Herr Prof. Schermer ist Professor für Bauwerke des Massivbaus und Baustatik an der Technischen Hochschule Regensburg und leitet das angegliederte Labor für den Konstruktiven Ingenieurbau. Zudem ist er Prüfingenieur für Massivbau als Partner im Ingenieurbüro Schermer & Weber Beratende Ingenieure Partnerschaftsgesellschaft mbB und arbeitet in zahlreichen Normengremien mit. Herr Prof. Brehm ist Geschäftsführer der BREHM Bauconsult GmbH und vertritt den Fachbereich Konstruktiver Ingenieurbau an der Hochschule Karlsruhe. Beide sind gleichermaßen in Forschung und Lehre aktiv, wie auch im unmittelbaren Alltag der Baupraxis zuhause und bringen diese Erfahrungen in ihrer Tätigkeit als Herausgeber des Mauerwerk Kalenders ein.

• Vorwort iiiAutoren xviiA Baustoffe BauprodukteI Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 3Michael Raupach, Dorothea Saenger und Bernd Winkels, Aachen1 Einleitung 32 Eigenschaftswerte von Mauersteinen 32.1 Festigkeitseigenschaften 32.1.1 Druckfestigkeit in Steinhohe 32.1.2 Druckfestigkeit in Steinlange und -breite 32.1.3 Zug- und Spaltzugfestigkeit 42.2 Verformungseigenschaften 42.2.1 Druck-Elastizitatsmodul 42.2.2 Querdehnungsmodul, Querdehnzahl 52.2.3 Zug-Elastizitatsmodul 52.3 Kapillare Wasseraufnahme 53 Eigenschaftswerte von Mauermorteln 63.1 Festigkeitseigenschaften 63.1.1 Druckfestigkeit 63.1.2 Zugfestigkeit 63.2 Verformungseigenschaften 63.2.1 Langsdehnungsmodul 63.2.2 Querdehnungsmodul 64 Eigenschaftswerte von Mauermortel im Mauerwerk 65 Verbundeigenschaftswerte zwischen Mauerstein undMauermortel 75.1 Allgemeines 75.2 Haftscherfestigkeit 85.3 Haftzug- und Biegehaftzugfestigkeit 96 Eigenschaftswerte vonMauerwerk 96.1 Allgemeines 96.2 Festigkeitseigenschaften 106.2.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen 106.2.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 116.2.3 Zugfestigkeit 116.2.4 Biegezugfestigkeit 126.2.5 Schubfestigkeit 136.3 Verformungseigenschaften 146.3.1 Elastizitatsmoduln 146.3.2 Feuchtedehnung, Kriechen, Warmedehnung 157 Literatur 15II Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Roland Hirsch, Berlin, Ludwig Wingerter, Karlsruhe, und Eric Brehm, Bensheim0 Allgemeines 190.1 Gesonderte Regelungen zu Schlitzen 190.1.1 Vertikalschlitze 190.1.2 Horizontalschlitze 191 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 192 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 203 Mauerwerk mitMittelbettmortel 284 VorgefertigteWandtafeln 285 Geschosshohe Wandtafeln 306 Schalungsstein-Bauarten 307 Trockenmauerwerk 318 Mauerwerk mit PU-Kleber 319 BewehrtesMauerwerk 3110 Erganzungsbauteile 3111 Literatur 3712 Bildnachweis 38B Konstruktion Bauausführung BauwerkserhaltungI Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk 41Eckehard Scheller, Berlin, Jürgen H.R. Küenzlen und Thomas Kuhn, Künzelsau, Rainer Becker, Dortmund1 Einleitung 412 Grundlagen fur Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk 422.1 Dubel-Systeme 422.2 Bauaufsichtlich relevanter Bereich 432.3 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung 442.4 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Kunststoffdubel 442.5 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Metall-Injektionsanker zur Verankerung imMauerwerk 442.6 Systematik fur den vorliegenden Beitrag 453 Verantwortlichkeiten 453.1 Allgemeines 453.2 Fachplaner 463.3 Versuchsleiter 463.4 Sachkundiges Personal 464 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Kunststoffdubel in Beton und Mauerwerk mit ETA 474.1 Gliederung/Allgemeines 474.2 Anwendungsbereich fur Kunststoffdubel 474.2.1 Allgemeines 474.2.2 Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen) 474.2.3 Temperaturbereiche 484.2.4 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 494.2.5 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 494.3 Versuche fur Kunststoffdubel 504.3.1 Allgemeines 504.3.2 Bruchversuche 504.3.3 Probebelastungen 504.4 Prufbericht 515 Praxisbeispiel 1: Zugversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) – Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion 525.1 Einleitung 525.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 535.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 35.2.2 Ort der Prufungen 535.2.3 Prufvorrichtung 555.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 585.2.5 Verankerungsgrund 595.2.5.1 Allgemeines 595.2.5.2 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemNeubau 595.2.5.3 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemAltbau 605.2.6 Name des Produkts 625.2.7 Montage 625.2.8 Versuchsergebnisse 645.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 655.4 Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche) 665.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 665.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 665.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 675.4.4 Berucksichtigung von Fugen 695.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 695.5 Bemerkungen und Hinweise 715.6 Unterschriften 715.7 Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion) 715.7.1 Allgemeines 715.7.2 Ausgangsdaten 725.7.3 Einwirkung aus Eigengewicht 725.7.4 Einwirkung aus Windsog 735.7.5 Resultierende Einwirkung 735.7.6 Nachweis Schragzug 745.7.7 Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dubels durch die Vertikal-Lattung 745.7.8 Nachweis Holz: Kontrolle der Abstande 755.7.9 Ermittlung der Dubelanzahl fur eine Querwand 765.7.10 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 766 Praxisbeispiel 2: Querlastversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) –Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung 766.1 Einleitung 766.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 776.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 776.2.2 Ort der Prufungen 776.2.3 Prufvorrichtung 776.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 796.2.5 Verankerungsgrund 816.2.6 Name des Produkts 826.2.7 Montage 826.2.8 Versuchsergebnisse 826.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 826.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 836.4.1 Grundlagen fur Querlastversuche am Rand 836.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 836.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 846.4.4 Berucksichtigung von Fugen 846.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 846.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements) 846.5.1 Allgemeines 846.5.2 Ausgangsdaten 866.5.3 Einwirkungen 866.5.3.1 Windlasten 866.5.3.2 Horizontallast bzw. Horizontale Nutzlast (Brustungsriegel) 876.5.3.3 Last aus 90◦ geoffnetemFenster 876.5.3.4 Stosartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Ausergewohnliche Einwirkung) 886.5.4 Zu untersuchende Lastfalle 886.5.4.1 Allgemeines 886.5.4.2 Lastfall 1: Uberlagerung Horizontallast plusWind 886.5.4.3 Lastfall 2: Uberlagerung Horizontallast plus Last aus 90◦ geöffnetem Fenster 896.5.4.4 Lastfall 3: Weicher Stos gemas ETB-Richtlinie (ausergewöhnlicher Lastfall) 896.5.5 Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.5.1 Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil 896.5.5.2 Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.6 Glied 7 der Nachweiskette: Dubel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper 896.5.6.1 Tragfahigkeit der verwendeten Dubel 896.5.6.2 Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdubeln 906.5.6.3 Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschatzung) 906.5.7 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 907 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA 917.1 Gliederung/Allgemeines 917.2 Anwendungsbereiche fur Injektionsanker 917.2.1 Allgemeines 917.2.2 Mauerwerksgruppen 917.2.3 Temperaturbereiche 937.2.4 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung 937.2.5 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 947.2.6 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 947.3 Versuche 947.3.1 Allgemeines 947.3.2 Bruchversuche 957.3.3 Probebelastungen 967.3.4 Abnahmeversuche 967.3.5 Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen – Abnahmeversuche 987.3.5.1 Allgemeines 987.3.5.2 Ausgangsdaten fur beide Zahlenbeispiele 987.3.5.3 Probebelastungen (Zahlenbeispiel) 987.3.5.4 Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel) 1007.3.5.5 Vergleich 1027.4 Prufbericht 1028 Praxisbeispiel 3: Zugversuche fur Injektionsanker (Bruchversuche) –Befestigung eines Franzosischen Balkongelanders 1038.1 Einleitung 1038.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 1048.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 1048.2.2 Ort der Prufungen 1058.2.3 Prufvorrichtung 1058.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 1068.2.5 Verankerungsgrund 1068.2.6 Name des Produkts 1068.2.7 Montage 1088.2.8 Versuchsergebnisse 1098.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 1098.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 1108.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 1108.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber Quantilwerte 1108.4.2.1 Bestimmung des Referenzsteins 1108.4.2.2 Charakteristische Zugtragfahigkeit 1118.4.2.3 Charakteristische Quertragfahigkeit 1128.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 1128.4.4 Berucksichtigung von Fugen 1128.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 1128.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des Franzosischen Balkongelanders) 1128.5.1 Allgemeines 1128.5.2 Ausgangsdaten 1138.5.3 Einwirkungen 1138.5.3.1 Eigengewicht 1138.5.3.2 Verkehrslasten 1138.5.3.3 Stosartige Last 1138.5.4 Resultierende Einwirkungen auf die masgebende Ankerplatte 1148.5.4.1 Allgemeines 1148.5.4.2 Ermittlung der masgebenden Zugkrafte 1148.5.4.3 Ermittlung der masgebenden Querlasten 1158.5.5 Nachweise fur Zugbeanspruchung 1168.5.5.1 Allgemeines 1168.5.5.2 Stahlversagen 1168.5.5.3 Herausziehen des Dubels 1178.5.5.4 Steinausbruch (Dubelgruppe) 1178.5.5.5 Herausziehen eines Steins 1188.5.5.6 Einfluss von Fugen 1198.5.6 Nachweise fur Querbeanspruchung 1198.5.6.1 Allgemeines 1198.5.6.2 Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm 1198.5.6.3 Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm 1208.5.6.4 Ortliches Steinversagen 1208.5.6.5 Steinkantenbruch 1208.5.6.6 Herausdrucken eines Steins 1218.5.6.7 Einfluss von Fugen 1218.5.7 Nachweise fur Interaktion von Zugund Querlasten 1218.5.8 Fazit zur Bemessung 1219 Zusammenfassung 12210 Literatur 122Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohlund Lochsteine 125Anhang B: Blanko-Formular „Dokumentation (Dubel-)Versuche amBauwerk“ 133II Mauerwerk aus Fertigteilen 143Dieter Figge, Warburg1 Einleitung 1431.1 Allgemeines 1431.2 Geschichtliches 1431.3 Stand der Technik 1442 Arten von Wandelementen 1442.1 Vergusstafeln 1452.2 Hochlochtafeln 1452.3 Rippentafeln 1452.4 Ziegel-Fertigteildecken 1462.5 Mauertafeln 1462.5.1 Planung 1472.5.2 Bemessung vonMauertafeln 1472.5.3 Konstruktion vonMauertafeln 1482.5.4 Herstellung vonMauertafeln 1482.5.5 Transport vonMauertafeln 1503 Mauertafeln ausMauersteinen 1503.1 Mauertafeln aus Normziegeln (Mauertafelziegeln) 1503.2 Mauertafeln aus Zulassungsziegeln 1513.3 Aufhangungen mit Hebebandern 1513.4 Aufhangungen mit Tragbolzen 1533.5 Mauertafeln aus Kalksandsteinen 1543.6 Mauertafeln aus Porenbeton 1544 Vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1554.1 Konstruktive Vertikalfuge 1554.2 Statische Nachweise fur vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1565 Ausfachungsmauerwerk fur