Seite überarbeitet November 2023
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Handbuch  
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Materialdaten .........................
Windlasten ............................
 
Deckenlasten ........................
sonstige Lasten .....................
Nachweisparameter ...............
Wandauflasten .......................
Extremalbildung .....................
Ausdrucksteuerung ................
Durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt zur Beschreibung des Materials sowie des Sicherheitsniveaus der Mauerwerkswand aktiviert.
Mauerwerk
Das Mauerwerk kann als spezifiziertes oder typisiertes Mauerwerk beschrieben werden; ferner steht die freie Parametereingabe zur Verfügung.
Eine Mauerwerkswand setzt sich aus Steinen und Mörtel zusammen. Da besonders die Festigkeit der Steine
vom jeweiligen Standort der Herstellung abhängt, ist die Ermittlung der Materialparameter und damit auch die Bezeichnung des Werkstoffs in den nationalen Normen geregelt.
Bei einer Eurocode-Bemessung, die sich nicht auf Deutschland bezieht (nicht NA-DE), wird daher die
freie Parametereingabe vorausgesetzt.
Sicherheitsniveau
Das Sicherheitsniveau kann entweder vom Programm in Abhängigkeit der einwirkenden Lasten sowie den gewählten Nachweisen berechnet oder vom Anwender vorgegeben werden.
Durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt zur Eingabe der
Belastung aktiviert.
Das Programm 4H-Mwand ermittelt aus den definierten Lasten die extremalen Schnittgrößen in den maßgebenden Bemessungspunkten (Wandkopf, Wandfuß, Wandmitte).
Normalerweise gehen sämtliche Schnittgrößenkombinationen in die Extremierung ein.
Zu Kontrollzwecken besteht jedoch die Möglichkeit, aus den Kategorien der veränderlichen Einwirkungen eine bestimmte Leiteinwirkung zu bestimmen.
Im Belastungseigenschaftsblatt werden vier Registerblätter angeboten, in die
eingetragen werden können.
Deckenlasten
Deckenlasten sind gleichmäßig verteilte Lasten auf angrenzenden Deckenfeldern, um das Kopf- und Fußmoment aus einer Teileinspannung der Wand in die Decken zu berechnen.
Die Deckenfelder können z.B. aufgrund von Wandöffnungen breiter sein als die Wandlänge.
Wird eine Deckenbreite eingegeben, die kürzer als die Wandlänge ist, wird die Deckenbreite gleich der Wandlänge angenommen.
Eine größere Deckenbreite erhöht die eingegebene Deckenlast (Deckenbreite = Lasteinzugsbreite
der Deckenlasten).
Deckenlasten können für beliebige Deckenfelder eingegeben werden; das Programm ermittelt die zugehörigen
Lasten je nach gewähltem Wandtyp.
In der Tabelle können maximal 30 Deckenlasten verwaltet werden.
Je Etage (Decke k - unten, Decke j - oben, Dach i) des Modellhauses wird je Deckenfeld (Feld 1 - links,
Feld 2 - rechts, Kragarm) die gleichmäßig verteilte Last q eingegeben.
Zur Zusammenstellung der relevanten Bemessungslasten muss die Last in eine Einwirkungsart (ständig,
veränderlich, design) eingruppiert werden.
Die Einwirkungsart design bedeutet, dass diese Last schon mit Teilsicherheitsbeiwerten behaftet ist und im Weiteren als ständige Last in die Bildung der Einwirkungskombinationen eingeht.
Wird eine veränderliche Last eingegeben, ist die Einwirkungskategorie zu bestimmen.
Nutzlasten
 
