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zur engl. Fassung 2012

Vorwort

Dieser Teil der ETAG "Kunststoffdübel als Mehrfachbefestigung von nichttragenden Systemen zur Verankerung in Beton und Mauerwerk" enthält die für den Einsatz von Kunststoffdübeln in Porenbeton erforderlichen Nachweisverfahren und Beurteilungen. Für eine allgemeine Beurteilung von Kunststoffdübeln gilt grundsätzlich Teil 1.

Diese Leitlinie gilt für die Verwendung von Kunststoffdübeln in Porenbeton der Festigkeitsklassen AAC 2 bis AAC 7 gemäß EN 771-4 [9] "Festlegungen für Mauersteine" oder prEN 12602 [10] "Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus dampfgehärtetem Porenbeton".

Die erforderlichen Eignungsversuche sind in Tabelle 5.1 a und b aufgeführt. Die Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sind in Tabelle 5.2 a und b angegeben. Die Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sowie die Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeiten für Kunststoffdübel zur Verwendung in Porenbeton sind vollständig in Abschnitt 6.4.3 angegeben.

Es wird dieselbe Nummerierung der Abschnitte wie in Teil 1 verwendet.

Die Kunststoffdübel zur Verwendung in Porenbeton sollen als Mehrfachbefestigung verwendet werden. Bei dem Einsatz von Dübeln als Mehrfachbefestigung wird angenommen, dass bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel übertragen werden kann, ohne dass die Erfüllung der Anforderungen an das Anbauteil in Bezug auf Gebrauchstauglichkeit und Grenzzustand der Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigt wird.

Bei der Bemessung des Anbauteils wird daher die Anzahl n₁ der Befestigungspunkte für die Befestigung des Anbauteils und die Anzahl n₂ der Dübel pro Befestigungspunkt angegeben. Darüber hinaus kann der Bemessungswert N_sd für Einwirkungen auf einen Befestigungspunkt auf einen Wert ≤ n₃ (kN) festgelegt werden, bis zu dem die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des Anbauteils erfüllt sind, und die Lastverlagerung im Falle von übermäßigem Schlupf oder bei Versagen eines Dübels braucht bei der Bemessung des Anbauteils nicht berücksichtigt zu werden.

Für n₁, n₂ und n₃ können folgende Anhaltswerte verwendet werden:

n₁ ≥ 4; n₂ ≥ 1 und n₃ ≤ 4,5 kN bzw.
n₁ ≥ 3; n₂ ≥ 1 und n₃ ≤ 3,0 kN.

Abschnitt 2
Leitfaden für die Beurteilung der Brauchbarkeit

5 Nachweisverfahren

5.4 Nutzungssicherheit

5.4.2 Eignungsversuche

Die Versuche sind gemäß den Vorgaben in Anhang A durchzuführen.

Alle Versuche sind grundsätzlich mit Einzeldübeln ohne den Einfluss von Achs- bzw. Randabständen unter Zuglast durchzuführen.

(1) Versuche für Kunststoffdübel zur Verwendung in ungerissenem Porenbeton (Blöcke aus Porenbeton)

Die Versuche können an einzelnen Blöcken oder einer Wand aus miteinander verklebten Blöcken durchgeführt werden. Die Wände dürfen zur einfacheren Handhabung und zum Transport leicht in vertikaler Richtung vorgespannt sein.

Die verschiedenen Eignungsversuche, die Prüfbedingungen, die Anzahl der erforderlichen Versuche und die für die Ergebnisse anwendbaren Kriterien sind in Tabelle 5.1a aufgeführt: Ungerissener Porenbeton (Blöcke aus Porenbeton).

Eignungsversuche zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit bei Konditionierung und Temperatur können entfallen, wenn Angaben zum Einfluss (α-Faktor) auf das Tragverhalten aus Eignungsversuchen in Beton nach Teil 2 oder in Vollsteinen nach Teil 3 vorliegen.

