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zur englischen Fassung 2012

Vorwort

Dieser Teil der ETAG "Kunststoffdübel als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen zur Verankerung in Beton und Mauerwerk" enthält die Nachweisverfahren und Beurteilungen, die für die Verwendung von Kunststoffdübeln in Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen (Hohl- und Lochsteine sowie Hohlblocksteinen aus Ton [Ziegel], Kalziumsilikat [Kalksandstein] oder Normalbeton) benötigt werden. Für eine allgemeine Beurteilung von Kunststoffdübeln gilt grundsätzlich Teil 1.

Mauersteine in Form von Hohl- oder Lochsteinen haben einen bestimmten Volumenanteil an Hohlräumen, die durch den Mauerstein verlaufen (vgl. dazu Tabelle 3.1, EC 06 [8]).

Die erforderlichen Eignungsversuche sind in Abschnitt 5.4.2 aufgeführt. Die Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sind in Tabelle 5.2 angegeben. Die Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sowie die Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit für Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen sind vollständig in Abschnitt 6.4.3 aufgeführt.

Es wird dieselbe Nummerierung der Abschnitte wie in Teil 1 verwendet.

Die Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen sollen als Mehrfachbefestigung verwendet werden. Bei dem Einsatz von Dübeln als Mehrfachbefestigung wird angenommen, dass bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel übertragen werden kann, ohne dass die Erfüllung der Anforderungen an das Anbauteil in Bezug auf Gebrauchstauglichkeit und Grenzzustand der Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigt wird.

Bei der Bemessung des Anbauteils wird daher die Anzahl n₁ der Befestigungspunkte für die Befestigung des Anbauteils und die Anzahl n₂ der Dübel pro Befestigungspunkt angegeben. Darüber hinaus kann der Bemessungswert N_sd für Einwirkungen auf einen Befestigungspunkt auf einen Wert ≤ n₃ (kN) festgelegt werden, bis zu dem die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des Anbauteils erfüllt sind, und die Lastverlagerung im Falle von übermäßigem Schlupf oder bei Versagen eines Dübels braucht bei der Bemessung des Anbauteils nicht berücksichtigt zu werden.

Für n₁, n₂ und n₃ können folgende Anhaltswerte verwendet werden:

n₁ ≥ 4; n₂ ≥ 1 und n_{3 ≤} 4,5 kN bzw.
n_{1 ≥} 3; n_{3 ≥} 1 und n_{3 ≤} 3,0 kN.

Abschnitt 2
Leitfaden für die Beurteilung der Brauchbarkeit

5 Nachweisverfahren

5.4 Nutzungssicherheit

5.4.2 Eignungsversuche

Die verschiedenen Eignungsversuche, die Prüfbedingungen, die Anzahl der erforderlichen Versuche und die Kriterien für die Versuchsergebnisse sind gemäß den Angaben in Abschnitt 5.4.2 und Tabelle 5.1 von Teil 3 (Vollsteine) zu übernehmen.

Bei der Beurteilung von Kunststoffdübeln zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen ist darüber hinaus davon auszugehen, dass der Dübel auch im Vollmaterial (z.B. Fugen, massiver Teil des Steins) gesetzt werden kann, sodass auch Prüfungen im Vollmaterial erforderlich sein können.

Im Allgemeinen erfolgt für Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen auch eine Beurteilung zur Verwendung in Vollmaterial. Deshalb sind Eignungsversuche in Vollmaterial (gemäß Teil 3, Tabelle 5.1) bzw. in Beton (gemäß Teil 2, Tabelle 5.1) verfügbar. Die Ergebnisse dieser Eignungsversuche (minα ₁, minα₂ und minα_v) können für die Bestimmung der charakteristischen Werte der Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- bzw. Lochsteinen herangezogen werden.

