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Mauerwerk-Kalender 2021

Schwerpunkte: Kunststoffverankerungen, Digitalisierung im Mauerwerksbau
Mauerwerk-Kalender 1. Aufl.

from: Ernst & Sohn
133,99 €
Publisher:	Ernst & Sohn
Format	EPUB
Published:	07.05.2021
ISBN/EAN:	9783433610749
Language:	deutsch
Number of pages:	464

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Descriptions

Titledescription

In seinem 46. Jahrgang begleitet der Mauerwerk-Kalender die erfolgreiche Bauart als verlässliches Nachschlagewerk mit den Eigenschaftswerten von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen, mit der aktuellen Übersicht über die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. allgemeinen Bauartgenehmigungen dieses Fachgebietes und mit der Zusammenstellung der geltenden technischen Regeln für den Mauerwerksbau. In diesem Zusammenhang wird in einem gesonderten Kapitel auf die Besonderheiten bei bauhabenbezogenen Bauartgenehmigungen (Zustimmungen im Einzelfall) eingegangen. Zwei weitere Beiträge widmen sich der Bemessung von Mauerwerkskonstruktionen. Hierin werden Tragfähigkeitstafeln zur vereinfachten Bemessung unbewehrten Mauerwerks und der Beitrag zur Erdbebenbemessung von Mauerwerksbauten aus dem Jahre 2010 wurde vollständig überarbeitet und aktualisiert. In einem Praxisbeitrag werden die Aspekte bei Planung und Ausführung von umfangsreichen Eingriffen in die Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben in einer denkmalgeschützten Festungsanlage vorgestellt. Für die richtige Bemessung von Befestigungen wird das notwendige Hintergrundwissen über die Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoff- und Injektionsdübeln durch Versuche am Bauwerk dargestellt sowie auf die DIBt Richtlinien zur praxisbezogenen Anwendung eingegangen. Weitere Beiträge widmen sich dem Bau mit Fertigteilen sowie der Digitalisierung und den daraus resultierenden Herausforderungen aus der Sicht eines Baustoffherstellers sowie innovativen Entwicklungen wie dem 3D-Druck und der Robotik im Mauerwerksbau. Über den Einsatz eines neu entwickelten reversiblen Wandsystems aus mörtellos verlegten Betonhohlblocksteinen für sog. informelle Siedlungen berichtet ein Autorenteam.

Vorwort iii Autoren xvii A Baustoffe Bauprodukte I Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 3 Michael Raupach, Dorothea Saenger und Bernd Winkels, Aachen 1 Einleitung 3 2 Eigenschaftswerte von Mauersteinen 3 2.1 Festigkeitseigenschaften 3 2.1.1 Druckfestigkeit in Steinhohe 3 2.1.2 Druckfestigkeit in Steinlange und -breite 3 2.1.3 Zug- und Spaltzugfestigkeit 4 2.2 Verformungseigenschaften 4 2.2.1 Druck-Elastizitatsmodul 4 2.2.2 Querdehnungsmodul, Querdehnzahl 5 2.2.3 Zug-Elastizitatsmodul 5 2.3 Kapillare Wasseraufnahme 5 3 Eigenschaftswerte von Mauermorteln 6 3.1 Festigkeitseigenschaften 6 3.1.1 Druckfestigkeit 6 3.1.2 Zugfestigkeit 6 3.2 Verformungseigenschaften 6 3.2.1 Langsdehnungsmodul 6 3.2.2 Querdehnungsmodul 6 4 Eigenschaftswerte von Mauermortel im Mauerwerk 6 5 Verbundeigenschaftswerte zwischen Mauerstein undMauermortel 7 5.1 Allgemeines 7 5.2 Haftscherfestigkeit 8 5.3 Haftzug- und Biegehaftzugfestigkeit 9 6 Eigenschaftswerte vonMauerwerk 9 6.1 Allgemeines 9 6.2 Festigkeitseigenschaften 10 6.2.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen 10 6.2.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 11 6.2.3 Zugfestigkeit 11 6.2.4 Biegezugfestigkeit 12 6.2.5 Schubfestigkeit 13 6.3 Verformungseigenschaften 14 6.3.1 Elastizitatsmoduln 14 6.3.2 Feuchtedehnung, Kriechen, Warmedehnung 15 7 Literatur 15 II Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17 Roland Hirsch, Berlin, Ludwig Wingerter, Karlsruhe, und Eric Brehm, Bensheim 0 Allgemeines 19 0.1 Gesonderte Regelungen zu Schlitzen 19 0.1.1 Vertikalschlitze 19 0.1.2 Horizontalschlitze 19 1 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 19 2 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 