Übermauerung von Ziegel-Flachstürzen - Bundesverband der ...

Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel
im Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V.
AMz-Bericht 1/99
Übermauerung von Ziegel-Flachstürzen
Einleitung
Ziegel-Flachstürze werden als Zuggurte
bei der Überbrückung von Wandöffnungen
verwendet. Die Tragfähigkeit des Sturzes
wird durch das Zusammenwirken des
Flachsturzes mit der darüberliegenden
Übermauerung (Druckzone) erzielt. Die
Bemessung von übermauerten Flachstürzen
kann entweder nach der Flachsturzrichtlinie
/1/ oder nach DIN 1053-3 /2/ erfolgen.
Beide Regelwerke enthalten erhebliche
Einschränkungen, die eine wirtschaftliche,
praxisgerechte Ausführung von Mauerwerk
in diesem Anwendungsbereich behindern.
Diese Einschränkungen beziehen
sich vor allem auf die verwendbaren
Steine und die geforderte Ausführung der
Übermauerung mit vermörtelten Stoßfugen.
Im Auftrag der Arge Mauerziegel wurde
daher in /3/ untersucht, ob die Anforderungen
in /1/ bezüglich der Mindest-
Steinfestigkeit sowie der zwingenden
Vermörtelung der Stoßfugen im Sturzbereich
in dieser Form erforderlich sind.
Ziegel für die Übermauerung
Die Flachsturz-Richtlinie /1/ stammt aus
dem Jahr 1977 und schreibt vor, dass
ausschließlich Ziegel für die Bemessung
nach dieser Richtlinie HLz A der Druckfestigkeitsklasse
≥ 12 verwendet werden
dürfen. Bei „versetzten oder diagonal verlaufenden
Stegen“, d. h. Stegen, die nicht
in Wandlängsrichtung durchgehen, wird
sogar die Mindest-Druckfestigkeitsklasse
20 gefordert.
In der heutigen Baupraxis werden im
Außenwandbereich in der Regel großformatige
wärmedämmende Hochlochziegel
HLzB der Steindruckfestigkeitsklassen
6 bis 12 eingesetzt. Diese Ziegel sind
nach /1/ für eine statisch in Rechnung
gestellte Flachsturzübermauerung nicht
verwendbar.
DIN 1053-3 erlaubt in der Druckzone die
Verwendung aller Ziegel nach DIN 105 mit
einem Lochanteil ≤ 35%. Als Mauermörtel
sind alle Mörtel nach DIN 1053-1 mit Ausnahme
der Mörtelgruppe I verwendbar.
Nach /4/ können für Mauerwerk nach DIN
1053-3 auch HLz mit Lochanteilen ≤ 50%
verwendet werden, wenn zusätzliche Bedingungen
bezüglich der Steinlängsdruckfestigkeit
eingehalten werden.
Abweichend von /1/ wird daher in bauaufsichtlichen
Zulassungen /5,6/ geregelt,
dass in der Übermauerung von Flachstürzen
auch HLz A und HLzB der Druckfestigkeitsklassen
≥ 6 mit zusätzlichen Anforderungen
an die Stein-Längsdruckfestigkeit
(Mittelwert ≥ 2,0 N/mm², kleinster
Einzelwert ≥ 1,6 N/mm²) eingesetzt
werden dürfen.
Mit den Versuchen in /3/ sollte für einen
möglichst großen Anwendungsbereich
überprüft werden, unter welchen Randbedingungen
ein statischer Nachweis von
Flachstürzen möglich ist.
Für die Übermauerung wurden bauaufsichtlich
zugelassene großformatige
Hochlochziegel HLzB 6 - 0,8 verwendet,
die in Wandlängsrichtung versetzte Stege
und eine mittlere Steinlängsdruckfestigkeit
von 1,1 N/mm², kleinster Einzelwert
0,9 N/mm², aufwiesen.
1

Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau und die Versuchsdurchführung
sind ausführlich in /3/ beschrieben.
Nach /1/ dürfen Flachstürze
nicht durch Einzellasten beansprucht
werden. Es wurde daher eine Prüfeinrichtung
konzipiert, s. Bild 1, mit der zu Versuchsbeginn
eine Gleichlast aufgebracht
wurde. Bei steigender Durchbiegung des
Sturzes erfolgte ein gleitender Übergang
zu der sehr viel ungünstigeren Einzellast-
Beanspruchung.
