Statik-Infotage Frühjahr 2009 ÖNORM EN (B) 1996 - FRILO
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Statik-Infotage Frühjahr 2009ÖNORM EN (B) 1996EinführungDipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Ingo Wagner
1. Einführung• Die Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau• Der Eurocode 6 – Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten
2. Einwirkungen und Sicherheitskonzept• Überblick über Normen für Einwirkungen• Grundlagen der Tragwerksplanung nach ÖNORM EN 1990
3. Bemessung nach ÖNORM EN (B) 1996-1-1 und 1996-3• Beanspruchungen• Beanspruchbarkeiten
Inhalt der Vorlesung
Folie 2 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• Beanspruchbarkeiten• Nachweis nach ÖNORM EN 1996-1-1, dem genaueren Verfahren• Nachweis nach ÖNORM EN 1996-3, dem vereinfachten Verfahren
Einführung
Die Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau
EC 0
EC 1
Allgemeine Anforderungen
Einwirkungen
Folie 3 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
EC 2 EC 3 EC 4
EC 5 EC 6 EC 9
EC 7 EC 8
Bemessung
Geotechnik und Erdbeben
Einführung
Unterscheidung nach Prinzipien und Anwendungsregeln
�Prinzipien sind mit (P) und einer Absatznummer gekennzeichnet.�Prinzipien sind grundsätzlich anzuwenden.�Abweichungen von Prinzipien nur zulässig, wenn diese explizit zugelassen sind.�Anderslautende Regelungen sind dann im Nationalen Anhang festzulegen.
Informative und Normative Anhänge
�Anhänge sind wie die im Hauptteil enthaltenen Prinzipien und Anwendungsregeln zu behandeln.�Normative Anhänge beinhalten ebenfalls Prinzipien und Anwendungsregeln wie die Hauptteile.�Informative Anhänge beinhalten Parameter und Empfehlungen zur Auswahl von Werten oder Rechenverfahren.�Der Status eines Anhanges kann im Nationalen Anhang geregelt werden.
Folie 4 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
�Der Status eines Anhanges kann im Nationalen Anhang geregelt werden.
Nationale Fassungen der Eurocodes
�Der Nationale Anhang (NA) kann sowohl Hinweise zu Parametern als auch zu Werten und Berechnungsverfahren beinhalten, die im Eurocode für nationale Entscheidungen offen gelassen wurden.
�Diese National Definierten Parameter (NDP) gelten für die Planung von Bauwerken in dem Land, in dem sie hergestellt werden.
�Im NA dürfen nur die Regelungen modifiziert werden, die explizit für nationale Regelungen vorgesehen sind.
Der Nationale Anhang ist nicht nur ein formeller Bestandteil einer Europäischen Norm, vielmehr ist er Anwendungsvoraussetzung.
Einführung
Der Eurocode 6 – Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten
EN 1996: Eurocode 6
EN 1996-1Allgemeine Regeln
EN 1996-2Planung und Ausführung
EN 1996-3Vereinfachtes Verfahren
Folie 5 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
EN 1996-1-1bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk
EN 1996-1-2Bemessung im Brandfall
Berechnungsverfahren
�Analog zu DIN 1053 stehen weiterhin ein genaueres und ein vereinfachtes Berechnungsverfahren zur Verfügung
�Das genauere Berechnungsverfahren ist das Standardverfahren nach EN 1996-1-1 für unbewehrtes, bewehrtes, vorgespanntes und eingefasstes Mauerwerk.
�Das vereinfachte Berechnungsverfahren ist in einem separaten Normenteil EN 1996-3 enthalten, der im Grundsatz die Regelungen nach ÖNORM B 3350 enthält.
Einwirkungen
Überblick über Normen für Einwirkungen
Einwirkungen
EN 1990 EN 1991
EN 1990 – Grundlagen der Tragwerksplanung
�Allgemeine Anforderungen an die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Bauwerken.
Folie 6 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
�Allgemeine Anforderungen an die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Bauwerken.�Prinzipien des Entwurfs und der Nachweisführung.�Beinhaltet materialunabhängige Regelungen.
EN 1991 – Einwirkungen auf Tragwerke
�Beinhaltet Regelungen zu den charakteristischen Werten der Einwirkungen.�Enthält jedoch keine Festlegungen zu seismischen Einwirkungen.�Ebenfalls materialunabhängige Regelungen.
EN 1991 definiert die EinwirkungenEN 1990 definiert die Kombination der Einwirkungen
Einwirkungen
Der Begriff der Einwirkung
Einwirkungen Symbol Einwirkungen Symbol
�Eine Einwirkung ist die Summe anhängiger Kraft- und Verformungsgrößen.�Kräfte und Verformungen sind dann abhängig, wenn diese den gleichen Ursprung besitzen oder miteinander korrelieren.
�Eine Einwirkung repräsentiert somit �eine oder mehrere Lasten (direkte Einwirkung)�eine oder mehrere aufgezwungene Verformungen (indirekte Einwirkung)
�Die Kraft- und Verformungsgrößen müssen jedoch nicht gleichzeitig auftreten.
Folie 7 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Einwirkungen Symbol Einwirkungen Symbol
Ständige Einwirkungen G außergewöhnliche Einwirkung A
veränderliche Einwirkungen Q Erdbebeneinwirkung AE
Geotechnische Einwirkung G/Q
Einwirkungen
Repräsentative Werte der Einwirkungen
charakteristischer Wert einer Einwirkung: Fk
Kombinationswert häufiger Wert quasi-ständiger Wert
k0rep FF ⋅ψ= k1rep FF ⋅ψ= k2rep FF ⋅ψ=
Charakteristischer Wert
�Mittelwert oder unterer oder oberer Wert einer statistischen Verteilung oder Nennwert, wenn diese fehlt.
Folie 8 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
�Mittelwert oder unterer oder oberer Wert einer statistischen Verteilung oder Nennwert, wenn diese fehlt.�Ausgangsgröße für Einwirkungsnormen.
Kombinationswert
�Berücksichtigt die Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Auftretens aller ungünstig wirkenden veränderlichen Einwirkungen.
Häufiger Wert
�Findet Anwendung für Nachweise in Grenzzuständen mit umkehrbaren Auswirkungen.
Quasi-ständiger Wert
�Findet Anwendung für Nachweise in Grenzzuständen mit nicht umkehrbaren Auswirkungen unter Langzeitwirkung von Einwirkungen.
Einwirkungen
Bemessungswert der Einwirkungen
k2rep FF ⋅ψ=k1rep FF ⋅ψ=k0rep FF ⋅ψ=
repFd FF ⋅γ=
•Der Bemessungswert einer Einwirkung ergibt sich aus dem repräsentativen Wert einer Einwirkung multipliziert mit einem Teilsicherheitsfaktor.