A/B Wohn- und Aufenthaltsräume, Büros
 
C/D Versammlungs-, Verkaufsräume
 
E Lagerräume
Schneelasten
 
S- unter 1000 m
 
S+ über 1000 m
W Windlasten
Wandauflasten

Wandauflasten resultieren aus Belastungen oberhalb des Wandkopfs. Es werden zwei Lastrichtungen unterschieden
eine über die Wandlänge lw verlaufende Horizontallast px (häufig die Resultierende einer auf die senkrecht zur Wand angeordnete Fassadenplatte wirkenden Windlast)
eine linear veränderliche Vertikallast pz, die zentrisch oder exzentrisch mit der Ausmitte ez in die Wand
eingeleitet wird.
Soll nur eine kurze Wand z.B. zwischen zwei Fensteröffnungen bemessen werden, kann die entsprechende Vertikallast aus dem Ringanker über die Lasteinzugslänge lz an die Wandlänge lw angepasst werden
Eine andere Variante des Lasteinzugs besteht in der Anordnung zweier Träger, die auf der Wand
auflagern (s. sonstige Lasten).
In der Tabelle können maximal 30 Auflasten verwaltet werden, die entweder als horizontale Linienlasten px in Wandlängsrichtung wirken oder als vertikale, ggf. exzentrisch in Wandquerrichtung angreifende, veränderliche Linienlasten pz die Normalkraft und das Moment am Wandkopf erhöhen.
Die Eingabe eines Kopfmoments in Wandlängsrichtung kann erfolgen über die Eingabe einer veränderlichen
Linienlast mit
Analog dazu entspricht eine veränderliche Linienlast einer Kopflast von
und einem Kopfmoment von
Einwirkungsart und Kategorie s. Deckenlasten.
Windlasten
Windlasten können sowohl senkrecht auf die Wandfläche (Querbelastung) als auch auf die Schmalseite der Wand (Längsbelastung) wirken.
Die Beiwerte für Winddruck und Windsog können entweder vom Anwender selbst eingegeben oder
vom pcae-Windlast-Modul 4H-WUSL berechnet werden.
Dazu wird die Liste auf Werkzeug geschaltet und der Schrauben-Button betätigt.
Windlastermittlung
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Nach Vorgabe der Windzone, der Höhe über NN und des Bodenrauigkeitsprofils des Baustandortes ermittelt das
Programm die Funktion des Böengeschwindigkeitsdrucks über die Höhe des Bauwerks nach dem Regelfallverfahren
gemäß DIN 1055-4, 10.3, bzw. DIN EN 1991-1-4, NA-DE, Anhang NA.B.
Nach DIN 1055-4, 12.1.2 (unter Zuhilfenahme von Bild 3, Bild 4 sowie Tab. 3), bzw. DIN EN 1991-1-4, 7.2.2
(Bild 7.5), ergeben sich gebietsweise unterschiedliche Spannungen an den Außenwänden eines mit h (Höhe),
b (Breite) und d (Tiefe) beschriebenen Gebäudes.
Hierbei ist zwischen unterschiedlichen Windrichtungen zu unterscheiden. Es wird stets cpe,10 verwendet.

Die windbelastete Teilfläche entspricht der gewählten Wandlänge und -höhe.

Die Abmessungen werden in der Grafik dokumentiert, können jedoch nicht verändert werden.
Es ist zu beachten, dass die Gebäudeabmessungen nicht überschritten werden! Im Fehlerfall wird keine
Windbelastung angesetzt.
Das Programm berechnet mit diesen Werten die resultierende Windkraft durch Integration der Außendrücke in den von der Norm vorgegebenen Teilbereichen über die benutzerdefinierte Teilfläche.
Hierbei werden der Lastfall Wind von vorne stets die größte Resultierende aus Druck und die Lastfälle Wind von links oder Wind von rechts die größte Resultierende aus Sog (negatives Vorzeichen beachten!) liefern.
Das Ergebnis der Resultierenden wird im unteren Bereich des Eigenschaftsblatts ausgewiesen.
Querbelastung
Bei der Querbelastung wird davon ausgegangen, dass die nachzuweisende Mauerwerkswand direkt vom Wind
senkrecht zur Scheibenebene belastet wird (Außenwand).
Es ergeben sich für den Nachweis konstante Querbelastungen in kN/m2, indem die Resultierenden aus
Druck und Sog durch die Wandfläche geteilt werden.
Längsbelastung
Bei der Längsbelastung wird davon ausgegangen, dass die nachzuweisende Mauerwerkswand als Innenwand
im Grundriss senkrecht zur belasteten Teilfläche angeordnet wird und diese stützt.
Dies führt zu einer Linienlast in kN/m, indem die ermittelten Resultierenden gleichmäßig über die Wandhöhe
verteilt werden.
Windlasten können entweder als design-Einwirkungen, als ständige oder als veränderliche Einwirkungen der
Kategorie W behandelt werden. Sie werden konstant über Wandhöhe und -breite angesetzt.
Für die Schnittgrößenermittlung wird in x-Richtung (parallel zur Wand wirkend) eine Kragwand und in y-Richtung (senkrecht auf die Wand wirkend) ein oben und unten gelagerter Einfeldträger angenommen.
Der Einspanngrad des Einfeldträgers für Windbelastungen senkrecht auf die Wand darf aufgrund von
Umlagerungen frei vorgegeben werden.
sonstige Lasten
Im Registerblatt der sonstigen Lasten können Eigengewicht von Decken und Wand, Unterzüge
sowie Horizontallasten eingegeben werden.
das Eigengewicht wirkt als ständige oder design-Last gleichmäßig über die Wandhöhe
das Eigengewicht der aufliegenden Decken wirkt als ständige oder design-Last
zweiachsig gespannte Deckenplatten tragen häufig ihre Last auf Unterzügen ab, die dann wiederum auf einer Wand auflagern. Ebenso werden Träger eingesetzt, die Dach- oder vergleichbare Lasten an die Wand abgeben.
Im vorliegenden Programm können gleichmäßig angeordnete Unterzüge (z.B. einer Rippendecke) oder
aufliegende Träger (z.B. die Sparren eines Dachstuhls) berücksichtigt werden, deren Lagerlast sich unter
einem wählbaren Ausbreitungswinkel bis zum Fuß der Wand verteilt.
Bei Unterzügen wird die Last nicht direkt am Wandkopf eingeleitet und hat damit keinen Einfluss auf die
Nachweise am Wandkopf.
Der Nachweis der Teilflächenpressung wird in der Auflagerebene geführt.
 