Stahlbetonskelettkonstruktionen 1576 Brandschutz 1587 Transport 1598 Montage 1599 Uberwachung 1619.1 Fremduberwachung [26] 1619.2 Qualitatssicherung 16110 Literatur 162III Veränderung der Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben am Beispiel der Erschließung Wilhelmsburg in Ulm 163Wolfgang Finckh und Hilmar Quantz, Kempten1 Einleitung 1631.1 Historisches 1631.2 Heutige und zukunftige Nutzung der Anlage 1651.3 Erforderliche Umbauten 1652 Vorgehensweise 1652.1 Allgemeines 1652.2 Geometrie 1662.3 Material 1662.4 Baugrund 1672.5 Zustand 1682.6 Durchgangigkeit der Planung 1692.7 Die digitale Baustelle 1703 Horizontale Erschliesung 1703.1 Aufgabenstellung 1703.2 Entwurfsfindung 1713.2.1 Allgemeines Vorgehen und Randbedingungen 1713.2.2 Brucke in der Burg 1713.2.3 Brucke uber den Burggraben 1723.2.3.1 Allgemeines 1723.2.3.2 Varianten 1723.2.3.3 Vorzugsvariante 1733.3 Brucke uber den Burggraben 1733.3.1 Konstruktion 1733.3.2 Statisches System und Berechnung 1733.3.3 Herstellung 1743.4 Brucke in der Burg 1763.4.1 Konzept undKonstruktion 1763.4.2 Grundung 1763.4.3 Bauablauf 1763.4.4 Berechnungsmethodik 1783.4.4.1 Allgemeines 1783.4.4.2 Mauerwerk 1783.4.4.3 Stahlbetonbauwerk 1823.4.5 Herstellung 1823.5 Gestaltungskonzept 1834 Vertikale Erschliesung 1844.1 Aufgabenstellung 1844.2 Entwurfsfindung 1844.2.1 Schaffung des Lichtraumprofils 1844.2.2 Bauteile der Erschliesung 1844.3 Gewolbeoffnung 1854.3.1 Konzept undKonstruktion 1854.3.2 Bauzustande 1854.3.3 Berechnungsmethodik 1874.3.3.1 Allgemeines Vorgehen 1874.3.3.2 Berechnung amMauerwerk 1874.3.3.3 Nachweis derAussteifungselemente 1904.4 Aufzugschachtmit Treppe 1904.5 Herstellung 1904.5.1 Gurtung 1904.5.2 Aufzugsschacht 1914.6 Gestaltungskonzept 1925 Literatur 193IV Erfolgreiche Digitalisierung im Mauerwerksbau – eine multidisziplinäre Unternehmensaufgabe für Baustoffhersteller 197Markus Heße, Michael Leicht, Alexander Brunst, Andreas Radischewski, Sebastian Kulle und Christian Peter Hille, Duisburg1 Einleitung 1972 Digital unterstutzte Planung im Mauerwerksbau 1982.1 Der digitale Zwilling – erste Produktdaten fur die Planung 1982.2 Aus Produkten werden Systeme – vom Mauerstein zumMauerwerk 2022.3 Ein Modell, viele Disziplinen – medienbruchfreier Austausch von Produktdaten 2042.4 Haftung fur die BIM-Produktdaten 2053 Von Produktdaten zu Produktionsdaten 2063.1 Das digitale Gebaudemodell – die universelle Datenquelle fur die Produktion 2063.2 Haftung des Mauerwerksherstellers fur das BIM-Modell 2073.3 Geistige Eigentumsrechte des Mauerwerksherstellers an dem BIM-Modell 2093.4 Projektverwaltung und Produktionsplanung 2103.5 Produktion und Kommissionierung 2104 Digitalisierung auf der Mauerwerksbaustelle 2104.1 Papier oder Tablet – Planbereitstellung fur die Baustelle 2114.2 Hilfsmittel fur die effiziente Baustelle – Soll-Ist-AbgleichmitMixed Reality 2114.3 Mensch und Maschine – ein Ausblick auf Robotik im Mauerwerksbau 2135 Digitalisierung ist mehr als nur die Bereitstellung vonDaten 2165.1 Bieten digitale Daten neue Geschaftsfelder furMauerwerkshersteller? 2165.2 An welchen Stellschrauben muss gearbeitet werden, damit Mauerwerk digitaler wird? 2175.3 Ausblick in die Zukunft der Digitalisierung imMauerwerksbau 2176 Fazit 2187 Literatur 219V Ziegel aus dem 3D-Drucker 221Martin Wilfinger und Ulrich Knaack, Darmstadt, Holger Strauß, Frankfurt, und Thomas Fehlhaber, München1 Einleitung 2212 GeschichtlicherHintergrund 2213 Technologie Additive Herstellung 2223.1 Photopolymerisationsverfahren 2243.1.1 Stereolithographie (SLA) 2243.1.2 Digitale Lichtverarbeitung (DLP) 2243.2 Bindemittel-Jetting, 3D-Druck (3DP) 2243.3 Material-Extrusion 2253.3.1 FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) 2253.3.2 Robocasting oder Direktes Schreiben mit Tinte (DIW) 2253.4 Pulverbett-Schmelzung 2253.4.1 Selektives Lasersintern (SLS) 2253.4.2 Selektives Laserschmelzen (SLM) 2253.4.3 SelektivesWarmesintern (SHS) 2263.4.4 Elektronenstrahlschmelzen (EBM) 2263.5 Ebenen-Laminierung 2263.5.1 Herstellung laminierter Objekte (LOM) 2263.5.2 Selektives Auftragslaminieren (SDL) 2263.6 Material-Jetting 2263.7 Direct Energy Deposition oder Direkte Energieabscheidung 2264 Additive Herstellung von Ziegeln/Ziegelbauteilen in der aktuellen Forschung und Entwicklung 2275 Strategien zum Drucken von Ziegeln/Ziegelbauteilen 2295.1 Kartesische 3D-Drucker 2295.2 Delta-3D-Drucker 2305.3 Roboterarm basierende 3D-Drucker 2306 Technologieauswahl und Entwicklung des eigenen Druckens fur Ziegel 2316.1 Aufbau undKonzeption 2326.2 Druckversuche 2336.3 Druckmaterial 2346.4 Druckergebnisse und Fazit zum Projekt 2367 Anwendungsbereich von gedruckten Ziegeln/Ziegelbauteilen 2368 Ausblick 2389 Weiterfuhrende Literatur 238VI Mauerwerksroboter für die Baustelle – internationaler Stand 241Eric Brehm und Christian Wurll, Karlsruhe1 Einleitung 2412 Aktueller Stand 2412.1 Historie inDeutschland 2412.2 Aktuelle Bauroboter 2422.2.1 Stahlbetondrucker 2422.2.2 In Situ Fabricator 2422.2.3 Interagierende Roboter 2422.3 Vorhandene Mauerwerksroboter 2432.3.1 Allgemeines 2432.3.2 SAM100 2442.3.3 HADRIANX 2442.3.4 Seilroboter 2443 Besonderheiten des deutschen Marktes 2454 Voraussetzungen und Handlungsbedarf 2465 Ansatz der Hochschule Karlsruhe 2466 Auswirkungen auf die Baukultur 2477 Literatur 248VII Standsicherheitsuntersuchungen von Mauerwerkstrukturen mithilfe von stochastischen numerischen Simulationen 249Roger Schlegel, Weimar1 Einleitung 2492 Numerische Modellierung und Simulation von Mauerwerkstrukturen 2492.1 Diskretisierung und Materialmodellierung desMauerwerkverbands 2492.2 Nichtlineare Lastgeschichteberechnung 2513 Modellvalidierung 2523.1 Parametrische Modellierung 2523.1.1 Sensitivitatsanalyse 2523.1.2 Modellkalibrierung 2544 Stochastische Simulation in der Berechnungspraxis 2544.1 Definition von Unsicherheiten 2554.2 Varianzbasierte Robustheitsanalyse 2554.3 Zuverlassigkeitsanalyse 2565 Stochastische Analysen zur Versagenswahrscheinlichkeit einer historischen Mauerwerkbrucke gegenuber Schiffsstos 2576 Zusammenfassung 2607 Literatur 260VIII Eine aus der Notwendigkeit geborene Idee – Betonhohlblocksteine für den Mauerwerksbau in informellen Siedlungen und deren bautechnische Umsetzung 261Oliver von Malm, Gerrit Dittrich, Marcel Enzweiler, Ivana Bicic und Florian Weininger, München, Andreas Saxer, Christoph Waltl, Matthias Egger und Jürgen Feix, Innsbruck, Frank Ilg, Fabian Meyer-Brötz und Jürgen Mayer, Weißenhorn, sowie Jonas Klein und Tilo Proske, Darmstadt1 Einleitung 2612 Entwicklung der Geometrie des Betonhohlblocksteins 2623 Future Products & Technologies bei PERI 2644 Konstruktive Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2644.1 Anforderungen an das zu entwickelnde Betonhohlblockstein-Mauerwerk 2654.2 Standortspezifische Gegebenheiten im Vergleich 2664.2.1 DefinitionMustergebaude 2664.2.2 Vergleich der standigen Belastungen 2664.2.3 Vergleich der veranderlichen Belastungen 2674.2.4 Vergleich der Erdbebenbelastungen 2674.3 Anforderungen an Bauwerksaussteifung und Fugekonzept 2674.3.1 Bauwerksaussteifung 2684.3.2 Abschatzung der Ausmittigkeit der Druckbeanspruchung an den Mustergebauden 2694.3.3 Fugekonzept 2694.4 Anforderungen an die Stein- und Wandwiderstande 2694.4.1 Fullung der Betonhohlblocksteine 2704.4.1.1 Frischbetonfullung 2704.4.1.2 Erdfullung 2704.4.1.3 ErdfullungmitWassereinstau 2704.4.2 Erforderliche Wandwiderstande 2704.4.2.1 Abschatzung des erforderlichen Wanddruckwiderstands 2714.4.2.2 Abschatzung des erforderlichen Wandschubwiderstands 2714.4.2.3 Abschatzung des erforderlichen Wandbiegewiderstands 2714.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2715 Betontechnologie zur Herstellung der Betonholblocksteine und Produktion imKibera Slum 2726 Entwicklung desWandkonzepts 2736.1 Erste Testwand inKibera 2756.2 Erste Bauprojekte inKibera 2757 Experimentelle Untersuchung zur Schubtragfahigkeit der Betonhohlblocksteine und daraus hergestellter Wandbauteile 2767.1 Allgemeines 2767.2 Materialeigenschaften 2767.3 Schubversuche amEinzelstein 2777.3.1 Langsschubtragfahigkeit 2777.3.2 Querschubtragfahigkeit 2817.4 Schubversuche anWanden 2827.4.1 Ubersicht 2827.4.2 UnbewehrteWand 2827.4.3 Wand mit Zuganker 2847.4.4 Wand-Rahmensystem 2858 Bemessung eines Prototyps – Schulbau inKibera 2878.1 Problemstellung bei der Nachweisfuhrung 2878.2 Tragkonzept fur ein Schulgebaude in Nairobi 2888.3 Detailausfuhrung 2928.4 Nachweis der Tragfahigkeit 2948.5 Nachweis derGebaudeaussteifung 2958.6 Aussicht – ein generalisiertes Bemessungsverfahren 2969 Ausblick – Praxisanwendung 29710 Danksagung 29711 Literatur 298C BemessungI Hilfsmittel zur vereinfachten Mauerwerksbemessung 301Valentin Förster, Frankfurt am Main, Benjamin Purkert und Carl-Alexander Graubner, Darmstadt1 Einfuhrung 3012 Anwendungsbereich der vereinfachten Berechnungsmethoden von DIN EN 1996-3/NA 3013 Wande unter uberwiegender Normalkraftbeanspruchung 3033.1 Vereinfachte Berechnungsmethode 3033.1.1 Bemessung bei Normaltemperatur 3033.1.1.1 Normative Regelungen 3033.1.1.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3043.1.2 Bemessung imBrandfall 3043.1.2.1 Normative Regelungen 3043.1.2.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3053.1.3 Bemessung mit Tragfahigkeitstafeln 3063.1.3.1 Vorgehensweise 3063.1.3.2 Tragfahigkeitstafeln fur die „kalte“ und „heise“ Bemessung 3063.1.4 Beispiele 3073.1.4.1 Innenwand 3073.1.4.2 Ausenwand mit teilaufliegender Decke 3073.1.4.3 Ausenwand mit vollaufliegender Decke 3073.2 Stark vereinfachte Berechnungsmethode 3123.2.1 Nachweisverfahren 3123.2.2 Bemessungstafeln 3123.2.3 Beispiele 3123.2.3.1 Innenwand 3123.2.3.2 Ausenwand im obersten Geschoss 3124 Windbeanspruchte Wande unter minimaler Auflast 3134.1 Nachweisverfahren 3134.2 Bemessungstafeln 3144.3 Beispiele – Ausenwande im obersten Geschoss 3154.3.1 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3154.3.2 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3174.3.3 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3174.3.4 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3185 Erddruckbeanspruchte Wande 3185.1 Nachweisverfahren 3185.2 Bemessungstafel 3195.3 Beispiele 3195.3.1 Vollstandig angeschuttete Wand 3205.3.2 Teilweise angeschuttete Wand 3216 NichttragendeWande 3216.1 Innenwande 3216.1.1 Nachweisverfahren 3216.1.2 Bemessungstafeln 3236.1.3 Beispiele 3236.1.3.1 Dreiseitig gehaltene innere Trennwand 3236.1.3.2 Vierseitige gehaltene innere Trennwand 3236.2 Ausenwande 3246.2.1 Nachweisverfahren 3246.2.2 Beispiele 3246.2.2.1 Ausenwand mit quadratischer Ausfachungsflache 3246.2.2.2 Ausenwand mit rechteckiger Ausfachungsflache 3247 Vereinfachter Aussteifungsnachweis 3257.1 Nachweisverfahren 3257.2 Beispiel 3258 Zusammenfassung 3269 Literatur 327II Erdbebenbemessung bei Mauerwerksbauten 329Christoph Butenweg, Aachen, Christoph Gellert, Herzogenrath, und Udo Meyer, Berlin1 Einleitung 3292 Seismische Einwirkung 3292.1 Entwicklung der Erdbebenkarten 3292.2 Erdbebeneinwirkung nach DIN 4149 3292.2.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3302.3 Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1/NA 3312.3.