Folie 9 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Ständige Einwirkungen (G)
�Werden i.d.R. mit den oberen Werten angesetzt.�Ansatz der unteren und oberen Werte der Kraft- und Verformungskenngrößen mit den unteren und oberenTeilsicherheitsbeiwerten, wenn Tragwerk auf Veränderungen empfindlich reagiert .
Veränderliche Einwirkungen (Q)
�Werden nur bei ungünstiger Auswirkung mit dem oberen Teilsicherheitsbeiwert in Rechnung gestellt.
Außergewöhnliche Einwirkungen (A, AE)
�Werden als Nennwerte ohne Ansatz von Teilsicherheitsbeiwerten in die Berechnung eingeführt.
Sicherheitskonzept
Sicherheitskonzept nach EN 1990
Der Bemessung von Tragwerken nach den Eurocodes liegt, entsprechend den allgemeinen Prinzipien und Anforderungen zur Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit nach EN 1990 das Konzept der Grenzzustände unter Anwendung von Teilsicherheitsmethode zugrunde. Die Bemessung erfolgt in den jeweiligen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für unterschiedliche Bemessungssituationen, bei denen jeweils verschiedene Teilsicherheitsbeiwerte in die Berechnung einfließen.
Folie 10 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Sicherheitskonzept
Sicherheitskonzept nach EN 1990
Der Bemessung von Tragwerken nach den Eurocodes liegt, entsprechend den allgemeinen Prinzipien und Anforderungen zur Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit nach EN 1990 das Konzept der Grenzzustände unter Anwendung von Teilsicherheitsmethode zugrunde. Die Bemessung erfolgt in den jeweiligen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für unterschiedliche Bemessungssituationen, bei denen jeweils verschiedene Teilsicherheitsbeiwerte in die Berechnung einfließen.
Bemessungssituationen
Die Bemessungssituationen sind unter Berücksichtigung der Gegebenheiten definiert, für die ein Tragwerk während seiner geplanten Nutzungsdauer seine Funktionen erfüllen muss.
Folie 11 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
während seiner geplanten Nutzungsdauer seine Funktionen erfüllen muss.
1. ständige Bemessungssituationen, die den üblichen Nutzungsbedingungen des Bauwerkes entsprechen.
2. vorübergehende Bemessungssituationen, die sich auf zeitlich begrenzte Zustände wie bspw. Bauzustände oder Instandsetzungen beziehen.
3. außergewöhnliche Bemessungssituationen, die Unfallsituationen wie Brand, Explosion, Anprall und lokales Versagen der Tragstruktur, bei dem die Stabilität des Tragwerkes nicht mehr gewährleistet ist, berücksichtigen.
4. Bemessungssituation bei Erdbeben, die seismische Einwirkungen auf das Tragwerk umfassen.
Sicherheitskonzept
Sicherheitskonzept nach EN 1990
Der Bemessung von Tragwerken nach den Eurocodes liegt, entsprechend den allgemeinen Prinzipien und Anforderungen zur Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit nach EN 1990 das Konzept der Grenzzustände unter Anwendung von Teilsicherheitsmethode zugrunde. Die Bemessung erfolgt in den jeweiligen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für unterschiedliche Bemessungssituationen, bei denen jeweils verschiedene Teilsicherheitsbeiwerte in die Berechnung einfließen.
Grenzzustände der Tragfähigkeit
Grenzzustand Symbol
Lagesicherheit EQUilium
Folie 12 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Lagesicherheit EQUilium
Tragsicherheit von Tragwerken am Querschnitt und am Gesamtsystem STRength
Tragsicherheit des Baugrundes GEOtechnic
Versagen durch Materialermüdung. FATigue
Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Sind für Bauteile aus Mauerwerk i.d.R. nicht nachzuweisen.
Sicherheitskonzept
Sicherheitskonzept nach EN 1990
Der Bemessung von Tragwerken nach den Eurocodes liegt, entsprechend den allgemeinen Prinzipien und Anforderungen zur Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit nach EN 1990 das Konzept der Grenzzustände unter Anwendung von Teilsicherheitsmethode zugrunde. Die Bemessung erfolgt in den jeweiligen Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für unterschiedliche Bemessungssituationen, bei denen jeweils verschiedene Teilsicherheitsbeiwerte in die Berechnung einfließen.
Bemessung in Grenzzuständen
•In einem Grenzzustand muss gewährleistet sein, dass die Bemessungswerte der Beanspruchungen Ed die Bemessungswerte der Beanspruchbarkeiten Rd nicht überschreiten.
Folie 13 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bemessungswerte der Beanspruchbarkeiten Rd nicht überschreiten.
•Hierbei ist das Bemessungsverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten zugrunde zu legen.
•Lastfälle müssen die für den Nachweis maßgebende Lastanordnung widerspiegeln.
•Die zum Lastfall gehörenden Einwirkungen sind über Kombinationsregeln entsprechend der Bemessungssituation und dem Grenzzustand als Bemessungswerte anzusetzen.
Einwirkungskombinationen
Einwirkungskombinationen für den Grenzzustand der Tragfähigkeit für die ständige und vorübergehende Bemessungssituation
∑∑>≥
⋅⋅⊕⋅⊕⋅=1
,,0,1,1,1
,,i
ikiiQkQ
j
jkjGd QQGE ψγγγ
∑∑=≥
⋅ψ⋅γ⊕⋅γ=1i
i,ki,0i,Q1j
j,kj,Gd QGE
∑∑ ⋅ψ⋅γ⊕⋅γ⊕⋅γ⋅ξ= i,ki,0i,Q1,k1,Qj,kj,Gjd QQGE
Gl. (6.10)
Gl. (6.10a)
Gl. (6.10b)
Folie 14 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
∑∑>≥
⋅ψ⋅γ⊕⋅γ⊕⋅γ⋅ξ=1i
i,ki,0i,Q1,k1,Q1j
j,kj,Gjd QQGE
Nationale Regelungen nach ÖNORM B 1990-1
•Entsprechend ÖNORM B 1990-1, Abs. 4.1.1.2 erfolgt die Kombination der Einwirkungen nach Gleichung Gl. (6.10).•Die Gleichungen (6.10a) und (6.10b) sind demzufolge nicht anzuwenden. •Erd- und Wasserdrücke sind i.d.R. als ständige Einwirkung zu betrachten.
Einwirkungskombinationen
Einwirkungskombinationen für den Grenzzustand der Tragfähigkeit für die außergewöhnliche Bemessungssituation
Gl. (6.11a)
Gl. (6.11b)
Nationale Regelungen nach ÖNORM B 1990-1
∑∑>≥
⋅ψ⊕⋅ψ⊕⊕⋅γ=1i
i,ki,21,k1,1d1j
j,kj,GAd QQAGE
∑∑>≥
⋅ψ⊕⊕⋅γ=1i
i,ki,2d1j
j,kj,GAd QAGE
Folie 15 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Nach ÖNORM B 1990-1, Abs. 4.1.2 ist als vorherrschende veränderliche Einwirkung der quasi-ständige Wert anzusetzen. Dies bedeutet im Grunde, dass Gleichung Gl.(6.11b) in der außergewöhnlichen Bemessungssituation und in der Bemessungssituation bei Erdbeben anzuwenden ist.
