Beanspruchung und Tragverhalten

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Die Beanspruchungen von Mauerwerkskonstruktionen infolge äußerer Einwirkungen (Verkehrslasten, Eigengewicht, Zwang) führen – bezogen auf die einzelnen Bauteile – zu folgenden Schnittgrößen:

  • Normalkräfte (Druck bzw. Zug)
  • Querkräfte (Schubbeanspruchung)
  • Biegemomente
Für die Aufnahme von Druckkräften senkrecht zu den Lagerfugen ist Mauerwerk sehr gut geeignet. Zugkräfte können dagegen rechnerisch nicht aufgenommen werden, da davon auszugehen ist, dass die Haftzugfestigkeit zwischen Steinen und Mörtel sehr gering ist und keine Umlagerungsmöglichkeit besteht. Mauerwerk wird daher vorrangig für druckbeanspruchte Bauteile verwendet.

Parallel zu den Lagerfugen (d.h. in Wandlängsrichtung) ist die Druckfestigkeit von Mauerwerk dagegen deutlich geringer – entscheidende Faktoren sind hier die Vermörtelung der Stoßfugen (führt zu gleichmäßigerer Druckspannungsverteilung) sowie die Lochung (Steine mit hohem Lochanteil haben eine deutlich geringere Längsdruckfestigkeit). Zugkräfte parallel zu den Lagerfugen können vom Mauerwerk aufgenommen werden, da die Haftscherfestigkeit zwischen Steinen und Mörtel sowie der Reibanteil aus vertikalen Druckspannungen eine entsprechende Kraftübertragung ermöglicht. Bei Steinen mit sehr geringer Zugfestigkeit kann neben der Überschreitung der Scherfestigkeit in den Lagerfugen unter Umständen auch die Überschreitung der Steinzugfestigkeit als Schadensbild auftreten.

Schubbeanspruchte Wände tragen die Lasten durch eine Kombination von Reibung und Haftverbund ab. Druckkräfte in der Wand erhöhen die Schubtragfähigkeit von unbewehrten Mauerwerkswänden damit signifikant.

Biegebeanspruchung entsteht im Wesentlichen in Bereichen, in denen die Wände durch Horizontalkräfte senkrecht zu ihrer Fläche beansprucht werden, z. B. Kelleraußenwände oder Außenwände unter Windlasten. Die Lastabtragung kann durch Biegung in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgten. Bedingung dafür sind jeweils entsprechende Auflager, z. B. seitliche Querwände (für horizontale Lastabtragung) bzw. Deckenscheiben (für vertikale Lastabtragung). Die Aufnahme von horizontaler Biegung erfolgt über die sich einstellenden Druck- und Zugspannungen des Mauerwerks parallel zur Lagerfuge (in Wandlängsrichtung).
Für die Aufnahme von vertikaler Biegebeanspruchung (Lastabtragung vertikal) ist eine Druckkraft in der Wand erforderlich. Die Tragfähigkeit wird zum einen durch das Klaffen des Querschnittes und zum anderen durch die maximale Randspannung im Mauerwerk bestimmt.

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