Schubbemessung von Wänden aus Porotherm SBZ.i

Abstract

Der Baustoff Ziegel ist einer der ältesten und meistverwendeten Baustoffe. Durch immer größere und komplexere Bauvorhaben sowie strenger werdende bautechnische Vorschriften gerät das konventionelle Mauerwerk, vor allem im mehrgeschossigen Objektbau, schnell an die Grenzen der Tragfähigkeit. Während die Eigenschaften unter Druckbeanspruchung meist ausreichend sind, sind vor allem die schlechten Eigenschaften unter Zugbeanspruchung tragfähigkeits abmindernd. So ist bei der Erdbebenbemessung, aufgrund der hohen Querkräfte und der geringen Normalkräfte,der Widerstand meist nicht ausreichend. Im Laufe der Zeit hat die Ziegelindustrie mit neuen Innovationen versucht, das Verhalten unter Querkraftbeanspruchung sowohl bei Scheiben- als auch bei Plattenbeanspruchung zu verbessern. Durch die Einführung von Füllbetonsteinen kann die Druckfestigkeit des Mauerwerks erheblich erhöht werden. In den Füllbeton kann zusätzlich Bewehrung eingelegt werden, welche Zugkräfte aufnehmen kann und somit die Tragfähigkeit bei vorhandenen Querkräften signifikant erhöht.Am Anfang dieser Arbeit wird auf die Schubbemessungskonzepte in verschiedenen Ländern eingegangen und anhand eines Beispieles untereinander verglichen. Auf dieser Grundlage erfolg teine Zusammenstellung für ein Nachweiskonzept für den Wienerberger Porotherm 25-50 SBZ .iPlan. Die Erstellung eines Bemessungsprogrammes auf Basis von Microsoft Excel sorgt für eine leichtere Verwendbarkeit des Konzeptes. Durch den Vergleich mit Versuchsergebnissen lässt sich zeigen, dass das gewählte Nachweisverfahren auf der sicheren Seite liegt. Die Grundlage dazu bilden verschiedene Forschungsprojekte, in denen Versuchswände aus Füllbetonmauerwerk unter vertikaler und horizontaler Belastung geprüft wurden.Um ein besseres Verständnis für die Tragfähigkeit von bewehrten Mauerwerkswänden aus dem Porotherm 25-50 SBZ.i Plan zu bekommen, wird eine Parameterstudie erstellt, welche den Einfluss der Bewehrung bei unterschiedlichen Wandlängen wieder gibt. Für diesen Vergleich wird der Bewehrungsgrad von unbewehrt bis zur maximalen vertikalen und horizontalen Bewehrungsfläche variiert sowie die Normal-Querkaft-Interaktion berechnet und bildhaft dargestellt.Damit die berechnete Bewehrung die vorhandenen Einwirkungen aufnehmen kann, ist die konstruktive Ausbildung der Wände wichtig. Es werden daher die konstruktiven Regeln der Normen und Verarbeitungshinweise gesammelt dargestellt.Abschließend zeigt eine Erdbebenbemessung an einem einfachen Gebäudegrundriss exemplarischden Berechnungsvorgang. Das Beispiel zeigt den Ablauf der Berechnung von der Erstellung des vereinfachten Antwortspektrum über die Schnittgrößenermittlung bis zum Nachweis dargestellt.

Masonry is one of the oldest and most widely used building materials. More complex and larger buildings, especially in the area of multi-storey residential buildings, have become the standard in the past decade. As a result, conventional masonry often reaches its limits in termsof load-bearing capacity. Walls built with bricks can with stand high compression stresses but have poor characteristics under tensile stresses. For example, in earthquake design, due to highshear forces and low normal forces, the resistance is usually not sufficient. Over time, the brickindustry tried to improve the residence under horizontal loads for in and out of plane forces. The introduction of hollow bricks filled with concrete masonry results in higher resistance against compression stresses and the infill allows for reinforced concrete where included steel improves the properties under tensile stresses.At the beginning of this thesis, the current state of the art is discribed. For better understanding,the most common calculation models are compared. On this basis, a design concept for the Wienerberger Porotherm 25-50 SBZ.i Plan was developed following the rules of theEurocodes. For easier use, the design concept was implemented into Microsoft Excel. Later on,the correctness and accuracy of the design method is shown with the comparison to experimentalresults.The effect of reinforcement is shown in a parameter study for the Porotherm 25-50 SBZ.iPlan. Therefore the amount of reinforcement is modified and the result of the design model is calculated for two different lengths. The iteration starts with plain masonry and ends with amaximum vertical and horizontal reinforced wall. The results will be illustrated with interaction diagrams with the axis of normal and vertical load.To use the design concept the rules for detailing have to be fulfilled. The most important details from the European Standard and processing guidelines are cumulated.Finally, an example of a calculation of a building under horizontal forces is given. For asimple layout, the design of the masonry structures is made with the simplified response spectrum methodology.