5.4.3 Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen

Die Versuche können an Einzelsteinen oder an einer Wand durchgeführt werden. Bei Durchführung der Versuche in einer Wand soll die Fugenbreite etwa 10 mm betragen und die Fugen sollten vollständig mit Mörtel der Festigkeitsklasse M2.5 mit einer Festigkeit von ≤ 5 N/mm² ausgefüllt sein. Wenn die Versuche in Wänden mit einer höheren Mörtelfestigkeit als M2.5 durchgeführt wurden, dann ist die Mindestmörtelfestigkeit in der ETA anzugeben. Die Wände dürfen zur einfacheren Handhabung und zum Transport leicht in vertikaler Richtung vorgespannt sein.

Zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sind die in Tabelle 5.2 aufgeführten Versuche durchzuführen.

Wenn der Hersteller Versuchsdaten zur Verfügung gestellt hat und die entsprechenden Versuchsberichte alle relevanten Informationen enthalten, kann die Zulassungsstelle die Anzahl der Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen auf der Grundlage der vorliegenden Daten reduzieren. Diese Daten werden jedoch nur dann bei der Beurteilung berücksichtigt, wenn sich die Ergebnisse mit den Versuchsergebnissen des Instituts decken.

Alle Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sollen gemäß den Angaben in Anhang A in dem Verankerungsgrund durchgeführt werden, in dem der Kunststoffdübel verwendet werden soll; unter normaler Umgebungstemperatur (+21 °C ±3 °C) und Standardkonditionierung der Kunststoffhülse. Die Bohrlöcher sollten mit Bohrern des Durchmessers d_cut,m gebohrt werden.

Der Mindestrandabstand c_min und der Mindestachsabstand s_min sollten vom Hersteller angegeben werden. Diese Angaben sollten mit den Versuchen nach Tabelle 5.2, Zeile 2 bestätigt werden.

Die für die ETA ermittelten charakteristischen Tragfähigkeiten gelten nur für die in den Versuchen verwendeten Steine und Blöcke. Das bezieht sich auf den Verankerungsgrund, das Format der Steine/Blöcke, die Druckfestigkeit sowie die Anordnung der Hohlräume. Deshalb sind im Prüfbericht und in der ETA folgende Angaben zu vermerken:

Verankerungsgrund, Format der Steine/Blöcke, standardisierte Druckfestigkeit; Gesamtvolumen der Löcher (prozentualer Anteil am Gesamtvolumen); Volumen des einzelnen Loches (prozentualer Anteil am Gesamtvolumen); Mindestdicke in und um die Löcher (Stege und Wandungen); kombinierte Dicke von Stegen und Wandungen (prozentualer Anteil an der Gesamtbreite); Zuordnung zu einer Gruppe in EC 6, Tabelle 3.1.

Tabelle 5.2 Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen für Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen

Querkraftversuche in Richtung des Randes sind nur erforderlich, wenn der Randabstand zum Wandabschluss kleiner als 100 mm ist oder wenn F_Rk größer als 2,5 kN ist oder das Spreizelement aus Polymerwerkstoff besteht. Diese Querkraftversuche sind nach Anhang A durchzuführen; mindestens 5 Querlastversuche mit Einzeldübeln und minimalem Randabstand sind erforderlich.

Die Versuche sind grundsätzlich mit dem vom Hersteller angegebenen Wert min h_ef durchzuführen. Die Versuchsergebnisse gelten nur für min h_ef weil die Funktion des Dübels bei größerer Verankerungstiefe als min h_ef in Abhängigkeit vom Volumen der Löcher (siehe Abb. 5.1) beeinträchtigt sein kann. Wenn der Hersteller einen großen Bereich für die Dicke des Anbauteils t_fix für den einzelnen Dübel angibt, sollten die möglichen größeren Verankerungstiefen (größere Verankerungstiefe, falls t_fix kleiner als max t_fix ist) geprüft werden oder die Leistung des Dübels im Rahmen von Baustellenversuchen gemäß Anhang B ermittelt werden.

