Tragwerksplaner:innen tragen bei der Planung von Befestigungen mit Dübeln und nachträglich installierten Bewehrungsanschlüssen eine besondere Verantwortung. Diese Bauteile sind in der Regel sicherheitsrelevant und werden häufig in bestehende Tragstrukturen eingebunden. Die Bemessung erfolgt auf Grundlage geltender Normen und technischer Zulassungen, etwa einer Europäischen Technischen Bewertung (ETA).
 
Dabei wird vorausgesetzt, dass alle relevanten Randbedingungen bekannt sind und die Ausführung gemäß Montageanleitung des Herstellers erfolgt – also insbesondere die Herstellung, Reinigung und das Setzen der Bohrlöcher. Eine zentrale Voraussetzung für die Bemessung ist die Kenntnis des Untergrunds und seiner Festigkeit. In Bestandsbauten sind diese Informationen oft nicht verfügbar. In solchen Fällen können Belastungsversuche auf der Baustelle zur Ermittlung der Tragfähigkeit herangezogen werden. Ebenso können sie zur Validierung der Setzqualität genutzt werden.
 
Die verschiedenen Möglichkeiten sind in Bild 1:
 
Bild 1     Übersicht Hilti-Testdurchführungen und Bewertungsrahmen – in Abhängigkeit von Grundmaterial, Dübeltyp, Prüfzweck und Prüfart (technischer Alt-Text: Übersicht Belastungsversuche Injektionsanker Mauerwerk)

Da es sich bei diesen Befestigungen in der Regel um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, ist eine sorgfältige Planung der Versuche erforderlich. Welche Prüfart soll durchgeführt werden – Bruchversuch oder Probebelastung? Wie erfolgt die Auswertung? Kann ich meine Auswertung durch die Anzahl der Versuche beeinflussen? Auch die Wahl geeigneter Prüfstellen sowie das korrekte Setzen der Verankerungen sind ausschlaggebend. Die Verantwortung für die Versuchsauswahl und die Festlegung der Setzpositionen liegt beim Fachplaner.
  
 

Technische Regeln für Belastungsversuche mit Injektionsankern im Mauerwerk

In der Schweiz sind die Baustellenversuche in der SIA 179 geregelt:
 ·       SIA 179 „Befestigungen in Beton und Mauerwerk“ [1]
 
 

Belastungsversuche im Mauerwerk – Grundlagen und Zielsetzung

Aufgrund der Vielzahl an Mauerwerkssteinen ist es für Hersteller von Verankerungssystemen nicht möglich, alle potenziellen Steine über eine ETA abzudecken. Unterschieden wird zwischen Voll-, Hohl- und Lochsteinen sowie zwischen verschiedenen Materialien gemäß EN 771. Deshalb sind Belastungsversuche im Mauerwerk auf der Baustelle gängige Praxis. Sie ermöglichen es, die ETA-Werte zu überprüfen und auf das konkrete Bauvorhaben zu übertragen.
 
Wurde der zu prüfende Stein hinsichtlich Materialeigenschaften, Rohdichte, Abmessungen und Druckfestigkeit bereits als Referenzstein durch den Hersteller geprüft, kann er herangezogen werden – sofern die tatsächliche Tragfähigkeit des Baustellensteins die ETA-Werte nicht überschreitet.
 

Prüfmethoden für Injektionsanker – Bruchversuch, Probebelastung, Abnahmeversuch

Für Injektionsankersysteme im Mauerwerk werden drei Versuchstypen unterschieden:
 
1.    Bruchversuche:
Die Dübel werden bis zum Versagen oder zu sichtbaren Verschiebungen belastet. Diese Dübel dürfen nicht mehr verwendet werden.

2.    Probebelastungen:
Die Versuchsdübel werden mit einer vordefinierten Prüfkraft belastet. Während der Belastung darf bei keinem Einzelversuch ein signifikanter Lastabfall auftreten. Die geprüften Dübel dürfen anschließend nicht verwendet werden.
 
