View
223
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode Prof. Dr.-Ing.
Detleff Schermer Fakultät Bauingenieurwesen, FB Bauwerke des Massivsbaus und Baustatik Technische Hochschule Regensburg
- 1991 bis 1996 Bauingenieurstudium TU München - 1996 bis 1999 Technisches Büro Dyckerhoff & Widmann AG, München - ab 1999 Wissenschaftliche Tätigkeit und Lehrtätigkeit am Lehrstuhl für Massivbau der TU München - ab 2004 Promotion zum Dr.-Ing. mit dem Thema „Verhalten von unbewehrtem Mauerwerk unter Erdbebenbeanspruchung“ - Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Beton- und Mauerwerksbau - Eigenes Büro für Tragwerksplanung - Mitarbeit in zahlreichen Normausschüssen, u. a. zu DIN 105, Erdbebensicherheit von Mauerwerksbauten und im Spiegelausschuss zu Eurocode 6 / EN 1996. - seit 2010: Prüfingenieur für Massivbau - seit März 2014 Professor für Bauwerke des Massivbaus und Baustatik an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (Fakultät für Bauingenieur- wesen).
1
Dr.-Ing.
Frank Purtak Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau an der Universität Kassel
- seit 1999 im Büro Trag Werk Ingenieure Döking + Purtak Partnerschaft in Dresden. - nach dem Studium an der TU Dresden promovierte er im Jahr 2001 zum Thema „Tragfähigkeit von schlankem Mauerwerk“. - seit 2008 Mitarbeit im DIN Normenausschuss Bauwesen „Arbeitsausschuss Mauerwerksbau“ sowie im Spiegelausschuss. - seit 2010 als Arbeitskreisleiter im Unterausschuss Natursteinmauerwerk tätig. - ab 2012 begleitet er im Ausschuss Praxis-Regeln-Bau (PRB) die zukünftige Normenentwicklung im Mauerwerksbau. Zudem Tätigkeit als Sachverständiger für Nachhaltiges Bauen (SHB) für Gebäudezertifizierungen nach BNB.
Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode
2
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Prof. Dr.-Ing. Detleff Schermer öbuv SV, Prüfingenieur für Massivbau
Bemessung von Ziegelmauerwerk nach
Eurocode
Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens und
Nachweis der Feuerwiderstandsdauer
Dr.-Ing. Frank Purtak Trag Werk Ingenieure
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Übersicht
Neue Normen
Vereinfachtes Verfahren
Konstruktion Wand-Decken-Knoten → Detailausbildung
Stark vereinfachtes Verfahren
Feuerwiderstand
4
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 5
Massivbau – Vorteile der Bauweise
dauerhaft robust nachhaltig (keine Einweg-Bauten) Bauphysik (Schallschutz, Wärmeschutz, Speicherfähigkeit) Statik (variabel, Umbaubarkeit gegeben)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 6
Ideale Planung = gute Konstruktion + rechnerischer Nachweis Baustoffwahl entsprechend der Funktion und Anforderung:
- Außenwandsteine # Lastniveau: Geschosswohnungsbau bzw. EFH-Bau # Schallschutz / Energiestandard # Wandaufbau (monolithisch / mehrschalig) - Innenwandsteine # Lastniveau # Schallschutz # Brandschutz
Interaktion im Gebäude: - Ausbildung des Wand-Decken-Knotens - Bereiche mit örtlich hohen Lasten
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 7
Aktueller Normenstand : Eurocode 6 in Deutschland
DIN EN 1996 (2010)
-1-1 (Bemessung) -1-2 (Brandbemessung) -2 (Ausführung) -3 (vereinf. Verf.)