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3323 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 3343.1 Versagensformen von Mauerwerkswanden 3343.2 Wand-Decken-Interaktion und Normalkraftumlagerungen 3354 Auslegung mit konstruktiven Regeln 3364.1 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN 4149 3374.2 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN EN 1998-1/NA 3384.3 Bewertung im Hinblick auf die Anwendung in der Praxis 3385 Rechenverfahren 3395.1 Lineare kraftbasierte Berechnungen 3395.1.1 Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3395.1.2 Multimodales Antwortspektrenverfahren 3395.1.2.1 Berechnung der erforderlichen Schwingformen 3395.1.2.2 Kombination der Schwingformen und Richtungsuberlagerung 3395.2 Nichtlineare statische Berechnungen 3405.2.1 Grundlagen und Berechnungsablauf 3405.2.2 Ermittlung der Kapazitatskurven fur Mauerwerksgebaude 3405.3 Berucksichtigung von Torsionseffekten 3415.4 Ansatz von Verhaltensbeiwerten fur Mauerwerk 3425.4.1 Verhaltensbeiwert aus Verformungsfahigkeit und Energiedissipation 3435.4.2 Verhaltensbeiwert aus Lastumverteilung im Grundriss 3436 Praxisbeispiele 3446.1 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN 4149 3446.2 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN EN 1998-1/NA 3456.3 Mehrfamilienhaus – Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3476.3.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3476.3.2 Statisches Ersatzsystem 3476.3.3 Statische Ersatzlasten 3486.3.4 Verteilung der statischen Ersatzlasten auf die Schubwande 3496.3.5 Standsicherheitsnachweise nach DIN EN 1998-1/NA 3496.3.6 Nachweis mit einem Verhaltensbeiwert von q=1,7 3496.3.7 Nachweis mit erhohten Verhaltensbeiwerten 3496.4 Mehrfamilienhaus – Nichtlinearer statischerNachweis 3506.4.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3506.5 Vergleichsberechnung: Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3506.6 Nichtlinearer statischerNachweis 3527 Entwicklung neuer rechnerischer Nachweiskonzepte 3538 Zusammenfassung 3549 Literatur 355D ForschungI Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 359Jonathan Schmalz, Regensburg, und Ludwig Wingerter, Karlsruhe1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 3631.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3631.2 Kurzberichte 3631.2.1 Betriebsbegleitende Simulation zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung inKS-Werken 3632 Laufende Forschungsvorhaben 3632.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3632.2 Kurzberichte 3642.2.1 Neue Ansatze fur die realistische Bemessung von Mauerwerksbauten unterHorizontallasten 3642.2.2 Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nichttragenden Trennwanden aus Mauerwerk von der Tragstruktur 3652.2.3 Einfluss der exzentrischen Lasteinleitung am Ausenwand-Decken-Knoten auf die Schubtragfahigkeit von monolithischen Ausenwanden aus Ziegelmauerwerk 3672.2.4 Verhalten von Stahlbetonrahmen mit entkoppelten Mauerwerksausfachungen und Offnungen unter seismischen Einwirkungen 3692.2.5 Forschungsprojekt BIM-SIS 3712.2.6 Statische Vergleichsberechnung von gemauerten Gewolbebrucken zur Validierung des Entwurfs der neuen Nachrechnungsrichtlinie (Mauerwerk) 3732.2.6.1 Einleitung 3732.2.6.2 Beispiel einer zweifeldrigen Brucke 3752.2.7 Optimierung der Eigenschaftskennwerte von Kalksandsteinen durch den Einsatz von Recyclingundmineralischen Fullern 3802.2.8 Verbesserte Schalldammung von Kalksandsteinmauerwerk durch Optimierung der produktionstechnischen Herstellparameter –Erhohung des dynamischen E-Moduls desKS-Materials 3862.2.9 Entwicklung von Seilrobotern fur die Erstellung von Kalksandstein-Mauerwerk auf der Baustelle 3872.2.10 Einsatz naturlicher mineralischer Fuller fur die Optimierung der Eigenschaftswerte von Kalksandsteinen –Reduzierung der Produktionskosten, des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen 3872.2.11 Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhohung des baulichen Schallschutzes 3882.2.12 Kosteneinsparung und Steigerung der Ressourceneffizienz von Kalksandsteinen durch Ansatz von Druckhaltestufen bei der Hydrothermalhartung –sog. „Treppenkurven“ –CO2-Einsparung 3882.2.13 Eignung von Kalksandstein-Recyclingmaterial zur Bodenverbesserung 389E Normen Zulassungen RegelwerkI Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 393Hans-Alexander Biegholdt, Leipzig1 Einfuhrung 3932 Grundlagen 3932.1 Bauaufsichtliche Regelungen 3932.2 Geltungsbereich der Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3942.3 Abgrenzung zum allgemeinen bauaufsichtlichen Prufzeugnis nach §19MBO 3942.4 Zustandigkeiten bei der Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen in den Landern 3943 Anforderungen an Bauprodukte 3943.1 Allgemeines 3943.2 CE-gekennzeichnete Bauprodukte 3943.3 Nationaler Verwendbarkeitsnachweis 3963.4 Produkte des Mauerwerksbaus 3964 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3974.1 Anlass zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall nach § 20 MBO 3974.2 Erfordernis einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3984.3 Antragsteller 3985 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 3985.1 Landesbezogene Umsetzung der Musterregelungen 3985.2 Allgemeines 3985.3 Abgrenzung zum Genehmigungsverfahren und zur allgemeinen Bewahrung 3985.4 Antragstellung 3985.5 Eigenschaften des Bauprodukts 4005.6 Ubereinstimmungsnachweis 4005.7 Regelungen zur Bauart 4005.8 Sonderfall Lehmbauweise 4015.9 Gebuhren 4015.10 Bearbeitungszeiten 4016 Literatur 401II Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 30.11.2020) 403Nanjie Hu und Benjamin Purkert, Berlin1 Vorbemerkung 4032 EuGH-Urteil vom 16. Oktober 2014 (Rs. C-100/13) 4043 Regelwerk 4054 Literatur 420Stichwortverzeichnis 421Anbieterverzeichnis 437

Herr Prof. Schermer ist Professor für Bauwerke des Massivbaus und Baustatik an der Technischen Hochschule Regensburg und leitet das angegliederte Labor für den Konstruktiven Ingenieurbau. Zudem ist er Prüfingenieur für Massivbau als Partner im Ingenieurbüro Schermer & Weber Beratende Ingenieure Partnerschaftsgesellschaft mbB und arbeitet in zahlreichen Normengremien mit. Herr Prof. Brehm ist Geschäftsführer der BREHM Bauconsult GmbH und vertritt den Fachbereich Konstruktiver Ingenieurbau an der Hochschule Karlsruhe. Beide sind gleichermaßen in Forschung und Lehre aktiv, wie auch im unmittelbaren Alltag der Baupraxis zuhause und bringen diese Erfahrungen in ihrer Tätigkeit als Herausgeber des Mauerwerk Kalenders ein.

• Vorwort iiiAutoren xviiA Baustoffe BauprodukteI Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 3Michael Raupach, Dorothea Saenger und Bernd Winkels, Aachen1 Einleitung 32 Eigenschaftswerte von Mauersteinen 32.1 Festigkeitseigenschaften 32.1.1 Druckfestigkeit in Steinhohe 32.1.2 Druckfestigkeit in Steinlange und -breite 32.1.3 Zug- und Spaltzugfestigkeit 42.2 Verformungseigenschaften 42.2.1 Druck-Elastizitatsmodul 42.2.2 Querdehnungsmodul, Querdehnzahl 52.2.3 Zug-Elastizitatsmodul 52.3 Kapillare Wasseraufnahme 53 Eigenschaftswerte von Mauermorteln 63.1 Festigkeitseigenschaften 63.1.1 Druckfestigkeit 63.1.2 Zugfestigkeit 63.2 Verformungseigenschaften 63.2.1 Langsdehnungsmodul 63.2.2 Querdehnungsmodul 64 Eigenschaftswerte von Mauermortel im Mauerwerk 65 Verbundeigenschaftswerte zwischen Mauerstein undMauermortel 75.1 Allgemeines 75.2 Haftscherfestigkeit 85.3 Haftzug- und Biegehaftzugfestigkeit 96 Eigenschaftswerte vonMauerwerk 96.1 Allgemeines 96.2 Festigkeitseigenschaften 106.2.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen 106.2.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 116.2.3 Zugfestigkeit 116.2.4 Biegezugfestigkeit 126.2.5 Schubfestigkeit 136.3 Verformungseigenschaften 146.3.1 Elastizitatsmoduln 146.3.2 Feuchtedehnung, Kriechen, Warmedehnung 157 Literatur 15II Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Roland Hirsch, Berlin, Ludwig Wingerter, Karlsruhe, und Eric Brehm, Bensheim0 Allgemeines 190.1 Gesonderte Regelungen zu Schlitzen 190.1.1 Vertikalschlitze 190.1.2 Horizontalschlitze 191 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 192 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 203 Mauerwerk mitMittelbettmortel 284 VorgefertigteWandtafeln 285 Geschosshohe Wandtafeln 306 Schalungsstein-Bauarten 307 Trockenmauerwerk 318 Mauerwerk mit PU-Kleber 319 BewehrtesMauerwerk 3110 Erganzungsbauteile 3111 Literatur 3712 Bildnachweis 38B Konstruktion Bauausführung BauwerkserhaltungI Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk 41Eckehard Scheller, Berlin, Jürgen H.R. Küenzlen und Thomas Kuhn, Künzelsau, Rainer Becker, Dortmund1 Einleitung 412 Grundlagen fur Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk 422.1 Dubel-Systeme 422.2 Bauaufsichtlich relevanter Bereich 432.3 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung 442.4 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Kunststoffdubel 442.5 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Metall-Injektionsanker zur Verankerung imMauerwerk 442.6 Systematik fur den vorliegenden Beitrag 453 Verantwortlichkeiten 453.1 Allgemeines 453.2 Fachplaner 463.3 Versuchsleiter 463.4 Sachkundiges Personal 464 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Kunststoffdubel in Beton und Mauerwerk mit ETA 474.1 Gliederung/Allgemeines 474.2 Anwendungsbereich fur Kunststoffdubel 474.2.1 Allgemeines 474.2.2 Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen) 474.2.3 Temperaturbereiche 484.2.4 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 494.2.5 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 494.3 Versuche fur Kunststoffdubel 504.3.1 Allgemeines 504.3.2 Bruchversuche 504.3.3 Probebelastungen 504.4 Prufbericht 515 Praxisbeispiel 1: Zugversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) – Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion 525.1 Einleitung 525.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 535.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 35.2.2 Ort der Prufungen 535.2.3 Prufvorrichtung 555.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 585.2.5 Verankerungsgrund 595.2.5.1 Allgemeines 595.2.5.2 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemNeubau 595.2.5.3 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemAltbau 605.2.6 Name des Produkts 625.2.7 Montage 625.2.8 Versuchsergebnisse 645.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 655.4 Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche) 665.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 665.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 665.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 675.4.4 Berucksichtigung von Fugen 695.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 695.5 Bemerkungen und Hinweise 715.6 Unterschriften 715.7 Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion) 715.7.1 Allgemeines 715.7.2 Ausgangsdaten 725.7.3 Einwirkung aus Eigengewicht 725.7.4 Einwirkung aus Windsog 735.7.5 Resultierende Einwirkung 735.7.6 Nachweis Schragzug 745.7.7 Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dubels durch die Vertikal-Lattung 745.7.8 Nachweis Holz: Kontrolle der Abstande 755.7.9 Ermittlung der Dubelanzahl fur eine Querwand 765.7.10 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 766 Praxisbeispiel 2: Querlastversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) –Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung 766.1 Einleitung 766.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 776.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 776.2.2 Ort der Prufungen 776.2.3 Prufvorrichtung 776.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 796.2.5 Verankerungsgrund 816.2.6 Name des Produkts 826.2.7 Montage 826.2.8 Versuchsergebnisse 826.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 826.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 836.4.1 Grundlagen fur Querlastversuche am Rand 836.