Entwicklung eines Ingenieurmodells zur Beurteilung der out-of-plane-Tragfähigkeit von einachsig spannenden unbewehrten Mauerwerkswänden unter Erdbebeneinwirkung

Mauerwerk muss neben dem vertikalen und horizontalen Abtrag von Lasten in der Ebene auch Lasten rechtwinklig zur Ebene (out-of-plane), z.B. infolge Erdbeben, standhalten. Das out-of-plane Verhalten von unbewehrten Mauerwerkswänden ist abhängig von der verwendeten Stein-Mörtel-Kombination und ist auf Grund der starken Nichtlinearität sehr komplex. Aktuelle Bemessungsverfahren in der deutschen Normung sind nicht explizit für das out-of-plane Verhalten entwickelt und enthalten zum Teil erhebliche Konservativitäten. Detaillierte Untersuchungen zu in Deutschland typischen Mauerwerksarten existieren bisher nicht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das out-of-plane Verhalten von einachsig spannenden unbewehrten Mauerwerkswänden analytisch und experimentell untersucht. Ziel war die Entwicklung eines Modells zur Beschreibung des out-of-plane Schwingverhaltens von Mauerwerkswänden. Die bestehenden Verfahren zur Bestimmung der out-of-plane Tragfähigkeit aus Literatur und Normung wurden analysiert. Durch den Vergleich mit nichtlinearen, numerischen Simulationen wurden die wesentlichen Einflussfaktoren identifiziert. In anschließenden Rütteltisch-Versuchen mit wärmedämmendem Ziegelmauerwerk und Porenbetonmauerwerk wurden diese Faktoren experimentell verifiziert. Als einen wesentlichen Parameter hat sich dabei die vertikale Steifigkeit am Wandkopf infolge darüber liegenden Rahmen, Unterzügen oder Decken herausgestellt. Da diese in bisherigen Verfahren nicht berücksichtigt werden können, wurde ein Ingenieurmodell hergeleitet, welches unter anderem diesen Parameter berücksichtigt. In nachfolgenden Versuchen wurde das entwickelte Modell verifiziert und weitere Untersuchungen zum Schwing- und Dämpfungsverhalten durchgeführt. In abschließenden Sensitivitäts- und Korrelationsanalysen wurde der Zusammenhang zwischen Erdbebenparametern und Verschiebung der Wand untersucht. Auf dieser Basis wurde ein Bemessungsmodell für die betrachteten Mauerwerkswände vorgeschlagen