20 3 Mauerwerk mitMittelbettmortel 28 4 VorgefertigteWandtafeln 28 5 Geschosshohe Wandtafeln 30 6 Schalungsstein-Bauarten 30 7 Trockenmauerwerk 31 8 Mauerwerk mit PU-Kleber 31 9 BewehrtesMauerwerk 31 10 Erganzungsbauteile 31 11 Literatur 37 12 Bildnachweis 38 B Konstruktion Bauausführung Bauwerkserhaltung I Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk 41 Eckehard Scheller, Berlin, Jürgen H.R. Küenzlen und Thomas Kuhn, Künzelsau, Rainer Becker, Dortmund 1 Einleitung 41 2 Grundlagen fur Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk 42 2.1 Dubel-Systeme 42 2.2 Bauaufsichtlich relevanter Bereich 43 2.3 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung 44 2.4 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Kunststoffdubel 44 2.5 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Metall-Injektionsanker zur Verankerung imMauerwerk 44 2.6 Systematik fur den vorliegenden Beitrag 45 3 Verantwortlichkeiten 45 3.1 Allgemeines 45 3.2 Fachplaner 46 3.3 Versuchsleiter 46 3.4 Sachkundiges Personal 46 4 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Kunststoffdubel in Beton und Mauerwerk mit ETA 47 4.1 Gliederung/Allgemeines 47 4.2 Anwendungsbereich fur Kunststoffdubel 47 4.2.1 Allgemeines 47 4.2.2 Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen) 47 4.2.3 Temperaturbereiche 48 4.2.4 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 49 4.2.5 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 49 4.3 Versuche fur Kunststoffdubel 50 4.3.1 Allgemeines 50 4.3.2 Bruchversuche 50 4.3.3 Probebelastungen 50 4.4 Prufbericht 51 5 Praxisbeispiel 1: Zugversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) – Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion 52 5.1 Einleitung 52 5.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 53 5.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 3 5.2.2 Ort der Prufungen 53 5.2.3 Prufvorrichtung 55 5.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 58 5.2.5 Verankerungsgrund 59 5.2.5.1 Allgemeines 59 5.2.5.2 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemNeubau 59 5.2.5.3 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemAltbau 60 5.2.6 Name des Produkts 62 5.2.7 Montage 62 5.2.8 Versuchsergebnisse 64 5.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 65 5.4 Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche) 66 5.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 66 5.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 66 5.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 67 5.4.4 Berucksichtigung von Fugen 69 5.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 69 5.5 Bemerkungen und Hinweise 71 5.6 Unterschriften 71 5.7 Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion) 71 5.7.1 Allgemeines 71 5.7.2 Ausgangsdaten 72 5.7.3 Einwirkung aus Eigengewicht 72 5.7.4 Einwirkung aus Windsog 73 5.7.5 Resultierende Einwirkung 73 5.7.6 Nachweis Schragzug 74 5.7.7 Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dubels durch die Vertikal-Lattung 74 5.7.8 Nachweis Holz: Kontrolle der Abstande 75 5.7.9 Ermittlung der Dubelanzahl fur eine Querwand 76 5.7.10 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 76 6 Praxisbeispiel 2: Querlastversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) –Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung 76 6.1 Einleitung 76 6.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 77 6.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 77 6.2.2 Ort der Prufungen 77 6.2.3 Prufvorrichtung 77 6.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 79 6.2.5 Verankerungsgrund 81 6.2.6 Name des Produkts 82 6.2.7 Montage 82 6.2.8 Versuchsergebnisse 82 6.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 82 6.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 83 6.4.1 Grundlagen fur Querlastversuche am Rand 83 6.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 83 6.