(Vor)Spannung im Kalksandstein-Mauerwerk

(31.1.2007) Xella hat auf der BAU Konstruktionen mit vorgespanntem Silka Kalksandsteinmauerwerk vorgestellt. Damit soll der Erdbeben- und Windwiderstand von Gebäuden entsprechend der neuen Normen gesteigert werden.

Starke Erdbeben sind hierzulande selten. Aber auch wenn hier die von Erdbeben ausgehenden Gefahren nicht zu vergleichen sind mit denen in Starkbebengebieten wie etwa Iran, Türkei, USA oder Japan - vernachlässigen kann man sie nicht. Auch Deutschland wird in regelmäßigem Abstand von Erdbeben erschüttert. Als besonders gefährdet gelten dabei die Gebiete Rheinland und Schwäbische Alb. Es ist daher Aufgabe der Bautechnik, dafür zu sorgen, dass Gebäude bei seismischen Ereignissen ihre Standfestigkeit behalten und für die Bewohner ausreichende Sicherheit bieten. Die Neuregelung der DIN 4149 für "Bauten in deutschen Erdbebengebieten" regelt für die verschiedenen deutschen Erdbebengebiete ...

• die zulässige Höhe und Geschosszahl eines Gebäudes,
• die Bauweise sowie
• die zu verwendenden Materialien.

Untersuchungen haben jetzt gezeigt, dass die Erdbebensicherheit von Gebäuden durch vorgespanntes Mauerwerk aus Kalksandstein entsprechend der Neufassung der DIN 4149 erhöht werden kann.

In einem vom Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (IBMB) der TU Braunschweig und der FH Lippe und Höxter (FH LuH) sowie von Xella Deutschland durchgeführten Forschungsvorhaben wurde unter erdbebenähnlichen Bedingungen nachgewiesen, dass die Standsicherheit von Gebäuden durch vorgefertigte und nachträglich vorgespannte Mauertafeln deutlich gesteigert werden kann. Dabei wurde Silka Kalksandsteinmauerwerk, das geschosshoch zur Baustelle geliefert und vor Ort mit einer nachträglichen Vorspannung ohne Verbund ausgeführt wurde, zur gezielten Erhöhung der Biegedrucktragfähigkeit und der Schubtragfähigkeit eingesetzt.

Typische Anwendungsbeispiele für vorgespannte Mauerwerkswände sind zum einen Wände, die in ihrer Ebene infolge von Wind, horizontalen Verkehrslasten oder Erdbeben beansprucht werden. Zum anderen sind es Wände, die senkrecht zu ihrer Achse infolge von Erddruck oder Wind belastet werden und geringe Wandnormalkräfte aufweisen. Die Konstruktion kann außerdem für hohe Giebelwände unter Winddruckbelastung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist vorgespanntes Mauerwerk für Gebäude mit wenigen aussteifenden Wänden, wie etwa Reihenhäuser einsetzbar. Hier erlaubt die hohe vertikale Tragfähigkeit von Silka Mauerwerk zudem schlanke Konstruktionen.

Die Ausführung von vorgespanntem Mauerwerk ist unkompliziert durch bereits werkseitig vorhandene Lochungen der Silka Kalksandsteine. Dabei gewährleisten die im Werk gefertigten Mauertafeln durchgehende Kanäle für die Führung der Spannglieder. Je nach Ausführungsart müssen lediglich PE-Hüllrohre zur Erreichung eines durchgehenden Spannkanals eingebracht werden. Die Vorspannung wird nachträglich auf der Baustelle ausgeführt und wirkt sich direkt nach dem Anspannen positiv auf die Tragfähigkeit des Mauerwerks aus. Dabei erfolgt die Krafteinleitung der Vorspannung über lastverteilende Betonbauteile wie zum Beispiel Fundamente oder Betondecken.

Möglich sind sowohl vor Ort gemauerte Lösungen mit mittelformatigem Kalksandstein-Mauerwerk als auch Lösungen in Verbindung mit großformatigen Elementen, jeweils mit durchgehenden vertikalen Lochungen.

Für die Anwendung des Bauverfahrens ist derzeit eine Zustimmung im Einzelfall notwendig. Entsprechende Beratungen werden durch Xella Deutschland in Zusammenarbeit mit der FH Lippe und Höxter durchgeführt. Eine Zulassung beim Deutschen Institut für Bautechnik (Berlin) ist beantragt. Zudem ist beantragt worden, dieses Bauverfahren auch in den zukünftigen nationalen Regelwerken des Mauerwerksbaus in Deutschland normativ zu regeln.