Die Bemessungsnorm von Mauerwerk für den Brandfall ist der Eurocode 6 in Verbindung mit dem zugehörigen Nationalen Anhang (DIN EN 1996-1-2/NA). Der Nationale Anhang enthält auch die bekannten Bemessungstabellen zur Ermittlung der Mindestwanddicke in Abhängigkeit der Stein-Mörtel-Kombination und der Feuerwiderstandsdauer.
Für Kalksandstein-Mauerwerk wurden im Vorfeld der Erarbeitung des Nationalen Anhangs diverse neue Brandprüfungen nach europäischer Prüfnorm DIN EN 1365-1 mit erhöhten Belastungen und auch erhöhten Mauerwerksfestigkeiten durchgeführt. Da die tatsächliche Auflast maßgebend für das Brandverhalten von tragenden Mauerwerkwänden ist, waren diese Brandprüfungen erforderlich, um die Tabellenwerte für DIN EN 1996-1-2/NA mit den teilweise deutlich höheren zulässigen Auflasten festzulegen. Zudem darf bei KS-Mauerwerk mit bestimmten Stein-Mörtel-Kombinationen nunmehr auf die Ermittlung des Ausnutzungsfaktors verzichtet werden. Die erforderliche Mindestwanddicke kann direkt aus den Tabellen abgelesen werden.
Die Tragwerksbemessung von Mauerwerk im Brandfall ist wie bei allen Eurocodes auch im Mauerwerksbau theoretisch nach drei Verfahren möglich:
- Nachweis durch Tabellenwerte
- Rechnerischer Nachweis an Modellen für bestimmte Bauteile
- Rechnerischer Nachweis als globale Tragwerksanalyse
In Deutschland ist nach DIN EN 1996-1-2/NA aber ausschließlich das bekannte und bewährte Tabellenverfahren anzuwenden. Hierbei muss für tragende Wände und Pfeiler im Allgemeinen zunächst ein Ausnutzungsfaktor ermittelt werden, der in Abhängigkeit von der Schlankheit mit den Gleichungen (3.1 und 3.2) berechnet wird.
Für $10 \leq h_{ef}/t \leq 25$ gilt:
$\alpha_{6,fi} = \omega \cdot \frac{15}{25 - h_{ef}/t} \cdot \frac{N_{Ed,fi}}{l \cdot t \cdot f_k / k_0} \cdot \left(1 - 2 \cdot \frac{e_{mk,fi}}{t}\right)$ (3.1)
Für $h_{ef}/t < 10$ gilt entsprechend:
$\alpha_{6,fi} = \omega \cdot \frac{N_{Ed,fi}}{l \cdot t \cdot f_k / k_0} \cdot \left(1 - 2 \cdot \frac{e_{mk,fi}}{t}\right)$ (3.2)
Dabei ist:
- $N_{Ed,fi}$ der Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft im Brandfall: $N_{Ed,fi} = \eta_{fi} \cdot N_{Ed} = 0{,}7 \cdot N_{Ed}$ mit $\eta_{fi} = 0{,}7$ (DIN EN 1996-1-2)
- $N_{Ed}$ der Bemessungswert der einwirkenden Normalkraft aus der Kaltbemessung
- $h_{ef}$ die Knicklänge der Wand
- $t$ die Wanddicke
- $l$ die Wandlänge
- $f_k$ die charakteristische Mauerwerksdruckfestigkeit
- $k_0$ ein Faktor zur Berücksichtigung von Wandquerschnitten $< 0{,}1\,\mathrm{m^2}$ mit $k_0 = 1{,}25$; sonst gilt $k_0 = 1{,}0$
- $e_{mk,fi}$ die planmäßige Ausmitte von $N_{Ed,fi}$ in halber Geschosshöhe (inkl. Kriechen); bei voll aufliegender Decke und Bemessung nach DIN EN 1996-3/NA gilt $e_{mk,fi} = 0$
- $\omega$ der Anpassungsfaktor nach Tafel 14
Nur bei KS-Mauerwerk aus Voll- und Blocksteinen (auch als Plansteine) sowie Planelementen darf nach DIN EN 1996-1-2/NA auf die Ermittlung des Ausnutzungsfaktors $\alpha_{6,fi}$ verzichtet werden. Die Norm gibt hier alternativ den Ausnutzungsfaktor $\alpha_{fi}$ an, der nicht größer als 0,7 sein darf. In diesem Fall gilt:
$\alpha_{fi} = \frac{N_{Ed,fi}}{N_{Rd}}$ (3.3)
Daraus berechnet sich mit $N_{Ed,fi} = \eta_{fi} \cdot N_{Ed} = 0{,}7 \cdot N_{Ed}$:
$\alpha_{fi} = 0{,}7 \cdot \frac{N_{Ed}}{N_{Rd}}$ (3.4)
Da bei der Kaltbemessung grundsätzlich $N_{Ed}/N_{Rd} \leq 1{,}0$ nachgewiesen werden muss, ergibt sich generell $\alpha_{fi} \leq 0{,}7$. Der Ausnutzungsfaktor $\alpha_{fi}$ kann somit nicht größer als $0{,}7$ werden, was der vollen Ausnutzung bei der kalten Bemessung nach Eurocode 6 entspricht. Die für die jeweilige Feuerwiderstandsklasse erforderliche Mindestwanddicke kann daher für die genannten Stein-Mörtel-Kombinationen direkt aus den Tabellen abgelesen werden.
Die Tabellen für die Brandschutzbemessung von KS-Mauerwerk nach DIN EN 1996-1-2/NA sind in Abschnitt 5 zusammengestellt.