Fachthema

Dipl.-Ing. (FH) Eckehard Scheller, Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.V.

Dr. Jürgen Küenzlen, Adolf Würth GmbH & Co. KG, Künzelsau

Inhaltsverzeichnis:

1. Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln

• 1.1 Einleitung
• 1.2 Bestimmung der Dübeltragfähigkeit auf der Baustelle

2. Regelungen für Versuche am Bauwerk für Kunststoffdübel mit ETA nach ETAG 020 bzw. TR 051

• 2.1 Voraussetzungen, Allgemeines und Handeln „im Rahmen der Zulassung“
• 2.2 Verantwortlichkeiten
• 2.3 Prüfbericht nach TR 051

3. Fazit

Literaturverzeichnis

1. Ermittlung der Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln

1.1 Einleitung

Im Bereich der Dübeltechnik gehören Beton und Mauerwerk zu den wichtigsten Verankerungsgründen. Für den Verankerungsgrund Beton liegt das Wissen jahrzehntelanger Grundlagenforschung und umfangreiche Erfahrungen vor, welche Parameter die Tragfähigkeit von Dübelsystemen maßgebend beeinflussen. In der Regel ist es in den meisten Fällen ausreichend, die Druckfestigkeit des auf der Baustelle vorhandenen Betons entweder aus (Bau-) Unterlagen heraus zu lesen oder vor Ort durch die Entnahme von Bohrkernen zu bestimmen. Mittels der entnommenen Bohrkerne kann die Betondruckfestigkeit und die zugehörige Rohdichte bestimmt werden. Liegen diese Eckdaten im Bereich der entsprechenden Zulassungen der Dübelsysteme, können die gewählten Dübel auf Grundlage der Zulassung und den vorhandenen Bemessungsverfahren geplant und montiert werden – ohne zusätzliche Versuche am Objekt selbst.

Für den Verankerungsgrund Mauerwerk ist diese vergleichsweise einfache Vorgehensweise in der Regel nicht möglich. Alleine in Deutschland kann man auf Baustellen im Bestand auf eine große Vielzahl an Mauersteinen aus den unterschiedlichsten Materialien treffen. Durch stetig neue Entwicklungen (Stichwort „Energieeinsparung“) erhöht sich im Neubaubereich die Vielfalt der vorhandenen Steine in einem rasanten Tempo. Dabei unterscheiden sich die Mauersteine neben der Struktur, (Vollsteine, Lochsteine mit oder ohne Dämmstoff-Füllung, Größe bzw. Format) auch durch das Material (Ziegel, Porenbeton, Kalksandstein, Leichtbeton oder Normalbeton) sowie vor allem durch die Rohdichte und die Druckfestigkeit.

Diese Parameter haben in den meisten Fällen gravierende Einflüsse auf die Tragfähigkeit von Kunststoffdübeln. Dennoch wird es im Rahmen von Zulassungsverfahren dieser Befestigungssysteme (Kunststoffdübelhülse mit zugehöriger Spezialschraube) immer nur möglich sein, einen kleinen Teil der Mauersteine als Verankerungsgrund abzubilden. Alle am Bau Beteiligten (Bauaufsicht, Forschung, Planer, Bauleitung, Bauausführende, Prüfer, Mauerstein- und Dübel-Hersteller) müssen sich daher gemeinsam der anspruchsvollen Aufgabe stellen, baupraktische Wege zu finden, wie auch zukünftig bauaufsichtlich relevante Befestigungen im Verankerungsgrund Mauerwerk sicher geplant und ausgeführt werden können.

Als ein Beitrag dazu werden in den folgenden Ausführungen die Grundzüge der vorhandenen europäischen und nationalen Regelungen für Versuche am Bauwerk erläutert.

