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umwelt-online: DIN 18516-3 Naturwerkstein Anforderungen, Bemessung (2)

Tabelle 3: Fristen für die Belastbarkeit des Ankermörtels nach DIN 1053-1

Temperatur	Neigung des aufwärts gebohrten Ankerlochs gegen die Horizontale
	< 30°			> 30°
	Verankerungsgrund
	Mauer- werk	B 15	B 25 bis B 55	B 15	B 25 bis B 55
	Tage
über 10 ° C	1	1	2	3	3
5 °C bis 10 °C	3	3	10	14	14

6.5.2 Überkopf

Aufwärts gebohrte Ankerlöcher bis zu einer Neigung von 30° bis 90° zur Horizontalen müssen konisch mit mindestens 5 mm einseitiger Hinterschneidung hergestellt werden. Der Durchmesser des Bohrloches darf an der Untersichtsfläche höchstens um 10 mm größer sein als die Ankerbreite. Die Ankereinbindetiefe muß hier mindestens das 2,3fache dieses äußeren Durchmessers erreichen. Das Bohrloch ist mit einem Meßschieber stichprobenartig zu kontrollieren (siehe Bild 10).

Bild 10: Überkopf-Bohrloch

Maße in Millimeter

1 Anker gewellt

h Einseitiger Hinterschnitt

b_t Bohrlochtiefe

t₀ Ankereinbindetiefe

b_a Ankerbreite

b_ä äußerer Bohrlochdurchmesser

6.6 Bemessen der Ankerstege

Die Bemessung der Ankerstege darf vereinfachend für den Schnitt an der Außenkante des Verankerungsgrundes erfolgen. Hierbei sind Schrägstellungen von k/20 der Ankerauskragung bzw. mindestens 15 mm bei bewehrten Bauteilen mit einzurechnen.

Für den Nachweis der Auflagerspannungen dürfen vereinfachend rechteckige Spannungsbilder verwendet werden (siehe Bild 9).

Die zulässige Druckspannung an der Außenkante des Verankerungsgrundes darf bei Stahlbeton nach 17.3.3 von DIN 1045 :1988-07 eingesetzt werden, wobei für A/A₁ = 3 einzusetzen ist.

Bei Mauerwerk sind die 1,5fachen Werte nach den Tabellen 4 bis 6 einzusetzen.

Tabelle 4: Grundwerte σ_o der zulässigen Druckspannungen für Mauerwerk mit Normalmörtel

Steinfestigkeitsklasse	Grundwerte σ _o für Normalmörtel Mörtelgruppe
Steinfestigkeitsklasse	I MN/m²	II MN/m²	IIa MN/m²	III MN/m²	IIIa MN/m²
2	0,3	0,5	0,5 1	-	-
4	0,4	0,7	0,8	0,9	-
6	0,5	0,9	1,0	1,2	-
8	0,6	1,0	1,2	1,4
12	0,8	1,2	1,6	1,8	1,9
20	1,0	1,6	1,9	2,4	3,0
28	-	1,8	2,3	3,0	3,5
36	-	-	-	3,5	4,0
48	-	-	-	4,0	4,5
60	-	-	-	4,5	5,0
1) σ_o = 0,6 MN/m² bei Außenwänden mit Dicken > 300 mm. Diese Erhöhung gilt jedoch nicht für den Nachweis der Auflagerpressung nach DIN 1053-1.

Tabelle 5: Grundwerte σ_o der zulässigen Druckspannungen für Mauerwerk mit Dünnbett- und Leichtmörtel