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 84 6.4.4 Berucksichtigung von Fugen 84 6.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 84 6.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements) 84 6.5.1 Allgemeines 84 6.5.2 Ausgangsdaten 86 6.5.3 Einwirkungen 86 6.5.3.1 Windlasten 86 6.5.3.2 Horizontallast bzw. Horizontale Nutzlast (Brustungsriegel) 87 6.5.3.3 Last aus 90◦ geoffnetemFenster 87 6.5.3.4 Stosartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Ausergewohnliche Einwirkung) 88 6.5.4 Zu untersuchende Lastfalle 88 6.5.4.1 Allgemeines 88 6.5.4.2 Lastfall 1: Uberlagerung Horizontallast plusWind 88 6.5.4.3 Lastfall 2: Uberlagerung Horizontallast plus Last aus 90◦ geöffnetem Fenster 89 6.5.4.4 Lastfall 3: Weicher Stos gemas ETB-Richtlinie (ausergewöhnlicher Lastfall) 89 6.5.5 Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 89 6.5.5.1 Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil 89 6.5.5.2 Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 89 6.5.6 Glied 7 der Nachweiskette: Dubel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper 89 6.5.6.1 Tragfahigkeit der verwendeten Dubel 89 6.5.6.2 Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdubeln 90 6.5.6.3 Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschatzung) 90 6.5.7 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 90 7 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA 91 7.1 Gliederung/Allgemeines 91 7.2 Anwendungsbereiche fur Injektionsanker 91 7.2.1 Allgemeines 91 7.2.2 Mauerwerksgruppen 91 7.2.3 Temperaturbereiche 93 7.2.4 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung 93 7.2.5 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 94 7.2.6 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 94 7.3 Versuche 94 7.3.1 Allgemeines 94 7.3.2 Bruchversuche 95 7.3.3 Probebelastungen 96 7.3.4 Abnahmeversuche 96 7.3.5 Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen – Abnahmeversuche 98 7.3.5.1 Allgemeines 98 7.3.5.2 Ausgangsdaten fur beide Zahlenbeispiele 98 7.3.5.3 Probebelastungen (Zahlenbeispiel) 98 7.3.5.4 Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel) 100 7.3.5.5 Vergleich 102 7.4 Prufbericht 102 8 Praxisbeispiel 3: Zugversuche fur Injektionsanker (Bruchversuche) –Befestigung eines Franzosischen Balkongelanders 103 8.1 Einleitung 103 8.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 104 8.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 104 8.2.2 Ort der Prufungen 105 8.2.3 Prufvorrichtung 105 8.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 106 8.2.5 Verankerungsgrund 106 8.2.6 Name des Produkts 106 8.2.7 Montage 108 8.2.8 Versuchsergebnisse 109 8.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 109 8.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 110 8.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 110 8.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber Quantilwerte 110 8.4.2.1 Bestimmung des Referenzsteins 110 8.4.2.2 Charakteristische Zugtragfahigkeit 111 8.4.2.3 Charakteristische Quertragfahigkeit 112 8.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 112 8.4.4 Berucksichtigung von Fugen 112 8.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 112 8.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des Franzosischen Balkongelanders) 112 8.5.1 Allgemeines 112 8.5.2 Ausgangsdaten 113 8.5.3 Einwirkungen 113 8.5.3.1 Eigengewicht 113 8.5.3.2 Verkehrslasten 113 8.5.3.3 Stosartige Last 113 8.5.4 Resultierende Einwirkungen auf die masgebende Ankerplatte 114 8.5.4.1 Allgemeines 114 8.5.4.2 Ermittlung der masgebenden Zugkrafte 114 8.5.4.3 Ermittlung der masgebenden Querlasten 115 8.5.5 Nachweise fur Zugbeanspruchung 116 8.5.5.1 Allgemeines 116 8.5.5.2 Stahlversagen 116 8.5.5.3 Herausziehen des Dubels 117 8.5.5.4 Steinausbruch (Dubelgruppe) 117 8.5.5.5 Herausziehen eines Steins 118 8.5.5.6 Einfluss von Fugen 119 8.5.6 