(2) Versuche für Kunststoffdübel zur Verwendung in bewehrtem Porenbeton (vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton)

Zusätzliche Versuche für vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton sind durchzuführen, wenn der Dübel auch zur Verwendung in bewehrtem Porenbeton beurteilt werden soll. Die verschiedenen zusätzlichen Eignungsversuche, die Prüfbedingungen, die Anzahl der erforderlichen Versuche und die für die Ergebnisse anwendbaren Kriterien sind in Tabelle 5.1b aufgeführt: Bewehrter Porenbeton (vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton).

Tabelle 5.1a Eignungsversuche für Kunststoffdübel zur Verwendung in ungerissenen Blöcken aus Porenbeton

Tabelle 5.1b Zusätzliche Eignungsversuche für Kunststoffdübel zur Verwendung in bewehrtem Porenbeton (vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton)

(1) Normale Umgebungstemperatur: 21 ± 3 °C (Kunststoffdübel und Verankerungsgrund aus Porenbeton)

(2) Minimale Einbautemperatur gemäß Angabe des Herstellers; in der Regel 0 °C bis + 5 °C

(3) Versuche mit niedrigster Nutzungstemperatur gemäß Angabe des Herstellers; -5 °C, -20 °C, -40 °C

(4) Einbau bei minimaler Einbautemperatur gemäß Angabe des Herstellers; in der Regel 0 °C bis +5 °C

(6) Für den Temperaturbereich b), Teil 1, Abschnitt 4.4.2.6; für andere Temperaturbereiche siehe Teil 1, Abschnitte 5.4.2.6 und 6.4.2.6

(8) Konditionierung der Kunststoffhülse des Dübels gemäß Teil 1, Abschnitt 5.4.2.5

(10) Als Referenzversuch: Versuche bei maximaler Langzeittemperatur +50 °C

(11) Anzahl der Versuche bei nur einer Dübelgröße; bei der Beurteilung mehrerer Größen ist die kleinste, die mittlere und die größte Größe zu prüfen. Für Zwischengrößen sind die Versuche gemäß Zeilen 1, 6 und 8 auszuführen; die Zwischengrößen brauchen nicht geprüft zu werden, wenn die Versuche aus Zeile 1 von Tabelle 5.2a eine Regelmäßigkeit bei der Versagensart und der Bruchlast zeigen.

(13) N_Rk Teil 1, Abschnitt 5.4.2.7 (5.3); charakteristische Tragfähigkeit N_Rk gemäß Angabe in der ETa und ermittelt nach Abschnitt 6.4.3.3

(14) Die Versuche sind unter Verwendung der ungünstigsten Spreizrichtung durchzuführen (ermittelt im Versuch nach Zeile 1, Tabelle 5.2a).

5.4.3 Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen

Zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sind die in Tabelle 5.2 a und/oder b aufgeführten Versuche für alle Größen durchzuführen.

Hat der Hersteller Versuchsdaten zur Verfügung gestellt und die entsprechenden Versuchsberichte enthalten alle relevanten Informationen, kann die Zulassungsstelle die Anzahl der Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen auf der Grundlage der vorliegenden Daten reduzieren. Diese Daten werden jedoch nur dann bei der Beurteilung berücksichtigt, wenn sich die Ergebnisse mit den Versuchsergebnissen des Instituts decken.

Alle Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen sind für ungerissenen Porenbeton an einzelnen Blöcken oder einer Wand sowie an vorgefertigtem bewehrtem Porenbeton unter normaler Umgebungstemperatur (+21 °C ±3 °C) und Standardkonditionierung der Kunststoffhülse durchzuführen. Die Bohrlöcher sind mit Bohrern des Durchmessers d_cut,m zu bohren. Der Einbau der Dübel soll gemäß den Anleitungen des Herstellers erfolgen.