Steinfestigkeitsklasse	Grundwerte σ_o für
Steinfestigkeitsklasse	Dünnbettmörtel ¹ MN/m²	Leichtmörtel LM 21 nach DIN 1053-1 MN/m²	Leichtmörtel LM 36 nach DIN 1053-1 MN/m²
2	0,6	0,5 ²	0,5 ^2,3
	1,1	07 ⁴	0,8 ⁵
6	1,5	0,7	0,9
8	2,0	0,8	1,0
12	2,2	0,9	1,1
20	3,2	0,9	1,1
28	3,7	0,9	1,1
1) Anwendung nur bei Porenbeton-Plansteinen nach DIN 4165 und bei Kalksand-Plansteinen: Die Werte gelten für Vollsteine. Für Kalksand-Lochsteine und Kalksand-Hohlblocksteine nach DIN 106-1 gelten die entsprechenden Werte nach Tabelle 4 bei Mörtelgruppe III bis Steinfestigkeitsklasse 20. 2) Für Mauerwerk mit Mauerziegeln nach DIN 105-1 bis DIN 105-4 gilt σ_o = 0,4 MN/m². 3) σ _o = 0,6 MN/m² bei Außenwänden mit Dicken > 300 mm. Diese Erhöhung gilt jedoch nicht für den Fall der Fußnote 2) und nicht für den Nachweis der Auflagerpressung. 4) Für Kalksandsteine nach DIN 106-1 der Rohdichteklasse > 0,9 und für Mauerziegel nach DIN 105-1 bis DIN 105-4 gilt σ_o =.05 MN/m². 5) Für Mauerwerk mit den in Fußnote 4) genannten Mauersteinen gilt er, = 0,7 MN/m².

Tabelle 6: Grundwerte σ_o der zulässigen Druckspannungen für Mauerwerk nach Eignungsprüfung (EM), siehe DIN 1053-1

Nennfestigkeit β_M ¹ N/mm²	1,0 bis 9,0	11,0 und 13,0	16,0 bis 25,0
σ_o MN/m^{2 2}	0,35 β_M	0,32 β_M	0,30 β_M
1) β _Mnach DIN 1053-1 2) σ_o ist auf 0,01 MN/m² abzurunden.

7 Fugenausbildung

7.1 Fugenbreite

Bei der Festlegung der Fugenbreite sind neben der Ankerstegdicke das Grenzabmaß vom Werkmaß der Platte (siehe DIN 18332) und eine zusätzliche Bewegungstoleranz von 2 mm zu berücksichtigen. Die Normal-, fugenbreite sollte etwa 8 mm betragen (siehe Bild 1, Spaltbreite auf der Gleithülsenseite 2 mm bis 10 mm).

7.2 Offene Fugen

Für den Schlagregenschutz gilt DIN 4108-3.

7.3 Mit Fugendichtstoff geschlossene Fugen

Der Schlagregenschutz kann für alle in DIN 4108-3 enthaltenen Beanspruchungsgruppen auch durch Verfüllung der Fugen mit Fugendichtstoff erreicht werden. Bei Festlegung der Fugenbreite gilt 7.1. Die Fugendichtstoffe müssen weichelastisch sein und bleiben und eine praxisbezogene Bewegungsaufnahme von 20 % bis 25 %, bezogen auf die Fugenbreite; besitzen.

Die Produkte müssen den Anforderungen nach DIN 18540 entsprechen. Die Spannung bei 100% Dehnung darf jedoch 0,20 N/mm² nicht überschreiten. Extreme Längenänderungen der Bauteile erfordern eine Abdichtung mit geeigneten Fugenbändern.

7.4 Anschlußfugen

Anschlußfugen sind erforderlich, wenn Naturwerksteinplatten an andere Baustoffe und Bauteile anschließen, wie z.B. an Holz, Glas, Stahl und Beleuchtungs-, Reklame- und Gerüstanker.

Anschlußfugen sind auch dort vorzusehen, wo Platten an tragende Bauteile, z.B. an vorkragende Gesimse oder Deckenstreifen, anstoßen.

Anschlußfugen sollten mindestens 10 mm breit sein. Die Ausbildung kann nach 7.2 oder nach 7.3 erfolgen.

Ergänzende Festlegungen

Anhang A (normativ)

Zu Abschnitt 4.1

Das 5 %-Quantil bei einem Vertrauensniveau von 75 % für mindestens 10 Versuche wird in Abhängigkeit von der Anzahl n der Versuche mit dem Quantilenfaktor k_s (0 unbekannt) ermittelt.

n = 10, k_s = 2,1

n = 15, k_s = 1,99

n = 20, k_s = 1,93

n =. 30, k_s s = 1,87

n = 40, k_s = 1,83

n = 50, k_s = 1,81

Zu Abschnitt 5.1

Die Befestigung darf mit Hinterschnittdübeln erfolgen. Hierfür ist eine Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall notwendig.

Für die Befestigungen mit Hinterschnittdübeln werden vom Deutschen Institut für Bautechnik Zulassungen erteilt.