Einwirkungskombinationen
Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen
Grenzzustand Einwirkung SymbolBemessungssituation
P/T Aständige Einwirkungen
ungünstig γG,sup 1,35 1,00
günstig γG,inf 1,00 1,00
Veränderliche Einwirkungen
Folie 16 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
STR
Veränderliche Einwirkungen
ungünstig γQ,sup 1,50 1,00
günstig γQ,inf 0,00 0,00
Außergewöhnliche Einwirkungen
γA,sup - 1,00
Einwirkungskombinationen
Kombinationsbeiwerte für veränderliche Einwirkungen
EinwirkungKombinationsbeiwerte
ψ0 ψ1 ψ2
Nutzlasten im Hochbau nach EN 1991-1-1
1 Kategorie A: Wohngebäude 0,7 0,5 0,3
2 Kategorie B: Bürogebäude 0,7 0,5 0,3
3 Kategorie C: Versammlungsbereiche 0,7 0,7 0,6
4 Kategorie D: Verkaufsflächen 0,7 0,7 0,6
0ψ1ψ2ψ≤≤
Folie 17 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
4 0,7 0,7 0,6
5 Kategorie E: Lagerflächen 1,0 0,9 0,8
6 Kategorie F: Fahrzeuge 30 kN 0,7 0,7 0,6
7 Kategorie G: Fahrzeuge 30 kN < F 160 kN 0,7 0,5 0,3
8 Kategorie H: Dächer 0,0 0,0 0,0
Schneelasten im Hochbau nach EN 1991-1-3
9 Schneelasten über 1.000 m ü. NN 0,7 0,5 0,2
10 Schneelasten unter 1.000 m ü. NN 0,5 0,2 0,0
11 Windlasten im Hochbau nach EN 1991-1-4 0,6 0,2 0,0
12Temperaturlasten im Hochbau nach EN 1991-1-5
0,6 0,5 0,0
Statik-Infotage Frühjahr 2009ÖNORM EN (B) 1996Bemessung von unbewehrten Mauerwerk nach EN 1996MSc Dipl.-Ing. (FH) Jens Hoffmann
1. Beanspruchungen• Berechnungsmodelle für die Schnittkraftermittlung• Schnittkraftermittlung im Rahmen des genaueren Berechnungsverfahrens• Schnittkraftermittlung im Rahmen des vereinfachten Berechnungsverfahrens• Schlankheit von Mauerwerkswänden
2. Beanspruchbarkeiten• Charakteristische Festigkeiten von Mauerwerk• Bemessungswerte der Festigkeiten von Mauerwerk• Verformungskennwerte von Mauerwerk
3. Nachweis nach ÖNORM EN 1996-1-1, dem genaueren Verfahren
Bemessung von unbewehrten Mauerwerk nach EN 1996MSc Dipl.-Ing. (FH) Jens Hoffmann
Folie 19 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• Nachweis bei Druckbeanspruchung• Nachweis bei Biegebeanspruchung• Gebrauchstauglichkeit
4. Nachweis nach ÖNORM EN 1996-3, dem vereinfachten Verfahren• Abgrenzungskriterien• Nachweisführung
Beanspruchungen
Schnittkraftermittlung
Berechnungsmodelle
Ersatzsystem Flächentragwerke Rahmensysteme
Folie 20 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Ersatzsystem Flächentragwerke
DIN 1053Wand-Decken-Knoten
Rahmensysteme
Nichtlineare Schnittkraftermittlung
EN 1996-1-1Anhang C
Lineare Schnittkraftermittlung
Beanspruchungen
Schnittgrößen für das vereinfachte Verfahren
2
3 4
1
3 4( ) ( )
−⋅
⋅−
−⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅η=1n4
lq
1n4
lq
IEn
lIEn
M244
233
4k
kkk
k 5,0IEIE
lIE
nlIE
n
25,01 4
444
3
333
≥⋅⋅
⋅⋅+
⋅⋅
⋅−=ηmit
Vereinfachtes Rahmenmodell nach EN 1996-1-1, Anhang C, Abs. (2), (3)
Knotenmomente infolge Deckenverdrehung über Auflager
Folie 21 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
12
( ) ( )
−⋅
−−⋅
⋅
⋅
⋅⋅⋅η=
∑=
1n41n4
lmIEn
M43
4
1i ii
iiik 5,0
lIE
nlIE
n25,01
2
222
1
111
≥⋅
⋅+⋅
⋅
⋅−=ηmit
Adaption des Modells auf konkrete Wand-Decken-Knoten
1. Stäbe, die nicht vorhanden sind, werden in der Steifigkeitsberechnung weggelassen
2. Steifigkeitsbeiwerte n aus Deformationsmethode (n=4 bei Einspannung, n=3 bei gelenk. Lagerung)
3. Ist ein Deckenstab auf der abliegenden Seite nicht gelagert (bspw. auskragende Balkonplatte) wird dessen Steifigkeit EI zu Null gesetzt
4. Die zum Knotenmoment führenden Einspannmomente aus den Deckenplatten berechnen sich dann aus deren lagerungsbedingten Volleinspannmomenten
Beanspruchungen
Knotenmomente infolge Deckendrehwinkel
Rücksatzregel
NRd=0,1·t·fd
0,45·t
NEd
Bei großen Knotenmomenten bei geringer Auflast, kann die rechnerische Ausmitte größer als die halbe Wanddicke werden, und die Resultierende „wandert“ aus dem Querschnitt heraus. Dieser offensichtliche Modellfehler muss korrigiert werden und zwar auf den Zustand, der sich maximal hinsichtlich der Ausmitte geometrisch einstellen kann.
Folie 22 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
1. Ist die Ausmitte am Wand-Decken-Knoten größer als 0,45·t, darf der Tragwiderstand unter Ansatz der
kleinstmöglichen Auflagertiefe, jedoch nicht größer als das 0,1·t, berechnet werden. 2. Die Rücksatzregel ist demnach materialabhängig formuliert und bedeutet, dass bei deren Anwendung der
Nachweis stets gegen den Wert 1 geführt wird.
