2.2 Festigkeit von Mauerwerk
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2.2.2 Druckfestigkeit von Mauerwerk
Die charakteristische Druckfestigkeit von Mauerwerk aus künstlichen Steinen kann im allgemeinen Berechnungsverfahren nach DIN EN 1996-1-1/NA mit Hilfe der Gleichungen (2.4) und (2.5) in Abhängigkeit des Mindestwertes der mittleren Steindruckfestigkeit fst und der Druckfestigkeit des Mörtels fm ermittelt werden. Dieser Wert kann in Abhängigkeit der bisher üblichen Druckfestigkeitsklasse entnommen werden. Unter Verwendung der in DIN EN 1996 1-1/NA angegebenen Parameter K, α und β ist dort eine Annäherung der rechnerischen Druckfestigkeit an die in den letzten Jahren im Rahmen von Materialprüfungen und Zulassungsverfahren gewonnenen Erkenntnisse möglich.
Gleichzeitig gestattet DIN EN 1996-1-1/NA nunmehr eine Differenzierung der Mauerwerksdruckfestigkeit nach verschiedenen Steinsorten, Lochbildern sowie Steinabmessungen (normalformatige Steine, Plansteine oder Planelemente). Die Werte für K, α und β wurden für sämtliche gebräuchlichen Mauerwerksarten durch umfangreiche Auswertung der nationalen Datenbank bestimmt und sind in DIN EN 1996-1-1/NA enthalten.
Exemplarisch werden in Tabelle 2-1 die Werte für eine bestimmte Stein-Mörtel-Kombination ausgegeben. Zu beachten ist, dass es sich bei der charakteristischen Druckfestigkeit um einen Rechenwert als 5%-Quantilwert bezogen auf eine rechnerische Mauerwerksschlankheit von λ = hef / t = 0 handelt.
Für Mauerwerk mit Normalmauermörtel gilt:
Gleichung 2.4
Für Mauerwerk mit Leichtmauermörtel bzw. Dünnbettmörtel ist die Mauerwerksdruckfestigkeit unabhängig von der Mörtelfestigkeit und ergibt sich daher zu:
Gleichung 2.5
Tabelle 2‑1 zeigt beispielhaft die Werte K, α und β für Kalksandstein Loch- und Hohlblocksteine sowie für Hochlochziegel mit Lochung A, B und E.
Die Eingangsparameter K, α und β sind normativ in Abhängigkeit der Steinart, der Steindruckfestigkeit und der Mörtelart festgelegt. Die Steindruckfestigkeit kann in Abhängigkeit der gewählten Druckfestigkeitsklasse und die Mörteldruckfestigkeit in Abhängigkeit der Mörtelart der Norm entnommen werden.
Tabelle 2-1: Parameter zur Ermittlung der Druckfestigkeit von Einsteinmauerwerk aus Hochlochziegeln mit Lochung A (HLzA), Lochung B (HLzB), Lochung E (HLzE)a, Mauertafelziegeln T1, sowie Kalksand-Loch- und Hohlblocksteinen mit Normalmauermörtel nach [A]
Mittlere Steindruckfestigkeit | Mörtelart | Parameter | ||
K | α | β | ||
5,0 ≤ fst < 10,0 | M 2,5 | 0,68 | 0,605 | 0,189 |
M 5 | ||||
M 10 | 0,70 | |||
M 20 | ||||
10,0 ≤ fst ≤ 75,0 | M 2,5b | 0,69 | 0,585 | 0,162 |
M 5b | 0,79 | |||
M 10 | ||||
M 20 | ||||
a Zur Ermittlung der fk-Werte von Hochlochziegeln mit Lochung E (HLzE) nach DIN 20000-401 sind die zugehörigen Parameter entsprechend der Mörtelklassen M 5 und M 10 nach Tabelle NA.2 und der Druckfestigkeitsklassen 8 und 20 nach Tabelle NA.3 anzusetzen. b Die Druckfestigkeit des Mauerwerks darf nicht größer angenommen werden als für Steinfestigkeiten fst = 25 N/mm². | ||||
DIN EN 1996-3/NA gibt in Anhang D für das vereinfachte Berechnungsverfahren den charakteristischen 5%-Quantilwert der Mauerwerksdruckfestigkeit direkt für verschiedene Stein-Mörtel-Kombinationen in Tabellenform an. Diese Werte sind nach Steinmaterial und Mörtelart aufgeschlüsselt.
Die tabellarisch angegebenen Druckfestigkeiten sind die auf der sicheren Seite liegend ausgewerteten Gleichungen aus DIN EN 1996-1-1/NA. Beispielhaft wird dies für die Kombination eines Mauersteins (Druckfestigkeitsklasse 12) mit der Mörtelklasse M 5 gezeigt.
Gleichung 2.6
Exemplarisch wird an dieser Stelle eine Tabelle aus Anhang D der DIN EN 1996-3/NA angegeben. Alle weiteren Tabellen für die verschiedenen Stein- und Mörtelkombinationen sind dem Anhang zu entnehmen.
Tabelle 2-2: Charakteristische Druckfestigkeit fk in N/mm2 von Einsteinmauerwerk aus Hochlochziegeln mit Lochung A (HlzA), Lochung B (HLzB), Lochung E (HLzE)a, Mauertafelziegeln T1 sowie Kalksand-Loch- und Hohlblocksteinen mit Normalmauermörtel
Steindruckfestig- | fk [N/mm²] | |||
M 2,5 | M 5 | M 10 | M 20 | |
4 | 2,1 | 2,4 | 2,9 | - |
6 | 2,7 | 3,1 | 3,7 | - |
8 | 3,1 | 3,9a | 4,4a | - |
10 | 3,5 | 4,5a | 5,0a | 5,6 |
12 | 3,9 | 5,0a | 5,6a | 6,3 |
16 | 4,6 | 5,9a | 6,6a | 7,4 |
20 | 5,3 | 6,7a | 7,5a | 8,4 |
28 | 5,3 | 6,7 | 9,2 | 10,3 |
36 | 5,3 | 6,7 | 10,6 | 11,9 |
48 | 5,3 | 6,7 | 12,5 | 14,1 |
60 | 5,3 | 6,7 | 14,3 | 16,0 |
a Hochlochziegel mit Lochung E (HLzE) nur bei Druckfestigkeitsklassen 8 bis 20 und Mörtelklasse M 5 und M 10. | ||||
Um den Bemessungswert der Mauerwerksdruckfestigkeit fd zu erhalten, muss nach DIN EN 1996/NA der charakteristische Wert nach Gleichung (2.7) modifiziert werden.
Gleichung 2.7
mit
ζ Beiwert zur Berücksichtigung festigkeitsmindernder Langzeiteinflüsse auf das Mauerwerk
- im Allgemeinen ζ = 0,85
- bei außergewöhnlichen (kurzzeitigen) Einwirkungen ζ = 1,0
fk Charakteristischer Wert der Mauerwerksdruckfestigkeit
γM Teilsicherheitsbeiwert für Baustoffeigenschaften
Der Bemessungswert der Druckfestigkeit muss darüber hinaus zusätzlich abgemindert werden, wenn die betrachtete Wandquerschnittsfläche kleiner als 1000 cm² ist.
Um die Druckfestigkeit von Verbandsmauerwerk – Verbandsmauerwerk ist Mauerwerk mit mehr als einem Stein in Richtung der Wanddicke (vgl. Kap. 1.3.2) – mit Normalmauermörtel zu erhalten, ist die Druckfestigkeit von Einsteinmauerwerk mit dem Faktor 0,80 zu multiplizieren.