Die Lasten aus aufliegenden Trägern hingegen gehen in die Wandkopfnachweise ein.
Hier versagt aufgrund der hohen Belastung häufig der Nachweis der Teilflächenpressung unterhalb des Trägers, weshalb eine Mauerwerksverstärkung (Lastpolster) angeordnet werden kann.
Dicke und Druckfestigkeit des Polsters sind anzugeben.
 
ohne bzw. mit
Ebenso ist der häufig vorkommende Sonderfall zweier Träger, die parallel zur Wand angeordnet sind (z.B. Fensterstürze), in das Programm integriert.
Im Unterschied zu den o.a. gleichmäßig verteilten Trägern können diese Träger mit verschiedenen Auflagerbreiten und Belastungen ausgestattet sein.
 
  Sind die Unterzüge bzw. Träger dicht beieinander angeordnet oder ist die Wand besonders hoch, kann es vorkommen, dass sich die Lastausbreitungsflächen überlappen. Die sich überlappenden Lasten werden
dann addiert.
  Einwirkungsart und Kategorie s. Deckenlasten.
parallel zur Wandebene (in Scheibenrichtung) kann in beliebiger Höhe h eine horizontale Last Fx angeordnet
werden. Einwirkungsart und Kategorie s. Deckenlasten.
 
senkrecht zur Wandebene kann in beliebiger Höhe h eine horizontal verlaufende Linienlast py angeordnet
werden. Einwirkungsart und Kategorie s. Deckenlasten.
 
Extremalbildung
Nach DIN 1053-100, Anh. A.4, bzw. DIN EN 1990, 6.4.3, werden die Bemessungsschnittgrößen aus einer Kombination der Einwirkungen ermittelt.
Die im Programm anwählbaren Einwirkungstypen entsprechen den in DIN 1053-100, Tab. A.2, bzw.
DIN EN 1990, Tab. A.1.1, abgedruckten Typen (s.o.).
Die außergewöhnliche Bemessungssituation und die Bemessungssituation bei Erdbeben werden nicht unterstützt.
Für jeden Nachweis werden die maximalen und minimalen Bemessungsgrößen ermittelt und protokolliert.

