen Bauvorhabens immer noch genau nachvollzogen werden kann wo tat-saumlchlich die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt wurden Folgende Anga-ben koumlnnen hilfreich sein

bull Achskoordinaten aus vorliegenden Plaumlnen (wenn vorhanden)bull Innenraum oder Auszligenbereichbull GeschossEtagebull Raum-Nummerbull hellip

Bereits an diesem Punkt empfiehlt sich eine Dokumentation mit Hilfevon Fotos

Mit Bezug auf die Technische Regel des DIBt (vgl in [2]) sind die Setz-stellen an denen die Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen

Wenn eine Fassade bei einem Bauvorhaben im Bestand an einem be-reits vorhandenen ggf auch verputzten Mauerwerk verankert werden soll gelten die zthinspB nur an einer Auszligenwand des Bestandsgebaumludes er-mittelten Versuchsergebnisse nicht automatisch fuumlr alle Waumlnde des ge-samten Bauvorhabens Fuumlr diesen Fall muumlsste sichergestellt werden dass es sich bei allen Auszligenwaumlnden um den gleichen Verankerungsgrund han-delt in den der Duumlbel spaumlter tatsaumlchlich auch eingebaut wird

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Der TR 053 [16] und ETAG 029 Anhang B [14] fuumlhren hierzu allgemein Folgendes aus

bdquoDie Anzahl und Position der zu pruumlfenden Injektions-anker sind den jeweiligen speziellen Bedingungen des jeweiligen Bauwerks anzupassen und muumlssen zthinspB im Fall von verdeckten und groumlszligeren Flaumlchen erhoumlht wer-den so dass zuverlaumlssige Angaben uumlber die charakteris-tische Tragfaumlhigkeit der im jeweiligen Verankerungsgrund eingebetteten Injektionsankern abgeleitet werden koumln-nen Die Versuche sollten die unguumlnstigsten Bedingungen der praktischen Ausfuumlhrung beruumlcksichtigenldquo

Bild 4 zeigt eine Baustelle bei der ein eingeschossiger Anbau nachtraumlg-lich an einem bestehenden mehrgeschossigen Wohngebaumlude ergaumlnzt wurde Beim Einbau neuer Fenster und der Sanierung des Putzes werden hier im Bild mindestens drei verschiedene Mauersteinarten sichtbar ein Betonstein (Fensterbruumlstung) ein Vollziegel (vorhandenes Hauptgebaumlu-de) und ein Hochlochziegel (Anbau bzw Bruumlstung unter dem kleineren Fenster)

Bild 4 Unterschiedliches Mauerwerk in zwei unterschiedlichen Bauabschnitten (Foto Kuumlenzlen)

Sollten an diesem Objekt Versuche am Bauwerk durchgefuumlhrt werden so koumlnnten die Ergebnisse nicht automatisch von einem auf die beiden ande-ren Mauersteine uumlbertagen werden Es waumlre vielmehr vorab vom Fach-planer zu entscheiden wo und welche Mauersteinart gepruumlft werden soll In einer solchen Situation kann es sinnvoll oder sogar erforderlich sein die Anzahl der Versuche zu erhoumlhen d h in mehreren Wandberei-chen und Steinen zu pruumlfen Nach [2] Abschnitt 21 sind bei unregel-maumlszligigem Mauerwerk (Mauerwerk aus verschiedenen Steinen) fuumlr jede Art des angetroffenen Verankerungsgrunds separate Versuche durchzu-fuumlhren und getrennt auszuwerten

Alternativ koumlnnte man hier (Bild 4) zunaumlchst jeweils nur eine kleine An-zahl von Tastversuchen in den drei verschiedenen Steinarten und eine vollstaumlndige Anzahl von Versuchen nur in der bdquounguumlnstigstenldquo Mauer-steinart (in der bei den Tastversuchen die geringsten Lasten eingeleitet werden konnten) durchfuumlhren Die dabei ermittelte Duumlbeltragfaumlhigkeit koumlnnte dann auf der sicheren Seite auf die beiden bdquoguumlnstigerenldquo Steine uumlbertragen werden Ein solches Vorgehen waumlre ein ingenieurmaumlszligiger Ansatz der durch den zustaumlndigen Fachplaner festzulegen und zu ver-antworten ist