Abbildung 5.1 Beispiel für einen Kunststoffdübel mit einer Gesamtlänge von 90 mm und einer maximalen Dicke des Anbauteils von 40 mm (max t_fix = 40 mm) mit verschiedenen Setztiefen

6 Bewertung und Beurteilung der Brauchbarkeit für den vorgesehenen Verwendungszweck

6.4 Nutzungssicherheit

6.4.1.2 Umwandlung der Bruchlasten zur Berücksichtigung der Festigkeit von Beton, Mauerwerk und Stahl

Anstelle der Gleichung (6.0b) aus Teil 1 sollte die Umwandlung der Versuchsergebnisse in Hohl- oder Lochsteinen gemäß den Angaben in Abschnitt 6.4.3.2 erfolgen.

6.4.1.3 Bei allen Versuchen sind folgende Kriterien zu erfüllen

(2) Im Allgemeinen soll in jeder Versuchsreihe der Variationskoeffizient der Bruchlast kleiner als v = 20 % (Eignungsversuche) bzw. v = 15 % (Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen) sein.

Falls der Variationskoeffizient der Bruchlast in den Eignungsversuchen größer als 20 % ist, muss folgender α_v-Wert berücksichtigt werden:

(6.6a)

Falls der Variationskoeffizient der Bruchlast bei der Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen größer als 15 % ist, muss folgender α_v-Wert berücksichtigt werden:

(6.6b)

6.4.2 Kriterien für die Eignungsversuche

In den Eignungsversuchen sollten die in Teil 1, Abschnitt 6.4 angegebenen Kriterien eingehalten werden. Für die Referenzversuche werden die Werte von den Versuchen nach Tabelle 5.2, Zeile 1 genommen.

Wenn für die Kunststoffdübel bereits Eignungsversuche in Vollsteinen (gemäß Teil 3, Tabelle 5.1) bzw. in Beton (gemäß Teil 2, Tabelle 5.1) durchgeführt wurden, können die Ergebnisse dieser Eignungsversuche (minα₁, minα₂ und minα_v) für die Bestimmung der charakteristischen Werte der Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- bzw. Lochsteinen genommen werden.

6.4.3 Zulässige Anwendungsbedingungen

6.4.3.1 Allgemeines

Bei allen Zugversuchen sollten die Anforderungen an die Last-/Verschiebungskurven aus Teil 1, Abschnitt 6.4.1.3 (1), eingehalten werden. Die Anforderungen an den Variationskoeffizienten der Bruchlasten sind in Abschnitt 6.4.1.3 (2) und Gleichung (6.6b) angegeben.

6.4.3.2 Charakteristische Tragfähigkeit von Einzeldübeln für die verschiedenen Bedingungen

(1) Zuglast ohne Einfluss von Rand- und Achsabständen (Tabelle 5.2, Zeile 1)

Die charakteristische Zugtragfähigkeit von Einzeldübeln ohne Einfluss von Rand- und Achsabstand ist folgendermaßen zu berechnen:

¹⁾ Der geringste Wert von min α₁ bzw. min α_{2 Zei1e 1,2,6,7} ist maßgebend.

mit:

(2) Zuglast unter dem Einfluss des minimalen Randabstands (Tabelle 5.2, Zeile 2)

Die charakteristischen Tragfähigkeiten von Einzeldübeln am freien Rand unter Zuglast sollten wie folgt berechnet werden:

mit:

(3) Zuglast unter Einfluss des minimalen Achsabstands (Tabelle 5.2, Fußnote (3))

Im Bemessungskonzept wird davon ausgegangen, dass eine Gruppe mit 2 bzw. 4 Dübeln mit s ≥ s_min dieselbe charakteristische Tragfähigkeit wie ein Einzeldübel mit großem Achsabstand zu den benachbarten Dübeln aufweist. Die charakteristische Tragfähigkeit von Einzeldübeln N_Rk3 mit dem minimalen Achsabstand nahe des freien Rands unter Zuglast ist nach 6.4.3.2 (2) zu berechnen. Als Wert N^t_Rk2 ist jedoch die aus den Versuchsergebnissen gemäß Tabelle 5.2, Fußnote (3) ermittelte charakteristische Tragfähigkeit zu verwenden.