Tabelle 5.2a Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen für Kunststoffdübel zur Verwendung in ungerissenem Porenbeton (Blöcken aus Porenbeton)

Tabelle 5.2b Versuche zur Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen für Kunststoffdübel zur Verwendung in bewehrtem Porenbeton (vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton)

6 Bewertung und Beurteilung der Brauchbarkeit für den vorgesehenen Verwendungszweck

6.4 Nutzungssicherheit

6.4.1.2 Umwandlung der Bruchlasten zur Berücksichtigung der Festigkeit von Beton, Mauerwerk und Stahl

Anstelle der Gleichung ( 6.0b) aus Teil 1 sollte die Umwandlung der Versuchsergebnisse in Porenbeton wie folgt durchgeführt werden:

(1) Allgemeines

Die Versuchsergebnisse sind umzuwandeln, sofern die Druckfestigkeit und die Trockenrohdichte betroffen sind.

(2) Druckfestigkeit

• Blöcke aus Porenbeton:
  Für Blöcke aus Porenbeton ist die charakteristische Druckfestigkeit auf der Basis des angegebenen Wertes der Druckfestigkeit nach prEN 771-4 [9] unter Verwendung des Faktors 0,9 zu ermitteln.
  f_ck = 0,9f_c,decl
• Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton:
  Für vorgefertigte bewehrte Bauteile aus Porenbeton ist bei der Umwandlung der Versuchsergebnisse die charakteristische Druckfestigkeit f_ck der Festigkeitsklassen AAC 2 und AAC 7 aus prEN 12602 [ 10] zu benutzen.

(3) Trockenrohdichte
Als Bezugswerke der Trockenrohdichte sind zur Umwandlung der Versuchsergebnisse in Porenbeton folgende Mindestwerte der Trockenrohdichte heranzuziehen:
AAC 2: ρ_min = 350 kg/m³
AAC 7: ρ_min = 650 kg/m³

(4) Umwandlung der Versuchsergebnisse

Die für niederfesten und hochfesten Porenbeton erzielten Versuchsergebnisse sind unter Verwendung der folgenden Formel umzuwandeln:

( 6.5)

Aus dieser Berechnung ist das 5 %-Fraktil für die Bruchlast abzuleiten.

(5) Charakteristische Versagenslast (Bruchlast) der verschiedenen Festigkeiten von Porenbeton

Für Festigkeitsklassen zwischen niederfestem und hochfestem Porenbeton sind die charakteristischen Bruchlasten durch lineare Interpolation der umgerechneten Versuchsergebnisse zu ermitteln.

6.4.1.3 Bei allen Versuchen sind folgende Kriterien zu erfüllen

(2) Im Allgemeinen soll in jeder Versuchsreihe der Variationskoeffizient der Bruchlast kleiner als v = 20 % (Eignungsversuche) bzw. v = 15 % (Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen) sein.

Falls der Variationskoeffizient der Bruchlast bei den Eignungsversuchen größer als 20 % ist, muss folgender α_v-Wert berücksichtigt werden:

Falls der Variationskoeffizient der Bruchlast bei der Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen größer als 15 % ist, muss folgender α_v-Wert berücksichtigt werden:

6.4.2 Gültige Kriterien für Eignungsversuche

Bei den Eignungsversuchen nach Tabelle 5.1a und/oder b sollen die in den betreffenden Abschnitten von Teil 1, Abschnitt 6.4 aufgeführten Kriterien erfüllt werden. Für die Referenzversuche werden die Werte von den Versuchen nach Tabelle 5.2a, Zeile 1, (für ungerissenen Porenbeton) und Tabelle 5.2b, Zeile 1, (für bewehrten Porenbeton) mit der ungünstigsten Spreizrichtung des Dübels genommen.

Wenn für die Kunststoffdübel bereits Eignungsversuche für die Funktionsfähigkeit unter Konditionierung und Temperatur in Beton nach Teil 2 bzw. in Vollsteinen nach Teil 3, Tabelle 5.1, Zeilen 4 und 5, durchgeführt wurden, können anhand der Ergebnisse dieser Eignungsversuche (minα₁, minα₂, und minα_v) die charakteristischen Werte zur Verwendung in Porenbeton ermittelt werden.