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 836.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 846.4.4 Berucksichtigung von Fugen 846.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 846.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements) 846.5.1 Allgemeines 846.5.2 Ausgangsdaten 866.5.3 Einwirkungen 866.5.3.1 Windlasten 866.5.3.2 Horizontallast bzw. Horizontale Nutzlast (Brustungsriegel) 876.5.3.3 Last aus 90◦ geoffnetemFenster 876.5.3.4 Stosartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Ausergewohnliche Einwirkung) 886.5.4 Zu untersuchende Lastfalle 886.5.4.1 Allgemeines 886.5.4.2 Lastfall 1: Uberlagerung Horizontallast plusWind 886.5.4.3 Lastfall 2: Uberlagerung Horizontallast plus Last aus 90◦ geöffnetem Fenster 896.5.4.4 Lastfall 3: Weicher Stos gemas ETB-Richtlinie (ausergewöhnlicher Lastfall) 896.5.5 Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.5.1 Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil 896.5.5.2 Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.6 Glied 7 der Nachweiskette: Dubel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper 896.5.6.1 Tragfahigkeit der verwendeten Dubel 896.5.6.2 Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdubeln 906.5.6.3 Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschatzung) 906.5.7 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 907 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA 917.1 Gliederung/Allgemeines 917.2 Anwendungsbereiche fur Injektionsanker 917.2.1 Allgemeines 917.2.2 Mauerwerksgruppen 917.2.3 Temperaturbereiche 937.2.4 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung 937.2.5 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 947.2.6 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 947.3 Versuche 947.3.1 Allgemeines 947.3.2 Bruchversuche 957.3.3 Probebelastungen 967.3.4 Abnahmeversuche 967.3.5 Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen – Abnahmeversuche 987.3.5.1 Allgemeines 987.3.5.2 Ausgangsdaten fur beide Zahlenbeispiele 987.3.5.3 Probebelastungen (Zahlenbeispiel) 987.3.5.4 Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel) 1007.3.5.5 Vergleich 1027.4 Prufbericht 1028 Praxisbeispiel 3: Zugversuche fur Injektionsanker (Bruchversuche) –Befestigung eines Franzosischen Balkongelanders 1038.1 Einleitung 1038.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 1048.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 1048.2.2 Ort der Prufungen 1058.2.3 Prufvorrichtung 1058.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 1068.2.5 Verankerungsgrund 1068.2.6 Name des Produkts 1068.2.7 Montage 1088.2.8 Versuchsergebnisse 1098.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 1098.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 1108.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 1108.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber Quantilwerte 1108.4.2.1 Bestimmung des Referenzsteins 1108.4.2.2 Charakteristische Zugtragfahigkeit 1118.4.2.3 Charakteristische Quertragfahigkeit 1128.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 1128.4.4 Berucksichtigung von Fugen 1128.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 1128.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des Franzosischen Balkongelanders) 1128.5.1 Allgemeines 1128.5.2 Ausgangsdaten 1138.5.3 Einwirkungen 1138.5.3.1 Eigengewicht 1138.5.3.2 Verkehrslasten 1138.5.3.3 Stosartige Last 1138.5.4 Resultierende Einwirkungen auf die masgebende Ankerplatte 1148.5.4.1 Allgemeines 1148.5.4.2 Ermittlung der masgebenden Zugkrafte 1148.5.4.3 Ermittlung der masgebenden Querlasten 1158.5.5 Nachweise fur Zugbeanspruchung 1168.5.5.1 Allgemeines 1168.5.5.2 Stahlversagen 1168.5.5.3 Herausziehen des Dubels 1178.5.5.4 Steinausbruch (Dubelgruppe) 1178.5.5.5 Herausziehen eines Steins 1188.5.5.6 Einfluss von Fugen 1198.5.6 Nachweise fur Querbeanspruchung 1198.5.6.1 Allgemeines 1198.5.6.2 Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm 1198.5.6.3 Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm 1208.5.6.4 Ortliches Steinversagen 1208.5.6.5 Steinkantenbruch 1208.5.6.6 Herausdrucken eines Steins 1218.5.6.7 Einfluss von Fugen 1218.5.7 Nachweise fur Interaktion von Zugund Querlasten 1218.5.8 Fazit zur Bemessung 1219 Zusammenfassung 12210 Literatur 122Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohlund Lochsteine 125Anhang B: Blanko-Formular „Dokumentation (Dubel-)Versuche amBauwerk“ 133II Mauerwerk aus Fertigteilen 143Dieter Figge, Warburg1 Einleitung 1431.1 Allgemeines 1431.2 Geschichtliches 1431.3 Stand der Technik 1442 Arten von Wandelementen 1442.1 Vergusstafeln 1452.2 Hochlochtafeln 1452.3 Rippentafeln 1452.4 Ziegel-Fertigteildecken 1462.5 Mauertafeln 1462.5.1 Planung 1472.5.2 Bemessung vonMauertafeln 1472.5.3 Konstruktion vonMauertafeln 1482.5.4 Herstellung vonMauertafeln 1482.5.5 Transport vonMauertafeln 1503 Mauertafeln ausMauersteinen 1503.1 Mauertafeln aus Normziegeln (Mauertafelziegeln) 1503.2 Mauertafeln aus Zulassungsziegeln 1513.3 Aufhangungen mit Hebebandern 1513.4 Aufhangungen mit Tragbolzen 1533.5 Mauertafeln aus Kalksandsteinen 1543.6 Mauertafeln aus Porenbeton 1544 Vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1554.1 Konstruktive Vertikalfuge 1554.2 Statische Nachweise fur vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1565 Ausfachungsmauerwerk fur Stahlbetonskelettkonstruktionen 1576 Brandschutz 1587 Transport 1598 Montage 1599 Uberwachung 1619.1 Fremduberwachung [26] 1619.2 Qualitatssicherung 16110 Literatur 162III Veränderung der Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben am Beispiel der Erschließung Wilhelmsburg in Ulm 163Wolfgang Finckh und Hilmar Quantz, Kempten1 Einleitung 1631.1 Historisches 1631.2 Heutige und zukunftige Nutzung der Anlage 1651.3 Erforderliche Umbauten 1652 Vorgehensweise 1652.1 Allgemeines 1652.2 Geometrie 1662.3 Material 1662.4 Baugrund 1672.5 Zustand 1682.6 Durchgangigkeit der Planung 1692.7 Die digitale Baustelle 1703 Horizontale Erschliesung 1703.1 Aufgabenstellung 1703.2 Entwurfsfindung 1713.2.1 Allgemeines Vorgehen und Randbedingungen 1713.2.2 Brucke in der Burg 1713.2.3 Brucke uber den Burggraben 1723.2.3.1 Allgemeines 1723.2.3.2 Varianten 1723.2.3.3 Vorzugsvariante 1733.3 Brucke uber den Burggraben 1733.3.1 Konstruktion 1733.3.2 Statisches System und Berechnung 1733.3.3 Herstellung 1743.4 Brucke in der Burg 1763.4.1 Konzept undKonstruktion 1763.4.2 Grundung 1763.4.3 Bauablauf 1763.4.4 Berechnungsmethodik 1783.4.4.1 Allgemeines 1783.4.4.2 Mauerwerk 1783.4.4.3 Stahlbetonbauwerk 1823.4.5 Herstellung 1823.5 Gestaltungskonzept 1834 Vertikale Erschliesung 1844.1 Aufgabenstellung 1844.2 Entwurfsfindung 1844.2.1 Schaffung des Lichtraumprofils 1844.2.2 Bauteile der Erschliesung 1844.3 Gewolbeoffnung 1854.3.1 Konzept undKonstruktion 1854.3.2 Bauzustande 1854.3.3 Berechnungsmethodik 1874.3.3.1 Allgemeines Vorgehen 1874.3.3.2 Berechnung amMauerwerk 1874.3.3.3 Nachweis derAussteifungselemente 1904.4 Aufzugschachtmit Treppe 1904.5 Herstellung 1904.5.1 Gurtung 1904.5.2 Aufzugsschacht 1914.6 Gestaltungskonzept 1925 Literatur 193IV Erfolgreiche Digitalisierung im Mauerwerksbau – eine multidisziplinäre Unternehmensaufgabe für Baustoffhersteller 197Markus Heße, Michael Leicht, Alexander Brunst, Andreas Radischewski, Sebastian Kulle und Christian Peter Hille, Duisburg1 Einleitung 1972 Digital unterstutzte Planung im Mauerwerksbau 1982.1 Der digitale Zwilling – erste Produktdaten fur die Planung 1982.2 Aus Produkten werden Systeme – vom Mauerstein zumMauerwerk 2022.3 Ein Modell, viele Disziplinen – medienbruchfreier Austausch von Produktdaten 2042.4 Haftung fur die BIM-Produktdaten 2053 Von Produktdaten zu Produktionsdaten 2063.1 Das digitale Gebaudemodell – die universelle Datenquelle fur die Produktion 2063.2 Haftung des Mauerwerksherstellers fur das BIM-Modell 2073.3 Geistige Eigentumsrechte des Mauerwerksherstellers an dem BIM-Modell 2093.4 Projektverwaltung und Produktionsplanung 2103.5 Produktion und Kommissionierung 2104 Digitalisierung auf der Mauerwerksbaustelle 2104.1 Papier oder Tablet – Planbereitstellung fur die Baustelle 2114.2 Hilfsmittel fur die effiziente Baustelle – Soll-Ist-AbgleichmitMixed Reality 2114.3 Mensch und Maschine – ein Ausblick auf Robotik im Mauerwerksbau 2135 Digitalisierung ist mehr als nur die Bereitstellung vonDaten 2165.1 Bieten digitale Daten neue Geschaftsfelder furMauerwerkshersteller? 2165.2 An welchen Stellschrauben muss gearbeitet werden, damit Mauerwerk digitaler wird? 2175.3 Ausblick in die Zukunft der Digitalisierung imMauerwerksbau 2176 Fazit 2187 Literatur 219V Ziegel aus dem 3D-Drucker 221Martin Wilfinger und Ulrich Knaack, Darmstadt, Holger Strauß, Frankfurt, und Thomas Fehlhaber, München1 Einleitung 2212 GeschichtlicherHintergrund 2213 Technologie Additive Herstellung 2223.1 Photopolymerisationsverfahren 2243.1.1 Stereolithographie (SLA) 2243.1.2 Digitale Lichtverarbeitung (DLP) 2243.2 Bindemittel-Jetting, 3D-Druck (3DP) 2243.3 Material-Extrusion 2253.3.1 FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) 2253.3.2 Robocasting oder Direktes Schreiben mit Tinte (DIW) 2253.4 Pulverbett-Schmelzung 2253.4.1 Selektives Lasersintern (SLS) 2253.4.2 Selektives Laserschmelzen (SLM) 2253.4.3 SelektivesWarmesintern (SHS) 2263.4.4 Elektronenstrahlschmelzen (EBM) 2263.5 Ebenen-Laminierung 2263.5.1 Herstellung laminierter Objekte (LOM) 2263.5.2 Selektives Auftragslaminieren (SDL) 2263.6 Material-Jetting 2263.7 Direct Energy Deposition oder Direkte Energieabscheidung 2264 Additive Herstellung von Ziegeln/Ziegelbauteilen in der aktuellen Forschung und Entwicklung 2275 Strategien zum Drucken von Ziegeln/Ziegelbauteilen 2295.1 Kartesische 3D-Drucker 2295.2 Delta-3D-Drucker 2305.3 Roboterarm basierende 3D-Drucker 2306 Technologieauswahl und Entwicklung des eigenen Druckens fur Ziegel 2316.1 Aufbau undKonzeption 2326.2 Druckversuche 2336.3 Druckmaterial 2346.4 Druckergebnisse und Fazit zum Projekt 2367 Anwendungsbereich von gedruckten Ziegeln/Ziegelbauteilen 2368 Ausblick 2389 Weiterfuhrende Literatur 238VI Mauerwerksroboter für die Baustelle – internationaler Stand 241Eric Brehm und Christian Wurll, Karlsruhe1 Einleitung 2412 Aktueller Stand 2412.1 Historie inDeutschland 2412.2 Aktuelle Bauroboter 2422.2.1 Stahlbetondrucker 2422.2.2 In Situ Fabricator 2422.2.3 Interagierende Roboter 2422.3 Vorhandene Mauerwerksroboter 2432.3.1 Allgemeines 2432.3.2 SAM100 2442.3.3 HADRIANX 2442.3.4 Seilroboter 2443 Besonderheiten des deutschen Marktes 2454 Voraussetzungen und Handlungsbedarf 2465 Ansatz der Hochschule Karlsruhe 2466 Auswirkungen auf die Baukultur 2477 Literatur 248VII Standsicherheitsuntersuchungen von Mauerwerkstrukturen mithilfe von stochastischen numerischen Simulationen 249Roger Schlegel, Weimar1 Einleitung 2492 Numerische Modellierung und Simulation von Mauerwerkstrukturen 2492.1 Diskretisierung und Materialmodellierung desMauerwerkverbands 2492.2 Nichtlineare Lastgeschichteberechnung 2513 Modellvalidierung 2523.1 Parametrische Modellierung 2523.1.1 Sensitivitatsanalyse 2523.1.2 Modellkalibrierung 2544 Stochastische Simulation in der Berechnungspraxis 2544.1 Definition von Unsicherheiten 2554.2 Varianzbasierte Robustheitsanalyse 2554.3 Zuverlassigkeitsanalyse 2565 Stochastische Analysen zur Versagenswahrscheinlichkeit einer historischen Mauerwerkbrucke gegenuber Schiffsstos 2576 Zusammenfassung 2607 Literatur 260VIII Eine aus der Notwendigkeit geborene Idee – Betonhohlblocksteine für den Mauerwerksbau in informellen Siedlungen und deren bautechnische Umsetzung 261Oliver von Malm, Gerrit Dittrich, Marcel Enzweiler, Ivana Bicic und Florian Weininger, München, Andreas Saxer, Christoph Waltl, Matthias Egger und Jürgen Feix, Innsbruck, Frank Ilg, Fabian Meyer-Brötz und Jürgen Mayer, Weißenhorn, sowie Jonas Klein und Tilo Proske, Darmstadt1 Einleitung 2612 Entwicklung der Geometrie des Betonhohlblocksteins 2623 Future Products & Technologies bei PERI 2644 Konstruktive Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2644.1 Anforderungen an das zu entwickelnde Betonhohlblockstein-Mauerwerk 2654.2 Standortspezifische Gegebenheiten im Vergleich 2664.2.1 DefinitionMustergebaude 2664.2.2 Vergleich der standigen Belastungen 2664.2.3 Vergleich der veranderlichen Belastungen 2674.2.4 Vergleich der Erdbebenbelastungen 2674.3 Anforderungen an Bauwerksaussteifung und Fugekonzept 2674.3.1 Bauwerksaussteifung 2684.3.2 Abschatzung der Ausmittigkeit der Druckbeanspruchung an den Mustergebauden 2694.3.3 Fugekonzept 2694.4 Anforderungen an die Stein- und Wandwiderstande 2694.4.1 Fullung der Betonhohlblocksteine 2704.4.1.1 Frischbetonfullung 2704.4.1.2 Erdfullung 2704.4.1.3 ErdfullungmitWassereinstau 2704.4.2 Erforderliche Wandwiderstande 2704.4.2.1 Abschatzung des erforderlichen Wanddruckwiderstands 2714.4.2.2 Abschatzung des erforderlichen Wandschubwiderstands 2714.4.2.3 Abschatzung des erforderlichen Wandbiegewiderstands 2714.