Mauerwerk-Kalender, Jahrgang 2021, Abschnitt B I
Scheller, Eckehard; Küenzlen, Jürgen H.R.; Kuhn, Thomas; Becker, Rainer
Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk
Nr. Abschnitt Seite
1  Einleitung  41 
2  Grundlagen für Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk  42 
2.1  Dübel-Systeme  42 
2.2  Bauaufsichtlich relevanter Bereich  43 
2.3  Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung  44 
2.4  Europäische Zulassungen bzw. Bewertungen für Kunststoffdübel  44 
2.5  Europäische Zulassungen bzw. Bewertungen für Metall-Injektionsanker zur Verankerung im Mauerwerk  44 
2.6  Systematik für den vorliegenden Beitrag  45 
3  Verantwortlichkeiten  45 
3.1  Allgemeines  45 
3.2  Fachplaner  46 
3.3  Versuchsleiter  46 
3.4  Sachkundiges Personal  46 
4  Technische Regel Durchführung und Auswertung von Versuchen am Bau für Kunststoffdübel in Beton und Mauerwerk mit ETA  47 
4.1  Gliederung/Allgemeines  47 
4.2  Anwendungsbereich für Kunststoffdübel  47 
4.2.1  Allgemeines  47 
4.2.2  Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen)  47 
4.2.3  Temperaturbereiche  48 
4.2.4  Bedingungen für Achs- und Randabstände  49 
4.2.5  Handeln "im Rahmen der Zulassung"  49 
4.3  Versuche für Kunststoffdübel  50 
4.3.1  Allgemeines  50 
4.3.2  Bruchversuche  50 
4.3.3  Probebelastungen  50 
4.4  Prüfbericht  51 
5  Praxisbeispiel 1: Zugversuche für Kunststoffdübel (Bruchversuche) Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion  52 
5.1  Einleitung  52 
5.2  Durchführung und zugehörige Dokumentation der Versuche am Bauwerk  53 
5.2.1  Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben  53 
5.2.2  Ort der Prüfungen  53 
5.2.3  Prüfvorrichtung  55 
5.2.4  Art der zu befestigenden Konstruktion  58 
5.2.5  Verankerungsgrund  59 
5.2.5.1  Allgemeines  59 
5.2.5.2  Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem Neubau  59 
5.2.5.3  Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einem Altbau  60 
5.2.6  Name des Produkts  62 
5.2.7  Montage  62 
5.2.8  Versuchsergebnisse  64 
5.3  "Zwischenfazit": Aufgabentrennung  65 
5.4  Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche)  66 
5.4.1  Grundlagen für Zugversuche  66 
5.4.2  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit bei mindestens fünf Versuchen  66 
5.4.3  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit über einen vereinfachten Ansatz  67 
5.4.4  Berücksichtigung von Fugen  69 
5.4.5  Bemessungswert der Tragfähigkeit  69 
5.5  Bemerkungen und Hinweise  71 
5.6  Unterschriften  71 
5.7  Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion)  71 
5.7.1  Allgemeines  71 
5.7.2  Ausgangsdaten  72 
5.7.3  Einwirkung aus Eigengewicht  72 
5.7.4  Einwirkung aus Windsog  73 
5.7.5  Resultierende Einwirkung  73 
5.7.6  Nachweis Schrägzug  74 
5.7.7  Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dübels durch die Vertikal-Lattung  74 
5.7.8  Nachweis Holz: Kontrolle der Abstände  75 
5.7.9  Ermittlung der Dübelanzahl für eine Querwand  76 
5.7.10  Ergebnis/Fazit der Dübelbemessung  76 
6  Praxisbeispiel 2: Querlastversuche für Kunststoffdübel (Bruchversuche) - Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung  76 
6.1  Einleitung  76 
6.2  Durchführung und zugehörige Dokumentation der Versuche am Bauwerk  77 
6.2.1  Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben  77 
6.2.2  Ort der Prüfungen  77 
6.2.3  Prüfvorrichtung  77 
6.2.4  Art der zu befestigenden Konstruktion  79 
6.2.5  Verankerungsgrund  81 
6.2.6  Name des Produkts  82 
6.2.7  Montage  82 
6.2.8  Versuchsergebnisse  82 
6.3  "Zwischenfazit": Aufgabentrennung  82 
6.4  Auswertung der Versuchsergebnisse  83 
6.4.1  Grundlagen für Querlastversuche am Rand  83 
6.4.2  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit bei mindestens fünf Versuchen  83 
6.4.3  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit über einen vereinfachten Ansatz  84 
6.4.4  Berücksichtigung von Fugen  84 
6.4.5  Bemessungswert der Tragfähigkeit  84 
6.5  Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements)  84 
6.5.1  Allgemeines  84 
6.5.2  Ausgangsdaten  86 
6.5.3  Einwirkungen  86 
6.5.3.1  Windlasten  86 
6.5.3.2  Horizontallast bzw. horizontale Nutzlast (Brüstungsriegel)  87 
6.5.3.3  Last aus 90° geöffnetem Fenster  87 
6.5.3.4  Stoßartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Außergewöhnliche Einwirkung)  88 