Baustellenversuche sind nicht zwingend am Bauwerk durchzufuumlhren Sind zthinspB bei einer Neubau-Baustelle noch eine ausreichend groszlige Anzahl von einzelnen nicht verbauten Mauersteinen des tatsaumlchlich vorhande-nen Baustellen-Verankerungsgrundes vorhanden koumlnnen die Versuche nach [2] Abschnitt 22 auch bdquoan nicht verbauten Einzelsteinenldquo durchge-fuumlhrt werden Damit muumlssen die Versuche nicht zwingend auf dem Geruumlst bzw direkt am Bauwerk durchgefuumlhrt werden was die Pruumlfung ithinspdthinspR deutlich vereinfacht

Diese Vorgehensweise ist sowohl durch die Technische Regel des DIBt [2] als auch den TR 053 [16] abgedeckt da in Pruumlfstellen im Rahmen eines Zulassungsverfahrens haumlufig auch nur an Einzelsteinen gepruumlft wird

52 PruumlfvorrichtungMit bdquoPruumlfvorrichtungldquo sind mobile Duumlbel-Auszugsgeraumlte gemeint mit denen Baustellenversuche durchgefuumlhrt werden koumlnnen

Bei diesen Geraumlten ist allgemein immer darauf zu achten dass sie regel-maumlszligig (je nach Herstellervorgabe ithinspdthinspR einmal jaumlhrlich) kalibriert wer-den vgl in [2] den Abschnitt 22

bdquoDie Pruumlfvorrichtung fuumlr die Versuche soll eine kontinuier-liche Anzeige der aktuellen Kraft einschlieszliglich der Erfas-sung des Spitzenwertes ermoumlglichen Dieser Spitzenwert ist aufzuzeichnen Die Kraft ist uumlber eine kalibrierte Kraft-messdose (Genauigkeit plusmn 5thinsp auf den Messbereich) zu messenldquo

Da hier eine kalibrierte Kraftmessdose gefordert wird sollten die Geraumlte ithinspdthinspR bei den Pruumlfgeraumlte-Herstellern entsprechend regelmaumlszligig kalibriert und dort auch gleichzeitig gewartet werden

Wird ein Duumlbel-Auszugsgeraumlt unsachgemaumlszlig behandelt zthinspB faumlllt ein Pruumlfgeraumlt bei einem Versuch an einer Fassade auf das Geruumlst oder sogar vom Geruumlst auf den Boden so ist das Geraumlt selbstverstaumlndlich auszligerhalb des vorgegebenen Wartungszyklus zu uumlberpruumlfen und darf zunaumlchst nicht mehr fuumlr weitere Versuche verwendet werden

Als lichter Abstand (la) zwischen der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Injektionsanker wird fuumlr Zugversuche in [2] mindestens die 15-fache effektive Verankerungstiefe (la = 15sdothef) empfohlen woraus der Abstuumltzdurchmesser (adist = 3sdothef) nach Bild 5 resultiert Dieser Ab-stand soll ein moumlgliches Ausbrechen des Mauerwerks waumlhrend des Ver-suchs nicht behindern

Fachthemen

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Bild 5 Abstand zwischen Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts und dem zu pruumlfenden Duumlbel

Nach der Technischen Regel des DIBt [2] kann durch die Beruumlcksichti-gung der Lage der Abstuumltzung des Pruumlfgeraumlts bei kleinformatigen Steinen das Herausziehen der Steine bei der Pruumlfung am Bauwerk beruumlcksichtigt werden [Bild 6a) zeigt die Lage der Abstuumltzung auszligerhalb des Steins in dem der Duumlbel montiert ist] Bei groszligformatigen Lochsteinen muss darauf geachtet werden dass ein Aufspalten des Steins durch die Lage der Ab-stuumltzung nicht behindert wird [Bild 6b)]

Bild 6 Lage der Abstuumltzung bei kleinformatigen Steinen (links) bei groszligformatigen Lochsteinen (rechts) nach [2] Abschnitt 22

53 Verankerungsgrund531 AllgemeinesDie Bestimmung und Beschreibung des tatsaumlchlich auf der Baustelle vor-handenen Verankerungsgrunds ist grundsaumltzlich einer der wichtigsten Punkte bei der Durchfuumlhrung von Versuchen am Bauwerk da der tatsaumlch-lich verbaute Mauerstein mit einem bdquoaumlquivalenten Verankerungsgrundldquo aus der ETA des verwendeten Duumlbelsystems verglichen werden muss Die Duumlbel-Tragfaumlhigkeit die aus den Versuchen am Bauwerk ermittelt wird muss mit der Tragfaumlhigkeit des gleichen Duumlbels in einem vergleichbaren Verankerungsgrund bzw Stein der im Zulassungsverfahren gepruumlft und in der Duumlbel-ETA abgebildet ist abgeglichen werden Dieser vergleich-bare Stein ndash bezuumlglich Baustoff Struktur und Geometrie (vgl Abschnitt 1) ndash wird in [2] Abschnitt 12 als bdquoReferenzsteinldquo bezeichnet Bei dem Ab-gleich mit dem Referenzstein ist der kleinere Wert entweder das Ergebnis aus den Versuchen fuumlr den tatsaumlchlich verbauten Stein (NRk1 NRk2 oder NRk3 sowie VRk1 oder VRk2) oder der Wert aus der ETA fuumlr den Referenz-stein (NRKETA oder VRKETA) maszliggebend

