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Technik & Verarbeitung 1/17

Lastenbefestigung an Rigips® Wandkonstruktionen

Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen technischen Kenntnissen und Erfahrungen sowie auf den entsprechenden EN-Normen der neuesten gültigen Fassungen, Nachweisen durch allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse. Technische Veränderungen von EN-Normen, Baustoffen und ihren Eigenschaften oder unserer Systeme können eine teilweise oder komplette Neubewertung des Sachverhaltes notwendig werden lassen. Die hier abgedruckten Angaben befreien den Verwender wegen der Fülle möglicher Einflüsse bei der Verarbeitung und Anwendung unserer Produkte nicht von eigenen Prüfungen und Versuchen und stellen nur allgemeine Richtlini-en dar. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für einen konkreten Einsatzzweck kann hieraus nicht abgeleitet werden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestimmungen sind vom Verwender stets in eigener Verantwortung zu beachten. Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, behalten wir uns vor. Weiterhin verweisen wir auf die allgemeinen Geschäftsbedingungen der Rigips AG in Bezug auf technische Beratungen.

Technik & Verarbeitung 1/17

Lastenbefestigung an Rigips Wand-konstruktionen

Mit gypsum4wood liefert Rigips neue Er-kenntnisse für die Befestigung von Konsol-lasten an mit Rigips® Gips- und Gipsfaser-platten beplankten Holz- und Metallstän-derwänden. Entgegen der immer noch vorherrschenden landläufigen Meinung sind Gipsplatten-Beplankungen durchaus zur Befestigung von – auch hohen – Lasten geeignet. Kon-krete, einheitliche Angaben zu möglichen Befestigungsmitteln und deren Tragfähig-keit lassen sich jedoch nicht so leicht finden.

In umfangreichen Voruntersuchungen der Rigips AG wurden zunächst die beeinflus-senden Rahmenbedingungen der Tragfä-higkeit genauer erforscht und dann ein Prüfprogramm entwickelt, dessen Ergebnis-se nun die Beanspruchbarkeiten der wich-tigsten marktüblichen Befestigungsmittel für das Rigips Plattenangebot liefern. Die vorliegende Dokumentation zeigt auf, dass auch an mit Gipsplatten beplankten Wän-den durchaus hohe Lasten befestigt werden können. Ihren Ansprechpartner finden Sie unter www.gypsum4wood.ch


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Inhalt

1 Grundlagen 4 1.1 Einflüsse auf die Belastbarkeit von Befestigungsmitteln 4 1.1.1 Auszugsrichtung 4

1.1.2 Beplankungsausführung 4 1.2 Das Prüfverfahren 5

2 Lastenbefestigung mit Dübel 6 2.1 Angaben der Dübelhersteller 7

3 Lastenbefestigung mit Schrauben 8 3.1 Vorgaben für Schraubenbefestigungen 8

4 Maximale Konsollasten für Rigips® Wandkonstruktionen 9

4.1 Bemessung der Konsollasten 10 4.2 Tabellen für Befestigungsvarianten 11 4.2.1 Riduro

® 11

4.2.2 Rigidur® H 11

4.2.3 Rigips® Feuerschutzplatte RF 12

4.2.4 Rigips® Bauplatte RB 12

4.2.5 Rigips Alba® und Alba®balance 12

4.2.6 Rigips® Habito 13

4.2.7 Duraline® 13

4.2.8 Rigips® Duo’Tech 14

4.2.9 Rigips® Glasroc H 14

5 Literaturhinweise 15

Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen technischen Kenntnissen und Erfahrungen sowie auf den entsprechenden EN-Normen der neuesten gültigen Fassungen, Nachweisen durch Allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse. Technische Veränderungen von EN-Normen, Baustoffen und ihren Eigenschaften oder unserer Systeme können eine teilweise oder komplette Neubewertung des Sachverhaltes notwendig werden lassen. Die hier abgedruckten Angaben befreien den Verwender wegen der Fülle möglicher Einflüsse bei der Verarbeitung und Anwendung unserer Produkte nicht von eigenen Prüfungen und Versuchen und stellen nur allgemeine Richtlini-en dar. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für einen konkreten Einsatzzweck kann hieraus nicht abgeleitet werden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestimmungen sind vom Verwender stets in eigener Verantwortung zu beachten. Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, behalten wir uns vor. Weiterhin verweisen wir auf die allgemeinen Geschäftsbedingungen der Rigips AG in Bezug auf technische Beratungen.