Zu Abschnitt 6.4

Fensterrahmen, Türrahmen, Zargen und Anschlagschienen sowie andere Anschluß-Bauteile müssen vor dem Versetzen der Bekleidung wind-, regen- und luftdicht sowie schall- und wärmedämmend an den Rohbau angeschlossen sein.

Nichttragende Wände müssen DIN 1053-1 genügen. Sie müssen zusätzlich durch eine druckfeste, oberste Fuge gegen darüberliegende Konstruktionsteile, z.B. Massivdecken, Skelettriegel, Ringbalken, gegen Abheben gesichert werden.

Freistehende Brüstungen und gering belastete Mauerwerkswände müssen zur Aufnahme der Lasten aus der Bekleidung standsicher ausgeführt sein.

Bei stark bewehrten und hochbeanspruchten Tragwerkskonstruktionen, z.B. Stahlbetonstützen, sind die Verankerungsart und -läge mit dem Tragwerksplaner abzustimmen.

Zu Abschnitt 6.4.3

Für andere Mauerwerksarten als die in 6.4.3 genannten sind die zulässigen Verankerungslasten durch Labor- oder Baustellenversuche gesondert zu ermitteln.

1. Laborversuche

Versuchsmauerwerk
Ein nach handwerklichen Regeln gemauerter Versuchskörper mit einer Breite von mindestens 1 m, mit einer Höhe von 2 m und einer Dicke von 0,24 m ist mit der zu untersuchenden Gesteinsart und Mörtelgruppe nach DIN 1053-1 herzustellen. Gleichzeitig sind aus dem Mauermörtel Probeprismen nach DIN 18555-1 für Erhärtungs- und Güteprüfungen anzufertigen. Die Druckfestigkeit der Mauersteine ist stichprobenartig an drei Proben nach den Bedingungen der entsprechenden DIN-Norm, zum Beispiel DIN 105, zu prüfen.
Einsetzen der Verankerung
Wenn die Mörteldruckfestigkeit 70% der Mindestfestigkeit nach DIN 1053-1 erreicht hat, ist das Versuchsmauerwerk so zu belasten; daß in den Lagerfugen eine mittlere Flächenpressung von 0,05 N/mm² erzielt wird. Nach dem Bohren der Ankerlöcher mit der vorgesehenen Lochform und -tiefe werden die Anker eingemörtelt. Aus dem Einsetzmörtel sind gleichzeitig Probeprismen für Erhärtungs- und Güteprüfungen herzustellen. Für die Zuglastversuche senkrecht zur Wandfläche sind je 10 Halteanker auf die Stoßfugen; die Lagerfugen und die Steine zu verteilen. Außerdem sind 9 Traganker einzumörteln für je 3 Querlastversuche unter 0°, 30° und 60° zur Ebene des Verankerungsgrundes.
Alle Anker sollten unter: den gleichen Bedingungen (z.B. Bohrvorgang, Bohrmaschine, Bohrer, Lochform) eingesetzt werden, wie sie an der Baustelle zu erwarten sind.
Durchführung der Versuche
Sobald die durch Erhärtungsprüfungen nachgewiesene Festigkeit des Einsetzmörtels die Nennfestigkeit der Mauersteine erreicht, sind die Ausziehversuche durchzuführen. Bei stetig gesteigerter Prüfkraft sollte die Höchstkraft nach etwa 1 min erreicht sein.
Im Versuch werden die Zugkraft beim Schlupf der Anker von 0,5 mm (F_0,5) und die Höchst- bzw. Bruchkraft (F_B) gemessen.
In gleicher Weise werden auch die Traganker durch eine Zugkraft in den angegebenen Richtungen bis zum Versagen beansprucht.
Alle Versuche finden unter der aufgebrachten Vorbelastung mit einer mittleren Mauerwerkspressung von 0,05 N/mm² statt.
Auswertung der Versuchsergebnisse
Mit der statistischen Auswertung der Meßergebnisse wird die untere Toleranzgrenze F_0,5u oder F_Bu für das 5 %-Quantil bei einem Vertrauensniveau von 75 % errechnet (siehe Abschnitt 4).
Die zulässige Zugkraft für einen nachträglich eingemörtelten Anker im untersuchten Mauerwerk beträgt mit Bezug auf die Schlußmeßwerte bei 3facher Sicherheit:
zul F_Z = 0,33 F_0,5uMauerwerk mit nicht bekannter Festigkeit ist zusätzlich mit quer wirkender Kraft zu prüfen: Dabei sind
- 3 Versuche mit 0° und
- 3. Versuche mit 30°
als Winkel der Kraftrichtung zur Wandebene vorzusehen.