Falls in den Versuchen nach Tabelle 5.2, Fußnote 3, ein Versagen durch Herausziehen beobachtet wird, sollte der Wert nach Gleichung (6.7) ermittelt werden.

(4) Querlast

Falls Querlastversuche in Richtung des freien Randes durchgeführt werden und Mauerwerkskantenbruch auftritt, ist die charakteristische Quertragfähigkeit wie folgt zu berechnen:

mit:

Wenn der Randabstand zum Wandabschluss c_min größer als 100 mm ist oder F_Rk kleiner als 2,5 kN ist, sind keine Querkraftversuche erforderlich. Die charakteristischen Quertragfähigkeiten V_Rk,s des Spreizelements aus Stahl können für Einzeldübel wie folgt berechnet werden:

mit:

6.4.3.3 Charakteristische Tragfähigkeit des Einzeldübels in der ETA

Für die Bestimmung der charakteristischen Tragfähigkeit F_Rk sollen die Bemessungswerte für N_Rk1, N_Rk2, N_Rk3, V_Rk,b und V_Rk,s unter Berücksichtigung der entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerte berechnet werden. Die betreffenden Teilsicherheitsbeiwerte sind in Abschnitt 7.1.2 angegeben.

Der minimale Bemessungswert ist maßgeblich für die in der ETA angegebene charakteristische Tragfähigkeit F_Rk.

Der Wert der charakteristischen Tragfähigkeit F_Rk sollte auf folgende Werte gerundet werden:
0,3/0,4/0,5/0,6/0,75/0,9/1,2/1,5/2/2,5/3/3,5/4/4,5/5/6/7,5/9kN

6.4.3.4 Verschiebungsverhalten

In der ETA sind für eine Last F, die in etwa dem nach Gleichung (6.11) ermittelten Wert entspricht, mindestens die Verschiebungen unter Kurz- und Langzeit-Zug- und Querlast anzugeben.

wobei gilt:

Die Verschiebungen unter Kurzzeit-Zugbelastung (δ_NO) werden auf Basis der Versuche mit Einzeldübeln ohne Einfluss des Rand- oder Achsabstands nach Tabelle 5.2, Zeile 1 ermittelt. Der ermittelte Wert sollte in etwa dem 95 %-Fraktil für eine Aussagewahrscheinlichkeit von 90 % entsprechen.

Die Verschiebungen unter Langzeit-Zugbelastung δ_N∞ können mit etwa dem 2,0-fachen des Werts δ_NO angenommen werden.

Die Verschiebungen unter Kurzzeit-Querbelastung (δ_VO) werden auf der Basis der entsprechenden Querkraftversuche mit Einzeldübeln ermittelt. Der ermittelte Wert sollte in etwa dem 95 %-Fraktil für eine Aussagewahrscheinlichkeit von 90 % entsprechen.

Wurden keine Querkraftversuche durchgeführt, können die Verschiebungen unter Kurzzeit-Querbelastung (δ_VO) für Kunststoffdübel mit einem Spreizelement aus Stahl für die Last nach Gleichung (6.11) mit einer Schersteifigkeit von 500 N/mm² ermittelt werden.

Die Verschiebungen unter langzeitiger Querbelastung δ_V∞ kann mit etwa dem 1,5-fachen des Werts δ_VO angenommen werden.

Unter Querlast können sich die Verschiebungen auf Grund eines Spalts zwischen Anbauteil und Dübel erhöhen. Der Einfluss dieses Spalts ist bei der Bemessung zu berücksichtigen.