Nachweise fur Querbeanspruchung 119 8.5.6.1 Allgemeines 119 8.5.6.2 Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm 119 8.5.6.3 Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm 120 8.5.6.4 Ortliches Steinversagen 120 8.5.6.5 Steinkantenbruch 120 8.5.6.6 Herausdrucken eines Steins 121 8.5.6.7 Einfluss von Fugen 121 8.5.7 Nachweise fur Interaktion von Zugund Querlasten 121 8.5.8 Fazit zur Bemessung 121 9 Zusammenfassung 122 10 Literatur 122 Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohlund Lochsteine 125 Anhang B: Blanko-Formular „Dokumentation (Dubel-)Versuche amBauwerk“ 133 II Mauerwerk aus Fertigteilen 143 Dieter Figge, Warburg 1 Einleitung 143 1.1 Allgemeines 143 1.2 Geschichtliches 143 1.3 Stand der Technik 144 2 Arten von Wandelementen 144 2.1 Vergusstafeln 145 2.2 Hochlochtafeln 145 2.3 Rippentafeln 145 2.4 Ziegel-Fertigteildecken 146 2.5 Mauertafeln 146 2.5.1 Planung 147 2.5.2 Bemessung vonMauertafeln 147 2.5.3 Konstruktion vonMauertafeln 148 2.5.4 Herstellung vonMauertafeln 148 2.5.5 Transport vonMauertafeln 150 3 Mauertafeln ausMauersteinen 150 3.1 Mauertafeln aus Normziegeln (Mauertafelziegeln) 150 3.2 Mauertafeln aus Zulassungsziegeln 151 3.3 Aufhangungen mit Hebebandern 151 3.4 Aufhangungen mit Tragbolzen 153 3.5 Mauertafeln aus Kalksandsteinen 154 3.6 Mauertafeln aus Porenbeton 154 4 Vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 155 4.1 Konstruktive Vertikalfuge 155 4.2 Statische Nachweise fur vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 156 5 Ausfachungsmauerwerk fur Stahlbetonskelettkonstruktionen 157 6 Brandschutz 158 7 Transport 159 8 Montage 159 9 Uberwachung 161 9.1 Fremduberwachung [26] 161 9.2 Qualitatssicherung 161 10 Literatur 162 III Veränderung der Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben am Beispiel der Erschließung Wilhelmsburg in Ulm 163 Wolfgang Finckh und Hilmar Quantz, Kempten 1 Einleitung 163 1.1 Historisches 163 1.2 Heutige und zukunftige Nutzung der Anlage 165 1.3 Erforderliche Umbauten 165 2 Vorgehensweise 165 2.1 Allgemeines 165 2.2 Geometrie 166 2.3 Material 166 2.4 Baugrund 167 2.5 Zustand 168 2.6 Durchgangigkeit der Planung 169 2.7 Die digitale Baustelle 170 3 Horizontale Erschliesung 170 3.1 Aufgabenstellung 170 3.2 Entwurfsfindung 171 3.2.1 Allgemeines Vorgehen und Randbedingungen 171 3.2.2 Brucke in der Burg 171 3.2.3 Brucke uber den Burggraben 172 3.2.3.1 Allgemeines 172 3.2.3.2 Varianten 172 3.2.3.3 Vorzugsvariante 173 3.3 Brucke uber den Burggraben 173 3.3.1 Konstruktion 173 3.3.2 Statisches System und Berechnung 173 3.3.3 Herstellung 174 3.4 Brucke in der Burg 176 3.4.1 Konzept undKonstruktion 176 3.4.2 Grundung 176 3.4.3 Bauablauf 176 3.4.4 Berechnungsmethodik 178 3.4.4.1 Allgemeines 178 3.4.4.2 Mauerwerk 178 3.4.4.3 Stahlbetonbauwerk 182 3.4.5 Herstellung 182 3.5 Gestaltungskonzept 183 4 Vertikale Erschliesung 184 4.1 Aufgabenstellung 184 4.2 Entwurfsfindung 184 4.2.1 Schaffung des Lichtraumprofils 184 4.2.2 Bauteile der Erschliesung 184 4.3 Gewolbeoffnung 185 4.3.1 Konzept undKonstruktion 185 4.3.2 Bauzustande 185 4.3.3 Berechnungsmethodik 187 4.3.3.1 Allgemeines Vorgehen 187 4.3.3.2 Berechnung amMauerwerk 187 4.3.3.3 Nachweis derAussteifungselemente 190 4.4 Aufzugschachtmit Treppe 190 4.5 Herstellung 190 4.5.1 Gurtung 190 4.5.2 Aufzugsschacht 191 4.6 Gestaltungskonzept 192 5 Literatur 193 IV Erfolgreiche Digitalisierung im Mauerwerksbau – eine multidisziplinäre Unternehmensaufgabe für Baustoffhersteller 197 Markus Heße, Michael Leicht, Alexander Brunst, Andreas Radischewski, Sebastian Kulle und Christian Peter Hille, Duisburg 1 Einleitung 197 2 Digital unterstutzte Planung im Mauerwerksbau 198 2.1 Der digitale Zwilling – erste Produktdaten fur die Planung 198 2.2 Aus Produkten werden Systeme – vom Mauerstein zumMauerwerk 202 2.3 Ein Modell, viele Disziplinen – medienbruchfreier Austausch von Produktdaten 204 2.4 Haftung fur die