BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft

Rückwärts blättern Vorwärts blättern

3 Prüfung und Beurteilung der zulässigen Verankerungslast von vermörtelten Transportankern in Fertigbauteilen aus Mauerwerk

3.1 Anwendungsbereich

Beim Transport von Fertigbauteilen aus Mauerwerk mit vermörtelten Transportankern wird das Eigengewicht der Fertigbauteile über den Verbund zwischen vertikalem Lochkanal und Füllmörtel sowie Füllmörtel und Transportanker in die Transportanker eingeleitet. Dieser BG-Grundsatz dient zur Ermittlung der Versagenslast des durch Zug beanspruchten Transportankers, bei praxisgerechtem Einbau in einem Fertigbauteil aus Mauerwerk, sowie der Ableitung zulässiger Ankerlasten. Die Prüfung der Verbindungen, z.B. Schlaufen, zur Lastaufnahmeeinrichtung ist nicht mit erfasst. Diese ist entsprechend Abschnitt 7.1.3.3 der BG-Regel „Bauen mit Fertigbauteilen aus Mauerwerk“ (in Vorbereitung) nachzuweisen.

3.2 Bezeichnungen

l Länge des Prüfkörpers
d Breite des Prüfkörpers = Steinbreite (Wanddicke)
h Höhe des Prüfkörpers
ds Durchmesser des verwendeten Transportankers
lL Länge des Lochkanals
dL Breite des Lochkanals
Fu Versagenslast in kN
FA Anhängelast in kN
zul FA zulässige Anhängelast in kN
Δ Schlupf (Verschiebung) am unbelasteten Ende des Transportankers.

Alle Längenmaße in mm.

3.3 Geräte

Zur Durchführung der Prüfungen sind notwendig:

  • Eine geeignete Prüfeinrichtung, deren Einrichtung zur Messung der Kraft regelmäßig kalibriert wird, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen nach Tabelle 4 entspricht.
Maximal zulässiger Wiederholungsstreubereich der Kräfte in (%) der angezeigten Kraft Maximal zulässiger mittlerer Fehler der Kräfte in (%) der angezeigten Kraft Maximal zulässiger Fehler in (%) der Höchstkraft des Bereiches

1,2

± 2,0

± 0,2

Tabelle 4: Anforderungen an die Prüfeinrichtung (Kraftmesseinrichtung)

  • Die Prüfeinrichtung muss über eine angemessene Belastungskapazität verfügen. Der Messbereich der Prüfeinrichtung muss so beschaffen sein, dass die Versagenslast des Prüfkörpers bei mehr als einem Fünftel des gesamten Messbereichs liegt. Die Prüfeinrichtung muss mit einem Belastungsregler oder ähnlichem ausgestattet sein, um die Last mit der festgelegten Geschwindigkeit aufbringen zu können. Eine mögliche Prüfeinrichtung ist in Bild 6 dargestellt.
  • Transportanker mit einer Einrichtung zur Befestigung der Messstelle zur Bestimmung des Schlupfes (Verschiebung) Δ am unbelasteten Ende des Ankers. Eine mögliche Befestigungseinrichtung ist in Bild 8 dargestellt.

3.4 Verankerungsprüfkörper

3.4.1 Abmessungen

Ein Prüfkörper besteht aus einem Transportanker, der in einem repräsentativen Ausschnitt einer Mauertafel (Mauerwerksprobekörper) verankert ist. Die Länge l eines Prüfkörpers muss mindestens einer Steinlänge Ist entsprechen. Die Höhe des Prüfkörpers entspricht der Verankerungslänge des Transportankers.

Es dürfen mehrere Prüfkörper in einem Mauerwerksprobekörper vereint werden, wenn sich die Prüfkörper hinsichtlich der Versagenslasten und/oder der Versagensart gegenseitig nicht beeinflussen.

3.4.2 Anzahl

Je zu untersuchende Variante sind mindestens drei Verankerungsprüfkörper zu untersuchen.

3.4.3 Prüfalter

Das Prüfalter wird durch das Alter der Fertigbauteile bestimmt, an dem diese erstmalig mit dem zu prüfenden System transportiert werden sollen. Das Prüfalter ist im Prüfbericht anzugeben.

3.4.4 Herstellung und Lagerung

Die Mauerwerksprobekörper (Mauertafelausschnitte) sind in einer Prüfhalle aufzumauern. Die Bedingungen während der Herstellung und Lagerung der Mauerwerksprobekörper müssen mit denen im Herstellwerk vergleichbar sein. Weichen die Herstell- und Lagerungsbedingungen von DIN 1053-4, Ausgabe September 2003, ab, ist dies im Prüfbericht ausdrücklich zu erwähnen.