Nationale Anhänge
zu DIN EN 1996 (2012 und A1/A2-
Änderungen)
Eurocode 6 ist ab 2016 verpflichtend Aufbau:
+ Ergänzungen Bauaufsicht (MLTB)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 8
Aktueller Normenstand : Eurocode 6 in Deutschland
DIN EN 1996-1-1: 2005 + AC:2012 + DIN EN 1996-1-1/NA: 2012-05 + DIN
EN 1996-1-1/NA/A1: 2014-03 + DIN EN 1996-1-1/NA/A2: 2014-08: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 1-1: Allgemeine Regeln für bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk; Deutsche Fassung EN 1996-1-1:2005+A1:2012 + Nationaler Anhang NA: 2012-05 mit Korrekturen A1:2014-03 und A2: 2014-08
DIN EN 1996-1-2: 2005 + AC:2010 + DIN EN 1996-1-2/NA: 2013-06: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; Deutsche Fassung EN 1996-1-2:2005 + AC:2010 + Nationaler Anhang NA: 2013-06
DIN EN 1996-2 + AC:2009 + DIN EN 1996-2/NA: 2012-01: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 2: Planung, Auswahl der Baustoffe und Ausführung von Mauerwerk; Deutsche Fassung EN 1996-2:2006 + AC:2009 + Nationaler Anhang NA: 2012-01
DIN EN 1996-3 + AC:2009 + DIN EN 1996-2/NA: 2012-01+ DIN EN 1996-3/NA/A1: 2014-03 + DIN EN 1996-3/NA/A2: 2014-08: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 3: Vereinfachte Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten; Deutsche Fassung EN 1996-3:2006 + AC:2009 + Nationaler Anhang NA: 2012-01 mit Korrekturen A1:2014-03 und A2: 2014-08
Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen bzw. Einführungserlasse in den einzelnen Bundesländern
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 9
Änderungen & Neuerungen von Eurocode 6 / NA im Vergleich zu DIN 1053-1 (Auszug): Teilsicherheitskonzept (TSK) Spannungsblock als Modell für die Druckzone Detaillierte Anpassung der Festigkeitswerte an die Baustoffe
(Steinart, Lochbild, Mörtel) maximale Wandschlankheit 27 zulässig Berücksichtigung teilaufgelagerter Geschossdecken Neues Stark vereinfachtes Verfahren für Nachweis einfacher
Konstruktionen (Anhang A von EC 6-3) z.Z. Kein bewehrtes Mauerwerk Kein NM I
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 10
Genaues Verfahren (Teil 1-1)
Festigkeitswerte: Druck- , Schub-,
Biegefestigkeit
Nachweise: Nachweis auf Druck: NEd≤NRd
(Innenwände, Außenwände / deckt Windbeanspruchung und Deckeneinspannung ab)
Kellerwände Ausfachungsflächen
Vereinfachtes Verfahren (Teil 3)
Nachweise: Nachweis unter
vorwiegender vertikaler Beanspruchung (N + M)
N mit Scheibenbiegung Schubbeanspruchung
(Scheibe & Platte) V Dominierende Platten-
biegung ⇨ x-/ y-Achse Teilflächenpressung
Schnittgrößenermittlung: NEd
Schnittgrößenermittlung: N, Mplatte,x/y, MScheibe,
VPlatte, VScheibe
Festigkeitswerte: Druckfestigkeit fk
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 11
Nicht mehr im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3) geregelt:
Teilflächenbelastung (→ EC 6, Teil 1-1) Ankeranzahl bei zweischaligem Mauerwerk (→ EC 6, Teil 2) Schlitz- und Aussparungstabelle (→ EC 6, Teil 1-1) Schubbeanspruchung (→ EC 6, Teil 1-1)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 12
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Standardfall = druckbeanspruchte Innen- /Außenwand
Nachweis per “Hand” durchführbar:
NEd ≦ NRd
keine Biegemomente erforderlich! keine Gebrauchstauglichkeitsnachweise
erforderlich!