Als kritischster Fall wurde überwiegend die
Übermauerung mit einer Steinlage untersucht.
Ergänzend wurde punktuell auch
die mehrlagige Übermauerung (Steinhöhe
113 mm) geprüft.
Bild 1: Grenzbelastungsfälle auf Grund des Versuchsaufbaus
Fall 1: Gleichlast; Fall 2: Einzellasten
Versuchsergebnisse und Bewertung
Übermauerung mit Stoßfugenvermörtelung
Flachsturz-Übermauerungen mit vermörtelten
Stoßfugen wurden in /3/ nur für zwei
Grenzfälle geprüft. Für die beiden möglichen
Versagenskriterien Schub und
Biegung können mit den verwendeten
Materialien und den Bemessungsregeln
aus /1/ die Bemessungswerte mit den erforderlichen
Sicherheitsabständen eingehalten
werden.
Versagenskriterium Schubtragfähigkeit
Eine Vergleichsrechnung in /3/ zeigt, dass
unter der Annahme einer Gleichlast-Beanspruchung
die zulässige Schubspannung
τ zul für die untersuchte Variante (Übermauerung
mit HLzB 6-0,8) zu
τ zul = 0,1 N/mm²
angenommen werden kann.
2

Versagenskriterium Biegedruck
/1/ enthält auf Grund der starken Einschränkung
der verwendbaren Mauersteine
bisher nur den festen Wert
β R = 2,5 N/mm².
Bei einer Übermauerung aus Steinen mit
niedrigen Stein-Druckfestigkeiten muss
der Rechenwert der Mauerwerkdruckfestigkeit
analog zu DIN 1053-3 als Funktion
der Stein-Mörtel-Kombination angegeben
werden.
Bei einer eventuellen Überarbeitung von
/1/ sollte daher für Vollsteine
β R = 2,67 σ 0
mit σ 0 nach DIN 1053-1 und bei gelochten
Vollsteinen sowie Lochsteinen
β RL = 0,5 β R
angesetzt werden. Die Versuchsergebnisse
in /3/ liegen dann für den Lastfall
Biegung weit auf der sicheren Seite. Tabelle
1 enthält eine Zusammenstellung der
maßgebenden Rechenwerte der Mauerwerkdruckfestigkeit.
Tabelle 1: Rechenwerte β RL der Mauerwerkdruckfestigkeit für den Nachweis von Flachsturz-
Übermauerungen mit Hochlochziegeln
Ziegel-Festigkeitsklasse
Mörtelart
Leichtmörtel LM 21 Normalmörtel IIa Dünnbettmörtel 1)
β RL in N/mm²
HLz 4 0,67 1,07 1,07
HLz 6 0,93 1,34 1,47
HLz 8 1,07 1,60 1,74
HLz 10 1,07 1,87 2,14
HLz 12 1,20 2,14 2,40
HLz 20 1,20 2,54 2,40
1) zulässige Druckspannungen σ 0 nach /7/
Die bisher in /1/ enthaltene Beschränkung
auf Steinfestigkeitsklassen ≥ 12 bzw. ≥ 20
bei Steinen mit nicht in Wandlängsrichtung
laufenden Stegen könnte damit geändert
und bei Hochlochziegeln auf Ziegel der
Festigkeitsklasse ≥ HLz 6 festgesetzt
werden.
Als zusätzliche Bedingung sollte bei Lochsteinen
mit nicht in Wandlängsrichtung
laufenden Stegen eine mittlere Mindest-
Steinlängsdruckfestigkeit β DL,st ≥ 1,0
N/mm² eingehalten werden.
Übermauerung ohne Stoßfugenvermörtelung
Bei einer einlagigen Übermauerung ohne
Stoßfugenvermörtelung traten in der Regel
sehr große Durchbiegungen der
Flachstürze auf, die zum einen auf die versuchstechnisch
bedingte, aber praxisfremde,
fehlende Einspannung am Sturzende,
zum anderen auf die fehlende Möglichkeit
zur Kraftübertragung in der Übermauerung
zurückzuführen sind.