Dieser Abgleich wird ithinspdthinspR umso verlaumlsslicher dthinsph der Abgleich liegt zu-nehmend auf der sicheren Seite je mehr unterschiedliche Steine einer Nut-zungskategorie im Zulassungsverfahren eines Duumlbels gepruumlft wurden und in der Duumlbel-ETA ausgewiesen sind Wurde zthinspB ein Duumlbel in mehreren unterschiedlichen Lochsteinen eines Baustoffs gepruumlft so steigt mit jedem zusaumltzlich im Zulassungsverfahren gepruumlften Stein die Wahrscheinlichkeit dass man in der Duumlbel-ETA tatsaumlchlich einen vergleichbaren bdquoReferenz-steinldquo fuumlr den auf der Baustelle verbauten Mauerstein findet

Unter bdquoZusaumltzliche Bedingungen bei Hohl- und Lochsteinenldquo wird im Ab-schnitt 13 bdquoAnwendungsbedingungenldquo in der Technischen Regel des DIBt auf den Anhang A in [2] verwiesen in dem Lochsteine in die Katego-rien C1 bis C7 eingeteilt werden Weiter heiszligt es dass folgende Kriterien fuumlr die Auswahl des Referenzsteins herangezogen werden bdquokoumlnnenldquo

bull Anzahl Stege und Stegdickenbull Abstand der Stege uumlber die Setztiefebull gefuumlllte oder ungefuumlllte Kammernbull Baustoff (Ziegel Kalksandstein Leichtbeton Porenbeton

Normalbeton)bull Druckfestigkeit Rohdichtebull Lastniveau des vergleichbaren Steines der ETA

Prinzipiell sollten im Abschnitt bdquoVerankerungsgrundldquo des Versuchsberichts fuumlr (Duumlbel-) Versuche am Bauwerk so viele Informationen wie moumlglich zu-sammengetragen werden

532 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem NeubauIm Neubau kann der vorhandene Verankerungsrund mit wenig Aufwand haumlufig an auf der Baustelle noch vorhandenen nicht verbauten Einzel-steinen bestimmt bzw aus den Bauunterlagen wie zthinspB Bauplaumlnen ggf der Zulassung oder der Leistungserklaumlrung des verbauten Mauersteins entnommen werden

533 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem AltbauBeim Bauen im Bestand ist es dagegen haumlufig sehr schwierig bis unmoumlg-lich den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund zu definieren Die Bauakten sind ithinspdthinspR unvollstaumlndig und nicht so praumlzise wie bei heutigen Neubauten Bei alten Mauerwerksbauten trifft man haumlufig auch auf ver-putztes Mauerwerk was eine exakte Bestimmung des Verankerungs-grunds zusaumltzlich erschwert

Erste Hinweise auf den tatsaumlchlich vorhandenen Verankerungsgrund gibt in diesen Faumlllen daher am besten eine Probebohrung direkt auf der Bau-stelle Eine solche Probebohrung sowie generell Versuche am Bauwerk sollten vorzugsweise bereits in der Planungsphase einer Baumaszlignahme durchgefuumlhrt werden damit auf Grundlage einer Bemessung ein serioumlses Angebot erstellt werden kann (Duumlbeltyp Duumlbelabmessungen Mengener-mittlung) und die ausfuumlhrende Firma am Tag der Montage bereits die richtigen Duumlbel in ausreichender Anzahl auf der Baustelle vorraumltig hat

Erstellt man bei der Probebohrung im Drehgang ein Bohrloch (das Hammer- bzw Schlagwerk der Hammer- bzw Schlagbohrmaschine muss ausgeschaltet sein) so kann man auf Grundlage des vorhandenen Bohrmehls und des Bohrfortschritts bereits eine erste Abschaumltzung

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uumlber den vorhandenen Verankerungsgrund bzw den Baustoff treffen (vgl Tabelle 51 und Bild 7)