→ minimaler zeitlicher Aufwand
Anwendungsgrenzen immer prüfen:
# Gebäudehöhe maximal 20m # Deckenstützweite max. 6m # Deckenauflagertiefe a≥t/2 # Nutzlast auf Decken max. 5kN/m² # Gebäude ausgesteift # Mindestwanddicken gem. Tabelle # Überbindemaß ≥ 0,4*Steinhöhe
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 13
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Standardfall = druckbeanspruchte Innen- /Außenwand
Vereinfachung gilt für Hochbauten mit Betondecken und qk≦3kN/m²
Nachweis per “Hand” durchführen:
NEd ≦ NRd
QkGkEd NNN ⋅+⋅= 5,135,1
)(4,1 QkGkEd NNN +⋅=
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 14
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Standardfall = druckbeanspruchte Innen- /Außenwand
( ) ddSRd ftftN ⋅⋅ΦΦ=⋅⋅Φ= 21;min
fd: Bemessungswert der Mauerwerksdruckfestigkeit
t: Wanddicke
Nachweis per “Hand” durchführen:
NEd ≦ NRd
Geschosshohe Wände (Standardfall):
ΦΦ
=Φ2
1minS Knicken (Ort: halbe Wandhöhe)
Deckenverdrehung (Ort: Wandkopf bzw. Wandfuß)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Nachweis der Drucktragfähigkeit – geschosshohe Wände:
• Abminderungsfaktoren Φ für geschosshohe Wände Nachweisstellen: Deckeneinspannung am Wandkopf und Wandfuß:
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
15
²/8,1/*9,05/6,11 mmNffürtaml k <≤−=Φ
²/8,1/*9,06/6,11 mmNffürtaml k ≥≤−=Φ
flagernZwischenaubei9,01 =Φ
( ) EddRd NftN ≥⋅⋅ΦΦ= 21;min
Dachdeckenbei33,01 =Φ
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
2
2 0011,085,0
⋅−
=Φ
th
ta ef
Knicken (Wandmitte):
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
16
Deckenverdrehung:
ΦΦ
=Φ2
1mins
−
⋅=Φ
mlta
66,1
9,0min1
Knicken Deckenverdrehung
l: Decken- stützweite
Nachweis der Drucktragfähigkeit – geschosshohe Wände:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
17
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
Knicklänge hef
Wanddicke t
Beispiel: t=175cm, h=2,65m: Φ2=0,71
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
2
2 0011,085,0
⋅−
=Φ
th
ta ef
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
18
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
2-seitg gehaltene Wände (am Kopf und Fuß): hef=h * ρ2
ρ2=0,75 bei Wanddicke 11,5cm und 17,5cm ρ2=0,9 bei Wanddicke 24cm ρ2=1,0 ab Wanddicke 30cm
(gilt sowohl für Innen- als auch Außenwände)
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
19
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
Knicklänge mehrseitige Halterung: Referenz auf ρ2
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
20
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
Knicklänge mehrseitige Halterung: Referenz auf ρ2
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
hh
bh
hhef ⋅≥⋅⋅
′⋅⋅
+
=⋅= 3,0
31
122
23 ρ
ρρ
12
11
1
4
222
4
>=⋅=
≤⋅⋅
⋅
+
=⋅=
bhfürbhh
bhfürh
bh
hh
ef
ef
ρ
ρρ
ρ
3-seitige Knickfesthaltung:
4-seitige Knickfesthaltung:
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
21
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
Knicklänge mehrseitige Halterung: Referenz auf ρ2
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
3-seitige Knickfesthaltung:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Druckbeanspruchung
22
Knicken:
ΦΦ
=Φ2
1mins Knicken
Knicklänge mehrseitige Halterung: Referenz auf ρ2
Deckenverdrehung Nachweis der Drucktragfähigkeit
– geschosshohe Wände:
4-seitige Knickfesthaltung:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 23
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Mauerwerksdruckfestigeit
Bemessungswert der Mauerwerksdruckfestigkeit: fd
Charakteristische Mauerwerksdruckfestigkeit: fk
Unterscheidung nach - genormten Steinen (Blockziegel) - zugelassenen Produkten (Planziegel)
fd = ζ * fk / γM = 0,85*fk /1,5 = 0,567*fk
Zusätzlich bei Pfeilern mit A < 0,1m²: Abminderung mit 0,8 => fd=0,8*0,85*fk/1,5 = 0,453*fk
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 24