3. Das Grenzkriterium ist somit nicht die Festigkeit sondern die Auflagertiefe.
0,1·t
t
Modifikation des Modells
1. Rücksetzung auf 0,45t und Berechnung von NRd mit sich daraus ergebenden Spannungsblock.
2. Nachweisführung wie gewohnt NEd/NRd ≤ 1.
Beanspruchungen
Knotenmomente infolge Deckendrehwinkel
Knotenmomente bei nicht voll aufliegenden Deckenplatten nach EN 1996-1-1, Anhang C, Abs. (6)
a (d-a)/2
NEdu NEdf
Die Momente oberhalb und unterhalb er Decke können mit folgenden Gleichungen ermittelt werden, sofern diese zu kleineren Werten als eine Einzelknotenberechnung führen.
( )4
a3tNM EduEdu
⋅−⋅=
Folie 23 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
NEdf +NEdu
t
( )4
atN
2
aNM EduEdfEdf
+⋅+⋅=
Beanspruchungen
Wandmomente infolge Horizontallasten
Die Schnittgrößen aus vertikalen Lasten sind mit denen aus horizontalen Lasten zu überlagern.
Unter der Voraussetzung, dass das Gleichgewicht am Einzelstabsystem gewahrt bleibt, dürfen die Wandmomente nach bestimmten Kriterien umgelagert werden.
Die Umlagerung erfolgt zwischen gelenkiger Lagerung und Volleinspannung.
Die Ausmitten infolge vertikaler Lasten dürfen das Grenzkriterium e=0,45t nicht überschreiten.
Die Volleinspannmomente als erstes Grenzkriterium ergeben sich aus der Statik des Einzelstabes.
w
qo
ek=0,45t ek=0,45tcφ=0
Folie 24 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
ergeben sich aus der Statik des Einzelstabes.
Die Grenzmomente am Wandkopf- und fuß ergeben sich in Abhängigkeit der Normalkräfte.
Die Momentenumlagerung kann dann getrennt am Kopf und am Fuß für folgende Werte vorgenommen werden:
wobei eo,u die planmäßigen Lastausmitten infolge vertikaler Lasten sind.
a) b) c) d)
qu
ef<0,45t |ef|≤0,45tcφ>0
o,uo,u Nt45,0M ⋅⋅±≤
( )ud,ud,u et45,0NM ±⋅⋅±=∆
( )od,od,o et45,0NM ±⋅⋅±=∆
Beanspruchungen
Schnittgrößen für das vereinfachte Verfahren
Knotenmomente infolge Deckendrehwinkel
Die Biegemomente infolge des Auflagerdrehwinkels der Decken sind unter den Voraussetzungen des vereinfachten Verfahrens nicht zu berechnen, da deren Einflüsse bereits mit dem Abminderungsfaktor ΦS
berücksichtigt werden.
Wind senkrecht zur Wandebene
Eine explizite Berechnung von Wandmomenten infolge Wind ist jedoch nicht erforderlich. (Wird durch Anwendungsgrenzen abgedeckt.)
Wind in Wandebene
Ist die räumliche Steifigkeit des Gebäudes offensichtlich oder durch Nachweis gegeben und sind die
Folie 25 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Ist die räumliche Steifigkeit des Gebäudes offensichtlich oder durch Nachweis gegeben und sind die Wandscheiben am Wandkopf und Wandfuß durch konstruktive Maßnahmen gegen horizontale Verschiebung gesichert, darf der Einfluss aus Wind vernachlässigt werden. Andernfalls ist eine Berechnung durchzuführen.
Erddruck auf Kellerwände
Der Nachweis wird unter Einhaltung bestimmter Randbedingungen den Nachweis über minimale und maximale Auflasten führt. Eine explizite Berechnung der Schnittgrößen infolge Erddrucks ist nicht erforderlich.
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Dicke von Mauerwerkswänden
Für folgende Wandarten ist die effektive Dicke gleich der tatsächlichen Wanddicke zu setzen:• einschalige Wände• zweischalige Wände ohne Luftschicht bzw. verfüllt• einschaliges Verblendmauerwerk• Wände mit Randstreifenvermörtelung.
Es gilt: tt ef =
Folie 26 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Es gilt: tt ef =
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Dicke von Mauerwerkswänden mit Vorsatzpfeilern
a b
tPf
tW
Folie 27 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Ist eine einschalige Wand mit Vorsatzpfeilern kraftschlüssig verbunden, so dass diese Pfeiler als aussteifendes Bauteil herangezogen werden kann, darf die daraus resultierende zusätzliche Steifigkeit mit einem Steifigkeitsfaktor nach EN 1996-1-1, Tabelle 5.1 berücksichtigt werden.
Es gilt:
mit
tt tef ⋅ρ=
Pfeilerabstand/PfeilertiefePfeilerdicke / Wanddicke
1 2 3
6 1,0 1,4 2,010 1,0 1,2 1,420 1,0 1,0 1,0
Zwischenwerte dürfe durch lineare Interpolation berechnet werden.
a b
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Höhen von Mauerwerkswänden (Knicklängen)
Allgemein gilt:
Für die Berechnung der Knicklänge gilt auch im Mauerwerksbau die allgemeingültige Beziehung zwischen Stablänge und Lagerbedingungen.
efhshnβ
Folie 28 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Stablänge und Lagerbedingungen.
snef hh ⋅β=
mit hef Knicklänge der Wand. Auch effektive Länge genannt.
hS lichte Höhe der Wand
βn Abminderungsfaktor in Abhängigkeit der Lagebedingungen der Wand
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Höhen von Mauerwerkswänden (Knicklängen)
sh d,oN d,uN
Allgemein
snef hh ⋅ρ=
Folie 29 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Freistehende Wände
Auf die Berechnung der Knicklänge freistehender Wände wird in EN 1996-1-1 jedoch nicht eingegangen. Eine Möglichkeit der Berücksichtigung bietet an dieser Stelle auf die Gleichung nach DIN 1053-100.
3
NN21h2h d,ud,oSef
⋅+⋅⋅=
mit No,d Bemessungswert der Normalkraft am Wandkopf
Nu,d der Normalkraft am Wandfuß
hS lichte Höhe der Wand
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Höhen von Mauerwerkswänden (Knicklängen)
Zweiseitig gehaltene Wände
I.d.R. darf mit ρ2=1,00 gerechnet werden. Bei Einhaltung bestimmter konstruktiver Regeln darf ρ2=0,75 in Ansatz gebracht werden.
s2ef hh ⋅ρ=
Folie 30 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Dreiseitig gehaltene Wände
Ist der Abstand zwischen dem freien Rand der auszusteifenden Wand und der Mittelinie der aussteifenden Wand größer als 15·t, so ist die Wand wie ein zweiseitig gehaltene Wand zu behandeln.
22S2
3
l3h
1
1ρ⋅
⋅
⋅ρ+
=ρ l5,3hS ⋅≤bei
3,0h
l5,13 ≥
⋅=ρ bei l5,3hS ⋅>
l0
lk
l0=lk
Schlankheit von Wänden
Schlankheit von Mauerwerkswänden
Die Schlankheit von Mauerwerkswänden ist als Quotient von effektiver Höher hef (Knicklänge) und effektiver Dicke tef definiert. Die Schlankheit einer Mauerwerkswand darf den Wert von 27 nicht überschreiten.