Bohrfortschritt Untergrund Farbe des Bohrmehls

Wahrscheinlicher Verankerungs-grundBaustoff

fortlaufend langsam Vollmaterial

grau Beton Betonsteinrot Ziegel Klinker

weiszlig Kalksandsteinfortlaufend schnell weiszlig Porenbeton

ruckartig Hohlmauerwerk

grau Hohlblockstein aus (Leicht-) Beton

rot Hochlochziegel

weiszlig Kalksand-Lochstein

Tabelle 51 Ermittlung des Verankerungsgrunds durch Probebohrungen (vgl z B in [20])

Dabei ist es sogar moumlglich zumindest naumlherungsweise die Steg- Geometrie eines ggf vorhandenen Lochsteins zu ermitteln indem man beispielsweise mit einem Bohrer d0 ge 18 mm im Drehgang wie folgt eine Probebohrung vornimmt

bull Sobald man den Auszligensteg durchbohrt die Bohrmaschine abge-schaltet und den Bohrer wieder aus dem Bohrloch herausgezogen hat kann man die Dicke des Auszligenstegs und den Abstand von der Steinober flaumlche bis zum ersten Innensteg messen

bull Anschlieszligend wird die Probebohrung sinngemaumlszlig fortgesetzt der erste Innensteg durchbohrt und der Abstand von der Steinober-flaumlche bis zum zweiten Innensteg gemessen [Bild 7b)] usw

bull Dieser Vorgang wird mindestens so lange wiederholt bis bei der Messung die spaumltere Einbindetiefe des verwendeten Duumlbelsystems erreicht wird

Das so grob ermittelte Lochbild sollte als Baustellen-Skizze oder Zeich-nung in den Pruumlfbericht fuumlr die Baustellenversuche integriert werden [Bild 7a)] Auf dieser Grundlage kann spaumlter der vergleichbare bdquoRefe-renzsteinldquo aus der Duumlbel-Zulassung herausgesucht werden

a) Skizze fuumlr Pruumlfbericht b) Bohrung (rotes Bohrmehl Maszlige in mm ruckartiger Bohrfortschritt Foto Scheller)

Bild7 Schematische Darstellung einer Probebohrung mit Ermittlung der Steg-Geometrie eines Lochsteins

54 MontageDie Montage der Injektionsanker fuumlr die Versuche wird durch das bdquosach-kundige Personalldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 durchgefuumlhrt das spaumlter auch die eigentliche Montage vornimmt

55 VersuchsergebnisseNach der Dokumentation der vorangegangenen Punkte (Abschnitt 51 bis 54) nach den Vorgaben in [2] koumlnnen die vom Fachplaner geplanten Versuche durchgefuumlhrt und deren Ergebnisse entsprechend im Pruumlfbericht dokumentiert werden

Gemaumlszlig der Technischen Regel des DIBt (vgl in [2] den Abschnitt 22) gilt dabei Folgendes

bdquoDie Versuche werden auf Basis der Vorgaben des Fachpla-ners unter Verantwortung des Versuchsleiters durchgefuumlhrtldquo

Bei der Versuchsdurchfuumlhrung nach [2] sind folgende Anforderung zu beachten

bdquoWaumlhrend der Bruchversuche ist die Last langsam und stetig zu steigern so dass die erwartete Bruchlast nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird Die Bruchlast ist aufzu-zeichnen Bei Probebelastungen und Abbruch der Versuche vor Erreichen der Bruchlast ist die Last so zu erhoumlhen dass die Probelast bzw die Last bei Abbruch des Versuches nach nicht weniger als 1 Minute erreicht wird und mindestens eine Minute gehalten wird Diese Last ist aufzuzeichnenldquo

Die Angabe der bdquoVersuchsgeschwindigkeitldquo mit bdquonach nicht weniger als ca 1 Minuteldquo kann in der Baustellenpraxis nur ungefaumlhr eingehalten wer-den da insbesondere die Groumlszlige der Bruchlast fuumlr den jeweiligen Versuch ja vorher nicht bekannt ist Vorausgesetzt dass die Bruchlasten der ein-zelnen Versuche nicht zu stark voneinander abweichen kann es auf der Baustelle im Prinzip immer nur ein bdquoHerantastenldquo an die bdquoca 1 Minuteldquo geben indem die Last auf der sicheren Seite nur sehr langsam gesteigert wird und parallel dazu die Zeit gemessen bzw die Pruumlfdauer kontrol-liert wird

56 AufgabentrennungMit der Dokumentation der Versuchsergebnisse sind nach der Tech-nischen Regel des DIBt [2] die Aufgaben des bdquoVersuchsleitersldquo gemaumlszlig Abschnitt 3 erfuumlllt

bdquoDer Versuchsbericht und gegebenenfalls Anmerkungen zu den Randbedingungen sind vom Versuchsleiter an den Fachplaner zu uumlbergebenldquo