1.2 Bestimmung der Dübeltragfähigkeit auf der Baustelle

Die Bestimmung der Dübeltragfähigkeit direkt auf der Baustelle gewinnt für bauaufsichtlich zugelassene Kunststoffdübel im Verankerungsgrund Mauerwerk durch die Vielfalt der Mauersteine und Materialien eine immer größere Bedeutung (vgl. Abschnitt 1.1). Insbesondere die unterschiedlichen Loch- bzw. Hohlkammer-Geometrien der Lochsteine, machen es den Dübel-Herstellern unmöglich, ihre Produkte im Rahmen eines Zulassungsverfahrens in der vollständigen Vielfalt dieser Verankerungsgründe zu prüfen.

Kommen auf der Baustelle bauaufsichtlich zugelassene Dübelsysteme zum Einsatz, die im Rahmen des Zulassungsverfahrens nicht im tatsächlich vorhandenen „Baustellen-Verankerungsgrund“ geprüft wurden, so ermöglicht die regelkonforme Durchführung von Versuchen am Bauwerk (Abb. 1) in den meisten Fällen die Bestimmung und Festlegung der Tragfähigkeit des Dübelsystems ohne den Rahmen der zugehörigen Dübel-Zulassung zu verlassen. Das bedeutet, dass „alleine“ auf Grundlage von am realen Objekt durchgeführten Versuchen, z.B. für die Befestigung einer Lattung als Unterkonstruktion für eine vorgehängte hinterlüftete Fassade (für deren Befestigung zugelassene Befestigungsmittel vorgeschrieben sind), häufig auf eine zeit- und kostenintensive Zustimmung im Einzelfall (ZiE) verzichtet werden kann (vgl. Abschnitt 2.1). Dies gilt auch dann, wenn die Fassadenunterkonstruktion z. B. in einem viele Jahre alten Stein befestigt werden soll, der zugelassene Kunststoffdübel im Zulassungsverfahren aber „nur“ in „aktuellen“ Steinen (mit abweichendem Steinformat und/oder mit abweichendem Hersteller usw.) geprüft wurde. Die dafür notwendigen Voraussetzungen werden nachfolgend erläutert. Für Mauerwerk aus Vollsteinen gelten diese Voraussetzungen ebenso; allerdings ermöglicht das vorhandene Regelwerk hier – im Vergleich zu Mauerwerk aus Lochsteinen – in mehr Fällen die Anwendung der vorhandenen Dübel-Zulassung ohne die Erfordernis von Versuchen am Bauwerk (vgl. Abschnitt 2.1).

2.2 Verantwortlichkeiten

2.2.1 Allgemeines

Die Verantwortlichkeiten für die Durchführung und Bewertung der Versuche am Bauwerk werden im europäischen Technical Report TR 051 „Recommendations for job site tests of plastic anchors and screws“ [6] wie folgt definiert (Hinweis: Das nachfolgende Zitat ist eine Übersetzung der Autoren des bis dato nur in englischer Sprache vorliegenden Papiers):

„Ausführung und Auswertung der Versuche sowie Erstellung des Prüfberichts und Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit sollte unter der Verantwortung einer anerkannten Prüfstelle oder unter der Überwachung des für die Ausführung Verantwortlichen auf der Baustelle stattfinden“.

Eine weitere Erläuterung dieser Verantwortlichkeiten erfolgt auf europäischer Ebene bisher nicht, was bei den am Bau Beteiligten immer wieder die Frage aufwirft, welche Qualifikationen für die Durchführung und Bewertung der Versuche vorliegen müssen. Dies war mit ein Grund dafür, dass im Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) ein Arbeitskreis „Versuche am Bau“ eingerichtet wurde. Hier wurden jetzt in der „Technischen Regel Durchführung und Auswertung von Versuchen am Bau für Kunststoffdübel in Beton und Mauerwerk mit ETA nach ETAG 020 bzw. nach EAD 330284-00-0604“ [5] u. a. diese Qualifikationen bzw. Zuständigkeiten über die Definition des „Fachplaners“ (Abschnitt 2.2.2), des „Versuchsleiters“ (Abschnitt 2.2.3) und des „sachkundigen Personals“ (Abschnitt 2.2.4) festgelegt – einer Veröffentlichung der Richtlinie ist für das Jahr 2019 geplant.