Effektive Höhen von Mauerwerkswänden (Knicklängen)
Vierseitig gehaltene Wände
Ist der Abstand zwischen den Mittelinien der aussteifenden Wände größer als 30·t, so ist die Wand wie ein zweiseitig gehaltene Wand zu behandeln.
Folie 31 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
zweiseitig gehaltene Wand zu behandeln.
bei
bei
22S2
4
lh
1
1ρ⋅
⋅ρ+
=ρ l15,1hS ⋅≤
s4 h
l5,0 ⋅=ρ
l15,1hS ⋅>
l0
lk
Beanspruchbarkeiten
Elastizitäts- und Festigkeitskennwerte von Mauerwerk
Symbol Beschreibung
Materialgrundwerte
fb Normierte Druckfestigkeit eines Mauersteins
fbz Rechenwert der Steinzugfestigkeit
fm Druckfestigkeit des Mauermörtels
fk Mauerwerksdruckfestigkeit
fvk0Schubfestigkeit von Mauerwerk ohne Auflast, entspricht der abgeminderten Haftscherfestigkeit
Folie 32 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Haftscherfestigkeit
maxfxk1 Maximalwert der Biegefestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen
maxfxk2 Maximalwert der Biegefestigkeit parallel zu den Lagerfugen
fvlt Höchstwert der Schubfestigkeit, entspricht maxfvk nach DIN 1053-100.
Ek Kurzzeit-Elastizitätsmodul von Mauerwerk
Gk Schubmodul von Mauerwerk
abgeleitete Festigkeitswerte
Ek,longterm Langzeit-Elastizitätsmodul von Mauerwerk
fxk1 Biegefestigkeit bei Biegung senkrecht zu den Lagerfugen
fxk2 Biegefestigkeit bei Biegung parallel zu den Lagerfugen
fvk Schubfestigkeit von Mauerwerk
Beanspruchbarkeiten
Bemessungswerte der Elastizitäts- und Festigkeitskennwerte
Die Bemessungswerte der Festigkeiten ergeben sich aus deren charakteristischen Werten dividiert durch den Teilsicherheitsfaktor für Widerstände γM.
Material
γγγγM
Klassed)
1 2 3 4 5
A Steine der Kategorie I und Mörtel nach Eignungsprüfung a) 1,5 1,7 2,0 2,2 2,5
Regelungen nach EN 1996-1-1
Folie 33 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
A Steine der Kategorie I und Mörtel nach Eignungsprüfung a) 1,5 1,7 2,0 2,2 2,5
B Steine der Kategorie I und Rezeptmörtel b) 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7
C Steine der Kategorie II a) b) c) 2,0 2,2 2,5 2,7 3,0
a) Mörtel nach Eignungsprüfung nach EN 998-2 und EN 1996-2
b) Rezeptmörtel nach EN 998-2 und EN 1996-2
c) Wenn der Variationskoeffizient nicht größer als 25% ist.
d) Klassen der Ausführungskontrolle nach EN 1996-1-1, A1
Beanspruchbarkeiten
Bemessungswerte der Elastizitäts- und Festigkeitskennwerte
Die Bemessungswerte der Festigkeiten ergeben sich aus deren charakteristischen Werten dividiert durch den Teilsicherheitsfaktor für Widerstände γM.
Regelungen nach ÖNORM B 1996-1-1
Material γγγγM
A Steine der Kategorie I und Mörtel nach Eignungsprüfung a) 2,0
In ÖNORM B 1996-1-1, Abs. 4.1 werden die Teilsicherheitsbeiwerte für die Tragwiderstände explizit geregelt. Es wird hierbei nicht zwischen den Mauersteingruppen unterschieden. Die Werte sind nur von der Mauersteinkategorie und dem Mörtelart abhängig.
Folie 34 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
A Steine der Kategorie I und Mörtel nach Eignungsprüfung a) 2,0
B Steine der Kategorie I und Rezeptmörtel b) 2,2
C Steine der Kategorie II a) b) c) 2,5a) Mörtel nach Eignungsprüfung nach EN 998-2 und EN 1996-2
b) Rezeptmörtel nach EN 998-2 und EN 1996-2
c) Wenn der Variationskoeffizient nicht größer als 25% ist.
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Bemessung nach dem genaueren Berechnungsverfahren
Das allgemeine Bemessungsverfahren nach EN 1996-1-1, Abs. 6 stellt im Sinne der DIN 1053 das genauere Bemessungsverfahren dar, bei dem die Ausmitten infolge vertikaler und horizontaler Einwirkungen explizit ermittelt werden müssen.
Bemessung von Mauerwerk
• unter vertikaler Belastung• unter Schubbelastung • durch Horizontallasten auf Plattenbiegung beanspruchte Wände• Mauerwerk unter kombinierter Belastung vertikal/Plattenbiegung• bewehrtes Mauerwerk (inkl. Flachstürze)
Nachweise nach EN 1996-1-1
Folie 35 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• bewehrtes Mauerwerk (inkl. Flachstürze)• vorgespanntes Mauerwerk• eingefasstes Mauerwerk
Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
• unter Druckbeanspruchung• Querschnittstragfähigkeit• Knicksicherheit• Teilflächenpressung
• unter Schubbeanspruchung (Scheibenschub, Plattenschub)• unter Biegebeanspruchung
• Biegung mit Zug senkrecht zu den Lagerfugen• Biegung mit Zug parallel zu den Lagerfugen
Zu führende Nachweise
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung
Bei der Bestimmung des Tragwiderstandes darf vom Ebenbleiben der Querschnitte ausgegangen werden. Die Zugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen darf null gesetzt werden, so dass mit vollständig versagender Zugzone gerechnet wird. Die Nachweisführung erfolgt auf Kraftebene.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
d,Rd,E NN ≤
Druckbeanspruchung
Folie 36 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Druckbeanspruchung
Querschnittstragfähigkeit Knicken Teilflächenpressung
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - QuerschnittstragfähigkeitNachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft.
Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft.
für Wände mit
d,Rd,E NN ≤
d,EN
d,RN
dd,R fAN ⋅⋅Φ=
2m1,0A <( )A37,0fAN ⋅+⋅⋅⋅Φ=
2m1,0A ≥
Folie 37 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
für Wände mit
A Bruttoquerschnittsfläche der Wand in m²
Abminderungsfaktor am Wandkopf und –fuß
Abminderungsfaktor in Wandmitte
2m1,0A <( )A37,0fAN dd,R ⋅+⋅⋅⋅Φ=
u,oΦ=Φ
mΦ=Φ
• Die Nachweise erfolgen unter Annahme der Ausbildung eines rechteckigen Spannungsblock.• Nachweisstellen: Wandkopf und -fuß, in halber Wandhöhe• Empfehlung: Bei Horizontalbelastung senkrecht zur Plattenebene auch an der Stelle der größten Biegebeanspruchung.