Fuumlr die Auswertung der Versuchsergebnisse ist dann der bdquoFachplanerldquo nach Abschnitt 3 zustaumlndig da nach [2] Folgendes gilt

bdquoDie statistische Auswertung und die Ermittlung der cha-rakteristischen Tragfaumlhigkeit hellip werden in Verantwortung des Fachplaners erstellt und sind von ihm nachvollziehbar zu dokumentierenldquo

Fachthemen

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Insbesondere die Auswahl des Referenzsteins und das Herauslesen der entsprechenden charakteristischen Tragfaumlhigkeit (NRkETA und VRkETA) aus der Zulassung des verwendeten Duumlbels ist eine Entscheidung die final nur durch den zustaumlndigen Fachplaner erfolgen kann da nur dieser mit dem gesamten Bauvorhaben vertraut ist

Sowohl Zulassungen als auch Versuche am Bauwerk fuumlr Duumlbel erbringen immer nur den Nachweis der unmittelbaren oumlrtlichen Krafteinleitung in den Verankerungsgrund die Weiterleitung der mit den Duumlbeln zu veran-kernden Lasten im Bauteil und im Bauwerk (im Prinzip von der Einwir-kungsstelle bis zur Gruumlndungsebene) kann ebenfalls nur durch den zu-staumlndigen Fachplaner nachgewiesen werden

6 ZusammenfassungDie hier dargestellte Durchfuumlhrung von Baustellenversuchen zeigt deutlich dass diese Versuche am Bauwerk fuumlr zugelassene Metall-Injektionsanker im Verankerungsgrund Mauerwerk immer wichtiger werden Sowohl der viel-faumlltige Verankerungsgrund Mauerwerk als auch die Montage der Duumlbel haben wesentliche Einfluumlsse auf die Tragfaumlhigkeit dieser Befestigungssyste-me die nicht alle in den Europaumlischen Technischen ZulassungenBewertun-gen (ETAs) fuumlr diese Duumlbel-Produkte abgebildet werden koumlnnen Versuche am Bauwerk (Bruchversuche Probebelastungen und Abnahmeversuche) koumlnnen den Anwendungsbereich dieser ETAs unter bestimmten Randbedin-gungen erweitern sie muumlssen dafuumlr aber in der taumlglichen Praxis fuumlr jedes neue Projekt ndash rechtzeitig VOR der eigentlichen Montage und unter Beruumlck-sichtigung der Verantwortlichkeiten (Fachplaner Versuchsleiter sachkundi-ges Personal) ndash immer wieder individuell geplant durchgefuumlhrt und ausge-wertet werden

Literaturverzeichnis

[1] Kuumlenzlen J Scheller E Ermittlung der Tragfaumlhigkeit von Duumlbeln in Mauerwerk durch Versuche am Bauwerk in qlsup28 ndash Das Magazin fuumlr Inge- nieure Architekten und Planer Juli 2019 Nr 18 Jahrgang 13 S 30-35

[2] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA nach ETAG 029 bzw nach EAD 330076-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Injektionsankersysteme_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[3] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Technische Regel Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Kunststoffduumlbel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw nach EAD 330284-00-0604 Stand September 2019 (Entwurf) URL httpswwwdibtdefileadmin dibt-websiteDokumenteReferatI2VersucheamBau_Kunststoffduebel_Mauerwerkpdf (abgerufen am 05082020)

[4] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Amtliche Mitteilungen vom 15012020 Veroumlffentlichung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen Ausgabe 20191 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatP5Technische_BestimmungenMVVTB_2019pdf (abgerufen am 05082020)

[5] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen Oktober 2010 URL httpswwwdibtdefileadmindibt-websiteDokumenteReferatI2Duebel_Hinweise_Montagepdf (abgerufen am 05082020)

[6] Deutsches Institut fuumlr Bautechnik (DIBt) Europaumlische Technische Be-wertung ETA-131040 vom 13 Januar 2015 fuumlr Wuumlrth Injektionssystem WIT-VM 250 zur Verankerung im Mauerwerk kostenlose Download-Moumlg-lichkeit z B unter wwwdibtdedeservicezulassungsdownloadsuche

[7] DIN EN 771-12015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 1 Mauerziegel

[8] DIN EN 771-22015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 2 Kalksandsteine

[9] DIN EN 771-32015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 3 Mauersteine aus Beton (mit dichten und porigen Zuschlaumlgen)

