Forschung für die Baupraxis

Neben genormten Holzschrauben werden im Holzbau immer häufiger selbstbohrende Schrauben eingesetzt. Über ein diesbezügliches Forschungsvorhaben, das über den DGfH vom Bundesministerium für Bau- und Wohnungswesen gefördert wird, berichtete Prof. Hans Joachim Blaß von der Universität Karlsruhe, der gemeinsam mit Klaus Fritzen vom Bruderverlag, Karlsruhe/D, zu den Ingenieur-Holzbau-Tagen vom 4. bis zum 5. Oktober geladen hatte. Insgesamt 120 Teilnehmer - darunter Bauingenieure und Zimmerer sowie Sägewerker, Holzhändler und Industrievertreter - fanden den Weg nach Karlsruhe.Verbindung mit Potenzial. Untersucht wurde die Verbindung von Seiten- und Mittelholz mit selbstbohrenden Holzschrauben, deren Neigungswinkel variiert wurde. Der Einfluss der Reibung zwischen den Hölzern wurde bei einigen Versuchen mit Hilfe einer Kunststoff-Folie minimiert.
Die Traglasten erreichen bei gleicher Länge und 30° ein Maximum. Der Wert ist 50% höher als für rechtwinklig zur Fuge angeordnete Schrauben. Die unter 45° verwendeten Schrauben weisen eine 10-fache Steifigkeit auf.Querzugverstärkte Verbindung. In einer weiteren Versuchsreihe wurde die Verstär-kung von Bauteilen im Verbindungsbereich, wie beispielsweise bei Stabdübeln untersucht. Der Vorteil bei selbstbohrenden Holzschrauben liegt in der schnellen Montage. Nachteilig gegenüber aufgeklebten Holzwerkstoffplatten oder eingepressten Nagelplatten ist die Tatsache, dass im Fugenbereich keine erhöhte Lochleibungsfestigkeit zur Verfügung steht.
Die Tragfähigkeit, der auf Herausziehen beanspruchten Vollgewindeschrauben, betrug mehr als das Doppelte der berechneten Zugkraft. Die Risse unterhalb der Stabdübel, die trotz der Querzugverstärkung auftraten, reichten daher nur bis zu den Schrauben. Ein unkontrolliertes Risswachstum, das bei unverstärkten Prüfkörpern beobachtet wurde, trat nicht auf. Die Traglast war nur 10% größer als bei unverstärkten Verbindungen.

Schwingungen von Wohnungsdecken. „Deckenschwingungen sind kein spezielles Problem des Holzbaus, sie betreffen auch Stahl- und Stahlbetondecken”, betonte Dr.-Ing. Bernhard Mohr, Kempten/D. Die Berechnung der Durchbiegung unter Einzellast ist für Holzbalkendecken, die als Trägerrost angesehen werden müssen, nicht in Standardtabellenwerken enthalten und somit nur mit großem Aufwand lösbar.
Im Gelbdruck der neuen DIN 1052/4 wird ein vereinfachter Schwingungsnachweis in Form eines Durchbiegungsnachweises verlangt. Nach Meinung von Mohr ist dieser nicht ausreichend, um alle Schwingungsprobleme auszuschließen. Mohr hält auch eine Steifigkeits- und Massenanforderung für notwendig, die Frequenzanforderung (>8 Hz) sei immer nur für schwere Decken ausreichend.Konstruktive Maßnahmen. Um die Übertagung von Schwingungen in benachbarte Räume zu vermeiden, empfiehlt Mohr folgende baulichen Maßnahmen:
? Vermeidung von Rahmenkonstruktionen zwischen Wand- und Deckenelementen
? Tragelemente für vertikale Lasten (Wände, Stützen) sollten übereinander stehen und die Kräfte direkt in das Fundament ableiten. „Weiche” Biegeträger, die Lasten aus Wänden aufnehmen, übertragen auch Schwingungen aus den Decken, die durch diese vertikalen Bauteile gestützt werden
? leichte Trennwände, die auf ebensolchen Decken stehen, sowie oben und unten daran befestigt sind, können Schwingungen übertragen, sie sollten gegebenenfalls übereinander angebracht werden
? Die Durchlaufträgerwirkung zwischen Wohnungen sollten vermieden werden, da eine Übertragung in das Nachbarfeld stattfindet
? Unterzüge als Zwischenauflager sollten möglichst steif ausgeführt werden. Die Übertragung der Schwingungen zwischen 2 Einfeldträgern ist durch einen gemeinsamen „weichen” Unterzug möglich.
? er fordert bei Durchlaufsystemen zwischen Wohnungen eine Steifigkeit von 0,25 mm/ 1 kN

Brettrippenbauweise im Trend. „Optische Leichtigkeit und Transparenz der Lastabtragung prägen das Erscheinungs-bild der Brettrippenbauweise”, ist sich Dr.-Ing. Norbert Burger sicher. Nicht erst seit Errichtung des Expo-Daches in Hannover/D wird im Holzbau in dieser Variante angewandt. Die Herstellung eines Netzes aus gekrümmten und verdrillten Rippen erfordert einfache Kreuzungspunkte sowie eine schnell ausführbare Verbindung der Brettlagen ohne Verleimung. An diesen Punkten laufen die Bohlen- sowie Brettlagen abwechselnd durch. Die Zwischenlagen werden durch Füllbretter zu einem vollflächigen Gesamtquerschnitt ergänzt, die Brettstapel durch Bolzen zusammengehalten. Die Brettrippen bestehen aus 4 bis 6 Brettlagen, welche im Abstand von 10 bis 20 cm 2-reihig miteinander verschraubt oder genagelt sind.Hochgradig statisch unbestimmt. Um eine möglichst gleichmäßige Auslastung der einzelnen Rippenquerschnitte zu erreichen, werden die Rippen in Bereichen mit höheren Beanspruchungen verdichtet angeordnet. Die Struktur gibt so den Kraftverlauf im Tragwerk wieder. Die Rippen werden an den Rändern mit Stabdübeln und Schlitzblechen gelenkig angeschlossen.
Die einzelnen Brettlamellen lassen sich nur um ihre schwache Achse biegen und um ihre Längsachse verdrillen. Eine Biegung um die starke Achse ist nicht möglich. Deshalb müssen die Rippenachsen geodätischen Linien, also der kürzesten Verbindung zweier Punkte auf der Schalenoberfläche folgen. Die Fertigung geschieht mit Gerüsten, die eine Überhöhung berücksichtigen. Die Rippenschalen-Konstruk-tion kann mit Rechenmodellen am Computer erfolgen.Berechnungen im Holztafelbau. „Werden Teile eines Ge-bäudes aus vorgefertigten Tafeln errichtet, so muss eine Weiterleitung der entstehenden Kräfte gewährleistet werden”, berichtete Prof. Dr.-Ing. Martin Kessel von der TU Braunschweig. Tafeln werden senkrecht zu ihrer Ebene durch Eigengewicht, Schnee, Wind und Verkehr beansprucht. Dabei muss zwischen Beplankungen mit und ohne Stoß unterschieden werden.