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Querschnittstragfähigkeit
Der Abminderungsfaktor Φo,u berücksichtigt den traglastmindernden Einfluss der Exzentrizität der Normalkraft infolge planmäßiger Ausmitten.
Ermittlung der Abminderungsfaktoren ΦΦΦΦo,u
mit
Ausmitte infolge Deckendrehwinkel und planmäßige Ausmitte infolge horizontaler Lasten
t
e21
u,ou,o ⋅−=Φ
t05,0eeee inithe0u,o ⋅≥++=
d
dhe0 N
Mee =+
Folie 38 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• Entsprechend EN 1996-1-1, Abs. 5.5.1.1 (3) ist die ungewollte Ausmitte konstant über die ganze Höhe der Wand anzunehmen.
• Es ist eine Mindestexzentrizität von 5% der Wanddicke anzusetzen.
horizontaler Lasten
ungewollte Ausmitte nach EN-1996-1-1, Abs. 5.5.1.1
dN
450
he efinit =
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Knicknachweis
•Der Abminderungsfaktor φm zur Berücksichtigung des Knickens ist nach EN 1996-1-1, Anhang G zu berechnen. •Dieser Anhang ist informativ und kann durch Nationale Anhänge modifiziert oder ersetzt werden.
Ermittlung der Abminderungsfaktoren ΦΦΦΦm
mitFaktor zur Berücksichtigung
der planmäßigen Ausmitte
Exponent für
2
u
1m
2
eA−
⋅=Φ
t
e21A mk
1 ⋅−=
063,0u
−λ=
0.6
0.8
1
ΦΦ ΦΦm
Folie 39 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Die Anhänge A-J bleiben informativ. Es werden keine weiteren Regelungen getroffen. Es ist also sinnvoll, sich der deutschen Argumentation anzuschließen und das E-Modul mit 700·fk in Rechnung zu stellen.
Exponent für
Logarithmusfunktion
bezogene Schlankheit
der Wand
t
e17,173,0
063,0u
mk⋅−
−λ=
k
k
ef
ef
E
f
t
h⋅=λ
Regelung nach ÖNORM B 1996-1-1
Exponent für Logarithmusfunktion
t
e313,19
67,1t
h
umk
ef
ef
⋅−
−
=
0
0.2
0.4
0 5 10 15 20 25 30
hef/tef
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Knicknachweis
Der Nachweis ist grundsätzlich in halber Wandhöhe zu führen.
Ermittlung der maßgebenden Ausmitte für den Knicknachweis emk
Ausmitte der Last in halber Wandhöhe
mit
Planmäßige und ungewollte Ausmitte
Ausmitte infolge Kriechens
t05,0eee kmmk ⋅≥+=
t05,0eeee inithe0m ⋅≥++=
ef eth
002,0e ⋅⋅⋅Φ⋅=
Folie 40 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• Der empfohlene Wert von λc = 15 wird übernommen. • Die Ausmitte infolge Kriechen ist demnach nur bei Schlankheiten von λc > 15 in Rechnung zu stellen.• Bei Schlankheiten von kleiner oder gleich 15 ist ek=0 zu setzen.
Regelung nach ÖNORM B 1996-1-1
Ausmitte infolge Kriechens
• Der Einfluss infolge Kriechens darf vernachlässigt werden, wenn λc nicht überschritten wird.• In EN 1996-1-1, Abs. 6.1.2 (2) wird ein Wert von λc = 15 empfohlen.• Jedes Land kann in Abhängigkeit der Größe des Endkriechwertes eine Unterscheidung für verschiedene Mauerwerksarten vornehmen.
mef
efk et
t
h002,0e ⋅⋅⋅Φ⋅= ∞
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Teilflächenpressung
Der Nachweis wird in der Auflagerfuge geführt. Lastausbreitung ist bei Knicknachweis zu berücksichtigen.
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert der einwirkenden Einzellast
Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft der Teilfläche
RdcEdc NN ≤
EdcN
RdcN
Folie 41 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Anwendungsvoraussetzung:
Die Lastausmitte der Einzellast beträgt höchsten ein Viertel der Wanddicke.
Mauerwerk aus Mauersteinen der Gruppe 1, hergestellt nach EN 1996-1-1, Abs. 8 mit voller Lagerfuge.
In anderen Fällen.
RdcN
dbRdc fAN ⋅⋅β=
dbRdc fAN ⋅=
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Teilflächenpressung
Wenn die Randbedingungen erfüllt sind, darf der β wie folgt berechnet werden:
Lasterhöhungsfaktor
Erhöhungsfaktor
Begrenzung des Erhöhungsfaktors
⋅−⋅
⋅+=β
ef
b
c
1
A
A1,15,1
h
a3,01
5,1h2
a25,10,1
c
1 ≤
⋅+≤β≤
a1
Folie 42 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bei Lasteinleitungsbalken mit Mindestabmessungen darf pauschal β=1,5 gesetzt werden.
NEdc NEdc NEdc
lefm lefm
lefm
hc
hc/
2
h
a1
NEdc
b
≥3·b
≥20 cm
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Schubbeanspruchung
Beim Nachweis im Grenzzustand der Schubbeanspruchung wird nicht in Scheiben- und Plattenschub unterschieden. Weiterhin wurde in Deutschland hinsichtlich der Schubspannungsverteilung zwischen kurzen, mehr zur Balkentheorie tendierenden Wänden und Scheiben unterschieden, und zwar über den Faktor c zur Berücksichtigung der Verteilung der Schubspannungen. Bei dem Nachweisformat nach EN 1996-1-1 müssen diese Einflüsse über die Schubfestigkeit abgebildet werden.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
RdEd VV ≤
V
VE,d
NE,d
Folie 43 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bemessungswert der einwirkenden Schub
Bemessungswert der aufnehmbaren Schubkraft
Bemessungswert der Schubfestigkeit
Überdrückte Länge bzw. Breite
Bei Scheibenschub Wanddicke, bei Plattenschub Wandlänge
EdV
MvkcRd ftlV γ⋅⋅=
vdf
cl
t
Im Zusammenhang mit Schub werden überdrückte Längen stets mit dem Spannungsdreieck bestimmt, nicht mit dem Spannungsblock!
lc
( )bd0vkvk f065,0&4,0fminf ⋅σ⋅+=
( )bd0vkvk f045,0&4,0f5,0minf ⋅σ⋅+⋅=
bei Stoßfugenver-mörtelung, sonst
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis bei Biegebeanspruchung
Im Grenzzustand der Biegebeanspruchung ist zwischen Biegung senkrecht und parallel zu den Lagerfugen zu unterscheiden. Weiterhin wird in EN 1996-1-1 explizit zwischen Wänden, die mit Ausnahmen des Eigengewichtes nur mit Horizontallasten auf Plattenbiegung beansprucht werden und Wänden, die sowohl horizontal als auch vertikal beansprucht werden.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert des einwirkenden Biegemomentes
RdEd MM ≤
EdM
ZfM ⋅=
Folie 44 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bemessungswert des aufnehmbaren Biegemomentes
Bemessungswert der Biegefestigkeit
Elastisches Widerstandsmoment der Wand
xdf
Z
ZfM xdRd ⋅=
Die Biegefestigkeiten fxk1 und fxk2 dürfen berücksichtigt werden
• bei der Bemessung unter Windlasten oder anderer horizontaler Lasten infolge außergewöhnlicher Einwirkungen, jedoch nicht bei Erdbeben.