[10] DIN EN 771-42015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 4 Porenbetonsteine

[11] DIN EN 771-52015-11 Festlegungen fuumlr Mauersteine ndash Teil 5 Betonwerksteine

[12] EOTA EAD 330076-00-0604 European Assessment Document Metal Injection Anchors for Use in Masonry July 2014 copy 2017 URL httpswwweotaeuen-GBcontenteads56 (abgerufen am 05082020)

[13] EOTA ETAG 029 Guideline for European Technical Approval of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[14] EOTA ETAG 029 Annex B (informative) Recommendations for Tests to be carried out on Construction Works April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[15] EOTA ETAG 029 Annex C Design Methods for Anchorages April 2013 Bruumlssel httpswwweotaeuen-GBcontentetags26 (abgerufen am 05082020)

[16] EOTA Technical Report TR 053 Recommendations for Job Site Tests of Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[17] EOTA Technical Report TR 054 Design Methods for Anchorages with Metal Injection Anchors for Use in Masonry April 2016 URL httpswwweotaeuen-GBcontenttechnical-reports28 (abgerufen am 05082020)

[18] Feistel G Hinweise fuumlr die Montage von Duumlbelverankerungen DIBt Mitteilungen Heft 2 April 2011

[19] Richtlinie des Rates vom 21 Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten uumlber Bauprodukte (89106EWG) zuletzt geaumlndert durch die Verordnung (EG) Nr 18822003 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 29 September 2003 [bdquoBauproduktenrichtlinieldquo (BPR)]

[20] Scheller E Kuumlenzlen J Hrsg Handbuch der Duumlbeltechnik ndash Grund lagen Anwendungen Praxis Swiridoff Verlag GmbH amp Co KG Kuumlnzelsau 2013

[21] Verordnung (EU) Nr 3052011 des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 9 Maumlrz 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen fuumlr die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89106EWG des Rates [bdquoBauproduktenverordnungldquo] vgl zthinspB URL httpswwwdibtdedeservicerechtsgrundlagen (abgerufen am 05082020)

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WUumlRTH TECHNICAL SOFTWAREAuszugsversuche Probebelastung Abnahmeversuche

Ablaumlufe im Planungsablauf BemessungsprogrammDefinieren des Referenzsteins Bevor Zugversuche in Auftrag gegeben werden hat der Fachplaner nach den technischen Regeln des DIBt fuumlr Durchfuumlhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fuumlr Injektionssysteme im Mauerwerk die Aufgabe die-se zu planen Hierbei muss ein Referenzstein definiert werden Auf dieser Basis kann ein geeignetes Verankerungsprodukt bzw eine ETA gewaumlhlt werden nach der bemessen und verarbeitet werden kann Im gezeigten Beispiel wurde ein Lochstein HLz-16DF als Referenz gewaumlhlt

Wahl des geeigneten BefestigungsmittelsHiermit kann nach einem Produkt und damit verknuumlpft einer ETA gesucht werden das die Ver ankerungsaufgabe erfuumlllen kann Im gezeigten Beispiel wurde das Injektionssystem VM 250 mit einer M12 Ankerstange und einer Siebhuumllse 20x130 gewaumlhlt Der Fachplaner kann sich schon ein erstes Bild machen ob und wie die Detailsituation geloumlst werden kann Aus der ETA 160757 ndash Anhang C18 kann ein NRKETA von 5 kN ermittelt werden ndash aus Anhang C1 ein β von 086

Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann ne-ben dem Ankergrund Beton auch Mauerwerk diskutieren Grundlage fuumlr die statische Bemes-sung ist der ANNEX C der ETAG 029 und die entsprechenden Europaumlisch Technischen Be-wertungen (ETA) der verschiedenen Injektions-systeme Die Ausfuumlhrung einer Mauerwerks-konstruktion kann sehr vielfaumlltig sein Aktuell werden oft auf den Waumlrmedurchgang opti-mierte Steine verarbeitet Dieses Ziel ist regel-maumlszligig im Konflikt mit der Tragfaumlhigkeit der Be -festigungsmittel Es finden sich Loch- und Voll-steine Ziegel- oder Kalksandsteine klein- und

groszligformatige Steine Oft sind diese Steine nicht genormt und passen sich regionalen An-forderungen und Gewohnheiten an Gerade die Steinformate bestimmen die Groumlszlige der An-kerplatten Oft richten sich die Achsabstaumlnde der Duumlbel am Steinformat aus ndash das fuumlhrt zu sehr groszligen Ankerplatten