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2715 Betontechnologie zur Herstellung der Betonholblocksteine und Produktion imKibera Slum 2726 Entwicklung desWandkonzepts 2736.1 Erste Testwand inKibera 2756.2 Erste Bauprojekte inKibera 2757 Experimentelle Untersuchung zur Schubtragfahigkeit der Betonhohlblocksteine und daraus hergestellter Wandbauteile 2767.1 Allgemeines 2767.2 Materialeigenschaften 2767.3 Schubversuche amEinzelstein 2777.3.1 Langsschubtragfahigkeit 2777.3.2 Querschubtragfahigkeit 2817.4 Schubversuche anWanden 2827.4.1 Ubersicht 2827.4.2 UnbewehrteWand 2827.4.3 Wand mit Zuganker 2847.4.4 Wand-Rahmensystem 2858 Bemessung eines Prototyps – Schulbau inKibera 2878.1 Problemstellung bei der Nachweisfuhrung 2878.2 Tragkonzept fur ein Schulgebaude in Nairobi 2888.3 Detailausfuhrung 2928.4 Nachweis der Tragfahigkeit 2948.5 Nachweis derGebaudeaussteifung 2958.6 Aussicht – ein generalisiertes Bemessungsverfahren 2969 Ausblick – Praxisanwendung 29710 Danksagung 29711 Literatur 298C BemessungI Hilfsmittel zur vereinfachten Mauerwerksbemessung 301Valentin Förster, Frankfurt am Main, Benjamin Purkert und Carl-Alexander Graubner, Darmstadt1 Einfuhrung 3012 Anwendungsbereich der vereinfachten Berechnungsmethoden von DIN EN 1996-3/NA 3013 Wande unter uberwiegender Normalkraftbeanspruchung 3033.1 Vereinfachte Berechnungsmethode 3033.1.1 Bemessung bei Normaltemperatur 3033.1.1.1 Normative Regelungen 3033.1.1.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3043.1.2 Bemessung imBrandfall 3043.1.2.1 Normative Regelungen 3043.1.2.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3053.1.3 Bemessung mit Tragfahigkeitstafeln 3063.1.3.1 Vorgehensweise 3063.1.3.2 Tragfahigkeitstafeln fur die „kalte“ und „heise“ Bemessung 3063.1.4 Beispiele 3073.1.4.1 Innenwand 3073.1.4.2 Ausenwand mit teilaufliegender Decke 3073.1.4.3 Ausenwand mit vollaufliegender Decke 3073.2 Stark vereinfachte Berechnungsmethode 3123.2.1 Nachweisverfahren 3123.2.2 Bemessungstafeln 3123.2.3 Beispiele 3123.2.3.1 Innenwand 3123.2.3.2 Ausenwand im obersten Geschoss 3124 Windbeanspruchte Wande unter minimaler Auflast 3134.1 Nachweisverfahren 3134.2 Bemessungstafeln 3144.3 Beispiele – Ausenwande im obersten Geschoss 3154.3.1 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3154.3.2 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3174.3.3 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3174.3.4 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3185 Erddruckbeanspruchte Wande 3185.1 Nachweisverfahren 3185.2 Bemessungstafel 3195.3 Beispiele 3195.3.1 Vollstandig angeschuttete Wand 3205.3.2 Teilweise angeschuttete Wand 3216 NichttragendeWande 3216.1 Innenwande 3216.1.1 Nachweisverfahren 3216.1.2 Bemessungstafeln 3236.1.3 Beispiele 3236.1.3.1 Dreiseitig gehaltene innere Trennwand 3236.1.3.2 Vierseitige gehaltene innere Trennwand 3236.2 Ausenwande 3246.2.1 Nachweisverfahren 3246.2.2 Beispiele 3246.2.2.1 Ausenwand mit quadratischer Ausfachungsflache 3246.2.2.2 Ausenwand mit rechteckiger Ausfachungsflache 3247 Vereinfachter Aussteifungsnachweis 3257.1 Nachweisverfahren 3257.2 Beispiel 3258 Zusammenfassung 3269 Literatur 327II Erdbebenbemessung bei Mauerwerksbauten 329Christoph Butenweg, Aachen, Christoph Gellert, Herzogenrath, und Udo Meyer, Berlin1 Einleitung 3292 Seismische Einwirkung 3292.1 Entwicklung der Erdbebenkarten 3292.2 Erdbebeneinwirkung nach DIN 4149 3292.2.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3302.3 Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1/NA 3312.3.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3323 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 3343.1 Versagensformen von Mauerwerkswanden 3343.2 Wand-Decken-Interaktion und Normalkraftumlagerungen 3354 Auslegung mit konstruktiven Regeln 3364.1 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN 4149 3374.2 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN EN 1998-1/NA 3384.3 Bewertung im Hinblick auf die Anwendung in der Praxis 3385 Rechenverfahren 3395.1 Lineare kraftbasierte Berechnungen 3395.1.1 Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3395.1.2 Multimodales Antwortspektrenverfahren 3395.1.2.1 Berechnung der erforderlichen Schwingformen 3395.1.2.2 Kombination der Schwingformen und Richtungsuberlagerung 3395.2 Nichtlineare statische Berechnungen 3405.2.1 Grundlagen und Berechnungsablauf 3405.2.2 Ermittlung der Kapazitatskurven fur Mauerwerksgebaude 3405.3 Berucksichtigung von Torsionseffekten 3415.4 Ansatz von Verhaltensbeiwerten fur Mauerwerk 3425.4.1 Verhaltensbeiwert aus Verformungsfahigkeit und Energiedissipation 3435.4.2 Verhaltensbeiwert aus Lastumverteilung im Grundriss 3436 Praxisbeispiele 3446.1 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN 4149 3446.2 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN EN 1998-1/NA 3456.3 Mehrfamilienhaus – Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3476.3.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3476.3.2 Statisches Ersatzsystem 3476.3.3 Statische Ersatzlasten 3486.3.4 Verteilung der statischen Ersatzlasten auf die Schubwande 3496.3.5 Standsicherheitsnachweise nach DIN EN 1998-1/NA 3496.3.6 Nachweis mit einem Verhaltensbeiwert von q=1,7 3496.3.7 Nachweis mit erhohten Verhaltensbeiwerten 3496.4 Mehrfamilienhaus – Nichtlinearer statischerNachweis 3506.4.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3506.5 Vergleichsberechnung: Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3506.6 Nichtlinearer statischerNachweis 3527 Entwicklung neuer rechnerischer Nachweiskonzepte 3538 Zusammenfassung 3549 Literatur 355D ForschungI Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 359Jonathan Schmalz, Regensburg, und Ludwig Wingerter, Karlsruhe1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 3631.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3631.2 Kurzberichte 3631.2.1 Betriebsbegleitende Simulation zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung inKS-Werken 3632 Laufende Forschungsvorhaben 3632.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3632.2 Kurzberichte 3642.2.1 Neue Ansatze fur die realistische Bemessung von Mauerwerksbauten unterHorizontallasten 3642.2.2 Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nichttragenden Trennwanden aus Mauerwerk von der Tragstruktur 3652.2.3 Einfluss der exzentrischen Lasteinleitung am Ausenwand-Decken-Knoten auf die Schubtragfahigkeit von monolithischen Ausenwanden aus Ziegelmauerwerk 3672.2.4 Verhalten von Stahlbetonrahmen mit entkoppelten Mauerwerksausfachungen und Offnungen unter seismischen Einwirkungen 3692.2.5 Forschungsprojekt BIM-SIS 3712.2.6 Statische Vergleichsberechnung von gemauerten Gewolbebrucken zur Validierung des Entwurfs der neuen Nachrechnungsrichtlinie (Mauerwerk) 3732.2.6.1 Einleitung 3732.2.6.2 Beispiel einer zweifeldrigen Brucke 3752.2.7 Optimierung der Eigenschaftskennwerte von Kalksandsteinen durch den Einsatz von Recyclingundmineralischen Fullern 3802.2.8 Verbesserte Schalldammung von Kalksandsteinmauerwerk durch Optimierung der produktionstechnischen Herstellparameter –Erhohung des dynamischen E-Moduls desKS-Materials 3862.2.9 Entwicklung von Seilrobotern fur die Erstellung von Kalksandstein-Mauerwerk auf der Baustelle 3872.2.10 Einsatz naturlicher mineralischer Fuller fur die Optimierung der Eigenschaftswerte von Kalksandsteinen –Reduzierung der Produktionskosten, des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen 3872.2.11 Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhohung des baulichen Schallschutzes 3882.2.12 Kosteneinsparung und Steigerung der Ressourceneffizienz von Kalksandsteinen durch Ansatz von Druckhaltestufen bei der Hydrothermalhartung –sog. „Treppenkurven“ –CO2-Einsparung 3882.2.13 Eignung von Kalksandstein-Recyclingmaterial zur Bodenverbesserung 389E Normen Zulassungen RegelwerkI Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 393Hans-Alexander Biegholdt, Leipzig1 Einfuhrung 3932 Grundlagen 3932.1 Bauaufsichtliche Regelungen 3932.2 Geltungsbereich der Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3942.3 Abgrenzung zum allgemeinen bauaufsichtlichen Prufzeugnis nach §19MBO 3942.4 Zustandigkeiten bei der Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen in den Landern 3943 Anforderungen an Bauprodukte 3943.1 Allgemeines 3943.2 CE-gekennzeichnete Bauprodukte 3943.3 Nationaler Verwendbarkeitsnachweis 3963.4 Produkte des Mauerwerksbaus 3964 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3974.1 Anlass zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall nach § 20 MBO 3974.2 Erfordernis einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3984.3 Antragsteller 3985 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 3985.1 Landesbezogene Umsetzung der Musterregelungen 3985.2 Allgemeines 3985.3 Abgrenzung zum Genehmigungsverfahren und zur allgemeinen Bewahrung 3985.4 Antragstellung 3985.5 Eigenschaften des Bauprodukts 4005.6 Ubereinstimmungsnachweis 4005.7 Regelungen zur Bauart 4005.8 Sonderfall Lehmbauweise 4015.9 Gebuhren 4015.10 Bearbeitungszeiten 4016 Literatur 401II Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 30.11.2020) 403Nanjie Hu und Benjamin Purkert, Berlin1 Vorbemerkung 4032 EuGH-Urteil vom 16. Oktober 2014 (Rs. C-100/13) 4043 Regelwerk 4054 Literatur 420Stichwortverzeichnis 421Anbieterverzeichnis 437

Herr Prof. Schermer ist Professor für Bauwerke des Massivbaus und Baustatik an der Technischen Hochschule Regensburg und leitet das angegliederte Labor für den Konstruktiven Ingenieurbau. Zudem ist er Prüfingenieur für Massivbau als Partner im Ingenieurbüro Schermer & Weber Beratende Ingenieure Partnerschaftsgesellschaft mbB und arbeitet in zahlreichen Normengremien mit. Herr Prof. Brehm ist Geschäftsführer der BREHM Bauconsult GmbH und vertritt den Fachbereich Konstruktiver Ingenieurbau an der Hochschule Karlsruhe. Beide sind gleichermaßen in Forschung und Lehre aktiv, wie auch im unmittelbaren Alltag der Baupraxis zuhause und bringen diese Erfahrungen in ihrer Tätigkeit als Herausgeber des Mauerwerk Kalenders ein.