7 Voraussetzungen und Empfehlungen zur Beurteilung der Brauchbarkeit der Produkte

7.1 Bemessungsverfahren für die Verankerung in Hohl- oder Lochsteinen

7.1.1 Mehrfachbefestigung

Die Kunststoffdübel zur Verwendung in Hohl- oder Lochsteinen sollen bei Mehrfachbefestigungen zum Einsatz kommen. Bei dem Einsatz von Dübeln als Mehrfachbefestigung wird angenommen, dass bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel übertragen werden kann, ohne dass die Erfüllung der Anforderungen an das Anbauteil in Bezug auf Gebrauchstauglichkeit und Grenzzustand der Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigt wird.

Bei der Bemessung des Anbauteils wird daher die Anzahl n₁ der Befestigungspunkte für die Befestigung des Anbauteils und die Anzahl n₂ der Dübel pro Befestigungspunkt angegeben.

Darüber hinaus kann der Bemessungswert N_sd für Einwirkungen auf einen Befestigungspunkt auf einen Wert ≤ n₃ (kN) festgelegt werden, bis zu dem die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des Anbauteils erfüllt sind, und die Lastverlagerung im Falle von übermäßigem Schlupf oder bei Versagen eines Dübels braucht bei der Bemessung des Anbauteils nicht berücksichtigt zu werden.

Für n₁, n₂ und n₃ können folgende Anhaltswerte verwendet werden:

n₁ ≥ 4; n₂ ≥ 1 und n₃ ≤ 4,5 kN bzw.

n₁ ≥ 3; n_{2 ≥} 1 und n₃ ≤ 3,0 kN.

7.1.2 Bemessungs- und Sicherheitskonzept

Für Verankerungen in Mauerwerk aus Hohl- oder Lochsteinen sollte das Bemessungskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten verwendet werden.

Gibt es keine nationalen Vorschriften, können folgende Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände γ_M verwendet werden:

Stahlversagen: Zuglast:

(7.1)

Querlast des Dübels mit und ohne Hebelwirkung:

	(7.2)
	(7.3)
Andere Versagensarten: γM = 2,5	(7.4)

7.1.3 Besondere Bedingungen für das Bemessungsverfahren in Mauerwerk

(1) Die ETA darf nur eine charakteristische Tragfähigkeit F_Rk enthalten, die unabhängig von der Lastrichtung und der Versagensart ist. Der zugehörige Teilsicherheitsbeiwert und die entsprechenden Werte c_min und s_min für diese charakteristische Tragfähigkeit sollen auch in der ETA angegeben werden.

(2) Die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk für einen einzelnen Kunststoffdübel kann auch für eine Gruppe aus zwei oder vier Kunststoffdübeln ermittelt werden, deren Achsabstand mindestens s_min beträgt.

Der Abstand zwischen Einzeldübeln bzw. einer Dübelgruppe sollte s ≥ 250 mm betragen.

(3) Wenn die Stoßfugen in der Wand nicht mit Mörtel verfüllt werden sollen, ist der Bemessungswert der Tragfähigkeit N_Rd auf 2,0 kN zu begrenzen, um sicherzustellen, dass ein Herausziehen eines Steins aus der Wand verhindert wird. Diese Begrenzung kann bei Verwendung ineinander verzahnter Steine in der Wand bzw. geplanter Verfüllung der Fugen mit Mörtel wegfallen.

(4) Wenn die Fugen des Mauerwerks nicht sichtbar sind, ist die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk mit dem Faktor α_j = 0,5 zu reduzieren. Wenn die Fugen des Mauerwerks sichtbar sind (z.B. bei einer unverputzten Wand), ist Folgendes zu berücksichtigen:

• Die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk darf nur dann angesetzt werden, wenn das Mauerwerk so geplant ist, dass die Fugen mit Mörtel verfüllt werden.
• Wenn das Mauerwerk so ausgelegt ist, dass die Fugen nicht mit Mörtel verfüllt werden, darf die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk nur dann verwendet werden, wenn der minimale Randabstand c_min zu den Stoßfugen eingehalten wird. Wenn dieser minimale Randabstand c_min nicht eingehalten werden kann, ist die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk um den Faktor α_j = 0,5 zu reduzieren.