Fuumlr einen statischen Nachweis des Befestigungs-mittels steht dem verantwortlichen Ingenieur im Idealfall eine ETA des Injektionssystems mit dem an der Baustelle vorzufindenden Stein zur Verfuumlgung Wuumlrth als Hersteller von Befesti-

gungsmitteln im Mauerwerk strebt an hier moumlglichst viele Steinarten aufzufuumlhren In der Realitaumlt ist dieser Idealfall oft nicht gegeben Entsprechend werden Baustellenversuche nouml-tig um zu belastbaren Bemessungsergebnissen zu kommen Hier stehen Auszugsversuche Pro-bebelastungen und Abnahmeversuche zur Ver-fuumlgung Die Wuumlrth Technical Software bietet die Moumlglichkeit die Ergebnisse dieser Versuche einzugeben Innerhalb der Software werden dann nach den Regeln die im vorhergehenden Artikel detailliert beschrieben wurden die charakteristischen Widerstaumlnde ermittelt

Loumlsungen

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Loumlsungsmoumlglichkeit 1 ProbebelastungBei Probebelastungen muss der Anker nicht bis zum Bruch belastet wer-den Das Bauwerk selbst wird also nicht geschaumldigt Die Houmlhe der Probe-belastung wird vom Fachplaner festgelegt und orientiert sich an der ge-gebenen Einwirkung bzw dem Bemessungswiderstand aus der ETA Im gegebenen Fall wird eine Probebelastung NbP von 59 kN in Anlehnung an die ETA angestrebt (NbP = NRkETA β = 5 kN 086 = 582 kN) Kann diese Probebelastung im Versuch bestaumltigt werden ist die maximale Belastung am Referenzstein erreicht Sobald dieser Wert im Zugversuch verifiziert wurde kann auf dieser Basis die Bemessung erfolgenemsp

Loumlsungsmoumlglichkeit 2 AbnahmeversucheBei Abnahmeversuchen werden nur bis zu drei Anker houmlher belastet Die weiteren Anker werden mit der Abnahmelast beaufschlagt und koumlnnen fuumlr die Befestigungsaufgabe benutzt werden Mit dem Ziel die volle Trag-faumlhigkeit im Referenzstein ansetzen zu koumlnnen ermittelt sich die aufzu-bringende Abnahmelast NPa zu 523 kN (NbA = aProbe times NRkETA β = 09 x 5 KN 086 = 523 kN) Um diese Lasten zu erreichen muumlssen bei drei Bruchversuchen mindestens 83 kN verifiziert werden (Numin = NRkETA (β x 07)= 5 KN (086x07) = 831 kN)

Loumlsungsmoumlglichkeit 3 AuszugsversucheIn Auszugsversuchen werden mindestens fuumlnf Anker bis zum Bruch belas-tet Aus den Bruchlasten koumlnnen dann Widerstandswerte errechnet wer-den Die Wuumlrth Duumlbelbemessungssoftware kann das uumlbernehmen Auch hier kann die moumlgliche Belastung nicht uumlber den Referenzstein hinausge-hen Im gezeigten Beispiel wurde regelmaumlszligig die Zugtragfaumlhigkeit des Geraumlts erreicht

FazitBevor Baustellenversuche an Injektionsankern durchgefuumlhrt werden koumln-nen muss ein Referenzstein durch den Fachplaner definiert sein Nur so kann ein geeignetes Produkt gewaumlhlt werden Auf Basis der mit dem Pro-dukt verknuumlpften ETA kann leicht eine Vorbemessung erfolgen und die Frage nach der passenden Baukonstruktion beantwortet werden In der Zulassung findet sich der charakteristische Widerstand des Duumlbels im Re-ferenzstein Mit diesem Wert lassen sich leicht die Lastwerte fuumlr die Zug-versuche bei Probelbelastungen und Abnahmeversuchen ermitteln Das Bauwerk wird hierbei nicht beschaumldigt und dem Durchfuumlhrenden der Zugversuche geben diese Werte eine klare Orientierung Es wird schon beim Durchfuumlhren der Versuche klar ob das Ziel erreicht wird Gerade bei Auszugsversuchen bis zum Bruch kann es zu einer groszligen Streuweite in den Versuchsergebnissen kommen Dies kann beim Bewerten der Er-gebnisse im Nachgang nach den Regeln der Statistik zu unbefriedigen-den Bauteilwiderstaumlnden fuumlhren Eine Planung der Zugversuche durch den Fachplaner gibt ihm Sicherheit in der Wahl der Konstruktion und er-spart ihm Uumlberraschungen im weiteren Bauablauf