Die Teilsicherheitsbeiwerte für ständige und veränderliche Einwirkungen sowie die Kombinationsbeiwerte für veränderliche Einwirkungskombinationen werden ebenfalls protokolliert.
Nach DIN 1055-100 bzw. DIN EN 1990 sind die Beiwerte wie folgt festgelegt
für ständige Einwirkungen γG,max = 1.35 und γG,min = 1
für veränderliche Einwirkungen γQ,max = 1.5 und γQ,min = 0;
Kombinationsbeiwerte s. 1055-100, Tab. A.2, bzw. DIN EN 1990, Tab. A.1.1
Zur Kontrolle kann die Schnittgrößenextremierung protokolliert werden (s. Einstellungen zur Druckliste).
Durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt zur Beschreibung der Nachweisparameter aktiviert.
Das Angebot an Nachweisen richtet sich nach der gewählten Vorschrift.
Nach DIN 1053-100 können im Programm 4H-Mwand folgende Nachweise geführt werden
Zur Info sind die Nachweise gekennzeichnet, die nach der derzeit gültigen Norm (EC 6) nicht berechnet werden.
Nach EC 6 können folgende Nachweise geführt werden
Hier sind zur Info die Nachweise gekennzeichnet, die nur bei deutschem nationalen Anhang berechnet werden.
Beschreibung der Nachweise sowie der ggf. erforderlichen Parameter.
Besonderheiten
die Wand kann an Kopf und Fuß sowie an einer oder beiden Seiten durch Aussteifungswände gehalten sein. Dies kann bei der Ermittlung der Knicklänge nach DIN 1053-100, 9.7.2, bzw. EC 6, 5.5.1.2, berücksichtigt werden.
der Nachweis der Knicksicherheit wird bei gelagerten Wänden in halber Wandhöhe, bei frei stehenden Wänden am Wandfuß geführt. Knicklänge, Kriechzahl und Grenzschlankheit können bei Bedarf vorgegeben werden.
der Nachweis der Teilflächenpressung ist nur erforderlich, wenn Einzellasten über Unterzüge oder Träger
eingeleitet werden. Der Erhöhungsfaktor kann entweder vom Programm berechnet oder vom Anwender
bestimmt werden.
Die Auflagerpressung wird für eine mittig eingeleitete Lagerkraft nachgewiesen, wobei die Breite der Belastungsfläche der Breite des Unterzugs bzw. des Trägers und die Länge der Teilfläche der Wanddicke (ggf. reduziert um die doppelte Ausmitte in Wandquerrichtung) entspricht.
der für den Schubnachweis zu ermittelnde Schubtragfähigkeitsbeiwert darf für eine Wandscheibe unter Windbelastung erhöht werden. Wenn eine Windlast generiert ist, wird von dieser Möglichkeit Gebrauch gemacht.
Der Faktor für die Schubspannungsverteilung wird in Abhängigkeit von Wandhöhe und Wandlänge vom Programm ermittelt. Eine Anfangsscherfestigkeit wird grundsätzlich vorausgesetzt.
Die Berechnung der Bemessungsschnittgrößen kann beeinflusst werden.
die Berechnung des Wand-Decken-Knotens gelagerter Wände darf an einem Ersatzsystem erfolgen.
 