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1 Grundlagen

Es gibt aktuell keine gültige Norm, die eindeutig festlegt, in welcher Form Belastbarkeiten von Befestigungs-mitteln zu eruieren sind. Etliche Hersteller haben daher ihre eigenen Prüfmethoden oder ermitteln Trag-fähigkeiten sogar an ganz anderen Baustoffen und versehen diese Werte dann mit selbst definierten Sicher-heitsfaktoren. Dies führt jedoch häufig zu nicht alltagsgerechten Tragfähigkeitswerten. In umfangreichen Voruntersuchungen der Rigips AG wurden zunächst die tragfähigkeitsbeeinflussenden Rahmenbedingungen genauer erforscht und dann ein Prüfprogramm entwickelt, dessen Ergebnisse nun die Beanspruchbarkeiten der wichtigsten marktüblichen Befestigungsmittel für die Rigips® Gips- und Gipsfaser-platten liefern. Die Rahmenbedingungen für Holz- und Trockenbau Wandkonstruktionen gemäss Rigips Verarbeitungsricht-linien sind grundsätzlich zu beachten und einzuhalten.

1.1 Einflüsse auf die Belastbarkeit von Befestigungsmitteln

Die Belastbarkeit und das Verhalten von Befestigungsmitteln für mit Gips- und Gipsfaserplatten beplankte Holz- und Metallständerwänden hängt, nebst dem Befestigungsmittel selbst, von den folgenden Faktoren ab.

1.1.1 Auszugsrichtung

Dübel werden in den seltensten Fällen rein auf Zug oder Abscheren beansprucht. Rigips hat für alle Aus-zugswinkel zwischen 0° (Zug) und 90° (Abscheren) die entsprechenden Auszugsfestigkeiten ermittelt. Für die Eruierung der maximalen Belastung F [kg] in Bezug auf den Schwerpunktabstand wurde die kombinierte Beanspruchung berücksichtigt.

1.1.2 Beplankungsausführung

Beplankungen von Holz- und Metallständern werden aus Einzelplatten zusammengesetzt, die nicht selten kürzer als die Raumhöhe sind. Somit sind gespachtelte Querfugen unumgänglich. Es wurden daher ein- und mehrlagige Konstruktionen getestet, bei denen die Dübel im Bereich einer mit Rigips® VARIO Fugenspachtel gefüllten Fuge angeordnet waren. Bei zweilagigen Konstruktionen wurde die Spachtelfuge sowohl in der ersten als auch in der zweiten Beplankungslage angeordnet. Daraus resultierend wirkt sich eine fachgerecht gespachtelte Fuge mit Rigips® Spachtelmassen nicht negativ auf die Tragfähigkeiten der Dübel aus. Vielmehr bewirkt sie sogar eine Festigkeitssteigerung, wo hingegen eine unverspachtelte Fuge eine deutlich abgemin-derte Dübeltragfähigkeit bewirkt.



1.2 Das Prüfverfahren

Nach Auswertung der eingangs beschriebenen Voruntersuchungen wurden optimierte Prüfszenarien am Kleinprüfstand entwickelt, die realistische Auszugswerte liefern und reale Einbausituationen widerspiegeln. Im Kleinprüfstand wurden die Tragfähigkeiten von unterschiedlichen Platten-/ Dübelkombinationen ermit-telt. Für repräsentative Prüfkombinationen wurden die im Kleinprüfstand ermittelten Werte anhand von Grossversuchen im Wandprüfstand mit hinreichender Korrelation verifiziert. In den Grossversuchen wurden im Vergleich zu den Kleinversuchen durchwegs höhere Tragfähigkeiten ermittelt, was eine zusätzliche Sicherheit für die resultierenden Konsollasten ergibt.