BIM-Produktdaten 205 3 Von Produktdaten zu Produktionsdaten 206 3.1 Das digitale Gebaudemodell – die universelle Datenquelle fur die Produktion 206 3.2 Haftung des Mauerwerksherstellers fur das BIM-Modell 207 3.3 Geistige Eigentumsrechte des Mauerwerksherstellers an dem BIM-Modell 209 3.4 Projektverwaltung und Produktionsplanung 210 3.5 Produktion und Kommissionierung 210 4 Digitalisierung auf der Mauerwerksbaustelle 210 4.1 Papier oder Tablet – Planbereitstellung fur die Baustelle 211 4.2 Hilfsmittel fur die effiziente Baustelle – Soll-Ist-AbgleichmitMixed Reality 211 4.3 Mensch und Maschine – ein Ausblick auf Robotik im Mauerwerksbau 213 5 Digitalisierung ist mehr als nur die Bereitstellung vonDaten 216 5.1 Bieten digitale Daten neue Geschaftsfelder furMauerwerkshersteller? 216 5.2 An welchen Stellschrauben muss gearbeitet werden, damit Mauerwerk digitaler wird? 217 5.3 Ausblick in die Zukunft der Digitalisierung imMauerwerksbau 217 6 Fazit 218 7 Literatur 219 V Ziegel aus dem 3D-Drucker 221 Martin Wilfinger und Ulrich Knaack, Darmstadt, Holger Strauß, Frankfurt, und Thomas Fehlhaber, München 1 Einleitung 221 2 GeschichtlicherHintergrund 221 3 Technologie Additive Herstellung 222 3.1 Photopolymerisationsverfahren 224 3.1.1 Stereolithographie (SLA) 224 3.1.2 Digitale Lichtverarbeitung (DLP) 224 3.2 Bindemittel-Jetting, 3D-Druck (3DP) 224 3.3 Material-Extrusion 225 3.3.1 FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) 225 3.3.2 Robocasting oder Direktes Schreiben mit Tinte (DIW) 225 3.4 Pulverbett-Schmelzung 225 3.4.1 Selektives Lasersintern (SLS) 225 3.4.2 Selektives Laserschmelzen (SLM) 225 3.4.3 SelektivesWarmesintern (SHS) 226 3.4.4 Elektronenstrahlschmelzen (EBM) 226 3.5 Ebenen-Laminierung 226 3.5.1 Herstellung laminierter Objekte (LOM) 226 3.5.2 Selektives Auftragslaminieren (SDL) 226 3.6 Material-Jetting 226 3.7 Direct Energy Deposition oder Direkte Energieabscheidung 226 4 Additive Herstellung von Ziegeln/Ziegelbauteilen in der aktuellen Forschung und Entwicklung 227 5 Strategien zum Drucken von Ziegeln/Ziegelbauteilen 229 5.1 Kartesische 3D-Drucker 229 5.2 Delta-3D-Drucker 230 5.3 Roboterarm basierende 3D-Drucker 230 6 Technologieauswahl und Entwicklung des eigenen Druckens fur Ziegel 231 6.1 Aufbau undKonzeption 232 6.2 Druckversuche 233 6.3 Druckmaterial 234 6.4 Druckergebnisse und Fazit zum Projekt 236 7 Anwendungsbereich von gedruckten Ziegeln/Ziegelbauteilen 236 8 Ausblick 238 9 Weiterfuhrende Literatur 238 VI Mauerwerksroboter für die Baustelle – internationaler Stand 241 Eric Brehm und Christian Wurll, Karlsruhe 1 Einleitung 241 2 Aktueller Stand 241 2.1 Historie inDeutschland 241 2.2 Aktuelle Bauroboter 242 2.2.1 Stahlbetondrucker 242 2.2.2 In Situ Fabricator 242 2.2.3 Interagierende Roboter 242 2.3 Vorhandene Mauerwerksroboter 243 2.3.1 Allgemeines 243 2.3.2 SAM100 244 2.3.3 HADRIANX 244 2.3.4 Seilroboter 244 3 Besonderheiten des deutschen Marktes 245 4 Voraussetzungen und Handlungsbedarf 246 5 Ansatz der Hochschule Karlsruhe 246 6 Auswirkungen auf die Baukultur 247 7 Literatur 248 VII Standsicherheitsuntersuchungen von Mauerwerkstrukturen mithilfe von stochastischen numerischen Simulationen 249 Roger Schlegel, Weimar 1 Einleitung 249 2 Numerische Modellierung und Simulation von Mauerwerkstrukturen 249 2.1 Diskretisierung und Materialmodellierung desMauerwerkverbands 249 2.2 Nichtlineare Lastgeschichteberechnung 251 3 Modellvalidierung 252 3.1 Parametrische Modellierung 252 3.1.1 Sensitivitatsanalyse 252 3.1.2 Modellkalibrierung 254 4 Stochastische Simulation in der Berechnungspraxis 254 4.1 Definition von Unsicherheiten 255 4.2 Varianzbasierte Robustheitsanalyse 255 4.3 Zuverlassigkeitsanalyse 256 5 Stochastische Analysen zur Versagenswahrscheinlichkeit einer historischen Mauerwerkbrucke gegenuber Schiffsstos 257 6 Zusammenfassung 260 7 Literatur 260 VIII Eine aus der Notwendigkeit geborene Idee – Betonhohlblocksteine