Normsteine (Hochlochziegel mit Normalmörtel / Blockziegel): => nach Tabellen in Norm
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Mauerwerksdruckfestigkeit
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 25
Vergleich der Mauerwerksdruckfestigkeit von Blockziegel mit den alten σ0-Werten von DIN 1053-1 => Faktor i.d.R. 2,6 bis 3,7
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Mauerwerksdruckfestigeit
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Zulassungsgeregelte Steine /Planziegel mit Dünnbettmörtel: fk-Werte
Beispiel: EFH Poroton T8-P
abZ 17.1-982 (in Steinfestigkeitsklasse 6) Wanddicken 30,365, 425, 49cm = Faktor 2,6
26
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Mauerwerksdruckfestigeit
Steinfestig-keitsklasse
6
alt: σ0 [MN/m²] 0,7
neu: fk [MN/m²] 1,8
Beispiel:MFH Poroton S10-MW abZ 17.1-1101 (in Steinfestigkeitsklasse 12) Wanddicken 30, 365, 425cm = Faktor 2,7
Steinfestig-keitsklasse
12
alt: σ0 [MN/m²] 1,9
neu: fk [MN/m²] 5,2
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 27
Übersicht der Festigkeiten:
Nachweis im Vereinfachten Verfahren (EC 6-3): Mauerwerksdruckfestigeit
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 28
Nachweis im vereinfachten Verfahren (EC 6-3) – POROTON-Leporello (10 Seiten vereinfachtes Verfahren)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 29
Außenwand
Vorgehen: I. NEd ermitteln II. NRd ermitteln III. Nachweis führen NEd ≤ NRd
Parameter:
• Außenwandpfeiler mit Breite 99cm • Lichte Geschosshöhe h=2,55m • Wanddicke t=36,5cm • Deckenauflagertiefe a=24cm • Planhochlochziegel T8-P: fk= 1,8MN/m² • Eigengewicht Pfeiler incl. Putz 8,2 kN
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Beispiel Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 30
Außenwand
I. NEd ermitteln Wandkopf: NEd =1,4*72,1kN =101kN Wandmitte: NEd =1,4*(72,1kN+8,2kN/2)=107kN Wandfuß: NEd =1,4*(72,1kN+8,2kN) =112kN
59,05,36/24*9,093,06/26,1/*9,06/6,11 =≤=−=≤−=Φ mmtaml
( ) EddRd NftN ≥⋅⋅ΦΦ= 21;min
51,0)²365,0/55,2(0011,05,36/2485,00011,085,02
2 =⋅−⋅=
⋅−
⋅=Φ
th
ta ef
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Beispiel Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit II. NRd ermitteln
fd=1,8MN/m²*0,85/1,5=1,02MN/m²
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 31
Außenwand
II. NRd ermitteln III. Nachweisführung (Wandlänge 0,99m)
NEd fd Φs NRd Ausnutzung
kN MN/m² - kN %
Wandkopf 101 1,02 Φ1=0,59 220 46%
Wandmitte 107 1,02 Φ2=0,51 190 56%
Wandfuß 112 1,02 Φ1=0,59 220 51%
0,59*0,365*0,99*1,02=0,22MN
( ) EddRd NftN ≥⋅⋅ΦΦ= 21;min
0,51*0,365*0,99*1,02=0,19MN
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Beispiel Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren – Beispiel
32
Innenwand t=17,5cm, fk=4,7MN/m² (Planziegel-T 0,9 , SFK 12, abZ)
Maßgebend: Wandmitte I. NEd =1,4*(100kN+5kN/2)=144kN/m II. NRd
fd=4,7MN/m²⋅0,85/1,5=2,7 MN/m² hef=0,75*2,55m=1,91m
=
⋅−
⋅=Φ
2
2 0011,085,0t
hta ef
72,0)²75,0/91,1(0011,085,0 =⋅−=
NRd =0,72*2,7MN/m²*0,175m=336kN/m
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
III. Nachweis NEd=144kN/m ≤ NRd= 336 kN/m
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 33
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten
Deckenauflagertiefe für Tragfähigkeit entscheidend
Entkopplung von Schwind- und Kriechverformungen der Decke
Schallschutz / Wärmeschutz
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 34
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten
Variante Abmauerung: Variante Stirndämmung:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 35
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten
Variante Abmauerung - z.B. DRS-Deckenrandschale
Variante Stirndämmung:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 36
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten Lastfreistreifen nur in
oberen 1 bis max. 2 Geschossen anordnen
Nicht im Bereich von hohen Druckkräften anordnen!!