2 Lastenbefestigung mit Dübel

Es wurden zahlreiche Voruntersuchungen durchgeführt, die das Verhalten von unterschiedlichen Veranke-rungsprinzipien eines Dübels betrachten und die es nun ermöglichen, verschiedene Dübelarten in drei we-sentliche Produktgruppen zusammen zu fassen. Gipsplattendübel… …. zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich üblicherweise mittels eines Gewindes im Kern der Gipsplatte verankern. Als Versagensart wurde bei allen Gipsplattendü-beln, sowohl aus Kunststoff als auch bei solchen aus Metall, das schlagartige Her-ausziehen des Dübels aus dem Gipskern beobachtet. Gipsplattendübel weisen im Vergleich zu anderen Dübelvarianten die geringsten Tragfähigkeiten auf.

Hohlraumdübel aus Kunststoff… …. stützen sich auf der Plattenrückseite ab, wobei die Befestigung des Anbauteils durch eine Schraube erfolgt, die sich in den Kunststoff des Dübels hineinschneidet. Als Versagensart wurde einerseits ein Herausziehen des Dübels aus dem Platten-material, mit deutlicher Ausprägung eines Ausbruchkegels, oder aber das Heraus-ziehen der Schraube aus dem Kunststoff des Dübels festgestellt (Gewindeversa-gen). Die verwendeten Kunststoffe können sehr unterschiedliche Festigkeiten auf-weisen, so dass hier grundsätzlich die Tragfähigkeiten, die der Dübelhersteller an-gibt, massgebend sind. Aufgrund des Gewindeversagens wird empfohlen, sofern keine weitere Einschränkung durch den Dübelhersteller erfolgt, auch bei mehrlagi-gen Beplankungen eine Begrenzung der Tragfähigkeit auf maximal 60 kg pro Dübel anzunehmen.

Hohlraumdübel aus Metall … …. stützen sich ebenfalls auf der Plattenrückseite ab. Allerdings bilden sie in den meisten Fällen eine Einheit mit der Befestigungsschraube. Hier wurden Versagens-arten festgestellt, die jegliche Art von Materialversagen wiederspiegelten wie z.B. Plattenbruch, Auszugskegel, Dübelversagen und viele mehr. Hohlraumdübel aus Metall weisen somit im Vergleich zu anderen Dübelvarianten die höchsten Trag-fähigkeiten auf.



2.1 Angaben der Dübelhersteller

Aufgrund des eingangs schon beschriebenen, nicht genormten Prüfverfahrens für Dübel in Gips- und/oder Gipsfaserplatten, können sich die von den Dübelherstellern angegebenen Lasten teils stark von den kommu-nizierten Rigips-Werten unterscheiden. Viele Dübelhersteller verwenden in ihren Unterlagen die nachfolgend aufgeführten Bezeichnungen. Zulässige Lasten Fzul basieren in den meisten Fällen auf charakteristischen Werten, dividiert durch eine globale Sicherheit 3, in manchen Fällen auch mit einer Sicherheit 5. Empfohlene Lasten Fempf sind vom Dübelhersteller empfohlene Lasten, meist ohne Angaben von Sicherheiten oder Prüfmethoden. Bruchlasten FBruch sind die Bruchlasten des Dübels (meist bei Metalldübeln) ohne Angabe des Untergrundes in denen sie befestigt werden. Üblicherweise finden sich lediglich Angaben zu Gipsplatten, wobei dort keine Unterscheidung hinsichtlich der Plattentypen vorgenommen wird. Einige Hersteller geben Werte für die Gesamtdicke der Beplankung (z.B. 25 mm) ohne die Anzahl der Lagen (z.B. 2 x 12,5 mm) an. Dann wiederum werden Mindestdicken oder genaue Plattendicken angegeben. Konkrete Angaben zu Gipsfaserplatten finden sich nur in einigen Fällen. Grundsätzlich gilt es bei der Verwendung von Dübeln die Verarbeitungshinweise und Angaben zu den zuläs-sigen Lasten der Dübelhersteller zu beachten. Rigips empfiehlt stets Qualitätsprodukte von namhaften Her-stellern zu verwenden. Diese bieten geprüfte Verarbeitungs- und Materialqualität und damit in Kombination mit den bewährten Rigips®-Systemen ein Höchstmass an Sicherheit für Lastenbefestigungen.