für den Mauerwerksbau in informellen Siedlungen und deren bautechnische Umsetzung 261 Oliver von Malm, Gerrit Dittrich, Marcel Enzweiler, Ivana Bicic und Florian Weininger, München, Andreas Saxer, Christoph Waltl, Matthias Egger und Jürgen Feix, Innsbruck, Frank Ilg, Fabian Meyer-Brötz und Jürgen Mayer, Weißenhorn, sowie Jonas Klein und Tilo Proske, Darmstadt 1 Einleitung 261 2 Entwicklung der Geometrie des Betonhohlblocksteins 262 3 Future Products & Technologies bei PERI 264 4 Konstruktive Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 264 4.1 Anforderungen an das zu entwickelnde Betonhohlblockstein-Mauerwerk 265 4.2 Standortspezifische Gegebenheiten im Vergleich 266 4.2.1 DefinitionMustergebaude 266 4.2.2 Vergleich der standigen Belastungen 266 4.2.3 Vergleich der veranderlichen Belastungen 267 4.2.4 Vergleich der Erdbebenbelastungen 267 4.3 Anforderungen an Bauwerksaussteifung und Fugekonzept 267 4.3.1 Bauwerksaussteifung 268 4.3.2 Abschatzung der Ausmittigkeit der Druckbeanspruchung an den Mustergebauden 269 4.3.3 Fugekonzept 269 4.4 Anforderungen an die Stein- und Wandwiderstande 269 4.4.1 Fullung der Betonhohlblocksteine 270 4.4.1.1 Frischbetonfullung 270 4.4.1.2 Erdfullung 270 4.4.1.3 ErdfullungmitWassereinstau 270 4.4.2 Erforderliche Wandwiderstande 270 4.4.2.1 Abschatzung des erforderlichen Wanddruckwiderstands 271 4.4.2.2 Abschatzung des erforderlichen Wandschubwiderstands 271 4.4.2.3 Abschatzung des erforderlichen Wandbiegewiderstands 271 4.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 271 5 Betontechnologie zur Herstellung der Betonholblocksteine und Produktion imKibera Slum 272 6 Entwicklung desWandkonzepts 273 6.1 Erste Testwand inKibera 275 6.2 Erste Bauprojekte inKibera 275 7 Experimentelle Untersuchung zur Schubtragfahigkeit der Betonhohlblocksteine und daraus hergestellter Wandbauteile 276 7.1 Allgemeines 276 7.2 Materialeigenschaften 276 7.3 Schubversuche amEinzelstein 277 7.3.1 Langsschubtragfahigkeit 277 7.3.2 Querschubtragfahigkeit 281 7.4 Schubversuche anWanden 282 7.4.1 Ubersicht 282 7.4.2 UnbewehrteWand 282 7.4.3 Wand mit Zuganker 284 7.4.4 Wand-Rahmensystem 285 8 Bemessung eines Prototyps – Schulbau inKibera 287 8.1 Problemstellung bei der Nachweisfuhrung 287 8.2 Tragkonzept fur ein Schulgebaude in Nairobi 288 8.3 Detailausfuhrung 292 8.4 Nachweis der Tragfahigkeit 294 8.5 Nachweis derGebaudeaussteifung 295 8.6 Aussicht – ein generalisiertes Bemessungsverfahren 296 9 Ausblick – Praxisanwendung 297 10 Danksagung 297 11 Literatur 298 C Bemessung I Hilfsmittel zur vereinfachten Mauerwerksbemessung 301 Valentin Förster, Frankfurt am Main, Benjamin Purkert und Carl-Alexander Graubner, Darmstadt 1 Einfuhrung 301 2 Anwendungsbereich der vereinfachten Berechnungsmethoden von DIN EN 1996-3/NA 301 3 Wande unter uberwiegender Normalkraftbeanspruchung 303 3.1 Vereinfachte Berechnungsmethode 303 3.1.1 Bemessung bei Normaltemperatur 303 3.1.1.1 Normative Regelungen 303 3.1.1.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 304 3.1.2 Bemessung imBrandfall 304 3.1.2.1 Normative Regelungen 304 3.1.2.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 305 3.1.3 Bemessung mit Tragfahigkeitstafeln 306 3.1.3.1 Vorgehensweise 306 3.1.3.2 Tragfahigkeitstafeln fur die „kalte“ und „heise“ Bemessung 306 3.1.4 Beispiele 307 3.1.4.1 Innenwand 307 3.1.4.2 Ausenwand mit teilaufliegender Decke 307 3.1.4.3 Ausenwand mit vollaufliegender Decke 307 3.2 Stark vereinfachte Berechnungsmethode 312 3.2.1 Nachweisverfahren 312 3.2.2 Bemessungstafeln 312 3.2.3 Beispiele 312 3.2.3.1 Innenwand 312 3.2.3.2 Ausenwand im obersten Geschoss 312 4 Windbeanspruchte Wande unter minimaler Auflast 313 4.1 Nachweisverfahren 313 4.2 Bemessungstafeln 314 4.3 Beispiele – Ausenwande im obersten Geschoss 315 4.3.1 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 315 4.3.2 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 317 4.3.3 