6.4.3 Zulässige Anwendungsbedingungen

6.4.3.1 Allgemeines

Bei allen Zugversuchen sollen die Anforderungen an die Last-/Verschiebungskurven aus Teil 1, Abschnitt 6.4.1.3 (1), eingehalten werden. Die Anforderung an den Variationskoeffizienten der Bruchlasten sind in Abschnitt 6.4.1.3 (2) und Gleichung ( 6.6b) angegeben.

6.4.3.2 Charakteristische Tragfähigkeit von Einzeldübeln für die verschiedenen Bedingungen

(1) Zuglast ohne Einfluss von Rand- und Achsabständen (Tabelle 5.2 a oder b, Zeile 1)

Die charakteristische Zugtragfähigkeit von Einzeldübeln ohne Einfluss von Rand- und Achsabstand ist folgendermaßen zu berechnen:

¹) Der niedrigste Wert von min α₁ bzw. min α_{2,Zeile 1,6} ist maßgebend.

mit:

(2) Zuglast unter dem Einfluss des minimalen Randabstands (Tabelle 5.2 a oder b, Zeile 2)

Die charakteristischen Tragfähigkeiten von Einzeldübeln am freien Rand unter Zuglast sind wie folgt zu berechnen:

mit:

¹⁾Falls in den Versuchen nach Tabelle 5.2 a oder b, Zeile 2, Versagen durch Herausziehen beobachtet wird, sollte die Bewertung nach Gleichung (6.7) erfolgen.

(3) Zugbelastung unter Einfluss des minimalen Achsabstands (Tabelle 5.2 a oder b, Fußnote (1))

Die charakteristischen Tragfähigkeiten von Einzeldübeln mit minimalem Achsabstand am freien Rand unter Zuglast sind wie folgt zu berechnen:

mit:

¹⁾Falls in den Versuchen nach Tabelle 5.2 a oder b, Fußnote (1), Versagen durch Herausziehen beobachtet wird, sollte die Bewertung nach Gleichung ( 6.7) erfolgen.

(4) Querlast

Falls keine Querlastversuche vorliegen, kann die charakteristische Quertragfähigkeit V_Rk,AAC für Mauerwerkskantenbruch von Porenbeton gemäß den Angaben in Anhang C für das Versagen von Betonkantenbruch wie folgt berechnet werden:

Die Betonfestigkeit f_ck,cube soll in der betreffenden Gleichung in Anhang C durch die Festigkeit des Porenbetons f_ck ersetzt werden.

Falls Querlastversuche in Richtung des freien Randes durchgeführt werden und Mauerwerkskantenbruch auftritt, ist die charakteristische Quertragfähigkeit wie folgt zu berechnen:

mit:

Die charakteristischen Quertragfähigkeiten V_Rk,s des Spreizelements aus Stahl für Einzeldübel können wie folgt berechnet werden:

mit:

6.4.3.3 Charakteristische Tragfähigkeit des Einzeldübels in der ETA

Für die Bestimmung der charakteristischen Tragfähigkeit F_Rk sollen die Bemessungswerte für N_Rk1, N_Rk2, N_Rk3, V_Rk,s und V_Rk,AAC unter Berücksichtigung der entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerte berechnet werden. Die betreffenden Teilsicherheitsbeiwerte sind in Abschnitt 7.1.2 angegeben.

Der minimale Bemessungswert ist maßgeblich für die in der ETa angegebene charakteristische Tragfähigkeit F_Rk.