3 Lastenbefestigung mit Schrauben

Rigips bietet für die Direktbefestigung mit Schrauben zwei besonders geeignete Gipsplatten an: Die neue massive Wohnbauplatte Rigips® Habito und die bewährte Gipsfaserplatte Rigidur® H. Hier wurde ebenfalls ein umfangreiches Prüfprogramm durchgeführt und Auszugswerte für verschiedene Schrauben- und Plattenkombinationen ermittelt.

3.1 Vorgaben für Schraubenbefestigungen

Für optimale Festigkeiten direkter Verschraubungen in Rigips® Gips- und Gipsfaserplatten gilt es, die nachfol-genden Grundregeln zu beachten: Eine Direktbefestigung mit Schrauben sollte nur bei vorwiegend ruhenden (statischen) Lasten erfolgen.

Bei dynamischer Beanspruchung sollten grundsätzlich stabile Metall-Hohlraumdübel verwendet werden. Für die direkte Verschraubung in Rigips® Gips- und Gipsfaserplatten eignen sich handelsübliche Span-

plattenschrauben mit Vollgewinde. Bei Teilgewindeschrauben ist darauf zu achten, dass der gewindelose Teil des Schaftes nicht länger als die Dicke des Anbauteiles (a) ist.

Empfehlenswert sind Nenndurchmesser zwischen 3,5 und 5,0 mm. Dickere Schrauben eignen sich weni-ger, da diese durch die starke Schwächung des Gipskerns geringere Tragfähigkeiten aufweisen.

Schrauben in Gipsplatten dürfen nur leicht angezogen werden. Sobald ein Widerstand spürbar ist, ist die Schraube fest. Ein weiteres Nachziehen der Schrauben kann zu Überdrehen und damit verbundenem Festigkeitsverlust führen.

Eine Befestigung ausschliesslich mit Schrauben sollte nur bei nahezu vertikaler Belastung erfolgen. Bei grösseren Zugkraft-Anteilen können Dübel die Sicherheit der Befestigung deutlich erhöhen.

Die Schraubenlänge ist auf das Anbauteil und die Beplankungsdicke anzupassen. Als Faustregel gilt: Schraubenlänge = Dicke Anbauteil (a) + Dicke Beplankung (b) + Überstand (5mm ≤ ü < 10 mm). Die Schraube sollte nicht mehr als 10 mm hinter der Beplankung hervorstehen, da jede Umdrehung des Gewindes den Gipskern schwächt und damit die Festigkeit verringert.



4 Maximale Konsollasten für Rigips® Wandkonstruktionen

Das Einleiten von Konsollasten ist zulässig, wenn die globale Standsicherheit der Wand oder Vorsatzschale gewährleistet ist. Zulässige Wandhöhen von Rigips® Trennwänden, Schachtwänden und Vorsatzschalen sind mit einer Belastung von 70 kg und einer Exzentrizität "e" von 300 mm in der Technischen Dokumentation nachgewiesen. Bei Sanitärwänden und Sanitärvorsatzschalen sind gemäss Technischer Dokumentation auch Standard-Systeme mit höheren Lastangaben bemessen. Rigips® Doppelständerwände sollten zur Aufnahme von Konsollasten grundsätzlich verlascht werden. Für von der Technischen Dokumentation abweichende Konsolmomente muss die Wandhöhe entsprechend nachgewiesen werden. Folgende Vorgaben für Rigips® Wandkonstruktionen müssen für den Bedarf zur Aufnahme von Konsollasten eingehalten werden.