• Vorwort iiiAutoren xviiA Baustoffe BauprodukteI Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 3Michael Raupach, Dorothea Saenger und Bernd Winkels, Aachen1 Einleitung 32 Eigenschaftswerte von Mauersteinen 32.1 Festigkeitseigenschaften 32.1.1 Druckfestigkeit in Steinhohe 32.1.2 Druckfestigkeit in Steinlange und -breite 32.1.3 Zug- und Spaltzugfestigkeit 42.2 Verformungseigenschaften 42.2.1 Druck-Elastizitatsmodul 42.2.2 Querdehnungsmodul, Querdehnzahl 52.2.3 Zug-Elastizitatsmodul 52.3 Kapillare Wasseraufnahme 53 Eigenschaftswerte von Mauermorteln 63.1 Festigkeitseigenschaften 63.1.1 Druckfestigkeit 63.1.2 Zugfestigkeit 63.2 Verformungseigenschaften 63.2.1 Langsdehnungsmodul 63.2.2 Querdehnungsmodul 64 Eigenschaftswerte von Mauermortel im Mauerwerk 65 Verbundeigenschaftswerte zwischen Mauerstein undMauermortel 75.1 Allgemeines 75.2 Haftscherfestigkeit 85.3 Haftzug- und Biegehaftzugfestigkeit 96 Eigenschaftswerte vonMauerwerk 96.1 Allgemeines 96.2 Festigkeitseigenschaften 106.2.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen 106.2.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 116.2.3 Zugfestigkeit 116.2.4 Biegezugfestigkeit 126.2.5 Schubfestigkeit 136.3 Verformungseigenschaften 146.3.1 Elastizitatsmoduln 146.3.2 Feuchtedehnung, Kriechen, Warmedehnung 157 Literatur 15II Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Roland Hirsch, Berlin, Ludwig Wingerter, Karlsruhe, und Eric Brehm, Bensheim0 Allgemeines 190.1 Gesonderte Regelungen zu Schlitzen 190.1.1 Vertikalschlitze 190.1.2 Horizontalschlitze 191 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 192 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 203 Mauerwerk mitMittelbettmortel 284 VorgefertigteWandtafeln 285 Geschosshohe Wandtafeln 306 Schalungsstein-Bauarten 307 Trockenmauerwerk 318 Mauerwerk mit PU-Kleber 319 BewehrtesMauerwerk 3110 Erganzungsbauteile 3111 Literatur 3712 Bildnachweis 38B Konstruktion Bauausführung BauwerkserhaltungI Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln und Metall-Injektionsankern durch Versuche am Bauwerk 41Eckehard Scheller, Berlin, Jürgen H.R. Küenzlen und Thomas Kuhn, Künzelsau, Rainer Becker, Dortmund1 Einleitung 412 Grundlagen fur Versuche am Bauwerk im Verankerungsgrund Mauerwerk 422.1 Dubel-Systeme 422.2 Bauaufsichtlich relevanter Bereich 432.3 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung 442.4 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Kunststoffdubel 442.5 Europaische Zulassungen bzw. Bewertungen fur Metall-Injektionsanker zur Verankerung imMauerwerk 442.6 Systematik fur den vorliegenden Beitrag 453 Verantwortlichkeiten 453.1 Allgemeines 453.2 Fachplaner 463.3 Versuchsleiter 463.4 Sachkundiges Personal 464 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Kunststoffdubel in Beton und Mauerwerk mit ETA 474.1 Gliederung/Allgemeines 474.2 Anwendungsbereich fur Kunststoffdubel 474.2.1 Allgemeines 474.2.2 Baustoffgruppen (Mauerwerksgruppen) 474.2.3 Temperaturbereiche 484.2.4 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 494.2.5 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 494.3 Versuche fur Kunststoffdubel 504.3.1 Allgemeines 504.3.2 Bruchversuche 504.3.3 Probebelastungen 504.4 Prufbericht 515 Praxisbeispiel 1: Zugversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) – Befestigung einer Fassadenunterkonstruktion 525.1 Einleitung 525.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 535.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 35.2.2 Ort der Prufungen 535.2.3 Prufvorrichtung 555.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 585.2.5 Verankerungsgrund 595.2.5.1 Allgemeines 595.2.5.2 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemNeubau 595.2.5.3 Bestimmung des Verankerungsgrunds bei einemAltbau 605.2.6 Name des Produkts 625.2.7 Montage 625.2.8 Versuchsergebnisse 645.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 655.4 Auswertung der Zugversuche (Bruchversuche) 665.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 665.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 665.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 675.4.4 Berucksichtigung von Fugen 695.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 695.5 Bemerkungen und Hinweise 715.6 Unterschriften 715.7 Bemessung der Verankerung (Befestigung der Unterkonstruktion) 715.7.1 Allgemeines 715.7.2 Ausgangsdaten 725.7.3 Einwirkung aus Eigengewicht 725.7.4 Einwirkung aus Windsog 735.7.5 Resultierende Einwirkung 735.7.6 Nachweis Schragzug 745.7.7 Nachweis Holz: Kopfdurchzug des Dubels durch die Vertikal-Lattung 745.7.8 Nachweis Holz: Kontrolle der Abstande 755.7.9 Ermittlung der Dubelanzahl fur eine Querwand 765.7.10 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 766 Praxisbeispiel 2: Querlastversuche fur Kunststoffdubel (Bruchversuche) –Absturzsicherndes Fensterelement mit unterer Festverglasung 766.1 Einleitung 766.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 776.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 776.2.2 Ort der Prufungen 776.2.3 Prufvorrichtung 776.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 796.2.5 Verankerungsgrund 816.2.6 Name des Produkts 826.2.7 Montage 826.2.8 Versuchsergebnisse 826.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 826.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 836.4.1 Grundlagen fur Querlastversuche am Rand 836.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit bei mindestens funf Versuchen 836.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 846.4.4 Berucksichtigung von Fugen 846.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 846.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des absturzsichernden Fensterelements) 846.5.1 Allgemeines 846.5.2 Ausgangsdaten 866.5.3 Einwirkungen 866.5.3.1 Windlasten 866.5.3.2 Horizontallast bzw. Horizontale Nutzlast (Brustungsriegel) 876.5.3.3 Last aus 90◦ geoffnetemFenster 876.5.3.4 Stosartige Lasten nach ETB-Richtlinie (Ausergewohnliche Einwirkung) 886.5.4 Zu untersuchende Lastfalle 886.5.4.1 Allgemeines 886.5.4.2 Lastfall 1: Uberlagerung Horizontallast plusWind 886.5.4.3 Lastfall 2: Uberlagerung Horizontallast plus Last aus 90◦ geöffnetem Fenster 896.5.4.4 Lastfall 3: Weicher Stos gemas ETB-Richtlinie (ausergewöhnlicher Lastfall) 896.5.5 Glied 6 der Nachweiskette: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.5.1 Nachweis: Befestigung der Lasche der Fenstermontageschiene am Fensterprofil 896.5.5.2 Nachweise: Fenstermontageschiene mit Konsolenbefestigung 896.5.6 Glied 7 der Nachweiskette: Dubel-Befestigung der Konsolenbefestigung am Baukörper 896.5.6.1 Tragfahigkeit der verwendeten Dubel 896.5.6.2 Nachweise: Konsolenbefestigung mit zwei Kunststoffdubeln 906.5.6.3 Nachweis Herausschieben eines Steins (Abschatzung) 906.5.7 Ergebnis/Fazit der Dubelbemessung 907 Technische Regel Durchfuhrung und Auswertung von Versuchen am Bau fur Injektionsankersysteme im Mauerwerk mit ETA 917.1 Gliederung/Allgemeines 917.2 Anwendungsbereiche fur Injektionsanker 917.2.1 Allgemeines 917.2.2 Mauerwerksgruppen 917.2.3 Temperaturbereiche 937.2.4 Nutzungsbedingungen in Bezug auf Montage und Verwendung 937.2.5 Bedingungen fur Achs- und Randabstande 947.2.6 Handeln „im Rahmen der Zulassung“ 947.3 Versuche 947.3.1 Allgemeines 947.3.2 Bruchversuche 957.3.3 Probebelastungen 967.3.4 Abnahmeversuche 967.3.5 Unterscheidung mit Zahlenbeispiel: Probebelastungen – Abnahmeversuche 987.3.5.1 Allgemeines 987.3.5.2 Ausgangsdaten fur beide Zahlenbeispiele 987.3.5.3 Probebelastungen (Zahlenbeispiel) 987.3.5.4 Abnahmeversuche (Zahlenbeispiel) 1007.3.5.5 Vergleich 1027.4 Prufbericht 1028 Praxisbeispiel 3: Zugversuche fur Injektionsanker (Bruchversuche) –Befestigung eines Franzosischen Balkongelanders 1038.1 Einleitung 1038.2 Durchfuhrung und zugehorige Dokumentation der Versuche am Bauwerk 1048.2.1 Allgemeine Informationen zum Bauvorhaben 1048.2.2 Ort der Prufungen 1058.2.3 Prufvorrichtung 1058.2.4 Art der zu befestigenden Konstruktion 1068.2.5 Verankerungsgrund 1068.2.6 Name des Produkts 1068.2.7 Montage 1088.2.8 Versuchsergebnisse 1098.3 „Zwischenfazit“: Aufgabentrennung 1098.