Beschreibung der in diesem Programm umgesetzten Verfahren
bei der Berechnung des Wand-Decken-Knotens dürfen nach DIN 1053-100, 9.2.2, bzw. EC 6, NA-DE, 2.4.2(1),
die ständigen Lasten in allen Deckenfeldern und allen Geschossen mit einem einheitlichen Teilsicherheitsbeiwert (z.B. γG = 1.35) multipliziert werden
außerdem darf bei der Berechnung des Wand-Decken-Knotens nach DIN 1053-100, 9.2.2, bzw. EC 6, NA-DE, 2.4.2(1), die halbe Nutzlast mit dem Sicherheitsbeiwert für ständige Lasten beaufschlagt werden, während die andere Hälfte als veränderliche Last beibehalten wird. Der Kombinationsbeiwert Ψ wird auch bei dem ständigen Anteil der veränderlichen Last beibehalten.
wird die Deckenauflagerung zentriert, ergeben sich bei der Berechnung des Wand-Decken-Knotens keine Kopf- bzw. Fußmomente. Die Auflagerkräfte werden als zentrische Lasten in die Wand eingeleitet.
analog dazu kann am oberen Wand-Decken-Knoten auf die Berechnung der Auflagerkräfte aus den Deckenlasten verzichtet werden, wenn z.B. die resultierende Auflagerkraft als Kopflast eingegeben wird. Es werden dann nur die Knotenmomente angesetzt.
in Gebäuden darf nach DIN 1053-100, Anhang A.4.2, bzw. EC 6, NA-DE, 2.4.2(NA.2), die Verkehrslast stets belastend angesetzt werden. Achtung wg. min N: Es entfällt die Betrachtung von γQ,i = 0!
die Schnittgrößen aus senkrecht auf die oben und unten gelagerte Wand wirkenden Windlasten werden an einem Einfeldträger ermittelt. Der Einspanngrad der Trägerlager darf nach DIN 1053-100, 9.2.5, zwischen 0% (gelenkig) und 100% (voll eingespannt) variieren.
bei Außenwänden kann die Auflagertiefe von Decken durch eine wandinnenseitige Dämmung reduziert sein
der Wandfuß kann exzentrisch gelagert sein (nicht bei frei stehenden Wänden). Dieser Fall tritt auf, wenn übereinander stehende Wände unterschiedliche Dicken haben, die Außen- oder Innenseiten jedoch bündig sind.
um auch am Wandfuß Momente zu berücksichtigen, kann ein prozentualer Anteil der eingegebenen exzentrischen Wandauflasten gleichwirkend am Wandfuß angesetzt werden (nicht bei frei stehenden Wänden).
Dies wird allerdings nur wirksam, wenn der Wandfuß nicht exzentrisch gelagert ist.
auf der sicheren Seite liegend kann die Verminderung der Knotenmomente aus den aufliegenden Decken
unterdrückt werden
bei nur senkrecht oder nur parallel zur Fläche belasteten Wänden empfiehlt es sich, nur diese Richtung zu berechnen, u.A. um den Ergebnisausdruck zu reduzieren
Durch Anklicken des nebenstehend dargestellten Symbols wird das Eigenschaftsblatt zur
Ausdrucksteuerung aktiviert.
Das Statikdokument kann sowohl in den Eingabedaten als auch den Ergebnisdaten reduziert werden.
Eingabedaten
Das Protokoll der Eingabedaten enthält fünf Blöcke, die bei Bedarf ausgegeben werden können; grafische
Erläuterungen können dabei unterdrückt werden.

Der Ausdruck der Wandansicht in einem wählbaren Maßstab ermöglicht eine optische Kontrolle der Abmessungen.
Wird der Maßstab mit Null angegeben, berechnet das Programm den größtmöglichen Maßstab.
Abmessungen ...............
s.a. Allgemeine Wandbeschreibung
Material ........................
s.a. Festlegung Material
Belastung .....................
s.a. Festl. Belastung, wobei die Ermittlung der Windlast mit dem Windlast-Modul in Kurz- form oder ausführlich beschrieben werden kann
Nachweisparameter
s.a. Festl. Nachweisparameter
Schnittgrößenermittlung
s.a. Festl. Nachweisparameter
Nachweisergebnisse
Die Nachweisergebnisse können mit oder ohne zusätzlichen Informationen (z.B. zur Erläuterung von Materialparametern, Tabelleninhalten) dargestellt werden.
Die Bemessungsergebnisse können entweder absolut (in kN, kNm) oder pro laufenden Meter angegeben werden.
Auch die Ausgabe der Bemessungsergebnisse kann blockweise reduziert werden.
Voraussetzungen .......................
Ausgabe der Bemessungsvoraussetzungen, z.B. der Materialparameter,
Ermittlung der Knicklänge etc.
extremale Bemessungsgrößen
Zusammenstellung der extremalen Größen aus den verschiedenen Lastkategorien
tabellarische Darstellung ........
die Ergebnisse werden für alle extremalen Bemessungskombinationen in tabellarischer Form dargestellt (o = Wandkopf, u = Wandfuß, m = Wandmitte)
extremale Nachweisergebnisse
können aber auch nur für die maßgebende Bemessungsgröße am gewählten Nachweispunkt (Wandkopf, Wandfuß, Wandmitte) ausgegeben werden
Fazit .........................................
zusammenfassende Ausgabe der maximalen Ausnutzung, ggf. Hinweise zur konstruktiven Ausführung der Wand
Parameter nationaler Anhang
erfolgt die Bemessung nach Eurocode, werden die im Programm verwendeten Parameter des nationalen Anhangs protokolliert
Vorschriften ...............................
Literaturliste der maßgebenden Normen
Check: Extremierung ............
zur Kontrolle kann die interne Schnittgrößenextremierung protokolliert werden
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