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 317 4.3.4 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 318 5 Erddruckbeanspruchte Wande 318 5.1 Nachweisverfahren 318 5.2 Bemessungstafel 319 5.3 Beispiele 319 5.3.1 Vollstandig angeschuttete Wand 320 5.3.2 Teilweise angeschuttete Wand 321 6 NichttragendeWande 321 6.1 Innenwande 321 6.1.1 Nachweisverfahren 321 6.1.2 Bemessungstafeln 323 6.1.3 Beispiele 323 6.1.3.1 Dreiseitig gehaltene innere Trennwand 323 6.1.3.2 Vierseitige gehaltene innere Trennwand 323 6.2 Ausenwande 324 6.2.1 Nachweisverfahren 324 6.2.2 Beispiele 324 6.2.2.1 Ausenwand mit quadratischer Ausfachungsflache 324 6.2.2.2 Ausenwand mit rechteckiger Ausfachungsflache 324 7 Vereinfachter Aussteifungsnachweis 325 7.1 Nachweisverfahren 325 7.2 Beispiel 325 8 Zusammenfassung 326 9 Literatur 327 II Erdbebenbemessung bei Mauerwerksbauten 329 Christoph Butenweg, Aachen, Christoph Gellert, Herzogenrath, und Udo Meyer, Berlin 1 Einleitung 329 2 Seismische Einwirkung 329 2.1 Entwicklung der Erdbebenkarten 329 2.2 Erdbebeneinwirkung nach DIN 4149 329 2.2.1 Horizontales Bemessungsspektrum 330 2.3 Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1/NA 331 2.3.1 Horizontales Bemessungsspektrum 332 3 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 334 3.1 Versagensformen von Mauerwerkswanden 334 3.2 Wand-Decken-Interaktion und Normalkraftumlagerungen 335 4 Auslegung mit konstruktiven Regeln 336 4.1 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN 4149 337 4.2 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN EN 1998-1/NA 338 4.3 Bewertung im Hinblick auf die Anwendung in der Praxis 338 5 Rechenverfahren 339 5.1 Lineare kraftbasierte Berechnungen 339 5.1.1 Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 339 5.1.2 Multimodales Antwortspektrenverfahren 339 5.1.2.1 Berechnung der erforderlichen Schwingformen 339 5.1.2.2 Kombination der Schwingformen und Richtungsuberlagerung 339 5.2 Nichtlineare statische Berechnungen 340 5.2.1 Grundlagen und Berechnungsablauf 340 5.2.2 Ermittlung der Kapazitatskurven fur Mauerwerksgebaude 340 5.3 Berucksichtigung von Torsionseffekten 341 5.4 Ansatz von Verhaltensbeiwerten fur Mauerwerk 342 5.4.1 Verhaltensbeiwert aus Verformungsfahigkeit und Energiedissipation 343 5.4.2 Verhaltensbeiwert aus Lastumverteilung im Grundriss 343 6 Praxisbeispiele 344 6.1 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN 4149 344 6.2 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN EN 1998-1/NA 345 6.3 Mehrfamilienhaus – Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 347 6.3.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 347 6.3.2 Statisches Ersatzsystem 347 6.3.3 Statische Ersatzlasten 348 6.3.4 Verteilung der statischen Ersatzlasten auf die Schubwande 349 6.3.5 Standsicherheitsnachweise nach DIN EN 1998-1/NA 349 6.3.6 Nachweis mit einem Verhaltensbeiwert von q=1,7 349 6.3.7 Nachweis mit erhohten Verhaltensbeiwerten 349 6.4 Mehrfamilienhaus – Nichtlinearer statischerNachweis 350 6.4.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 350 6.5 Vergleichsberechnung: Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 350 6.6 Nichtlinearer statischerNachweis 352 7 Entwicklung neuer rechnerischer Nachweiskonzepte 353 8 Zusammenfassung 354 9 Literatur 355 D Forschung I Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 359 Jonathan Schmalz, Regensburg, und Ludwig Wingerter, Karlsruhe 1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 363 1.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 363 1.2 Kurzberichte 363 1.2.1 Betriebsbegleitende Simulation zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung inKS-Werken 363 2 Laufende Forschungsvorhaben 363 2.