In der Praxis sind Zugversuche am häufigsten, da sie auf der Baustelle einfach durchzuführen sind. Auch Querlasten können auf Grundlage von Zugversuchen abgeschätzt werden. In manchen Fällen – etwa bei Befestigungen auf der Stoßseite eines Steins – ist jedoch eine direkte Prüfung auf Querlast notwendig. Hilti bietet dafür einen spezialisierten Belastungsservice an.
 

Bild 2    Aufbau Querlastversuche im Mauerwerk



Bild 3     Zugversuche im Mauerwerk

Bruchversuche – Maximale Tragfähigkeit im Mauerwerk ermitteln – statistische Auswertung

Zur Ermittlung der maximalen Tragfähigkeit des Untergrunds werden Versuche bis zum Versagen durchgeführt. Bei der vereinfachten Auswertung sind mindestens 15 Bruchversuche erforderlich. Aus den fünf kleinsten Versuchswerten wird der charakteristische Widerstand NRk1 (bzw. VRk1 für Querlast) berechnet.
 
Für Zugversuche:                      
 
                         
 
Mit:     
Nk       = durch Bruchversuche ermittelte charakteristische Tragfähigkeit
Nu,m    = Mittelwert der Bruchlast
β         = produktabhängiger Faktor zur Berücksichtigung verschiedener Einflüsse gemäß ETA
s(n)     = Standardabweichung der Bruchlasten
λ(n)     = statistischer Faktor in Abhängigkeit der Anzahl der Versuche zur Ermittlung der 5%-Fraktile einer Normalverteilung bei einer Aussagewahrscheinlichkeit von 90%
 


Tabelle 2             Beiwert λ in Abhängigkeit der Anzahl der Versuche [1]

Probebelastungen – Nachweis der geplanten Verankerung

Ziel der Probebelastung ist es, die Tragfähigkeit des geplanten Befestigungspunkts im konkreten Mauerwerk zu bestätigen. Es wird nicht die maximale Tragfähigkeit ermittelt, sondern überprüft, ob die erwartete Last ohne Schäden aufgenommen werden kann. Die maximal zulässige Tragfähigkeit laut ETA darf dabei nicht überschritten werden. Gemäß SIA 179 [1] sind mindestens 5 Versuche erforderlich. Die belasteten Dübel dürfen nicht weiterverwendet werden.
 
Ermittlung der Prüflast:
                                                                      
 
Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Last:
 
           
Mit:
Np       = gewählte Last für die Probebelastung
NSd     = Bemessungswert der Einwirkung (NSk · γF)
γM       = Materialteilsicherheitsbeiwert (γM=2,5 ; γM,AAC=2,0)
 
β         = produktabhängiger Faktor zur Berücksichtigung verschiedener Einflüsse gemäß ETA
NRk     =         charakteristische Tragfähigkeit
 


Tabelle 3             Der Hilti Bewertungsrahmen basiert auf der SIA 179
 
 
 

Fazit – Belastungsversuche als integraler Bestandteil der Planung

Belastungsversuche auf der Baustelle sind heute fester Bestandteil vieler Bauprojekte – insbesondere im Bestand. Sie müssen frühzeitig geplant und sinnvoll in den Bauablauf integriert werden. Die sorgfältige Auswahl der Prüfart und die Bewertung der Ergebnisse erfordern Fachwissen und Erfahrung.
 
Hilti unterstützt dabei nicht nur mit dem nötigen Equipment, sondern auch mit qualifizierten Mitarbeitenden, die die Versuche nach aktuellen technischen Standards durchführen. Mit PROFIS Engineering können die Versuchsergebnisse direkt in die Bemessung übernommen werden – ob zur Ermittlung der Dübeltragfähigkeit oder zur Validierung der Setzqualität.
 
Wenn Sie Unterstützung bei Planung, Durchführung oder Auswertung benötigen – sprechen Sie uns gerne an.

 
 
  

Literaturverzeichnis

[1] S. Norm, SIA 179 - Befestigungen in Beton und Mauerwerk.
[2] D. Owen, Handbook of Statistical Tables 3, Addison/Wesley Publishing Company Inc., 1962.