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 37
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten
auf ausreichende Deckendicke achten:
neue Biegeschlankheitskriterien nach Eurocode 2 beachten! Empfehlung: Deckendicke mindestens 20cm (Schallschutz!)
Auflagertiefe je nach vorliegender Geschoss- belastung anpassen: - Regelfall: a=2/3*t - Bereiche mit sehr hoher Last: a > 2/3*t
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 38
Konstruktion: Wand-Decken-Knoten
Sonderfall mit sehr großen Deckenstützweiten > 6m
Normtext:
„konstruktive Maßnahmen zur Begrenzung der Deckeneinspannmomente“
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 39
Stark Vereinfachtes Berechnungsverfahren: EC6-Teil 3 – Anhang A
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 40
Stark Vereinfachtes Berechnungsverfahren: EC6-3, Anhang A
Nachweise der Drucktragfähigkeit im stark vereinfachten Verfahren: Zusätzliche Voraussetzungen
• maximale Wandschlankheit 21 • lichte Geschosshöhe maximal 3m • maximal 3 Geschosse • Gebäudehöhe maximal das 3-fache der kürzeren Gebäudebreite
im Grundriss • Deckenauflagertiefe mindestens 2/3 der Wanddicke (a/t ≥ 2/3) • Wanddicke bei teilaufgelagerten Decken mindestens 36,5cm
dARdEd ftcNN ⋅⋅=≤ cA: 0,5 im Regelfall cA: 0,33 bei - Endauflagern von Dachdecken - Wandschlankheiten >18 - Deckenstützweiten l > 5,5m und fk<1,8MN/m²
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 41
Stark Vereinfachtes Berechnungsverfahren: EC6-3, Anhang B
Beispiel 1: Vergleich zum vereinfachten Verfahren
• cA=0,5 (a/t=24/36,5≈2/3)
Vereinfachtes Verfahren Stark vereinfachtes Verfahren
NEd Φs NRd Ausnutzung cA NRd Ausnutzung
kN - kN % - kN %
Kopf 101 Φ1=0,59 220 46% 0,5 186 54%
Mitte 107 Φ2=0,51 190 56% 0,5 186 57%
Fuß 112 Φ1=0,59 220 51% 0,5 186 60%
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 42
Beispiel 2: Vergleich zum vereinfachten Verfahren
• cA=0,5 für: fd=2,66MN/m² hef=0,75*2,55m=1,91m Schlankheit 1,91m/0,175m=12
Vereinfachtes Verfahren Stark vereinfachtes Verfahren
NEd Φ2 NRd Ausnutz-ung cA NRd
Ausnutz-ung
kN/m - kN/m % - kN/m %
Wand-mitte 144 0,72 336 43% 0,5 233 62%
Stark Vereinfachtes Berechnungsverfahren: EC6-3, Anhang B Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren. Eurocode 6 – Teil 3
43
NACHWEIS: MINDESTAUFLAST WINDBEANSPRUCHTER AUSSENWÄNDE
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
44
Probleme in Praxis?