2. Baustellenversuche

Ausziehversuche am Anker auf der Baustelle können am Rohbau oder bei Sanierung am Altbau durchgeführt werden.

Verankerungsgrund
Bei neuen Gebäuden mit bekannter Steinart; Stein- und Mörtelfestigkeit kann die Prüfung unter Zugkraft an Halteankern auf
- 10 Versuche im Stein
- 3 Versuche in Lagerfugen und
- 3 Versuche in Stoßfugen beschränkt werden.
Mauerwerk mit nicht bekannter Festigkeit ist zusätzlich mit quer wirkender Kraft zu prüfen. Dabei sind
- 3. Versuche bei 0°
- 3 Versuche bei 30°
als Winkel der Kraftrichtung zur Wandebene vorzusehen.
Einsetzen der Verankerung
Die Probeanker sind nach 6.4.3.1 einzusetzen. Für die Zugkraftversuche sind Halteanker und für die Versuche mit quer wirkender Kraft Traganker, zu verwenden. Nach Erreichen einer Druckfestigkeit des Einsetzmörtels, die derjenigen der Steinfestigkeit entspricht, können die Versuche durchgeführt werden. In Zweifelsfällen sind Erhärtungsprüfungen an gleichzeitig hergestellten und unter gleichen Bedingungen gelagerten Probeprismen des Einsetzmörtels für die Festlegung des Versuchsbeginns maßgebend.
Durchführung der Versuche,
Die Prüfkraft ist mit dem Ausziehgerät stetig so zu steigern, daß die Bruchkraft nach etwa 1 min erreicht wird. Gemessen werden die Kraft F, beim ersten Anriß im Mörtelpfropfen oder umgebenden Verankerungsgrund und die Höchst- bzw. die Bruchkraft F_B.
Auswertung. der Versuchsergebnisse

Für Meßwerte beim ersten Anriß kann die zulässige Kraftaufnahme im Verankerungsgrund mit 3facher Sicherheit gegen die untere Toleranzgrenze F_1u für das 5 %-Quantil bei einem Vertrauensniveau von 75 % erreicht werden:
zul F = 0,33 F_1u

Wenn die gemessenen Bruchkräfte F_B der statistischen Auswertung zugrunde gelegt werden, beträgt die zulässige Kraft bei 5facher Sicherheit gegen den unteren Toleranzwert des 5 %-Quantils mit einem Vertrauensniveau von 75 %:

zul F = 0,2 F_Bu

Ergibt sich die gemessene Höchstkraft vor dem ersten Anriß, z.B. durch Versagen des Ankerstahls oder Begrenzung der. Prüfkraft, so ist die, zulässige Verankerungslast mangels anderer Kenntnisse mit 3facher Sicherheit gegen das 5.%-Quantil bei einem Vertrauensniveau von 75 % zu errechnen:

zul F = 0,33 F_u

3. Versuchsbericht

Im Versuchsbericht sind folgende Angaben aufzunehmen:

Bauherr, Bauort,
Mauerwerk (Steinart, Festigkeitsklasse, Steinmaße, Mörtelgruppe),
augenscheinliche Beurteilung des Mauerwerks (Vollfugigkeit, Fugendicke, Stoßfugenausbildung),
Ankerart, Querschnittswerte, Stahlgüte,
Einsetzmörtel (Zusammensetzung, Erhärtungsprüfungen und ihre Ergebnisse),
Datum des Einsetzens der Anker,
Ergebnisse der Versuche mit statistischer Auswertung,
maximale zulässige Zugkraft.

Zu Abschnitt 6.4.3.2

Bei Ankern in Beton sind auch geringere Achsabstände der Anker A bzw. geringere Achsabstände der Anker zu den Bauteilrändern a_r als nach 6.4.3.2 möglich, wenn die zulässigen Kräfte nach dem sogenannten x-Verfahren reduziert werden.