leichte Konsollasten mittlere Konsollasten schwere Konsollasten

kN/m' ≤ 0.4 ≤ 0.7 > 0.7

kg/m' ≤ 40 ≤ 70 > 70 Plattendicke in mm ≥ 12.5 ≥ 18 mm ≥ 12.5 ≥ 12.5 Anzahl Beplankungen einlagig einlagig zweilagig zweilagig

Unterkonstruktion1 Rigips® CW-Profile / Holzständer

Rigips® CW-Profile / Holzständer

Rigips® UA-Profile / Holzständer / Sonderkonstruktionen

1 Holzständerquerschnitt gemäss Bemessung und/oder Brand- und Schallschutzanforderungen



4.1 Bemessung der Konsollasten

Da es keine allgemein gültigen Normen zur Ermittlung von Dübeltragfähigkeiten gibt, erfolgte die Auswer-tung der Prüfergebnisse in Analogie zur allgemeinen Basisnorm SIA 260 „Grundlagen der Projektierung von Tragwerken“. Folgende Gleichung muss erfüllt werden:

𝐹𝐹𝑑𝑑 = 𝛾𝛾𝑄𝑄 𝐹𝐹 ≤ 𝜒𝜒𝑘𝑘𝛾𝛾𝑀𝑀

= 𝜒𝜒𝑑𝑑

𝐹𝐹 ≤ 𝜒𝜒𝑘𝑘

𝛾𝛾𝐹𝐹 𝛾𝛾𝑀𝑀

Dabei stellt der charakteristische Wert einer Eigenschaft Xk die wichtigste Grösse dar. Dieser charakteristi-sche Wert entspricht üblicherweise dem 5%-Fraktil einer Eigenschaft und kann mittels statistischer Auswer-tung einer Messreihe ermittelt werden. Der produktspezifische Teilsicherheitsbeiwert 𝛾𝛾𝑀𝑀 ist z.B. in Produktnormen, Zulassungen oder allgemeinen Bemessungsnormen zu finden. Für Gips- und Gipsfaserplatten ist im nationalen Anhang der Holzbaunorm DIN EN 1995-1-1/NA der Teilsicherheitsbeiwert 𝛾𝛾𝑀𝑀 = 1,3 angegeben. Der Lastbeiwert für den Nachweis der Tragsicherheit 𝛾𝛾𝑄𝑄 ist in der Tabelle 1 der SIA 260 für veränderliche Einwirkungen mit 𝛾𝛾𝑄𝑄 = 1.5 definiert. In der Praxis werden die Befestigungsmittel mit einer Kombination von Scher- und Zugkraft beansprucht. Um die Bemessung zu vereinfachen wurden Berechnungen mit folgendem Lastmodell durchgeführt:

Abbildung 1: Belastung F in Bezug auf den Schwerpunktabstand e und die Konsolhöhe a

Die maximalen Belastung F [kg] in Bezug auf den Schwerpunktabstand wurde somit mit der kombinierten Beanspruchung ermittelt.



4.2 Tabellen für Befestigungsvarianten

Die maximale Belastung F [kg] pro Befestigungsmittel wird in den nachfolgenden Tabellen in Bezug auf die Beplankungsart, das Befestigungsmittel und den Schwerpunktabstand gemäss Abbildung angegeben. Der minimale Abstand der Befestigungsmittel untereinander beträgt 75 mm.