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Das SystemMit der RELAST Verbundankerschraube ist es moumlglich nachtraumlglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfaumlhigkeit zu verstaumlrken Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschraumlnkung im ge-genuumlberliegenden Stockwerk bzw Aufbau Das System kann umgehend belastet werden Die Montage ist einfach ndash aufwaumlndige Zusatzmaszlig-nahmen wie ergaumlnzende Stahl- oder Betonkon-struktionen koumlnnen umgangen werden Es ist le-diglich der Schraubenkopf mit Sicherungsschei-be und Mutter sichtbar Durchfahrtshoumlhen werden nur unwesentlich reduziert Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hoch-bau bei Nutzungsaumlnderungen und einer damit verknuumlpften Laststeigerung bzw Nachrechnung

WUumlRTH RELAST VERBUNDANKER SCHRAUBE

Neue Softwaremodule fuumlr die Anwendung Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken

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Loumlsungen

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des Tragwerks aber vor allem auch bei der Er-tuumlchtigung von Bruumlckenbauwerken im laufen-den Verkehr Regelmaumlszligig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde

BemessungSoftwareDie Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 fuumlr die Querkraftverstaumlr-kung bzw Z-151-345 fuumlr das Durchstanzen

Um es dem verantwortlichen Ingenieur moumlg-lichst einfach zu machen lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an Innerhalb der Wuumlrth Technical Software hat Wuumlrth in der hier gewohnten Qualitaumlt ein Modul zur Bemessung der RELAST Verbundankerschrau-be fuumlr die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstaumlrken entwickelt Nach Definition des zu verstaumlrkenden Betonbauteils der Auflager-situation und der Belastung findet das Programm selbststaumlndig eine moumlgliche Loumlsung

Sobald der Nutzer den Verbundankerschrauben-durchmesser bzw den Einbauzustand zur ge-genuumlberliegenden Bewehrung aumlndert erhaumllt er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geomet-rie und Schraubenstuumlckzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung

Modul DurchstanzenMit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlig-nahme mittels RELAST Verbundankerschrauben gefuumlhrt werden Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw der all-gemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-151-345 Es wird zunaumlchst gepruumlft ob eine Verstaumlr-kungsmaszlignahme erforderlich ist Hierzu wird die Tragfaumlhigkeit des unverstaumlrkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhoumlhe (d) zur Stuumltze gezogen werden Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Trag-

faumlhigkeit um 40 Prozent gesteigert werden Die dafuumlr benoumltigte Anzahl an Schrauben in den ein-zelnen Reihen bzw die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstaumlnde wird vom Pro-gramm nach den Regelungen der Zulassung be-stimmt Mit dem aumluszligersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Groumlszlige des durchstanz-bewehrten Bereichs ermittelt Der Abstand zur aumluszligersten Schraube darf maximal 15 d betragen

Um Bewehrungstreffer zu vermeiden muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird u nbedingt vor der Montage eine Detektion durchgefuumlhrt werden Auf der gegenuumlber-

liegenden Seite kann fuumlr den gleichen Effekt die RELAST Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung gefuumlhrt werden Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungs-ergebnis nicht negativ

Es sind runde und rechteckige Stuumltzenformen Wandenden und Wandecken aber auch Durch-bruumlche modellierbar Speziell fuumlr den Anwen-dungsfall Bruumlckenbau koumlnnen auch ermuumldungs-relevante Belastungen diskutiert werden

Das Modul Durchstanzen ermoumlglicht den statischen Nachweis einer Verstaumlrkungsmaszlignahme mittel RELAST Verbundankerschrauben

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Modul QuerkraftverstaumlrkenIm Modul Querkraftverstaumlrken kann die Ertuumlchti-gung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfaumlhigkeit durch Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden Aumlhnlich wie im vorgenannten Fall wird zunaumlchst gepruumlft ob ein unverstaumlrktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann Bei einem Verstaumlr-kungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und

nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-151-344 Kapitel 322 die verstaumlrkte Zug-strebe nachgewiesen Neben der Anzahl bzw der Flaumlche der Schrauben im untersuchten Be-reich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schrau-be und die Verankerung uumlber oder unter der Laumlngsbewehrung ein Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung gefuumlhrt werden kann auch die Tragfaumlhigkeit erheblich gesteigert wer-

den Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgefuumlhrt Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu fuumlhren Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden Auch bei der Querkraftverstaumlrkung sucht das Programm selbststaumlndig nach einer wirt-schaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabstaumlnde

Einbauzustand bis zur Unterkante der oberen Bewehrungslage

Die RELAST Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar

Modul Querkraftverstaumlrken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfaumlhigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben

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