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 1108.4.1 Grundlagen fur Zugversuche 1108.4.2 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber Quantilwerte 1108.4.2.1 Bestimmung des Referenzsteins 1108.4.2.2 Charakteristische Zugtragfahigkeit 1118.4.2.3 Charakteristische Quertragfahigkeit 1128.4.3 Ermittlung der charakteristischen Tragfahigkeit uber einen vereinfachten Ansatz 1128.4.4 Berucksichtigung von Fugen 1128.4.5 Bemessungswert der Tragfahigkeit 1128.5 Bemessung der Verankerung (Befestigung des Franzosischen Balkongelanders) 1128.5.1 Allgemeines 1128.5.2 Ausgangsdaten 1138.5.3 Einwirkungen 1138.5.3.1 Eigengewicht 1138.5.3.2 Verkehrslasten 1138.5.3.3 Stosartige Last 1138.5.4 Resultierende Einwirkungen auf die masgebende Ankerplatte 1148.5.4.1 Allgemeines 1148.5.4.2 Ermittlung der masgebenden Zugkrafte 1148.5.4.3 Ermittlung der masgebenden Querlasten 1158.5.5 Nachweise fur Zugbeanspruchung 1168.5.5.1 Allgemeines 1168.5.5.2 Stahlversagen 1168.5.5.3 Herausziehen des Dubels 1178.5.5.4 Steinausbruch (Dubelgruppe) 1178.5.5.5 Herausziehen eines Steins 1188.5.5.6 Einfluss von Fugen 1198.5.6 Nachweise fur Querbeanspruchung 1198.5.6.1 Allgemeines 1198.5.6.2 Stahlversagen: Querlast ohne Hebelarm 1198.5.6.3 Stahlversagen: Querlast mit Hebelarm 1208.5.6.4 Ortliches Steinversagen 1208.5.6.5 Steinkantenbruch 1208.5.6.6 Herausdrucken eines Steins 1218.5.6.7 Einfluss von Fugen 1218.5.7 Nachweise fur Interaktion von Zugund Querlasten 1218.5.8 Fazit zur Bemessung 1219 Zusammenfassung 12210 Literatur 122Anhang A: Kategorien vergleichbarer Hohlund Lochsteine 125Anhang B: Blanko-Formular „Dokumentation (Dubel-)Versuche amBauwerk“ 133II Mauerwerk aus Fertigteilen 143Dieter Figge, Warburg1 Einleitung 1431.1 Allgemeines 1431.2 Geschichtliches 1431.3 Stand der Technik 1442 Arten von Wandelementen 1442.1 Vergusstafeln 1452.2 Hochlochtafeln 1452.3 Rippentafeln 1452.4 Ziegel-Fertigteildecken 1462.5 Mauertafeln 1462.5.1 Planung 1472.5.2 Bemessung vonMauertafeln 1472.5.3 Konstruktion vonMauertafeln 1482.5.4 Herstellung vonMauertafeln 1482.5.5 Transport vonMauertafeln 1503 Mauertafeln ausMauersteinen 1503.1 Mauertafeln aus Normziegeln (Mauertafelziegeln) 1503.2 Mauertafeln aus Zulassungsziegeln 1513.3 Aufhangungen mit Hebebandern 1513.4 Aufhangungen mit Tragbolzen 1533.5 Mauertafeln aus Kalksandsteinen 1543.6 Mauertafeln aus Porenbeton 1544 Vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1554.1 Konstruktive Vertikalfuge 1554.2 Statische Nachweise fur vertikale Stosfugen zwischen Einzeltafeln 1565 Ausfachungsmauerwerk fur Stahlbetonskelettkonstruktionen 1576 Brandschutz 1587 Transport 1598 Montage 1599 Uberwachung 1619.1 Fremduberwachung [26] 1619.2 Qualitatssicherung 16110 Literatur 162III Veränderung der Tragstrukturen von historischen Mauerwerksgewölben am Beispiel der Erschließung Wilhelmsburg in Ulm 163Wolfgang Finckh und Hilmar Quantz, Kempten1 Einleitung 1631.1 Historisches 1631.2 Heutige und zukunftige Nutzung der Anlage 1651.3 Erforderliche Umbauten 1652 Vorgehensweise 1652.1 Allgemeines 1652.2 Geometrie 1662.3 Material 1662.4 Baugrund 1672.5 Zustand 1682.6 Durchgangigkeit der Planung 1692.7 Die digitale Baustelle 1703 Horizontale Erschliesung 1703.1 Aufgabenstellung 1703.2 Entwurfsfindung 1713.2.1 Allgemeines Vorgehen und Randbedingungen 1713.2.2 Brucke in der Burg 1713.2.3 Brucke uber den Burggraben 1723.2.3.1 Allgemeines 1723.2.3.2 Varianten 1723.2.3.3 Vorzugsvariante 1733.3 Brucke uber den Burggraben 1733.3.1 Konstruktion 1733.3.2 Statisches System und Berechnung 1733.3.3 Herstellung 1743.4 Brucke in der Burg 1763.4.1 Konzept undKonstruktion 1763.4.2 Grundung 1763.4.3 Bauablauf 1763.4.4 Berechnungsmethodik 1783.4.4.1 Allgemeines 1783.4.4.2 Mauerwerk 1783.4.4.3 Stahlbetonbauwerk 1823.4.5 Herstellung 1823.5 Gestaltungskonzept 1834 Vertikale Erschliesung 1844.1 Aufgabenstellung 1844.2 Entwurfsfindung 1844.2.1 Schaffung des Lichtraumprofils 1844.2.2 Bauteile der Erschliesung 1844.3 Gewolbeoffnung 1854.3.1 Konzept undKonstruktion 1854.3.2 Bauzustande 1854.3.3 Berechnungsmethodik 1874.3.3.1 Allgemeines Vorgehen 1874.3.3.2 Berechnung amMauerwerk 1874.3.3.3 Nachweis derAussteifungselemente 1904.4 Aufzugschachtmit Treppe 1904.5 Herstellung 1904.5.1 Gurtung 1904.5.2 Aufzugsschacht 1914.6 Gestaltungskonzept 1925 Literatur 193IV Erfolgreiche Digitalisierung im Mauerwerksbau – eine multidisziplinäre Unternehmensaufgabe für Baustoffhersteller 197Markus Heße, Michael Leicht, Alexander Brunst, Andreas Radischewski, Sebastian Kulle und Christian Peter Hille, Duisburg1 Einleitung 1972 Digital unterstutzte Planung im Mauerwerksbau 1982.1 Der digitale Zwilling – erste Produktdaten fur die Planung 1982.2 Aus Produkten werden Systeme – vom Mauerstein zumMauerwerk 2022.3 Ein Modell, viele Disziplinen – medienbruchfreier Austausch von Produktdaten 2042.4 Haftung fur die BIM-Produktdaten 2053 Von Produktdaten zu Produktionsdaten 2063.1 Das digitale Gebaudemodell – die universelle Datenquelle fur die Produktion 2063.2 Haftung des Mauerwerksherstellers fur das BIM-Modell 2073.3 Geistige Eigentumsrechte des Mauerwerksherstellers an dem BIM-Modell 2093.4 Projektverwaltung und Produktionsplanung 2103.5 Produktion und Kommissionierung 2104 Digitalisierung auf der Mauerwerksbaustelle 2104.1 Papier oder Tablet – Planbereitstellung fur die Baustelle 2114.2 Hilfsmittel fur die effiziente Baustelle – Soll-Ist-AbgleichmitMixed Reality 2114.3 Mensch und Maschine – ein Ausblick auf Robotik im Mauerwerksbau 2135 Digitalisierung ist mehr als nur die Bereitstellung vonDaten 2165.1 Bieten digitale Daten neue Geschaftsfelder furMauerwerkshersteller? 2165.2 An welchen Stellschrauben muss gearbeitet werden, damit Mauerwerk digitaler wird? 2175.3 Ausblick in die Zukunft der Digitalisierung imMauerwerksbau 2176 Fazit 2187 Literatur 219V Ziegel aus dem 3D-Drucker 221Martin Wilfinger und Ulrich Knaack, Darmstadt, Holger Strauß, Frankfurt, und Thomas Fehlhaber, München1 Einleitung 2212 GeschichtlicherHintergrund 2213 Technologie Additive Herstellung 2223.1 Photopolymerisationsverfahren 2243.1.1 Stereolithographie (SLA) 2243.1.2 Digitale Lichtverarbeitung (DLP) 2243.2 Bindemittel-Jetting, 3D-Druck (3DP) 2243.3 Material-Extrusion 2253.3.1 FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) 2253.3.2 Robocasting oder Direktes Schreiben mit Tinte (DIW) 2253.4 Pulverbett-Schmelzung 2253.4.1 Selektives Lasersintern (SLS) 2253.4.2 Selektives Laserschmelzen (SLM) 2253.4.3 SelektivesWarmesintern (SHS) 2263.4.4 Elektronenstrahlschmelzen (EBM) 2263.5 Ebenen-Laminierung 2263.5.1 Herstellung laminierter Objekte (LOM) 2263.5.2 Selektives Auftragslaminieren (SDL) 2263.6 Material-Jetting 2263.7 Direct Energy Deposition oder Direkte Energieabscheidung 2264 Additive Herstellung von Ziegeln/Ziegelbauteilen in der aktuellen Forschung und Entwicklung 2275 Strategien zum Drucken von Ziegeln/Ziegelbauteilen 2295.1 Kartesische 3D-Drucker 2295.2 Delta-3D-Drucker 2305.3 Roboterarm basierende 3D-Drucker 2306 Technologieauswahl und Entwicklung des eigenen Druckens fur Ziegel 2316.1 Aufbau undKonzeption 2326.2 Druckversuche 2336.3 Druckmaterial 2346.4 Druckergebnisse und Fazit zum Projekt 2367 Anwendungsbereich von gedruckten Ziegeln/Ziegelbauteilen 2368 Ausblick 2389 Weiterfuhrende Literatur 238VI Mauerwerksroboter für die Baustelle – internationaler Stand 241Eric Brehm und Christian Wurll, Karlsruhe1 Einleitung 2412 Aktueller Stand 2412.1 Historie inDeutschland 2412.2 Aktuelle Bauroboter 2422.2.1 Stahlbetondrucker 2422.2.2 In Situ Fabricator 2422.2.3 Interagierende Roboter 2422.3 Vorhandene Mauerwerksroboter 2432.3.1 Allgemeines 2432.3.2 SAM100 2442.3.3 HADRIANX 2442.3.4 Seilroboter 2443 Besonderheiten des deutschen Marktes 2454 Voraussetzungen und Handlungsbedarf 2465 Ansatz der Hochschule Karlsruhe 2466 Auswirkungen auf die Baukultur 2477 Literatur 248VII Standsicherheitsuntersuchungen von Mauerwerkstrukturen mithilfe von stochastischen numerischen Simulationen 249Roger Schlegel, Weimar1 Einleitung 2492 Numerische Modellierung und Simulation von Mauerwerkstrukturen 2492.1 Diskretisierung und Materialmodellierung desMauerwerkverbands 2492.2 Nichtlineare Lastgeschichteberechnung 2513 Modellvalidierung 2523.1 Parametrische Modellierung 2523.1.1 Sensitivitatsanalyse 2523.1.2 Modellkalibrierung 2544 Stochastische Simulation in der Berechnungspraxis 2544.1 Definition von Unsicherheiten 2554.2 Varianzbasierte Robustheitsanalyse 2554.3 Zuverlassigkeitsanalyse 2565 Stochastische Analysen zur Versagenswahrscheinlichkeit einer historischen Mauerwerkbrucke gegenuber Schiffsstos 2576 Zusammenfassung 2607 Literatur 260VIII Eine aus der Notwendigkeit geborene Idee – Betonhohlblocksteine für den Mauerwerksbau in informellen Siedlungen und deren bautechnische Umsetzung 261Oliver von Malm, Gerrit Dittrich, Marcel Enzweiler, Ivana Bicic und Florian Weininger, München, Andreas Saxer, Christoph Waltl, Matthias Egger und Jürgen Feix, Innsbruck, Frank Ilg, Fabian Meyer-Brötz und Jürgen Mayer, Weißenhorn, sowie Jonas Klein und Tilo Proske, Darmstadt1 Einleitung 2612 Entwicklung der Geometrie des Betonhohlblocksteins 2623 Future Products & Technologies bei PERI 2644 Konstruktive Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2644.1 Anforderungen an das zu entwickelnde Betonhohlblockstein-Mauerwerk 2654.2 Standortspezifische Gegebenheiten im Vergleich 2664.2.1 DefinitionMustergebaude 2664.2.2 Vergleich der standigen Belastungen 2664.2.3 Vergleich der veranderlichen Belastungen 2674.2.4 Vergleich der Erdbebenbelastungen 2674.3 Anforderungen an Bauwerksaussteifung und Fugekonzept 2674.3.1 Bauwerksaussteifung 2684.3.2 Abschatzung der Ausmittigkeit der Druckbeanspruchung an den Mustergebauden 2694.3.3 Fugekonzept 2694.4 Anforderungen an die Stein- und Wandwiderstande 2694.4.1 Fullung der Betonhohlblocksteine 2704.4.1.1 Frischbetonfullung 2704.4.1.2 Erdfullung 2704.4.1.3 ErdfullungmitWassereinstau 2704.4.2 Erforderliche Wandwiderstande 2704.4.2.1 Abschatzung des erforderlichen Wanddruckwiderstands 2714.4.2.2 Abschatzung des erforderlichen Wandschubwiderstands 2714.4.2.3 Abschatzung des erforderlichen Wandbiegewiderstands 2714.