Die Mauersteine zur Herstellung der Mauerwerksprobekörper sind vor dem Vermauern so vorzubehandeln, wie dies auch im Herstellwerk vorgesehen ist. Die gegebenenfalls vorbehandelten Mauersteine müssen mit dem Mauermörtel vermauert werden, der auch für das Verfüllen der Lochkanäle verwendet wird. Wird für das Verfüllen der Lochkanäle ein gesonderter Mörtel verwendet, müssen die Mauersteine mit einem üblichen Mauermörtel vermauert werden.

Die Herstellung der Mörtel - insbesondere des Füllmörtels - ist im Prüfbericht zu beschreiben.

Die erste Steinlage der Mauerwerksprobekörper ist so zu errichten, dass die zu verfüllenden Lochkanäle von unten her frei zugänglich sind. Vor dem Verfüllen sind die Lochkanäle nach unten hin, z.B. durch ein Schalungsbrett, abzudichten, welches gegebenenfalls über eine Bohrung verfügt, um die Einrichtung zur Befestigung der Messstellen hindurch zu führen.

Zwischen der Fertigstellung der Probekörper und dem Einbau der Transportanker in die Lochkanäle sollte ein praxisüblicher Zeitraum eingehalten werden.

Die Transportanker sind mittig in die dafür vorgesehenen Lochkanäle einzuführen und mit Füllmörtel zu verfüllen. Der Füllmörtel ist hierzu im Regelfall mit einem geeigneten Gefäß am oberen Ende der Lochkanäle einzufüllen und gegebenenfalls durch Stochern mit dem Transportanker zu verdichten. Zum Verdichten ist der Transportanker vertikal um mindestens 50 mm anzuheben.

Wird im Herstellwerk ein besonderes Verfahren zum Einbringen des Füllmörtels angewendet, welches mit der händischen Verfüllung nicht vergleichbar ist, ist dieses auch für die Herstellung der Prüfkörper anzuwenden und im Prüfbericht zu beschreiben.

Zur späteren Bestimmung der Mörteldruckfestigkeit im Lochkanal sind die Lochkanäle von mindestens zwei gesonderten Mauersteinen mit demselben Füllmörtel (selbe Mischung) zu verfüllen, der auch für das Verfüllen der Prüfkörper verwendet wurde. Die hierfür verwendeten Mauersteine sind in gleicher Weise vorzubehandeln, wie die Mauersteine für die Errichtung der Mauerwerksprobekörper. Sie sind bis zur Prüfung neben den Verankerungsprüfkörpern zu lagern.

3.5 Prüfungen

3.5.1 Ermittlung der Baustoffkennwerte

3.5.1.1 Mauersteine

An den Mauersteinen sind alle – für die Verankerungsprüfung relevanten – Eigenschaften nach der jeweils gültigen Norm zu bestimmen. Handelt es sich um Mauersteine nach einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, sind die dortigen besonderen Bestimmungen bei der Ermittlung der Mauersteineigenschaften zu beachten.

3.5.1.2 Mauer- und Füllmörtel

Von den verwendeten Mörteln sind die Frischmörtelkennwerte nach DIN 18 555-2 „Prüfung von Mörteln mit mineralischen Bindemitteln; Frischmörtel mit dichten Zuschlägen; Bestimmung der Konsistenz, der Rohdichte und des Luftgehalts“ sowie die Festmörtelkennwerte nach DIN 18 555-3 „Prüfung von Mörteln mit mineralischen Bindemitteln; Festmörtel; Bestimmung der Biegezugfestigkeit, Druckfestigkeit und Rohdichte“ zu bestimmen und im Prüfbericht anzugeben. Bei dem Mauermörtel ist es ausreichend, die Kennwerte von einer repräsentativen Mischung zu ermitteln. Bei dem Füllmörtel sind die Frisch- und Festmörtelkennwerte jeder Mischung zu ermitteln. Die Festmörteleigenschaften sind zum Zeitpunkt der Verankerungsprüfung sowie im Alter von 28 d zu bestimmen.

An mindestens 10 Prüfkörpern des im Lochkanal erhärteten Füllmörtels ist die Druckfestigkeit nach DIN 18 555-9 „Prüfung von Mörteln mit mineralischen Bindemitteln; Teil 9: Festmörtel; Bestimmung der Fugendruckfestigkeit“ , Verfahren III, in Füllrichtung zu bestimmen. Die Prüfkörper sind aus den Lochkanälen der gesondert verfüllten Mauersteine trocken herauszusägen. Der Querschnitt der Füllmörtelprüfkörper soll näherungsweise dem des Lochkanals entsprechen, die Prüfkörperdicke soll 12 mm bis 15 mm betragen.