6.5.4  Zu untersuchende Lastfälle  88 
6.5.4.1  Allgemeines  88 
  Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohl- und Lochsteine  125 
6.5.4.2  Lastfall 1: Überlagerung Horizontallast plus Wind  88 
6.5.4.3  Lastfall 2: Überlagerung Horizontallast plus Last aus 90° geöffnetem Fenster  89 
6.5.4.4  Lastfall 3: Weicher Stoß gemäß ETB-Richtlinie (außergewöhnlicher Lastfall)  89 
6.5.5  Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung  89 
6.5.5.1  Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil  89 
6.5.5.2  Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung  89 
6.5.6  Glied 7 der Nachweiskette: Dübel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper  89 
6.5.6.1  Tragfähigkeit der verwendeten Dübel  89 
6.5.6.2  Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdübeln  90 
6.5.6.3  Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschätzung)  90 
6.5.7  Ergebnis/Fazit der Dübelbemessung  90 
7  Technische Regel Durchführung und Auswertung von Versuchen am Bau für Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA  91 
7.1  Gliederung/Allgemeines  91 
7.2  Anwendungsbereiche für Injektionsanker  91 
7.2.1  Allgemeines  91 
7.2.2  Mauerwerksgruppen  91 
7.2.3  Temperaturbereiche  93 
7.2.4  Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung  93 
7.2.5  Bedingungen für Achs- und Randabstände  94 
7.2.6  Handeln "im Rahmen der Zulassung"  94 
7.3  Versuche  94 
7.3.1  Allgemeines  94 
7.3.2  Bruchversuche  95 
7.3.3  Probebelastungen  96 
7.3.4  Abnahmeversuche  96 
7.3.5  Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen - Abnahmeversuche  98 
7.3.5.1  Allgemeines  98 
7.3.5.2  Ausgangsdaten für beide Zahlenbeispiele  98 
7.3.5.3  Probebelastungen (Zahlenbeispiel)  98 
7.3.5.4  Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel)  100 
7.3.5.5  Vergleich  102 
7.4  Prüfbericht  102 
8  Praxisbeispiel 3: Zugversuche für Injektionsanker (Bruchversuche) - Befestigung eines Französischen Balkongeländers  103 
8.1  Einleitung  103 
8.2  Durchführung und zugehörige Dokumentation der Versuche am Bauwerk  104 
8.2.1  Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben  104 
8.2.2  Ort der Prüfungen  105 
8.2.3  Prüfvorrichtung  105 
8.2.4  Art der zu befestigenden Konstruktion  106 
8.2.5  Verankerungsgrund  106 
8.2.6  Name des Produkts  106 
8.2.7  Montage  108 
8.2.8  Versuchsergebnisse  109 
8.3  "Zwischenfazit": Aufgabentrennung  109 
8.4  Auswertung der Versuchsergebnisse  110 
8.4.1  Grundlagen für Zugversuche  110 
8.4.2  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit über Quantilwerte  110 
8.4.2.1  Bestimmung des Referenzsteins  110 
8.4.2.2  Charakteristische Zugtragfähigkeit  111 
8.4.2.3  Charakteristische Quertragfähigkeit  112 
8.4.3  Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit über einen vereinfachten Ansatz  112 
8.4.4  Berücksichtigung von Fugen  112 
8.4.5  Bemessungswert der Tragfähigkeit  112 
8.5  Bemessung der Verankerung (Befestigung des Französischen Balkongeländers)  112 
8.5.1  Allgemeines  112 
8.5.2  Ausgangsdaten  113 
8.5.3  Einwirkungen  113 
8.5.3.1  Eigengewicht  113 
8.5.3.2  Verkehrslasten  113 
8.5.3.3  Stoßartige Last  113 
8.5.4  Resultierende Einwirkungen auf die maßgebende Ankerplatte  114 
8.5.4.1  Allgemeines  114 
8.5.4.2  Ermittlung der maßgebenden Zugkräfte  114 
8.5.4.3  Ermittlung der maßgebenden Querlasten  115 
8.5.5  Nachweise für Zugbeanspruchung  116 
8.5.5.1  Allgemeines  116 
8.5.5.2  Stahlversagen  116 
8.5.5.3  Herausziehen des Dübels  117 
8.5.5.4  Steinausbruch (Dübelgruppe)  117 
8.5.5.5  Herausziehen eines Steins  118 
8.5.5.6  Einfluss von Fugen  119 
8.5.6  Nachweise für Querbeanspruchung  119 
8.5.6.1  Allgemeines  119 
8.5.6.2  Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm  119 
8.5.6.3  Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm  120 
8.5.6.4  Örtliches Steinversagen  120 
8.5.6.5  Steinkantenbruch  120 
8.5.6.6  Herausdrücken eines Steins  121 
8.5.6.7  Einfluss von Fugen  121 
8.5.7  Nachweise für Interaktion von Zug- und Querlasten  121 
8.5.8  Fazit zur Bemessung  121 
9  Zusammenfassung  122 
10  Literatur  122 
  Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohl- und Lochsteine  125 
  Anhang B: Blanko-Formular "Dokumentation (Dübel-)Versuche am Bauwerk"  133