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
45
Nachweis Nachweis auf halber Geschosshöhe:
mit: qEwd= Bemessungswert der einwirkenden Windlast h = lichte Geschosshöhe a = Deckenauflagertiefe b = betrachtete Bezugsbreite
−⋅
⋅⋅⋅≥
30016
3 2
min, ha
bhqN EwdEd
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 46
Windlast – Geschwindigkeitsdruck in Abhängigkeit der WLZ und Gebäudehöhe
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens 47
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
Windlast – Außendruckbeiwerte
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
48
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
49
Lösung bei fehlender Auflast Ringbalken – Rahmensystem mit Zugstützen
Auslegung auf vertikale nach oben wirkende Lasten ∆N: a) Mindestauflast (NEd,min gem. Gleichung)
- b) Wandeigengewicht (anteilig zu 50% entsprechend halbe Wandhöhe)
+ c) Dachauflagerkraft minimale Druckkraft (-) oder ggf. nach oben wirkende abhebende Last als Zug (+)
∆N
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vereinfachtes Berechnungsverfahren - Mindestauflast
50
Lösung bei fehlender Auflast Ringbalken – Rahmensystem mit Zugstützen Auslegung auf vertikale nach oben wirkende Lasten:
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Brandschutz
51
AMZ-Bericht 5/2014 (http://www.argemauerziegel.de/?src=documents&keyword=Brandschutz)
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Feuerwiderstandsdauer
52
… abhängig der Feuerwiderstandsdauer von Stein-Mörtel-Kombination Putz Auflastniveau / Ausnutzung
Ausnutzungsfaktoren α2: Ausnutzungsfaktor nach DIN 4102-4 / α2=1 entspricht der vollen
Ausnutzung bei Bemessung nach DIN 1053-1 (Kaltbemessung) α6,fi: Ausnutzungsfaktor nach DIN EN 1996-1-2/NA / α6,fi =0,7
entspricht der vollen Ausnutzung des Bauteils bei der Kaltbemessung: Anwendung bei genormten Steinen
αfi: Ausnutzungsfaktor nach DIN EN 1996-1-2/NA / αfi =0,7 entspricht der vollen Ausnutzung des Bauteils bei der Kaltbemessung: Verwendung in den a. b. Zulassungen
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Feuerwiderstandsdauer
53
Ausnutzungsfaktoren α6,fi: Ausnutzungsfaktor nach DIN EN 1996-1-2/NA /
Wert 0,7 entspricht der vollen Ausnutzung des Bauteils bei der Kaltbemessung
Anpassung mit ω infolge angepasster fk/σ0-Verhältnisse (abhängig von SMK)
Grenzen von α6,fi entsprechend der FW-Anforderung bzw. Anwendungsbereich in Abhängigkeit der Stein-Mörtel-Kombination und der Wanddicke
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Zusammenfassung
Stand der Normen
Vereinfachtes Verfahren: Eingangsparameter und Nachweisführung
Konstruktion Wand-Decken-Knoten
Stark Vereinfachtes Verfahren
System bei geringen Lasten / Mindestauflast bei Außenwänden: Rahmen mit zugfesten Anschlüssen
Feuerwiderstand
54
Grundlagen
Konstruktion WDK
stark vereinf. Verf.
Mindestauflast
Feuerwiderstand
vereinf. Verfahren
Fazit
Prof. Dr.-Ing. D. Schermer, Dr.-Ing. F. Purtak Bemessung von Ziegelmauerwerk nach Eurocode- Mauerwerkstage 2016 Besonderheiten des Vereinfachten Bemessungsverfahrens
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
55
Recommended