3.5.2 Prüfungen am Transportanker

An den Transportankern sind die Querschnittswerte und die Zugfestigkeit sowie alle weiteren – für die Verankerungsprüfung relevanten – Eigenschaften zu bestimmen.

3.5.3 Verankerungsprüfung

Vor der Prüfung ist die Prüfeinrichtung (siehe z.B. Bild 7 ) an das obere Ende der Transportanker anzukoppeln. Zwischen Widerlager der Prüfeinrichtung und der Oberseite der Prüfkörper ist gegebenenfalls eine dünne Ausgleichsschicht, z.B. Gips, zur gleichmäßigen Lasteinleitung anzuordnen.

Die Verankerungsprüfung ist lastgeregelt durchzuführen. Es ist eine konstante Belastungsgeschwindigkeit zu wählen, so dass, z.B. bei Transportankern aus Stahl, die Streckgrenze oder ein vergleichbarer Wert – eine entsprechende Verankerungswirkung vorausgesetzt – nach 300 s erreicht wird.

Bei der Verankerungsprüfung ist neben der Verankerungskraft auch der Schlupf Δ am unbelasteten Ende des Transportankers zu messen. Hierzu ist eine Messstelle am Transportanker zu befestigen, zwischen der die Verschiebung zur Prüfkörperoberfläche mit Wegaufnehmern gemessen wird. Eine mögliche Anordnung der Wegaufnehmer ist in Bild 9 dargestellt.

Die Verankerungskraft FA und der Schlupf Δ sind kontinuierlich aufzuzeichnen.

Die Belastung ist mindestens bis zum Erreichen der Streckgrenze (bei Transportankern aus Stahl) oder eines vergleichbaren Wertes bzw. bis zum Erreichen der Höchstlast zu steigern. Die maßgebende Versagensart ist für jeden Prüfkörper festzuhalten und im Prüfbericht anzugeben.

3.6 Ableitung der zulässigen Verankerungslast zul FA

Die zulässige Verankerungskraft zul FA errechnet sich aus dem Kleinstwert der im Versuch ermittelten Höchstlasten Fu, abgemindert um einen Sicherheitsbeiwert γ = 3,0. In dem globalen Sicherheitsbeiwert γ ist bereits ein Hublastbeiwert ψ = 1,3 zur Berücksichtigung dynamischer Beanspruchungen aus dem Kranbetrieb beinhaltet.

zul FA
min Fu
=
min Fu
γ
3,0

3.7 Prüfbericht

Folgende Angaben sind in den Prüfbericht aufzunehmen:

  • Art und Bezeichnung der Mauersteine gemäß der einschlägigen Stoffnorm,
  • Bezeichnung des verwendeten Mauermörtels gemäß DIN 1053-1,
  • Bezeichnung des verwendeten Füllmörtels analog DIN 1053-1,
  • Beschreibung der Transportanker,
  • Beschreibung des Mischvorgangs beim verwendeten Füllmörtel,
  • Beschreibung der Mauerwerksprobekörper und deren Herstellung,
  • Herstell- und Lagerungsbedingungen,
  • Abmessungen des Probe- bzw. der Prüfkörper,
  • Prüfalter,
  • Mauersteinkennwerte,
  • Frisch- und Festmörtelkennwerte,
  • Kennwerte der Transportanker,
  • Versagenslasten Fu (Einzelwerte und Kleinstwert),
  • Schlupf Δu bei Erreichen von Fu ,
  • Art des Versagens, z.B. Stahlversagen, Steinversagen, Mörtelversagen,
  • zulässige Anhängelast zul FA.

Bild 7: Prüfeinrichtung (Vorschlag), längsschnitt

Bild 7: Prüfeinrichtung (Vorschlag), Längsschnitt

Bild 8: Beispiel eines Transportankers mit angeschweißter Gewindestange zur Befestigung der Messstellen zum Messen des Schlupfes am unbelasteten Ende

Bild 8: Beispiel eines Transportankers mit angeschweißter Gewindestange zur Befestigung der Messstellen zum Messen des Schlupfes am unbelasteten Ende

Bild 9: Anordnung der Wegaufnehmer (Vorschlag), Querschnitt

Bild 9: Anordnung der Wegaufnehmer (Vorschlag), Querschnitt

 

 

Webcode: M1476-5