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Anforderungen an das Mauerwerk 2715 Betontechnologie zur Herstellung der Betonholblocksteine und Produktion imKibera Slum 2726 Entwicklung desWandkonzepts 2736.1 Erste Testwand inKibera 2756.2 Erste Bauprojekte inKibera 2757 Experimentelle Untersuchung zur Schubtragfahigkeit der Betonhohlblocksteine und daraus hergestellter Wandbauteile 2767.1 Allgemeines 2767.2 Materialeigenschaften 2767.3 Schubversuche amEinzelstein 2777.3.1 Langsschubtragfahigkeit 2777.3.2 Querschubtragfahigkeit 2817.4 Schubversuche anWanden 2827.4.1 Ubersicht 2827.4.2 UnbewehrteWand 2827.4.3 Wand mit Zuganker 2847.4.4 Wand-Rahmensystem 2858 Bemessung eines Prototyps – Schulbau inKibera 2878.1 Problemstellung bei der Nachweisfuhrung 2878.2 Tragkonzept fur ein Schulgebaude in Nairobi 2888.3 Detailausfuhrung 2928.4 Nachweis der Tragfahigkeit 2948.5 Nachweis derGebaudeaussteifung 2958.6 Aussicht – ein generalisiertes Bemessungsverfahren 2969 Ausblick – Praxisanwendung 29710 Danksagung 29711 Literatur 298C BemessungI Hilfsmittel zur vereinfachten Mauerwerksbemessung 301Valentin Förster, Frankfurt am Main, Benjamin Purkert und Carl-Alexander Graubner, Darmstadt1 Einfuhrung 3012 Anwendungsbereich der vereinfachten Berechnungsmethoden von DIN EN 1996-3/NA 3013 Wande unter uberwiegender Normalkraftbeanspruchung 3033.1 Vereinfachte Berechnungsmethode 3033.1.1 Bemessung bei Normaltemperatur 3033.1.1.1 Normative Regelungen 3033.1.1.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3043.1.2 Bemessung imBrandfall 3043.1.2.1 Normative Regelungen 3043.1.2.2 Grundlagen der Tragfahigkeitstafeln 3053.1.3 Bemessung mit Tragfahigkeitstafeln 3063.1.3.1 Vorgehensweise 3063.1.3.2 Tragfahigkeitstafeln fur die „kalte“ und „heise“ Bemessung 3063.1.4 Beispiele 3073.1.4.1 Innenwand 3073.1.4.2 Ausenwand mit teilaufliegender Decke 3073.1.4.3 Ausenwand mit vollaufliegender Decke 3073.2 Stark vereinfachte Berechnungsmethode 3123.2.1 Nachweisverfahren 3123.2.2 Bemessungstafeln 3123.2.3 Beispiele 3123.2.3.1 Innenwand 3123.2.3.2 Ausenwand im obersten Geschoss 3124 Windbeanspruchte Wande unter minimaler Auflast 3134.1 Nachweisverfahren 3134.2 Bemessungstafeln 3144.3 Beispiele – Ausenwande im obersten Geschoss 3154.3.1 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3154.3.2 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit vollaufliegender Decke 3174.3.3 Ausenwand parallel zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3174.3.4 Ausenwand senkrecht zur Deckenspannrichtung mit teilaufliegender Decke 3185 Erddruckbeanspruchte Wande 3185.1 Nachweisverfahren 3185.2 Bemessungstafel 3195.3 Beispiele 3195.3.1 Vollstandig angeschuttete Wand 3205.3.2 Teilweise angeschuttete Wand 3216 NichttragendeWande 3216.1 Innenwande 3216.1.1 Nachweisverfahren 3216.1.2 Bemessungstafeln 3236.1.3 Beispiele 3236.1.3.1 Dreiseitig gehaltene innere Trennwand 3236.1.3.2 Vierseitige gehaltene innere Trennwand 3236.2 Ausenwande 3246.2.1 Nachweisverfahren 3246.2.2 Beispiele 3246.2.2.1 Ausenwand mit quadratischer Ausfachungsflache 3246.2.2.2 Ausenwand mit rechteckiger Ausfachungsflache 3247 Vereinfachter Aussteifungsnachweis 3257.1 Nachweisverfahren 3257.2 Beispiel 3258 Zusammenfassung 3269 Literatur 327II Erdbebenbemessung bei Mauerwerksbauten 329Christoph Butenweg, Aachen, Christoph Gellert, Herzogenrath, und Udo Meyer, Berlin1 Einleitung 3292 Seismische Einwirkung 3292.1 Entwicklung der Erdbebenkarten 3292.2 Erdbebeneinwirkung nach DIN 4149 3292.2.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3302.3 Erdbebeneinwirkung nach DIN EN 1998-1/NA 3312.3.1 Horizontales Bemessungsspektrum 3323 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 3343.1 Versagensformen von Mauerwerkswanden 3343.2 Wand-Decken-Interaktion und Normalkraftumlagerungen 3354 Auslegung mit konstruktiven Regeln 3364.1 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN 4149 3374.2 Erforderliche Schubwandquerschnittsflachen: DIN EN 1998-1/NA 3384.3 Bewertung im Hinblick auf die Anwendung in der Praxis 3385 Rechenverfahren 3395.1 Lineare kraftbasierte Berechnungen 3395.1.1 Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3395.1.2 Multimodales Antwortspektrenverfahren 3395.1.2.1 Berechnung der erforderlichen Schwingformen 3395.1.2.2 Kombination der Schwingformen und Richtungsuberlagerung 3395.2 Nichtlineare statische Berechnungen 3405.2.1 Grundlagen und Berechnungsablauf 3405.2.2 Ermittlung der Kapazitatskurven fur Mauerwerksgebaude 3405.3 Berucksichtigung von Torsionseffekten 3415.4 Ansatz von Verhaltensbeiwerten fur Mauerwerk 3425.4.1 Verhaltensbeiwert aus Verformungsfahigkeit und Energiedissipation 3435.4.2 Verhaltensbeiwert aus Lastumverteilung im Grundriss 3436 Praxisbeispiele 3446.1 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN 4149 3446.2 Reihenhaus – Konstruktive Regeln nach DIN EN 1998-1/NA 3456.3 Mehrfamilienhaus – Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3476.3.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3476.3.2 Statisches Ersatzsystem 3476.3.3 Statische Ersatzlasten 3486.3.4 Verteilung der statischen Ersatzlasten auf die Schubwande 3496.3.5 Standsicherheitsnachweise nach DIN EN 1998-1/NA 3496.3.6 Nachweis mit einem Verhaltensbeiwert von q=1,7 3496.3.7 Nachweis mit erhohten Verhaltensbeiwerten 3496.4 Mehrfamilienhaus – Nichtlinearer statischerNachweis 3506.4.1 Bauwerksbeschreibung und Erdbebeneinwirkung 3506.5 Vergleichsberechnung: Vereinfachtes Antwortspektrenverfahren 3506.6 Nichtlinearer statischerNachweis 3527 Entwicklung neuer rechnerischer Nachweiskonzepte 3538 Zusammenfassung 3549 Literatur 355D ForschungI Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 359Jonathan Schmalz, Regensburg, und Ludwig Wingerter, Karlsruhe1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 3631.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3631.2 Kurzberichte 3631.2.1 Betriebsbegleitende Simulation zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung inKS-Werken 3632 Laufende Forschungsvorhaben 3632.1 Ubersicht Forschungsprojekte und Forschungsstellen 3632.2 Kurzberichte 3642.2.1 Neue Ansatze fur die realistische Bemessung von Mauerwerksbauten unterHorizontallasten 3642.2.2 Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Entkopplung von Ausfachungen und nichttragenden Trennwanden aus Mauerwerk von der Tragstruktur 3652.2.3 Einfluss der exzentrischen Lasteinleitung am Ausenwand-Decken-Knoten auf die Schubtragfahigkeit von monolithischen Ausenwanden aus Ziegelmauerwerk 3672.2.4 Verhalten von Stahlbetonrahmen mit entkoppelten Mauerwerksausfachungen und Offnungen unter seismischen Einwirkungen 3692.2.5 Forschungsprojekt BIM-SIS 3712.2.6 Statische Vergleichsberechnung von gemauerten Gewolbebrucken zur Validierung des Entwurfs der neuen Nachrechnungsrichtlinie (Mauerwerk) 3732.2.6.1 Einleitung 3732.2.6.2 Beispiel einer zweifeldrigen Brucke 3752.2.7 Optimierung der Eigenschaftskennwerte von Kalksandsteinen durch den Einsatz von Recyclingundmineralischen Fullern 3802.2.8 Verbesserte Schalldammung von Kalksandsteinmauerwerk durch Optimierung der produktionstechnischen Herstellparameter –Erhohung des dynamischen E-Moduls desKS-Materials 3862.2.9 Entwicklung von Seilrobotern fur die Erstellung von Kalksandstein-Mauerwerk auf der Baustelle 3872.2.10 Einsatz naturlicher mineralischer Fuller fur die Optimierung der Eigenschaftswerte von Kalksandsteinen –Reduzierung der Produktionskosten, des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen 3872.2.11 Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhohung des baulichen Schallschutzes 3882.2.12 Kosteneinsparung und Steigerung der Ressourceneffizienz von Kalksandsteinen durch Ansatz von Druckhaltestufen bei der Hydrothermalhartung –sog. „Treppenkurven“ –CO2-Einsparung 3882.2.13 Eignung von Kalksandstein-Recyclingmaterial zur Bodenverbesserung 389E Normen Zulassungen RegelwerkI Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 393Hans-Alexander Biegholdt, Leipzig1 Einfuhrung 3932 Grundlagen 3932.1 Bauaufsichtliche Regelungen 3932.2 Geltungsbereich der Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3942.3 Abgrenzung zum allgemeinen bauaufsichtlichen Prufzeugnis nach §19MBO 3942.4 Zustandigkeiten bei der Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen in den Landern 3943 Anforderungen an Bauprodukte 3943.1 Allgemeines 3943.2 CE-gekennzeichnete Bauprodukte 3943.3 Nationaler Verwendbarkeitsnachweis 3963.4 Produkte des Mauerwerksbaus 3964 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3974.1 Anlass zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall nach § 20 MBO 3974.2 Erfordernis einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 3984.3 Antragsteller 3985 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 3985.1 Landesbezogene Umsetzung der Musterregelungen 3985.2 Allgemeines 3985.3 Abgrenzung zum Genehmigungsverfahren und zur allgemeinen Bewahrung 3985.4 Antragstellung 3985.5 Eigenschaften des Bauprodukts 4005.6 Ubereinstimmungsnachweis 4005.7 Regelungen zur Bauart 4005.8 Sonderfall Lehmbauweise 4015.9 Gebuhren 4015.10 Bearbeitungszeiten 4016 Literatur 401II Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 30.11.2020) 403Nanjie Hu und Benjamin Purkert, Berlin1 Vorbemerkung 4032 EuGH-Urteil vom 16. Oktober 2014 (Rs. C-100/13) 4043 Regelwerk 4054 Literatur 420Stichwortverzeichnis 421Anbieterverzeichnis 437