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 363 2.2 Kurzberichte 364 2.2.1 Neue Ansatze fur die realistische Bemessung von Mauerwerksbauten unterHorizontallasten 364 2.2.2 Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nichttragenden Trennwanden aus Mauerwerk von der Tragstruktur 365 2.2.3 Einfluss der exzentrischen Lasteinleitung am Ausenwand-Decken-Knoten auf die Schubtragfahigkeit von monolithischen Ausenwanden aus Ziegelmauerwerk 367 2.2.4 Verhalten von Stahlbetonrahmen mit entkoppelten Mauerwerksausfachungen und Offnungen unter seismischen Einwirkungen 369 2.2.5 Forschungsprojekt BIM-SIS 371 2.2.6 Statische Vergleichsberechnung von gemauerten Gewolbebrucken zur Validierung des Entwurfs der neuen Nachrechnungsrichtlinie (Mauerwerk) 373 2.2.6.1 Einleitung 373 2.2.6.2 Beispiel einer zweifeldrigen Brucke 375 2.2.7 Optimierung der Eigenschaftskennwerte von Kalksandsteinen durch den Einsatz von Recyclingundmineralischen Fullern 380 2.2.8 Verbesserte Schalldammung von Kalksandsteinmauerwerk durch Optimierung der produktionstechnischen Herstellparameter –Erhohung des dynamischen E-Moduls desKS-Materials 386 2.2.9 Entwicklung von Seilrobotern fur die Erstellung von Kalksandstein-Mauerwerk auf der Baustelle 387 2.2.10 Einsatz naturlicher mineralischer Fuller fur die Optimierung der Eigenschaftswerte von Kalksandsteinen –Reduzierung der Produktionskosten, des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen 387 2.2.11 Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhohung des baulichen Schallschutzes 388 2.2.12 Kosteneinsparung und Steigerung der Ressourceneffizienz von Kalksandsteinen durch Ansatz von Druckhaltestufen bei der Hydrothermalhartung –sog. „Treppenkurven“ –CO2-Einsparung 388 2.2.13 Eignung von Kalksandstein-Recyclingmaterial zur Bodenverbesserung 389 E Normen Zulassungen Regelwerk I Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 393 Hans-Alexander Biegholdt, Leipzig 1 Einfuhrung 393 2 Grundlagen 393 2.1 Bauaufsichtliche Regelungen 393 2.2 Geltungsbereich der Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 394 2.3 Abgrenzung zum allgemeinen bauaufsichtlichen Prufzeugnis nach §19MBO 394 2.4 Zustandigkeiten bei der Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen in den Landern 394 3 Anforderungen an Bauprodukte 394 3.1 Allgemeines 394 3.2 CE-gekennzeichnete Bauprodukte 394 3.3 Nationaler Verwendbarkeitsnachweis 396 3.4 Produkte des Mauerwerksbaus 396 4 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 397 4.1 Anlass zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall nach § 20 MBO 397 4.2 Erfordernis einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 398 4.3 Antragsteller 398 5 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 398 5.1 Landesbezogene Umsetzung der Musterregelungen 398 5.2 Allgemeines 398 5.3 Abgrenzung zum Genehmigungsverfahren und zur allgemeinen Bewahrung 398 5.4 Antragstellung 398 5.5 Eigenschaften des Bauprodukts 400 5.6 Ubereinstimmungsnachweis 400 5.7 Regelungen zur Bauart 400 5.8 Sonderfall Lehmbauweise 401 5.9 Gebuhren 401 5.10 Bearbeitungszeiten 401 6 Literatur 401 II Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 30.11.2020) 403 Nanjie Hu und Benjamin Purkert, Berlin 1 Vorbemerkung 403 2 EuGH-Urteil vom 16. Oktober 2014 (Rs. C-100/13) 404 3 Regelwerk 405 4 Literatur 420 Stichwortverzeichnis 421 Anbieterverzeichnis 437

Authorportrait

Herr Prof. Schermer ist Professor für Bauwerke des Massivbaus und Baustatik an der Technischen Hochschule Regensburg und leitet das angegliederte Labor für den Konstruktiven Ingenieurbau. Zudem ist er Prüfingenieur für Massivbau als Partner im Ingenieurbüro Schermer & Weber Beratende Ingenieure Partnerschaftsgesellschaft mbB und arbeitet in zahlreichen Normengremien mit. Herr Prof. Brehm ist Geschäftsführer der BREHM Bauconsult GmbH und vertritt den Fachbereich Konstruktiver Ingenieurbau an der Hochschule Karlsruhe. Beide sind gleichermaßen in Forschung und Lehre aktiv, wie auch im unmittelbaren Alltag der Baupraxis zuhause und bringen diese Erfahrungen in ihrer Tätigkeit als Herausgeber des Mauerwerk Kalenders ein.