Der Wert der charakteristischen Tragfähigkeit F_Rk sollte auf folgende Werte gerundet werden:
0,3/0,4/0,5/0,6/0,75/0,9/1,2/1,5/2/2,5/3/3,5/4/4,5/5/6/7,5/9kN

6.4.3.4 Verschiebungsverhalten

In der ETa sind für eine Last F, die in etwa dem nach Gleichung ( 6.12) ermittelten Wert entspricht, mindestens die Verschiebungen unter Kurz- und Langzeit-Zug- und Querlast anzugeben.

mit:

Die Verschiebungen unter Kurzzeit-Zugbelastung (δ_NO) werden auf Basis der Versuche mit Einzeldübeln ohne Einfluss des Rand- oder Achsabstands nach Tabelle 5.2 a oder b, Zeile 1 ermittelt. Der ermittelte Wert soll in etwa dem 95 %-Fraktil für eine Aussagewahrscheinlichkeit von 90 % entsprechen.

Die Verschiebungen unter Langzeit-Zugbelastung δ_N∞ können mit etwa dem 2,0-fachen des Werts δ_NOangenommen werden.

Die Verschiebungen unter Kurzzeit-Querbelastung (δ_VO) werden auf der Basis der entsprechenden Querkraftversuche mit Einzeldübeln ermittelt. Der ermittelte Wert sollte in etwa dem 95 %-Fraktil für eine Aussagewahrscheinlichkeit von 90 % entsprechen.

Wurden keine Querkraftversuche durchgeführt, können die Verschiebungen unter Kurzzeit-Querbelastung (δ_VO) für Kunststoffdübel mit Spreizelement aus Stahl für die Last nach Gleichung ( 6.12) mit einer Schersteifigkeit von 500 N/mm² ermittelt werden.

Die Verschiebungen unter Langzeit-Querbelastung δ_N∞ kann mit etwa dem 1,5-fachen des Werts δ_VO angenommen werden.

Unter Querlast können sich die Verschiebungen auf Grund eines Spalts zwischen Anbauteil und Dübel erhöhen. Der Einfluss dieses Spalts ist bei der Bemessung zu berücksichtigen.

7 Voraussetzungen und Empfehlungen zur Beurteilung der Brauchbarkeit der Produkte

7.1 Bemessungsverfahren für Verankerung in Porenbeton

7.1.1 Mehrfachbefestigung

Die Kunststoffdübel zur Verwendung in Porenbeton sollen bei Mehrfachbefestigungen zum Einsatz kommen. Bei dem Einsatz von Dübeln als Mehrfachbefestigung wird angenommen, dass bei übermäßigem Schlupf oder Versagen eines Dübels die Last auf benachbarte Dübel übertragen werden kann, ohne dass die Erfüllung der Anforderungen an das Anbauteil in Bezug auf Gebrauchstauglichkeit und Grenzzustand der Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigt wird.

Bei der Bemessung des Anbauteils wird daher die Anzahl n₁ der Befestigungspunkte für die Befestigung des Anbauteils und die Anzahl n₂ der Dübel pro Befestigungspunkt angegeben. Darüber hinaus kann der Bemessungswert N_sd für Einwirkungen auf einen Befestigungspunkt auf einen Wert ≤ n₃ (kN) festgelegt werden, bis zu dem die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit des Anbauteils erfüllt sind, und die Lastverlagerung im Falle von übermäßigem Schlupf oder bei Versagen eines Dübels braucht bei der Bemessung des Anbauteils nicht berücksichtigt zu werden.

Für n₁, n₂ und n₃ können folgende Anhaltswerte verwendet werden:

n₁ ≥ 4; n₂ ≥ 1 und n₃ ≤ 4,5 kN bzw.

n₁ ≥ 3; n₂ ≥ 1 und n₃ ≤ 3,0 kN.

7.1.2 Bemessungs- und Sicherheitskonzept

Für Verankerungen in Porenbeton sollte das Bemessungskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten verwendet werden.

Gibt es keine nationalen Vorschriften, können folgende Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände γ_M verwendet werden:

Stahlversagen: Zuglast:

( 7.1)

Querlast des Dübels mit und ohne Hebelarm:

	( 7.2)
	( 7.3)
Andere Versagensarten: γM = 2,0	( 7.4)

7.1.3 Besondere Bedingungen für das Bemessungsverfahren in Porenbeton

(1) Die ETa darf nur eine charakteristische Tragfähigkeit F_Rk enthalten, die unabhängig von der Lastrichtung und der Versagensart ist. Der zugehörige Teilsicherheitsbeiwert und die entsprechenden Werte c_min und s_min für diese charakteristische Tragfähigkeit sollen ebenfalls in der ETa angegeben werden.