4.2.1 Riduro®

Maximale Belastung F [kg] Schwerpunktabstand e in mm

50 150 300 500

Einfach-Beplankung 1 x 12.5 mm

Spanplattenschrauben 15 13 11 8 Metall-Hohlraumdübel 28 25 20 14 Kunststoff-Hohlraumdübel 20 18 14 10

Gipsplattendübel 13 12 9 7

Doppel-Beplankung 2 x 12.5 mm

Spanplattenschrauben 33 30 24 17 Metall-Hohlraumdübel 46 42 33 24 Kunststoff-Hohlraumdübel 20 18 14 10


Lastenbefestigung an Riduro®-Wänden Befestigungsmittel Einsatz Zulässige Last

Spanplattenschraube (Gewindeschrauben)

für Regale, Flachbild- schirme usw.

Pro Schraube: Plattendicke

12.5 mm 15 mm einlagig* 25 kg 30 kg zweilagig* 45 kg 60 kg

* Schraubenauszug, Sicherheitsbeiwert 1.3



Rigidur® H


50 150 300 500


Metall-Hohlraumdübel 30 27 21 15


Spanplattenschrauben 15 13 11 8




Spanplattenschrauben 29 26 21 15

4.2.2 Rigips® Feuerschutzplatte RF


50 150 300 500


Metall-Hohlraumdübel 14 13 10 7 Kunststoff-Hohlraumdübel 13 12 9 7 Gipsplattendübel 9 8 6 5



4.2.3 Rigips® Bauplatte RB


50 150 300 500





4.2.4 Rigips Alba® und Alba®balance


50 150 300 500 ––

Einfach-Beplankung 1 x 25 mm


Kunststoff-Hohlraumdübel 16 14 11 8 Gipsplattendübel 9 8 6 5



4.2.5 Rigips® Habito


50 150 300 500


Spanplattenschrauben 22 20 16 11 Metall-Hohlraumdübel 28 25 20 14 Kunststoff-Hohlraumdübel 21 19 15 11 Gipsplattendübel 15 13 11 8



Doppel-Beplankung hybrid RB/HAB, HAB/GRH 2 x 12.5 mm


4.2.6 Duraline®


50 150 300 500







4.2.7 Rigips® Duo’Tech


50 150 300 500

Einfach-Beplankung

DT-RB 1 x 25 mm


Einfach-Beplankung DT-RF 1 x 25 mm


Einfach-Beplankung DT-DL 1 x 25 mm


4.2.8 Rigips® Glasroc H


50 150 300 500







5 Literaturhinweise

DIN 4103-1 – Nichttragende innere Trennwände – Teil 1: Anforderungen, Nachweise

DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

DIN 18181 – Gipsplatten im Hochbau – Verarbeitung DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

DIN 18182-1 – Zubehör für die Verarbeitung von Gipsplatten – Profile aus Stahlblech


DIN 18182-2 – Zubehör für die Verarbeitung von Gipsplatten – Schnellbauschrauben, Klammern und Nägel DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

DIN 18183-1 – Montagewände aus Gipskartonplatten – Ausführung von Metallständerwänden


DIN EN 1995-1-1 – Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines: Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

DIN EN 1995-1-1/NA – Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 5:

Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines: Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

SIA 260 - Grundlagen der Projektierung von Tragwerken SIA Schweizerischer Ingenieur und Architektenverein

1 Grundlagen1.1 Einflüsse auf die Belastbarkeit von Befestigungsmitteln1.1.1 Auszugsrichtung1.1.2 Beplankungsausführung

1.2 Das Prüfverfahren

2 Lastenbefestigung mit Dübel2.1 Angaben der Dübelhersteller

3 Lastenbefestigung mit Schrauben3.1 Vorgaben für Schraubenbefestigungen

4 Maximale Konsollasten für Rigips® Wandkonstruktionen4.1 Bemessung der Konsollasten4.2 Tabellen für Befestigungsvarianten4.2.1 Riduro®Rigidur® H4.2.2 Rigips® Feuerschutzplatte RF4.2.3 Rigips® Bauplatte RB4.2.4 Rigips Alba® und Alba®balance4.2.5 Rigips® Habito4.2.6 Duraline®4.2.7 Rigips® Duo’Tech4.2.8 Rigips® Glasroc H

5 Literaturhinweise

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