2.2.2 Fachplaner

In den gültigen ETAs für Kunststoffdübel findet sich für die Position des Planenden bisher nur folgende Formulierung:

„Die Bemessung der Verankerung erfolgt […] unter der Verantwortung eines auf dem Gebiet der Verankerungen und des Mauerwerks erfahrenen Ingenieurs“ (vgl. z. B. in [7])

In der Technischen Regel des DIBt [5], Abschnitt 2.1 werden nun wie folgt die Aufgaben und Verantwortlichkeiten eines „Fachplaners“ definiert, der bei Versuchen am Bauwerk von Beginn an mit eingebunden werden muss:

• Festlegung der Versuchsart,
• Festlegung der Anzahl der zu prüfenden Dübel und deren Setzposition,
• Festlegung des Bohrverfahrens und der Verankerungstiefe,
• Berücksichtigung ungünstiger Bedingungen,
• Information an das sachkundige Personal wie die Dübelmontage ausgeführt werden muss und welche Randbedingungen eingehalten werden müssen sowie
• Übernahme der Verantwortung für die Dokumentation der Auswertung und Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeiten und deren nachvollziehbare Dokumentation.

2.2.3 Versuchsleiter

Wenn die Versuche am Bauwerk nicht unter der bereits aus TR 51 [6] zitierten „Verantwortung einer anerkannten Prüfstelle“ erfolgen, gibt es in [6] keine weiteren Erläuterungen für „unter der Überwachung des für die Ausführung Verantwortlichen auf der Baustelle“ (vgl. Abschnitt 2.2.1). Hierzu findet sich jetzt in der Technischen Regel des DIBt [5], Abschnitt 1.2 eine Präzisierung. Danach kommen als „Versuchsleiter“ z. B.

• der Bauleiter,
• der technische Berater des Herstellers des Kunststoffdübels oder
• der Fachplaner

in Frage, von denen jeweils entsprechende Fachkunde vorausgesetzt wird.Dabei verfügt ein Versuchsleiter neben der Erfüllung der Anforderungen an „sachkundige Personal“ (siehe Abschnitt 2.2.4) über folgende zusätzliche Kenntnisse:

• Klassifizieren/Skizzieren von Verankerungsgründen,
• Durchführung von Probebohrungen,
• Bedienung des Prüfgerätes und
• Dokumentation der Versuchsergebnisse.

2.2.4 Sachkundiges Personal

Unter sachkundigem Personal sind die Personen zu verstehen, die auf der Baustelle die zugelassenen Kunststoffdübel montieren. Eine differenzierte Definition dazu gibt es auf europäischer Ebene im Prinzip nicht, da es in den zugehörigen ETAs lediglich

„Einbau des Dübels durch entsprechend geschultes Personal unter Aufsicht des Bauleiters“

heißt, vgl. hierzu z. B. [7]. Auch hierzu erfolgt nun eine Präzisierung durch die Technischen Regel des DIBt [5], Abschnitt 1.2. Danach

• führt dieses „sachkundige Personal“ die Arbeiten auf der Baustelle aus,
• setzt die Kunststoffdübel für die Versuche und
• erfüllt die Anforderungen an Monteure gemäß dem DIBt Papier „Hinweise für die Montage von Dübelverankerungen“ [8].

Diese „Hinweise für die Montage von Dübelverankerungen“ wurden bereits im Oktober 2010 unter Federführung des DIBt erarbeitet (unter Einbindung von Sachverständigen, Dübelherstellern und Anwendern), „um einen Überblick über die erforderlichen Kompetenzen für Dübelmonteure und die zugehörigen Schulungsmaßnahmen zu erhalten. Werden die dort festgehaltenen Randbedingungen eingehalten, so ist von geschultem Personal hinsichtlich der Dübelmontage auszugehen“ (vgl. [10]).Mittlerweile wird im Anhang 2 der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen „Verankerungen in Mauerwerk mit nachträglich gesetzten Befestigungsmitteln – Anforderung an Planung, Bemessung und Ausführung“ [11] explizit darauf hingewiesen, dass die DIBt Hinweise [8] „zu beachten“ sind.