Die Schubfestigkeit von Mauerwerk unter Scheibenbeanspruchung ergibt sich aus der maximalen Tragfähigkeit der Steine oder der Lagerfuge, wobei unterschiedliche Versagensmechanismen (Reibungsversagen, Steinzugversagen sowie ggf. Schubdruckversagen und Fugenversagen durch Kippen der Einzelsteine) zu berücksichtigen sind.
Die Schubfestigkeit unter Scheibenbeanspruchung bestimmt sich bei Reibungs- oder Steinzugversagen nach dem von Mann/ Müller [3] entwickelten Versagensmodell aus dem Gleichgewicht an einem aus der Wand herausgelösten (kleinen) Einzelstein (Bild 7). Dabei wird eine Übertragung von Schubspannungen über die Stoßfuge generell ausgeschlossen, da diese entweder unvermörtelt ausgeführt wird oder der Mörtel infolge Schwinden vom Stein abreißen kann. Aufgrund der fehlenden Spannungen
an den Stoßfugen müssen zur Einhaltung des Momentengleichgewichtes am Einzelstein an der Steinober- und der Steinunterseite unterschiedlich gerichtete Normalspannungen wirken.
Für die Bestimmung der Schubfestigkeit von Mauerwerkswänden nach den Gleichungen (3.5) und (3.6) wird grundsätzlich von einer über die überdrückte Querschnittsfläche gemittelten vorhandenen Normalspannung σDd ausgegangen. Zur Berücksichtigung der ungleichmäßigen Spannungsverteilung in den Lagerfugen wird in DIN EN 1996-1-1/NA bei Scheibenbeanspruchung ersatzweise ein abgeminderter Reibungsbeiwert von μ‘ = μ/ (1+μ) = 0,4 und eine abgeminderte Haftscherfestigkeit fvk0 angesetzt. Bei größeren Normalspannungen ist zusätzlich ein Versagen der Steine auf Zug oder auch auf Druck möglich (Gleichung (3.7)).
ReibungsversagenBei vermörtelten Stoßfugen:
$f_{vlt1} = f_{vk0} + 0{,}4 \cdot \sigma_{Dd}$ (3.5)
Bei unvermörtelten Stoßfugen:
$f_{vlt1} = 0{,}5 \cdot f_{vk0} + 0{,}4 \cdot \sigma_{Dd}$ (3.6)
SteinzugversagenDie charakteristische Schubfestigkeit von Mauerwerk bei Steinzugversagen (gilt für vermörtelte und unvermörtelte Stoßfugen) ergibt sich zu:
$f_{vlt2} = 0{,}45 \cdot f_{bt,cal} \cdot \sqrt{1 + \frac{\sigma_{Dd}}{f_{bt,cal}}}$ (3.7)
mit
$f_{vk0}$ Haftscherfestigkeit nach Tafel 17
$f_{bt,cal}$ Charakteristische Steinzugfestigkeit (Tafel 18)
$f_{bt,cal} = 0{,}020 \cdot f_{st}$
für Hohlblocksteine
$f_{bt,cal} = 0{,}026 \cdot f_{st}$
für Hochlochsteine und Steine mit Grifflöchern oder Grifftaschen
$f_{bt,cal} = 0{,}032 \cdot f_{st}$
für Vollsteine der Höhe $\ge 248\,\mathrm{mm}$ ohne Grifflöcher oder Grifftaschen
$f_{st}$ Umgerechnete mittlere Steindruckfestigkeit (Tafel 3) in $\mathrm{N}/\mathrm{mm}^2$
In Tafel 19 sind die Werte für $f_{bt,cal}$ für die verschiedenen Steinarten ausgewertet.
$\sigma_{Dd}$ Bemessungswert der zugehörigen Druckspannung an der Stelle der maximalen Schubspannung.
Für Rechteckquerschnitte $\sigma_{Dd} = \frac{N_{Ed}}{A}$
$A = t \cdot l_{c,lin}$
überdrückte Querschnittsfläche
$l_{c,lin} = \frac{3}{2} \cdot \left(1 - 2 \cdot \frac{e_w}{l}\right) \cdot l \leqslant l$
überdrückte Wandlänge
$e_w = \frac{M_{Ed}}{N_{Ed}}$; die Exzentrizität in Wandlängstrichtung
$M_{Ed}$ Bemessungswert des einwirkenden Momentes in Wandlängsrichtung
$N_{Ed} = 1{,}0 \cdot N_{Gk}$; im Regelfall ist die minimale Einwirkung maßgebend
Der kleinere der beiden Werte $f_{vlt1}$ und $f_{vlt2}$ ist für $f_{vk}$ einzusetzen.
Bei Ansatz der Haftscherfestigkeit $f_{vk0}$ ist bei rechnerisch gerissenen Querschnitten zusätzlich ein Randdehnungsnachweis zu führen.