Auf einen Blick

  • Neuartiges eingefasstes Mauerwerkssystem mit Hohllochziegeln und Polyurethankleber statt Dünnbettmörtel untersucht
  • Spannsäulengröße hat größeren Einfluss auf Erdbebenverhalten als Bewehrungsdetails
  • Querabstände der Bewehrung sollten maximal 15 cm betragen
  • Verzahnung und Lagerfugenbewehrung können Schubversagen an Spannsäulen verhindern
  • Bei mind. 1 % Längsbewehrung ist Gesamtverhalten adäquat – unabhängig von Schubversagen

Die Studie von 2026 untersucht das Erdbebenverhalten eines neuartigen eingefassten Mauerwerkssystems (Confined Masonry), das mit Hohllochziegeln für thermische Isolierung und Polyurethankleber statt Dünnbettmörtel arbeitet. Für das Maurerhandwerk sind die Erkenntnisse besonders relevant, da sie konkrete Ausführungsempfehlungen für Spannsäulen, Bewehrung und Verzahnung liefern – insbesondere bei Materialkombinationen, die von herkömmlichen Normvorgaben abweichen.

Schadensmechanismus an Spannsäule-Mauerwerk-Übergang

Die Scherversuche an zwei Mauerwerkswänden zeigten einen spezifischen Schadensmechanismus: An der Schnittstelle zwischen Spannsäule (Querschnitt 25 × 25 cm) und Mauerwerk (Dicke 38 cm) entstehen Spannungskonzentrationen durch die unterschiedliche Material- und Querschnittsgeometrie. Dieser Dickenunterschied von 13 cm verursacht ein lokales Versagen, das bei herkömmlichen Systemen so nicht auftritt. Das entwickelte vereinfachte 3D-Mikromodell konnte dieses Phänomen erfolgreich reproduzieren und ermöglichte die Analyse aller Aspekte des seismischen Verhaltens.

Der Dickensprung zwischen Spannsäule und Mauerwerk ist eine konstruktive Schwachstelle, die bei Neuentwicklungen mit wärmedämmenden Hohllochziegeln besonders beachtet werden muss.
TRL 5: Validierte Technologie im labornahen Umfeld

Einflussfaktoren auf das Erdbebenverhalten

Die parametrische Studie untersuchte sechs Parameter: Längs- und Querbewehrung, Spannsäulengröße, Verzahnung, Mauerwerksdruckfestigkeit und Lagerfugenbewehrung. Die Bewehrungsführung hatte insgesamt wenig Einfluss auf das seismische Verhalten. Allerdings zeigten die numerischen Simulationen, dass der Abstand der Querbewehrung nicht größer als 15 cm sein sollte. Die Spannsäulengröße hatte den größten Einfluss auf das Gesamtverhalten – größer als alle anderen untersuchten Parameter.

Werden Spannsäulen korrekt dimensioniert, kann auf übermäßige Bewehrungsdetails verzichtet werden – die Geometrie ist entscheidender als die Bewehrungsführung.
TRL 5: Validierte Technologie im labornahen Umfeld

Verzahnung und Lagerfugenbewehrung als Maßnahmen

Bei richtiger Ausführung können Verzahnung (Toothing) und Lagerfugenbewehrung Probleme mit Schubversagen der Spannsäulen abmildern. Die Studie zeigt jedoch: Wenn die Spannsäulen mit mindestens 1 % Längsbewehrung bewehrt sind – wie von der Norm gefordert – dann ist das Gesamtverhalten adäquat, unabhängig davon, ob die Spannsäulen ein Schubversagen erfahren oder nicht. Die konstruktive Grundausbildung nach Norm reicht also aus, um die spezifische Schwachstelle zu kompensieren.

Normgemäße Längsbewehrung von ≥1 % sichert das Systemverhalten auch bei lokal begrenztem Schubversagen an den Spannsäulen.
TRL 5: Validierte Technologie im labornahen Umfeld

Transferpotenzial für Maurer

Für das Maurerhandwerk ergeben sich konkrete Anwendungsmöglichkeiten:

  • Neubauprojekte mit Hohllochziegeln: Bei Verwendung wärmedämmender Hohllochziegel mit Polyurethankleber sind die Spannsäulen-Querschnitte der tatsächlichen Wanddicke anzupassen oder gesondert konstruktiv auszubilden.
  • Querabstände einhalten: Bei der Ausführung von Stahlbeton-Spannsäulen in Mauerwerkswänden sollten Querabstände der Bügel maximal 15 cm betragen – ein konkretes Kontrollkriterium für die Ausführungsqualität.
  • Längsbewehrungsgrad prüfen: Vor Ausführungsbeginn ist der Bewehrungsgrad der Spannsäulen zu kontrollieren. Mindestens 1 % Längsbewehrung sichert die Tragfähigkeit auch bei Dickensprüngen zwischen Säule und Mauerwerk.
  • Verzahnung optional: Verzahnung und Lagerfugenbewehrung sind keine zwingende Anforderung, wenn die Grundbewehrung normgemäß ausgeführt wird – Kosteneinsparungspotenzial bei gleichbleibender Sicherheit.

Die Ergebnisse sind direkt in Ausführungspläne und Qualitätskontrollen für den Mauerwerksbau integrierbar und bieten eine wissenschaftlich fundierte Grundlage für Abweichungen von herkömmlichen Ausführungsregeln bei neuartigen Ziegelsystemen.

Fazit

Die Studie liefert praxisrelevante Erkenntnisse für den Umgang mit neuartigen Mauerwerkssystemen, die von klassischen Konstruktionen abweichen. Für Maurerbetriebe sind insbesondere die konkreten Vorgaben zu Querabständen (≤15 cm) und Längsbewehrungsgraden (≥1 %) direkt umsetzbar. Das vereinfachte 3D-Mikromodell ermöglicht die virtuelle Prüfung weiterer Konstruktionsvarianten – ein Werkzeug für die Vorausberechnung künftiger Bauvorhaben mit wärmedämmenden Hohllochziegeln. Die Ergebnisse sind auf reale Bauprojekte übertragbar, sobald die erste Anwendung in der Praxis dokumentiert ist.

Quellen