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Tragfähigkeit von Porenbeton

Porenbeton kann bei vertikalen - üblicherweise auf Druck und Biegung beanspruchten - tragenden Bauteilen wie z. B. Wände und Pfeiler verwendet werden. Der Baustoff eignet sich jedoch auch für horizontale, biegebeanspruchte Bauteile, wie Dach-, Deckenplatten oder Stürzen. Die bei Biegung oder reiner Zugbeanspruchung auftretenden Zugkräfte werden bei bewehrten Porenbetonbauteilen durch die eingebettete Stahlbewehrung aufgenommen.

Voraussetzungen des vereinfachten Verfahrens (DIN 1053-1, Abs. 6)

Scheibenwirkung für räumliche Steifigkeit

Der Nachweis der Tragfähigkeit von bewehrten Porenbetonplatten erfolgt üblicherweise durch den Systemanbieter. Vereinfachend können Richtwerte für die erforderliche Plattendicke aus Tragfähigkeitsdiagrammen in Abhängigkeit der Belastung und der Stützweite abgelesen werden.

Der Tragfähigkeitsnachweis der auf Druck beanspruchten Wände hat grundsätzlich nach der Mauerwerksnorm DIN 1053-1 (1996-11) zu erfolgen. Für die Mehrzahl der Fälle kann das vereinfachte Verfahren aus Abschnitt 6 der Norm verwendet werden. Hierbei wird die vorhandene Druckspannung in dem Bauteil (ermittelt aus maximaler Druckkraft dividiert durch die Querschnittsfläche) der zulässigen Druckspannung gegenübergestellt. Diese ermittelt sich aus drei Faktoren k₁, k₂ und k₃, die die Einflüsse aus Wandschlankheit, Deckendurchbiegung und erhöhter Sicherheitsbeiwert für Pfeiler erfassen sowie dem Grundwert der zulässigen Druckspannungen σ0.

Dieser Grundwert σ0 hängt ab von der Steinfestigkeitsklasse des Porenbetons und dem verwendeten Mörtel und kann der Norm DIN 1053-1 oder allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen entnommen werden. Dabei ist zu beachten, dass Porenbeton in verschiedenen Rohdichteklassen angeboten wird. Diese beeinflussen auch die Festigkeit, d.h. bei kleinerer Rohdichte (= kleinere Wärmeleitfähigkeit) liegt als Faustformel auch die Druckfestigkeit niedriger und umgekehrt. Die Porenbetonhersteller bieten bei ihren Systemen jeweils auf die Steine angepasste Dünnbettmörtel an. Er hat neben den Vorteilen bei der Tragfähigkeit (Schub- und Drucktragfähigkeit) auch eine erhöhte Risssicherheit (sehr hohe Haftscherfestigkeiten) und bessere Verarbeitbarkeit zur Folge. So können zum Beispiel mit bestimmten Porenbetonbauteilen sechsgeschossige Wohngebäude problemlos nachgewiesen werden. Sinnvoll kann dabei unter Umständen eine Abstufung der Festigkeitsklassen entsprechend der Beanspruchung bei Innen- und Außenwänden bzw. in den verschiedenen Stockwerken sein.

Neben den reinen Bauteilnachweisen ist auch die Gesamtaussteifung (räumliche Steifigkeit) des Bauwerkes für die Abtragung von Horizontallasten - im Wesentlichen aus Wind und ungewollter Schiefstellung - nachzuweisen. Sind ausreichende Wandscheiben vorhanden und werden die Decken als steife Scheiben ausgebildet (z. B. konstruktive Maßnahmen in Form umlaufender Stahlbeton-Ringbalken und Fugenbewehrung oder genauere Nachweise als Druckbogen-Zugband-Modell) kann die Gesamtaussteifung als erfüllt angesehen werden.