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Mauersteine verformen sich durch Einfluss von Belastung, Austrocknung (Schwinden) bzw. von Feuchteeinwirkungen (chemisches Quellen bei Mauerziegeln) und Temperaturänderung (Wärmedehnung). Bei Mauerwerk aus kleinformatigen Mauersteinen mit einem entsprechend hohen Mörtelanteil sind die Formänderungen des einzelnen Mauersteins - u. a. im Bereich der Stoßfugen - wegen dessen kleiner Maße geringer als bei großformatigen Mauersteinen. Formänderungen der großformatigen Mauersteine bzw. Elemente können - vor allem im Bereich von planmäßig unvermörtelten Stoßfugen - zu größeren Aufweitungen der Stoßfugen, ggf. auch der Lagerfugen (bei nicht kraftschlüssiger Vermörtelung), führen. Über die Größe der möglichen Formänderungen von großformatigen Mauersteinen bzw. -elementen im Bauteil lagen bislang keine quantitativen Kenntnisse vor. Ziel dieser Arbeit war deshalb die Bestimmung dieser Verformungen im Bereich der Stoßfuge und die Erarbeitung wirksamer Maßnahmen zur Gewährleistung der Risssicherheit.
Inhaltsverzeichnis
1 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1
2 LÖSUNGSWEG 2
3 THEORETISCHE UNTERSUCHUNGEN MIT DER METHODE DER FINITEN ELEMENTE 2
3.1 Allgemeines 2
3.2 Berechnungsannahmen 3
3.2.1 Allgemeines 3
3.2.2 Untersuchung praxisüblicher Mauersteinformate 3
3.2.3 Untersuchung des Einflusses des Verhältniswertes Steinhöhe zu Steinlänge 4
3.3 Statisches System und Modellierung 6
3.4 Berechnungsergebnisse 7
3.4.1 Allgemeines 7
3.4.2 Untersuchung gängiger Steinformate 8
3.4.2.1 Allgemeines 8
3.4.2.2 Verformungen aus Schwinden 8
3.4.2.3 Formänderungen aus Auflast 11
3.4.2.4 Überlagerung der Formänderungen aus Schwinden und Auflast 13
3.4.3 Untersuchung des Einflusses des Verhältniswertes Steinhöhe zu Steinlänge 15
3.4.3.1 Allgemeines 15
3.4.3.2 Verformungen aus Schwinden 16
3.4.3.3 Verformungen aus Auflast 18
3.4.4 Zusammenfassung 19
4 PRAKTISCHE UNTERSUCHUNGEN 20
4.1 Allgemeines 20
4.2 Versuche 20
4.2.1 Untersuchungen an aus den Planelementen entnommenen Prüfkörpern 21
4.2.1.1 Allgemeines 21
4.2.1.2 Bestimmung der Trockenrohdichte, der Druckfestigkeit und der Wasseraufnahme 22
4.2.1.3 Bestimmung der Spannungs-Dehnungslinie unter Zugbeanspruchung 22
4.2.1.4 Bestimmung des Schwindens 23
4.2.2 Untersuchungen an Mörtel 23
4.3 Untersuchungen an Planelementen 23
4.3.1 Allgemeines 23
4.3.2 Bestimmung des freien, unbehinderten Schwindens 24
4.3.3 Messung des behinderten Schwindens 25
4.3.3.1 Versuchsaufbau 25
4.3.3.2 Versuchsdurchführung 26
4.4 Auswertung der praktischen Untersuchungen 26
4.4.1 Untersuchungen an aus den Planelementen entnommenen Probekörpern 26
4.4.1.1 Allgemeines 26
4.4.1.2 Trockenrohdichte, Druckfestigkeit und maximale Wasseraufnahme 26
4.4.1.3 Spannungs-Dehnungslinie unter Zugbeanspruchung 27
4.4.1.4 Schwinden 27
4.4.2 Untersuchungen an Dünnbettmörtel 27
4.4.3 Untersuchungen an Planelementen 28
4.4.3.1 Bestimmung des freien, unbehinderten Schwindens 28
4.4.3.2 Bestimmung des behinderten Schwindens 29
4.4.3.2.1 Allgemeines 29
4.4.3.2.2 Schwinden der Planelemente 29
4.4.3.2.3 Formänderungen im Bereich der Stoßfuge 31
4.5 Vergleich der praktischen und theoretischen Untersuchungsergebnisse 33
4.5.1 Allgemeines 33
4.5.2 Vergleich mit dem bislang verwendeten FEM-System 34
4.5.3 Vergleich mit dem veränderten System 36
5 ZUSAMMENFASSUNG 37
6 LITERATUR 39