Bei der dreilagigen Übermauerung (Gesamthöhe
der Übermauerung 375 mm)
wurde in einem Fall die rechnerische
Schubtragfähigkeit für eine Übermauerung
mit Stoßfugenvermörtelung genau erreicht,
in einem zweiten Versuch jedoch
deutlich unterschritten. Einziger Unterschied
zwischen beiden Versuchen war
die Ausbildung der Mörtelfuge oberhalb
der obersten Steinlage. Diese Lagerfuge
wurde einmal durchgehend hergestellt und
einmal mit einem Sägeschnitt in der Sturzmitte
getrennt. Ob dieser kleine Unterschied
die Ursache für derart große
Tragfähigkeitsunterschiede sein kann,
konnte im Rahmen der Versuche in /3/
nicht abschließend geklärt werden.
Eine Bemessung von Flachstürzen nach
/1/ ist bei einer Übermauerung ohne
Stoßfugenvermörtelung nicht möglich; die
3

Deckenlast muss über einen deckengleichen
Unterzug abgetragen werden.
Die Belastung durch das Eigengewicht der
Übermauerung alleine kann dagegen
problemlos aufgenommen werden. Bei
Einsatz eines deckengleichen Unterzuges
ist demnach kein Wechsel in der Ziegelsorte
und in der Stoßfugenausführung
oberhalb von Flachstürzen erforderlich.
Zusammenfassung
Die Versuche in /3/ haben gezeigt, dass
anders als bisher in der Flachsturzrichtlinie
festgelegt, die Übermauerung von Flachstürzen
auch mit großformatigen Hochlochziegeln
der Festigkeitsklassen ≥ HLz 6
möglich ist.
Bei einer Vermörtelung der Stoßfugen im
Bereich der Übermauerung kann die Bemessung
grundsätzlich nach der Flachsturzrichtlinie
erfolgen, wenn für die
Druckfestigkeit β R (bzw. 0,5 β R bei Lochsteinen)
die Werte nach DIN 1053-1 angesetzt
werden.
Bei Flachsturzübermauerungen mit unvermörtelten
Stoßfugen ist die Ausbildung
eines deckengleichen Unterzuges zur
Lastverteilung erforderlich. Das Eigengewicht
des Sturzes und der Übermauerung
wird vom Flachsturz sicher aufgenommen.
Die Ergebnisse aus /3/ werden bei der
beabsichtigten Überarbeitung von DIN
1053-3 als Grundlage für eine Ergänzung
und Änderung der derzeitigen Regelungen
eingebracht.
Literatur
/1/ Richtlinie für die Bemessung und Ausführung
von Flachstürzen. Deutscher
Ausschuss für Stahlbeton. 08.77. Berlin:
Ernst&Sohn. - In: Mauerwerk-Kalender (4)
1979, S. 453-459.
/2/ DIN 1053-3 02.90. Mauerwerk; Bewehrtes
Mauerwerk; Berechnung und
Ausführung.
/3/ Caballero-Gonzalez, A.; Schubert, P.:
Tragverhalten von Ziegel-Flachstürzen mit
vermörtelten und unvermörtelten Stoßfugen
in der aufgemauerten Druckzone.
Aachen: Institut für Bauforschung, Forschungsbericht
Nr. F 492 1998.
/4/ Hochlochziegel und Leichthochlochziegel
für Mauerwerk mit horizontaler
Bewehrung in den Lagerfugen. Berlin:
Deutsches Institut für Bautechnik, 1994,
Zulassungsnummer Z-17.1-480.
/5/ Wienerberger Stürze. Berlin: Deutsches
Institut für Bautechnik. Zulassungsnummer
Z-15.2-32.
/6/ Schultheiss-Poroton-Ziegelsturz. Berlin:
Deutsches Institut für Bautechnik.
Zulassungsnummer Z-15.2-114
/7/ Schubert, P.; Meyer, U.: Schub- und
Druckfestigkeit von Ziegelmauerwerk.
Berlin: Ernst&Sohn. In: das Mauerwerk 3
(1999) Heft 1.
Bonn, 17. Februar 1999
Dr. My-GdJ AMz
Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel e. V., Schaumburg-Lippe-Str. 4, 53113 Bonn, Tel. 0228-91493-24, Fax -91493-12
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