• Bei der Bemessung unter Erd- und Wasserdruck sollte die Biegefestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen fxk1nicht verwendet werden.
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Bemessung nach dem vereinfachten Berechnungsverfahren
Das vereinfachte Bemessungsverfahren nach EN 1996-3 entspricht im Grunde dem ÖNORM 3350, bei dem die Ausmitten infolge vertikaler und horizontaler Einwirkungen nicht explizit ermittelt werden müssen.
Bemessung von Mauerwerk
• für vertikal und durch Wind beanspruchte Wände• Wände unter Einzellasten• für Wandscheiben unter Schubbeanspruchung• für auf erddruckbeanspruchte Kellerwände• für begrenzt horizontal aber nicht vertikal beanspruchte Wände (leichte innere Trennwände)• für gleichmäßig horizontal aber nicht vertikal beanspruchte Wände (Ausfachungswände)
Nachweise nach EN 1996-3
Folie 45 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
• für gleichmäßig horizontal aber nicht vertikal beanspruchte Wände (Ausfachungswände)• kein Nachweis von außergewöhnlichen Einwirken (auch Erdbeben)
Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
• unter Druckbeanspruchung• Querschnittstragfähigkeit• Knicksicherheit• Teilflächenpressung
• unter Scheibenschubbeanspruchung infolge Wind• Spezielle Nachweise für spezielle Bauteile
Zu führende Nachweise
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Anwendungskriterien
Die Anwendungsgrenzen für das vereinfachte Verfahren unterteilen sich in globale konstruktive Anforderungen und in lastabhängige Grenzkriterien, die für jede Lastkombination erneut geprüft werden müssen.
1. Ha ≤ Hm, nach ÖNORM B 1996-3 ist Hm = 20 m
2. Hs ≤ 3,2 m bzw. bei Gebäudehöhe über 7,0 m Hs ≤ 3,2 m
3. Deckenstützweite ls ≤ 7,0 m, bei leichtgewichtigen Fachwerkträgern gilt ls ≤ 14,0 m
Allgemeine Anwendungsgrenzen
Folie 46 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
ls ≤ 14,0 m
4. q0 ≤ 5,0 kN/m²
5. Auflagertiefe mindesten 40% der Wanddicke, jedoch mindestens 75 mm
6. Endkriechzahl maximal 2,0
7. Keine größeren Versätze in übereinanderstehenden Wänden
(a) (b)
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Dienen Wände als Endauflager von Geschossdecken, so sind zusätzliche Grenzwerte der Deckenstützweite einzuhalten. Der allgemeine Grenzwert der Deckenstützweite von 7,0 m darf in Abhängigkeit von Wanddicke und Mauerwerksdruckfestigkeit nur dann als Kriterium herangezogen werden, wenn gilt:
Zusätzliche Anwendungsgrenzen für Wände als Endauflager
mitdGEd fbtkN ⋅⋅⋅≤
Anwendungskriterien
Die Anwendungsgrenzen für das vereinfachte Verfahren unterteilen sich in globale konstruktive Anforderungen und in lastabhängige Grenzkriterien, die für jede Lastkombination erneut geprüft werden müssen.
Folie 47 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
mitNEd Bemessungswert der vertikalen Belastungt tatsächliche Dicke der Wand bzw. der tragenden Schaleb Breite über die die vertikale Belastung wirktfd Bemessungswert der MauerwerksdruckfestigkeitkG 0,2 für Mauersteine der Gruppe 1, ansonsten 0,1
Ist dieses Kriterium nicht eingehalten sind drei weitere Kriterien als Begrenzung der maximal zulässigen Deckenspannweite als Funktion der Wanddicke und der Mauerwerksdruckfestigkeit zu überprüfen:
N/mm² 5,2ffür m 6,0
N/mm² 5,2ffür m 0,7
t105,4
minl
d
d
≤
>
⋅+
≤
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Dienen Wände als Endauflager von Geschossdecken und werden diese durch Windlast beansprucht, darf der vereinfachte Nachweis nur dann angewendet werden, wenn die folgende Bedingung für die rechnerische Wanddicke sichergestellt ist.
Zusätzliche Anwendungsgrenzen für Wände unter Windbeanspruchung
hchbqc
t 2
2Ewd1 ⋅+
⋅⋅⋅≥
Anwendungskriterien
Die Anwendungsgrenzen für das vereinfachte Verfahren unterteilen sich in globale konstruktive Anforderungen und in lastabhängige Grenzkriterien, die für jede Lastkombination erneut geprüft werden müssen.
αααα c c
Folie 48 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
mit
qEwdBemessungswert der Windlast als Flächenlast
c1, c2 Konstanten, siehe nachfolgende Tabelle
b Breite, über die die vertikale Belastung wirkt
h lichte Wandhöhe
NEd Bemessungswert der vertikalen Belastung
Auslastungsgrad der Querschnitts-tragfähigkeit unter zentrischer Druckbeanspruchung
hcN
t 2Ed
⋅+≥
d
Ed
fbt
N
⋅⋅=α
αααα c1 c2
0,05 0,12 0,017
0,10 0,12 0,019
0,20 0,14 0,022
0,30 0,15 0,025
0,50 0,23 0,031
Zwischenwerte dürfen linear interpoliert werden.
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung
Der Nachweis der Tragfähigkeit einer Wand unter vertikaler Druckbeanspruchung erfolgt nach dem gleichen Format des genaueren Verfahrens in Form des Vergleichs der Bemessungswerte der einwirkenden und widerstehenden Normalkräfte im Grenzzustand der Tragfähigkeit. Zur Berücksichtigung von traglastmindernden Einflüssen infolge klaffender Fugen, Deckenverdrehung über den Auflagern und Theorie II. Ordnung wurden entsprechende Abminderungsfaktoren eingeführt.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
d,Rd,E NN ≤
Folie 49 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Druckbeanspruchung
Querschnittstragfähigkeit Knicken Teilflächenpressung
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung - QuerschnittstragfähigkeitNachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft
Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft
d,EN
dSd,R fAN ⋅⋅Φ=
Φ
Φ=Φ
u,o,S
m,SS min
d,Rd,E NN ≤
V
NE,d
Folie 50 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bei großer Lastausmitte in Wandlängsrichtung empfiehlt sich eine zusätzliche Abminderung der
aufnehmbaren Normalkraft um den Faktor ΦS,1 aus Teil 1-1 (Querschnittstragfähigkeit aus Spannungsblock).