Abschnitt 4
Inhalt der ETA

9 Der Inhalt der ETA

9.1.4 Merkmale des Kunststoffdübels hinsichtlich Nutzungssicherheit und Nachweisverfahren

• charakteristische Werte für die Berechnung des Grenzzustands der Tragfähigkeit:

Die ETA sollte nur eine charakteristische Tragfähigkeit F_Rk für einen Verankerungsgrund enthalten, die unabhängig von der Lastrichtung und der Versagensart ist. Der zugehörige Teilsicherheitsbeiwert und die entsprechenden Werte c_min und s_min für diese charakteristische Tragfähigkeit sollen ebenfalls in der ETA angegeben werden.

Die in der ETA festgelegten charakteristischen Tragfähigkeiten gelten nur für die Steine und Blöcke, die bei den Versuchen verwendet wurden. Das bezieht sich auf den Verankerungsgrund, das Format der Steine/Blöcke, die Druckfestigkeit sowie die Anordnung der Hohlräume. Deshalb sind im Prüfbericht und in der ETA folgende Angaben zu vermerken:

Verankerungsgrund, Format der Steine/Blöcke, standardisierte Druckfestigkeit; Gesamtvolumen der Löcher (prozentualer Anteil am Gesamtvolumen); Volumen des einzelnen Loches (prozentualer Anteil am Gesamtvolumen); geringste Dicke in und um die Löcher (Stege und Wandungen); kombinierte Dicke von Stegen und Wandungen (prozentualer Anteil an der Gesamtbreite); Zuordnung zu einer Gruppe in Tabelle 3.1 von EC 6.

Wenn die Versuche in Wänden mit einer höheren Mörtelfestigkeit als M2.5 durchgeführt wurden, ist darüber hinaus in der ETA auch die Mindestmörtelfestigkeit anzugeben.

Die charakteristische Tragfähigkeit des Kunststoffdübels kann im Rahmen von "Baustellenversuchen" gemäß Anhang B bestimmt werden, sofern für den Kunststoffdübel eine ETA mit charakteristischen Werten für denselben Verankerungsgrund wie bei den Bauwerken auf der Baustelle erteilt wurde. Ferner sind Baustellenversuche zur Verwendung der Dübel in Vollstein nur dann möglich, wenn es für den Kunststoffdübel eine ETA zur Verwendung in Vollstein gibt. Dasselbe gilt für Baustellenversuche zur Verwendung der Dübel in Hohl- oder Lochsteinen; der Dübel muss eine ETA zur Verwendung in Hohl- und Lochsteinen haben.

Die charakteristischen Tragfähigkeiten gelten grundsätzlich nur für min h_ef, weil die Funktion des Dübels bei größerer Verankerungstiefe als min h_ef in Abhängigkeit vom Volumen der Löcher beeinträchtigt sein kann. Wenn der Hersteller einen großen Bereich für die Dicke des Anbauteils t_fix für den einzelnen Dübel angibt, sollten verschiedene charakteristische Tragfähigkeiten für größere Verankerungstiefen in der ETA angegeben werden oder die Leistung des Dübels im Rahmen von Baustellenversuchen nach Anhang B ermittelt werden.

9.1.5 Voraussetzungen, die zu einer positiven Bewertung der Brauchbarkeit des Kunststoffdübels für den vorgesehenen Verwendungszweck führten

Die besonderen Bedingungen (2), (3) und (4) für das Bemessungsverfahren nach 7.1.3 sollten ebenfalls in der ETA angegeben werden.

ENDE Teil 4 weiter zu Teil 5