(2) Die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk für einen Einzeldübel kann auch für eine Gruppe aus zwei oder vier Kunststoffdübeln ermittelt werden, deren Achsabstand mindestens s_min beträgt.
Der Abstand zwischen Einzeldübeln bzw. einer Dübelgruppe sollte s ≥ 250 mm betragen

(3) Wenn die Stoßfugen in der Wandnichtmit Mörtel verfüllt werden sollen, ist der Bemessungswert N_Rd auf 2,0 kN zu begrenzen, um sicherzustellen, dass ein Herausziehen eines Steins aus der Wand verhindert wird. Diese Begrenzung kann bei Verwendung ineinander verzahnter Steine in der Wand bzw. geplanter Verfüllung der Fugen mit Mörtel wegfallen.
Wenn die Fugen des Mauerwerksnicht sichtbar sind, ist die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk mit dem Faktor α_j = 0,5 zu reduzieren.

(4) Wenn die Fugen des Mauerwerkssichtbar sind(z.B. bei einer unverputzten Wand), ist Folgendes zu berücksichtigen: Die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk darf nur dann angesetzt werden, wenn das Mauerwerk so geplant ist, dass die Fugen mit Mörtel verfüllt werden.

Wenn das Mauerwerk so ausgelegt ist, dass die Fugennicht mit Mörtel verfüllt werden, darf die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk nur dann verwendet werden, wenn der minimale Randabstand c_min zu den Stoßfugen eingehalten wird. Wenn dieser minimale Randabstand c_min nicht eingehalten werden kann, ist die charakteristische Tragfähigkeit F_Rk um den Faktor α_j = 0,5 zu reduzieren.

(5) Für vorgefertigte bewehrte Bauteile soll Folgendes berücksichtigt werden, wenn keine speziellen Versuche bzw. keine Berechnungen der Tragfähigkeit des Bauteils aus Porenbeton durchgeführt werden:

• Der Bemessungswert des Querkraftwiderstandes des Bauteils, verursacht durch die Verankerung, beträgt höchstens 40 % des Bemessungswertes des Widerstandes des Bauteils im kritischen Querschnitt.
• Der Randabstand c muss ≥ 150 mm für Platten mit einer Breite von ≤ 700 mm sein.
• Der Achsabstand s der Befestigungspunkte muss ≥ 600 mm betragen. Befestigungspunkte sind Einzeldübel oder Gruppen aus 2 bzw. 4 Dübeln.

Abschnitt 4
Inhalt der ETA

9 Der Inhalt der ETA

9.1.4 Merkmale des Kunststoffdübels hinsichtlich Nutzungssicherheit und Nachweisverfahren

• charakteristische Werte für die Berechnung des Grenzzustands der Tragfähigkeit:

Die ETa darf nur eine charakteristische Tragfähigkeit F_Rk für einen Verankerungsgrund enthalten, die unabhängig von der Lastrichtung und der Versagensart ist. Der zugehörige Teilsicherheitsbeiwert und die entsprechenden Werte c_min und s_min für diese charakteristische Tragfähigkeit sollen ebenfalls in der ETa angegeben werden.

9.1.5 Voraussetzungen, die zu einer positiven Bewertung der Brauchbarkeit des Kunststoffdübels für den vorgesehenen Verwendungszweck führten

Die besonderen Bedingungen (2), (3), (4) und (5) für das Bemessungsverfahren nach 7.1.3 sollten ebenfalls in der ETa angegeben werden.

Ferner soll in der ETa angegeben sein, dass der Kunststoffdübel nicht in wassergesättigtem Porenbeton eingebaut und verwendet werden darf.

ENDE Teil 5 weiter zu Anhang A .