Faktor zur Berücksichtigung des Einflusses nach Theorie II. Ordnung.Faktor zur Berücksichtigung des traglastmindernden Einflusses der Deckenverdrehung im Auflager
Φ u,o,S
m,SΦ
u,o,SΦ
Φ⋅Φ
Φ⋅Φ=Φ
u,o,S1,S
m,S1,SS min
Wand
l1,S l
e21 ⋅−=Φ
lc
VE,d
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Knicknachweis
Der Abminderungsfaktor ΦS,m berücksichtigt näherungsweise die in den Anwendungsgrenzen des vereinfachten Verfahrens auftretenden Exzentrizitäten der Normalkräfte in Wandmitte. Dies umfasst:• die planmäßige Ausmitte infolge exzentrischer Lasten • die ungewollte Ausmitte infolge eventueller Imperfektionen• die zusätzliche Verformung nach Theorie II. Ordnung. • es wird vorausgesetzt, dass nur Biegemomente infolge der Deckendrehwinkel und infolge Winds auftreten.• maximal zulässige Knickschlankheit von 27
Ermittlung der Abminderungsfaktoren ΦΦΦΦS,m
2m,S 0011,085,0 λ⋅−=Φ 1
Folie 51 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
mit
Schlankheit der Wand
Knicklänge der Wand
effektive Wanddicke nach Teil 1
ef
ef
t
h=λ
efh
eft
Die Gleichung enthält zwei Terme, wobei die Konstante 0,85 den Einfluss infolge planmäßiger und unplanmäßiger Exzentrizität und der zweite Teil den Einfluss nach Theorie II. Ordnung erfasst.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 5 10 15 20 25 30
hef/tef
ΦΦ ΦΦm
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Deckendrehwinkel
Dient die nachzuweisende Wand als Endauflager für Decken oder sind die Spannweiten von durchlaufenden Decken unterschiedlich, so ist zusätzlich zu überprüfen, ob nicht die Abminderungsfaktoren ΦS maßgebend werden. Diese Abminderungsfaktoren berücksichtigen die Traglastminderung infolge Deckenverdrehung im Auflager. Die sich in Wandmitte ergebenden Einflüsse sind mit dem Faktor ΦS,m abgedeckt.
Ermittlung der Abminderungsfaktoren ΦΦΦΦS,o,u
bei Wänden im obersten Geschoss
≤−=Φ4,0
85,0
8
l3,1 ef,f
s
0.8
1
Folie 52 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
mit
effektive Stützweite der Decke in [m]
bei einachsig gespannten Einfeldsystemen
bei einachsig gespannten Durchlaufsystemen und zweiachsig gespannten Einfeldsystemen
bei zweiachsig gespannten Durchlaufsystemen
ef,fl
fef,f ll =
fef,f l7,0l ⋅=
fef,f l5,0l ⋅=0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
lf,ef
ΦΦ ΦΦs
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Teilflächenpressung
Der Nachweis ist grundsätzlich in der Auflagerfuge zu führen.
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft unterhalb der Einzellast unter Berücksichtigungweiterer vertikaler Einwirkungen.
Bemessungswert der aufnehmbaren Normalkraft der Teilfläche.
RdcEdc NN ≤
EdcN
RdcN
Folie 53 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Für den Ansatz des Erhöhungsfaktors für Teilflächenpressung sind folgende Randbedingungen einzuhalten:
• Auflagerfläche ist kleiner als 25% der Bruttoquerschnittsfläche.• Die Lastausmitte der Einzellast beträgt höchsten ein Viertel der Wanddicke.• Es wird ein Knicknachweis in halber Wandhöhe unter Berücksichtigung der Lastausbreitung geführt.
Mauerwerk aus Mauersteinen der Gruppe 1, hergestellt nach EN 1996-1-1, Abs. 8 mit voller Lagerfuge.
In anderen Fällen.
RdcN
dbRdc fAN ⋅⋅β=
dbRdc fAN ⋅=
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-3
Nachweis bei Druckbeanspruchung - Teilflächenpressung
Wenn die Randbedingungen erfüllt sind, darf der β wie folgt berechnet werden:
Hinweis:
Lasterhöhungsfaktor
Erhöhungsfaktor
Begrenzung des Erhöhungsfaktors5,12,1 ≤β≤
5,1h
a4,02,1
c
1 ≤
+=β
Folie 54 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Im ungünstigsten Fall beträgt die nutzbare Erhöhung der Mauerwerksdruck also 20%, im günstigsten 50%.
Bemessung nach ÖNORM EN 1996-1-1
Nachweis von aussteifenden Wandscheiben
Bei vereinfachten Nachweisverfahren bleiben Zwangsmomente infolge Deckendrehwinkel und Horizontallasten, die Plattenschub verursachen, außer Betracht. Somit bezieht sich der zu führende Schubnachweis auf die Schubtragfähigkeit in Wandlängsrichtung.
Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
mit
Bemessungswert der einwirkenden Schubkraft
Bemessungswert der Schubtragfähigkeit in Wandlängsrichtung
RdEd VV ≤
EdV
RdV
Folie 55 Bemessung von unbewehrtem Mauerwerk nach ÖNORM EN (B) 1996
Bemessungswert der Schubtragfähigkeit in Wandlängsrichtung
cv=3,0 Mauerwerk mit vermörtelten Stoßfugen
cv=1,5 Mauerwerk mit unvermörtelten Stoßfugen
l Länge der Wand in Richtung der Biegebeanspruchung
Lastexzentrizität der Bemessungslasten in Scheibenrichtung. Es ist darauf zu achten, dasseine Mindestexzentrizität von l/6 anzusetzen ist.
Bemessungswert der Haftscherfestigkeit
Bemessungsgrenzwert der Schubfestigkeit. Ist für fvlt kein Wert bzw. keine Funktionangegeben, gilt der im Nationalen Anhang festgelegte Grenzwert.
RdV
vduEdM
EdvdoEdvRd fte
2
l3
N4,0fte
2
lcV ⋅⋅
−⋅≤
γ+⋅⋅
−⋅=
6
l
N
Me
Ed
EdEd ≥=
M
0vk0vd
ff
γ=
M
vltvdu
ff
γ=
Statik-Infotage Frühjahr 2009ÖNORM EN (B) 1996ProduktpräsentationDipl.-Ing. Heidrun Nitzsche